CA083/CA093 計算機概論

第六章　其他週邊設備

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6-2 輸入 / 輸出設備6-3 電腦操作與保養

6-1 輔助記憶設備

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6-1 輔助記憶設備電腦中的輔助記憶體設備主要包括軟碟機、硬碟機、光碟機與各種記憶卡…等。

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6-1.1 讀卡機與記憶卡

現今大多數的電腦都備有讀卡機，可讀寫各類型的記憶卡，若電腦尚未裝有讀卡機，使用者也可以購買外接式讀卡機。

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6-1.1 讀卡機與記憶卡

記憶卡是用來儲存資料的媒體，有許多不同規格的記憶卡。

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6-1.2 硬式磁碟機• 內部構造硬式磁碟機 (hard disk drive) 通常又稱硬碟，是一種密封式的磁碟機，內部則包含旋轉馬達、讀寫頭、讀寫臂、硬式磁碟片等各種組件。

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6-1.2 硬式磁碟機• 內部構造由於其構造十分精密且感應度很高，即使是灰塵微粒也可能造成損壞，因此一般多採取完全密封的方式隔絕灰塵，硬碟機在運作時應避免任意搬移或震動，否則都可能損壞其中的組件。

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6-1.2 硬式磁碟機• 內部構造

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6-1.2 硬式磁碟機• 資料存取硬碟內部包含許多硬式磁碟片，每一碟片的正反面都各搭配有一個讀寫頭 (R/W head) ，存取資料時則透過移動讀寫頭與旋轉磁碟片的方式找到資料並進行存取。

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6-1.2 硬式磁碟機• 資料存取碟片在使用前則必須先經過格式化 (format) 的動作才能使用。所謂「格式化」是指在磁片上規畫出磁軌(track) 與磁區 (sector) 的動作。

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6-1.2 硬式磁碟機• 資料存取

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6-1.2 硬式磁碟機• 計算磁碟容量Ｑ：某硬碟上標示「 C/H/S： 19328/16/64 」

，若已知格式化後每個磁區有 512 by tes，請問此硬碟機的總容量為多少？

Ａ： C/H/S 分別代表 磁柱 / 磁頭 / 每軌磁區 的數目，因此可計算得容量約為 16 面 × 19328軌 / 面 × 64 磁區 / 軌 × 512 Bytes/磁區 ÷ 230 9.4 GB≒ 。

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6-1.2 硬式磁碟機• 影響存取時間的因素硬碟存取時間 (access time) 是指 CPU 要求磁碟機傳送資料到資料實際傳送到主記憶體所花的時間，通常以 ms（ millisecond， 10-3 秒）為單位。

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6-1.2 硬式磁碟機• 影響存取時間的因素存取時間其實又可細分為三個部份：

找尋時間旋轉時間傳輸時間

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6-1.2 硬式磁碟機• 影響存取時間的因素

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6-1.2 硬式磁碟機• 傳輸介面IDE 是驅動硬碟的技術規格，而硬碟連接介面的正式名稱則稱為 ATA 。傳統 ATA 規格採用並列傳輸方式，最快的Ultra ATA/133 規格可達每秒 133 MB 的資料傳輸速度。

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6-1.2 硬式磁碟機• 傳輸介面新一代的 Serial ATA 規格則採用序列傳輸方式，克服了並列傳輸在高速下雜訊干擾嚴重的問題，傳輸速度可達每秒 150 MB 。S-ATA II 規格更可達每秒 600 MB 以上。

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6-1.2 硬式磁碟機• 傳輸介面Serial ATA 的排線在寬度上較傳統排線細，並突破原本46 公分的長度限制，又支援熱插拔功能，因此已經成為新一代硬碟的標準規格。

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延伸學習• 常用的時間單位

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6-1.3 光碟機與光碟片光碟片 (compact Disk， CD) 是在塑膠片間加入一層薄層金屬物質的儲存媒體，光碟機在讀取資料時會由讀取頭射出雷射光束，並由其反射情形來判別與取得資料。

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6-1.3 光碟機與光碟片• 讀取光碟上的資料

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6-1.3 光碟機與光碟片• 光碟片上資料的存放方式

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6-1.3 光碟機與光碟片最新一代的光碟是利用波長較短的藍色雷射光來讀寫資料，可聚焦於更小的點，增加資料的儲存密度。光碟片的容量大，應用的範圍相當廣泛，例如市售的各種套裝軟體、影片、音樂…等就經常以光碟片作為儲存媒體。

