2017年06月29日星期四第7節計算機概論第3次段考重點整理

2017年06月29日星期四第7節計算機概論第3次段考重點整理

演算法：在數學和電腦科學/算學之中，算法/演算法/算則法（Algorithm）為一個計算的具體步驟，常用於計算、資料處理和自動推理。精確而言，演算法是一個表示爲有限長列表的有效方法。演算法應包含清晰定義的指令用於計算函式。

演算法中的指令描述的是一個計算，當其執行時能從一個初始狀態和初始輸入（可能爲空）開始，經過一系列有限而清晰定義的狀態最終產生輸出並停止於一個終態。一個狀態到另一個狀態的轉移不一定是確定的。隨機化演算法在內的一些演算法，包含了一些隨機輸入。

高德納在他的著作《電腦程式設計藝術》裡對演算法的特徵歸納：

1. 輸入：一個演算法必須有零個或以上輸入量。
2. 輸出：一個演算法應有一個或以上輸出量，輸出量是演算法計算的結果。
3. 明確性：演算法的描述必須無歧義，以保證演算法的實際執行結果是精確地符合要求或期望，通常要求實際執行結果是確定的。
4. 有限性：依據圖靈的定義，一個演算法是能夠被任何圖靈完備系統模擬的一串運算，而圖靈機只有有限個狀態、有限個輸入符號和有限個轉移函式（指令）。而一些定義更規定演算法必須在有限個步驟內完成任務。
5. 有效性：又稱可行性。能夠實現，演算法中描述的操作都是可以通過已經實現的基本運算執行有限次來實現。

虛擬碼（英語：pseudocode），又稱為偽代碼，是高層次描述演算法的一種方法。它不是一種現實存在的程式語言；它可能綜合使用多種程式語言的語法、保留字，甚至會用到自然語言。

它以程式語言的書寫形式指明演算法的職能。相比於程式語言（例如Java、C++、C、Delphi 等等）它更類似自然語言。它是半形式化、不標準的語言。我們可以將整個演算法執行過程的結構用接近自然語言的形式（這裡可以使用任何一種作者熟悉的文字，例如中文、英文，重點是將程式的意思表達出來）描述出來。使用虛擬碼，可以幫助我們更好的表述演算法，不用拘泥於具體的實現。

流程圖是表示演算法、工作流或流程的一種框圖表示，它以不同類型的框代表不同種類的步驟，每兩個步驟之間則以箭頭連線。這種表示方法便於說明解決已知問題的方法。流程圖在分析、設計、記錄及操控許多領域的流程或程式都有廣泛應用。

白箱測試（white-box testing）又稱透明盒測試（glass box testing）、結構測試（structural testing）等，軟體測試的主要方法之一，也稱結構測試、邏輯驅動測試或基於程式本身的測試。測試應用程式的內部結構或運作，而不是測試應用程式的功能（即黑箱測試）。在白箱測試時，以程式語言的角度來設計測試案例。測試者輸入資料驗證資料流在程式中的流動路徑，並確定適當的輸出，類似測試電路中的節點。測試者了解待測試程式的內部結構、演算法等資訊，這是從程式設計者的角度對程式進行的測試。

白箱測試可以應用於單元測試（unit testing）、整合測試（integration testing）和系統的軟體測試流程，可測試在整合過程中每一單元之間的路徑，或者主系統跟子系統中的測試。儘管這種測試的方法可以發現許多的錯誤或問題，它可能無法檢測未使用部分的規範。

黑箱測試，軟體測試的主要方法之一，也可以稱為功能測試、資料驅動測試或基於規格說明的測試。測試者不了解程式的內部情況，不需具備應用程式的程式碼、內部結構和程式語言的專門知識。只知道程式的輸入、輸出和系統的功能，這是從用戶的角度針對軟體介面、功能及外部結構進行測試，而不考慮程式內部邏輯結構。測試案例是依應用系統應該做的功能，照規範、規格或要求等設計。測試者選擇有效輸入和無效輸入來驗證是否正確的輸出。

