必修單元 B — BCH3 軟件與電腦系統運作

本頁按高中 ICT 課程「電腦系統基礎」中軟件相關學習脈絡整理,先分清系統軟件應用軟件,再深入理解操作系統實用軟件驅動程式、不同類型應用軟件,以及電腦系統的處理模式。

1 軟件概覽:系統軟件與應用軟件

重點

  • 軟件是令硬件按指令工作的程式與相關資料;高中 ICT 常先把軟件分成系統軟件應用軟件
  • 系統軟件管理硬件資源及系統資源,是應用軟件與硬件之間的橋樑。
  • 應用軟件讓用戶完成特定工作,例如文書處理、通訊、媒體製作、學習與資料分析。
  • 用戶看到的是應用軟件介面,但背後通常由操作系統協調 CPU、記憶體、儲存裝置及輸入/輸出設備。

本頁以「軟件與電腦系統運作」為主線,先建立軟件大分類,再進一步分析操作系統、實用軟件、驅動程式及不同應用軟件的角色。這樣編排的目的,是讓你在遇到真實電腦問題時,能判斷問題屬於應用層、系統層、驅動層,還是硬件本身。

當你使用不同應用軟件,例如瀏覽器、文字處理軟件、視像會議或圖像編輯器,這些軟件通常不是直接控制硬件。它們會在操作系統提供的平台上運作,由操作系統協調 CPU、記憶體、儲存裝置、網絡及輸入/輸出設備。

學習時不要只背軟件例子,而要理解「誰負責甚麼」。例如開不到文件可能與檔案格式有關,打印不到可能與驅動程式有關,整部電腦變慢則可能與資源管理或系統維護有關。

互動活動 1:軟件層次流程與故障模式

教學引入:使用 MiniBox 的軟件層次流程任務,選擇日常操作並觀察應用軟件、操作系統、驅動程式與硬件的分工。

MiniBox 任務:軟件層次流程與故障模式

左邊提供任務提示,右邊顯示可互動流程;本 instance 只呈現與軟件層次有關的工具。

反思:解釋為甚麼應用軟件通常不能繞過操作系統直接控制硬件。

Check Point 1:辨認軟件類別

按「下一題」開始。

2.1 系統軟件:操作系統 Operating System

重點

  • 操作系統是最核心的系統軟件,提供應用軟件運行的平台。
  • 主要功能包括資源管理、用戶介面、檔案管理、用戶管理、多工處理、安全及權限管理、網絡管理。
  • 操作系統會協調 CPU、記憶體、儲存裝置、輸入/輸出設備及網絡資源。
  • 常見類型包括桌上操作系統、流動操作系統、網絡操作系統及伺服器操作系統。

操作系統可以理解為電腦的「總管」。它不一定直接產生報告、剪輯影片或發送電郵,但所有應用軟件都要依靠它提供運行環境。當你同時開啟多個程式時,操作系統需要分配 CPU 時間、記憶體空間,以及處理磁碟和網絡讀寫。

操作系統亦提供用戶介面。一般學生較熟悉圖形用戶界面,例如視窗、圖示和選單;但在伺服器管理、系統維護和批量工作中,命令行界面仍然十分重要,因為它可精確輸入命令和重複執行操作。

此外,現代操作系統重視用戶管理與安全。不同帳戶可以有不同權限,例如普通學生帳戶不可安裝系統更新或讀取其他用戶資料;網絡設定亦常由操作系統統一管理,以維持安全和連線穩定。

功能說明例子
資源管理分配 CPU、記憶體、儲存裝置及輸入/輸出設備同時執行瀏覽器、音樂播放器、防毒掃描
檔案管理建立、命名、移動、刪除、搜尋檔案及管理目錄整理 Downloads 資料夾
用戶及權限管理控制帳戶、密碼、存取權限及安全設定學生帳戶不可讀取全級成績表
網絡管理管理網絡連線、共享資源及通訊設定連接 Wi‑Fi、校內網絡登入

互動活動 2.1A:OS Resource Manager 資源管理

教學引入:先開啟工作管理員,再逐步開啟不同應用程式,觀察 CPU、主記憶體、磁碟及裝置狀態如何變化。

MiniBox 任務:操作系統資源管理

預設提供工作管理員、應用程式負載、系統監察及裝置狀態;當開啟太多應用程式時,MiniBox 會顯示系統繁忙或變慢效果。

反思:當系統變慢時,你會先檢查 CPU、主記憶體、磁碟、網絡,還是立即重裝軟件?為甚麼?