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6-1.3 光碟機與光碟片• 各世代的光碟片

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6-1.3 光碟機與光碟片• 常見的 DVD 光碟片規格

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6-1.3 光碟機與光碟片• 光碟機的讀寫速度由於雷射讀取頭讀取資料的速度極快，因此光碟機的讀取速度主要取決於光碟片的旋轉速度，其轉速愈快，同一時間所能傳輸的資料量也愈多。

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6-1.3 光碟機與光碟片• 光碟機的讀寫速度

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6-1.3 光碟機與光碟片• 光碟機的讀寫速度Q： DVD 光碟燒錄機外觀若標示著 Read 20X

　 DVD±R /Write 8X DVD+RW 。A ：代表該燒錄機可以以 20倍數（ 211Mbps＝ 10.55Mbps×20 ）讀取 D V D±R 光碟片、 8倍速 (84.4 Mbps) 寫入 DVD+RW 光碟片。

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延伸學習• 常見光碟機與光碟片的專有名詞

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延伸學習• Blu-ray Disc勝出長久以來，第三代光碟片規格是由 Blu-ray 　Disc與 HD-DVD這兩個聯盟在互相拉鋸競爭，然而隨著東芝在 2008年 2月宣布退出這場格式之爭， 3月底結束相關業務而正式宣告結束，藍光 D V D 的時代正式來臨。

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6-2 輸入 / 輸出設備電腦的輸入 / 輸出設備很多，茲介紹一些較常見的設備如下。

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6-2.1 鍵盤與滑鼠鍵盤 (keyboard) 與滑鼠 (mouse) 都是個人電腦中最基本的輸入設備，目前市面上的產品根據不同需求也發展出各種不同的樣式與功能。鍵盤與滑鼠常用的連接埠有 USB、 PS/2、 COM等，另有無線的規格。

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6-2.1 鍵盤與滑鼠

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6-2.2 搖桿對於經常玩電腦遊戲的人來說，搖桿 (joystick) 或遊戲台 (gamepad)

往往是必備的輸入設備，藉此可以更容易控制遊戲的進行與操，提高遊戲的娛樂效果。

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6-2.3 掃描器掃描器 (scanner)利用光學原理將圖片或相片轉換為電腦可處理的數位資料，是一種輸入設備。再配合特殊的辨識軟體 (Optical Character Recognition， OCR) ，掃描文件上的文字圖形也能正確地轉換成文字及符號，不需要再用鍵盤逐字輸入。

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6-2.3 掃描器

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6-2.4 麥克風與喇叭外界聲音經由麥克風 (microphone) 傳入音效卡後，即可轉換為數位訊號並交由電腦進行後續處理，同樣的，電腦中的聲音訊號經音效卡轉換後即可透過喇叭 (speaker) 輸出。

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6-2.5 數位相機數位相機 (digital camera) 的外表與傳統相機差不多，部分高階機種甚至能與傳統相機共用鏡頭、閃光燈…等配件，但不同的是數位相機不需要底片，所拍攝的畫面會儲存在相機內的記憶卡 (memory card) 中。

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6-2.5 數位相機• 感光元件感光元件是用以感應光線並形成影像的地方，數位相機規格中的「多少像素」其實指的就是感光元件的數目。

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6-2.5 數位相機• 感光元件目前主流機種多在 300萬像素以上，而感光元件則主要可分為互補式金屬氧化半導體 CMOS與電荷耦合元件 CCD(charge-coupled device)二種。

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6-2.5 數位相機

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6-2.5 數位相機• 記憶卡記憶卡是數位相機用來儲存影像的媒體，不同規格的數位相機會採用不同規格的記憶卡。

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6-2.5 數位相機• 光學變焦與數位變焦光學變焦是指藉由改變鏡頭焦距，而使影像產生「拉近」或「拉遠」效果的方式，由於光學變焦是改變光線路徑與取景範圍，因此不會產生失真情形。

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6-2.5 數位相機• 光學變焦與數位變焦數位變焦則是以軟體計算方式直接放大或縮小擷取的影像，因此有可能會造成影像失真。

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6-2.5 數位相機Ｑ：在不考慮補點技術等其他因素影響下，假

