Computer Basics: Just How Does a Computer Work? 電腦的基礎： 電腦是怎麽一回事？

Computer Basics:Just How Does a Computer Work?

電腦的基礎：電腦是怎麽一回事？

東京中華學校電腦社團

How Do Computers Work?

Processing

Inp

ut

Outp

ut

輸入

輸出處理

2

Hardware 硬體

硬體 (hardware)是指「組成電腦的各項設備」，如

1.外表看的到的→如螢幕 ( 顯示器 ) 、鍵盤、滑鼠、光碟機、喇叭 ( 音箱 ) 、打印機、掃描器等。

2.主機內部的→如中央處理器、硬碟、記憶體、主機板、音效卡、顯示卡等。

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Hardware 硬體現代個人電腦（台式）一般擁有以下的元件：1.顯示器 2.主板 3.中央處理單元 4.主記憶體  5.電腦介面（ PCI） 6.電源供應器 7.光碟驅動器（ CD、 DVD、藍光光碟）8.硬碟  9.鍵盤 10.滑鼠

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Software 軟體

Software軟體是指「指揮電腦執行各項工作的程式」 軟體一般被划分为• 程式語言 ( programming language ) 、• 作業系統 ( system software: 如

Windows7) 、• 應用程式 (application software :如

Word, Excel) 、• 介于這两者之間的中介軟體

(middleware ) 。 5

How Do Computers Work?

Input 輸入 --This is when information is entered into a computer. Some common input devices include the keyboard, mouse and scanner.

Output 輸出 --This is the information that comes out of a computer after it has been processed. The information comes out on output devices such as a printer or computer monitor.

Processing 處理 --This is when the information is handled by the computer’s brain, known as the CPU (Central Processing Unit).

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這是我們學校的電腦室裏的電腦。

我們來看看它是由什麽組件組合的。

還有，這些組件是有什麽功能呢？

Our Computer 　我們的電腦

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The Monitor 顯示器 モニター

讓你看見你在電腦上做什麽。- Size 尺寸 （用寸） 15” 到 30”

- Resolution 解折度

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Resolution 解折度是以 Pixel （像素）量來決定的。

MacOSResolution(72 dpi)

技術正確尺寸 實際適應尺寸Windows Resolution(96 dpi)

技術正確尺寸 實際適應尺寸

640x480 11.1" 13" 640x480 8.3" 12" - 13"

800x600 13.9" 15" 800x600 10.4" 12" - 14"

832x624 14.4" 15" 832x624 10.8" 12" - 14"

1024x768 17.8" 19" 1024x768 13.3" 15"

1152x870 20" 21" 1152x870 15" 17"

1280x960 22.2" 21" - 24" 1280x960 16.7" 17" - 19"

1600x1200 27.8" Huge (24"+) 1600x1200 20.8" 21" or 24"

The Monitor 顯示器 モニター

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The CPU 主機 本体

CPU 主機 stands for “Central Processing Unit”. They contain the brains of the computer.

就把它想作是一個箱子，裝電腦所需的各硬件。

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The Keyboard 鍵盤

鍵盤是最常用的輸入用具。

除了一般 A B C 鍵，數字鍵，也有 F1-F12鍵，鍵，等。

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The Mouse 鼠盤

鼠盤叫鼠盤是因爲它看起來像只老鼠。連接主機的綫像鼠尾巴。

兩種鼠盤 - 滾球型和鐳射型。

用鼠盤來控制鼠標。

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Floppy Disk Drive 磁盤機

磁盤機是用於儲存信息的設備或裝置。通常是將信息數碼化後再以利用磁方式的媒體加以儲存。

軟盤是最早使用可移動儲存媒體。 軟碟已極為罕見。 

一個軟盤的容量是1.44 megabytes（Mb).

