計算機概論模擬平台

以最基本的計算機架構出發——硬體・軟體・網路三大主軸,模擬縱向運作、安裝測試與故障排除,並提供即時評量。
虛擬介面熟習運作流程 · 先思考 → 後驗證 · 安裝・測試・除錯
繼續學習載入進度中…

📍 學習地圖・跟著走就完成

照著下面的步驟走,每一站約 10–15 分鐘、一個主軸單元約 30–40 分鐘,即可獨力完成本課程的自學與評量。點任一站可直接前往;開啟「嚮導模式」後,畫面下方會一路帶著你走。

進度載入中…
進度存在此瀏覽器;「單元評量」完成後會自動打勾。

課堂暖身・提取與交錯練習(不計分)

每節開頭做提取練習喚起記憶,或複習時做交錯練習提升遷移;即時回饋、不計入成績。

課程架構與導覽

平台分為「學習模組」與「評量系統」兩大區。點各項目的「前往」按鈕進入對應子頁;每個子頁皆可一鍵返回首頁。

學習模組三大主軸・做中學
評量系統先思考後驗證

橫向資料流:訊息封包雙向傳送

點下方按鈕,看「存檔」封包由應用程式向右逐層傳到硬體與雲端(請求 ▶),再向左逐層回報成功(回應 ◀)——這就是各層之間的雙向協作。

應用層應用程式按下「存檔」
系統層作業系統決定寫入位置
驅動層驅動程式翻譯硬體訊號
硬體層SSD 儲存體寫入磁碟
網路層雲端同步上傳備份
待機中
核心觀念:硬體是身體,軟體是大腦下的指令,網路是對外的神經。② 任何一個動作都是「由上往下穿過每一層」再回報——少了中間任一層,動作就會卡在那裡。③ 學會在三層之間定位問題(是硬體壞、軟體沒裝、還是網路不通),就掌握了故障排除的關鍵。
▢ 硬體
學習路徑

本節學習目標

  • 認識硬體五大單元與核心元件(CPU=CU+ALU、RAM 揮發性)
  • 理解開機 POST 與關機程序
  • 能依徵狀定位故障元件

90 分鐘時間分配(建議)

10′ 暖身前測20′ 互動模擬20′ 教學講義15′ 引導練習17′ 課後評量8′ 反思收尾

自學可自行調整節奏;完成各層後上方標籤會打勾 ✓。

子單元教學

點任一子單元,進入聚焦的教學課程(含重點與隨堂小測)。

已關機

桌面情境 · 主機與周邊裝置

點任一裝置或主機內元件(CPU/RAM/儲存體/顯示卡)插上/拔除;按「開機」看開機程序動畫,再拔元件重開,觀察開機停在哪一步。

CPU中央處理器CPU 插槽(空) RAMRAM(空) 儲存體儲存體(空) 顯示卡顯示卡(空) PWR 主機(系統單元) 螢幕(輸出) 未連接 鍵盤(輸入) × 滑鼠(輸入) × 喇叭(輸出) × 印表機(輸出) 未連接

系統診斷面板

以目前配置「開機後」能做什麼。看每列左邊的記號:✓ 可用✕ 缺元件(不只看顏色)。

CONFIG · CAPABILITY

開機 / 關機程序 · 動畫紀錄

POWER SEQUENCE
按上方「開機」開始開機程序動畫。
擷取Fetch
解碼Decode
執行Execute
寫回Writeback

主機板插槽組裝:空槽選裝 → 開機測試 → 評分修正

點右側「零件盤」選一個零件,再點主機板上的空插槽安裝(再點一次已裝插槽可取出)。裝錯插槽會標紅,方便找錯與修正。

目前選取:(無)
0/ 100 

    內部元件

    主機內的核心硬體。

    周邊輸出入裝置

    輸入=把資料送進電腦;輸出=把結果送出給人。

    硬體故障排除(互動診斷)

    徵狀 → 你來判斷

    按「產生故障」,系統會描述一個徵狀;先想原因,再從選項中選出最可能的,按驗證對答案。

    故障對照表

    常見硬體徵狀與處理方向。

    徵狀可能原因處理建議
    按電源沒反應、無燈號未供電檢查電源線與電源供應器
    有電但黑屏、開機嗶聲記憶體未插好重新插拔 RAM
    風扇轉但無畫面、無嗶聲CPU 未安裝/未供電檢查 CPU 安裝
    顯示「找不到開機磁碟」儲存體未接/無 OS檢查 SSD/硬碟與開機磁碟
    主機運轉但螢幕「無訊號」缺顯示卡或螢幕線未接檢查顯示卡與螢幕連接線
    鍵盤打不了字、沒聲音鍵盤/喇叭未連接重新連接對應周邊

