系統平臺 2

(1)

本章概念

系統平臺

2

2-1 認識系統平臺 P.50

什麼是系統平臺、

電腦系統平臺硬體、

電腦作業系統、電腦系統維護

2-2 新興系統平臺 P.66

可攜式系統平臺、

雲端系統平臺、

嵌入式系統平臺

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(2)

動的歷程，這些功能都仰賴系統平臺的運作才能實現。各種系統平臺讓處理事情變得更加便利的同時，也逐漸讓我們的生活型態產生改變。

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(3)

認識系統平臺

2-1 2-1

系統平臺又稱為運算平臺（ computing platform ^{），指的是利} 用電腦的運算能力，來提供使用者各項服務的執行環境。傳統的電腦系統平臺主要由硬體、作業系統、應用軟體組成，隨著科技進步和發展，系統平臺不僅運算能力大幅提升，也衍生出各種新興型態，

例如：可攜式系統平臺、雲端系統平臺、嵌入式系統平臺（圖 1-2-2）。

1 ^{什麼是系統平臺}

圖 1-2-1 不同類型的裝置（例如電腦與手機），或相同裝置但搭載不同作業系統（例如Android 與 iOS），裝置間的軟體或檔案可能無法流通使用。

哇！這是用你自己寫的app 修的圖嗎？好漂亮哦！

奇怪，為什麼不能安裝？

對啊！你想試用看看嗎？我傳給你。

哦哦！你用的是蘋果手機，

我寫的是安卓程式啦！

好啊！

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(4)

圖 1-2-2 系統平臺分類。

系統平臺傳統系統平臺新興系統平臺

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。

例使用電腦的修圖軟體來編輯照片。

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。

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。

例智慧冷氣可偵測人的位置，自動調節風向，不需手動操控。

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。

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。

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2-1　認識系統平臺

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(5)

2 ^{電腦系統平臺硬體}

1 電腦硬體的五大單元

系統平臺的核心就是使用電腦的運算能力，來提供各種服務。現代電腦的基本組成，發展自馮紐曼（ J ohn von N eumann ^，西元 1903 ∼ 1957 年）提出的電腦架構，

主要分為五大單元：輸入單元、輸出單元、記憶單元、

控制單元、算術與邏輯單元（圖 1-2-3）。

圖 1-2-3 五大單元運作流程。

控制訊號指令、資料

常見輸入單元

攝影機

鍵盤滑鼠

麥克風

算術與邏輯單元控制單元

記憶單元輸入

單元

輸入外部資訊到系統內

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(6)

輸入單元負責將資訊傳到電腦中進行運算；輸出單元則負責呈現運算結果到使用者的裝置。

除了輸入與輸出單元之外，其他單元通常都被主機殼包覆起來，其中控制單元、算術與邏輯單元合稱為中央處理器（ C entral P rocessing U nit ^， CPU），是整部電腦的核心，影響整體的運作效率。

常見輸出單元

印表機螢幕

喇叭

進行二進位的運算和邏輯運算

中央處理器

控制、協調各單元之間的合作

進行資訊的儲存

輸出單元

輸出運算結果到設備中

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(7)

2 記憶單元

電腦的記憶單元負責儲存指令或資料，並提供給算術與邏輯單元進行運算。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。

由於算術與邏輯單元的運算速度比起記憶單元的存取速度快，為了配合運算需求，越接近算術與邏輯單元的記憶單元，存取速度就必須越快。一般來說，存取速度越快的記憶單元越昂貴，在成本考量下能配置的容量相對會比較小，其比較如圖 1-2-4 所示。

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。

圖 1-2-4 電腦的記憶單元之比較。

記憶單元

隨機存取記憶體

（RAM，又稱為主記憶體）

輔助記憶體快取記憶體

（Cache，簡稱快取）

暫存器

（Register）

高單位價格

低

快存取速度

慢

小容量大小

大

儲存可能會使用、需要長期保存的資料與指令儲存頻繁被使用的資料與指令儲存最近剛使用過的資料與指令儲存正在運算的資

料與指令關機後資料會消失

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(8)

算術與邏輯單元進行運算時，所使用的資料或程式，會儲存在距離最近、存取速度最快的暫存器內，以提升執行速度。若需要的資料不在暫存器中，則會由近而遠，依序到快取記憶體、隨機存取記憶體、輔助記憶體中找尋（圖 1-2-5）。