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CD Disk Drive CD機CD-ROM 是 Compact Disk-Read Only Memory 的簡稱，是可以儲存資訊的磁碟。

現在新型的電腦大多有 CD-RW 機。   CD-RW是 Compact Disk-ReWrite 的簡稱。 這種 CD 磁碟是可以讀與寫的，可以重復使用。

CD 磁碟的容量是開大慨 700 megabytes（Mb) 。

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DVD/Blu-ray DVD/ 藍光碟

新型的電腦都帶有 DVD/Blu-ray 光碟機。 DVD/Blu-ray (Digital Video Disc) 看起來和 CD 一樣但容量大多了。DVD 可裝 4.7 gigabytes (Gb) 。Blu-ray 可裝 25-100 gigabytes (Gb) 。

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Removable Storage 可移儲存器

Removable storage (USB drive, memory cards, removeable hard disk)

可移儲存器  (U盤，儲存卡，移動硬盤 )

携帯メモリ（ USBメモリ，メモリカード，外付ドライブ・ストレージ）16

Data Storage 儲存裝置電腦上的資料放哪裡？    電腦資料主要放在以下幾個地方：名稱 儲存方式 用途 說明記憶體 電能 電腦開機，使用時所

用的儲存庫固定在主機內部，容量小，速度超快

硬碟 磁能 大部分的程式及資料全放在這裡

固定在主機內部，容量大，速度快

軟碟 磁能 要將資料帶到別台電腦時使用

方便攜帶，容量小，速度慢

光碟 光學 廠商販賣的程式和遊戲幾乎全放在光碟

只能讀取，有些不能寫入資料

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Port 接口 入出力ポート接口是電腦和其他電腦或別的硬體設備之間的連接的設備。接口是一個插頭或電纜連接的設備的出口。是提供電子信號傳輸的導線設備。

Ethernet

IEEE 1394 interface

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Port 接口 入出力ポート

Parallel

PS/2

Serial

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Port 接口 入出力ポート

USB

VGA

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Printer 打印機 プリンター打印機是一種電腦輸出設備，可以電腦內儲存的數據按照文字或圖形的方式永久的輸出到紙張或者透明膠片上。

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Printer 兩種普遍的打印機

噴墨打印機 Inkjet噴墨打印機是把數量眾多的微小墨滴噴射在要打印的紙上。

鐳射打印機  Laser鐳射打印機是把碳粉用鐳射的方式印在紙上。

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Speakers 音箱 スピーカー

播放聲音和音樂的功能。

音箱可以直接插入主機（音效卡）。

有些顯示器有帶音箱。

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Webcam 網絡攝像機 Webカメラ

網路攝影機（webcam）一般有視訊攝影 /傳播和靜態圖像捕捉等基本功能。它是藉由鏡頭採集圖像後，轉換成電腦所能識别的數位訊號，然後藉由 Parallel或 USB連接輸入到電腦。

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Digital Camera 數碼相機 デジカメラ

數碼相機 (Digital Camera) 和webcam的功能相似，但一般上它的圖像效果比webcam 好。它和一般相機不同処是圖像是數碼不用底片。它同樣由 Parallel或 USB連接輸入到電腦。

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Scanner 掃描機 スキャナ影像掃描器是一個能夠把相片、印刷文件或手寫文件等影像、掃描、分析並化成數碼影像的器材。

一旦影像變成數碼影像以後、可以隨意打印、存儲、改造、電子郵傳達等。

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母板裡的這麽多零件是做什麽用的 ???

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Motherboard 母板 マザーボード

母板或主機板是電腦的骨架。它把所需要的各電腦硬体零件連接在一起，讓它們有電源，能溝通。

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BIOS CHIP BIOS 片BIOS 片 (Basic Input Output System) 是電腦開機首先運行的。

它是負責指揮電腦開機的次序，記錄電腦裡有什麽零件，和零件是否健全。

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在主機裡最重要的部分是處理器 micro processor. “Micro” 的意思是特別小。通常的處理器就只有 1 寸x1寸大 , 但它可是電腦的腦與心臟，負責處理資料的記憶與運算。

Processor 處理器プロセッサー

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現在市場上的處理器分： Intel 和 AMD。主要桌式處理器產品是：Intel Core AMD SempronIntel Pentium AMD Athlon Intel Celeron AMD Phenom

