0 學習目標
重點
- 能以輸入－處理－輸出循環描述一個電腦系統如何完成工作。
- 能分辨常見輸入／輸出設備與感應器的角色，並說出它們輸入／輸出的資料形式。
- 能指出常見通訊埠與連接線材（例如 USB、HDMI、乙太網絡），並理解「相容」與「轉接」的限制。
- 能用「由外到內」的方法進行基本排難：線材／通訊埠 → 設定 → 驅動程式 → 隊列／假脫機輸入輸出。
本章的「硬件」不只是背名稱，而是要理解：
資料如何進入系統 → 系統如何處理 → 結果如何輸出。
當你掌握「資料流」，設備名稱、線材、通訊埠就會變得有邏輯可循。
- 輸入：把人或環境的訊號變成資料（文字、影像、聲音、數值）。
- 處理：CPU/軟件把資料運算、分析、轉換。
- 輸出：把結果呈現給人或影響環境（畫面、聲音、紙本、動作）。
- 通訊埠／線材：是資料的「道路」，決定資料能否順利到達。
例子：課室展示一段影片
- 輸入：鍵盤／滑鼠選擇影片檔案。
- 處理：播放器解碼影片與聲音。
- 輸出：投影機／顯示器顯示畫面；揚聲器播放聲音。
- 連接：HDMI 線連接電腦與投影機；（或用無線投影，視乎環境。）
- 先把設備分類（輸入／輸出／感應器／儲存）→ 再比較差異（速度、解像度、精準度）。
- 先理解「通訊埠是接口標準」→ 再記外形（同外形不一定同功能）。
- 只背「HDMI、USB」但不知道用來接甚麼、傳甚麼資料。
- 把「顯示器」當作處理器；或把「觸控螢幕」只當輸出而忽略它同時是輸入。
- 排難時跳到「重裝系統」而忽略最基本的線材／通訊埠問題。
建議你把本章當作「真實生活的電腦使用指南」：每一個設備與線材都不是獨立存在，而是配合情境去選擇。
例如同樣是「顯示畫面」，在家中可能用顯示器；在禮堂則可能用投影機；在戶外則要考慮亮度、電源與線材長度。
另外，本章的內容亦與之後的系統設計（例如物聯網）相連：感應器把環境變成資料，電腦作出判斷後，再用輸出設備
或致動器（例如開燈、響警報）影響環境。你掌握了「資料流」，就能理解更多複雜系統。
1 輸入－處理－輸出循環（IPO cycle）
重點
- 輸入－處理－輸出循環是描述電腦系統工作的基本框架。
- 輸入/輸出設備負責把訊號與資料在「人／環境」與「電腦」之間互相轉換。
- 同一個系統可有多個輸入與多個輸出，並可能包含儲存步驟。
- 資料質素很重要：輸入錯，輸出就算再漂亮也沒有意義（常見概念：GIGO）。
- 輸入－處理－輸出循環（IPO cycle）：輸入（Input）→ 處理（Process）→ 輸出（Output），必要時再儲存（Storage）。
- 輸入/輸出設備（I/O device）：協助輸入或輸出資料的硬件，例如鍵盤、掃描器、顯示器、印表機。
- 訊號 vs 資料：感應器先量度「訊號」（例如溫度造成的電壓變化），系統再把它變成「資料」（例如 28°C）。
你可以把電腦系統想像成「廚房」：輸入是食材與指令，處理是烹調，輸出是成品上桌。
在電腦中：
- 輸入設備把動作／影像／聲音等轉成電腦可處理的數碼資料。
- 處理由 CPU 與軟件完成，可能包括運算、判斷、搜尋、排序、轉碼等。
- 輸出設備把處理結果呈現（畫面、聲音、列印）或影響外界。
例子 1：在網上搜尋資料
- 輸入：鍵盤輸入關鍵字、滑鼠點擊搜尋。
- 處理：瀏覽器與伺服器分析關鍵字、排序結果。
- 輸出：顯示器顯示搜尋結果；揚聲器播放影片聲音（如有）。
例子 2：智能門禁
- 輸入：指紋讀取器／拍卡器（感應器的一種）。
- 處理：比對身份、判斷是否允許進入。
- 輸出：門鎖打開／警報響起／指示燈顯示狀態。
- 輸入設備 vs 感應器：感應器通常量度環境物理量（光、溫度、距離），屬於輸入設備的一類，但更強調「量度」與「數值化」。
- 輸出設備 vs 儲存裝置：輸出是即時呈現；儲存是保存資料供日後使用。
- 同一設備可同時輸入與輸出：觸控螢幕既顯示畫面（輸出），又接收觸控位置（輸入）。
- 把「投影機」誤當作處理器（其實只是輸出）。
- 只看外形判斷通訊埠功能：例如同是 USB-C 外形，可能只支援充電／資料傳輸／或同時支援影像輸出（視乎裝置規格）。