硬碟（Hard Disk）分為傳統硬碟與固態硬碟兩類，兩者的比較如下表：

延伸學習傳統硬碟 HDD、固態硬碟 SSD

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。

缺點存取速度慢、體積大、運作時怕晃動。價格較昂貴；損壞前無徵兆，

一旦壞掉資料便無法修復。

圖 1-2-5 算術與邏輯單元進行運算時，會逐層尋找需要的資料，再逐層回傳。

中央處理器輔助記憶體

硬碟

隨身碟

記憶卡隨機

存取暫存器記憶體

快取記憶體算術與邏輯單元

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(9)

3 CPU 與電腦發展

CPU 由控制單元、算術與邏輯單元共同組成，是負責協調電腦中各單元運作的核心， CPU 製作技術的演進，也帶動不同世代的電腦發展（圖 1-2-6）。

在第二代到第四代電腦的發展中， CPU 在同樣的空間內，可以放置的電子元件數量越來越多，因此計算能力越來越強大。接下來的第五代電腦，除了多核心的設計外，為因應大數據、人工智慧等新興技術的運算需求， CPU 核心也持續朝向體積越小、速度越快的方向發展。

1946～1958 1959～1963 1964～1971

第一代電腦第二代電腦第三代電腦

圖 1-2-6 電腦核心的發展。

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，

重達30 噸。

真空管

以電晶體取代真空管來處理訊號。

電晶體的體積是真空管的二十分之一，耗能更少，穩定性更高。

電晶體

以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。

積體電路

知識快遞

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。

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(10)

近年資訊科學發展主要聚焦於「大、人、物（大數據、人工智慧、物聯網）」。隨著網路技術的進展，越來越多設備連上網路，共同組成巨大的「物聯網」；而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。

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。

延伸學習電腦發展的「大、人、物」

1972～1989 1990～

第四代電腦第五代電腦

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。

超大型積體電路

各種材料與技術均在發展中，持續朝向電子元件更小、且處理速度越快，或多核心設計的方向發展。

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(11)

3 ^{電腦作業系統}

1 作業系統的功能

系統平臺的各項軟、硬體之所以能維持穩定運作，

作業系統（ O perating S ystem ^， OS）功不可沒。作業系統就像是電腦的管家一樣，只要告訴它你的需求，它就會協助你完成任務。作業系統不僅負責協調電腦硬體與軟體之間的資源分配，也是電腦與使用者之間的溝通介面（圖 1-2-7）。

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。

圖 1-2-7 使用者、應用軟體、作業系統、硬體之間的關係。

傳送使用者操作內容到作業系統。

操作應用軟體及系統軟體，應用軟體

輸入指令或資料。

使用者

使用者操作

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(12)

系統平臺軟體分為「系統軟體」及「應用軟體」，系統軟體指的是與系統運作相關的軟體，

包括作業系統、系統工具程式、軟體開發工具；而我們平常使用的文書軟體、遊戲軟體、導航、

影音播放軟體則屬於應用軟體。

延伸學習系統平臺軟體分類

系統平臺軟體系統軟體

應用軟體作業系統

系統工具程式

軟體開發工具

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。

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。

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。

依據使用者的需求所設計出的軟體。

如：文書處理軟體、簡報軟體、試算表軟體等。

管理資源，維護系統運作與發展，協調軟硬體工作。

作業系統

按照作業系統指揮，

執行運算任務。

硬體

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(13)

Linux 屬於開源軟體，有許多版本的 Linux 作業系統在流通，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。

延伸學習 Linux 的不同版本

2 個人電腦作業系統

目前常見的個人電腦作業系統有三類，分別為微軟公司開發的 W indows ^{、蘋果公司的} mac OS，以及開放原始碼的 L inux ^（圖 1-2-8）。

圖 1-2-8 常見的個人電腦作業系統類別。

Windows

macOS

Linux

Windows 作業系統可以安裝在任何裝置英特爾（Intel）CPU 的電腦中，架構也較開放，支援大量的軟硬體，滿足一般使用者的需求，因此市佔率較高。

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。

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 系統內部核心便是修改自Linux。

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(14)

