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Academic year: 2022

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(1)

1. 什麼是系統平臺

2. 電腦系統平臺硬體 3. 電腦作業系統

4. 電腦系統維護

認識系統平臺

2-1

(2)

什麼是系統平臺

2

(3)

不同類型的裝置或 作業系統,軟體或 檔案可能無法流通 使用。

電腦 & 手機

iOS & Android

Mac & Windows

生活中常見的系統平臺

(4)

系統平臺

▪ 系統平臺:又稱為運算平臺( computing platform ) 利用電腦運算能力,提供使用者各項服務的執行環境

4

系統平臺傳統 電腦 系統平臺

新興 系統平臺

系統平臺可攜式

系統平臺雲端

嵌入式 系統平臺

▪ 傳統(電腦)系統平臺:

主要由硬體、作業系統、應用軟體組成

▪ 新興系統平臺:

常見分類有可攜式系統平臺、雲端系統 平臺、嵌入式系統平臺等。

(5)

系統平臺分類

電腦系統平臺

一般是指傳統桌上型電腦、

筆記型電腦的系統平臺。

系統平臺傳統 電腦 系統平臺

系統平臺新興

系統平臺可攜式

系統平臺雲端

系統平臺嵌入式

例 使用電腦的修圖 軟體來編輯照片

(6)

系統平臺分類

6

可攜式系統平臺

一般用於小型且便於攜帶或穿戴 的智慧裝置,像是智慧型手機、

智慧型手錶等。

例 運動時用智慧型 手機播放音樂、

用智慧型手錶記 錄步數。

系統平臺傳統 電腦 系統平臺

系統平臺新興

系統平臺可攜式

系統平臺雲端

系統平臺嵌入式

(7)

系統平臺分類

雲端系統平臺

由遠端伺服器主機提供運算服務

,能讓多人同時連線使用,再藉 由網路將運算結果傳回本地端。

系統平臺傳統 電腦 系統平臺

系統平臺新興

系統平臺可攜式

系統平臺雲端

系統平臺嵌入式

例 利用 Google 文 件的線上共同編 輯功能,同時和 小組成員一起合 作完成讀書報告

(8)

系統平臺分類

8

嵌入式系統平臺

在機械或電子設備上安裝控制晶 片,讓設備可自動執行特定功能

系統平臺傳統 電腦 系統平臺

系統平臺新興

系統平臺可攜式

系統平臺雲端

系統平臺嵌入式

例 智慧冷氣可偵測 人的位置,自動 調節風向,不需 手動操控。

(9)

電腦系統平臺硬體

(10)

電腦硬體的五大單元

輸入單元:將資訊傳到電腦中運算。

1 0

輸入

攝影機 麥克風

鍵盤滑鼠

(11)

電腦硬體的五大單元

輸入單元:將資訊傳到電腦中運算。

輸出單元:呈現運算結果。 輸入

螢幕 喇叭

(12)

電腦硬體的五大單元

輸入單元:將資訊傳到電腦中運算。

輸出單元:呈現運算結果。

記憶單元:儲存資訊。

1 2

輸入

硬碟 輸出

記憶卡 隨身碟

(13)

輸入單元:將資訊傳到電腦中運算。

輸出單元:呈現運算結果。

記憶單元:儲存資訊。

控制單元、算術與邏輯單元:

合稱為中央處理器( Central Processing Unit , CP U )

,影響運作效率。

電腦硬體的五大單元

輸入

(14)

1 4

控制訊號 指令、資料

五大單元運作流程

輸入單元

輸出單元

中央處理器 控制單元

邏輯單元算術與

記憶單元

控制、協調各單 元之間的合作

進行二進位的運算 和邏輯運算

進行資訊的儲存

(15)

記憶單元分類

功能:儲存指令或資料,提供給算術與邏輯單元運算

記憶單元包括:

暫存器、快取記憶體、隨機存取記憶體、輔助記憶體

暫存器、快取記憶體

常整合於 CPU 中

常見的輔助記憶體 也稱為主記憶體

簡稱 RAM

(16)

記憶單元的比較

1 6

儲存正在運算的資 料與指令

儲存最近剛使用過 的資料與指令

儲存頻繁被使用的 資料與指令

儲存可能會使用、需要 長期保存的資料與指令

低 慢 大 高 快

單位價格 存取

速度 容量 大小

(17)