- 排難時忽略「輸入資料本身是否正確」：例如感應器未校準，輸出自然不可靠。
在描述系統時，能清楚指出「輸入是甚麼、輸出是甚麼」十分重要，因為這能幫助你判斷需要哪些硬件、如何連接、以及
當系統出問題時應先檢查哪一部分。很多時候故障不是出在處理，而是出在輸入／輸出：例如線材鬆脫、通訊埠接觸不良、
或驅動程式未安裝。
另外，很多裝置同時兼具多個角色，例如多功能一體機（掃描＋列印）同時包含輸入與輸出；手機的感應器（加速度計、光線感應器）
提供輸入資料，而螢幕與喇叭提供輸出。只要你以 IPO 的角度思考，複雜系統也能拆解成清晰的資料流。
Check Point 1：用 IPO 分類
做法：先想清楚「它提供資料給電腦」還是「把結果呈現給人」；若兩者皆是，想想它在題目中扮演哪個角色。
3 輸出設備（Output Devices）
重點
- 輸出設備把處理後的結果呈現給人，或直接影響環境（例如顯示、播放、列印）。
- 常見輸出包括：顯示器、投影機、印表機、揚聲器、耳機等。
- 常見比較指標：顯示解像度／刷新率、印表解像度（DPI）／速度、聲音輸出效果等。
- 選擇輸出設備要配合場景：人數、距離、光線、噪音、是否需要紙本紀錄等。
輸出設備是把電腦處理結果輸出到外界的硬件。輸出可以是：
影像（顯示器／投影機）、聲音（揚聲器／耳機）、或實體輸出（印表機）。
- 顯示器／投影機：把像素資料轉為光點；解像度（像素數量）影響細緻度。
- 印表機：把資料轉成紙本；常見有噴墨印表機、鐳射打印機、點陣式打印機及熱敏打印機，列印前通常會經過假脫機輸入輸出（spooling）。
- 揚聲器／耳機：把數碼聲音資料轉成聲波（涉及數碼模擬轉換器 DAC）。
例子：課堂匯報
- 投影機：讓全班看到簡報。
- 揚聲器：播放影片或音效。
- 印表機：列印工作紙或講義。
- 顯示器 vs 投影機：顯示器近距離清晰；投影機適合多人與遠距離，但受環境光影響較大。
- 噴墨印表機 vs 鐳射打印機：噴墨適合相片、色彩；鐳射通常速度快、文字清晰、長期成本可能較低（視乎用量）。
- 揚聲器 vs 耳機：揚聲器共享；耳機私密且不影響他人，但需管理音量保護聽力。
- 噴墨印表機：以微細墨滴噴到紙上，色彩表現較好，適合相片及彩色圖像；但普通墨水遇水可能暈開。
- 鐳射打印機：以碳粉及熱力把圖像固定在紙上，文字清晰、速度較快，適合大量文件列印。
- 點陣式打印機：以針撞擊色帶形成點陣，解像度較低、聲音較大；優點是可打印過底紙（複寫紙／多聯紙）。
- 熱敏印表機：利用熱力令熱敏紙變色，常見於收據；不需墨水，但紙張受熱或日照後可能褪色。
- 把「畫面尺寸」當作「解像度」：尺寸大不等於更清晰。
- 忽略場景：投影機在強光環境下可能看不清；印表機在大量列印時要考慮速度與耗材。
- 只追求規格：例如簡單展示卻追求極高解像度，可能在效益上不合理。
輸出設備的選擇往往和「觀眾」有關：你是給自己看、給小組看，還是給全班或禮堂看？同一份內容，在不同環境需要的輸出設備不同。
例如顯示器適合近距離長時間閱讀；投影機適合多人觀看但受光線影響；印表機能提供紙本保存與簽署，但成本與速度要衡量。
另外，輸出設備常見的問題並不一定是「壞了」：例如投影機沒有畫面，可能只是輸入來源（Source）選錯、線材未插好、或電腦輸出設定不正確（例如只輸出到另一個螢幕）。
因此學會讀懂提示訊息、並由外到內檢查，是實用而高效的能力。
3A 顯示器輸出模擬
重點
- 顯示器以像素組成畫面，解像度決定橫向及縱向像素數量。
- 顯示器尺寸通常以對角線量度，尺寸愈大不一定代表畫面愈清晰。
- PPI 由解像度及實際尺寸共同決定，會影響近距離觀看時的細緻程度。
- 色深影響可顯示的顏色層次；較低色深較容易出現色帶。
- 顯示器：把電腦處理後的影像資料輸出成可見畫面的輸出設備。
- 解像度：畫面橫向與縱向像素數量，例如 1920 × 1080。
- PPI：Pixels Per Inch，每英寸有多少像素，用來描述像素密度。
