第1章        计算机基础知识       1.1 计算机概述 1.1.1 计算机的发展历史   在第一台计算机诞生以来的50多年里,其发展日新月异,令人目不暇接。特别是电子器件的不断改进,有力地推动了计算机的发展,因而人们习惯以计算机的主要元器件作为计算机发展年代划分的依据,将计算机的发展划分成几个阶段。   1. 第一代:电子管计算机(1946-1958)   第二次世界大战期间,美国军方研制计算机,目的是为了生成导弹轨道表格。1946年,美国宾夕法尼亚大学研制成功世界上第一台计算机ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer,电子数字积分分析器和计算机)。   图1-1是第一台计算机的照片(仅仅是该计算机的1/10),其特点是:体积庞大,耗电量大;速度低,每秒钟几千到几万次运算;价格昂贵,50万美元;存储容量小,当时的外存储器是纸带、卡片、磁带和硒鼓,内存储器容量为1000~4000字节;可靠性差;机器语言编程;应用难度大,仅应用于军事和科学研究领域。   第一代计算机的代表是UNIVAC-I。   我国在1956年开始研制计算机,1958年研制成功第一台电子管计算机103机。1959年研制成功104机,每秒的运算速度达到1万次。   2. 第二代:晶体管计算机(1958-1964)   巴丁和肖克莱等人发明了晶体管,开辟了电子时代的新纪元。此时的计算机尺寸大大缩小,降低了价格,减少了故障。   1959年,第一台晶体管计算机问世,由此,计算机进入了第二代。其运算速度比第一代计算机提高了近百倍,而且体积小,成本低,重量轻,功耗小,速度快(每秒几十万次),功能强,可靠性高,使用计算机的效率大大提高。 图1-1 第一台计算机   第二代计算机的主要逻辑部件采用晶体管,早期的晶体管参见图1-2。内存储器主要采用磁芯(内存容量达到几十万字节),外存储器主要采用磁盘、磁带。 图1-2 早期的晶体管   在程序设计方面,人们研制出了一些通用的算法和语言,如FORTRAN、ALGOL和COBOL。出现了监控程序,其发展成为后来的操作系统。   在计算机的应用领域,也从科学计算扩充到数据处理、事务处理等。   第二代计算机的代表是IBM-7000。   1964年,我国研制成功晶体管计算机。   3. 第三代:小规模集成电路计算机(1965-1971)   1958年,人们发明了集成电路(IC),将多个电子元件结合到一片小小的硅片上。于是,计算机体积变得更小,功耗更低,而且速度更快。   这一时期的发展还包括操作系统的使用,控制协调计算机中运行的程序,编程语言出现了PASCAL。   IBM 360系列计算机是这一时代的代表,最早采用了集成电路。参见图1-3。   1971年,我国研制了以集成电路为主要器件的DJS系列计算机。 图1-3 IBM 360系统   4. 第四代:大规模集成电路计算机(1971年-现在)   大规模集成电路(LSI)可以在一个芯片上容纳数千甚至数万个元件,20世纪70年代末期,更大规模集成电路(VLSI)可以在一个芯片上容纳数万到几十万个元件。由此,计算机的体积和价格不断下降,而存储容量、功能和可靠性不断增强。   第四代计算机的代表是IBM 4300系列、3080系列、3090系列和9000系列。   摩尔定律:   IT行业有一个著名的摩尔定律,即每18个月,计算机的性能价格比翻一番。   5. 新一代计算机   新一代计算机的目标是,让计算机具有人的智能,可以听、看、说,甚至思考,具有知识存储和知识库管理功能,能够进行推理判断、联想和学习。    1.1.2 计算机的分类   1. 按性能和规模划分   (1)巨型机   也称为超级计算机,指目前速度最快、处理能力最强、价格最贵的计算机,如我国自行研制的“银河”、“曙光”和“神威”计算机。   (2)大型机   特点是大型、通用,具有较快的处理速度和较强的处理能力。主要作为大公司、银行、高等院校网络的主机使用。   (3)小型机   规模较小,结构简单,设计试制周期短,便于采用先进工艺,因而其应用范围很广。   (4)微型计算机   又称个人计算机(Personal Computer,PC)。由于微型计算机小巧、方便、便宜、功能强大,它的应用已经遍及社会的各个领域。除了台式机之外,还有笔记本、掌上电脑等。根据字长划分,微型机可以划分为8位、16位、32位和64位机;根据CPU芯片划分,可以分为286、386、486、Pentium、PentiumII、PentiumIII、Pentium4等。根据结构划分,可以分为单片机、单板机、多芯片机和多板机。   提示:   在芯片制造上,美国的Intel公司是业界的领头羊。   (5)工作站   介于微型机与小型机之间的高档微机系统。有人将采用Pentium3、Pentium4,配置Windows NT/2000操作系统的电脑称为“个人工作站”,而将传统采用680X0芯片,配置UNIX操作系统,具有高图像性能的工作站称为“技术工作站”。   (6)网络计算机(Network Computer,NC)   是在Internet充分普及和Java语言推出的情况下提出的一种全新概念的计算机。它是一个与标准显示器、键盘和鼠标相连的小型机箱,没有硬盘驱动器,关机时所有的应用和数据均保留在服务器或主机上,可以称为“瘦客户机”。它具有和个人计算机相同的功能,而且更安全、更便宜,但受现有应用系统、本身技术和局域网带宽限制,还未成为主流。   2. 按功能和用途划分   通用计算机,即通常使用的计算机。   专用计算机,功能专一,一般用于完成某项特定的工作。常用于工业控制和自控装置等,比如飞机上的自动驾驶仪器。   3. 按照处理数据的形态划分   (1)数字计算机:计算机处理的数据是二进制数据。其特点是精确,通用性强。   (2)模拟计算机:计算机处理的数据是模拟数据,比如电压、电流等。其特点是处理速度快。   (3)混合计算机:具有上述两种计算机的优点。 1.1.3 计算机的特点与应用   1. 计算机的特点   计算机具有如下特点。   (1)速度快。现代的计算机,已经可以达到每秒数百亿次甚至数千亿次运算,可以在各个领域提供快速的服务。   (2)精度高。计算机的精度主要由其字长所决定,现代的计算机计算精度,可以满足人们对于各种复杂计算的需求。   (3)容量大。现代的计算机,无论是内存,还是外存,都可以存储大量信息,使其在信息查询检索方面可以得到广泛应用。   (4)可靠性高。现代的计算机使用大规模和超大规模集成电路,几乎不会犯错误。   (5)全自动。人们编制程序之后,计算机可以自动工作,无须人工干预。   (6)应用范围广,通用性强。计算机可以应用于各行各业,各个领域。   2. 计算机的应用   (1)科学计算   也称为数值计算,通常是指用于完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。   (2)数据处理   也称为信息处理,非数值计算,是指对大量的数据进行加工处理,例如统计分析、合并、分类等。数据处理是现代化管理的基础,以一个企业为例,从市场预测、经营决策、生产管理到财务管理,无不与数据处理有关。   (3)过程控制   过程控制又称实时控制,是指用计算机及时采集检测数据,按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制或自动调节。现代工业,由于生产规模不断扩大,技术、工艺日趋复杂,从而对实现生产过程自动化的控制系统要求也日益提高。利用计算机进行过程控制,不仅可以大大提高控制的自动化水平,而且可以提高控制的及时性和准确性,从而改善劳动条件、提高质量、节约能源、降低成本。计算机过程控制已在冶金、石油、化工、纺织、水电、机械、航天等部门得到广泛应用。   (4)CAD(计算机辅助设计)/CAM(计算机辅助制造)/CIMS(计算机集成制造系统)   计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)是用计算机帮助设计人员进行设计。由于计算机有快速的数值计算、较强的数据处理以及模拟的能力,使CAD技术得到广泛应用,如飞机船舶设计、建筑设计、机械设计、大规模集成电路设计等。采用计算机辅助设计后,不但减少了设计人员的工作量,提高了设计的速度,更重要的是提高了设计的质量。   CAM是用计算机进行生产设备的管理、控制和操作的过程。如在产品的制造过程中,用计算机控制机器的运行,处理生产过程中所需的数据,控制和处理材料的流动以及对产品进行检验等。使用CAM技术可以提高产品的质量、降低成本,缩短生产周期、改善劳动统计。   CIMS是指以计算机为中心的现代化信息技术应用于企业管理与产品开发制造的新一代制造系统。它将企业生产、经营各个环节,从市场分析、经营决策、产品开发、加工制造到管理、销售、服务视为一个整体,即以充分的信息共享,促进制造系统和企业组织的优化运行,其目的在于提高企业的竞争能力及生存能力。   (5)教育与家庭生活   计算机在教学中得到广泛的应用,比如计算机辅助教学(CAI)、计算机模拟教学、多媒体教室、网上教学和电子大学等。   在家庭生活中,计算机可以帮助人们娱乐、理财、管理信息等。    1.1.4 多媒体技术   1. 