知識快遞

▪ 記憶單元中,只有輔助記憶體在關機後仍能保存 資料,其它記憶單元雖然存取速度較快,但只要 一斷電,資料就會消失。

(18)

資料在記憶單元中的傳遞

▪ 算術與邏輯單元運算時,會逐層尋找資料,再逐層回傳

1 8

中央處理器

算術與邏輯單元

暫存器

快取記憶體

隨機 存取 記憶體

輔助記憶體

硬碟 隨身碟 記憶卡

(19)

延伸學習

傳統硬碟 HDD 、固態硬碟 SSD

▪ 硬碟( Hard Disk )分為傳統硬碟與固態硬碟兩類:

類別

傳統硬碟

Hard Disk Drive 固態硬碟

Solid State Disk

優點 容量大且價格便宜,損壞前易有變

慢、異聲等徵兆,可提前處理。 安靜、體積小、運作時不怕晃動、

存取速度較快。

(20)

中央處理器 CPU

2 0

第一代 真空管

第二代 電晶體

第三代 積體電路

第四代

超大型積體電路

第五代

?

▪ 組成:控制單元、算術與邏輯單元。

▪ 功能:控制、協調電腦中各單元的運作。

▪ 對電腦發展的影響: CPU 當中的電子元件數量越多

,計算能力就越強。

▪ 使用的電子元件:

(21)

電腦核心的發展

真空管 真空管

 西元 1946 年,美國 賓州大學以真空管組成 第一部使用電子元件的 數位電腦,稱為 ENIAC

 整臺電腦占地 42 坪

① 真空管

② 電晶體

③ 積體電路

超大型積體電路

⑤ 多元材料

(22)

電腦核心的發展

2 2

電晶體 電晶體

 以電晶體 取代真 空管來處理訊號。

  電 晶 體 的 體 積 約 是真空管的二十分 之一 ,耗能更少,

穩定性更高。

① 真空管

② 電晶體

③ 積體電路

超大型積體電路

⑤ 多元材料

(23)

電腦核心的發展

積體電路 積體電路

積體電路取代電 晶體來處理訊號。

 積體電路可以把 數十個微電晶體整合 到一個小晶片中,並 大規模的生產。

① 真空管

② 電晶體

③ 積體電路

超大型積體電路

⑤ 多元材料

(24)

電腦核心的發展

2 4

超大型積體電路 超大型積體電路

  以超 大 型 積 體 電 路取代積體電路。

  超 大 型 積 體 電 路 可 在 一 片 積 體 電 路 中 , 放 入 數 萬 個 微 電晶體。

① 真空管

② 電晶體

③ 積體電路

超大型積體電路

⑤ 多元材料

(25)

電腦核心的發展

多元材料 多元材料

因應大數據、人工智慧等需求, CPU 核 心持續朝向電子元件更小、且處理速度越快

,或多核心 的方向設計,各種材料與技 術均在發展中。

① 真空管

② 電晶體

③ 積體電路

超大型積體電路

⑤ 多元材料

(26)

知識快遞

2 6

▪ 多核心處理器是在一個積體電路晶片中,同時裝載兩 個或更多的 CPU (核心),且每個 CPU 都能獨立執行 程式指令,讓處理器能同時執行多條指令,提高工作 效率。

(27)

延伸學習 電腦發展的「大、人、

▪ 隨著網路技術的進展,越來越多設備連上網路,共同

物」

組成巨大的「物聯網」。

▪ 因電腦儲存能力提升,也讓物聯網中各項物品所產生 的龐大資料得以被蒐集儲存,形成「大數據」。

▪ 「人工智慧」則是將大數據依照各種演算法進行分析

,以獲得預測事物發展或進行決策的能力。

(28)

延伸學習 電腦發展的「大、人、

物」

2 8

▪ 以「大、人、物」為基礎,越來越多的創新服務與技 術不斷被開發出來,這些發展都仰賴於電腦硬體設備 提升才得以實現,因此科學家仍不停研發運算能力更 強、處理速度更快、體積更小、容量更大、耗能更少 的硬體技術。

(29)

電腦作業系統

(30)