互動活動 2.1B:CPU 核心分配與多工處理

教學引入:比較可平行處理的工作與受數據相關性限制、必須順序處理的工作。

MiniBox 任務:多工處理與 CPU 核心分配

此 MiniBox 任務只顯示 CPU 核心、工作佇列、平行/順序處理比較及數據相關性提示。

反思:多個程式同時開啟時,「看似同時」與「真正同時」有甚麼分別?

互動活動 2.1C:File System Explorer 檔案管理

教學引入:在 MiniBox 檔案總管中建立資料夾、整理檔案、複製、備份、搜尋及排序。

MiniBox 任務:檔案管理 / File System Explorer

本 instance 只開啟檔案總管,不顯示與檔案管理無關的軟件或工具。

反思:良好的檔案命名和資料夾結構如何減少搜尋時間和版本混亂?

互動活動 2.1D:GUI vs CLI Challenge

教學引入:先用圖形用戶界面完成檔案任務,再用命令行界面輸入 command 完成相同或批量任務。

MiniBox 任務:圖形用戶界面與命令行界面

只顯示檔案總管與命令行界面練習器;學生可比較視窗操作與 command 對真實資料夾結構的影響。

反思:哪一種介面較適合大量重複工作?哪一種較適合初學者?

互動活動 2.1E:用戶、權限與網絡管理面板

教學引入:切換 admin、CEO 與普通 user,觀察每個帳戶可執行操作的差異。

MiniBox 任務:用戶權限管理

本 instance 提供不同登入身分;若嘗試使用操作系統層面的高權限功能,系統會提示「此功能需要系統管理員權限」。BIOS / UEFI 屬開機前韌體設定,不受操作系統登入後的 admin 權限控制。

反思:為甚麼學校或公司通常不會把所有帳戶設定成系統管理員?

Check Point 2.1A:操作系統資源管理

按「下一題」開始。

Check Point 2.1B:檔案系統管理

按「下一題」開始。

Check Point 2.1C:GUI vs CLI

按「下一題」開始。

2.2 系統軟件:實用軟件 Utility Software

重點

  • 實用軟件屬於系統軟件,用來維護、保護、管理或優化電腦系統。
  • 常見例子包括防毒軟件、備份工具、磁碟清理工具、磁碟重組工具、檔案壓縮工具及系統監察工具。
  • 學習重點是理解用途和情境選擇,不需要深入研究底層演算法。
  • 實用軟件通常在出現風險或效能問題前後提供支援,例如預防感染、還原資料或找出資源瓶頸。

實用軟件的學習重點,是能按情境選擇合適工具。當問題是儲存空間不足,應考慮磁碟清理或移除不需要檔案;當問題是資料可能消失,應考慮備份與還原;當問題是可疑檔案,則應先用安全工具掃描。

