作業特優同學

　　當我接觸這門課程之後，深覺身為資訊時代的一員，如果不會使用電腦，真是處處不便：處理起文件相當耗時，寫個海報、設計個廣告得請專家，查點資料需要到圖書館，與遠方的朋友通信息既費郵資又費時（當然也可以電話聯絡，但費用更貴）……等等。但如果只會使用電腦而不了解電腦的組織結構，那還是美中不足呢！
　　雖然讀了這門課之後，仍有許多無法理解的範疇，但至少對於電腦有些初步的了解，當我在使用電腦的過程中，如果出現了一些特殊的狀況，是當機也好、是儲存設定時出現的一些專有名詞也好，只要是我們使用的每個過程，都比較知其所以然，心頭自然踏實多了。
現在由我將所認識的「電子計算機概要（一）」做個重點報告：

一、先從電腦整體看

（一）電腦從組織看，可分為五大部分：

1. 輸入單元：如鍵盤、滑鼠、掃描器、數位相機等。
2. 算術邏輯單元ALU
3. 控制單元CU
4. 記憶單元：如主記憶體、磁碟機、光碟機等。
5. 輸出單元：如螢幕、喇叭、列表機等。

（二）電腦從硬體上看：

1. 主機板：有CPU、主記憶體、介面卡等元件
2. 週邊設備：凡是以資料排線、訊號線連接者，如軟、硬碟機，機殼外的鍵盤、滑鼠、螢幕、喇叭、印表機等是。

（三）電腦從軟體上看：

1. 系統軟體：可直接控制、管理、驅動硬體資源，是電腦系統運作必須具備的軟體。如BIOS、驅動程式。
2. 應用軟體：包括套裝軟體、訂製軟體。

（四）電腦指令在執行上：CPU執行指令的動作有一定的順序，稱指令週期，有四個步驟：1.讀取指令2.解碼分析3.執行命令4.儲存結果。

（五）指令的格式：電腦只了解一種語言，即機械語言，是由一串0與1的數字，以十六進位的數值表示法來呈現。近年來工程師朝兩種不同的方向發展：一是「複雜指令集CISC」，其優點是設計程式較容易，就事件處理的總和時間而言未必較差；另一是「精減指令集RISC」，其優點是指令都很簡單，指令長度較一致，執行較有效率。目前朝向兩者結合的方向發展。

（六）從電腦記憶體的容量上看：CPU以位址線連接到主記憶體，位址線數量決定記憶體可定址範圍的大小，定址線愈多表示記憶體容量愈大。
定址模式：記憶體方式以二維方陣排列，定址時控制訊號分為：「列位址線」傳遞列位址的訊號，「行位址線」傳遞行位址的訊號。可分為：

（1） 真實模式：是種簡單之定址模式，適用於16位元程式，受到IBM定址範圍的限制，他以segment: offset格式來表示其邏輯位址，都以四個十六進位值符號陳述位址相關資訊，兩部份以冒號分隔。
（2） 286/386保護模式：其segment暫存器裡的值指向特定資料表 「segment符號解說表」中的某一列，這一列的資料由64位元組成，經由定址電路取得其中基底位址再加上offset值而獲得實體位址。
（3） 分頁定址：記憶體位址計算更加複雜，引入「分頁管理」的方式，segment和offset兩個值所產生的位址不再是實體位址，而是線性位址，由目錄索引、表索引和偏移值所組成。

