資訊科技概論 第五章 電腦與問題解決1

為什麼要運用電腦來解題?

一、電腦的特性

• 運算速度快：執行一般的運算，速度十分快速。

• 記憶容量大：可用來儲存大量的資料。

• 正確性高：相同的條件下，不會出現不同的結果。

• 可反覆不停作業：可以24小時不間斷的運作。

• 具備通訊能力：透過網際網路，可達到縮短距離的效果，實現在遠地工作的理想。

二、解決問題的思考方法

方 法	創 始 人	別 稱
垂直式思考	希臘時期的亞理斯多德(Aristotle)	邏輯思考 收斂性思考
水平式思考	心理學家愛德華.波諾(Edward de Bono)	發散性思考法

垂直式思考的意義

• 思考問題答案的方式，從問題本身出發，依循序漸進用的邏輯思考方式探索問題答案，此路不通換條思路。

• 思路會針對著清楚又確定的答案集中收斂。

• 垂直思考像是用來把同一個洞挖得更深， 不斷往下垂直探索問題答案。

• 又稱邏輯思考或收斂性思考。

垂直式思考的優點

• 結果較具系統性、正確性及普遍性，學校教育會重視及鼓勵這種思考方式。

• 具實用價值，過程中須嚴格把關推論正確性，掌握邏輯原理與原則，可避免推理過程中犯錯。

• 日常生活若缺少這種思考能力，將會問題百出，很多事情均沒辦法順利運作。

• 資訊科學解決問題的思考方式以垂直式思考最多

水平思考法的意義

• 尋求問題解決的思路是從問題本身向各個方向發散，各指向不同的答案。

• 主要目的在於產生一個有效用的、簡單及理想的新概念。

• 又稱發散性思考法

水平思考法特點

• 往往獨具創意，敢於旁敲側擊，出奇制勝，是一種創造性思考。

• 腦力激盪、腦筋急轉彎均屬水平思考法。

• 思路彼此間談不上特別相關。

• 每種答案無正確答案。

• 不會把思路限定在一個固定方向，往往為了解決問題而暫時遠離問題，另尋其他解決的方法。

一個思考的例子：

• 一個農夫帶著一匹狼、一包米、一隻雞要過河，小船一次只能載一個物品。

• 限制：如果農夫不在時，狼會吃雞，雞會吃米。

• 請問農夫載送的順序為何？

• 狼、羊與捲心菜

• 遊戲中是用哪種思考法？

• 能不能有其他種的思考方式？

三、Scratch程式設計

遊戲時間?!

Scratch範例一

Scratch範例二

什麼是Scratch

• Scratch(俗稱小貓咪、貓爪)是 MIT (美國麻省理工學院) 於 2007 年發展的一套新的程式語言，目前已更新到 1.4 版本，支援中文介面，是專門設計給程式語言的初學者或是小朋友來學習編寫程式。

• 特色是像玩積木一樣，將程式堆疊，簡化了複雜的語法，因此非常容易上手。

• 輕輕鬆鬆的做出互動式故事、音樂及美工程式甚至是好玩的遊戲並且可以輕易的分享至網路上。

Scratch的載點

大家好好的玩玩看這個有趣的程式吧

除了計算的正確性

重點是創意跟巧思喔!

Homework:

四個數值的四則運算

牛刀小試5-1

資訊科技概論 第四章 電腦網路2

當你打開電腦，開心的使用網路世界的一切的時候，許多可歌可泣的幕後工程正在不停的運作，而許多的奇幻旅程正進行著。

一、前置作業-網路連線

Step 1.連線

將你的網路線連上網路插座

網路插座所連接的是網路卡

開啟你的ADSL數據機/Cable modem(或在學校、公司行號的交換器與路由器)

網路卡(NIC)

網路卡(Network Interface Card, NIC)。其中內含有一個獨一無二的48位元序號，稱為MAC address.讓位於區域網路中的電腦彼此識別。

Step 2. 檢查是否為通路

檢查線路是否連接妥當，燈號是否有反應。

作業系統(XP, Windows 7)中也會有對應的圖示顯示網路狀態。

二、電腦的定址

IP 位置(Internet Protocol address)

• 要跟遠方的家人朋友通信，首要之務就是要知道彼此的地址。

• 同樣的，電腦在網路中若是要通訊就必須知道對方的IP address

• 目前IP位址所採用的格式稱為IPv4(Internet Protocol version 4)，IP位址是32個位元所組成。

• 例如: http://140.131.149.1

通訊埠(PORT)

一個地址可以開好幾扇門，網路中的Port就如同一個地址中的門一樣，也可以開有好幾個Port做為通訊使用。

目的是用以區隔同一個位置的不同服務。

例如:

• HTTP (Port 80)：超文件傳輸協定，用來進行HTTP (或 Web)通訊。

• FTP (Port 21)：文件傳輸協定，使用的為21。

• Telnet (Port 23)：遠端文字登錄模式，常用於BBS，Linux或UNIX系統上。

我們上網時輸入的是一串的網址，而不是IP位址，為何電腦知道要將資料傳送到哪裡去？？

網域名稱(Domain Name)

