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 2648-25itchen@kmu.edu.tw

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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

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4

10n Prefix Symbol Since[1] Short scale Long scale Decimal

1024 yotta Y 1991 Septillion Quadrillion1 000 000 000 000 000 000 000 000

1021 zetta Z 1991 Sextillion Trilliard1 000 000 000 000 000 000 000

1018 exa E 1975 Quintillion Trillion 1 000 000 000 000 000 000

1015 peta P 1975 Quadrillion Billiard 1 000 000 000 000 0001012 tera T 1960 Trillion Billion 1 000 000 000 000109 giga G 1960 Billion Milliard 1 000 000 000106 mega M 1960 Million 1 000 000103 kilo K 1795 Thousand 1 000102 hecto H 1795 Hundred 100101 deca da 1795 Ten 10100 (none) (none) NA One 110−1 deci d 1795 Tenth 0.110−2 centi c 1795 Hundredth 0.0110−3 milli m 1795 Thousandth 0.00110−6 micro µ 1960[2] Millionth 0.000 00110−9 nano n 1960 Billionth Milliardth 0.000 000 00110−12 pico p 1960 Trillionth Billionth 0.000 000 000 00110−15 femto f 1964 Quadrillionth Billiardth 0.000 000 000 000 001

10−18 atto a 1964 Quintillionth Trillionth 0.000 000 000 000 000 001

10−21 zepto z 1991 Sextillionth Trilliardth0.000 000 000 000 000 000 001

10−24 yocto y 1991 Septillionth Quadrillionth0.000 000 000 000 000 000 000 001

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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（一）

容量大（二）

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3.5” 2,5”

2007 1T 500G(3800元 )

2009 1.5T 750G(3800元 )

2011 3T(6500 元 ) 1T(3600 元 )

2012 4T(11000 元 ) 2T(5500 元 )

2014 6T(9000 元 ) 4T(9000 元 )

垂直寫入技術：

7

儲存媒體

www.mitsubishielectric.com

8

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

容量大（三）

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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

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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

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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

準確性

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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

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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

小型、省電

www.htc.com

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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

人工智慧

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1.先得教電腦什麼叫 80%差別2.文章後加一堆空白，叫不一樣嗎 ?

3.叫電腦去除空白後，再比對4.會不會有人拿 A, B兩版 , 每 2天換一次，這叫 80% 不同嗎 ?

5.英文大小寫切換後 , 叫不同嗎 ?

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電腦的限制

1. 得教會電腦演算法2. 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

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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

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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… .

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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）

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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

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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

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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？

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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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