- 色深：每個像素可用多少位元表示顏色，常見有 24-bit 及 30-bit。
顯示器會把畫面分成大量像素。若解像度相同，但顯示器尺寸變大，像素被分布到較大的面積，每英寸像素數會下降，近距離觀看可能較易看見粗糙或鋸齒感。相反，較高 PPI 會令文字邊緣及圖像細節更細緻。
- 24 吋 Full HD 顯示器的 PPI 通常較接近一般桌面顯示器常見範圍。
- 27 吋 4K 顯示器因像素數量多，通常比 27 吋 Full HD 顯示得更細緻。
- 專業修圖或電影調色常需要較高色深，以減少漸變中的色帶。
- 尺寸描述物理大小，常以對角線量度。
- 解像度描述像素數量。
- PPI把像素數量與物理尺寸連起來，較能反映近看時的細緻程度。
- 以為「尺寸大」就一定清晰；實際上仍要看解像度及 PPI。
- 把 DPI 與 PPI 混淆：DPI 常見於掃描及列印，PPI 常見於顯示器及圖像密度。
- 只看 30-bit 色深而忽略內容、顯示卡、軟件與顯示器是否全都支援。
顯示器輸出最容易混淆的是「大小」與「清晰度」。在模擬器中，你可以把顯示器尺寸由小調大，畫面中的顯示器外觀會同步變大；同時，雙向對角線箭頭會顯示目前尺寸，提醒你顯示器尺寸是用左下角至右上角的對角線表示。
當你調整解像度、色深、PPI 或長寬比時，預覽會以像素化、階梯效應、黑邊、拉伸、裁切及色帶變化顯示差異。若所選解像度低於顯示器原生解像度，畫面會被放大到螢幕上，因此每個輸入像素會覆蓋更多實際像素，觀感會較粗糙。
互動活動：顯示器輸出模擬器
目標：觀察顯示器尺寸、解像度、PPI 與色深如何改變輸出畫面。
Check Point 3A：顯示器輸出小測
提示：先分清楚尺寸、解像度、PPI 與色深。
3B 印表機輸出模擬
重點
- 印表機把電腦資料輸出成紙本，DPI 會影響列印點密度與細緻度。
- 噴墨印表機適合彩色圖像，但普通墨水遇水可能暈開。
- 鐳射打印機文字清晰，防水效果通常較好，適合大量文字文件。
- 點陣式打印機可打印複寫紙／過底紙；熱敏打印機不需墨水，但熱敏紙會受熱及時間影響。
- 印表機：把數碼資料輸出成紙本的輸出設備。
- DPI：Dots Per Inch，每英寸可列印多少個點。
- 噴墨印表機：以微細墨滴形成圖像。
- 點陣式打印機：以撞針撞擊色帶，在紙上形成點陣。
- 熱敏打印機：利用熱力令熱敏紙變色。
不同印表機的成像方法不同，所以特色亦不同。噴墨依靠墨水，遇水可能擴散；鐳射打印機以碳粉經熱力固定，文字邊緣較銳利；點陣式靠撞擊，能把壓力傳到複寫紙；熱敏打印機靠熱力令紙面變色，因此不需要墨水。
- 列印相片或彩色海報草稿：可考慮噴墨印表機。
- 辦公室大量文字文件：可考慮鐳射打印機。
- 送貨單、發票、多聯紙：點陣式打印機仍然有實際用途。
- 超市、餐廳收據：常用熱敏打印機。
- 噴墨印表機：色彩較靈活，但墨水及紙張質素會影響防水性。
- 鐳射打印機：文字清晰、速度較快，適合大量文件。
- 點陣式打印機：畫質較低、聲音較大，但能打印複寫紙。
- 熱敏打印機：不需墨水，但紙張會受熱、陽光及時間影響而褪色。
- 以為所有印表機都靠墨水；熱敏打印機並不使用墨水。
- 以為點陣式已完全無用；在需要多聯紙副本的情境仍有價值。
- 把掃描器的 DPI 與印表機 DPI 混為一談；兩者都用 DPI，但一個是輸入取樣，一個是輸出列印點密度。
印表機輸出的重點是「成像方式」。同一份文件，噴墨印表機、鐳射打印機、點陣式打印機及熱敏打印機會產生不同效果：有些較適合彩色圖像，有些較適合大量文字，有些則重視能否產生副本或快速印出收據。
在模擬器中，你可以同時切換印表機種類與紙張類型，觀察噴墨遇水暈染、鐳射打印較穩定、點陣式配合過底紙產生副本、熱敏打印只在熱敏紙上輸出黑白收據，以及紙張受潮後變皺、變黑或褪色等效果。若上載 PDF，右方會直接把 PDF 文件內容放在紙張上作列印輸出預覽，方便比較不同打印技術對同一份文件的影響。
互動活動：印表機輸出模擬器
目標：分開觀察不同印表機種類的成品特色，並理解其適用情境與限制；上載 PDF 時會直接顯示為列印輸出預覽。
