12CPU的工作时脉.PPT

輸出與輸入連接埠 USB 連接埠：全名為 Universal Serial Bus (通用序列連接埠), 是目前最常用的連接埠, 大多數的週邊設備都已經改用 USB 連接埠。USB 連接埠的優點在於：傳輸速率比其他連接埠更快、最多可以串接 127 項裝置、並且允許使用者在開機狀態下插拔週邊設備 (稱為熱插拔)。 目前電腦主機所附的 USB 連接埠一般有 2-8 個, 如果有多個設備需要使USB 連接埠, 而主機隨附的不敷使用時, 便可以使用 USB 集線器 (USB Hub)來擴充或串接。您可以將 USB 集線器想像成多孔插座, 藉由這個多孔插座便可以解決插孔不足的問題： * 輸出與輸入連接埠 * 輸出與輸入連接埠 目前較常見的 USB 規格, 分別是早先的 USB 1.x 與目前常用的 USB 2.0,其中 2.0 的速度最高可達 480 Mbps, 而且 2.0 可相容 1.x, 所以就算週邊裝置與連接埠的 USB 版本不同, 一樣可以順利連接。 不過如果要發揮 USB 2.0 高速傳輸的優點, 必須主機板、作業系統以及週邊裝置都支援 USB 2.0 才行。此外, 2008 年11月通過的 USB 3.0 規格, 將傳輸速度提升到 5Gbps , 並已於 2010年推出相關產品。 * 課後練習 請簡述電腦硬體架構的 5 大單元 請說明電腦儲存資料的單位與換算方式？ 請解釋機器週期 (Machine cycle)及CPU 時脈。 請簡單比較 RISC 和 CISC 的優缺點。 * 課後練習 * 請解釋什麼是主記憶體及輔助記憶體？ 請指出身邊電腦的哪些裝置是輸出設備及輸入設備？ * * 計算機概論1001課後輔導教材單元1 :電腦硬體 主講老師：徐培倫 * 電腦硬體 五大單元架構 電腦的儲存與時間單位 CPU 記憶體 輸出與輸入 課後習題 單元1 硬體的 5 大單元架構 * 馮紐曼架構 (Von Neumann Architecture) 前述電腦硬體的五大單元架構, 就是馮紐曼架構 (Von Neumann Architecture), 依此架構設計的電腦, 則稱為儲存程式型電腦(Stored-Program Computer)。 * 電腦的儲存單位與時間單位 電腦儲存資料的 『最小』 單位為位元 (bit), 每一個位元可以表示一個 0 或 1, 而 8 個位元則稱為 1 個位元組 (Byte)。 電腦的儲存設備基本上都以位元組作為資料存取的基本單位, 一般常見的單位與換算方式如下： 1 Kilo Bytes (KB) = 210 Bytes = 1024 Bytes 1 Mega Bytes (MB)= 220 Bytes = 1024 KB 1 Giga Bytes (GB) = 230 Bytes = 1024 MB 1 Tera Bytes (TB) = 240 Bytes = 1024 GB * 電腦的儲存單位與時間單位 由於電腦處理資料的速度非常快, 若使用日常生活中常用的小時、分, 甚至秒來描述其處理時間, 都很不方便, 因此通常使用更小的單位。以下為電腦領域中, 較常用的時間單位： 毫秒 (Millisecond, ms)： 千分之一秒, 1 ms = 10-3 s。 微秒 (Microsecond, μs)： 百萬分之一秒, 1μs = 10-6 s。 奈秒 (Nanosecond, ns)： 十億分之一秒, 1 ns = 10-9 s。 * CPU 的功用 電腦的運作必定包含輸入→運算→輸出這 3 個過程。舉例來說, 我們將自己的名字用鍵盤輸入到電腦, 電腦螢幕便將名字顯示出來, 這些輸入與輸出的過程對我們而言很容易理解, 但是運算呢？我們的操作 (如按滑鼠左鈕 2 下這個動作) 要怎麼『運算』呢？ 其實對 CPU 而言, 我們對電腦的操作會轉成一連串的指令, 而探究指令的本質, 其實就是數字資料 (0 和 1) 的組合, 實際上在電腦中所有的資料、指令都是數字。而將 『數字』 拿來做運算本來就是再正常不過的了! * CPU 的構造 * CPU 如何執行指令 認識了控制單元、算術/ 邏輯單元及暫存器之後, 我們就可以開始來瞭解指令是如何在 CPU 當中運作的。 當我們操作電腦而產生指令時, 指令會放在記憶體中, 接著 CPU 會讀取指令, 再由控制單位進行解譯指令的工作。指令解譯完成後, 會由控制單元或算術/ 邏輯單元執行指令。而在上述過程中, CPU 會使用暫存器來存放處理前及處理後的資料。 * CPU 如何執行指令 上述 CPU 執行指令的一連串過程, 就稱之為機器週期 (Machine Cycle),亦可稱為指令週期 (Instruction Cycle)。過程中, 控制單元從讀