二、從記憶體儲存裝置上分析：記憶體分為：

（一）主記憶體：就是指內部記憶體，又分為：
1. 唯讀記憶體（ROM）：以特殊方式輸入儲存的資訊，他不需要外部電源，即能保存內容。有可細分為
（1） MASK ROM：當需要大量翻製，被選取為母片的唯讀記憶體，稱之。
（2） PROM（Programmable ROM）：可藉程式規劃、寫入資訊的唯讀記憶體，但僅可寫入一次，通常我們利用它來製作第一顆具原始資料的樣板元件。後來又發展出：
（a） EPROM（Erasable PROM）是一個可擦拭型的可程式化唯讀記憶體，利用特殊燒錄器，透過紫外線照射，將程式及資料寫入唯讀記憶體中，可重複寫入，改進了PROM的限制。
（b） EEPROM（Electrically Erasable PROM）則可利用控制碼來管制ROM晶片中程式及資料的更新，這項設計廣泛的應用在主機板上的BIOS，對於隨插即用的週邊設備、介面卡，都可利用EEPROM來設定資訊並接受系統的控制寫入環境設定值，帶給使用者更多便利與彈性。
（c） Flash Memory：這類型記憶體讀取資訊時速度很快，但寫入時卻很慢。
2. 隨機存取記憶體（RAM）：有動態（dynamic RAM，DRAM）與靜態（static RAM，SRAM）
（1） DRAM就是一般稱之為RAM的記憶體，它以電容來儲存資料，電容內儲存電荷有漏電缺點，要靠不斷的充電，更新電容器內的電荷量，才能保持電容儲存值的穩定狀態。它提供資訊暫時性的保存，當電源中斷，內部儲存的資訊即消失。
（2） SRAM是以電晶體來儲存資訊，無漏電顧慮，不需定時充電，故在速度上超越DRAM，相對的價格較昂貴。一般用為CPU與DRAM間的快取緩衝區，故又稱之為快取記憶體。

（二）輔助記憶體（即外部記憶體）本質上與主記憶體不同，不會因斷電而影響資料之保存，依照資料存取方式之不同分為「直接存取記憶裝置」，如磁碟機、光碟機……等，「循序存取記憶裝置」，如磁帶機。
1. 磁碟機：可分為固定型和可攜型兩大類。個人電腦配置的磁碟設備有「軟式磁碟」、「硬式磁碟」及「隨身碟」等。
2. 光碟機：一般依應用及功能可區分為三大類：唯讀光碟、一次寫入光碟、可多次寫入光碟。唯讀光碟簡稱CD-ROM，可多次讀取，但不能寫入或修改。一次寫入光碟CD-R或稱WORM CD，它只允許寫入一次資料，但可供多次讀取。可多次讀寫光碟MO，它允許資料多次寫入、抹拭、修改、讀取，功能類似磁碟機，一片MO可存入容量230MB、640MB、1.3GB。
3. 磁帶機：一般在工作站或網路伺服器上，磁帶機是較重要的備份工具，近年來數位資料磁帶機DDS已成主流，它只有一般錄音帶大小，儲存容量卻高達2.0GB、3.4GB、8GB等，另有單卷磁帶DLT儲存容量更高達20-40GB。

三、從週邊設備上來簡述

（一）匯流排：包括主機板與介面卡上的線路與原件。有特定的時脈、具規則性的控制訊號，依照通訊協定進行資料傳送動作。一般分為：

1. 內部匯流排：是指主機板上所設計的資料通道，例如：ISA、EISA、VESA及PCI。
2. 外部匯流排：是指主機板與外部裝置結合的部分。例如：IDE、SCSI、USB介面。

（二）輸入設備：是資料進入電腦系統的門戶，其功能在於將人類可辨識的資訊，轉化為適合電腦內部儲存0與1組合的數位資料。

1. 鍵盤：是由鍵盤基底及其上之一百多個按鍵組成。當我們按下鍵帽，藉由鍵柱下壓接觸基底電路控制，由鍵盤控制器發送一個信號給電腦，鍵盤訊號解碼器就可藉此辨識按鍵輸入之字元或符號。
2. 滑鼠：滑鼠內部設計了兩組偵測電路，一組偵測滑鼠的移動；另一組偵測滑鼠按鈕的按與放兩種狀態。一般依照感應原理大致可分為三大類：1.機械式2.光學式3.半光學半機械式
3. 數位相機（DSC）：是一種結合光學、電子科技及相關原理，共同組合設計，具有高精密機械設計的新產品。機身部分採用原有傳統光學式相機，影像儲存部分，利用光能二極體陣列元件CCD（電荷耦合元件）從鏡頭中擷取影像，經由光電轉換成電子訊號處理，然後將影像資料儲存於磁碟片上，取代傳統相機膠捲底片的功能。
4. 掃描器：可輸入圖形、照片。一般分為掌中型、滾輪饋紙式及平台式掃描器三大類。
5. 光學閱讀機：處於追求時效的社會，許多作業面臨了人工成本日增、要求效率提昇的壓力。資訊設備之引入，電腦提供高功能處理能力，對於許多繁瑣的資料輸入工作，變得簡單、迅速、正確度又高，又可同時並行物料庫存管理作業。如：超級市場收銀台邊裝置的雷射掃描閱讀器，錄影帶租售店櫃檯人員的掌中型雷射槍或光筆等。