印表機設定
更換紙張後，請觀察輸出是否成功、下層是否有副本，以及受潮後可讀性如何改變。
0%
正在讀取 PDF 內容並轉成列印輸出預覽……
PDF 列印輸出預覽
正在建立下層列印預覽……
下層沒有輸出內容
下層紙張
選擇「熱敏打印機」並配合「熱敏紙」後，預覽區會直接變成可互動收據。請由「熱源強度」旁邊把「熱源」拖到熱敏紙上；停留愈久，痕跡會愈深。你亦可調校遇水／受潮程度或按「模擬數個月後」觀察熱敏紙褪色。
打印狀態
預覽已完成；按「模擬打印」可按所選印表機速度逐步打印。
Check Point 3B：印表機輸出小測
提示：按成像方式思考，再判斷哪種印表機適合題目情境。
4 感應器（Sensors）與資料擷取
重點
- 感應器是一種輸入設備，用來量度環境物理量（光、溫度、濕度、距離、加速度等）。
- 感應器輸出可能是模擬訊號或數碼訊號；模擬訊號通常要經模擬數碼轉換器（ADC）才可被電腦處理。
- 量度質素常用概念：精準度、解像度、靈敏度、取樣率、校準。
- 感應器常見於物聯網（IoT）與智能系統：輸入（感應）→ 處理（判斷）→ 輸出（動作）。
- 感應器（sensor）：把某種物理量轉成電訊號／數碼資料的元件或設備。
- 模擬（analog）：連續變化的訊號，例如電壓可在 0–5V 之間任意變化。
- 數碼（digital）：離散的訊號，例如 0/1，或以固定步距表示數值。
- 模擬數碼轉換器（ADC）：把模擬訊號量化成數碼值，讓系統可處理。
以「光線感應器」為例：光越強，電阻／電壓會改變。若輸出是模擬電壓，電腦或微控制器會用 ADC 把它轉成一個整數（例如 0–1023）。
ADC 會牽涉兩個重要概念：
- 解像度：可分辨的最小差別（例如 10-bit ADC 有 1024 個級別）。
- 量化誤差：因為只能取最近的級別，所以會有少量誤差。
- 溫度感應器：輸入溫度 → 轉成數值 → 系統決定是否開啟風扇。
- 距離感應器：量度距離 → 系統判斷是否有人靠近 → 自動亮燈。
- 加速度計（手機）：量度晃動／方向 → 自動旋轉畫面。
- 模擬 vs 數碼感應器：模擬可提供連續變化但需 ADC；數碼通常已內置轉換與處理，讀取較方便。
- 精準度 vs 解像度：解像度高不代表精準度高；精準度關乎與真實值的接近程度。
- 感應器 vs 致動器：感應器輸入資料；致動器輸出動作（例如馬達、蜂鳴器）。
- 把「解像度」誤當成「精準度」：數值顯示很多位小數，不代表量度就準。
- 忽略校準：同一款感應器可能因環境與個體差異而有偏差。
- 忽略取樣率：取樣太慢會漏掉變化；取樣太快則增加資料量與處理負擔。
感應器的價值在於把「看不見的環境」變成「可運算的資料」。例如「熱」這件事本來是感覺，但感應器能把它變成數值，
之後就能設定規則（例如溫度高於 30°C 就開風扇）。這正是物聯網系統的基本思想：大量感應器提供輸入，系統以規則或模型處理，再輸出動作。
學習感應器時，最容易混淆的是量度質素的概念。你可以記住一個直覺：解像度是「刻度有多細」，精準度是「刻度讀出來有多接近真實」。
即使刻度很細（高解像度），如果刻度整體偏移（未校準），讀數仍然不準。這些概念在做實驗、做系統設計時都非常重要。
Check Point 3：感應器概念（多項選擇）
提示：每題只選一個最合適答案；選項數量同次序會因題目而變。
流動裝置 HTML 感應器示範（iPad／iPhone／Android）
重點：用網頁讀取流動裝置感應器
- 網頁可透過不同應用程式界面（API）讀取部分流動裝置感應器，例如動作、方向、位置、攝影機與麥克風。
- 不少 API 只可在安全環境（HTTPS 或 localhost）使用；位置、攝影機、麥克風、NFC 等通常需要使用者明確允許。
- iPad／iPhone 與 Android 的支援並不完全相同；同一個 HTML 在不同瀏覽器可能只能讀取部分感應器。
- 瀏覽器不會把所有手機硬件原始資料都開放給 HTML；例如生物識別、裝置溫度、LiDAR 深度、氣壓等通常不能直接讀取原始感應器數值。
