系統平臺與網路技術概念及服務介紹


前言

系統平台重要發展與演進
系統平台之組成架構與基本運作原理
網路技術概念與介紹

系統平台重要發展與演進

1.系統平臺(System Platform)的定義

圖片來源:108課綱技術型高中資訊科技旗立出版社

系統平台是由硬體軟體網路等組成,能讓應用軟體或程式執行的環境

2.系統平臺(System Platform)範例

線上遊戲(Online Game):一個包含了該公司的伺服器硬體與開發出互動的社群軟體及網路軟硬體設備所組成的系統平台

 

3.系統平臺(System Platform)的發展與演進

(1)電腦系統(Computer System)

(2)雲端運算 (Cloud Computing)

(3)物聯網 (Internet of Things,IoT)

(4)嵌入式系統(Embeded System)

(5)行動裝置系統(Mobile System)

延伸閱讀雲端運算最基本的問題

圖片引用:梁文耀博士嵌入式智慧應用開源軟硬整合新趨勢

圖片來源:108課綱技術型高中資訊科技旗立出版社

系統平台之組成架構與基本運作原理

1.電腦系統的基本架構與原理-硬體

馮紐曼的現代電腦架構

1951 年,美國軍方透過馮紐曼的協助,斥資五十萬美元打造了計算機「EDVAC」

活動設計-認識電腦硬體系統架構及運作

解說:

資料來源:https://kopu.chat/2017/06/08/lynn_pc_1/

https://kopu.chat/2017/04/29/kopuchat/#comment-3407

活動設計-電腦主機記憶體安裝實作

老師解說及補充資料

1.電腦教室主機規格-Acer Veriton N4680GT 商用薄型迷你主機

 

2.電腦系統零組件介紹

1.中央處理器單元(CPU)

https://ofeyhong.pixnet.net/blog/post/59877783

2.記憶單元

主記憶體

輔助記憶體

硬碟機HDD及固態硬碟SSD

 

記憶卡及隨身碟


3.輸入單元

4.輸出單元

 

圖片來源:108課綱技術型高中資訊科技旗立出版社

2.電腦硬體系統的發展

量子電腦(Quantum computer)

 

活動設計-模擬電腦主機安裝3D遊戲-PC Building Simulator下載

3.電腦系統的基本架構與原理-軟體

A.電腦硬體及軟體如何運作(How Computers Work: Hardware and Software)

B.電腦軟體種類

(1)作業系統(Operator System.OS)

作業系統(Operating System,簡稱OS)是一套用來指揮與協調電腦系統運作的軟體程式,也是電腦必須具備的系統軟體。

功能-「便利」與「效能」

圖片來源:108課綱技術型高中資訊科立出版社

分類

(2)應用軟體(Application Software)

為達成某一處理或解決某些特定的問題而開發出來的軟體稱為應用軟體(簡稱APP)

圖片來源:108課綱技術型高中資訊科技旗立出版社

活動設計-Most Popular Operating Systems 2009 - 2021

活動設計-Windows作業系統(Win10)操作

1.電腦管理

2.工作管理員

功能

管理Windows作業系統的圖形化介面,舉凡電腦 CPU 的使用率、記憶體效能、網路使用量、應用程式、處理程序以及使用者管理

實作步驟

方法1

按下「Ctrl」+「Alt」+「Del」鍵,選擇「工作管理員」的選項。

方法2

在開始按鈕上按下滑鼠右鍵接著再點選「工作管理員」選項來開啟

活動設計-作業系統模擬器

1.iOS模擬器(ipad):iPadian下載

2.Android模擬器:BlueStacks、NoxPlayer(夜神)容易當機

https://agirls.aotter.net/post/60348

1.打開Bluestacks或Nox

2.輸入Gmail:***@apps.ntpc.edu.tw

3.輸入校務行政帳密

4.點Google Play商店輸入關鍵字****

5.安裝

6.開始玩安卓模擬遊戲


網路技術概念與介紹

1.網路是誰發明的?它是甚麼?  

Who Invented the Internet? And Why?

 

How The Internet Works? | What Is Internet?