（三）輸出設備：

1. 印表機：依列印方式的不同大致可分為「撞擊式」和「非撞擊式」兩大類，撞擊式列表機以機械式操作，噪音大，但可用複寫紙一次列印多份，如：菊輪式、點陣式列表機；非撞擊式列表機以墨水、碳粉為列印耗材，列印時安靜無噪音，但成本較高，如：噴墨、雷射、熱昇華等列表機。
（1） 點陣式印表機：一般在列印頭上設計了控制線路，多列的金屬針形成陣列，故稱之。它以每秒列印多少字元（CPS）為速度單位，列印品質則以每吋列印多少點為解析度評估量。
（2） 噴墨印表機：印表技術配合噴嘴設計原理分兩大類，一種是氣泡式噴墨原理，是以電阻加熱產生氣泡的原理來控制噴墨，代表廠商為HP及Cannon。另一種是壓電式原理，以壓電元件設計，代表廠商已Epson為主。
（3） 雷射印表機：是利用靜電原理產生影像列印效果。首先需將文件從電腦傳送入印表機，印表機內部有記憶體與解譯器，在這些電路元件中執行以頁描述語言撰寫的程式來分析、計算資料列印位置，藉由雷射光透過反射鏡，以ON/OFF控制方式在磁鼓上產生靜電區，磁鼓轉動，附靜電部分吸住碳粉，並轉置於紙張上，含有碳粉影像的紙張再經過熱滾輪，將碳粉融化固定於紙上，而完成列印。
2. 顯示器：及電腦螢幕
（1） 陰極映像管顯示器：即CRT顯示器，「陰極射線映像管」為製作這類顯示器的主要元件。顯示器內部電訊號輸入端，由三支平行並列電子槍，發出紅、綠、藍RGB三原色電子光束，經過控制、加速、聚焦、收斂等四組電子線路，將訊號加工處理，由偏向線圈放大水平、垂直偏差位移，透過點狀光罩確定電子束正確落點，將像素點顯示出來。
缺點：需大量電力產生電子束，打擊映像管面螢光幕顯像，引發大量熱能與高輻射。
（2） 液晶顯示器：是利用液晶特性達成顯像功能，液晶受熱會增加透光性，受電及刺激也會產生變化，所以液晶顯示器設計，就是以扁薄的玻璃箱在其中封裝液晶，利用電壓變化來控制它的透光性。目前則以一般稱之為「主動式矩陣液晶TFT」，無論在亮度、可視角度、對比度、彩度各方面表現都較好。
優點：低耗電、低發熱、零輻射。
3. 顯示卡：電腦色彩與螢幕區域大小之設定值大都受限於顯示卡，通常顯示器以15Pins訊號線連接主機板上的顯示卡，顯示卡時脈產生器每隔一段固定時間就送出訊號，把要顯示的畫面資料傳出去，經轉換後的電子光束可正確的打擊在該顯示的位置上。
4. 音效卡：其功能在於協助電腦達成播放聲音的目的，但電腦中資料是數位型態，聲音是類比訊號，目前音效卡設計採用波形表技術，對聲音的處理是直接將取樣頻率儲存於記憶體Wavetable中，在音效卡採用PCI介面後，資料傳輸頻寬變大，要播出的聲音可平順取出，再由音效晶片處理的MIDI訊號，由MIDI訊號控制相關設備發音，這種處理方式音值較佳。