HTML 感應器示範是指網頁透過 JavaScript 與瀏覽器提供的應用程式界面，讀取裝置可公開給網頁的資料。
這些資料可能來自加速度計、陀螺儀、全球定位系統（GPS）、攝影機、麥克風、近場通訊（NFC）或其他瀏覽器支援的感應器。
- 瀏覽器作守門員：網頁不能直接控制硬件，而是先向瀏覽器提出請求。
- 使用者權限：若資料較敏感，例如位置、影像或聲音，瀏覽器會要求使用者允許。
- 安全環境：很多 API 要求 HTTPS，避免感應器資料在不安全連線中被濫用。
- 事件／串流：動作與方向多以事件連續傳回；攝影機與麥克風則以媒體串流傳回。
- 把手機傾斜，網頁收到方向角度後，即時旋轉畫面上的手機模型。
- 按「讀取位置」後，瀏覽器要求允許位置權限，再顯示經緯度與誤差範圍。
- 按「開啟攝影機」後，網頁取得即時影像，用來示範攝影機作為輸入設備。
- 在支援的 Android 瀏覽器中，可嘗試用 Web NFC 讀取 NDEF 標籤。
- Device Motion／Orientation：較常用來示範加速度、旋轉率與方向，但不同瀏覽器提供的欄位不同。
- Generic Sensor API：可較直接讀取 Accelerometer、Gyroscope、Magnetometer 等，但支援較不平均。
- Geolocation API：可取得位置，但資料可能來自 GPS、Wi‑Fi 或流動網絡，不等於只使用 GPS。
- MediaDevices：讀取攝影機與麥克風，屬高私隱資料，通常一定要使用者允許。
- 以為 HTML 可以讀取手機所有內置硬件；實際上只限瀏覽器開放的 API。
- 在 file:// 或普通 HTTP 測試，然後誤以為程式壞了；很多 API 必須使用 HTTPS 或 localhost。
- 忽略權限：按鈕必須由使用者主動點擊，瀏覽器才會顯示部分權限要求。
- 把「支援 API」等同「一定有數值」：裝置沒有相關硬件、被學校裝置管理限制、或使用者拒絕權限，都會令讀取失敗。
下面的示範區會逐項檢查目前瀏覽器可使用的感應器 API，並在需要時由瀏覽器提示權限。示範的重點不是收集個人資料，而是讓學生看見「輸入設備／感應器」如何把真實世界的動作、位置、影像與聲音變成網頁可處理的資料。所有即時讀數只顯示在本頁，不會由本頁上載到伺服器。
測試時建議使用手機或平板直接開啟本頁。iPhone／iPad 的 Safari 通常會對動作與方向資料要求使用者按鈕授權；Android 瀏覽器則可能較容易讀取動作事件，但 Generic Sensor API、NFC、電池狀態等仍然視乎瀏覽器、裝置及安全設定而定。因此，示範區同時顯示「支援／不支援／需要權限」，協助學生理解硬件、瀏覽器和私隱保護三者的關係。
即時感應器實驗室
請逐個按鈕測試；若瀏覽器要求權限，請先閱讀提示再決定是否允許。若在桌面電腦測試，部分讀數可能會顯示為不支援或沒有變化。
正在檢查安全環境與瀏覽器支援……
| 可示範項目 |
iPad／iPhone 常見情況 |
Android 常見情況 |
課堂觀察重點 |
| 動作與方向 |
通常需要使用者按鈕授權；可讀取傾斜、旋轉等資料。 |
多數瀏覽器可用事件讀取，但精確欄位視乎裝置。 |
把裝置左右傾斜，觀察 beta／gamma 與手機模型變化。 |
| 位置 |
通常要求位置權限；誤差範圍會因室內／室外、網絡與裝置而變。 |
比較 accuracy 數值，理解精準度不是固定不變。 |
| 攝影機與麥克風 |
通常要求權限；可示範影像輸入與聲音輸入。 |
攝影機是影像輸入設備，麥克風是聲音輸入設備。 |
| Generic Sensor／NFC／電池 |
支援較有限，很多項目會顯示不支援。 |
部分 Android Chromium 系瀏覽器支援較多項目，NFC 亦通常只在特定 Android 瀏覽器可用。 |
同一段 HTML 在不同平台結果不同，反映標準、硬件與私隱限制。 |
示範加速度計、陀螺儀與電子指南針相關資料。請把手機／平板慢慢左右傾斜、上下傾斜及轉動；讀數會同時以數字、圖像化儀表和中文解釋呈現，避免只看到快速跳動的數字。