什么是多媒体   媒体是指用以存储信息的实体(如磁盘、光盘)和承载信息的载体(如文字、声音、图像)。   多媒体的基本元素包括:文本、图形、图像、动画、音频、视频等。多媒体又称为超媒体,常常不是说多媒体信息本身,而主要是指处理和应用多媒体的综合技术,利用这种技术实现声音、图形、图像等多媒体的集成应用。特别是它将图形、图像和声音结合起来表达客观事物,在方式上非常生动、直观、易被人们接受。   报纸、电影、电视等,都是以它们各自的媒体进行信息传播的。有些是以文字做媒体,有些是以图像做媒体,有些是以图、文、声、像做媒体。以电视为例,虽然它也是以图、文、声、像做媒体,但它与多媒体系统存在明显的差别。   (1)电视观赏的全过程均是被动的,而多媒体系统为用户提供了交互特性,极大地调动了人的积极性和主动性。   (2)过去熟悉的图、文、声、像等媒体几乎都是以模拟量进行存储和传播的,而多媒体是以数字量的形式进行存储和传播的。   多媒体技术是以计算机技术为核心,将现代声像技术和通信技术融为一体,以追求更自然、更丰富的接口界面,因而其应用领域十分广泛。它不仅覆盖计算机的绝大部分应用领域,同时还拓宽了新的应用领域,如可视电话、视频会议系统等。实际上,多媒体系统的应用以极强的渗透力进入了人类工作和生活的各个领域,正改变着人类的生活和工作方式。   多媒体的特点如下。   (1)数字化:多媒体处理的是数字化的信息。   (2)交互性:利用多媒体功能,人们不是像传统媒体那样仅仅是被动接受,比如用户可以在游戏中控制角色的动作。这是多媒体最重要的特点之一。   (3)集成性:这种特点就是将多种媒体信息有机地组织到一起,共同表达完整的多媒体信息,使文字、图形、声音和图像一体化。这也是多媒体最重要的一个特点。   (4)实时性:有的媒体如声音、图像等与时间密切相关,所以需要实时处理。   2. 多媒体计算机的概念   多媒体计算机是指能综合处理多媒体信息,使多种信息建立联系,并具有交互性的计算机系统。实际上,多媒体计算机(MPC)是个人计算机领域综合了多种技术的一种集成形式,它汇集了计算机体系结构,计算机系统软件,视频、音频信号的获取、处理、特技以及显示输出等技术。   一个多媒体计算机系统一般由4部分构成:多媒体硬件平台、多媒体操作系统、图形用户接口、支持多媒体数据开发的应用工具软件。   具体的一台具有多媒体功能的计算机系统组成主要包括以下几部分。   (1)多媒体主机,支持多媒体指令的CPU。   (2)多媒体输入设备,如录像机、摄像机、CD-ROM、话筒等。   (3)多媒体输出设备,如喇叭、耳机、录像带、激光盘等。   (4)多媒体接口卡,如音频卡、视频卡、图形压缩卡、网络通信卡等。   提示:   音频卡的主要功能为数字音频(模拟信号与数字信号的转换,压缩声音信号);音乐合成(FM合成和波形表合成);MIDI(乐器数字接口)与音效(回声、混响、和声等)。视频卡(Video Card)处理静止或运动的图像信号。常见的有电视信号采集卡、图像压缩VGA到NTSC/PAL电视信号转换盒。   (5)多媒体操纵控制设备,如触摸式显示屏、鼠标、操纵杆、键盘等。   多媒体计算机的软件系统是以操作系统为基础,再加上多媒体数据库管理系统、多媒体压缩与解压缩软件、多媒体通信软件等构成的。 1.2 数制 1.2.1 数制的基本概念   数制是人们利用符号来计数的科学方法。通常使用的数制是按进位的方式计数的数制,简称进位制。其特点是数码的数值大小与它在数中的位置有关。   例如,十进制数111,第1个“1”处在个位上,它代表1;第2个“1”处在十位上,它代表10;第3个“1”处在百位上,代表100。这3个“l”由于所处的位置不同而代表不同的数值。   进位计数制中,逢十进一的是十进制,逢二进一的是二进制。但无论是哪种进位制,都涉及两个最基本的概念:基数和权。   1. 基数   基数是指在进位制中允许使用的基本数码的个数,即每个数位上能使用的数码个数。如最常用的十进制的基数是10,因为在十进制中每一个数位上允许选用 0、l、2、3、4、5、6、7、8、9这10个数中的1个,每位计满以后就向高位进1。   例如十进制数321,“1”在个位上,代表的数值是1×100=1。“2”在十位上,代表的数值是2×101=20。“3”在百位上,代表的数值是3×102=300。如下所示。    权 权 权   321=1×100+2×101+3×102 基数 基数 基数   2. 权   可见,每个数码所代表的数值等于该数码乘以一个与数码所处数位有关的常数,这个常数就叫做“位权”简称“权”。权的计算方法如下:以该进位制的基数为底,以数码所在数位的序号为指数,所得的整数次幂,即为该进位制在该数位上的权。   例如,十进制中,从小数点向左数第1位是个位,权是100;第2位是百位,权是101;第3位是千位,权是102……。从小数点向右数的第1位是十分位,权是10-1;第2位是百分位,权是10-2……。    1.2.2 二进制   1. 二进制的概念   二进制的基数为2,只有“0”和“l”两种基本数码,在计算机中可以很容易地利用电子元件的饱和、截止两种稳定状态,即高电平和低电平来表示一个数位上的0数码和1数码,因此,计算机存储和计算都是用二进制数。二进制数n可以写成(n)B或(n)2,它的基本特点如下。   (1)只有两个基本数码:0和1。   (2)逢二进一,例如 1加 1的结果是10。   (3)任意一个n位整数部分,m位小数部分的二进制数B可以表示成:   B=Bn-1×2n-1+Bn-2×2n-2+…+B1×21+B0×20+B-1×2-1+B-2×2-2+…+ B-m×2-m   其中Bi是数码,取值范围是0或1,2是基数,2i是权。   上式称为二进制的“权展开式”。   2. 二进制数转换为十进制数   二进制到十进制的转换十分简单,只需把一个二进制数按上述权展开式写成多项式和的形式,算出多项式的结果即可。即将各数位的权和该位上的数码相乘,乘积相加,和就是该二进制数对应的十进制数。例如:   (110101.001)2=1×25+1×24+0×23+1×22+0×21+1×20+1×2-3    =32+16+0+4+0+1+0.125    =53.125   二进制数向十进制的转换十分简单,即从右向左进行:第1位上的“1”表示1,第2位上的“1”表示2,第3位上的“1”表示4,第4位上的“1”表示8,第5位上的“1”就表示16,……依此类推,把所有有“1”的位上表示的数全部加起来,就得到答案了。如下,将二进制数11001011转换为十进制数。   二进制数11001011就转换为:   128+64+8+2+1=203   3. 十进制数转换为二进制数   整数部分采用“除2取余”的方法。   (1)把十进制数的整数部分除以2,取余数作最低位系数k0。   (2)再取商继续除以2,取余数作为高一位的系数。   (3)如此继续,直到商为0时得到最高位系数,停止算法。   依次所得到的余数序列就是转换成的二进制数的整数部分。   小数部分转换遵循“乘2取整法”。   (1)将十进制数的小数部分乘以2,结果的整数部分是0则取“0”,是1即取“1”。   (2)再将结果的小数部分继续乘以2,取其整数部分,依次进行。   (3)最后将这些取到的0和1依序连起来作为二进制数的小数部分。   例如:把十进制数100.375转换成二进制数。   转换过程如下。   整数部分100的转换如下。   2   100   余数   系数ki      2   50   0   k0   最低位   2   25   0   k1      2   12   1   k2      2   6   0   k3      2   3   0   k4      2   1   1   k5         0   1   k6   最高位   整数部分的转换结果是:(100)10 = (1100100)2。   整数部分的转换实际上就是做带余数的连除法,又如将55转换为二进制数,连做下面的除法。   55÷2=27…………余1   27÷2=13…………余1   13÷2= 6…………余1   6 ÷2= 3…………余0   3 ÷2= 1…………余1   1 ÷2= 0…………余1   把余数从下往上连起来,即110111就是最后的答案。   小数部分0.375的转换如下。    0.375   × 2    0.750 取0    0.75   × 2    1.50 取1    0.5   × 2    1.0 取1   小数部分的转换结果是:(0.375)10 = (0.011)2。   所以,总的换算结果就是:(100.375)10= (1100100.011)2。 1.2.3 十六进制   十六进制基数为16,它的数字符号有:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A(表示10)、B(表示11)、C(表示12)、D(表示13)、E(表示14)、F(表示15)。   任意十六进制数都可以根据其组成数字的数码符号及每个符号所处的位置展开成为以16为底的乘幂求和式。   1. 十六进制转换为十进制   要将十六进制数字转换为十进制数字,也可以按权展开。例如,要将十六进制A12转换为十进制:   10×162+1×161+2×160=274   2. 