在高中 ICT 課程中,實用軟件不需要教到太深的內部技術細節。更重要的是讓學生透過示範或練習理解每種工具的用途、限制和適用情境,避免把不同工具混為一談。

例如壓縮可以幫助傳送檔案,但不是保安工具;備份可以在出事後還原,但若備份放在同一部電腦,也可能一起受影響。良好的系統維護應該是平日持續進行,而不是出事後才補救。

互動活動 2.2A:實用軟件 MiniBox 分站

教學引入:每個 instance 只集中一種實用軟件,不混入其他無關工具。

MiniBox 任務:壓縮軟件

練習壓縮及解壓檔案,觀察 ZIP 檔與原始檔案的關係。

MiniBox 任務:備份與還原工具

建立備份、模擬誤刪或加密,再從版本還原檔案。

MiniBox 任務:防毒及反惡意軟件

更新定義、掃描、隔離及處理惡意軟件。

MiniBox 任務:系統監察工具

查看 CPU、主記憶體、磁碟、網絡與程序狀態。

MiniBox 任務:磁碟清理工具

掃描暫存檔案、瀏覽器快取及回收站,並清理不需要的項目。

MiniBox 任務:防火牆

設定應用程式連線規則,理解允許與封鎖的作用。

反思:為甚麼備份、防毒、防火牆與系統監察屬於不同目的的實用軟件?

互動活動 2.2B:磁碟重組工具

教學引入:使用 MiniBox 磁碟重組工具觀察檔案片段與讀取效率,並與磁碟清理作比較。

MiniBox 任務:磁碟重組工具

本 instance 只顯示磁碟重組功能;它不負責刪除暫存檔案,而是重排檔案片段。

反思:磁碟清理與磁碟重組的目標有何不同?

Check Point 2.2A:實用軟件與系統維護

按「下一題」開始。

Check Point 2.2B:磁碟重組

按「下一題」開始。

2.3 系統軟件:驅動程式 Device Drivers

重點

  • 驅動程式讓操作系統能夠與硬件設備溝通。
  • 驅動程式會把操作系統的通用指令,轉換成特定硬件能理解的控制訊號。
  • 常見例子包括打印機驅動程式、顯示卡驅動程式、音效卡驅動程式、滑鼠/鍵盤驅動程式。
  • 驅動程式缺失、不相容或版本太舊,可能導致無聲、低解像度、列印錯誤或裝置無法辨認。

驅動程式是理解「硬件與軟件如何溝通」的關鍵。操作系統不可能天生知道所有打印機、顯示卡或音效裝置的控制方法,因此需要驅動程式把一般指令翻譯成特定硬件能執行的控制訊號。

當一個裝置不能正常運作時,不一定是硬件壞了。常見原因包括沒有安裝驅動程式、驅動程式版本不相容、操作系統更新後需要更新驅動程式,或用錯了其他型號的驅動程式。

在課堂排難時,可以採用「連接 → 電源 → 操作系統偵測 → 驅動程式 → 應用程式設定」的順序檢查,避免一開始就作出高成本或錯誤的判斷。

互動活動 2.3A:打印機驅動程式 MiniBox

教學引入:只顯示打印機、驅動程式安裝、裝置狀態及測試打印,理解驅動程式如何令操作系統與硬件溝通。

MiniBox 任務:打印機驅動程式

嘗試在未安裝、安裝錯誤及安裝正確驅動程式時測試打印,觀察系統提示。

反思:為甚麼同一份文件可以在應用軟件中正常顯示,但仍然可能無法列印?

Check Point 2.3:驅動程式與硬件

按「下一題」開始。

3.1 應用軟件:生產力軟件 Productivity Software

重點

  • 生產力軟件協助用戶建立、整理、分析及展示資料。
  • 常見例子包括文書處理軟件、試算表軟件、簡報軟件及數據庫軟件。
  • 選擇工具時要考慮資料類型、是否需要計算、是否需要多人協作、是否需要格式固定。
  • 數據庫軟件適合結構化資料與查詢;試算表適合表格計算、圖表及 What-if 分析。

生產力軟件的核心不是「哪個軟件最強」,而是「哪個工具最配合任務」。同一份資料可以用不同工具處理,但工具選擇會影響效率、準確性、共享方式及後續維護。

檔案格式亦是使用生產力軟件時必須理解的概念。把副檔名改成另一個名稱,不等於真正改變檔案內部格式;若要給他人穩定閱讀,可能需要匯出 PDF;若要繼續編輯,則應保留原始可編輯格式。

在資料管理方面,試算表和數據庫看似都可儲存表格,但它們的設計目標不同。試算表偏向計算和即時分析,數據庫偏向長期管理、查詢和完整性控制。

互動活動 3.1A:生產力軟件 MiniBox

教學引入:開啟文書處理、試算表、簡報等應用程式,按工作選擇合適工具。

MiniBox 任務:生產力軟件

此 instance 只顯示生產力軟件相關工具;如需重新命名、開啟檔案或匯出格式,會配合相關應用程式完成。

反思:為甚麼同一份資料可放入文件、試算表或簡報,但最合適的工具未必相同?