加速度 Acceleration
觀察裝置在三個方向上的加速度分量，以及整體加速度大小。
等待讀數
總加速度是 X、Y、Z 三個方向合成後的大小。圓形儀表以約 20 m/s² 為滿格；若瀏覽器提供的是包含重力的讀數，靜止放在桌面時也可能接近 9.8 m/s²。
旋轉率 α
旋轉率反映裝置繞軸轉動的快慢；強度條越長，代表轉動變化越明顯。
X 軸—
−＋
•
X 軸：左右方向；箭嘴用來表示目前偏向正方向或負方向。
Y 軸—
−＋
•
Y 軸：前後方向；向前或向後傾斜時，此分量會明顯改變。
Z 軸—
−＋
•
Z 軸：上下方向／垂直地面方向；常用來觀察裝置是否接近水平放置。
方向 Orientation
觀察 alpha、beta、gamma 三個角度如何描述裝置的轉向與傾斜。
角度以度（°）顯示
Alpha α—
Alpha α：水平旋轉／指南針方向；裝置在水平面轉動時會改變。
Beta β—
Beta β：前後傾斜；把 iPad 上邊緣向自己或向外傾斜時會改變。
Gamma γ—
Gamma γ：左右傾斜；把左邊或右邊抬高時會改變。
尚未開始讀取。
2. Generic Sensor API
逐項測試瀏覽器是否直接提供原始感應器類別。若顯示不支援，代表目前瀏覽器沒有開放該 API。
尚未開始讀取。
3. 位置（Geolocation）
位置資料可能結合全球定位系統（GPS）、Wi‑Fi 與流動網絡推算；accuracy 代表瀏覽器估計的誤差範圍。
緯度—
經度—
誤差範圍—
高度—
速度—
方向—
尚未開始讀取。
4. 攝影機與麥克風
攝影機輸入影像，麥克風輸入聲音。此示範只顯示本機預覽與音量強弱，不錄影、不錄音、不上載。
尚未開始讀取。
5. 近場通訊（NFC）
NFC 不是連續量度環境的感應器，但它可示範手機如何近距離讀取外部標籤資料。此功能通常只在部分 Android 瀏覽器提供。
尚未開始讀取。
尚未開始讀取。
6. 電池狀態與震動回饋
電池狀態可視為裝置狀態資料；震動則是輸出／致動器，不是感應器。加入此項可幫助分辨「輸入」與「輸出」。
尚未讀取。
課堂活動：比較不同裝置
- 每組用一部 iPad／iPhone 或 Android 手機開啟本頁，先按「重新檢查支援」。
- 記錄哪些項目顯示「支援」、哪些需要權限、哪些完全不支援。
- 選擇兩個可用項目實測：例如傾斜裝置、讀取位置、開啟攝影機或測試麥克風音量。
- 討論：同一個 HTML 為何在不同裝置會有不同結果？哪些限制是私隱保護？哪些限制是硬件或瀏覽器支援問題？
注意：請不要在課堂展示完整個人位置；若要示範位置，可只觀察誤差範圍與是否成功取得資料。完成後請按「停止全部讀取」。
Check Point 4A：HTML 可存取的流動裝置感應器
提示：每題只選一個最合適答案；重點是分辨感應器資料、權限要求、瀏覽器支援與私隱限制。
5 通訊埠、接頭與連接線材
重點
- 通訊埠（port）是裝置上的接口；線材末端是接頭。要成功連接，兩端的標準必須相容。
- 常見有線連接：USB（通用串列匯流排）、HDMI、VGA、音訊插頭、乙太網絡線等。
- 常見無線連接：藍牙（Bluetooth）、Wi‑Fi；無線方便但受距離、干擾與保安設定影響。
- 選擇連接方式要考慮：傳輸內容（影像／聲音／資料）、速度、穩定性、距離與供電需求。
- 通訊埠（port）：裝置上的連接介面（例如 USB 埠、HDMI 埠）。
- 介面標準：規定「插口外形」與「資料如何傳輸」的規格。
- 適配器（adapter）：把一種介面轉換成另一種介面的裝置／線材。
- 隨插即用（Plug and Play）：裝置接上後系統能自動辨識並設定（仍可能需要驅動程式）。
連接能否成功，取決於兩件事：物理上插得進，以及通訊協定／訊號格式相容。
例如同是「影像輸出」，HDMI 是數碼訊號；VGA 是模擬訊號。若你用適配器把 HDMI 轉到 VGA，
適配器內部其實要做「數碼 → 模擬」的轉換，並非只是換插頭外形。