十六进制与二进制之间的转换   4个二进制数,可以表示一位十六进制数,所以,二进制与十六进制之间的转换非常简单,若是二进制转换为十六进制,则从个位开始,每4位一组转换为十六进制。例如,二进制数字0001100001110011要转换为十六进制数,则按如下方式转换:   0001 1000 1111 0011 二进制数字划分为4组    1 8 15(F) 3 每组对应的十进制数   所以结果为18F3。   要将十六进制数字转换为二进制,则反向处理即可。每个十六进制数字对应4位二进制数字。 1.2.4 八进制   八进制有8个数码符号0、1、2、3、4、5、6、7,基数为8,逢八进一。任意八进制数都可以根据其组成数字的数码符号及每个符号所处的位置展开,成为以8为底的乘幂求和式。 1.3 数据   数据是一组可以识别的记号或符号,它通过各种组合来表达客观世界中的各种信息。数据是信息的载体,是信息的具体表现形式。数据可以是数字、字符、文字、声音、图像等,可以存储在物理介质上,用于传输和处理。   计算机中的数据是二进制数,常用的单位有:位、字节和字3种。   计算机中最小的数据单位是二进制的一个数位,简称位(bit,比特)。一位只能用来存放一位二进制数,即“0”或“1”。   通常将相邻8位组成一个字节(Byte,拜特),简写为B。字节是计算机中用于衡量容量大小的最基本单位,容量一般用KB、MB、GB、TB来表示,它们之间的关系是:   1KB=1024B   1MB=1024KB   1GB=1024MB   1TB=1024GB   其中,1024=210。          1.4 编码   计算机除了能处理数字数据外,还能处理非数值的各种字符数据,如英文字母、汉字、运算符等。但在计算机中,数据是用二进制表示的,所以数据在输入计算机之前必须进行编码。编码有很多种方法,但只有采用相同的编码方式,才能使全国乃至全世界的计算机用户在信息的表示、交换、处理、传输和存储等基本问题上达成一致。因此,颁布了编码的国家标准和国际标准。   提示:   编码方法有多种,在这里只介绍字符和汉字的编码。    1.4.1 西文字符与ASCII码   字符数据主要指数字、字母、通用符号、控制符号等,在计算机中它们都被转换成能被计算机识别的二进制编码形式。对西文字符编码使用最多、最普遍的是ASCII字符编码,全称是American Standard Code for Information Interchange(美国信息交换标准码)。   ASCII码是用7位表示一个字符,由于27=128,所以可以表示128种不同的字符,共有3类。   (1)数字0~9。   (2)26个大写英文字母和26个小写英文字母。   (3)各种运算符号、标点符号和控制字符等。   每个字符用7位码表示,其排列次序为: d6d5d4d3d2d1d0 高位 低位   其中d6是高位,d0是低位。在计算机中一个字符是用8位表示的。正常情况下,最高位d7为0。 d7d6d5d4d3d2d1d0    一般为0   要确定某个字符的ASCII码时,先在ASCII表中查到该字符的位置,然后根据这个字符所在位置确定高位码(d6d5d4)、低位码(d3d2d1d0),将高位码和低位码拼在一起就是该字符的ASCII码。 注意: 扩展的ASCII使用8位来表示一个字符,28=256,这样,便可以表示256个不同字符。   表1-1所示为ASCII表。 表1-1 ASCII码的编码方案     高位 低位 000 001 010 011 100 101 110 111 0000 NUL DEL SP 0 @ P ` p 0001 SOH DC1 ! 1 A Q a q 0010 STX DC2 “ 2 B R b r 0011 ETX DC3 # 3 C S c s 0100 EOT DC4 $ 4 D T d t 0101 ENQ NAK % 5 E U e u 0110 ACK SYN & 6 F V f v 0111 BEL ETB ‘ 7 G W g w 1000 BS CAN ( 8 H X h x 1001 HT EM ) 9 I Y i y 1010 LF SUB * : J Z j z 1011 VT ESC + ; K [ k { 1100 FF FS , < L \ l | 1101 CR GS - = M ] m } 1110 SO RS . > N ^ n ~ 1111 SI US / ? O _ o Del    1.4.2 汉字编码   汉字也是字符,但汉字的计算机处理技术远比西文字符复杂。汉字是象形文字,结构复杂,字型、字音和字义之间没有明显的规律可寻,因此应对汉字采取特殊的编码方式。根据汉字处理过程中的不同要求,汉字的编码主要分为4类:汉字输入编码、汉字交换码、汉字内码和汉字字型码。   1. 汉字输入编码   汉字编码的实质就是用字母、数字和一些符号代码的组合来描述汉字。目前,汉字编码的方案有很多种,主要可分为4种:数字编码、字音编码、字形编码、音形编码。   (l)数字编码:就是用数字串代表一个汉字,优点是易于和机内码转换,不足之处是不便记忆。电报码、区位码等都是这种编码。   (2)字音编码:就是用汉语拼音来代表一个汉字的输入,优点是方便掌握,但由于汉字的同音字较多,输入重码率很高,按拼音输入后还必须进行同音字选择,这样便影响了输入速度。全拼和双拼都属于这种编码。   (3)字形编码:汉字都是由一笔一划组成的,而且所有笔划是有限的,这样就可以将汉字笔划用字母或数字编码。输入时,必须按汉字笔划的书写顺序依次输入。五笔字型、表形码都是这种编码。   (4)音形编码:结合了字音编码和字形编码的优点,根据汉语拼音和字形结构双重因素规定汉字编码。   2. 汉字交换码   (1)国标码   国家标准汉字编码简称国标码,全称是“信息交换用汉字编码字符集?基本集”,以国家标准局公布的GB 2312─80规定的汉字交换码作为标准汉字编码。该编码主要用做汉字信息交换。   GB 2312─80中共收录了汉字、字母、图形等字符7445个,其中汉字6763个,682个非汉字图形符号。   6763个汉字又按其使用频度、组词能力以及用途大小分为一级常用汉字3755个和二级常用汉字3008个。一级汉字按拼音字母顺序排序,对于同音字则按起笔笔划顺序排列,若起笔相同,则按第二笔的笔划顺序排列,以此类推。二级汉字按部首顺序排列。   有了统一的国标码,不同系统之间的汉字信息就可以互相转换了。   (2)区位码   汉字的区位码与英文的ASCII码类似,它使用一个94×94的代码表来表示7445个汉字,即94行、94列。每个汉字用两个字节表示,前一字节表示区码,后一字节表示位码,区码和位码各用两位十六进制数字表示,因此,输入一个汉字时要按键4次。例如,汉字“啊”的国标码为3021H。   在区位码中,按如下方式安排汉字。   ① 16~55区是一级常用汉字。   ② 56~87区是二级常用汉字。   ③ 88~94区是保留区,可存储自造字代码。   (3)汉字字符集   除了前面介绍的GB 2312─80国标码之外,还有如下汉字字符集。   ① GBK编码:这是汉字内码扩展规范,与GB 2312─80兼容,收录汉字21003个,1894个造字码位,简体繁体收录在一起。   ② Unicode和CJK编码:Unicode是通用编码字符集,每个字符使用4个字节表示,其编码空间可以容纳世界上的各种文字。CJK编码是中日韩统一编码字符集,以汉字字形为编码标准,按照部首笔画数目排序。   ③ GB 18030─2000编码:支持全部CJK统一汉字字符,编码空间有160多万个,并且解决了内地GB编码与BIG─5编码不能方便地转换的状况。   ④ BIG─5编码:这是繁体字编码方案,也叫做大五码。使用双字节编码,有13461个汉字,408个符号。   3. 汉字内码   汉字的机内码是汉字在计算机内部存储、处理的代码。汉字数量较多,用一个字节无法区分,故一般用两个字节表示。两个字节共有16位,但每个字节的最高位一般不用。汉字字符必须能与英文字符互相区分,英文字符的机内代码是最高位为0的8位ASCII码,而汉字字符机内代码的两个字节的最高位都为“1”,即将GB 2312─80规定的汉字国标码的每字节最高位置“1”作为汉字机内码。如   “啊”的国标码:0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1   “啊”的机内码:1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1   4. 汉字字型码   存储在计算机中的汉字在屏幕或打印机上显示、输出时,要用到汉字字型码。这种编码是通过点阵的形式产生的。所有的汉字都可以在同样大的方块中显示,方块是由点组成的,所有的点就是一个点阵。每个点可以用二进制的一个位组成,“0”、“1”分别代表“白”和“黑”两种颜色。这样一来,用一个0、l 字符串就可以表示一个点阵,利用这样的点阵就可以输出汉字了。   根据不同字体的汉字的不同要求,汉字的点阵大小也有所不同,有16×16点阵、24×24点阵、32×32点阵、64×64点阵、96×96点阵、128×128点阵、256×256点阵等。点阵越大,字形越美观,所需的存储空间越大。如对于16×16点阵的字型码,需要用32个字节(16×16÷8=32),其中“8”代表一个字节有8位。 