    教學講義/簡報

    ① 模擬展示 ② 講義簡報 ③ 課後評量 →
    1 / 1

    解題示範(放聲思考 → 半完成 → 獨立)

    題目:按下電源後主機風扇有轉、燈也亮,但螢幕一直顯示「無訊號」。請判斷最可能的原因。
    放聲思考 0 / 4

    單元課後評量

    上完「硬體」單元後,進行約 30 分鐘 的課後評量(需具名、計分並納入成績統計);採「先思考後驗證」,作答後可複習錯題。

    ◇ 軟體
    學習路徑

    本節學習目標

    • 說明軟體分層與開機順序(韌體最先)
    • 理解作業系統與驅動程式的角色
    • 用 IPO/迴圈/函式描述程式,並能分層排錯

    90 分鐘時間分配(建議)

    10′ 暖身前測20′ 互動模擬20′ 教學講義15′ 引導練習17′ 課後評量8′ 反思收尾

    自學可自行調整節奏;完成各層後上方標籤會打勾 ✓。

    子單元教學

    點任一子單元,進入聚焦的教學課程(含重點與隨堂小測)。

    軟體的五個子項目(由底層到上層)

    軟體不是只有「應用程式」。它由低到高分層,每一層都依賴下一層。

    層級子項目負責什麼
    ① 韌體BIOS / UEFI內建在主機板,開機時最先執行,喚醒硬體
    ② 作業系統Windows / Linux / macOS管理硬體、檔案、記憶體與所有程式的「總管」
    ③ 驅動程式顯示卡/印表機驅動…讓作業系統「聽得懂」特定硬體
    ④ 公用程式防毒/磁碟清理…維護與保護系統的工具
    ⑤ 應用程式瀏覽器/文書/遊戲使用者真正在用的軟體

    軟體安裝模擬:依正確順序安裝 → 啟動測試

    安裝佇列(順序很重要)

    軟體必須由底層往上裝。跳過下層直接裝上層會失敗。韌體已內建,請依序安裝其餘四層,再按「啟動測試」。

    縱向運作:一個指令往下穿過軟體層

    系統裝好後,按按鈕看「開啟相片」如何由應用程式逐層下達到硬體。少裝某層會卡住。

    應用
    相片應用程式使用者點兩下開啟圖片
    系統
    作業系統找到檔案、配置記憶體
    驅動
    顯示卡驅動程式把畫面指令翻譯給 GPU
    硬體
    GPU + 螢幕實際把相片畫出來
    待機中

    軟體故障排除(互動診斷)

    徵狀 → 你來判斷

    按「產生故障」,先想是哪一層出問題,再選出原因並驗證。

    故障對照表

    常見軟體徵狀與處理方向。

    徵狀可能原因處理建議
    開機卡在廠商標誌、無法進系統作業系統損毀修復或重新安裝 OS
    印表機接了卻印不出來缺少/錯誤的驅動程式安裝對應裝置驅動
    新顯示卡裝了畫質卻很差顯示卡驅動未更新更新顯示卡驅動
    程式一開就閃退/當機程式毀損或版本不相容重裝程式或更新版本
    電腦變超慢、跳出可疑視窗惡意程式/病毒用防毒公用程式掃描
    應用程式說「記憶體不足」同時開太多、RAM 不夠關閉程式或加裝 RAM

    教學講義/簡報

    ① 模擬展示 ② 講義簡報 ③ 課後評量 →
    1 / 1

    解題示範(放聲思考 → 半完成 → 獨立)

    題目:新接上一台印表機,驅動程式還沒安裝,按下「列印」卻完全沒反應。請判斷最可能的原因。
    放聲思考 0 / 4

    單元課後評量

    上完「軟體」單元後,進行約 30 分鐘 的課後評量(需具名、計分並納入成績統計);採「先思考後驗證」,作答後可複習錯題。

    ⬡ 網路
    學習路徑

    本節學習目標

    • 認識連線四要素(IP/遮罩/閘道/DNS)
    • 理解 DNS、資料路徑與 IoT/行動網路/MQTT
    • 能定位連線故障(區網/外網、DNS)