• 因為IP位置不好記憶與取用，因此發展了Domain Name System

• 網際網路管理組織發展一套與IP相對應的命名方式，利用一些有意義的名稱，或是具代表性的文字來命名，即為網域名稱(Domain Name)

• 透過網域名稱伺服器(Domain Name System Server, DNS Server)轉換為相對應的IP位址。

• 例如：

n http://www.hs.ntnu.edu.tw

網路上資源的表示法-URL

• 定義：URL的全名為「Uniform Resource Locator」，中文名稱為「全球資源定址器」，URL是用來指出某一項資源所在位置及存取方式，也就是所謂的「網址」。

• WWW的網站中會存放各類文字、圖片、影片、動畫等資源，可以提供給使用者存取。

• 當使用者透過瀏覽器要連結某一個網站時，首先必須輸入該網站的網址。

格式：

通訊協定://伺服器名稱[:通訊埠編號]/路徑/文件檔名

• 例如：http://www.ntu.edu.tw/www/index.htm

中文網域名稱

• 直接使用中文來設定網域名稱。

• 例如：http://王小桃.tw

• 相關資訊請參閱網站：http://中文.tw。

路由(routing)的機制

• 封包：在電腦網路中為了方便傳輸，我們將整塊資訊切割成一個個的小包裝，稱為封包。

• 當封包送到路由器，路由器查詢路由表，路由表中記錄封包轉送的目的地與所對應的線路，路由器將封包依目的地轉送到指定的線路。

• 原理類似郵局寄送信件的過程。

資訊科技概論 第四章 電腦網路1

開場影片： 沒有網路不能活?!

一、電腦網路的概念

將一群電腦或週邊設備，透過特定的傳輸媒介與傳輸設備連接起來。

網路的開端：

1967年美國高級研究計劃署（Advanced Research Project Agency）發展出ARPANET

二、電腦網路的功能

l 訊息傳遞

l 資料交換

l 分工合作

l 資源共享

三、網路的分類

網路的類型-以連線方式分類

區域網路(LAN)

• 區域網路(Local Area Network, LAN)的範圍大概是在一個辦公室、一層樓或鄰近幾棟大樓內，通常是企業或組織自己建立的，是屬於一種內部專用的網路，該網路可以與其他網路隔絕。

廣域網路(WAN)

• 廣域網路(Wide Area Network, WAN)是規模很大的網路，範圍可以橫跨數個城市，穿越多個國家，甚至跨越洋洲。

• 例如：

• 電信網路業者

• 台灣學術網路

網際網路(Internet)

• 就如國與國之間稱為「國際」一般，網路與網路之間所串連成的龐大網路，則稱為為「網際網路」 。

連結網路的方式

• 當家裡的電腦連結上網際網路時，會因為連結方式的不同而有不同的速度，通常會有以下幾種方式

• 撥接網路

• ADSL

• Cable Modem

• 無線網路

撥接網路

• 早期使用電話線進行撥接。

• 透過數據機將電腦所傳輸的數位訊號轉為類比訊號，然後經由電話線傳輸出去。

• 數據機也把電話線所傳輸的類比訊號轉為數位訊號傳進電腦。

• 頻寬約在56Kbps。

• 連結上網時，電話便無法接通。

ADSL

• 非對稱數位用戶迴路（Asymmetric Digital Subscriber Line）。

• 利用電話線提供寬頻上網。

• 使用者離電信公司距離不能超過4km。

• 上傳與下載切割不同頻寬(Asymmetric)，符合一般使用者的使用需求。

CABLE MODEM

• 利用電視纜線傳輸訊號，使用者可同時觀看電視與上網。

無線網路

• 利用無線網卡與AP串接，就可以連上網際網路傳輸資訊。

網路媒介：連線的幕後英雄

• 雙絞線

• 雙絞線(Twisted Pair)主要是由多條絕緣的銅線所組成。

• 具有成本低、容易安裝等優點。

• 缺點為易受到電磁干擾，且傳輸距離短，因此常用於區域網路。

• 光纖

• 光纖(Optical Fiber)以許多玻璃纖維為核心，並使用不透光材質的外殼來保護核心。

• 光纖具有體積小、質量輕，不受電磁干擾、傳輸距離長等優點，故常用於長距離的傳輸。

• 光纖的缺點為成本較高，且施工較為不易。

• 紅外線

• 紅外線(Infrared Radiation)使用紅外線光束傳送資料，具有低成本的優點。

• 缺點為傳輸距離短，且易受光源干擾或障礙物阻隔。

• 適用短距離的傳輸，例如：無線鍵盤、無線滑鼠和電腦之間的傳輸。

• 無線電

• 無線電(Radio)是以電波形式在空中進行傳輸，其優點為傳輸範圍大，缺點為保密性較差。

• 因為無線電波的穿透力比紅外線的穿透力更佳，故在有較多障礙物的場合中，較適用無線電傳輸。

牛刀小試4-1