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第一章 電腦基本概論 填充作業解答 ? 電腦硬體五大單元：輸入單元、輸出單元、控制單元、算術邏輯單元(ALU)、記憶單元 ? 控制單元：負責整部電腦系統的指揮、協調與控制，包含時序控制、指令提取、指令提取。 ? 算術邏輯單元(ALU)：負責執行資料與程式的算術運算(加、減、乘、除)、邏輯運算(AND、OR、NOT)、關係運算(大小比較) ? 中央處理單元(CPU，Central Processing Unit)：包含控制單元、算術邏輯單元及少部分的記憶單元，是整部電腦系統的核心，也是用來評估一台電腦效能的最重要指標。 ? 周邊設備：輸入單元與輸出單元的合稱。 ? 時脈頻率：指內部處理指令的頻率，也就是，通常用來衡量電腦執行速率。 ? 時脈頻率的單位：MHz：每秒百萬赫茲、GHz：每秒十億赫茲)，如Pentium 4-3.6G 是3.6GHz。MIPS：每秒所執行的百萬個指令數(Million Instruction Per Second) 例：(C)1. Pentium 4-3.2GHz 的CPU 時脈週期約為 (A)3×10-3s (B)0.03ms (C)0.3ns (D)30ps。 計算過程： 例：(B) 某微處理機執行速度為4 MIPS，執行一億個指令共需多少時間？ (A)20 秒 (B)25 秒 (C)50 秒 (D)100 秒。 計算過程： ? CPU 的安裝有「防呆裝置」，即使方向轉90度也無法將CPU放入槽中。 ? CPU 位元數：資料匯流排的寬度(位元數或排線數)。例：Pentium 4 CPU 資料匯流排有64 位元，故稱Pentium 4 為64 位元的CPU。 ? CPU 最大定址空間：由CPU 的位址匯流排寬度(位元數或排線數)決定。若排線數有n 條，則最大記憶體空間(或最大記憶體容量)為 2n Bytes。 ? 暫存器(Register)：屬於記憶體的一種，位於CPU 內部，用來暫存正在執行的指令位址或資料，以增進CPU 處理效能。執行速度快，但價格高。 ? 程式計數器(PC, Program Counter)：CPU 內部的一種暫存器，用來存放CPU 下一個要執行的指令在主記憶體中的位址。 ? 位址暫存器(MAR, Memory Address Register)：存放CPU 要存取的資料在主記憶體中的位址。 ? 指令暫存器(IR, Instruction Register)：存放CPU 正在執行的指令。 ? 電腦最基本的運算為加法，其他如減、乘、除法皆可由加法來完成。 ? 減法：用補數運算，即將「減數」以補數表示，再與「被減數」相加 ? CPU 的指令運作週期或稱機器週期(machine cycle)：指令運作的順序為擷取指令→指令解碼→執行指令→記憶體存取→回存結果。 ? 多核心： 把多個CPU 的運算核心(控制單元及算數邏輯單元)塞在原本1 顆CPU 的空間中，讓相同體積的CPU 晶片具有多倍的運算能力。比同時於主機板上使用多顆CPU 更能增快軟體執行速度、減少更多電力耗損、降低功耗、降低熱量的產生。可同時處理兩個或更多的工作，在執行多個程式時能發揮良好效能， ? 超執行緒技術(Hyper-Threading，HT)：英特爾突破性的創新技術，屬於一種同步多執行緒技術，讓一顆CPU可以一次同時處理兩個執行緒，將一顆CPU 模擬成兩顆CPU(不等同於雙核心CPU)，可用較少的運算週期，完成同樣的工作量，提昇CPU 運作效率。 ? 匯流排 (Bus)：電腦上各元件之間傳送資料的管道。 ? 資料匯流排 (Data Bus)：用來傳送資料的路徑。資料來往於CPU、RAM、ROM與I/O port之間，為「半雙工」傳輸。 ? 位址匯流排(Address Bus)：傳送資料在記憶體中之位址的路徑。CPU必先將要存取的位址存入位址匯流排，才能到主記憶體中存取資料。位址信號僅由CPU發出，故為單工傳輸 ? 控制匯流排(Control Bus)：為單工傳輸，傳送控制訊號的路徑。 ? 堆疊(Stack)：先進後出，即先放入堆疊的資料，會較後被取出使用，如同生活中疊盤子。 ? 佇列(Queue)：先進先出，即先放入佇列的資料，會較先被取出使用，如同生活中排隊買票。 ? 記憶儲存單位換算：8G = 8 * 210 MB= 8 * 220 KB = 8 * 230 B ? 時間單位換算：1ms = 10-3 s： 1us = 10-6 s : 1ns = 10-9 s： 1ps = 10-12 s ? RAM: 隨機存取記憶體 (Random Access Memory)：可讀取及寫入 資料，電源消失時其儲存的資料也會消失(屬於 揮發性 記憶體