個人電腦作業系統的發展趨勢，是從 8 位元、16 位元等較低位元數，升級至 32 位元、64 位元等運算能力較好的作業系統；並且從文字型態的「命令行介面」，

進階為圖像化的「圖形使用者介面」（圖 1-2-9）。

隨著人工智慧發展，使用語音輸入操控系統平臺，

也成為一項新的趨勢。語音助理程式（如蘋果的 S iri ^、微軟的 C ortana ^、 G oogle 個人助理等）也開始包含在作業系統中。

圖 1-2-9 作業系統的發展趨勢，以 Windows 為例。

圖形使用者介面 64 位元

微軟將 Windows 10 變成一項服務，宣布不會推出新的Windows，而是不斷的進行定期更新。

Windows 10 搭載智慧語音助理Cortana，結合線上搜尋、個人資訊管理等服務，提供使用者更全面的Windows 功能。

Windows 10 圖形使用者介面

16 位元、32 位元

Windows 95 整合 MS- DOS，採用圖形化介面，

並提供「開始工具列」。

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。

Windows 95 命令行介面

16 位元

MS-DOS 是早期微軟個人電腦搭配的作業系統，Windows 95 問世後退居幕後，但仍保留在系統中，後來的「命令提示字元」就是執行 MS- DOS 指令的應用程式。

MS-DOS

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(15)

4 ^{電腦系統維護}

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，接下來請跟著機器人的腳步，使用 W indows 10 作業系統「設定」頁面中的功能，解決系統問題吧！

2

1

① 點擊開始功能表的按鈕。

② 點擊上方的「設定」，開啟 Windows 10 的設定頁面。

1

3

2

在設定頁面中，有許多系統管理及維護的功能，常用的有：

① 系統：

可設定電腦的音效與顯示、管理儲存空間。

② 應用程式：

設定應用程式、解除安裝不需要的程式。

③ 更新與安全性：

包含作業系統更新、防火牆設定、系統備份等重要設定。

電腦系統維護中心－以 Windows 10 為例

糟糕！系統好像出問題了…

趕快去Windows 10 的「設定」裡解決問題！

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(16)

系統

顯示器、音效、通知、電源

步驟 1

進入設定頁面中的「系統」。

2

1 步驟2

① 選擇「儲存空間」。

② 點擊「最佳化磁碟機」。

2 1

步驟 3

① 選擇對應的磁碟機。

② 點擊「最佳化」，開始分析與重組磁碟。

最佳化磁碟空間解決方法 ①

狀況一

喔！不～

磁碟空間不足，

無法正常存檔！

試試看最佳化磁碟機，或是移除不常用的程式，都能讓儲存空間得到釋放喔！

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(17)

應用程式

解除安裝、預設值、選用功能

步驟1

進入設定頁面中的「應用程式」。

1 2 步驟 2

① 選擇「應用程式與功能」。

② 檢查列表中是否有不需要的程式。

1

2 步驟3

① 點擊想移除的程式。

② 選擇「解除安裝」，即可移除。

移除不常用的程式解決方法 ②

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(18)

更新與安全性

Window Update、復原、備份

步驟 1

進入設定頁面中的「更新與安全性」。

3 2 1

步驟2

① 選擇「Windows Update」。

② 系統會自動檢查更新。

③ 若有新版本則下載並進行安裝。

1 2

3 步驟3

① 點擊「Windows 安全性」。

② 點擊「防火牆與網路防護」，會自動開啟新視窗。

③ 檢查網路連線的防火牆運作情形。

檢查系統更新、防火牆設定解決方法

狀況二

趕快檢查系統是否為最新版本，比較不容易受到病毒攻擊，防火牆也記得要開啟喔！

怎麼辦！！！

最近電腦病毒大流行，

我的電腦安全嗎？

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(19)

新興系統平臺

2-2 2-2

1 ^{可攜式系統平臺}

可攜式系統平臺就是方便攜帶或穿戴的運算平臺，像是智慧型手機、智慧型手錶、智慧眼鏡都屬於此類（圖 1-2-10）。

圖 1-2-10 可攜式系統平臺一樣具備硬體五大單元，如智慧型手機的觸控螢幕，同時屬於輸入與輸出單元。

iPhone（2007） HTC G1（2008）

圖 1-2-11 iOS 與 Android 系統的第一款智慧型手機。

1 智慧型手機

西元 2007 年，蘋果公司發表第一代 i P hone ，打響觸控螢幕智慧型手機的戰場；隔年 G oogle ^{與宏達電（} HTC）合作，推出第一部 A ndroid ^系統的手機，使蘋果的 i OS 與 G oogle ^的 A ndroid 成為智慧型手機最主要的作業系統（圖 1-2-11）。