- 連接投影機：常見用 HDMI；舊款投影機可能只有 VGA，需要適配器。
- 連接印表機：可用 USB；亦可透過乙太網絡或 Wi‑Fi 作網絡列印。
- 連接耳機／揚聲器：可用 3.5mm 音訊插頭或藍牙。
- USB vs 藍牙：USB 通常更穩定且可供電；藍牙無線方便但受距離與干擾影響。
- 乙太網絡 vs Wi‑Fi：乙太網絡穩定、時延較低；Wi‑Fi 方便但受環境與保安設定影響。
- HDMI vs VGA：HDMI 傳輸數碼影像與聲音；VGA 主要傳輸模擬影像，通常不帶聲音。
- 以為「插得入就一定能用」：外形相同不一定支援同功能。
- 用錯方向：部分線材／適配器是「單向」，例如某些 DisplayPort → HDMI 只支援單向轉換。
- 忽略供電：某些適配器或外置設備需要額外供電，否則不穩定或無法工作。
要有效記憶通訊埠與線材，你可以用「用途」去分：用來傳資料（USB）、用來傳影像（HDMI/VGA）、用來上網絡（乙太網絡/Wi‑Fi）、用來傳聲音（音訊插頭/藍牙）。
之後再補充細節：哪些同時可傳聲音與影像、哪些可供電、哪些適合長距離等。
在真實情境中，「相容」往往是最大難題：例如你想把手提電腦接到投影機，但投影機只支援 VGA；或電腦只有 USB‑C。
這時你需要先判斷：你缺的是「插頭外形」還是「訊號格式」。如果涉及數碼／模擬轉換，就必須使用具轉換功能的適配器，
而不是簡單的轉接頭。這也是很多人最常踩的坑。
6 驅動程式、隊列與假脫機輸入輸出
重點
- 驅動程式是讓操作系統能與硬件溝通的軟件。
- 很多設備能隨插即用，但遇到功能較複雜的設備（例如印表機、掃描器）時，驅動程式尤其重要。
- 列印常涉及隊列（queue）與假脫機輸入輸出（spooling）：先把工作暫存，再逐份送到印表機。
- 排難時要分清楚：是「硬件連接」問題、還是「軟件／驅動程式」問題。
- 驅動程式（driver）：讓操作系統能控制特定硬件的軟件。
- 隊列（queue）：先到先服務（FIFO）的等待隊伍；列印工作會排隊等待。
- 假脫機輸入輸出（spooling）：把 I/O 工作先寫入暫存（通常是磁碟/記憶體），讓程式不用「等」設備慢慢完成。
印表機通常比 CPU 慢得多；若每次列印都要程式「等到印完」，系統會很慢。
因此操作系統會：
- 把列印工作先交給列印服務（spooler）。
- 列印工作進入隊列，按順序送到印表機。
- 即使你關閉文件，列印仍可繼續，因為工作已被假脫機到系統中。
- 你一次過印 10 份文件：它們會在隊列中排隊；你可以暫停、取消某一份。
- 印表機顯示「離線」：隊列可能一直累積，直到連接恢復才繼續。
- 掃描器不能掃描：可能是驅動程式缺失或權限設定問題（不一定是掃描器壞）。
- 線材問題：裝置完全不被偵測／間歇性斷線。
- 驅動程式問題：裝置可見但功能不完整、或出現未知裝置。
- 隊列問題：顯示「正在列印」但一直不動、或有工作卡住。
- 看到「印不到」就不停按列印，令隊列愈來愈長。
- 取消工作但其實卡住的是「第一份」，後面的工作也會一同卡住。
- 更新驅動程式前未確認裝置型號，導致安裝錯誤版本。
很多同學以為「裝置插上去就會自動可用」，但在真實情況中，驅動程式扮演非常關鍵的角色。驅動程式就像翻譯員：操作系統用自己的方式發出命令，
驅動程式把命令翻譯成硬件能理解的訊號，並把硬件回傳的狀態再翻譯給系統。
列印亦是一個很好的例子去理解「隊列」與「假脫機輸入輸出」。列印慢不是因為電腦慢，而是因為設備的物理速度有限。
透過隊列與假脫機，系統可以先把工作保存，再慢慢輸出；這亦解釋了為何你在電腦上「取消列印」有時仍要等一會才真正停止：因為部分資料已送到印表機。
Check Point 4：連接與排難（先做哪一步？）
提示：每題都問你第一步做乜；一般由「最容易、最常見、最不傷系統」開始。
7 電腦系統的實際應用：由需求推回硬件
重點
- 真實系統是「多個輸入＋處理＋多個輸出」的組合，並透過通訊埠／網絡連接。
- 設計系統時應由需求出發：要收集甚麼資料？要輸出甚麼結果？要多快？要多準？
