1、第 一 課 定期保養定期保養，簡單說是一種有組織的維護計劃，用于保持設施或設備處于可能的最好狀態，以滿足生產的需要。當然，是否處于可能的最好狀態是由組織確定的。當保養計劃定出來后，并不是所有的機械都是在同一個時間實施保養的。有些設備如果缺乏調整，將會損失很多價值或損失設備的靈敏度，因此，必須首先制定一個完善的周密的保養計劃。保養計劃涉及四個領域：潤滑，檢查，清洗，零件調整和修理。說到保養，首先是有關潤滑的問題，包括潤滑劑的型號，使用的潤滑工具或系統，潤滑計劃的綜合有效性，潤滑步驟以及實施潤滑的人員。檢查對所有設備的正常維護是至關重要的，正如人們應定期作體格檢查一樣，印刷機械也應定期檢查。人和工

2、廠都是相似的。嬰兒需要經常檢查，年青人和成年人要經常檢查，中年人和老年人更需要檢查。與此相同，新機械需要保養，直到設備轉入正常工作為止。在機械開始磨損前給與較少的關注，會導致更頻繁的檢查。如下因素有助于制定印刷設備的檢查步驟：使用年限，工作條件，設備價值，服務嚴緊性，安全要求，連續工作時間，設備的損壞敏感程度，設備的磨損敏感程度，對缺乏調整的敏感程度以及操作者個人的工作經驗等。清洗對保養來說是很有必要的，因為它允許人們對適當潤滑，磨損因數，合理的調整以及出現故障進行檢查。以重視的態度對印刷設備做恰當操作同樣是重要的。一臺清潔干凈的機器可給人們能生產出高質量的印刷品的感覺。確實，如果人們對這些設

3、備高度重視的話，印刷成品將更令人滿意。如果要使可接受的印刷品成為最終成品，零件的調整與修理必須是基本的定期操作。有些設備要定期更換某些零件，確定零件的有效壽命，然后在磨損之前更換它。如果事先知道一個零件的壽命，這是一個極為成功的方法，但是，在印刷廠中，只有極少數零件是有一個預期壽命的，這樣，檢查計劃便有助于確定應何時更換零件。如果機器的調整能確保印刷成品一致的印刷質量，同時降低成本，那么，磨損因數將會降低。 一個定期維護計劃只有在印刷質量水平能維持住，并能延長機器的有效壽命時才是有效的。 第 二 課 放大器放大器是所有電子構件中最普通的一種。按照定義，放大器是提供增益的一種電路。它接收低功率的

4、輸入，該輸入控制一個外部能源，在輸出端處產生一個較大的功率值。一個放大器由若干加有偏置電壓的有源器件（晶體管，FET（場效應晶體管），或電子管 ），功率源和負載所組成。輸入信號用來控制流過有源器件的電流。例如，一只處在共源模態的FET，柵極與源極之間的輸入電壓VGS，控制流過負載的電流，此電流產生一個跨接負載的電壓。所以 P0 = V0 I0 （瓦特），而 Pi = Vi Ii 瓦特，所以 功率增益 AP = P0 / Pi在許多情況下，放大器本來可以按電壓增益或電流增益來設計的， 電壓增益 AP = V0 / Vi 電流增益 Ai = i0 / ii這是全部以比值來表示的增益。通常更為方便表

5、示增益的則是用對數單位分貝： AP = 10log (P0 / Pi )dB AV = 20log (V0 / Vi )dB A i = 20log (i0 / ii )dB放大器的分類通常是按下面題目一個或其組合來表述的。（1） 預定的應用：功率，電壓或電流增益。（2） 頻率響應：直流（來自零頻率）。音頻（15Hz 到200 kHz）。已調諧射頻（有中心頻率的窄帶，從幾十kHz到幾百兆赫茲）。視頻或脈沖（帶寬從直流到10兆赫茲）。甚高頻（高到數千兆赫茲）。（3） 運行方法。意思是加偏置電壓，以便確定靜態工作點的位置。A類放大。加了偏置的有源器件（晶體管，電子管），因而不需任何信號存在電流也能

6、流動。偏置電流的值隨輸入信號圍繞其平均值而上下波動（或增加或減少）。這種工作模式通常用在小信號低功率放大器上。B類放大。有源器件中加的偏置剛好在切斷點上。因而當信號不存在時沒有電流流動。此器件在輸入的半個周期內導通。AB類放大。是B類放大的修正形式。此類有源器件加入的是小偏置值，此值剛好允許器件稍為導通。這一工作類廣泛地用于低頻推挽和互補功率放大器上。C類放大。是超過切斷點的反偏置的有源器件。因此，只當輸入信號的半周波的振幅超過一相當大的值時放大器才導通。這種工作方法用于已脈沖調制的發射器和功率放大器上。所有的多級放大器都是用單級連接而成的，以便得到所希望的增益和阻抗匹配。大多數用在放大器中的