（四）其他週邊設備：

1. 數據機：即調變解調器，可將數位訊號調變為類比訊號，再由電話線傳送，訊號送達之後，再藉由彼端數據機，將類比訊號解調變為數位訊號輸入電腦系統。
2. 中文語音輸入系統：電腦利用語音輸入文字資料的裝置，它需要一套語音辨識軟體、音效卡、麥克風、揚聲器或耳機。語音輸入系統包括：麥克風設定、口音適應、語音屬性、詞彙管理多項功能。目前在使用之方便性、語音辨識率來看，還有相當多改進的空間。

四、從簡易電腦組裝與維修上來探討：

　　在個人電腦組裝上，首先要認識各項硬體，掌握完整程序、按部就班進行，即可達成目標，下列是一套完整的組裝程序：

（一）拆卸機殼。

（二）安裝電源供應器與風扇：電源供應器有AT和ATX兩型。ATX有三種接頭：較寬的一只有20孔電源輸出頭是給主機板使用，另有P7大接頭是給硬碟機、光碟機使用，另一種P9小接頭供軟碟機使用。電源供應器安裝好後，最好立即檢視電壓設定鈕，之後可裝風扇，為求有效散熱，常裝1-2枚風扇，裝上後，必須辨識風向要朝機殼內部。

（三）安裝硬碟、軟碟機及光碟機：都先將實物固定在機殼位置上，然後插接資料排線。

1.硬碟安裝：現有主機板都有兩個Enhanced-IDE界面，第一個稱「Primary IDE」；第二個稱「Secondary IDE」。每個界面可連接兩台硬碟機。
2.軟碟安裝：安裝方式和硬碟機類似。軟碟機框架空間的設計，一般可同時安裝三套設備，假如只裝置一個IDE硬碟及一台軟碟機時，最好中間空置，以便硬碟有足夠散熱空間。
3.IDE光碟安裝：安裝光碟機最好不要與硬碟共用一個IDE界面，單獨使用另一個，比較不會影響硬碟資料傳送。

（四）安裝主機板、CPU及主記憶體：要先檢示CPU之型號、外頻、內頻、倍頻系數等數據，再查閱主機板使用手冊，設定CPU速度設定值，這些值的設定須靠主機板上的跳線 Jumper 及設定開關DIP Swish。主記憶體的安裝，也要參考使用手冊上說明，注意記憶體模組之方向，將金手指比對插槽即易分辨。

（五）安裝介面卡：要先認識主機板上之插槽與各種介面之類別。

（六）連接元組件排線及電源：將個人電腦機殼內之元組件，逐一安裝完成，機殼內有許多資料排線及電源線，首先檢視電源供應器之三類接頭，接到各元件上，再將排線連接正確即可。

（七）安裝面板指示燈：指示燈經由一組訊號線與主機板相連，主機板接收或輸出相關之控制訊號而產生效應。

（八）BIOS設定：它是一個燒錄在唯讀記憶體中的一組程式，當電源開啟時，系統即執行BIOS程式，在設定一開始，即要將電腦內各項硬體一一記錄，並建立溝通橋樑，做好結構性設定，以便電腦發揮功能。

（九）硬碟分割及格式化：當電腦組裝好及BIOS設定好後，要電腦發揮極至功能，就要靠軟體將作業系統、應用軟體安裝到硬碟中，安裝之前，先要規劃及格式化硬碟。將之分為小的儲存單位，建置組織管理資料之存放。主要是把硬碟分割成多個主分割區，還可將部分分割為延伸區，延伸區可配合任一個主分割區共同運作。我們可利用FDISK指令來分割硬碟，用FORMAT指令來進行硬碟格式化。

（十）Windows系統安裝。

　　經過上述過程了解，雖然我現在還沒有信心組裝好一台電腦，但我想如果我能依照書上教導的方法，一步一步照著做，只要多給我些時間，重複數回，我想我也能自己組裝成功一台電腦的，這是我學本科目最大的感觸與收穫吧！