- 常見應用：銷售點終端機（POS）、智能家居、校園門禁、健康監測、無障礙輔助科技等。
- 除了功能，也要考慮：成本、耐用性、私隱與保安、維護與使用者培訓。
系統設計（以本章角度）可理解為：按照需求選擇合適的輸入／輸出設備、感應器、連接方式，
並確保它們能可靠地協同工作。
- 先列出需求：要輸入甚麼？輸出甚麼？環境限制？（距離、光線、噪音、網絡狀況）
- 再決定設備：選擇輸入／感應器與輸出設備。
- 再決定連接：有線／無線、通訊埠是否相容、是否需要適配器。
- 最後考慮運作：驅動程式、隊列、權限、保安與維護。
例子 1：銷售點終端機（POS）
- 輸入：條碼掃描器、觸控螢幕。
- 處理：系統查詢庫存與價格、計算折扣。
- 輸出：收據印表機、顯示付款金額。
例子 2：智能走廊照明
- 輸入：動作感應器／光線感應器。
- 處理：判斷是否有人、是否太暗。
- 輸出：開燈／關燈（致動器）。
- 有線 vs 無線：有線通常更穩定、時延較低；無線更方便但要處理干擾與保安。
- 追求高規格 vs 追求合適：高規格不一定帶來更好效果，關鍵是符合需要與限制。
- 先買設備才想用途：結果設備功能用不上或互不相容。
- 忽略使用者：例如操作太複雜、提示不清楚，造成大量人為錯誤。
- 忽略私隱與保安：例如攝影機、門禁資料的存取權限未妥善設定。
真實世界的系統設計往往是一個「取捨」：你想要方便，就可能要接受無線不穩定；你想要高解像度，就可能要更多儲存空間與更高傳輸速度。
因此最實用的做法是：把需求寫清楚，再用 IPO 去拆解，逐步選擇合適的輸入／輸出設備與連接方式。
當你能夠由「需求」推回「設備方案」，你就不會只停留在背名詞，而能真正解釋：為甚麼這個系統要用條碼掃描器而不是攝影機？
為甚麼要用乙太網絡而不是 Wi‑Fi？這些解釋能力，在實作題、專題研習或日常排難都非常有用。
8 基本排難與使用安全
重點
- 排難宜用「由外到內」：電源 → 線材／通訊埠 → 設定 → 驅動程式 → 隊列／假脫機。
- 一次只改一件事，並記錄你改過甚麼，避免「改到自己也不知道發生甚麼」。
- 善用系統提示：錯誤訊息、裝置管理器、音量／顯示設定、網絡狀態等。
- 使用安全：插拔勿用力、線材整理、防絆倒、注意散熱與用電、保護個人資料。
排難（troubleshooting）是用有系統的方法找出問題原因並修正。重點不是「運氣好試中」，
而是能解釋你為何這樣做，以及如何確認問題已解決。
- 先檢查最基本：電源、線材、通訊埠是否穩固。
- 再檢查設定：例如顯示輸出模式、音量輸出裝置、列印目標印表機。
- 再處理軟件層：驅動程式、權限、服務（例如列印服務）。
- 最後才做大動作：例如重新安裝軟件／系統（通常不是第一步）。
例子：投影機沒有畫面
- 檢查 HDMI 線是否插好、是否插錯通訊埠。
- 檢查投影機的輸入來源（Source）是否選對。
- 檢查電腦是否輸出到外接顯示（複製／延伸）。
例子：印表機不列印
- 檢查是否選錯印表機、是否離線。
- 檢查隊列是否卡住，必要時清理隊列。
- 檢查驅動程式／網絡連接。
- 硬件故障：更換線材／換通訊埠仍無改善，或裝置完全無反應。
- 設定問題：裝置正常但輸出到錯的地方（例如聲音出到另一個輸出設備）。
- 驅動程式／服務問題：裝置可見但功能失效、或某些服務停止。
- 同時改很多設定，之後無法判斷是哪一步造成影響。
- 忽略錯誤訊息：其實系統已提示「無訊號」「離線」「未選擇輸出裝置」。
- 用力插拔導致通訊埠損壞；線材亂放造成絆倒風險。
排難能力不是「背答案」，而是「背流程」。當你遇到新裝置或新情境，你未必知道立即答案，但你可以按流程逐步縮窄問題範圍。
例如「沒有畫面」可能是線材、通訊埠、投影機輸入來源、電腦顯示設定，甚至是驅動程式問題；按流程檢查，就能避免浪費時間。
另外，安全與禮儀同樣重要：課室常見大量線材與電源，整理好線材不只是美觀，更是安全；使用共享設備（如投影機、印表機）要尊重他人，
不要在隊列中留下不必要的工作；處理含個人資料的輸出（例如成績單）要注意私隱。