此測試方法可適合大部分的軟體測試，如整合測試（integration testing）以及系統測試（system testing）。

在計算機科學中，語法錯誤是指程式的語法有誤，編譯器或解譯器在詞法分析時無法將其轉換為適當的程式語言。

在編譯語言中，語法錯誤一定只在編譯期時出現，編譯器要所有的語法都正確，才能正確編譯。不過直譯語言中的語法錯誤可能要到執行期才會出現，而且不一定容易區分語法錯誤及語意錯誤。

在計算機程序設計中，邏輯錯誤(Logic error)（又叫語意錯誤）是程序錯誤的一種，這種錯誤會導致程序運行出錯，但還不至於崩潰。邏輯錯誤會產生意外的輸出或結果，但並不一定會立即被發現。

邏輯錯誤在編譯語言和解釋語言中都可能出現。與語法錯誤的程序不同的是，邏輯錯誤的程序從語法上來說是正確的一段程序，但其運行結果卻與預期不符。邏輯錯誤的唯一表現就是錯誤的運行結果。

北橋（英語：Northbridge）是基於 Intel 處理器的個人電腦主機板晶片組兩枚晶片中的一枚，北橋設計用來處理高速訊號，通常處理中央處理器、隨機存取記憶體、AGP 或 PCI Express 的埠，還有與南橋之間的通訊。

傳統的北橋內建記憶體控制器，讓處理器連接前端匯流排，而處理器和記憶體匯流排則跑相同的時脈。隨後，晶片組分開處理器和記憶體匯流排的頻率，讓前端匯流排只代表處理器和北橋之間的通道。

北橋留下來的只剩下AGP或PCI Express控制器和與南橋通訊，有時北橋會和南橋整合在同顆晶片中，有一些北橋則連繪圖處理器也整合進去，而另外支援AGP或PCI Express介面。整合式北橋會偵測到附加在AGP插槽上有安裝顯示卡，並停止其繪圖處理器功能，但有些北橋可以允許同時使用整合式顯示卡和安裝外加顯示卡，作為多顯示輸出。

Intel Hub Architecture (IHA)可用來取代南橋與北橋，IHA晶片組亦分成二大項：Graphics和AGP Memory Controller Hub（GMCH）與I/O Controller Hub（ICH）。

南橋是基於個人電腦主機板晶片組架構中的其中一枚晶片。南橋設計用來處理低速訊號，通過北橋與中央處理器聯繫。各晶片組廠商的南橋名稱都有所不同，例如英特爾稱之為輸出/輸入控制器中心（Input/Output Controller Hub，ICH），NVIDIA的稱為MCP，ATI的稱為IXP/SB，AMD也開始納入Fusion APU，並給予FCH這個標記，或稱Fusion控制器中心，代表其南橋晶片。但在部分的晶片組架構中，會將南橋的功能與北橋整合在一起；或者將部分功能移到北橋，而部分的南橋功能則刪除，將被刪除的介面功能使用額外獨立的晶片組提供功能。這樣使得整個晶片組架構中只會有單一晶片，而不會另外的有南橋晶片。

南橋包含大多數周邊裝置介面、多媒體控制器和通訊介面功能。例如PCI控制器、ATA控制器、USB控制器、網路控制器、音效控制器。各世代的南橋效能大多雷同，但偶然聽到某些南橋會有較差的Serial ATA或USB效能。

目前所有的南橋製造商都提供SATA磁碟陣列功能，NVIDIA則允許SATA和ATA硬碟機混合組成磁碟陣列。最新的英特爾Matrix RAID技術，讓RAID-0和RAID-1組態可以在兩顆硬碟機中同時使用。

大多數南橋都能直接連接Gigabit Lan PHY（實體層晶片，用來處理連接訊號），高階的南橋通常擁有兩組Gigabit Lan PHY，不過中階的主機板則只支援一組。而NVIDIA最新的南橋則支援頻寬合併、封包排序和TCP/IP加速等高級網路卡功能。現在大部份高級南橋則支援Azalia高傳真音效，藉著編碼晶片支援7.1聲道音效。

