一、電腦系統

2. 一、電腦系統 • 電腦結構與組織 • 軟體發展

3. 1.電腦結構與組織 • 無論怎樣的外觀，這些電腦所執行的基本功能都是相同的，就是執行資料計算(computation)、儲存(storage)與傳送(transmission)。

4. 1.電腦結構與組織(續) • 日本NEC公司在2005年所設計整合行動電話功能的個人電腦，其外型大異於目前的個人電腦。

5. 1.電腦結構與組織(續) • 電腦運算能力： 依照摩爾法則(Moore’s law)所言，在晶片中，每隔18個月電晶體的密度約成長一倍。在1980年代，電腦系統已具有每秒鐘執行百萬指令週期(Millions of Instructions Per Second, MIPS)的能力，這相當於蜘蛛的運算能力。 估計在2025年～2030年間，電腦將擁有和人腦相當的運算能力，而且可以實現在人腦般大小的空間裏。

6. 1.電腦結構與組織(續) • 以平行處理提昇電腦性能： • 電腦性能的提昇除了CPU的進步外，在電腦組織與結構上的改善也是非常重要的環節。 • 以平行處理的概念，在多個CPU的電腦系統中，可以將相互獨立的程序交給不同的CPU分別同時執行，這樣，電腦的執行效率就可以大幅提昇。

7. 2.軟體發展 電腦的運作是受控於指令，在電腦中，CPU內的解碼器將機器碼型式的指令解碼，再轉為電的訊號後，驅動電腦內的相關硬體組件，忠實地執行工作。

8. 2.軟體發展(續) • 軟體設計： • 軟體設計包含許多重要的主題，如設計程式所需的程式語言與解譯程式所需的編譯程式、程序與資源管理的作業系統、程式設計所遵循的演算法與資料結構。

9. 2.軟體發展(續) • 程式語言： • 是軟體工程師與電腦溝通的主要工具，設計出明確、簡潔、功能強的程式開發語言以方便程式的寫作，一直是軟體發展上的要務。否則，語意模糊，模稜兩可的指令，電腦當然也不清楚要執行甚麼工作。

10. 2.軟體發展(續) • 演算法與資料結構： • 演算法與資料結構對軟體的執行成效的影響更是顯著，演算法係指電腦處理問題的執行程序，它就是由一步一步的程序所組成。

11. 2.軟體發展(續) • 演算法與資料結構： • 演算法在計算科學與工程應用上扮演著重要的角色，譬如有限元素分析法是處理飛機流場模擬的重要工具。

12. 2.軟體發展(續) • 軟體執行效能： • 軟體開發是非常廣博的學門，大型軟體的開發，需要專業的人才做系統化的規劃與設計，軟體的優劣對程式執行成效的影響十分顯著。如果相同硬體架構的電腦，安裝不同的作業系統，執行同樣功用的軟體程式，其間的執行效能可能有很大的區別。

13. 二、人機互動 • 人工智慧 • 人機介面

14. 二、人機互動 人與人之間的溝通須要有共通的語言，要能言之有物更須要智慧。同樣的在人與電腦之間的互動上，人工智慧以及人機介面的技術也扮演著重要的角色。

15. 1.人工智慧 • 人工智慧：以電腦模擬人類的智慧、感知處理與行為模式的專業學門。 • 藉助著電腦執行知識表現、知識管理、決策與機器學習等功能，讓電腦具有擬人化的智慧。

16. 1.人工智慧(續) • 思考機器：英國數學家涂林(Alan Turing)博士在1950年所發表的論文中，提出思考機器(thinking machine)的概念，認為計算機將不只適用於繁瑣的計算，它可以處理資料，進而具有分析、思考與學習的能力。

17. 1.人工智慧(續) • 涂林試驗：詢問者在一間隔離的房間內，分別接上一部電腦與一個人，詢問者可以提出問題來決定連線的另一端，那一個是真人或是電腦，如果電腦可以矇混過詢問者時，那就是一部具有智慧的電腦。

