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- 1. National Taiwan University 線上或實體課程？ • 79人(含助教)以下課程：同一堂課採固定座位、維持1.5公尺社交 距離、拍照紀錄學生位置及進入教室掃場所QR Code等，如無法 依前述防疫指引辦理，課務組表示也可考慮改採線上課程，於調 查時填寫申請再由學校統一提報。 • è 若學校沒有調整規定，之後的課程都以線上會議方式進行 • 改變授課方式會通知同學們 • 遠距課程連結: https://meet.google.com/eri-jarm-ehd • 若該連結失效，上課前老師會公告新的會議連結 1
- 2. National Taiwan University 課程相關規定補充說明 • 任何作業抄襲或考試作弊，學期成績 0 分 • 無故缺席考試，學期成績 0 分 • 出席率不列入學期成績計算，但是在課堂中若同學曾回覆練習題， 可能是學期成績加分的其中一個判斷來源 • 回覆練習題: https://forms.gle/w8ZE4og2H7ZJpMxt7 • 若未來實體課程需要點名，也僅是為了配合學校的防疫措施 2
- 3. National Taiwan University 助教 • 蘇子軒 • suvincent0226@gapp.nthu.edu.tw 3
- 4. National Taiwan University 計算機簡介 顏安孜 An-Zi Yen azyen@nlg.csie.ntu.edu.tw
- 5. National Taiwan University 電腦的歷史 • 世界上第一台電腦 －ABC電腦 5 • 圖靈完全的電子計 算機－ENIAC • 電晶體時期：TX-0 • 積體電路時期： IBM 360 • 大型積體電路
- 6. National Taiwan University 摩爾定律 (Moore’s Law) • 積體電路上可容納的電晶體 數目，約每隔18個月便增加 一倍 • 微處理器的效能每隔18個月 提高一倍，或價格下降一半 6
- 7. National Taiwan University 硬體、軟體、韌體 7 軟體 韌體 API 硬體 最常使用 • 軟體：系統程式、應用程式
- 8. National Taiwan University 硬體、軟體、韌體 8 CPU CPU散熱器 主機板 記憶體 GPU 電源供應器 硬碟 軟體 韌體 API 硬體 螢幕、喇叭、滑鼠、鍵盤 摸得到的 • 硬體：
- 9. National Taiwan University 硬體、軟體、韌體 9 軟體 韌體 API 硬體 連接軟硬體 • 韌體: • 負責軟體與硬體之間的溝通 • 應用程式透過韌體所提供的API介面 來操控或讀取硬體資料
- 10. National Taiwan University 電腦硬體的五大單元 • 輸入單元(Input Unit):將待處理的外界資料或程式，傳送到記憶體內部 • 輸出單元(Output Unit):將處理過的資訊，從記憶體取出，以文字、數 字、圖形或符號等方式顯示出來，或儲存到輔助儲存體上 • 控制單元(Control Unit):從主記憶體擷取指令碼，加以解碼(Decoding)， 而發出控制信號 • 記憶單元(Memory Unit):負責儲存輸入單元送來的待處理程式或資料， 以備處理或運算 • 算術邏輯單元(Arithmetic & Logic Unit):執行加減乘除的算術運算及比較、 判斷的邏輯運算 10
- 12. National Taiwan University 單位 • 位元(Bit) • 以0或1來表示電子訊號 • 計算機中資料的最小單位 • 位元組(Byte)：8 位元 • 資料常用的基本單位，表示一個英文字母 • 2個Byte組合成一個Word，表示一個中文字 12 1Byte = 8 Bits 1KB = 1024Bytes 1MB = 1024KB 1GB = 1024MB 1TB = 1024GB
- 13. National Taiwan University 進位制 • 十進位：遇到 10 就進位 • 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15… • 二進位：遇到 2 就進位，基底為 2 的數字系統，由 0 和 1 兩個數 字所組成（電腦中的資料儲存與表示方法） • 1,10,11,100,101,110,111,1000… 13
- 14. National Taiwan University 十進位換二進位 • 將十進位整數連除以 2， 直到商數為 0，再從下往 上依次取出餘數 • 1×2! + 1×2" + 1×2# + 1×2$ = 43 14
- 15. National Taiwan University 如果有小數點怎麼辦？ • 43.62510 ＝ ______2 • 整數部份：將十進位整數連除以2， 直到商數為 0，再從下往上依次 取出餘數 • 小數部份：將十進位小數連乘以2， 直到適當位數為止，從上往下依 序取其整數 • 43.62510 ＝ 101011.1012 15
- 16. National Taiwan University 練習 • 1210 = ______ 2 16
- 17. National Taiwan University 解答 • 1210 = 11002 17
- 18. National Taiwan University 二進位換十進位 • 將2進位每一位數分別乘以其位值，再把結果加起來 • 101011.1012 ＝______ 10 18
- 19. National Taiwan University 練習 • 1101.1012 = ______ 10 19
- 20. National Taiwan University 解答 • 1101.1012 = 13.62510 20
- 22. National Taiwan University 十進位轉八進位 • 17.2510 = 21.28 22
- 23. National Taiwan University 十進位轉十六進位 • 799.37510 = 31F.616 23
- 24. National Taiwan University N進位轉十進位 • 1012 = 1*22 + 0*21 + 1*20 = 510 • 162.48 = 1*82 + 6*81 + 2*80 + 4*8-1 = 114.510 • B2.516 = 11*161 + 2*160 + 5*16-1 = 178.312510 24