1.5 计算机系统的组成 1.5.1 概述   计算机系统由硬件系统和软件系统构成。硬件系统包括控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备等;软件系统包括系统软件和应用软件。   一个完整的微型计算机系统应包括硬件系统和软件系统两大部分。   计算机系统的组成如图1-4所示。                                                                1.5.2 计算机硬件的组成   硬件是指组成计算机的各种物理装置,由各种实在的器件组成。包括运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备。   1. 运算器   运算器又称算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit,ALU)。运算器主要完成各种算术运算和逻辑运算。运算器主要由一个加法器、若干个寄存器和一些控制线路组成。   2. 控制器   控制器就是协调和指挥整个计算机系统操作的指挥中心。它本身不具有运算功能,而是通过读取各种指令,并对其进行翻译、分析后对各部件做出相应的控制。控制器主要由指令寄存器、译码器、程序计数器、操作控制器等组成。   CPU:   中央处理器即CPU(Central Processing Unit),是计算机的最核心部件,主要包括运算器和控制器两大部分。CPU又称微处理器,是一个体积很小的芯片。CPU除了包括运算器和控制器两大部件外,还包括多个寄存器和高速缓冲存储器。计算机的所有操作都由CPU控制,它和内存储器构成了计算机的主机,是计算机系统的主体。中央处理器的基本功能是:运算处理、数据传输和整体控制。   3. 存储器   计算机的存储器是计算机的记忆和存储部件,计算机中的原始输入数据、经过加工的中间数据及最后处理完成的有用信息都存放在存储器中。存储器分为内存储器(主存储器)和外存储器(辅助存储器)。内存储器用来存放CPU进行处理所需要的程序和数据;外存储器用来存放当前计算机暂时不需要的或需要永久保存的程序和数据。   (1)内存储器:内存储器简称内存,用来存放计算机正在运行的程序和数据。它是采用大规模和超大规模集成电路制造的半导体存储器,具有体积小、重量轻、密度大、存取速度快等特点。   (2)外存储器:外存储器简称外存。外存储器用来存放需要永久保存的或相对来说暂时不用的各种数据和程序。外存储器不能被CPU直接访问,必须通过专门设备将存储在外存中的信息先调入内存中才能为CPU所用。这类存储器的特点是存储量大、价格较低、而且在断电的情况下也可长期保存信息,所以又叫永久性存储器。   软盘、硬盘、移动硬盘、U盘、光盘、磁带等,都属于外存。   4. 输入/输出设备   输入/输出设备是计算机与外界(人或其他设备,包括另一台计算机)联系和沟通的桥梁,用户通过输入/输出设备与计算机系统互相通信。   输入是把信息送入计算机的过程。输入设备是指用户能向计算机输入信息的设备。   按照输入信息的类型,输入设备有多种,如键盘、鼠标、写字板、扫描仪、数码相机、麦克风、MIDI演奏器、摄像机等。   输出是从计算机送出信息的过程。输出设备一般是指能从计算机中输出人可以直接识别的信息的设备。例如,在个人计算机系统中,显示器、打印机、绘图仪、视频投影仪等都是常用的输出文字和图形的设备,音箱是输出语音和音乐的设备,显示器是输出视频信息的设备。   5. 总线   总线是连接计算机中CPU、内存、辅存、各种输入/输出控制部件的一组物理信号线及其相关的控制电路,是计算机中用于在各部件间运载信息的公共设施。   总线在计算机的组成中起着重要的作用,因为总线涉及各个部件之间的接口和信号交换规程,它与计算机系统如何扩展硬件结构和增加各类外部设备密切相关。   根据连接部件的不同,总线分为系统总线和内部总线。内部总线连接同一部件的内部控制器、运算器和寄存器。系统总线则连接同一计算机的各个部件,比如内存与CPU之间连接的总线。根据传递内容的不同,系统总线又分为数据总线、地址总线和控制总线。   目前以Pentium 4为CPU的个人计算机中,就有CPU总线和I/O总线之分。总线上有3类信号:数据信号、地址信号和控制信号,负责传输这些信号的线路分别称为数据线、地址线和控制线,协调与管理计算机各部件通过总线传输信息还需要一个总线控制器。   在计算机主板上,有各种扩展槽和接口,用于连接各种元件或设备。 1.5.3 计算机软件的组成   硬件是计算机发挥作用的基础,而软件则是关键。软件包括两个方面:程序和文档。软件可以分为两类:系统软件和应用软件。   1. 系统软件   系统软件是指控制计算机的运行,管理计算机的各种资源并为应用软件提供支持和服务的一类软件。在系统软件的支持下,才能运行各种应用软件。系统软件通常包括操作系统、语言处理程序和各种实用程序。   (1)操作系统   为了使计算机系统的所有软、硬件资源协调一致,有条不紊地工作,就必须有一个软件来进行统一的管理和调度,这种软件就是操作系统。操作系统的主要功能是管理和控制计算机系统的所有资源(包括硬件和软件)。   一般而言,引入操作系统有两个目的。首先,从用户的角度来看,操作系统将裸机改造成一台功能更强、服务质量更高、使用起来更加灵活方便、更加安全可靠的虚拟机,使用户无须了解硬件和软件的细节就能使用计算机,从而提高工作效率。其次,为了合理地使用系统内的各种软、硬件资源,提高整个系统的使用效率和经济效益。   操作系统是最基本的系统软件,是现代计算机必配的软件。现代计算机系统绝对不能缺少操作系统,正如人不能没有大脑一样,而且操作系统的性能很大程度上直接决定了整个计算机系统的性能。操作系统经常用于进行处理器管理(也就是对CPU进行管理)、作业管理(即管理完成独立任务的程序和数据)、存储器管理、设备管理以及文件管理。   常用的操作系统有Windows、UNIX、Linux、OS/2、Novell NetWare等。   根据操作系统的发展过程,通常分为如下几种类型。   ① 单用户操作系统:一次只能运行一个用户程序,典型的代表是DOS以及Windows系统。   ② 批处理系统:主要在大中型机上使用,在这种系统中,可以同时运行多个程序。典型的代表是IBM的DOS/VSE。   ③ 分时操作系统:一台计算机带有多个终端,每个用户都可以在终端上进行工作,就像每个用户自己单独使用这台计算机一样。分时系统将CPU时间划分为很短的时间片,轮流分给每个用户使用。这种系统的典型代表是UNIX系统。   ④ 实时操作系统:实时操作系统用于及时快速反应进行处理的情形,比如在工业生产中的过程控制,这属于实时控制系统,还有用于订票系统、销售系统之类的实时数据处理系统。   ⑤ 网络操作系统:网络操作系统可以管理和控制网络中的计算机及资源。   ⑥ 微机操作系统:微机操作系统从单用户单任务的DOS操作系统,发展到单用户多任务的Windows操作系统,而且Windows版本从最初的Windows 3.x,发展到Windows 95/98、Windows NT、Windows 2000以及Windows XP,每个版本都在不断增强功能,使得用户的操作更为方便。   另外,Linux系统是源代码公开的操作系统,在微机操作系统中也具有一定的实力。   (2)语言处理系统   在所有的程序设计语言中,除了用机器语言编制的程序能被计算机直接理解和执行外,无论是第二代的汇编语言、第三代的高级语言还是第四代的面向问题的语言,用它们编制的源程序都不能在计算机上直接运行,都必须经过一个翻译过程,加工成目标程序后才能转换为计算机所能识别的机器语言程序,实现这个翻译过程的工具是语言处理程序。   翻译的方式有两种:编译和解释。   编译是指在编写完源程序后,将整个源程序翻译成目标程序交给计算机运行。这个过程由编译程序完成。   解释则是对高级语言程序逐句翻译,边解释边运行,解释完了,运行结果也出来了。这个过程由解释程序完成,不产生目标程序。编译程序和解释程序都属于语言处理程序。   汇编程序是将汇编语言编制的程序(源程序)翻译成机器语言程序(目标程序)的工具。而编译程序则是将高级语言编写的程序(源程序)翻译成目标程序的工具。   (3)数据库管理系统   数据库管理系统用于对计算机中的信息进行搜集、存储、处理和使用,比如许多单位都有的人事管理系统。其应用极为广泛,如对信息进行查询、修改、排序、统计等。   数据库管理系统的代表有Visual FoxPro、Oracle、Sybase等。   (4)服务程序   这些程序可以提供服务功能,比如诊断程序、调试程序和编辑程序。   2. 应用软件   利用计算机的软硬件资源为某一专门的应用目的而开发的软件称为应用软件。仔细分析,可以发现,即使是应用于同一目的的各种应用软件在复杂性和成本上也有相当大的差异。但是,应用软件仍然可以分为3大类:通用应用软件,专门行业的应用软件和定制的软件。公司购买或开发的软件类型完全取决于公司的需求、软件的功能,以及公司员工是否能够安装、开发和维护好该软件。   (1)通用软件   通用应用软件支持最基本的应用,广泛地应用于几乎所有的专业领域,如办公软件包、浏览器、数据库管理系统、财务处理程序、工资管理程序等。通用应用软件也可以分为两大类。