2.電腦網路的定義及功能

網路就是利用網路傳輸介質(有線或無線介質)將不同的電腦系統(3C設備)及周邊連接起來,再配以適當的軟體和硬體,建立電腦與電腦間的聯繫管道,然後就可以在電腦之間傳遞訊息

牛刀小試-網路的功能動畫下載

3.網路如何傳遞訊息?

資料引用https://pengpon.github.io/web/2020/03/10/what-is-the-Internet.html

http://opencourse.ncyu.edu.tw/ncyu/mod/resource/index.php?id=15

(1)傳什麼?

(2)靠怎麼傳?

A.傳輸介質(媒介)

B.連接裝置

數據機(Modem)

路由(Router)器

乙太網路交換器或集線器(Switch or hub)

無線網路(Access Point 存取點 AP)

 

a.WiFly-IEEE 802.11X 無線通訊標準

b.4G(LTE)和4.5G:LTE是無線數據通訊技術標準,是GSM/UMTS標準的升級。LTE的當前目標是藉助新技術和調變方法提升無線網路的數據傳輸能力和數據傳輸速度

c.5G:第五代行動通訊技術(英語:5th generation mobile networks5th generation wireless systems,簡稱5G)是最新一代蜂窩行動通訊技術,是4GLTE-A、?WiMAX-A)系統後的延伸。5G的效能目標是資料速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模裝置連接

活動設計-模擬家用網路(實機)

例如家庭申請上網服務時,電信業者提供的上網設備 , 通常是一部整合數據機、AP等多種設備功能的機器(小烏龜)

 

圖片來源:108課綱高中資訊科技科友出版社


活動設計-Win10網路設定

按右鍵

活動設計-寬頻速度測試(以有線網路測試)

(1)線上



補充說明上網速率(資料傳輸的速度 -頻寬)

活動設計-網路設備-無線AP之認識與採購認識

4.網際網路通訊協定

通訊協定是甚麼?簡單來說就是一些制定好的規則

在網路中,網路設備必須共同遵守一套準則-通訊協定(communication protocol), 才能順利完成訊息交換的工作。:電腦與電腦彼此之間要事先約定好通訊雙方要用哪種協定來做溝通?但不管是哪種協定,只要雙方約定好彼此之間可以溝通好的協定好就行,這才是協定最重要的精神。

圖片來源:108課綱技術型高中資訊科技旗立出版社

TCP/IP生活範例解說

資料引用:https://hulitw.medium.com/learning-tcp-ip-http-via-sending-letter-5d3299203660

1.傳紙條

活動設計-TCP/IP協定的運作原理(數位自主學習)

活動設計-封包傳遞概念遊戲(非真實網路封包)

解說:

網際網路的通訊協定

國際標準組織(International Organization for Standardization, ISO),制定了 OSI( Open System Interconnection 開 放系統互連的通訊標準) , 以作為制定通訊協定及發展網路相關產品的參考標準 。

我們常用的網際網路所用的通訊協定稱為 TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol,傳輸控制協定/網際網路協定)

圖片來源:108課綱技術型高中資訊科技旗立出版社

實體層-網路卡的MAC位址

在網路的世界裡頭也有一個非常重要的位址,它的名字是MAC位址。MAC位址的概念就相當於建造房子時,建商給你家所烙印上的建築物編號,而且這編號是當房子在建造時所烙印上去的,也就是說它是死的,不能更改,並且長得像這樣:12-34-56-78-90-24

網路層-IP(Internet Protocol)

在電腦裡頭,如果要傳送封包的話也必須要知道雙方的通訊地址,只是在這裡我們不用地址這個名詞,取而代之的則是用位址或者是IP位址這個專有名詞,而電腦裡頭的IP位址通常不會用像下面這樣子的文字來做描述:

**市**區.唬爛路二段.4弄8號.12樓16室

**市**區.娃娃路三段.5弄10號.0

而是會用像下面這樣子的數字來做描述:

192.168.42.123或192.168.42.456

如果你還不是很能理解的話,請參照一下下表的地址與位址之間的對應關係表之後就知道了:

活動設計-What is IP Address

解說:

IP位址-每台電腦都有一個獨一無二的位址提供你上網的功能也就是電腦的(身分證)

1.IPV4位址

IPv4 以 4 個十進位數值表示 IP,的長度為 32 bits.例如:168.95.1.1。IPv4 有 2^32 (約 40億) 個 IP

實體IP(門牌號碼,獨一無二)

IPv4的形式為xxx.xxx.xxx.xxx,其中xxx為數字0~255,如203.71.150.9就是一個IPv4格式的網路位址。

虛擬IP(家裡的房間編號)

10.0.0.0~10.255.255.255,共16,777,216個。

172.16.0.0~172.31.255.255,共1,048,576個。

192.168.0.0~192.168.255.255,共65,536個。

2.IPv6 位址

IPv6 把表示 IP 的長度由 32 bits 增加到 128 bits。例如以下就是一個 IPv6 位址

2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344

活動設計-Windows網路設定

思考問題:觀察看看與隔壁同學電腦的MAC及IP adress一樣嗎?

活動設計-運用指令找出自己電腦的MAC位址及電腦的IP位址

進階

手機IP Tools APP

1.打開Bluestacks或Nox

2.輸入Gmail:***@apps.ntpc.edu.tw

3.輸入校務行政帳密

4.點Google Play商店輸入關鍵字****

5.安裝

 

網域名稱(Domain Name)

活動設計-DNS運作原理漫畫(數位自主學習)

解說:

1.『網址』, 正式的名稱叫做 FQDN(Fully Qualified Domain Name), 也有人稱它為 DNS 名稱 (Domain Name System Name)

IP 位址一長串的數字,不容易記憶,如果能用有意義的說法來指出網路上的主機,那就容易記了,『網域名稱』便是用來當作網際網路上電腦主機的代稱。

IPV6 位址
網域名稱
www.google.com

網域名稱伺服器(Domain Name Server.DNS)是用來負責將IP位址及網域名稱轉換工作的主機

中華電信 DNS
Google DNS
168.95.1.1
8.8.8.8

2.網址結構

3.常見的地理名稱

4.常見的網域名稱

問題:為何美國地區的網站其網址不需加上地理名稱 例如CNN新聞台- www.cnn.com ?

活動設計-DNS指令(IP adress-->網域名稱)

活動設計-網路除錯指令

活動設計-認識國家網域(Country Code Top Level Domain, ccTLD)

任務1-利用上述網站找出網域名稱地理位置的國家

(1) jp:

(2) kr:

(3) cn:

(4) hk:

任務2-以下的網址是哪個國家的網址

https://www.litv.tv/


網路服務概念與介紹

網路服務發展

Web 1.0:以提供的內容為靜態內容組成

Web 2.0:以 Google、Facebook、Twitter等公司為代表,使用者深度參與訊息且有互動性

Web 3.0:以元宇宙、NFT、區塊鏈數據為主,創作者將會擁有網路(底層資產)

活動設計-網路服務體驗

網際網路提供了多樣性的網路通訊服務:WWW .E-mail.FTP.BBS...等

1.Web 1.0

2.Web 2.0

(1)播客(Podcast)

(2)Youtube

就是「你的電視」的意思,YouTube商標就是一部電視,口號 “broadcast yourself”,是要讓使用者拿自已的電視播自已的影片

(3)Online Game

3.Web 3.0

實境互動技術與演進簡報


WWW(Web)服務架構及技術概念

WWW通訊協定

http Protocol(超文本傳輸協定):是全球資訊網的數據通信的基礎

解說:

資料引用:https://chanchandev.com/HTTP/Cache/cache-intro/1156542307/#Chef-Master-%E6%9B%B4%E6%96%B0%E6%96%99%E7%90%86%E5%81%9A%E6%B3%95

IOT通訊協定

MQTT(Message Queuing Telemetry Transport) 訊息序列遙測傳輸

1分20'開始看到3分15'

解說:

手機app -Virtuino MQTT(安卓手機)

 

活動設計:體驗MQTT

教學影片

參考網站