互動活動 3.1B:檔案格式與真正轉檔

教學引入:比較「重新命名副檔名」與「由應用軟件匯出/轉換格式」的分別。

MiniBox 任務:檔案格式與真正轉檔

本 instance 只顯示檔案格式實驗室;學生可觀察改副檔名不等於真正轉換檔案內容。

反思:為甚麼把 photo.jpg 改名成 photo.png 不一定令檔案變成真正 PNG?

互動活動 3.1C:試算表與數據庫分站

教學引入:本部分分成兩個獨立 instance:試算表軟件及數據庫軟件,方便比較兩者用途。

MiniBox 任務:試算表軟件

只顯示試算表相關功能,可示範公式、排序、篩選及簡單圖表。

MiniBox 任務:數據庫軟件

只顯示數據庫相關功能,可示範表格、記錄、欄、查詢及簡單數據處理。

反思:試算表適合快速計算與分析,數據庫則較適合長期管理大量結構化記錄。你會怎樣選擇?

Check Point 3.1A:選擇生產力工具

按「下一題」開始。

Check Point 3.1B:檔案格式與相容性

按「下一題」開始。

Check Point 3.1C:資料管理與開發工具

按「下一題」開始。

3.2 應用軟件:通訊軟件 Communication Software

重點

  • 通訊軟件讓用戶交換訊息、檔案、聲音、影像或協作內容。
  • 常見例子包括瀏覽器、電郵、即時通訊、視像會議及雲端協作平台。
  • 通訊可以是同步或非同步;同步強調即時互動,非同步容許延後回覆。
  • 雲端協作可讓多人共同編輯同一份文件,並以版本記錄減少版本混亂。

通訊軟件不只是「傳訊息」。它幫助用戶交換文字、聲音、影片與檔案,也支援多人共同編輯和回饋。學習本部分時,重點是分辨不同通訊方式的用途,而不是把所有網絡服務混為一談。

同步通訊例如視像會議,適合即時討論,但受網絡延遲和頻寬影響;非同步通訊例如電郵,適合正式紀錄和延後回覆,但處理附件時要注意版本、大小和存取權限。

雲端協作平台把文件、使用者修改和版本記錄放在同一工作空間中。當多人同時編輯時,平台會顯示修改者和更新內容,並容許還原舊版本,從而減少「誰的檔案才是最新版」的問題。

互動活動 3.2A:通訊軟件 MiniBox

教學引入:本活動只示範通訊軟件,包括瀏覽器、電郵、即時通訊及視像會議;其他網絡安全與網頁請求內容將留待其他頁面處理。

MiniBox 任務:通訊軟件

此 instance 可示範瀏覽器亦屬通訊軟件的一種,並比較同步與非同步通訊。

反思:瀏覽器、電郵、即時通訊與視像會議在通訊時間性和互動方式上有何不同?

互動活動 3.2D:雲端協作版本模擬器

教學引入:在 MiniBox 中顯示多人共同編輯同一份文件、不同使用者修改、版本記錄及還原舊版本。

MiniBox 任務:雲端協作與版本管理

此 instance 示範雲端協作如何維持一致版本,並透過版本記錄還原舊版本。

反思:如果多人以附件方式來回傳同一份文件,為甚麼較容易出現版本混亂?