7、有源器件，可以用如下三種格式組成：1） 雙極晶體管。共射極（CE）：通常是用得最多的。因為它能提供最高的增益。共基極（CB）：比共射極更為穩定。因為在輸入與輸出都只有極小的漏電容?；鶚O在發射極（輸入）和集電極（輸出）之間起一道屏障作用。共集極（CC）：通常稱為“射極跟隨器”。電壓增益小于1，高輸入阻抗和低輸出阻抗。廣泛應用在阻抗匹配上。2） FET（場效應晶體管）。共源極（CS）：中等的電壓增益，低噪聲，很高的輸入阻抗共柵極（CG）：用在某些串聯電路和超高頻電路上。共漏極（CD）：通常稱為“源極跟隨器”。電壓增益小于1，高輸入阻抗和低輸出阻抗。應用在阻抗匹配上。大多數放大器都采用某種負反饋，用

8、以抑制器件中的參數、電源和溫度的變化，以穩定增益，改善輸入輸出阻抗。此外，負反饋可以降低器件內部產生的噪聲和給出較寬的帶寬。有一對晶體管，從TR2的集電極，通過R5接至TR1的發射極而構成負反饋。輸出的一部分極性相反地與輸入信號連接。這個分數是 -由于環路增益>>1，電路的交流增益是 -還有一個通過R3的直流反饋環路，以穩定靜態工作點，同時，由于R3是與TR1的輸入阻抗并聯的，因此，在信號頻率處的輸入阻抗約為100K。頻率響應約從15KHZ到35KHZ。C1和RIN限制低頻響應，而C2和并聯的R5則限制高頻響應（見圖3-1）。（4） 低頻功率放大器：有許多種各不相同型號的低頻放大器

9、，特別是IC（集成電路）。這里是一只單片的低頻IC，型號為TDA2020，接于一個單電源上。輸出能力達15W，畸變率為0.2%。IC可以用在對稱電源場合上（±VS），這時揚聲器可以直接接在14腳上（見圖3-2）。但是，萬一放大器出故障或是電源單元有一邊失效，揚聲器可能會損環。當使用單電源供電，再耦合一只電容器CP，就可給揚聲器保護。用R1和R2給電源電壓以半分壓，給同相輸入（7腳）作編置。用R5提供100%的直流反饋。所以，從IC得到的靜態輸出電壓，將等于電源電壓的一半。IC必須安裝在一塊適當的散熱片上，其熱阻不大于2/W。在放大器中，由于非線性的原因會發生畸變。例如，對于0.2V的

10、輸入，如果輸出僅僅是18V（而不是20V），這只相當于0.1V時的輸出，那么就產生幅值畸變?；冎党３？梢杂抿寗右粋€放大器系統的辦法來減少。此放大器有接近最大的輸出，從而有最大的“非線性畸變”，這就會導致在輸出處出現輸入頻率的諧波。實際上，總的諧波畸變是在指定的功率輸出點處引入到低頻系統中的。 第 三 課 運算放大器 運算放大器實質上是一只很高增益的直流耦合的差動放大器。符號（指圖3-3）表示給出了兩個輸入端，一個稱為同相輸入，記為 +，另一個稱為反相輸入端，記為 -。開環電壓增益AVOL的典型值是100DB（電壓比為100000），因此，只要求一個小的差動輸入，便產生一個大的輸出變化。差動就

11、是將一個信號均分，使在兩個輸入接點間各得到一個毫伏級的一個分數。例如，若反相輸入保持為0V，而同相輸入為+0.1mV的水平，那么輸出將趨向正，約為+10V。，若同相輸入水平變為-0.1mV的水平，那么輸出將趨向-10V。放大器是響應兩條輸入接線間的差動電壓的，當差動電壓為0時，輸出接近于0。這樣運算放大器必須有正、負兩個電源，從而輸出可以在0V兩邊擺動。一種典型的傳輸特性是，當（V1 V2）為正，輸出為正，如（V1 V2）超過+0.1mV，輸出將飽和。同樣地，當（V1 V2）為負，輸出為負，當V1 = V2 時，特性穿過0點。實際上，某些“偏移量”總是存在的，必須加入一只電位計以便修整或“調零