18. 1.人工智慧(續) • 人工智慧的應用：在棋藝方面，IBM深藍電腦於1997年5月擊敗西洋棋王克斯巴索夫(Gary Kasparov)

19. 1.人工智慧(續) 人工智慧的應用： • 在美國麻省理工學院(MIT)人工智慧實驗室裏，人工智慧的研究正持續的進行，譬如活氧計畫以及行星計畫中相關的氣象、電信、交通服務系統、銀行的客服系統等等。 • 而在網路上也出現了聊天代理人(chatterbot)。這些運用自然語言處理技術實現的代理人，他們可以提供資訊，也可以與你在網路上對話交流、聊天解悶。

20. 1.人工智慧(續) 人工智慧的應用 • 機器人ifbot:有四十種臉部表情，並具備有相當程度的聊天能力！ • 機器人Astroid：在愛知博覽會接待處引領參觀者入場

21. 1.人工智慧(續) 人工智慧＝人類智慧？ • 以現今已有的成果來看，在許多地方，人類智慧是超過人工智慧的，但人工智慧的成果，有許多是人類智慧所不及的。 • 樂觀的估計在2030年至2040年之間，人工智慧在更多領域會超越或是等同人類。

22. 2.人機介面 人機介面主要是探究如何建置合適的環境以方便使用電腦資源，人機介面包含兩個議題，一是資訊的呈現，另一是人與電腦的互動。

23. 有了滑鼠之後，電腦進入圖形介面(Graphical User Interface, GUI)的時代，可以不用指令而是藉助游標來操控電腦，所以即使不了解電腦專業語言，也可以享用電腦資源與便利。 隨著語音辨識和語音合成技術的日趨成熟，人機對話介面(Spoken Language Interface, SLI)時代也將來臨，我們可用人與人的溝通方式，來和電腦溝通。 2.人機介面(續) • 圖形介面 • 人機對話介面

24. 2.人機介面(續) • 機器人由形似進而神似:從外在形體到內在智慧，由形似進而神似，它們愈來愈近似於真人真物。 • 日本新力公司的人型機器人「QRIO」

25. 三、通訊與網路 • 電腦網路與寬頻網路 • 無線通訊 • 全球資訊網

26. 1.電腦網路與寬頻網路 • 區域網路(Local Area Networks, LAN) • 在一個適當地區內，將所有電腦連接在一起所形成的網路稱之，而此適當範圍的距離大約為1到5公里左右。 • 辦公室或企業大樓內的網路 • 校園內的網路

27. 1.電腦網路與寬頻網路 • 廣域網路 • 用光纖電纜或電話線，將許多不同區域的區域網路連接起來，成為一個涵蓋區域更廣的網路稱之。其範圍可達數千公里的全國，甚至可擴展成為一個國家與國家之間的網路連結。 • 中華電信網路(HINET) • 教育部學術網路(TANET)

28. 1.電腦網路與寬頻網路 • 網際網路 • 將許多區域網路及廣域網路所連接而成的一個遍佈全球的網路，稱之為網際網路(Internet)。 • 提供多樣服務 • 全球資訊網 • 電子郵件(e-Mail) • 檔案傳輸協定(File Transfer Protocol, FTP) • 電子佈告欄(Bulletin Board System, BBS) • MSN Messenger • 網路呼叫器(I Seek You, ICQ) • 搜尋引擎

29. 1.電腦網路與寬頻網路 • 寬頻網路 • 寬頻網路有如傳送語音及多媒體資料的高速公路，分屬不同地點的任兩台電腦可以透過寬頻網路進行高速的資料傳輸。

30. 在台灣已透過各種技術來佈建寬頻網路，提供每秒giga bits的傳輸速率 1.電腦網路與寬頻網路 • 寬頻網路

31. 台灣已佈建的寬頻網路可提供各種多媒體語音及資料的即時傳輸台灣已佈建的寬頻網路可提供各種多媒體語音及資料的即時傳輸 1.電腦網路與寬頻網路 • 寬頻網路

32. 2.無線通訊 • 無線電信網路：以語音為主要傳輸內容 • 第一代電信網路 • 第二代電信網路 • 第三代電信網路 • 無線數據網路：以資料為主要傳輸內容 • 無線區域網路 • 藍芽個人網路 • 衛星網路 • 無線射頻辨識系統 • 紅外線

