Computer Theory
- 1. 一、計算機的沿革 什麼是計算機 積體電路 未來電腦
- 2. 計算機：執行計算的機器 1943 年開始研發第一代 1946 年美國賓州大學 艾克特 與 毛奇雷 發明 ENIAC (Electric Numerical Integrator and Computer) 電子式數值積分與計算器 ENIAC 整個計算的核心及記憶儲存部分以真空管來進行，脫離傳統機械組合的方式，邁向 電子式計算機的時代 計算機的沿革 ~ 什麼是計算機
- 3. 計算機的沿革 ~ 什麼是計算機 1946 年 ENIAC 於美國賓州大學誕生
- 4. 1947 年， 夏克利 、 溥瑞登 和 巴丁 發明電晶體 第二代電子式計算機 ：以 電晶體 取代真空管，做為計算機的運算核心->體積、速度、穩定性均重大改善 1959 年， 科爾比 與 諾以斯 分別發明了積體電路->將多個電晶體、電阻、電容等整合在單一微晶片上，進一步縮小了運算或儲存所需的空間 計算機的沿革 ~ 積體電路
- 5. 1960 年代起，經歷了： 小型積體電路 (SSI) 中型積體電路 (MSI) 大型積體電路 (LSI) 超大型積體電路 (VLSI) 第三代電子式計算機 ：以 積體電路 實現計算機的方式，不再以體積大小論高下，而是以其計算功能 計算機的沿革 ~ 積體電路
- 7. 1. 積體電路計算與儲存能力約每十八個月成長一倍。 2. 電子資訊科技是以 指數函數 的方式成長，而傳統科技是以 線性方式 成長 計算機的沿革 ~ 積體電路
- 8. 積體電路的製造方法如彩色平板印刷 計算機的沿革 ~ 積體電路 積體電路製造： 而印刷顏色改為不同波長的光束 原圖 色版一 色版二 色版三 一件作品中需套上多少顏色則設計相同數目的圖形樣板，而每塊樣板中會因顏色及位置不同而有不同的圖案 彩色平板印刷： 矽基板 電路光罩
- 9. 晶圓製造程序示意圖 計算機的沿革 ~ 積體電路
- 10. 積體電路、大型積體電路、甚至超大型積體電路的相異處為：使用不同材質的矽晶片與不同波長的光束來製造。 光束波長越小，所能製造出來的積體電路越密集，每平方公分所能容納的電晶體數目就越多 以今日的技術而言，所用的波長是介於 193 奈米與 157 奈米之間的準分子雷射光束 計算機的沿革 ~ 積體電路
- 11. 奈米電腦 (Nano computer) 從微米技術到奈米科技，是將體積再做千倍的縮小 光學電腦 (Optical computer) 訊號傳送以雷射光束進行，以光線取代電流執行電腦運算 量子電腦 (Quantum computer) 利用粒子的狀態，來表示電腦中的資料儲存基本單位— 0 與 1 計算機的沿革 ~ 未來電腦
- 13. 光學電腦 電子式計算機－訊號傳遞透過 導體 純光學電腦－訊號傳送、計算與儲存，以 光元件 來進行 傳播光訊號可藉由： 光纖或薄膜來引導訊號 使用透鏡等光學元件來改變光束的大小或分成數個光束 利用光學元件與光的互動性來進行運算與 記憶資料
- 15. 優點： 不易受到電磁輻射干擾 可以混合不同波長的光在一起而不會互相干擾，因此單位面積所能傳輸的資料量十分龐大 光學元件與光之間的運算，產生的熱能減少許多 光訊號易分散至不同的元件，進行平行運算容易 瓶頸： 用光控制的光邏輯閘門需要使用高功率的雷射 才能運作 光學電腦
- 16. 利用粒子的狀態表示電腦中的資料儲存基本單 位 0 與 1 ，這種粒子的量子狀態稱為 量子位元 量子位元的讀寫，即改變粒子的狀態，可藉由外部能量來達到 量子電腦 1. 常用的表徵狀態： 粒子自旋向上視為 1 粒子自旋向下視為 0 2. 原子的能階 基態時視為 0 激發態時視為 1