Check Point 3.2D:協作與傳檔方法

按「下一題」開始。

3.3 應用軟件:媒體開發軟件 Media Development Software

重點

  • 媒體開發軟件用來建立或修改圖像、音訊、影片、動畫及網頁內容。
  • 常見例子包括圖像編輯、音訊編輯、影片剪輯、動畫製作及網頁製作工具。
  • 學習重點包括檔案格式、壓縮、圖層、時間線、位圖與向量圖等概念。
  • 輸出作品時要考慮畫質、檔案大小、相容性及發佈平台。

媒體開發軟件通常涉及較大型的檔案和較多格式選擇。學生在製作影片、海報或網頁時,不應只看軟件功能,亦要理解輸出格式、解像度、壓縮方式和平台要求。

例如相片放大後變模糊,與位圖由像素組成有關;標誌需要在不同尺寸保持清晰,則較適合使用向量圖。影片輸出亦要在畫質和檔案大小之間取得平衡。

在課堂活動中,媒體軟件可用來連繫多個 ICT 概念,包括檔案格式、壓縮、解像度、圖層、時間線、網頁製作及版權材料使用。

互動活動 3.3A:多媒體軟件 MiniBox

教學引入:用不同多媒體應用程式開啟圖像、音訊及影片檔案,觀察格式、播放、簡單編輯與匯出。

MiniBox 任務:多媒體軟件

只顯示與圖像、音訊、影片檔案相關的應用程式,不混入系統工具。

反思:為甚麼圖片、音訊和影片通常需要不同類型的應用程式處理?

互動活動 3.3B:多媒體開發軟件示範

教學引入:使用 MiniBox 多媒體開發軟件示範素材加入、時間軸、預覽、輸出及匯出。

MiniBox 任務:多媒體開發軟件

只顯示與多媒體開發相關的軟件,可示範簡單編輯、預覽、輸出或匯出。

反思:為甚麼多媒體開發軟件通常需要「素材 → 編輯 → 預覽 → 匯出」的流程?

Check Point 3.3:多媒體製作工具

按「下一題」開始。

3.4 應用軟件:教育軟件 Educational Software

重點

  • 教育軟件支援教學、練習、評估、自學及學習管理。
  • 例子包括電子學習平台、練習系統、模擬學習工具、自學軟件及測驗平台。
  • 常見功能包括自動批改、即時回饋、學習進度追蹤、成績分析及適應性學習。
  • 使用教育軟件時要注意資料私隱、回饋質素及是否真正促進理解。

教育軟件在 ICT 學習中特別有用,因為很多概念抽象而不可見,例如 CPU 排程、網絡請求、磁碟碎片或虛擬化。透過模擬,學生可以看到流程和後果,比單靠文字解釋更容易理解。

一個好的教育軟件不只是把紙本練習搬到屏幕上。它應該能提供即時回饋、記錄學習進度、指出常見錯誤,並在適當時提供重溫建議,幫助學生改善學習策略。

不過,教育軟件亦涉及資料私隱和教學質素。平台可能收集姓名、成績、學習時間和答題紀錄,因此學校和用戶都要留意權限、資料保護和使用目的。

互動活動 3.4:電子學習平台模擬器

教學引入:在 MiniBox 內開啟本網站的電子學習平台示範,觀察教育軟件如何支援學習、練習、提交及回饋。

MiniBox 任務:教育軟件:電子學習平台

本 instance 只顯示電子學習平台相關功能,不顯示其他無關應用程式。

反思:教育軟件如何把內容、練習、提交及回饋連成一個學習循環?

Check Point 3.4:教育軟件

按「下一題」開始。

4 電腦系統的運作方式/處理模式

重點

  • 不同系統或軟件會按工作特性採用不同處理模式。
  • 本節包括成批處理、實時處理、並行處理、分布式處理及虛擬化。
  • 判斷時要看是否需要即時回應、工作能否拆分、是否需要多部電腦合作,以及資源如何分配。
  • 這些模式常在情境題出現,重點是能根據例子作合理解釋。

電腦系統並不是所有工作都用同一種方式處理。不同處理模式的設計,是為了配合不同工作特性,例如大量但不急的工作、需要即時反應的控制系統、可分拆的大型運算、需要多機合作的資料處理,以及需要隔離環境的伺服器。