33. 在手機端與基地台端的傳送與接收以類比(analog)聲音訊號為主要處理對象 。 • 將數位聲音與資料的傳輸整合 • 可將語音服務與現有網際網路的服務整合 • 使電信網路與數據網路可合而為一 • 使用手機進行如電子郵件、網頁瀏覽、電話會議、電子商務、電影觀賞等多項多媒體服務 • 以數位(digital)聲音訊號為處理對象。 • 目前大部份的用戶所使用的手機均屬第二代電信網路之手機。 2.無線通訊 • 無線電信網路：以語音為主要傳輸內容 • 第一代電信網路 • 第二代電信網路 • 第三代電信網路

34. 主要是由存取站(Access Point, AP)與通訊用戶(Station, STA)所構成。 • 存取站亦廣為佈建在機場、餐廳、醫院、學校等地方。 • 使用者透過手提電腦或個人數位助以無線方式來存取網際網路的資源。 2.無線通訊 • 無線數據網路：以資料為主要傳輸內容 • 無線區域網路(WLAN) • 藍芽個人網路 • 衛星網路 • 無線射頻辨識系統 • 紅外線

35. 藍芽提供可攜式裝置(如手機、手提電腦、個人數位助理等設備)與其他設備間通訊的短距離無線通訊技術。藍芽提供可攜式裝置(如手機、手提電腦、個人數位助理等設備)與其他設備間通訊的短距離無線通訊技術。 • 通訊距離大約在10公尺內。 • 低耗電量、低成本、體積小。 • 未來藍芽技術將應用於家庭網路的無線傳輸服務。 2.無線通訊 • 無線數據網路：以資料為主要傳輸內容 • 無線區域網路 • 藍芽個人網路(Bluetooth) • 衛星網路 • 無線射頻辨識系統 • 紅外線

36. 主角為人造衛星及地球站。 • 人造衛星是一種特殊的飛行器，其藉由地心引力牽引的力量，繞著地球飛行。 • 透過地球站將資料以無線方式發射至衛星，衛星再將其所接收到的資料以無線方式傳輸給另一地球站。 • 目前有定位、即時轉播、軍事監控、遠端資料傳輸等應用。 2.無線通訊 • 無線數據網路：以資料為主要傳輸內容 • 無線區域網路 • 藍芽個人網路 • 衛星網路 • 無線射頻辨識系統 • 紅外線

37. 2.無線通訊 • 無線數據網路：以資料為主要傳輸內容 • 無線區域網路 • 藍芽個人網路 • 衛星網路 • 無線射頻辨識系統 • 紅外線

38. 各種技術發展時間及其所提供的傳輸速率 2.無線通訊—無線網路之頻寬

39. 多樣化的技術可提供不同的頻寬與通訊距離 2.無線通訊—無線網路之通訊距離

40. 3.全球資訊網 • 可閱讀由文字、聲音、視訊、影像所組成的多媒體文件。 • 電子商務系統通常利用全球資訊網來進行各種商務活動 • 商品管理、廣告服務、線上訂購、金融匯兌、市場情報等。 • Yahoo、新浪網、PC home等網站，它們提供新聞、郵件、線上硬碟、廣告、簡訊、遊戲等服務。 • eBay與Yahoo提供拍賣、網路商店等服務，讓消費者可以拍賣自己的商品。 • Google提供全球資訊網資訊蒐尋服務。 • 全球資訊網電子化政府

41. 四、資訊安全 • 電腦犯罪 • 電腦病毒 • 資訊安全的重要性

42. 四、資訊安全 水能載舟，亦能覆舟 • 資訊科技提昇我們工作效率，改善生活品質，但給人類帶來了許多的新挑戰、威脅與衝擊。 • 電腦病毒干擾及透過電腦網路的犯罪行為等事件日益頻繁，我們不能僅沉醉於資訊科技之正面效益，而無視於其對人類造成的負面影響。