設相片沖印的解析度為 300DPI ，則沖印一張 4×6 大小相片至少應使用多少像素以上的機種才不會失真？

A： 300DPI 代表每英吋需 300像素，故 4×6相片（寬 4英吋、長 6英吋）共需4×300×6×300＝ 2,160,000像素。

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6-2.6 顯示器一般可分為傳統的 CRT（ cathode ray tube ，陰極射線管）顯示器與 LCD（ liquid crystal display ，液晶顯示器）二大類。其中 LCD 由於具備低輻射與佔用空間少的特性，因此已經成為市場主流。

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6-2.6 顯示器• LCD顯像原理

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6-2.6 顯示器• LCD顯示器的尺寸與長寬比目前常見的顯示器尺寸有 15吋、 17吋、 19吋及 21吋等，同等級的顯示器其尺寸愈大，通常所需的價格也愈高，而螢幕的長寬比例有傳統的 4:3 ，及所謂「寬螢幕」的 16:10 主流機種。

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6-2.6 顯示器• LCD顯示器的畫質顯示器上二相鄰螢光點（液晶點）間的距離稱為「點距」，點距愈小能顯示的畫面便愈細緻。一般 CRT顯示器的點距都在 0.28mm 以下， LCD 的點距多在 0.29～ 0.32 mm之間。

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6-2.6 顯示器• LCD 可視角度可視角度是指使用者能看清楚顯示器畫面的角度。 LCD 由於構造上的限制，一般水平可視角度約在 160～ 170 度間，垂直可視角度則約在 130～ 160 度之間。

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6-2.6 顯示器• LCD 的亮度與對比LCD 的亮度 (brightness)以 cd/m2（燭光 /平方公尺）為單位，亮度高才能在明亮環境下依然保持影像清晰亮麗，一般最好在 200 cd/m2 以上，而若要觀賞影片則最好在 300 cd/m2 以上會有比較好的顯示效果。

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6-2.6 顯示器• LCD 的亮度與對比對比 (contrast) 是指全白與全黑畫面時的亮度比，一般產品約在 300： 1到 500： 1之間。對比值愈高，色階區別便愈鮮明，立體與層次感也愈好。

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6-2.6 顯示器• LCD 的接頭由於傳統的 CRT顯示器只能接受類比信號（ D-SUB 接頭），因此顯示卡必須將數位信號轉為類比信號再傳送至顯示器，由於轉換過程中難免會有些許失真。

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6-2.6 顯示器• LCD 的接頭新一代的 LCD開始支援能接收數位信號的DVI (digital visualinterface)和 HDMI (High-Definition Multimedia Interface) 接頭，不過使用時顯示卡也必須具備對應的連接埠才可以。

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6-2.6 顯示器• 顯示卡與 VRAM

早期顯示卡為了加快顯示速度，多半採用一種速度較快的 VRAM(video RAM) 作為顯示記憶體，但由於記憶體技術進步，現在的顯示卡有些便直接採用 DDR SDRAM 等速度較快的DRAM 作為顯示記憶體。

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6-2.6 顯示器• 顯示卡與 VRAM

顯示卡可以顯示的最大顏色數 (colordepth) 與畫面解析度 (resolution) 都會受限於顯示卡上的記憶體容量。

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6-2.6 顯示器• 計算顯示卡所需的最小記憶體Q ：若使用 1024×768 的解析度搭配高彩

(65,536) 的顯示模式，則顯示卡最少需要多少 MB 的記憶體？

A ：每個像素需以 16 bits 來表示其顏色，因此共需 1024×768×16 bits＝ 12,582,912 bits約等於 1.5 MB 。

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6-2.7 印表機印表機 (printer) 是電腦系統重要的輸出設備之一，它可將電腦中的各種文件、圖形或報表等檔案內容列印在紙上，目前市面上的印表機主要有點矩陣印表機、噴墨印表機、雷射印表機等三種類型。

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6-2.7 印表機• 點矩陣印表機點矩陣印表機利用撞針撞擊色帶並在紙張上留下印痕來達成列印目的。由於可列印連續報表與複寫式紙張，加上列印成本低廉，因此在學校、醫院或商店中經常可以看到點矩陣印表機的蹤影。