產品名字後面的號碼代表速度 MHz,越高越快。Eg: AMD Athlon x2 3250e, Intel Core2 Duo E5400

因爲處理器在運用時會散發很多熱氣，現在的處理器大多加冷卻風扇。

Processor 處理器プロセッサー

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Random Access Memory 記憶體 メモリ

當你在使用電腦時會利用各種不同軟件，這些操作都會產生一定的運算資料， CPU 的記憶很小，所以需要記憶體 , or RAM (Random Access Memory) 來儲存。它能讀也能寫。- 速度非常快- 隨時增減

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但 RAM 記憶體是暫時的。電源關閉就消失，所以也叫隨機存取記憶體。專爲 CPU 使用的。分 DRAM (Dynamic Randon Access Memory)和 SRAM (Static Random Access Memory)DRAM ： - 用 transistors 電晶體 - 容量大 - 周期性電源補充 - 便宜 SRAM ： - 用 capacitor 容電器 - 速度快SDRAM ：現在電腦大多使用，是 DRAM 的一

種，速度比普通 DRAM快

Random Access Memory 記憶體メモリ

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Read-Only Memory 記憶體メモリ

第二種記憶體是 ROM（ Read-Only Memory ）。這種記憶體是永久的。通常在電腦組裝時已經設定好的，不能更改。

我們通過電腦只能讀這種記憶體，不能寫。

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Soundcard 音效卡 オーディオカード

音效卡是主要讓電腦可以輸出、輸入、 操作、聲音之用。

有各種接口可以連接音箱，耳機和麥克風等。

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Hard Disk 硬盤 ハードディスクドライブ

硬盤或硬碟是電腦上使用堅硬的旋轉碟片為基礎的儲存裝置。

它在平整的磁性表面儲存和檢索數位資料。資訊透過離磁性表面很近的寫頭，由電磁流來改變極性方式被電磁流寫到磁碟上。資訊可以透過相反的方式回讀，例如磁場導致線圈中電力的改變或讀頭經過它的上方。

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Hard Disk 硬盤 ハードディスクドライブ

硬盘按数据接口不同，大致分为 ATA和 SATA以及 SCSI和SAS。•ATA：是用传统的  40-pin 并口数据线，逐漸被  SATA 所取代。•SATA：因抗干扰性强，且对数据线的长度要求比 ATA低很多，支持热插拔等功能，已越来越为人所接受。 SATA-I的外部接口速度為 150MB/s， SATA-II更达 300MB/s。•SCSI：廣為工作站級個人電腦以及伺服器所使用，如可達15000rpm的高轉速，且資料傳輸時佔用  CPU 運算資源較低，但是單價也比同樣容量的  ATA 及  SATA 硬碟昂貴。•SAS：是新一代的 SCSI技术，和 SATA硬盘相同。，都是采取序列式技术以获得更高的传输速度，可达到 3Gb/s。但單價比較昂贵。

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容量： 60GB、 80GB、 120GB、 150GB、 160GB、 200GB、 250GB、 300GB、 320GB、 400GB、500GB、 640GB、 750GB、 808GB、 1TB、 1.5TB 、 2TB等多種規格。

轉速：每分鐘旋轉的圈數，單位是 rpm（每分鐘的轉動數），主要有 4200rpm、 5400rpm、 7200rpm、 10000rpm、 15000rpm等幾種規格。

傳輸速度： 70Mb/s 到 3Gb/s ：

平均尋道時間：單位是 ms（毫秒），有5.2ms、 8.5ms、 8.9ms、 12ms等規格。

Hard Disk 硬盤 ハードディスクドライブ

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Video Card 顯卡 ビデオカード

顯示卡的功能是把影像顯示到電腦熒幕上。 - 解折度 - 顔色數 - 掃描頻率 - 記憶體

現在市場上的顯示卡： ATI 和 Nvidia。主要產品是： ATI - Radeon Nvidia - Geforce  

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Power Supply 電源

電腦一沒有電，也就變成廢物了。電源供應器會把插座的 AC（ alternating current) 電力改成電腦所需要的 DC (direct current) 電力。

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電源通常是放在主機的后面的部分，有很多供應電源的電源接頭。