43. 1.電腦犯罪 • 電腦犯罪：凡與電腦特質有關的犯罪。 • 1997年政府公布刑法有關電腦犯罪部份條文修正。 • 2003年在刑法新增「妨害電腦使用罪」專章，使駭客及電腦侵害行為列入我國刑法範圍中。 • 在電腦或網路上之不當行為在我國已構成刑事犯罪。

44. 利用一些非法的手段來改變電腦或網路系統中的資料。利用一些非法的手段來改變電腦或網路系統中的資料。 是指在電腦程式中擅加一些指令，而使得此程式不但能正常工作，而且還能執行一些未經授權的作業。 未經授權而利用一些非法的手段來取得電腦或網路中的資料。 。 通常是經由電子郵件、網路下載程式或磁碟的方式，傳輸的一段破壞或干擾電腦或網路正常作業的程式。 是指人們因興趣或不法意念而利用電腦或網路強行突破某些電腦系統的安全管制措施的行為。 一個程式或片段程式，它們可以被設計成隨時或在某個特定的時刻來執行某些未經授權的行為。 1.電腦犯罪—常見的電腦犯罪類型 • 資料竄改 • 資料竊取 • 電腦病毒 • 特洛伊木馬攻擊 • 邏輯炸彈 • 電腦駭客

45. 專門在網路上登記知名企業的名稱作為網址，然後再以高價向企業販售而獲取利益的人。 未經音訊、視訊或文章所有權人授權而複製或傳播的行為。 利用電腦或網路之功能散佈對人或組織不利不實之言論或圖片。 以偽造網站或電子郵件等方式進行網路詐騙，進而騙取私密性的資料。 凡是未經過授權的複製或使用電腦程式都算構成犯罪。 1.電腦犯罪—常見的電腦犯罪類型(續) • 電腦蟑螂 • 軟體盜版 • 智慧財的侵權 • 毀謗與妨礙名譽 • 網路釣魚

46. 2.電腦病毒 • 電腦病毒是一些刻意設計來影響電腦正常運作的程式。一般程式設計的邏輯錯誤(bug)不在此列。 • 網路功能與軟體工具人性化的趨勢使得病毒設計之技術非常容易取得。 • 電腦病毒的製作已非資訊專業人員的特有專長。 • 不法份子輕易地以電腦病毒進行破壞(透過電腦、網路)。

47. 2.電腦病毒(續) • 資訊危安事件通報數統計圖 (美國電腦網路危機應變中心 1988-2003年資料)

48. 3.資訊安全的重要性 • 企業若沒有電腦資料可用…(根據美國明尼蘇達大學Bush Kugel教授的研究成果顯示) • 銀行業最多只能營運二天， • 商業可以維持3.3天的運作， • 工業能維持5天營運， • 保險業則約可5.6天。 • 若資料遭受嚴重毀損… • 25%的企業將立即破產， • 40%的企業二年後走向破產， • 能存活到五年以上的企業將不到7% 。

49. 3.資訊安全的重要性(續) • 常見造成資訊危安事件的方式 • 未經授權者(駭客)侵入電腦系統，竊取或更改資料甚至更動系統設定參數。 • 合法使用者有意或無心地造成資料的毀損、竊取或系統破壞。 • 偽裝或冒充成合法使用者進行各種工作。 • 電腦感染與傳遞病毒。 • 資料在傳輸中途被截取、偷窺或變更。 • 電腦或網路資源如主記憶體或頻寬被不當的佔用。

50. 3.資訊安全的重要性(續) • 資料安全的防護措施 • 依資訊內容之重要性運用加∕解密技術(Cryptosystem)加密資料並妥善保管加∕解密之密鑰，確保資料私密性。網際網路中瀏覽器的SSL功能即為保護傳遞資料私密性的工具。 • 依資訊來源之重要性運用數位簽章技術(Digital Signature)確保資訊內容及來源之不可否認性。自然人憑證的使用即是一例。 • 依資訊內容之重要性運用訊息鑑別碼技術(Message Authentication Code)確保資訊內容的完整性與正確性。