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(20)

2 智慧型手錶

智慧型手錶可以隨時量測個人的步行數量、睡眠品質、心率及運動狀態等，有些還能偵測氣壓、進行 GPS 定位、發送訊息等（圖 1-2-12）。

3 智慧眼鏡

G oogle ^所研發的 G oogle ^眼鏡

（圖 1-2-13），具備人工智慧引擎，

可以進行識物學習、判斷和動作預測等功能。此眼鏡是針對企業和開發者設計的產品，主要用於建築、

醫療輔助等用途。

Apple Watch

作業系統：watchOS

衍生自iOS 的可攜式作業系統

Samsung Galaxy Watch Active

作業系統：Tizen

以Linux 為核心的可攜式作業系統

圖 1-2-12 常見的智慧型手錶。

想一想，還有哪些日常用品未來可能搭載可攜式系統平臺，成為行動裝置？如果你是一名發明家，你最想發明出什麼樣的系統平臺？

手腦並用

圖 1-2-13 Google 眼鏡。

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(21)

2 ^{雲端系統平臺}

1 雲端系統平臺介紹

傳統電腦系統平臺的運算過程都在使用者的設備上，而雲端系統平臺則是一種「運算過程都在雲端系統上」的新興平臺。

當使用者將指令（如播放影片）利用網路傳送給雲端系統平臺，

雲端系統平臺便會執行運算，並將結果送回使用者的裝置進行顯示。

雲端系統平臺根據其提供的服務內容與對象，可分為三類（圖 1-2-14）。

圖 1-2-14 雲端系統平臺的分類。

SaaS 軟體即服務 (Software as a Service)

建立在 PaaS、IaaS 的基礎上，提供使用者各項網頁服務，如電子郵件、影音串流等。SaaS 服務僅需透過網際網路傳遞，使用者不需安裝軟體即可使用。

構成要件：PaaS、IaaS、網頁服務、雲端軟體

PaaS 平臺即服務 (Platform as a Service)

建立在 IaaS 的基礎上，提供網站開發環境與工具，

例如特定功能的應用程式介面：人工智慧、語音辨識等。

構成要件：IaaS、應用程式介面 (API)、雲端空間、資料庫系統

SaaS SaaS SaaS SaaS PaaS PaaS PaaS PaaS

IaaS IaaS IaaS IaaS

IaaS 基礎設施即服務 (Infrastructure as a Service)

由硬體及網路設備形成的雲端虛擬主機，提供伺服器、作業系統、雲端儲存空間、網路管理等服務內容。

構成要件：網路設備、軟體授權、機房設施

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(22)

資訊相關的產業相當多元，除了硬體製造，還有軟體開發、程式設計、

介面設計等；另外，因為雲端系統平臺的出現，也讓新興的職業「YouTuber」

蓬勃發展。

YouTube 提供創作者個人的頻道空間、流量觀測、廣告投放等服務，

YouTuber 們只要點開網頁，就能快速使用這些服務。此外 Google 也推出了YouTube API，能讓開發者利用 YouTube 的功能（例如擷取影片、抓取留言板），打造出各式各樣的服務。

延伸學習影音分享平臺－YouTube

服務對象一般使用者優點

1. 使用者不用安裝、維護或開發軟體。

2. 只需要連上雲端服務，即可使用。

例我們只要利用瀏覽器上網，不用安裝其他軟體，就能使用E-mail、網路硬碟等功能。

服務對象

軟體開發者、系統開發人員優點

1. 開發者不用管理網站或主機。

2. 可租用現成的應用程式介面加以運用。

例工程師在網頁中直接套用雲端運算平臺提供的翻譯 API，節省製作網頁的時間。

服務對象企業、公司優點

企業可省下建立電腦主機、網路設備以及購買授權等基礎設施的開銷。

例企業租用雲端虛擬主機，設置公司內部的管理系統，解決昂貴的硬體架設與維護問題。

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(23)