    90 分鐘時間分配(建議)

    10′ 暖身前測20′ 互動模擬20′ 教學講義15′ 引導練習17′ 課後評量8′ 反思收尾

    自學可自行調整節奏;完成各層後上方標籤會打勾 ✓。

    子單元教學

    點任一子單元,進入聚焦的教學課程(含重點與隨堂小測)。

    網路的六個子項目

    要讓電腦上網,下列設定缺一不可。每一項負責通訊路上的一段。

    子項目作用少了它會怎樣
    網路卡 NIC電腦對外通訊的硬體出入口完全沒有網路
    IP 位址電腦在網路上的門牌無法被找到、無法連線
    子網路遮罩分辨「自己這區」與「外面」區網/外網判斷錯誤
    預設閘道 Gateway通往外面網路的出口(路由器)只能連區網,無法上網
    DNS 伺服器把網域名稱翻成 IP(電話簿)IP 通但打不開網站
    數據機/路由器連到 ISP,把家裡接上網際網路整個家庭斷網

    連線設定模擬:填參數 → 連線測試(ping)

    網路設定

    為這台電腦選擇設定值(有些選項是錯的,故意讓你練習找錯)。設定後按「連線測試」。

    尚未測試。設定完成後按「連線測試」。

    封包流向:你的網頁請求怎麼出去又回來

    連線成功後,按按鈕看一次「打開網站」的封包旅程。哪一段斷掉,動畫就停在那裡。

    待機中

    網路故障排除(互動診斷)

    徵狀 → 你來判斷

    按「產生故障」,先判斷斷在哪一段,再選原因並驗證。

    故障對照表

    常見網路徵狀與處理方向。

    徵狀可能原因處理建議
    完全沒有任何網路圖示網路卡停用/未安裝啟用或安裝網路卡
    IP 顯示 0.0.0.0 或 169.254.x.x沒拿到 IP(DHCP 失敗)重新取得 IP、檢查路由器
    能連印表機但不能上網閘道錯誤或路由器斷線檢查 Gateway 與對外線路
    IP 能 ping 通但網站打不開DNS 沒設定或故障設定正確的 DNS
    整個家裡都斷網數據機/ISP 線路問題重開數據機、聯絡 ISP
    網路很慢、常斷線訊號弱/頻寬被占用靠近路由器、檢查占用

    教學講義/簡報

    ① 模擬展示 ② 講義簡報 ③ 課後評量 →
    1 / 1

    解題示範(放聲思考 → 半完成 → 獨立)

    題目:可以連到區域網路、開內部網頁,但所有外部網站都打不開。請判斷最可能的原因。
    放聲思考 0 / 4

    單元課後評量

    上完「網路」單元後,進行約 30 分鐘 的課後評量(需具名、計分並納入成績統計);採「先思考後驗證」,作答後可複習錯題。

    ☁ 邊雲運算 ✦新
    學習路徑

    本節學習目標(對應教材第 4 章)

    • 說出雲端運算三特性:隨用隨付、彈性擴充、集中管理
    • 說出邊緣運算的優勢:低延遲、省頻寬、保隱私
    • 能依情境判斷工作該放「邊緣」還是「雲端」

    30–40 分鐘時間分配(建議)

    12′ 自學講義13′ 互動模擬10′ 單元評量

    先玩模擬建立直覺,再讀講義補觀念,最後做評量驗收。

    互動模擬:邊緣或雲端?

    把每個工作分配到對的位置

    下面是六個真實情境。先自己想:這個工作需要「即時反應」(放邊緣)還是「大量運算與儲存」(放雲端)?全部選完後按「驗證」對答案——這就是「先思考後驗證」。

    先完成六個選擇

    為什麼位置很重要?延遲與頻寬比一比

    邊緣(就地處理)
    約 5 ms
    雲端(來回傳輸)
    約 80 ms

    自駕車煞車若等雲端回覆 80ms,車子已前進約 2 公尺——這就是「即時的事放邊緣」的理由;而全校成績分析不在乎 80ms,放雲端最划算。

    教學講義(精要)

    雲端運算:像水電一樣用運算

    雲端=把運算與儲存放在遠端資料中心,透過網路取用。三個關鍵特性:

    特性意思生活比喻
    隨用隨付用多少付多少,不必買設備水電費
    彈性擴充尖峰自動加開、離峰縮減選課週加開伺服器
    集中管理資料與備份集中在資料中心銀行保管箱