第一类是为小型企业设计的,它们都以完整的形式出售。第二类是为中等规模以上的企业设计的,通常由许多模块组成,每一个模块完成特定的工作,可以单独购买。模块化方式可使用户只购买那些他们需要的模块。   (2)专用软件   有许多应用软件专门用于某个专业领域,如牙科诊所、法律事务所、房地产事务所等。多数小企业的经营者并不是计算机专家,也无法承担建立自己的信息系统部门的费用。特殊商业应用软件正是用来满足大多数这类企业的信息处理需要。 1.6 程序设计语言   程序是软件中最重要的部分。程序是为了完成某一工作而设计的指令序列,而这些指令序列是要用某种计算机语言来编制的,编制程序的过程又称做程序设计。这些用以编制程序的计算机语言也就是程序设计语言。随着计算机技术的发展和用户要求的不断提高,计算机语言经历了由低级到高级的发展过程。它包括机器语言、汇编语言、高级语言。 1.6.1 机器语言   机器语言是第一代计算机语言,实际上就是机器指令序列,它是直接用二进制代码形式表示的。机器语言可以直接被计算机识别并执行。机器语言是由0和1组成的代码,它的缺点是:编程困难、程序可读性差,查错困难,而且它是面向机器的语言,编制的程序只能在一种机型的机器上运行,换一种型号的机器,指令就全变了。   机器语言的优点是:机器语言程序占用内存少、执行速度快。而且,它是直接根据硬件的情况来编制程序的,因此,可以编出质量较高的程序。   但无论如何,计算机只能接受二进制编码,所以任何高级语言都必须翻译成机器语言才能被计算机接受并执行,这就需要语言处理程序。 1.6.2 汇编语言   汇编语言是第二代语言,所谓汇编语言是指用一些有意义的符号作为编程用的语言,它实际上是一种符号语言。其中使用了很多英文单词的缩写词,这些字母和符号称为助记符。汇编语言的每一条语句和机器语言指令都是一一对应的,因此,它实际上是机器语言的含义表达式。   学习和使用汇编语言自然比机器语言方便多了,既提高了编程速度,检查和修改程序也很方便,并且还保留了机器语言的优点:可以编制出高质量的程序。因此,汇编语言是目前还在应用的语言,主要用于自动控制等对响应速度有极高要求的场合。但汇编语言仍是面向机器的语言,有随机而异的特点。   汇编语言的符号很直观、易懂,因此,程序的可读性比较好,易修改。但是,机器并不认识这些符号,所以必须利用汇编程序将其翻译成机器语言程序。汇编程序是一种语言处理程序,翻译的过程叫做汇编过程。 1.6.3 高级语言   汇编语言和机器语言都是与指令一一对应的,与自然语言相差甚远,而且它们都与机型有着密切的关系,通用性差。20世纪50年代后发展起来的第三代高级语言克服了这两个最根本的弱点,成为一种独立于机型的,接近人们自然语言的计算机语言。高级语言程序可读性强、可靠性好、利于维护,大大提高了程序设计效率。   常用的高级语言有C语言、Visual Basic、Visual C++、Delphi等。   高级语言也要被翻译成机器语言才能被计算机所接受。由汇编语言和各种高级语言编写的符号程序都叫做源程序。源程序通过语言处理程序翻译成的计算机能识别的机器语言程序叫做目标程序。源程序需要经过编译和连接两个过程,才能成为可执行的机器语言程序。 1.7 计算机基本工作原理 1.7.1 基本概念   (1)指令   让计算机完成某个操作所发出的命令,即计算机完成某个操作的依据。一条指令中,包括操作码和操作数两部分,操作码指出要完成什么操作,操作数指出操作数据以及操作结果的存放位置。   计算机执行指令一般分为两个阶段。首先将要执行的指令从内存中取出送入CPU,然后由CPU对指令进行分析译码,判断该条指令要完成的操作,向各部件发出完成该操作的控制信号,完成该指令的功能。当一条指令执行完后就处理下一条指令。   (2)程序   由一系列指令所组成的有序集合,计算机执行程序就是执行这一系列指令。知道了程序的执行过程,也就基本上了解了计算机的工作原理。   使用者根据解决某一问题的步骤,选用一条条指令进行有序的排列。计算机执行了这一指令序列,便可完成预定的任务。这一指令序列就称为程序。显然,程序中的每一条指令必须是所用计算机的指令系统中的指令。因此,指令系统是提供给使用者编制程序的基本依据。指令系统反映了计算机的基本功能,不同的计算机其指令系统也不相同。 1.7.2 计算机的开机过程   计算机开机后,会有如下执行过程。   (1)CPU首先执行固化在只读存储器(ROM)中的一小部分操作系统程序,这部分程序称为基本输入输出系统(BIOS),它启动操作系统的装载过程,先把一部分操作系统从磁盘中读入内存。   (2)然后,由读入的这部分操作系统装载其他的操作系统程序。装载操作系统的过程称为自举或引导。   (3)操作系统被装载到内存后,计算机才能接收用户的命令,执行其他的程序,直到用户关机。   (4)计算机在运行时,CPU从内存读出一条指令到CPU内执行,指令执行完,再从内存读出下一条指令到CPU内执行。CPU不断地取指令,执行指令,这就是程序的执行过程。   总之,计算机的工作就是执行程序,即自动连续地执行一系列指令,而程序开发人员的工作就是编制程序。一条指令的功能虽然是有限的,但一系列指令组成的程序可完成的任务是无限多的。 1.8 计算机硬件初识与应用 1.8.1 认识计算机的外观   计算机有多种,日常办公最常用的计算机是台式机,从外观来看,它由如下几个主要部分构成。参见图1-5。          图1-5 计算机的外观   (1)主机箱:这是计算机的主要组成部分,如CPU(中央处理器)、内存(临时存储数据的场所)、硬盘(永久存储数据的场所)和光驱等。   (2)显示器:这是计算机的主要输出设备。通常是一个显示屏幕,下面有几个按钮,可以调整显示器的亮度、对比度等。   (3)键盘和鼠标:这些是计算机的主要输入设备,是用户向计算机发出命令的工具。   图中只是给出了计算机的主要构成,根据实际使用的不同,还会有其他设备,例如打印文件的打印机,播放音乐的音箱,输入数据的手写板等。 1.8.2 主机箱   参见图1-6,主机箱是计算机的主要构成,里面的组成比较复杂。 图1-6 计算机机箱   (1)电源开关和指示灯   计算机的电源开关通常在主机箱的前面板上,按下电源开关,将打开计算机。   计算机打开后,电源指示灯(绿色)会发光,表示现在计算机处于接通电源的状态。操作时,还会有一个工作状态指示灯(红色)在闪烁,表示此时正处于工作繁忙状态。   (2)光驱   随着多媒体技术的发展,光盘驱动器已成为计算机的基本配置。光盘存储器是一种利用激光技术存储信息的装置。光盘存储器由光盘片和光盘驱动器构成。   光盘是一种利用激光技术存储信息的大容量辅助存储器,它需要与光盘驱动器配合才能使用。根据性能的不同,光盘分为3类:只读型光盘、一次写入型光盘和磁光盘。 * 只读型光盘(Compact Disk Read Only Memory,CD-ROM):只能读出其中的数据,不能进行写操作。 * 一次写入型光盘(Write Once Read Many times,WORM):可以写入,但只能写入一次。一旦写入,可多次读取。 * 磁光盘(Magneto Optical disk,MO):也叫可擦 / 重写型光盘,该光盘可以进行多次读写等操作。   通常,光驱有24倍速到52倍速可供选择,目前许多用户也把DVD-ROM或者刻录机作为了光盘输入设备的首选。   光驱的开关按钮用于打开或关闭光驱。在光驱处于关闭状态时,按此按钮,光驱门打开,弹出光盘托架。参见图1-7。 图1-7 光驱   光盘托架弹出后,通常要将光盘放入,放光盘的时候,要将有字的一面朝上,另一面是存放数据的一面,这一面要朝下,轻轻放入到光盘托架上,然后,再次按开关按钮,光盘托架退回原位。这时,便可以在计算机中查看光盘上的信息,或者听音乐了。   CD-ROM(只读光盘存储器)作为典型的光学存储设备,一直以来是个人计算机系统中必不可少的标准配件之一。   DVD是一种容量更大,技术更先进的产品。其光盘容量大大增加,一般都达到了4.7GB左右,是传统CD-ROM光盘的7倍左右。而随着技术的发展,DVD容量将进一步增加到8.5 GB以上,逐渐成为未来个人计算机中的主流部件。   (3)软驱   软驱参见图1-8。   软盘存储器的主要构成如下。 * 软盘:软盘是一种涂有磁性物质的聚酯塑料薄膜圆盘。目前常用的软盘为3.5英寸、容量为1.44MB的高密规格。 * 软盘驱动器:软盘驱动器用于放置软盘。   现在的一般计算机均配有软盘驱动器(软驱),但随着计算机技术的发展,容量为1.44MB的主流软盘已经不能适应大容量移动数据的需要。    图1-8 软驱   要将软盘放到软驱中,只要将软盘正面朝上,平放,轻轻推进即可。   要将软盘从软驱中取出,则按其右下方的按钮。   软盘的外观参见图1-9。    软盘的正面    图1-9 软盘   图中的写保护口是关闭的,此时,可以从软盘中读取数据,但不能向软盘中写数据。在软盘的背面,上面标记的位置有一个小滑块,将这个滑块向上拨动,就打开了写保护状态,可以向软盘中写数据了。   现将软盘主要部分的名称及功能说明如下。 * 磁道:是以盘片中心为圆心的同心圆,每一圆周为一磁道。 * 扇区:磁道被从圆心放射出的若干条线分割为若干个区域,每一个区域称为一个扇区。扇区是软盘的基本存储单位,每个扇区为512字节。 * 读写窗口:软盘驱动器的读/写磁头通过磁头读/写窗口与磁盘记录表面接触,将信息读出或写入。 * 写保护口:3.5英寸的软盘的写保护口在磁盘的背面,窗口中有一块可移动的滑块。若移动滑块使窗口透光,则软盘处于写保护状态,此时只能读出数据,不能写入、删改。当移动滑块使窗口不透光时,就可以对磁盘进行读、写操作。   软驱的缺点是速度慢、容量小、数据容易丢失。现在,许多计算机厂商已经决定逐渐淘汰软驱,使用U盘(也叫做闪盘)来代替它。   (4)硬盘   微型计算机中的硬盘多采用温氏硬盘,它是一个封闭式的结构,固定在计算机内。打开机箱才可以看到它。图1-10所示为硬盘的外观。 图1-10 硬盘   硬盘存储器由硬磁盘和硬磁盘驱动器构成。一个硬盘由多个盘片组成,除去最外面的两面外,盘片的每一面都有一个读、写磁头。与软盘相比,硬盘的容量要大得多,存取信息的速度也快得多。较老的计算机一般配置在10 GB以下,现在的主流配置一般可达几十甚至上百GB。   (5)移动硬盘和U盘   移动硬盘采用3.5英寸硬盘外接硬盘盒(主要是驱动电路),并通过USB接口与计算机交换数据。U盘是指利用闪存作为存储介质,通过USB接口与计算机交换数据的外存储器。这二者都是近些年出现的新产品,解决了大容量存储器不能移动的问题,是移动办公及文件交换的理想存储产品。   参见图1-11,移动硬盘一般使用USB接口,具有大容量、携带方便等特点。 图1-11 移动硬盘   要使用移动硬盘,需要将其连接线上的一端插入移动硬盘的接口,另一端插入计算机机箱上的USB接口,计算机会自动检测到它。   USB口通常在计算机机箱的后面,现在也有前置的USB接口。   图1-12所示为一款U盘的打开状态,不使用它的时候,可以盖上它。使用它时,将其插头插入计算机的USB接口,计算机会自动检测到它。 图1-12 U盘   U盘体积小、重量轻(一般只有10~20g),随身携带方便。而且存储容量大,现在普通的U盘有32MB、64MB或更大的容量,一首MP3音乐的大小也只有3MB~4MB,一个64MB的U盘可以装十余首的MP3歌曲。   另外,U盘都使用USB接口,可以即插即用。只要计算机在开机状态,将U盘插入计算机的USB接口,在Windows 98以上的操作系统中,不须任何驱动,就可以方便地使用。 1.8.3 显示器   显示器的类型有很多,也有多种分类方法。按显示器使用的技术来划分,显示器分为如图1-13所示的两类。       阴极射线管显示器(CRT) 液晶显示器(LCD) 图1-13 显示器的类型   CRT(阴极射线管显示器)有球面和平面之分,纯平显示器的视觉效果好,成为个人计算机的主流显示器。液晶显示器为平板式、体积小、重量轻、功耗少。   显示器有两个重要的参数。 * 分辨率:这是指显示器的屏幕上纵向和横向共可以显示多少个光点,是显示器的重要技术指标。分辨率越高,图像越清晰。通常有640?480、800?600、1024?768、1280?1024等。 * 像素与点距:显示图像是由屏幕上独立显示的点所构成,这些点就是像素,而两个点之间的距离就是点距。一般有0.31mm、0.28mm、0.25mm等。   显示器由如下两个部分构成。 * 监视器:也就是平时看到的显示屏幕,通常也称之为显示器。 * 显示控制适配器(又称显卡或显示卡):显示卡主要由显示控制器、显示存储器和接口电路构成。现在,个人计算机上所用的显卡多与VGA兼容,其分辨率是640?480,有256种颜色。SVGA和TVGA是较流行的VGA兼容卡,SVGA分辨率可达1280?1024,有224种颜色。 1.8.4 鼠标和键盘   鼠标和键盘是计算机的主要输入设备。在键盘和鼠标上,都有一根连线,与主机箱相连,这些连线的主要作用是传送数据。简单而言,这些连线可以将用户输入的数据传送到主机箱,由机箱中的处理器识别和处理,并通过显示器与主机箱的连接线,将命令传送到显示屏幕上。   1. 键盘   键盘是最基本的输入设备。它由一组按阵列方式装配在一起的按键开关组成,每按下一个键,就相当于接通了相应的开关电路,把该键的代码通过接口电路送入计算机。参见图1-14。 图1-14 键盘   计算机的键盘大致分为如下几个区域:主体部分、功能键部分、光标控制部分、数字小键盘、指示灯部分。参见图1-15。    图1-15 键盘的组成   (1)主键盘区   主键盘区可用于输入: * 字母(英文字母A~Z)。 * 数字(0~9)。 * 特殊符号(分号[;]、逗号[,]、竖线[|]、感叹号[!]等)。   另外,在主键盘区还有一些控制键,如下所示。 * 空格键:这是键盘中最长的键,按一次会出现一个空格。 * Enter键:也叫做回车键,一般用于确认操作。在文档处理中,还可用于分段。 * Ctrl键:一般与其他键搭配使用,组合成快捷键。例如,Ctrl+C键为复制操作。 * Shift键:Shift键也叫做上档键。有的按键上有两个符号,上面的符号就需要利用该键输入。比如,按着它输入1,所输入的内容将是感叹号,输入2,则是@符号。另外,它还可以控制字母的大小写,在小写输入字母时,按着Shift键输入字母,所输入的字母会是大写的。在某些中文输入方法中,按Shift键可以切换中英文。 * Alt键:一般与其他键搭配使用,组合成快捷键。在许多Windows程序中,按Alt键,可以在工作区和菜单之间移动焦点。 * Caps Lock键:大小写转换键。按该键后,键盘右上角的Caps Lock灯会亮,表示此时输入的字母为大写。 * Back Space键:退格键。每按一次该键,会删除光标左边的一个字符。 * Tab键:可用来在对话框的各项中切换焦点,或者在文档处理中,每按一次此键,便会插入一个制表符。   (2)光标控制区   参见图1-16,此区域的按键主要控制光标的移动。其中的按键如下。 * Page Up:向上翻页键。按此键,使当前屏幕上显示的内容向前翻一页。 * Page Down:向下翻页键。按此键,使当前屏幕上显示的内容向后翻一页。 * ←:每按一次此键,光标向左移动一个字符。 * →:每按一次此键,光标向右移动一个字符。 * ↑:每按一次此键,光标向上移动一行。 * ↓:每按一次此键,光标向下移动一行。 * Home:行首键。按一次,光标就会回到当前行的行首。同时按住Ctrl + Home组合键,翻到所显示内容的第一页。 * End:行尾键。按下该键,光标移到当前行的行尾。同时按住Ctrl + End组合键,翻到所显示内容的最后一页。 * Delete:删除键。每按一次该键,就会删除光标后的一个字符。如果选中一个对象按下此键,就会删除所选中的对象。 * Insert:插入键,可控制在文字输入覆写状态和插入状态之间转换。在插入状态时,输入的文字会插入到光标处,光标右边的文字自动向右移动;在覆写状态时,输入的文字会覆盖光标右边的文字。   光标移动控制键区主要用于编辑修改,共有10个键位,其中4个移动光标键和6个定位光标键。   (3)数字小键盘区   参见图1-17,在区域中可以输入数字或进行编辑。按Num Lock键,会在数字输入状态和编辑状态之间转换。   在数字输入状态,按此区域中的键,会输入键盘上对应的数字。例如,按,会输入数字8。   在编辑状态,按此区域中的键,会起到编辑键的作用,例如,按,会将鼠标光标向上移动一行。   (4)功能键区   通常执行特殊的功能,其中主要有Esc键和F1~F12键。   Esc是强行退出键。通常用于退出某种环境或状态。例如,在Windows下,按Esc键可取消打开的下拉菜单。   F1~F12则是程序设置的功能键,例如,在许多程序中,都将F1键设为帮助键。即按该键后,会出现帮助信息。随着程序的不同,所设置的功能键一般有所不同。   PrintScreen SysRq键,可以在Windows系统中复制屏幕上的内容,放到剪贴板中。   2. 鼠标   参见图1-18,鼠标是基本的输入设备。鼠标可以方便、准确地移动光标进行定位,它是一般窗口软件和绘图软件的首选输入设备。 图1-18 鼠标   一般来说,当使用鼠标的软件系统启动后,显示屏幕上就会出现一个鼠标指针,其形状一般为一个箭头。   鼠标比键盘更加灵活、直观,具有很强的绘图功能。鼠标的种类有以下3种。   (1)机械式鼠标:鼠标下方有一个可滚动的小球,通过鼠标在桌面移动时小球产生的转动来控制光标的移动。光标的移动方向与鼠标的移动方向相一致。其特点是便宜、准确性差。   (2)光电式鼠标:鼠标下方有两个平滑光源,通过鼠标在特定的反射板上移动,对比被光源照亮的局部在短时间内的图像差别计算出鼠标的行进方向,并送入计算机,从而控制光标的移动。这类鼠标需要专用平板。   (3)光电机械式鼠标:这一类型的鼠标介于机械式鼠标和光电式鼠标之间。光电机械鼠标:性能和价格比较好,无须专用平板。 1.8.5 打印机   要将计算机输出的内容形成书面材料加以保存,就需要用打印机打印输出。打印机按打印原理可分为击打式和非击打式两大类。针式打印机就属于击打式打印机的一种,非击打式打印机主要有激光打印机、喷墨打印机和热敏打印机等。参见图1-19。    针式打印机 喷墨打印机 激光打印机 图1-19 打印机   针式打印机又称点阵式打印机,它的打印头由若干个针组成,打印时控制相应的针头接触色带击打纸来完成打印。由于这种打印机价格比较便宜,可以连页打印,又可以打印蜡纸等,因而得到广泛应用。针式打印机的缺点是打印速度慢、字迹质量不高、噪音大、针头易损坏等。   