電腦的能力與限制 Capabilities and limitations of computers

電腦的能力與限制Capabilities and limitations of computers 醫務管理暨醫療資訊學系陳以德副教授: 濟世CS202-3 07-3121101 轉 2648-25 itchen@kmu.edu.tw

學習目標 • 電腦的能力 • 電腦的限制 • 電腦與網路帶來知識革命 • 電腦影響知識的形態與能力 • 網路打破知識壟斷 • 網路帶來權力轉移

電腦的能力 • 容量大 • 歸納式 • 累積性 • 重複使用性 • 準確性 • 高速度

容量大（一） • 動力：儲存媒體容量增加與壓縮技術 • 現況： • 2片磁片可裝一本聖經(20cm x 13cm x 4cm) 、一首mp3音樂（一分鐘音樂大約佔1M byte） • 400 G硬碟(15cm x 10cm x 2.5cm) 與13.6萬本聖經(5 m2）40萬張300萬畫素照片 • MP3、DVD(17G, 6000本聖經，285小時 MP3 音樂)‏ • 藍光碟是25-200G(BD)、15-51G(HD-DVD) • 32M到32G隨身碟

容量大（二） • 垂直寫入技術：

儲存媒體 www.mitsubishielectric.com

容量大（三） • 帶來的新應用： • 數位相機（張數多）、錄音筆（時間長） • 個人電子圖書館：把書本、文件掃瞄存入磁碟 • 個人電子音樂庫、影片庫 • 個人照片庫 • 家庭數位資料庫：資料、照片、音樂、影片全部放在一台電腦

歸納式處理 • 動力：電腦適合搜尋比對大量資料 • 現況： • 搜尋引擎（涵蓋30%以上網頁） • 各種電子資料庫涵蓋大量資料 • 各種查詢工具（如：圖書館的電子期刊） • 影響：知識結構改變，循序知識的份量漸減少 • 新應用：資料挖掘、資料探勘、行為模式分析

累積與重複使用性 • 動力：數位資料複製不失真，易於修改 • 現況： • 數位相片、影片的使用（不褪色、不模糊） • CD、錄音筆（音樂）、DVD（影片） • 電子投影片檔案 • 電子筆記與講義 • 數位教材、題庫（非同步遠距教學） • 新應用：數位歷史紀錄、數位典藏

準確性 • 動力：數位資料容忍雜訊，易於辨識 • 現況： • 手寫字與電腦打字 • E-mail與電話、FAX • 試算表 • 新應用： • 新聞資料庫 • 智慧型手機 • GPS

高速度 • 動力：電腦運算速度隨著摩爾定律加速 • 現況： • CPU 每秒運算 3.5x1,000,000,000次 • 人腦細胞大約每秒運算1000次（不過人腦細胞可以千千萬萬個同時運算） • 打字速度比手寫字快 • 透過33,600 bps MODEM 與電話線，傳送一本聖經的內容需要十分鐘（用10M ADSL只要3.78秒） • 新應用：尋找大量資料、擬真3D電玩、決策支援系統、 Skype 語音系統

小型、省電 • 動力：零件面積縮小將減少零件用量與電源消耗 • 現況： • 智慧型手機比486 PC還強 • 手機、PDA、MP3隨身聽、錄音筆、數位相機、網路、 GPS 、 ….全部整合在一起 • 筆記型電腦可以用10個小時（Intel希望能達到24小時），PDA可以一個月不充電 • 新應用：智慧型手機、可攜式電腦 www.htc.com

人工智慧 • 動力：計算與儲存能力的增加，讓電腦可以模擬生物的部分智慧 • 現況： • 模擬神經網路的決策方式：類神經網路 • 模擬生殖的基因交換：基因演算法 • 模擬螞蟻的群體決策方式：螞蟻演算法 • 新應用： • 具初步學習能力的電腦（機器狗、機器人） • 協助人類決策分析的專家系統 • 自動駕駛、自動倒車、自動xx…系統

電腦很難處理的例子 舉例: 如何判別兩份文件有80%的差別用人眼看, 很容易看出來，但用電腦 • 先得教電腦什麼叫 80%差別 • 文章後加一堆空白，叫不一樣嗎? • 叫電腦去除空白後，再比對 • 會不會有人拿A, B兩版, 每2天換一次，這叫 80%不同嗎? • 英文大小寫切換後, 叫不同嗎?

電腦的限制 • 得教會電腦演算法 • 誤差 A.系統誤差和隨機誤差 • 測量工具本身的刻度，因為校正時疏忽，造成不正確 • 因環境因素（例如溫度、壓力等），使得刻度的數值產生變化 • 人為不正確的操作或使用錯誤的觀測方法 • 為了實驗方便，常忽略影響較微小的變因，但這些不易控制的小變因，便會使測量值產生隨機誤差 B. 數值誤差 • 固有誤差 (Interent error),數據本身的誤差 • 捨入誤差 (Round-off error), 只有有限位數來表示數值 • 截尾誤差 (Truncation Error),,Taylor只取前幾項 • 良置 (Well-conditioned),微小的變化只會造成其解的微小變化

電腦與網路帶來知識革命 • 電腦特性影響知識的形態與能力 • 網路打破知識壟斷 • 電腦與網路結合造成知識革命 • 總結－一個新時代的描繪 • 網路帶來權力轉移

網路打破知識壟斷（一） • 過去......... • 醫生扮演穿白衣服的神！ • 感冒，要打針 • 三餐飯後吃藥 • 老師扮演穿便服的神？ • 國小老師：三民主義統一中國、天下沒有不是的父母 • 國中老師：F = ma • 高中老師：考大學是唯一的出路….

網路打破知識壟斷（二） • 現在以及不久的將來 • 透過網路輕易取得資料 • 對於某單一問題，我們可能取得比專業人員所知還詳細、先進的資料 • 透過網路接觸各地的專家 • 可能與教授的指導教授接觸對話 • 資料的獲得是他人難以管制的 • 容量大、速度快、密碼破解困難(RSA-128 17,700 MIPS year, 約177台P III跑1年）

電腦與網路結合造成知識革命（一） • 大量的資訊加上歸納為主的資料處理方式 • 無遠弗屆的傳播能力（影響力？） • 知識可以輕易累積與重複使用 • 多樣化而生動的表達與吸收方式

電腦與網路結合造成知識革命（二） • 傳統權威將遭遇挑戰 • 善用工具的人將取得知識上的優勢 • 資訊的傳播將難以被控制和過濾（科學論文與色情小說之間距離不過幾個鍵） • 鐵幕擋不住真相、家庭與學校的牆也擋不住邪惡扭曲的思想

網路帶來權力轉移 • 印刷術發明使作家替代口傳教師為思想主導者 • 馬丁路德與胡司的遭遇差異.... • 電視與電影發明使得媒體人物替代作家成為思想主導者 • 網際網路的興起，知識經濟時代來臨？取代？ ★我們在網路社會中將擁有怎樣地位與發言權？

SUMMARY • 電腦的能力與限制 • 電腦的限制 • 電腦與網路帶來知識革命 • 電腦影響知識的形態與能力 • 容量大, 歸納式 • 累積性, 重複使用性 • 準確性, 高速度 • 網路打破知識壟斷 • 網路帶來權力轉移

Reference • http://blog.miniasp.com/post/2010/04/08/unit-information-Bit-Byte-KB-MB-GB-TB-PB-EB-ZB-YB.aspx • http://www.vexp.idv.tw

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