- 25. National Taiwan University 二、八、十六進位互轉 • 八進位轉二進位： • 8 是 2 的 3 次方，八進位可以 3 個二進位來表示 • 76.218 = 111 110 . 010 0012 ( 7 6 . 2 1)8 • 二進位轉八進位： • 整數部分，由右向左每3個為一組，不足3個則補0 • 小數部分，由左向右每3個為一組，不足3個則補0 • 101001110.012 = 516.28 • 101 001 110 . 010 2 • 5 1 6 . 2 8 25
- 26. National Taiwan University 十六進位轉八進位(先轉成二進位再轉換) • C9.A 16 = 311.5 8 • 先轉為二進位，以 4 個為一組表示 • C9.A 16 = 1100 1001 . 1010 2 • 接著將二進位轉為八進位。 • 1100 1001 . 1010 2 = 011 001 001 . 101 2 = 3 1 1 . 5 8 26
- 27. National Taiwan University 練習：八進位轉十六進位 • 36.658 = ______ 16 27
- 28. National Taiwan University 解答 • 36.658 = ______ 16 • 先將八進位轉為二進位 • 36.658 = 011 110 . 110 1012 = 11110.1101012 • 接著將二進位轉為十六進位 • 11110.1101012 = 0001 1110 . 1101 0100 2 = 1 E . D 4 16 28
- 29. National Taiwan University 二進位的整數表示法 • 機器語言最常用的是二進位，雖然二進位能夠 精準的表現出正整數，但卻無法表示負整數 • 以一個位元組來講，若它所儲存的資料並沒有 負數，那8個位元可代表256 (28=256) 種狀況， 它的數字範圍是 0~255 • 二補數（2’s complement）：用二進位表示有 號數的方法，也是一種將數字的正負號變號的 方式 29
- 30. National Taiwan University 2's補數 • 正整數的表示法：在最前面加上 0 • 8710 = 010101112 因為 87 是正數，所以在 最前面加上 0 • 負整數的表示法：所有數字皆異號( 0 變 1、1 變 0)，再加 1 • -8710 = 101010002 +1 = 101010012 • n bit 2 補數(Two’s complement) 所能表示的整 數範圍為 −2%&" ~2%&" − 1 30
- 31. National Taiwan University 二進位數字的二補數(其他方法) 31 • 先由最低位元開始找 • 若該位元為0，將二補數對應位元填 0，繼續找下一位元（較高的位元） • 若找到第一個為1的位元，將二補數 對應位元填1 • 將其餘未轉換的位元進行位元反相， 將結果填入對應的二補數 • 以0011 1100為例（圖中的^表示目前 轉換的數字，-表示還不確定的位數）
- 32. National Taiwan University 二補數計算 • 二補數系統數字的加法和一般加法相同，而且在運算完成後就可 以看出結果的正負號，不需特別的處理。 • 由於加數和被加數都是8位元，因此運算結果也限制在8位元內 32
- 33. National Taiwan University • 溢位：二進位加法運算後，所得結果超過n個位元數所能表示的 數值範圍 33 溢位(Overflow)
- 35. National Taiwan University 邏輯運算子及邏輯閘 • 電腦的硬體是由邏輯電路所組成 • 邏輯運算處理的值是邏輯值，邏輯值也可稱為布林值(即True與 False)，所以邏輯運算又稱為布林(Boolean)運算 • 1 表示 True，即邏輯閘訊號中的高電壓 • 0 表示 False，即邏輯閘訊號中的低電壓 • 常用的邏輯運算子有AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR及XNOR 35
- 36. National Taiwan University 基本邏輯閘 36 exclusive or not-and exclusive nor
- 37. National Taiwan University AND Gate 37 A AND B = A‧B
- 38. National Taiwan University OR Gate 38 A OR B = A+B
- 39. National Taiwan University NOT Gate 39 A OR B = A+B NOT A = + A
- 40. National Taiwan University Buffer Gate 40
- 41. National Taiwan University NAND Gate 41 A NAND B = A‧B = + A + + B OR Gate
- 42. National Taiwan University NOR Gate 42 A NOR B = A+B = + A‧+ B OR Gate
- 43. National Taiwan University XOR Gate 43 A XOR B = A ⊕ B = A‧+ B + + A‧B
- 44. National Taiwan University XNOR Gate 44 A XNOR B = A ⊕ B = A‧B + + A‧+ B
- 45. National Taiwan University 練習 • 下圖之邏輯電路，當 C=0 時，輸出Y 的值為何？ 45
- 46. National Taiwan University 解答 • 下圖之邏輯電路，當 C=0 時，輸出Y 的值為何？ 46 A 1 B 0 1 0 0 A A AND AND OR
- 47. National Taiwan University ASCII Code • 基於拉丁字母的一套電腦編碼系統 • 只能顯示26個基本拉丁字母、阿拉伯數字和英式標點符號 47
- 48. National Taiwan University Unicode • 對世界上大部分的文字系統進行了整理、編碼 48