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6-2.7 印表機• 點矩陣印表機

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6-2.7 印表機• 噴墨印表機噴墨印表機透過極細的噴嘴將墨水匣中的墨水噴到紙張上而達成列印效果。目前由於噴墨印表機的價格低廉、列印品質高再加上支援彩色列印，因此成為目前發展最迅速，使用也最廣泛的機種。

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6-2.7 印表機• 噴墨印表機運作原理

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6-2.7 印表機• 噴墨印表機運作原理

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延伸學習• 墨水匣的類型墨水匣一般會分成黑色墨水匣與彩色墨水匣兩個分別包裝，彩色墨水匣中含有三種顏色（青色、洋紅色和黃色）的個別墨水格，由於黑色墨水的用量較其他三種顏色多，因此不論在哪種機種上，黑色墨水通常都是單獨一個墨水匣。

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6-2.7 印表機• 雷射印表機雷射印表機利用雷射光束在感光鼓 (organic

photo-conductor drum) 上記錄影像並產生正負極，當感光滾輪通過碳粉匣時便會吸附少許碳粉，隨後再透過壓力與加熱的方式使碳粉附著在紙張上。

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6-2.7 印表機• 雷射印表機運作原理

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6-2.7 印表機• 多功能事務機隨著科技的進步，結合了「傳真」、「掃描」、「列印」、「影印」等功能的機器開始流行起來，在列印的功能上也有分雷射和噴墨列印等不同機種，這種機器通稱為多功能事務機。

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6-2.7 印表機• 多功能事務機大多數的多功能事務機和印表機支援PictBridge 的列印標準，也就是使用者可以將數位相機直接接上印表機或事務機後列印，不需要透過電腦。

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延伸學習• 印表機的列印速度

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6-2.8 數據機數據機（ modem ）是電腦要透過電話線路來與外界通訊時的必備裝置。傳統的電話線路使用類比訊號來傳送聲音資料，而電腦所能處理的則是由 0與 1 組成的數位資料，因此若要用電話線路作為傳輸媒體，就必須靠數據機將數位訊號與類比訊號相互轉換。

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6-2.8 數據機數據機傳輸速度是以每秒能傳送的位元數 (bits per second， bps) 為單位，目前標準數據機其傳輸率最高可達 56Kbps ，另外有專門提供寬頻上網服務的專用數據機。

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6-3.1 操作電腦的基本注意事項用正常程序關閉電腦：新一代作業系統都有特定的關機程序，若任意按下主機上的開關來關閉電腦電源，可能會造成檔案毀損以及資料流失。

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6-3.1 操作電腦的基本注意事項電腦運作時不可任意移動：由於硬碟經常會維持在高速旋轉的狀態下，因此若任意移動電腦主機便可能使磁碟刮傷受損，會造成資料毀損遺失。

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6-3.1 操作電腦的基本注意事項仔細閱讀操作手冊：操作手冊中常常會提供最佳設定方式的建議，以及保養與故障排除的方法，不論對初學者或玩家都會有所幫助。不要在電腦旁邊進食：食物碎片或是打翻飲料都會造成鍵盤短路或損壞其他設備，因此不要在電腦旁邊進食或喝飲料。

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6-3.1 操作電腦的基本注意事項不要隨意拆卸維修：多數品牌電腦不允許使用者自行拆開維修，否則保固效力就立即消失。另外， CRT螢幕內部電路含有高壓電，即使是一般玩家也不可以隨意動手修理，以免不慎觸及高壓電線圈而發生危險。

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6-3.2 操作電腦的正確姿勢對於經常接觸電腦的人來說，長期姿勢不良很容易會產生腰部、背部、頸部等部位酸痛的現象，甚至可能因而引發慢性疾病。

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6-3.2 操作電腦的正確姿勢• 正確的操作姿勢

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6-3.3 簡易電腦保養• 鍵盤的保養保養鍵盤的方法就是利用吸塵器清理鍵盤，或是將鍵盤反過來輕輕地拍打，將雜物清出來。

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6-3.3 簡易電腦保養• 螢幕保養螢幕會因產生靜電而吸附灰塵。因此我們應該定期利用拭鏡紙或眼鏡布輕輕擦拭螢幕表面，而且在不使用電腦時應以防塵套覆蓋螢幕，這些都是保持螢幕清潔的基本工作。

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6-3.3 簡易電腦保養• 保持主機通風電腦常因高溫而當機，所以應注意主機是否通風，若有需要可在機殼上加裝風扇加強散熱。