    邊緣運算:在資料產生的現場處理

    邊緣=把運算搬到裝置或現場閘道器。優勢與適用情境:

    優勢原因典型情境
    低延遲不必來回雲端自駕車、機械手臂
    省頻寬只上傳結果不傳原始資料監視器影像分析
    保隱私敏感資料不出現場人臉辨識門禁
    一句話總結:邊雲是分工不是對立——即時的事放邊緣,大量的事放雲端,兩者透過網路協作。

    單元課後評量

    上完「邊雲運算」單元後,進行約 10 分鐘 的課後評量(需具名、計分並納入成績統計);採「先思考後驗證」,作答後可複習錯題。

    ✦ AI 人機協作 ✦新
    學習路徑

    本節學習目標(對應教材第 5 章)

    • 理解 HITL(人在迴圈內)與 HOTL(人在迴圈上)的差別
    • 能當「AI 審核員」:判斷 AI 的回答對不對、錯在哪
    • 知道哪些任務適合交給 AI、哪些必須人來把關

    30–40 分鐘時間分配(建議)

    12′ 自學講義13′ AI 審核員10′ 單元評量

    審核 AI 就是在練 HOTL:放手讓它做,你負責把關。

    互動模擬:AI 審核員(監督把關訓練)

    AI 給了答案——它對嗎?

    AI 會回答一題計概問題並說明理由,其中有些答案是錯的。你的任務不是自己作答,而是審核 AI:先自己想正確答案,再判斷 AI 對或錯。這正是 HOTL「人在迴圈上」的核心能力。

    第 1 / 6 題審核正確 0 題

    🤖 AI 的回答

    教學講義(精要)

    HITL → HOTL:人與 AI 的分工光譜

    模式誰做決定例子
    HITL 人在迴圈內每個關鍵步驟由人先判斷,AI 輔助學習期:先自己想、再看 AI/解答
    HOTL 人在迴圈上AI 執行,人負責監督與否決熟練期:審核 AI 產出、抽查把關
    關鍵:能放手的前提是「你查得出它錯在哪」。基本功(三大主軸)越紮實,你越有資格監督 AI。

    生成式 AI 使用守則(大學生版)

    情境建議做法
    AI 產出報告初稿逐段查證來源與數字,改寫成自己的話再使用
    AI 給程式碼先讀懂每一行,執行測試後才採用
    AI 說得很有自信自信≠正確——關鍵事實一定要二次查證(AI 會「幻覺」)
    作業/考試遵守課程規範;能力要長在自己身上,AI 是教練不是槍手

    單元課後評量

    上完「AI 人機協作」單元後,進行約 10 分鐘 的課後評量(需具名、計分並納入成績統計);採「先思考後驗證」,作答後可複習錯題。

    ✓ 即時評量

    即時評量系統

    三大主軸混合出題,每題對應運算思維(CT)四構面與難度。採「先思考後驗證」:先選答案、再標把握度,按驗證當場顯示對錯與解析;結束後給總分、各主軸與 CT 構面表現、把握度校準與錯題回顧,並可匯出作答紀錄。

    主軸
    難度 題數
    ▤ 課後評量系統

    課後評量・開始測驗

    輸入身分後作答,成績與把握度會自動記錄供教師統計。採「先思考後驗證」,作答後可複習錯題;勾選「複習模式」則為不計分練習。作答時間可由教師設定(預設 30 分鐘,可改 10/20/不限時),時間到自動交卷並評分

    範圍
    難度 題數 作答時間
    🧰 3C 拆裝實訓

    3C 拆裝實訓・遊戲模組

    手機/平板/桌上型電腦:診斷掃描 → 選對工具拆解 → 換件 → 組裝 → 開機測試。練習模式提高學習興趣;檢定模式填學號姓名依 rubric 計分,成績自動上傳給教師統計(走本平台雲端)。

    HUMAN-IN / ON-THE-LOOP

    AI監管 · 思考訓練中心

    同一條光譜:先思考 → 後驗證 把人放回迴圈;能力長出來,人就從 in-the-loop 移到 on-the-loop(HOTL)。五個模組橫跨硬體・軟體・網路・IoT・評量,讓學生在學計概的同時,親手走過現代 AI 的人機協作與監管。

    先思考 → 後驗證
    HITL・人在迴圈內
    HOTL・人在迴圈上