成批處理適合把大量工作集中到某個時間處理,例如月尾計算薪金;實時處理則強調在指定時間內回應,例如感應器偵測異常時要立即作出反應。判斷時要看「可否等待」和「延遲是否有嚴重後果」。

並行處理、分布式處理和虛擬化都涉及多個部分一起工作,但概念不同。並行處理通常在同一系統內用多核心加快一個可分割任務;分布式處理用多部電腦透過網絡合作;虛擬化則是在同一實體硬件上建立多個虛擬環境。

互動活動 4A:電腦系統的運作方式 MiniBox

教學引入:直接使用 MiniBox 已有的處理模式示範,避免在本頁重寫重複模擬。

MiniBox 任務:電腦系統的運作方式

左邊提供處理模式任務提示,右邊顯示 MiniBox 處理模式主畫面。

反思:成批處理、實時處理、並行式處理及分布式處理各自適合甚麼情境?

互動活動 4.5:Virtual Machine Simulator 虛擬化

教學引入:使用 MiniBox 虛擬機管理員示範在一部實體電腦上分配 CPU、主記憶體及儲存空間給虛擬機。

MiniBox 任務:虛擬化

此 instance 只顯示虛擬機管理相關功能,與處理模式主示範互相補充。

反思:同一部實體電腦同時執行主機系統與虛擬機時,為甚麼資源分配特別重要?

Check Point 4:不同操作模式

按「下一題」開始。

5 綜合應用:軟件安全、授權與 IT 支援排難

重點

  • 軟件安全與授權是使用軟件時不可忽略的部分。
  • 下載或安裝軟件前,要檢查來源、權限、附隨軟件、授權條款及副檔名。
  • 免費軟件、共享軟件和開放源碼軟件的使用權利不同,不應混淆。
  • IT 支援排難應先判斷問題屬於應用軟件、操作系統、實用軟件、驅動程式、網絡還是硬件。

軟件學習不只關乎功能,也關乎正確和安全地使用。安裝軟件前,應核實來源、檔名、副檔名、權限要求和授權條款;遇到附隨軟件或要求關閉防護的安裝程序,應特別小心。

授權方面,不同分發方式代表不同權利。免費軟件不等於可以修改源碼;開放源碼軟件亦要遵守其授權條款;共享軟件可能只是試用而非永久免費。

最後的 IT 支援活動把全頁概念串連起來:同一個症狀可能涉及應用軟件、操作系統、實用軟件、驅動程式、網絡或硬件。排難時要先收集證據,再作出最合理和最安全的處理。

互動活動 5A:軟件安裝風險與授權判斷

教學引入:在 MiniBox 中檢查下載來源、系統管理員權限要求、附隨軟件及授權條款。

MiniBox 任務:軟件安裝風險與授權判斷

本 instance 只顯示安裝風險檢查,不連接真實下載或外部網站。

反思:為甚麼要求關閉防護或使用破解版本的安裝程序屬於高風險訊號?

互動活動 5B:Computer Repair / IT Support RPG

教學引入:根據症狀選擇安全、可逆的第一個診斷步驟,整合軟件分工、實用軟件、備份及驅動程式概念。

MiniBox 任務:IT 支援排難模擬

此 instance 只顯示排難個案與診斷工具,協助學生建立有次序的排難思維。

反思:為甚麼良好的 IT 支援通常先做低風險、可逆的檢查,而不是立即重裝系統?

Check Point 5A:軟件授權與分發方式

按「下一題」開始。

Check Point 5B:IT 支援情境判斷

按「下一題」開始。

重設全部 MiniBox 練習

如要讓本頁所有 MiniBox iframe 回到初始狀態,可使用以下初始化選項。此操作只會重設本頁各個 MiniBox instance,不會改動小測成績或其他頁面。

初始化選項

完整初始化會同時重建所有虛擬檔案及操作系統設定;只初始化設定會保留現有虛擬檔案;只初始化檔案會把檔案總管內的檔案回復至初始狀態。