激光打印机的打印原理要比针式打印机复杂得多,它将来自计算机的数据转换成光,射向一个充有正电的旋转的鼓上。鼓上被照射的部分便带上负电,并能吸引带色粉末。鼓与纸接触再把粉末印在纸上,接着在一定压力和温度的作用下熔结在纸的表面。由于激光光束能聚焦成很细的光点,所以激光打印机的分辨率很高、印字质量好、无击打噪音、打印速度快,缺点是打印投资一次性成本很高。   喷墨打印机是通过精制的喷头将墨水喷射到纸面上而形成输出的字符或图形。与针式打印机相比,喷墨打印机具有分辨率高、噪音小、操作方便等优点,但是打印速度慢,打印时使用的墨盒较贵。 1.9 微型计算机系统的配置 1.9.1 硬件配置   CPU又称中央处理器,主频是CPU最主要的参数,它是指CPU的时钟频率。如“处理器P4/1.5G”是指Intel公司生产的奔腾4的CPU芯片,其主频为1.5GHz。以下是计算机的硬件组成。 * 主机板:其上主要有微处理器和内存。 * 内存:现在采用Pentium 4或速龙芯片的微型计算机一般配置都在128MB以上,更有一些高端用户配置在512MB甚至1GB以上。 * 硬盘:较老的微型计算机一般配置在10GB以下,现在的主流配置一般可达20GB~100GB。 * 软盘驱动器:一般微型计算机均配有软盘驱动器(简称软驱),但随着计算机技术的发展,容量为1.44MB的主流软盘已经不能适应大容量移动数据的需要。 * 显示器:目前15英寸以上大屏幕球面、纯平、乃至液晶显示器已经成为主流。 * 鼠标和键盘:基本的输入设备。 * 光盘(CD-ROM)驱动器,通常有24倍速到52倍速可供选择,目前许多用户也把DVD-ROM作为光盘输入设备的首选。 * 移动硬盘:一般使用USB接口,具有大容量、携带方便等特点。 * 打印机:除显示器外最主要的输出设备之一。 * 网卡和Modem:计算机最主要的网络连接设备。   还有扫描仪、数码相机、摄像头等计算机的外部设备,使得计算机的应用更加丰富多彩。 1.9.2 微型计算机系统软件配置 * 操作系统配置:一般都配有Windows 95/98/NT/2000/XP,也可配备UNIX、Linux等。 * 语言处理程序配置:要根据需要来选择。使用汇编语言编程时,就要配置汇编程序。使用高级语言编程时,就要配置相应语言的编译程序或解释程序。 * 工具软件配置:它包括诊断程序、调试程序、编辑程序、连接程序等。如NORTON等工具软件。 * 应用软件配置:也是根据具体任务需要进行配置的。如字处理软件Word、字表处理软件Excel等。 1.9.3 微型计算机的性能指标   1. 字长   指计算机能直接处理二进制的位数,即规定计算机的内存储器或寄存器用多少位存储一个字。微型计算机的字长为8位、16位、32位或64位。字长越长,可用来表示数的有效位越多,计算机处理数据的精度越高。因此,字长是用来衡量计算机精度的主要指标。按微机的字长可分为8位机(如早期的Apple11机)、16位机(如286微机)、32位机(如386、486、奔腾机)和64位机(高档微型计算机)等。   字长越长,计算机处理数据的精度越高,性能越好。   2. 主频   微型计算机的主频指计算机CPU的时钟频率,即微处理器提供有规则的电脉冲速度,在很大程度上决定了计算机的运算速度。单位一般用MHz(兆赫)。主频越高,计算机的运算速度越快。   3. 运算速度   运算速度通常指的是计算机每秒钟所能执行的指令条数,单位使用百万次/秒(MIPS)。显然,它是用于衡量计算机运算速度快慢的指标。    4. 存储容量   当然,存储容量分为内存和外存容量。一般主要指内存容量。通常用字节作为基本单位。   内存容量指的是计算机内存储器能存储信息的字节数。内存用于存储正在运行或随时要使用的程序和数据。内存的大小直接影响程序的运行。内存容量越大,所能存储的数据和运行的程序越多,程序运行速度越快,微型计算机处理信息的能力越强。   5. 存取周期   存取周期指的是对内存储器完成一次完整的读操作或写操作所需的时间,也就是存储器连续进行存取操作的最短时间间隔。通常用微秒(μs)或毫秒(ns)。存取周期是直接影响计算机速度的一个技术指标。   另外,计算机的可靠性、可维护性、平均无故障时间以及性能价格比,都是其技术指标。 1.10 计算机病毒防治 1.10.1 计算机病毒的概念和特点   计算机病毒是一种人为编制的小程序。这种特殊的程序隐藏在计算机系统中,通过自我复制来传播,在一定条件下被激活,从而影响和破坏正常程序的执行和数据安全,具有相当大的破坏性。这种程序的活动方式与生物学中的病毒相似,因而被称为计算机病毒。传染性是计算机病毒最根本的特征,也是病毒与正常程序的本质区别。   计算机病毒的特点如下。   (1)传染性:传染性是计算机病毒的主要特征。它一般具有很强的再生机制,其传播速度很快。计算机病毒能进行自我复制,并把复制的病毒附加到无病毒的程序中,使得附加了病毒的程序或磁盘变成新的病毒源。它可以从一台计算机传播到另一台计算机,从一个计算机网络传播到另一个计算机网络。   (2)破坏性:计算机病毒一旦发作,就进行干扰和破坏,抢占系统资源,删除文件,破坏数据甚至摧毁整个系统。   (3)激发性:根据病毒程序设计者设定的出发条件,如某个日期或时间等,当外界满足这些条件时,病毒程序就会被激活并开始发作。例如,CIH病毒就是在4月26日发作。   (4)潜伏性:计算机病毒常常依附于其他媒体,不单独存在,可以长期潜伏下来,在病毒发作之前不易被发现,而一旦发现实际上计算机系统已经被感染或受到破坏。   (5)隐蔽性:病毒没有发作的时候,通常难以察觉到计算机被感染,因而容易丧失警惕。 1.10.2 计算机病毒的类型   按病毒感染方式分类,有如下几种。   (1)文件型病毒:这类病毒感染可执行文件,将病毒程序嵌入可执行文件中并取得执行权。例如DIR-2病毒就属于此类。   (2)引导型病毒:该病毒只感染磁盘的引导扇区,把引导扇区的内容转移到别处,以病毒引导程序取而代之。例如“小球”病毒就属于引导型病毒。   (3)混合型病毒:这类病毒既可感染磁盘的引导扇区,又可感染可执行文件。如新世纪病毒等。   (4)宏病毒:这类病毒感染Word文档和模板文件,通常以Visual Basic或Word的宏程序语言编写。对感染了宏病毒的文档进行操作时,它就会进行破坏,导致用户难以或无法编辑文件。   (5)网络病毒(Internet病毒):这类病毒通过网络进行传播,破坏具有特定扩展名的文件,并使邮件系统速度降低,甚至可能会使网络崩溃。蠕虫病毒、爱虫病毒就属于网络病毒。 1.10.3 计算机病毒的防治   1. 计算机病毒的传播途径   (1)通过计算机传播:实际上通过硬盘传染。带病毒的计算机移到其他地方使用或者维修,将本无病毒的计算机传染。   (2)通过软盘传播:这是最普遍的一种传染途径。由于使用了带病毒的软盘,计算机首先被感染,并传染给未被感染的软盘,然后这些感染病毒的软盘再在别的计算机上使用,造成进一步的传染。   (3)通过网络传播:在极短的时间里使网络上的计算机受到感染。   2. 感染计算机病毒的症状   在使用计算机时,如果出现如下问题,则可能是感染了病毒。 * 运行速度:运行速度越来越慢;平时运行正常的计算机频繁死机,甚至无法启动。 * 运行状况:能够正常运行的软件出现内存不足的提示;没有对软件操作,却出现了读写软驱的现象;屏幕上出现奇怪的画面,或自动播放音乐;没有做任何操作,鼠标却自己在动;程序加载时间或执行时间明显变长;从软盘上读取数据时,会出现写盘现象。 * 网络等:打印和通信发生异常;自动连接上网并疯狂地向外发送邮件;Internet Explorer窗口会自动连接到某个网站,并且无法删除连接到该网站的设置;尽管自己没有与别人设置共享连接,在上网后要脱机时,却出现提示说有人正在使用你的计算机。 * 文件或数据:文件或数据被删除或替换;硬盘上出现莫名其妙的文件;系统文件的时间、日期、大小发生变化;磁盘空间迅速减少。   当然,这些情况下,有些症状也有可能是软件bug或硬件损坏,但多数情况下是病毒的问题。   3. 计算机病毒的清除   一旦发现电脑染上病毒后,一定要及时清除,以免造成重大损失。清除病毒的方法有两类,一是手工清除,二是使用反病毒软件清除。   用手工清除病毒容易出错,而且有一定的危险性,如果不慎误操作可能导致系统数据的大量损失,因而对技术人员的素质要求很高。用反病毒软件除病毒方便又安全,然而反病毒软件只能检测出已知病毒并消除它们,不能检测出新的病毒或病毒的变种。   4. 计算机病毒的预防   (1)利用写保护。对于一些保存有重要数据文件并且不需要经常写入的软盘,应该使其处于写保护状态,以防止病毒的入侵。   (2)专机专用。对重要部门应采用专机专用,禁止与任务无关的人员接触该系统,防止潜在的病毒罪犯。   (3)在系统主板上安装防病毒卡,或者在计算机上安装病毒预警软件。   (4)固定启动方式。对配有硬盘的机器应该从硬盘启动系统,如果非要用软盘启动系统时,一定要保证系统软盘无病毒。   (5)慎用网上下载的软件和游戏。Internet是病毒传播的一大途径,对网上下载的软件和游戏最好检测后再用,不要随便阅读陌生人和地址发来的电子邮件。   (6)建立备份。定期备份重要的数据文件和软件,以免遭受病毒危害后无法恢复。   (7)定期检查。定期用杀毒软件对计算机系统进行检查,发现病毒后及时消除。   (8)定期升级操作系统和杀毒软件的病毒库,将操作系统的漏洞降到最低,并将杀毒软件的病毒库保持在最新。   (9)严禁在重要的计算机上玩电子游戏。 1.10.4 计算机的安全使用   在日常使用计算机的过程中,应当注意如下几个方面。   (1)电源:电压应当稳定,供电不间断,另外应当有可靠的接地,以防雷击。   (2)环境:保持环境清洁。   (3)温度:工作温度在15℃~35℃之间。   (4)湿度:相对湿度在20%~80%之间。   (5)防止干扰:避免强磁场的干扰,避免附近有强电设备的开关。   (6)开机、关机:关闭计算机通常不要直接关闭电源,而是通过Windows的关闭计算机过程正常关闭。   (7)使用:计算机不应长期搁置不用。 习 题 1   1. 计算机系统由( )组成。 A)主机和系统软件 B)硬件系统和应用软件 C)硬件系统和软件系统 D)微处理器和软件系统   2. 中央处理器(CPU)主要由( )组成。 A)控制器和内存 B)运算器和控制器 C)控制器和寄存器 D)运算器和内存   3. 办公自动化是计算机的一项应用,按计算机应用的分类,它属于( )。 A)科学计算 B)实时控制 C)数据处理 D)辅助设计   4. 在计算机应用中,“计算机辅助设计”的英文缩写为( )。 A)CAD B)CAM C)CAE D)CAT   5. 通常家用的Pentium级计算机属于( )。 A)微型机 B)小型机 C)中型机 D)大型机   6. 工厂的仓库管理软件属于( )。 A)系统软件 B)工具软件 C)应用软件 D)字处理软件   7. CAM的含义是( )。 A)计算机辅助设计 B)计算机辅助教学 C)计算机辅助制造 D)计算机辅助测试   8. 在具有多媒体功能的微型计算机中,常用的CD-ROM是( )。 A)只读型软盘 B)只读型硬盘 C)只读型光盘 D)只读型半导体存储器   9. 微型计算机中运算器的主要功能是进行( )。 A)算术运算 B)逻辑运算 C)初等函数运算 D)算术和逻辑运算   10. 某单位的财务管理软件属于( )。     A)工具软件 B)系统软件     C)编辑软件 D)应用软件   11. 我国自行研制的银河I型计算机属于( )。     A)微机 B)小型机     C)中型机 D)巨型机   12. 计算机最主要的工作特点是( )。     A)有记忆能力 B)高精度与高速度     C)可靠性与可用性 D)存储程序与自动控制   13. 下列4种设备中,属于计算机输入设备的是( )。     A)UPS B)服务器     C)绘图仪 D)鼠标   14. 下列设备中,属于输入设备的是( )。     A)鼠标 B)UPS     C)绘图仪 D)调制解调器   15. 下列各组设备中,全部属于输入设备的一组是( )。     A)键盘、磁盘和打印机 B)键盘、扫描仪和鼠标     C)键盘、鼠标和显示器 D)硬盘、打印机和键盘   16. 下列存储器中读取速度最快的是( )。     A)内存 B)硬盘     C)软盘 D)光盘   17. 键盘上的Caps Lock键的作用是( )。     A)退格键,按下后删除一个字符     B)退出键,按下后退出当前程序     C)锁定大写字母键,按下后可连续输入大写字母     D)组合键,与其他键组合才有作用   18. 下列关于存储器的叙述中正确的是( )。     A)CPU能直接访问存储在内存中的数据,也能直接访问存储在外存中的数据     B)CPU不能直接访问存储在内存中的数据,能直接访问存储在外存中的数据     C)CPU只能直接访问存储在内存中的数据,不能直接访问存储在外存中的数据 D)CPU既不能直接访问存储在内存中的数据,也不能直接访问存储在外存中的数据   19. 第一台计算机是1946年在美国研制的,该机的英文缩写是( )。     A)EDVAC B)ENIAC     C)EDSAC D)MARK-II   20. 第一台电子计算机使用的逻辑部件是( )。     A)集成电路 B)大规模集成电路     C)晶体管 D)电子管   21. 用电子管作为电子器件制成的计算机属于( )。     A)第一代 B)第二代     C)第三代 D)第四代   22. 第四代计算机的主要元器件采用的是( )。     A)晶体管 B)电子管     C)小规模集成电路 D)大规模和超大规模集成电路   23. 目前微型计算机中CPU进行算术运算和逻辑运算时,可以处理的二进制信息长度是( )。     A)32位 B)16位     C)8位 D)以上3种都可以   24. 在进位计数制中,当某一位的值达到某个固定量时,就要向高位产生进位。这个固定量就是该种进位计数制的( )。     A)阶码 B)尾数     C)原码 D)基数   25. 在计算机中采用二进制,是因为( )。     A)可降低硬件成本 B)两个状态的系统具有稳定性     C)二进制的运算法则简单 D)上述3个原因   26. 计算机中1K字节表示的二进制位数是( )。     A)1000 B)8×1000     C)1024 D)8×1024   27. 计算机中数据的表示形式是( )。     A)八进制 B)十进制     C)二进制 D)十六进制   28. 下列4条叙述中,正确的一条是 ( )。     A)字节通常用英文单词bit来表示     B)目前广泛使用的Pentium机其字长为5个字节     C)计算机存储器中将8个相邻的二进制位作为一个单位,这种单位称为字节     D)微型计算机的字长并不一定是字节的倍数   29. 存储容量1GB等于( )。     A)1024B B)1024KB     C)1024MB D)128MB   30. 下列字符中ASCII码值最小的是( )。     A)A B)a     C)k D)M   31. 二进制数110000转换成十进制数是( )。     A)48 B)24     C)110 D)96   32. 十进制数100转换成二进制数是( )。     A)01100100 B)01100101     C)01100110 D)01101000   33. 汉字国标码(GB 2312─80)将汉字分成( )。     A)一级汉字和二级汉字两个等级 B)一级、二级、三级3个等级     C)简体字和繁体字两个等级 D)常见字和罕见字两个等级   34. 在微型计算机中,应用最普遍的字符编码是( )。     A)ASCII码 B)BCD码     C)汉字编码 D)补码   35. 在微型计算机的汉字系统中,一个汉字的内码占( )个字节。     A)1 B)2     C)3 D)4   36. 下列等式中,正确的是( )。     A)1KB = 1024×1024B B)1MB = 1024B     C)1KB = 1024MB D)1MB = 1024KB   37. 标准ASCII码字符集共有编码( )个。     A)128 B)52     C)34 D)32   38. 计算机的时钟频率称为( ),它在很大程度上决定了计算机的运算速度。     A)字长 B)主频     C)存储容量 D)运算速度   39. 下面选项中,不属于微型计算机性能指标的是( )。     A)字长 B)存取周期     C)主频 D)硬盘容量   40. 计算机硬件能够直接识别和执行的语言只有( )。     A)C语言 B)汇编语言     C)机器语言 D)符号语言   41. 下面不属于系统软件的是( )。     A)DOS B)Windows 2000     C)UNIX D)Office 2000   42. 为解决某一特定问题而设计的指令序列称为( )。     A)语言 B)程序     C)软件 D)系统   43. 用高级程序设计语言编写的程序称为( )。     A)目标程序 B)可执行程序     C)源程序 D)伪代码程序   44. 计算机病毒是指( )。     A)编译出现错误的计算机程序     B)设计不完善的计算机程序     C)遭到人为破坏的计算机程序     D)以危害计算机软硬件系统为目的设计的计算机程序   45. 下列选项中,不属于计算机病毒特征的是( )。     A)破坏性 B)潜伏性     C)传染性 D)免疫性   46. 关于计算机病毒的叙述中,正确的选项是( )。     A)计算机病毒只感染.exe或.com文件     B)计算机病毒可以通过读写软盘、光盘或Internet网络进行传播     C)计算机病毒是通过电力网进行传播的     D)计算机病毒是由于软盘片表面不清洁而造成的   47. 刚刚买回来的从未格式化的软盘( )。     A)可能会带有计算机病毒     B)与带病毒的软盘放在一起会有计算机病毒     C)一定没有计算机病毒     D)经拿过带计算机病毒的软盘的手碰过后会感染计算机病毒   48. 为了防止已存有信息的软盘被感染,应采取的措施是( )。     A)保持软盘清洁     B)对软盘进行写保护     C)不要将有病毒的软盘与无病毒的软盘放在一起     D)定期格式化软盘   ??      ??      ??      ??     2 一级B教程    第1章 计算机基础知识 11