2 體驗雲端系統平臺

在軟體即服務（ S aa S）的服務中，我們能利用雲端系統平臺強大的運算能力，完成本身不容易做到的事。接下來我們將透過微軟提供的 A zure 雲端運算服務，體驗臉部辨識的雲端運算功能。

1

2 1. 進入系統平臺頁面

① 搜尋「Azure 臉部辨識」。

② 點選「臉部辨識｜

Microsoft Azure」。

註註網址：

https://azure.microsoft.com/

zh-tw/services/cognitive- services/face/

開啟服務平臺 Step1

A B C

1. 選擇服務內容

共有三種辨識服務：

A

臉部偵測

判斷年齡、表情、性別，

是否戴眼鏡等。

B

臉部驗證

判斷兩張照片是否為同一個人。

C

認知表情辨識判斷表情狀況。

使用 SaaS 服務 Step2

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資訊科技篇

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(24)

4 2 1

3

^註

A. 臉部偵測

① 接續 Step1，選擇「臉部偵測」。

② 設定偵測模型為 detection_01。

③ 選擇測試的圖片。

④ 點選方框中的臉部，觀察偵測結果。

註若想使用其他照片，可點擊瀏覽上傳電腦中的照片，或在影像URL 中填入圖片網址，再按下提交即可。

3 1

2 B. 臉部驗證

① 接續 Step1，選擇「臉部驗證」。

② 選擇測試圖片，或自行上傳、填入影像內容。

③ 觀察驗證結果，數值越接近 1，代表越可能為同一個人。

2 1

3 C. 認知表情辨識

① 接續 Step1，選擇「認知表情辨識」。

② 選擇測試圖片，或自行上傳、填入影像內容。

③ 觀察辨識結果，越符合辨識結果的表情，其數值會越接近1。

2 _系

統平臺

第章

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(25)

3 ^{嵌入式系統平臺}

隨著科技的演進，許多設備從只有簡單的機械功能，發展成以「嵌入式系統」控制的智慧裝置，如：洗衣機、掃地機器人、

Y ou B ike 、電子鍋、自動販賣機等（圖 1-2-15）。這些裝置的外觀一般看不出來含有運算平臺，且通常只能執行預先設定的工作，但也因此所需的控制、運算單元都較為簡易和節能。

A ^{掃地機器人}

會自動偵測障礙物進行打掃，並在電源耗盡前，回到充電座充電。

B ^{全自動洗衣機}

可設定洗衣模式，並根據衣物的重量，

自動調節水位和計算洗衣時間。

圖 1-2-15 生活中的嵌入式系統裝置。

C YouBike 2.0 YouBike 2.0

將租借系統整合到腳踏車上，讓租借更加流暢方便。

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資訊科技篇

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(26)

2-1 認識系統平臺

1. 系統平臺分類：電腦系統平臺、可攜式系統平臺、雲端系統平臺、嵌入式系統平臺。

2. 系統平臺的組成要件：硬體、作業系統、應用軟體。

3. 電腦硬體五大單元： _輸

入單元輸出單元

記憶單元算術與邏輯單元

控制單元

控制訊號指令、資料

4. 電腦作業系統：

(1) 功能：負責電腦資源的分配與工作管理，是使用者與電腦之間的溝通介面。

(2) 常見個人電腦作業系統類別：Windows、macOS、Linux。

(3) 個人電腦作業系統發展趨勢：低位元→高位元；命令行介面→圖形使用者介面。

2-2 新興系統平臺

1. 可攜式系統平臺：方便攜帶或穿戴的運算平臺，如智慧型手機、智慧型手錶、智慧眼鏡。

2. 雲端系統平臺：依據服務內容及對象分為三類。

(1) 軟體即服務（SaaS）：提供網頁服務、雲端軟體。

(2) 平臺即服務（PaaS）：提供 API、雲端空間、資料庫等。

(3) 基礎設施即服務（IaaS）：提供網路設備、軟體授權、機房設施等基礎設施。

3. 嵌入式系統：通常只執行預先設定的工作，所需的硬體設備較簡易。

第 2章學習重點

小型的嵌入式系統大多使用微控制器（ M icro C ontrol U nit ^， MCU）為核心，將中央處理器、

記憶單元、輸入輸出、運算功能整合在一起，一顆晶片相當於一部功能簡單的小電腦。然而，微控制器的開發和設計難度較高，為了方便一般使用者加以開發應用，許多以微控制器為基礎的開發板如 A rduino ^、 micro : bit ^、 webduino ^{相繼問}