大多數南橋都支援PCI Express Hub，但主機板製造商通常採用北橋所提供的PCI Express Lane。

硬體基本架構

　　控制單元、記憶單元、算術邏輯單元、輸出單元、輸入單元。

I/O連接埠

　　顯示卡。電視卡。網路卡。USB卡。音效卡。

印表機

　　噴墨印表機。點矩陣印表機。雷射印表機。繪圖輸出機。熱感應印表機。

機器週期、指令週期

　　擷取。解碼。提取運算元。執行。儲存。

記憶體

　　ROM。DRAM。SRAM。Flash Rom。暫存器。輔助記憶體。

磁碟與記憶體

　　RPM。SSD。快取記憶體。液態軸承。緩衝記憶體。

引發事件的動作

　　GotFocus。DoubleClick。Scroll。Activated。Load。

控制物件

　　Button。TrackBar。PictureBox。Form。Label。

屬性設定

　　Text。BackColor。ForeColor。Max。Min。

程式測試

　　白箱測試。黑箱測試。語法錯誤。語意錯誤。執行階段錯誤。

選擇結構

　　If條件一成立Then

　　　　　條件一成立執行項目

　　ElseIf條件二成立Then

　　　　　條件二成立執行項目

　　ElseIf條件三成立Then

　　　　　條件三成立執行項目

　　Else

　　　　　條件都不成立執行項目

　　EndIf

重複結構

Do While條件

　　………

　　………

Loop

Do Until條件

　　………

　　………

Loop

Do

　　………

　　………

Loop While條件

Do

　　………

　　………

Loop Until條件

For變數=初值To終值Step步進值

　　　………………

　　　………………

Next變數

硬體基本架構(課本Page24~35)

控制單元：負責電腦的輸入、輸出、記憶、運算四大單元的聯繫與控制，由它負責協調何時、何地，該由哪一個裝置進行工作；指揮協調各單元運作。

算術邏輯單元：接收控制單元的命令，從記憶體取得資料作加、減、乘、除等各種算術運算及大小比較，條件判斷等邏輯判斷工作，然後將處理後的結果存回記憶體。

記憶單元：與人的大腦一般，電腦的主機板上有專門存放程式與資料的積體電路(IC)，此類IC稱為記憶體，分為唯讀記憶體(Read Only memory-ROM)、隨機存取記憶體(Random Access Memory -  RAM ) 。

輸出單元：將電腦內部的資料或運算的結果輸出到外界的設備，例如:印表機、螢幕、喇叭等等。

輸入單元：用來接收外在資料的設備，例如:鍵盤、滑鼠、掃瞄器、麥克風等等。

電腦的本質：計算(指令周期、機器周期)

擷取指令  →  解碼  →  提取運算元  →  執行  →  儲存

主機板上的連接埠與插槽：

PCI擴充槽。
I/O連接埠。
DRAM插槽。
SATA連接埠。
微處理器CPU插槽。

現代化資訊社會(課本Page4~19)

CAI(Computer Aided Instruction)。

CAD(Computer Aided Design)。

CAE(Computer Aided Engineering)。

CASE(Computer Aided Software  Engineering)。

CAM(Computer Aided Manufacturing)。

QR(Quick Response)。

SOHO(Small Office & Home Office)。

VR(Virtual Reality)。

POST(Point Of Sale)。

Job Bank。

GIS。

EC。

GPS。

IA。

AI。

C2B(consumer to business)。

智慧卡、IC卡。

電子身份證。

VOD。

無線資料傳輸。

RFID無線射頻辦識。

網頁設計基本概念(課本Page142)

檔案的副檔名類型：

圖片檔。

影片檔。

網頁檔。

壓縮檔。

音樂檔。

網頁設計：超文件標示語言HTML

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