Introduction
Overview
電腦的極限
軟硬體
計算技術與電子材料之演進
電子材料之演進
繼電器 (Relay)
三極真空管 (Vacuum Tube)
半導體材料
積體電路 (Integrated Circuit)
電腦之演進
計算器
第一代電腦
2345代電腦
Microprocessor 微處理器
| Overview |
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⊕ 電腦的定義
電腦是一種可以接收資料、命令, 並加以分析、過濾以迅速處理資料, 並輸出對應結果的電子化設備。
由於其作用與人腦類似, 所以一般習慣稱為電腦。
⊕ 電腦的特色
| 處理資料速度快 |  | 儲存容量大 | | 準確性高 | | 傳輸容易 |
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⊕ 電腦的功能
| 處理大量的資訊 | | 提高工作效率 | | 提供有用的資訊 |
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| 電腦的極限 |
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♦ 電腦並非萬能，與人腦比較，互有長短
電腦精於計算，但拙於思考
電腦可以很快的進行繁複的計算，但計算方法都是人所付予的
只要人類知道如何計算，交給電腦去計算，又快又好。
如果人類不知道如何計算，電腦亦無輒。
已證明很多問題之計算量之增長超出電腦能力之增長
| 問題歸類 | 是否適合用電腦解問題
| 純計算問題，低計算複雜度
| 又快又好
| 邏輯推理問題，已知推理原則
| 又快又好
| 純計算問題，高計算複雜度
| 電腦進步速度趕不上計算量之增長
| 電腦可幫助，但不一定比較好 軟體工程問題，不牽涉複雜計算
| 視人力資源而定
| 人類雖不知如何計算但可自己摸索
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| 電腦可幫助，但人腦可能做得更好 例如：語音辨識，人臉辨識，圖形辨識 人類不知如何計算，且無從摸索
| forget it !!!
| 例如： 創新，創造力，感性問題 |
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| 軟硬體 |
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♦ 電腦包含硬體 (Hardware) 及軟體 (Software)：
⊕ 硬體(Hardware):
♦ 有形的電腦元件，組成電腦的各項機械、電子設備
⊕ 軟體(Software): 程式(Program):
♦ 用以控制電腦動作指令、程式
使用者用一步一步的指令引導去作使用者要作的事
| 計算技術與電子材料之演進 |
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⊕ 電腦之演進依賴數樣技術
♦ 計算理論之演進
其基礎為布林代數 (True, false, AND, OR, NOT, etc.)
以布林代數為基礎組合成較複雜之邏輯計算
♦ 電腦架構技術之演進
Stored Program Computer Architecture
Parallel Processing
♦ 電子材料之演進
以 便宜 快速 小體積 之邏輯電路 實現 布林代數 及計算機組織結構
| 電子材料之演進 |
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⊕ 基本元件
| 被動元件 | | 電阻 | | 電容 | | 電感
| 主動元件
| | 開關
| | 放大器
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⊕ 主動元件是關鍵
Sat Feb 5 07:27:32 CST 2011| 繼電器 (Relay) |
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⊕ Relay is a controllable switch
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| 三極真空管 (Vacuum Tube) |
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⊕ 三極真空管 可作為 開關 或 放大器 之用
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| 半導體材料 |
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⊕ 二極體 (Diode)
⊕ 三極體 (電晶體，Transistor)
♦ 可取代三極真空管
1947 Bell Lab. J Bardeem, H.W. Brattain, and W. Shockley 發明
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⊕ Bell Lab Transistor Prototype
| 積體電路 (Integrated Circuit) |
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| 規格 | 名稱 | 電子元件數量
| SSI
| Smal Scale IC
| 10-100
| MSI
| Medium Scale IC
| 100-1000
| LSI
| Large Scale IC
| 1000-10000
| VLSI
| Very Large Scale IC
| 10000-1000000
| ULSI
| Ultra Large Scale IC
| 1000000 and above
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| 電腦之演進 |
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| 計算器 |
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| 第一代電腦 |
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⊕ ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer)
♦ 1946, U Penn, John W. Mauchly and J Presper Eckert
Use 18,000 tubes, 15,000 relays, 15m X 9m, 90 Tons
5000 add operations per second, 壽命10 年
⊕ UnivacI (First Commercial Computer)
♦ 1951, 美國人口普查局，用以處理人口統計，壽命 12 年
| 2345代電腦 |
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⊕ 第二代電腦 (電晶體 Transistor)
♦ 1954 Bell Labs 製造第一部電晶體電腦
Use 800 Transistors
⊕ 第三代電腦 (積體電路 Integrated Cirduit)
| IBM 360 | 磁帶機 | 磁帶機
| |  |  |  IBM 讀卡機
| Card
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⊕ 第四代電腦 （平行電腦）
⊕ 第五代電腦 （人工智慧電腦）
♦ 從未實現
Sat Feb 5 07:27:33 CST 2011| Microprocessor 微處理器 |
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⊕ 1971, Intel 4004, first Single Chip Microprocessor
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⊕ 1974, Intel 8080
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♦ Zilog Z80, 6502, Motorola 6800/68000
⊕ Intel 8086/80286/80386/80486/Petium, etc.
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⊕ Pentium and Beyond
| 第五代 | Pentium、Pentium MMX、AMD K5/K6、Cyrix 6x86 MX
| 第六代
| Pentium Pro、Pentium Ⅱ、Celeron、AMD K6-2、Cyrix
M2、IDTWinChip/WinChip-2
| 第七代
| Intel Merced、AMD K7、IDT WinChip-3
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