因爲電源在運用時會散發很多熱氣，一定備有冷卻風扇。

Power Supply 電源 電源

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Network Interface Card網卡 ネットワークカード

網卡是在主機裡讓電腦與外界局域網的連接的一块網络接口板。網络接口板又稱为通信适配器或網络适配器（ adapter）或網络接口卡NIC（ Network Interface Card ），但是现在更多的人愿意使用更为简单的名称“网卡”。

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Bytes, Kilobytes,Megabytes and Gigabytes

Byte 8 Bits=1 byteKB Kilobyte=1,000 bytesMB Megabyte=1,000,000

(1 million) bytesGB Gigabyte=1,000,000,000

(1 billion) bytesTB Terabyte= 1,000,000,000,000

(1 trillion) bytes43

Byte 是什麽 ??

電腦裡的所有指示就只有兩個 - ON和 OFF 。它們是以 1 和 0 來代表的。成千上萬的ON（ 1 ）和 OFF （ 0 ）的組合就能指揮電腦裡所有的功能。

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電腦裡的記憶體是分成數以千萬的叫 bits的小隔間。每一個小隔間有一個電子開關。 ON 的話就是表示那個電子開關是開的，電流能通過。 Off 的話就是開關是開是關的 , 電流不能通過。

要記得當那 bits是 ON 的話，電腦就把它視為 1 ， Off 的話是 0 。

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資訊就是由這些 1/0 的組合形成的。

那還記得 bytes嗎 ? 1 個 byte 就是由 8 個bits 組合的。就在那 8 個一組的組合裡就可以代表 256 個不同的結果。

這些 1 個 byte裡 1/0 的組合叫 Binary Code 二進制代碼。它也就是電腦最基本的語言。

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電腦用一個叫 ASCII表把字變成 Binary Code 二進制代碼。

二进制 十进制 十六进制 图形

0011 0000 48 30 0

0011 0001 49 31 1

0011 0010 50 32 2

0011 0011 51 33 3

0011 0100 52 34 4

0011 0101 53 35 5

0011 0110 54 36 6

0011 0111 55 37 7

0011 1000 56 38 8

0011 1001 57 39 9

那我們熟悉的日常字怎麽變成Binary Code 二進制代碼？

二进制 十进制 十六进制 图形

0100 0001 65 41 A

0100 0010 66 42 B

0100 0011 67 43 C

0100 0100 68 44 D

0100 0101 69 45 E

0100 0110 70 46 F

0100 0111 71 47 G

0100 1000 72 48 H

0100 1001 73 49 I

0100 1010 74 4A J

0100 1011 75 4B K

0100 1100 76 4C L

0100 1101 77 4D M

二进制 十进制 十六进制 图形

0100 1110 78 4E N

0100 1111 79 4F O

0101 0000 80 50 P

0101 0001 81 51 Q

0101 0010 82 52 R

0101 0011 83 53 S

0101 0100 84 54 T

0101 0101 85 55 U

0101 0110 86 56 V

0101 0111 87 57 W

0101 1000 88 58 X

0101 1001 89 59 Y

0101 1010 90 5A Z47

我們實際擧個例子來解釋：當你在鍵盤上打 A時，電子信號會從鍵盤被送到處理器，處理器會用 ASCII表找 A 的代號 ， A 是 65 ，然後處理器把 A 換成二進制代碼 0100 0001 ，儲存在記憶體裏，再顯示在熒幕上。這都是瞬間發生的！

A 65 0100 0001

那我們熟悉的日常字怎麽變成Binary Code 二進制代碼？

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ASCII的最大缺點是只能顯示 26個基本拉丁字母、阿拉伯數目字和英式標點符號，因此只能用於顯示現代英美國英語。那中文呢？

中文有以下的幾種表•Unicode: 顯示中文 ( 簡 / 繁 ),日文 , 韓文•GB2312-80: 顯示中文 ( 簡 )•GBK: 顯示中文 ( 簡 / 繁 )•Big 5: 顯示中文 ( 繁 )•CNS: 顯示中文 ( 繁 )

ASCII 和 中文

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Unicode: 顯示中文 ( 簡 / 繁 ),日文 , 韓文用 16-bit （兩個 bytes) 來代表。