世，因而掀起自造潮流的盛行（圖 1-2-16）。

^{圖 1-2-16} 以 Arduino 開發的超音波避障車。

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第章

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第2章　系統平臺

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(27)

3D 列印只要修改電腦模型就能調整產品設計，廠商能在訂單確認後快速客製化生產，落實零庫存目標，減少資源浪費、降低對環境的破壞。

3D 列印採用的積層技術能列印各種形狀的成品，

在醫療應用上，可以快速製作複雜、符合病患需求的輔具或義肢，提高醫療品質、降低生產成本。

西元 2014 年，日本出現第一位因 3D 列印槍枝而被判刑的人。

穿戴式裝置穿戴式裝置可結合虛擬實境技術，創造打破時空限制的新興服務。如： VR 眼鏡的虛擬實境旅遊。

穿戴式裝置能與生活中許多物件結合，提供即時運算服務，如：智慧手錶搭載感測器，可透過偵測汗水的成分，計算體內的藥物濃度，提醒患者正確用藥的時機。

穿戴式裝置必須連上網路以傳輸資料，帶來個資外洩的隱憂。

科技的發展為生活各方面帶來方便，但也可能造成某些負面影響。

當我們擁抱新科技的同時，也要有足夠的智慧，並且謹慎面對，才能打造更美好的未來。

科技的影響與衝擊

科技廣角

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資訊科技篇

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(28)

音樂傳播技術

使用者在有需求時，可選擇租借共享汽、機車，不必負擔購買交通工具的高額支出、維護成本、失竊風險等。

共享經濟多以臨時服務為主，許多應用由於缺乏有效管理，安全事故與服務糾紛時有所聞。

數位化技術讓音樂儲存、傳遞的成本降低，人們聽音樂的方式也更多元，只要能上網，就有源源不絕的音樂可以聽。

受非法分享衝擊，西元 2005 ∼ 2015 年間，音樂產業銷售金額僅剩 25％，造成許多唱片公司倒閉。

西元 2016 年起，合法音樂串流平臺興起，唱片公司與音樂人開始能獲得來自網路服務的收益，並穩定成長，科技與產業逐漸取得互利平衡。

除了上述特定技術所帶來的影響與衝擊之外，科技的發展也可能對部分族群的人士造成不同程度的影響。

例如，臺灣的高速公路早期是以人工收取過路費，隨著國道電子收費系統

（ Electronic Toll Collection，ETC）的建置，近千名收費員面臨失業的衝擊。

又或者，越來越多服務必須使用數位設備，像是要取得資訊就必須上網、

下載 app、掃描 QR code 等，對於沒有資訊設備或不擅長使用的人而言（例如老人），無法享有便利的生活服務。

想一想，科技發展還可能帶來哪些影響？有什麼可行的解決之道呢？

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第2章　科技廣角

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系統平臺 2

本章概念

系統平臺

2

2-1 認識系統平臺 P.50

2-2 新興系統平臺 P.66

48

49

認識系統平臺

2-1 2-1

例如：可攜式系統平臺、雲端系統平臺、嵌入式系統平臺（圖 1-2-2）。

1 什麼是系統平臺

50

系統平臺 傳統系統平臺 新興系統平臺

電腦系統平臺

可攜式系統平臺

嵌入式系統平臺

雲端系統平臺

2 系

統 平 臺

2-1 2-2

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2 電腦系統平臺硬體

1 電腦硬體的五大單元

系統平臺的核心就是使用電腦的運算能力，來提供 各種服務。現代電腦的基本組成，發展自馮紐曼（ J ohn von N eumann ，西元 1903 ∼ 1957 年）提出的電腦架構，

主要分為五大單元：輸入單元、輸出單元、記憶單元、

控制單元、算術與邏輯單元（圖 1-2-3）。

常見輸入單元

算術與 邏輯單元 控制單元

記憶單元 輸入

單元

輸 入 外 部 資 訊 到 系 統 內

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輸入單元負責將資訊傳到電腦中進行運算；輸出單 元則負責呈現運算結果到使用者的裝置。