作業系統的功能

▪ 電腦與使用者之間的溝通介面。

▪ 協調電腦硬體與軟體之間的資源分配  。

3 0

使

(31)

知識快遞

▪ 現今的電腦在加入新硬體時,作業系統通常會自動安 裝驅動程式,以進行硬體間的工作管理。

▪ 若作業系統沒有自動安裝驅動程式,使用者則需要按 照硬體的說明書指引,下載並安裝驅動程式,才能正 常運作。

(32)

使用者、應用軟體、作業系統、硬體之間的關係

3 2

使用者操作

使用者

操作應用軟體及系統軟體

,輸入指令或資料。

應用軟體

傳送使用者操作內容 到作業系統。

管理資源,維護 系統運作與發展

,協調軟硬體工 作。

作業系統

(33)

延伸學習

依據使用者的需求所設計出的軟體。

提供程式設計人員開發應用軟體的工具。

如:編譯程式、偵錯程式等。

協助作業系統,負責系統資源的管理。

如:磁碟清理工具、工作管理員等。

管理電腦資源、檔案儲存以及程式的執行等。

如: Windows 10 、 macOS Big Sur 等。

系統平臺軟體分類

▪ 系統平臺軟體分為「系統軟體」及「應用軟體」。

作業系統

系統工具程式 軟體開發工具

系統 平台 軟體

(34)

個人電腦作業系統

常見個人電腦作業系統:

3 4

② 電晶體

② 電晶體

② 電晶體

Windows 微軟

Windows 微軟

macOS 蘋果 蘋果

系列

macOS

系列

開源軟體

Linux

系列

開源軟體 Linux

系列

(35)

Windows

Windows 作業系統可以安裝 在任何裝置英特爾( Intel ) CPU 的電腦中,架構也較開

,支援大量的軟硬體,滿足一

Windows

微軟 微軟

系列

Windows 系列

蘋果

macOS

蘋果

系列

macOS 系列

開源軟體

Linux

開源軟體

Linux

(36)

macOS

3 6

macOS 作業系統較為封閉,

系統相對穩定,但也因此支援 較少的軟硬體;強調美學設計

,其螢幕色彩與繪圖能力出色

,受到許多藝術、設計相關領 域使用者的愛用。

Windows

微軟 微軟

系列

Windows 系列

蘋果

macOS

蘋果

系列

macOS 系列

開源軟體

Linux

開源軟體

Linux

(37)

Linux

Linux 作業系統是開放原始碼 的自由軟體,任何人都能自由 使用和修改。

手機的 Android 系統內部核心

Windows

微軟 微軟

系列

Windows 系列

蘋果

macOS

蘋果

系列

macOS 系列

開源軟體

Linux

開源軟體

Linux

(38)

延伸學習 Linux 的不同版本

3 8

▪ Linux 屬於開源軟體,常見的有:

◎ Ubuntu :最多人使用的版本,包含桌面環境、軟體 中心,容易上手,適合初學者使用。

◎ CentOS :收錄的軟體全都是自由軟體,系統穩定,適 合用於架設伺服器。

◎ ezgo :由臺灣所開發,為教育部推動的自由軟體相關 計畫成果,適合於教育使用。

(39)

作業系統的發展趨勢

▪ 運算能力從低位元數升級至高位元數。

MS-DOS

MS-DOS Windows 95 Windows 95 Windows 10 Windows 10

(40)

作業系統的發展趨勢

▪ 文字型態的「命令行介面」,進階為圖像化的「圖形 使用者介面」。

4 0

命令行介面

MS-DOS MS-DOS

圖形使用者介面

Windows 95 Windows 95

圖形使用者介面

Windows 10 Windows 10

Windows 95 後的「命令提示字 元」就是執行 MS-DOS 指令的應用 程式。

圖形化介面讓使用者免去記憶大量指令,

因為容易上手而成為個人電腦普及的推手

(41)

電腦系統維護

(42)

▪ 電腦系統有時會發生錯誤或問題,出現「電腦當機」

、「資料傳輸速度變慢」等狀況。

▪ 請使用 Windows 10 作業系統「設定」頁面中的功能,

解決系統問題。

電腦系統維護

4 2

(43)

2 . 1 認識系統平臺

結束

參考文獻

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