UNICODE

  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f

4E00 一 丁 丂 七 丄 丅 丆 万 丈 三 上 下 丌 不 与 丏

4E10 丐 丑 丒 专 且 丕 世 丗 丘 丙 业 丛 东 丝 丞 丟

4E20 丠 両 丢 丣 两 严 並 丧 丨 丩 个 丫 丬 中 丮 丯

4E30 丰 丱 串 丳 临 丵 丶 丷 丸 丹 为 主 丼 丽 举 丿

4E40 乀 乁 乂 乃 乄 久 乆 乇 么 义 乊 之 乌 乍 乎 乏

4E50 乐 乑 乒 乓 乔 乕 乖 乗 乘 乙 乚 乛 乜 九 乞 也

4E60 习 乡 乢 乣 乤 乥 书 乧 乨 乩 乪 乫 乬 乭 乮 乯

4E70 买 乱 乲 乳 乴 乵 乶 乷 乸 乹 乺 乻 乼 乽 乾 乿

50

GB code: 發于中國大陸，中文 ( 簡 ) 用於中，新，馬用 16-bit （兩個 bytes) 來代表。

GB Code

  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f

B0A0   啊 阿 埃 挨 哎 唉 哀 皑 癌 蔼 矮 艾 碍 爱 隘

B0B0 鞍 氨 安 俺 按 暗 岸 胺 案 肮 昂 盎 凹 敖 熬 翱

B0C0 袄 傲 奥 懊 澳 芭 捌 扒 叭 吧 笆 八 疤 巴 拔 跋

B0D0 靶 把 耙 坝 霸 罢 爸 白 柏 百 摆 佰 败 拜 稗 斑

B0E0 班 搬 扳 般 颁 板 版 扮 拌 伴 瓣 半 办 绊 邦 帮

B0F0 梆 榜 膀 绑 棒 磅 蚌 镑 傍 谤 苞 胞 包 褒 剥  

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GBK code: 發于中國大陸，中文 ( 簡 / 繁 ) 和 Unicode 相同用 16-bit （兩個 bytes) 來代表。

GBK Code

  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f

8640 咢 咥 咮 咰 咲 咵 咶 咷 咹 咺 咼 咾 哃 哅 哊 哋8650 哖 哘 哛 哠 員 哢 哣 哤 哫 哬 哯 哰 哱 哴 哵 哶8660 哷 哸 哹 哻 哾 唀 唂 唃 唄 唅 唈 唊 唋 唌 唍 唎8670 唒 唓 唕 唖 唗 唘 唙 唚 唜 唝 唞 唟 唡 唥 唦  

8680 唨 唩 唫 唭 唲 唴 唵 唶 唸 唹 唺 唻 唽 啀 啂 啅8690 啇 啈 啋 啌 啍 啎 問 啑 啒 啓 啔 啗 啘 啙 啚 啛86A0 啝 啞 啟 啠 啢 啣 啨 啩 啫 啯 啰 啱 啲 啳 啴 啹86B0 啺 啽 啿 喅 喆 喌 喍 喎 喐 喒 喓 喕 喖 喗 喚 喛86C0 喞 喠 喡 喢 喣 喤 喥 喦 喨 喩 喪 喫 喬 喭 單 喯86D0 喰 喲 喴 営 喸 喺 喼 喿 嗀 嗁 嗂 嗃 嗆 嗇 嗈 嗊86E0 嗋 嗎 嗏 嗐 嗕 嗗 嗘 嗙 嗚 嗛 嗞 嗠 嗢 嗧 嗩 嗭86F0 嗮 嗰 嗱 嗴 嗶 嗸 嗹 嗺 嗻 嗼 嗿 嘂 嘃 嘄 嘅   52

Big 5 code: 用來代表中文 ( 繁 ) 於台，香，馬用 16-bit （兩個 bytes) 來代表。

Big 5 Code

  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f

A440 一 乙 丁 七 乃 九 了 二 人 儿 入 八 几 刀 刁 力A450 匕 十 卜 又 三 下 丈 上 丫 丸 凡 久 么 也 乞 于A460 亡 兀 刃 勺 千 叉 口 土 士 夕 大 女 子 孑 孓 寸A470 小 尢 尸 山 川 工 己 已 巳 巾 干 廾 弋 弓 才  