除了輸入與輸出單元之外，其他單元通常都被主機 殼包覆起來，其中控制單元、算術與邏輯單元合稱為中 央處理器（ C entral P rocessing U nit ， CPU），是整部電 腦的核心，影響整體的運作效率。

常見輸出單元

進行二進位的運算和邏 輯運算

中央處理器

控制、協調各單元之間 的合作

進行資訊的儲存

輸出 單元

輸 出 運 算 結 果 到 設 備 中

2 系

統 平 臺

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2 記憶單元

電腦的記憶單元負責儲存指令或資料，並提供給算 術與邏輯單元進行運算。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 。

記憶單元

隨機存取記憶體

輔助記憶體 快取記憶體

暫存器

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延伸學習 傳統硬碟 HDD、固態硬碟 SSD

2 系

統 平 臺

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55

3 CPU 與電腦發展

CPU 由控制單元、算術與邏輯單元共同組成，是負 責協調電腦中各單元運作的核心， CPU 製作技術的演 進，也帶動不同世代的電腦發展（圖 1-2-6）。

1946～1958 1959～1963 1964～1971

第一代電腦 第二代電腦 第三代電腦

真空管

電晶體

積體電路

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延伸學習 電腦發展的「大、人、物」

1972～1989 1990～

第四代電腦 第五代電腦

超大型積體電路

2 系

統 平 臺

2-1 2-2

57

3 電腦作業系統

1 作業系統的功能

系統平臺的各項軟、硬體之所以能維持穩定運作，

傳送使用者操作內容到 作業系統。

操作應用軟體及系統軟體， 應用軟體

輸入指令或資料。

1 ^{什麼是系統平臺}

系統平臺傳統系統平臺新興系統平臺

2 _系

統平臺

2 ^{電腦系統平臺硬體}

系統平臺的核心就是使用電腦的運算能力，來提供各種服務。現代電腦的基本組成，發展自馮紐曼（ J ohn von N eumann ^，西元 1903 ∼ 1957 年）提出的電腦架構，

算術與邏輯單元控制單元

記憶單元輸入

輸入外部資訊到系統內

輸入單元負責將資訊傳到電腦中進行運算；輸出單元則負責呈現運算結果到使用者的裝置。

除了輸入與輸出單元之外，其他單元通常都被主機殼包覆起來，其中控制單元、算術與邏輯單元合稱為中央處理器（ C entral P rocessing U nit ^， CPU），是整部電腦的核心，影響整體的運作效率。

進行二進位的運算和邏輯運算

控制、協調各單元之間的合作

輸出單元

輸出運算結果到設備中

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統平臺

電腦的記憶單元負責儲存指令或資料，並提供給算術與邏輯單元進行運算。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。

輔助記憶體快取記憶體

延伸學習傳統硬碟 HDD、固態硬碟 SSD

2 _系

統平臺

CPU 由控制單元、算術與邏輯單元共同組成，是負責協調電腦中各單元運作的核心， CPU 製作技術的演進，也帶動不同世代的電腦發展（圖 1-2-6）。

第一代電腦第二代電腦第三代電腦

延伸學習電腦發展的「大、人、物」

第四代電腦第五代電腦

2 _系

統平臺

3 ^{電腦作業系統}

傳送使用者操作內容到作業系統。

操作應用軟體及系統軟體，應用軟體

延伸學習系統平臺軟體分類

管理資源，維護系統運作與發展，協調軟硬體工作。

2 _系

統平臺

目前常見的個人電腦作業系統有三類，分別為微軟公司開發的 W indows ^{、蘋果公司的} mac OS，以及開放原始碼的 L inux ^（圖 1-2-8）。

個人電腦作業系統的發展趨勢，是從 8 位元、16 位元等較低位元數，升級至 32 位元、64 位元等運算能力較好的作業系統；並且從文字型態的「命令行介面」，

也成為一項新的趨勢。語音助理程式（如蘋果的 S iri ^、微軟的 C ortana ^、 G oogle 個人助理等）也開始包含在作業系統中。

2 _系

統平臺

4 ^{電腦系統維護}

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，接下來請跟著機器人的腳步，使用 W indows 10 作業系統「設定」頁面中的功能，解決系統問題吧！

最佳化磁碟空間解決方法 ①

狀況一

2 _系

統平臺

移除不常用的程式解決方法 ②