A4A0   丑 丐 不 中 丰 丹 之 尹 予 云 井 互 五 亢 仁

A4B0 什 仃 仆 仇 仍 今 介 仄 元 允 內 六 兮 公 冗 凶

A4C0 分 切 刈 勻 勾 勿 化 匹 午 升 卅 卞 厄 友 及 反

A4D0 壬 天 夫 太 夭 孔 少 尤 尺 屯 巴 幻 廿 弔 引 心

A4E0 戈 戶 手 扎 支 文 斗 斤 方 日 曰 月 木 欠 止 歹

A4F0 毋 比 毛 氏 水 火 爪 父 爻 片 牙 牛 犬 王 丙  53

CNS code:發于臺灣，中文 ( 繁 )用兩個 7 bit ASCII codes 來代表。

CNS Code

  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f

2550 ㄎ ㄏ ㄐ ㄑ ㄒ ㄓ ㄔ ㄕ ㄖ ㄗ ㄘ ㄙ ㄚ ㄛ ㄜ ㄝ2560 ㄞ ㄟ ㄠ ㄡ ㄢ ㄣ ㄤ ㄥ ㄦ ㄧ ㄨ ㄩ ˙ ˉ ˊ ˇ

2720   一 丨 丶 丿 乙 亅 二 亠 人 儿 入 八 冂 冖 冫2730 几 凵 刀 力 勹 匕 匸 匚 十 卜 卩 厂 厶 又 口 囗2740 土 士 夊 夕 大 女 子 宀 寸 小 尢 尸 屮 山 巛 工2750 己 巾 干 幺 广 廴 廾 弋 弓 彐 彡 彳 心 戈 戸 手2760 支 攴 文 斗 斤 方 无 日 曰 月 木 欠 止 歹 殳 毋2770 比 毛 氏 气 水 火 爪 父 爻 爿 片 牙 牛 犬 玄  

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容量 :Megabytes和Gigabytes

1Mb 等於 1 百萬個 bytes 。所以如果你的電腦有 512 Mb 的 RAM 也就是說那電腦可以處理 512,000,000 (512 million) bytes 的 RAM 。等於 256,000,000 個中文字。

硬盤的容量也用 bytes 來量的。所以如果你的硬盤容量是 200 GB ，它有 200,000,000,000 (200 billion) bytes 的容量！等於100,000,000,000 個中文字！

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筆記型電腦 Notebook/Laptop

是一種小型、可以方便攜帶的一體式個人電腦尺寸： 11”至 15”顯示與筆記本一體重量：通常重達 1 至 3 公斤電池： 1 至 4 小時性能： - 處理器：筆記本專用的處理器。除了速度等性能指標外還要兼顧功耗Intel Core i5, i7; AMD Turion Neo;

-OS作業系統：與桌上型電腦一樣- 定位裝置： 觸控板（ Touchpad）- 鍵盤：和桌上電腦差不多

擴充性：不可。57

上網本 Netbook是一種更小型的一體式上網電腦 , 專門為無綫通訊和網絡設備尺寸： 7”至 10”重量：通常 1 公斤左右電池： 2 至 6 小時性能： - 處理器： Intel Atom或 AMD Athlon Neo。

- 記憶體：通常只有 1GB- 網絡： WIFI  無線互聯網-OS作業系統：Windows 7 Starter- 沒有 CD/DVD機- 鍵盤：大概桌上電腦的 75%

擴充性：不可。58

桌上型電腦 / 筆記型電腦 / 上網本

桌上型電腦 筆記型電腦 上網本(Desktop) (Laptop) (Netbook)

性能- 處理器 高性能 高性能 中性能-OS 高性能 高性能 中性能擴充性 可 不可 不可攜帶性 不可 可 可重量 5-8公斤 2-4公斤 1 公斤電池 無 1-4小時 2-6小時

價格 中 - 高 中 - 高 低59