12、”這種偏移電壓。這在后面再討論。典型的運算放大器有一差動輸入級，該級由一恒流源供電。第二級是放大級和直流電平轉換。最后一級是互補B類放大輸出級。由于是直流耦合，故以晶體管用做電阻，還有必要的保護電路。但是，上面所述的工作情況是相當直接的，很大程度上取決于差動輸入級。任何直流耦合的放大器，其輸出信號的飄移必須保持一個低值。漂移定義為當輸入短路或是保持為0值時電壓的任何變化。引起漂移的兩個主要原因是，溫度變化引起晶體管的VBE改變約-2mV/，還有是電源電壓變化。采用差動輸入級，該級的兩個晶體管是平衡配置地連接在一起的，溫度和電源變化引起的漂移可以減少。差動配置的最大優點是，同級性信號作用在兩個輸

13、入端時，它們能有效地彼此抵消，從而得到的輸出很小。這樣的信號稱為“共?！毙盘?。量度一只運算放大器的質量是用“共模抑制比”（CMRR）：CMRR = 差動增益 / 共模增益當給定共模輸入信號時，如果溫度變化，兩只輸入晶體管的VBE一起變化。如果是IC，輸入晶體管和相應的元件分布在同一塊硅片上，因而它們能很緊密地匹配。在線性應用中，運算放大器與外部反饋網絡連接，以獲得穩定的增益。對于一個放大器系統帶負反饋的增益由下面公式給出： -式中，AC 閉環增益，即加了反饋的增益；A0 開環增益； 反饋網絡的分數增益；A0 環路增益由于運算放大器的A0 的典型值是100000，則環路增益A0通常遠大于1。在這

14、情況下，公式可簡化為 -這表明閉環增益僅取決于反饋環路的元件值，同時，由于可以作成緊密的容差電阻，因而放大器系統可以準確地設置。加入負反饋的方法如圖3-4所示。 -對反相放大器，通過R1流入反相端的電流近似為-，這是因為在反相端的有效電壓變化很小，A0很大。同樣理由，流經R2的電流必近似等于流過R1的電流。 =同相放大器如圖3-5所示。輸出信號的一部分反饋到反相輸入端。這種線路是在同相輸入端處與輸入信號反極性連接的。因A0很大，-0，可以忽略。所以注：在此電路中，輸入阻抗很大，輸出阻抗很小。對差動輸入型的功率放大器，其閉環增益為R2 / R1。這種形式的電路，可以用于放大來自例如電橋電路的信號

15、。電壓跟隨器是一種有用的阻抗緩沖器。由于輸出直接地接到反相輸入端，并使VF = V0，所以，這有100%的負反饋。 -但是，由于A0的典型值是100000，所以 換句話說是輸出跟隨輸入。這種電路的主要優點是輸入阻抗很高，（>100M），而輸出阻抗非常低，趨向少于1。第 四 課 邏輯門電路 各種類型的門電路可以用許多不同的方法構成。其中有些是用分立元件構成的，而另一些則采用單片集成電路的技術。分立元件邏輯現在已很少用了。雖然發射極耦合邏輯（ECL）得到了很快的推廣應用，但是，最為普及的邏輯家族是晶體管-晶體管邏輯（TTL），以及互補金屬氧化物半導體邏輯（CMOS）。這些家族提供了小規模集成

16、（SSI）器件和中規模集成（MSI）器件。前者的例子是門，后者的例子是多路復用器。SSI與MSI這兩個詞，分別用在少于10個門的器件中和用于少于100個門（或等效電路）的器件中。以往，包含有14個門的集成電路稱為隨機邏輯，成為大多數邏輯設計的主流，但現代電路則使用MSI和LSI（大規模集成）器件，比如多路復用器和微處理器，已經很少用隨機邏輯了。不過，這種器件仍然有望繼續用在作為LSI器件之間信息交往的接口。此外，標準的SSI器件能對許多數字需求提供簡單的解決方案。有些LSI器件使用其他形式的邏輯，這些邏輯在較簡單的電路上是不用的，稱為PMOS，NMOS和集成注入式邏輯電路。最近，有些LSI電路

17、使用一種稱為電荷耦合器件（CCD）的技術，這種數字電路中的某些內容將在后面描述。最為普及和應用廣泛的邏輯家族是晶體管-晶體管邏輯，或稱TTL家族。由于它能提供相當高的速度，特別是肖特基勢壘方式，扇入和扇出均好，容易與其他數字電路連接，使這種邏輯家族有極大的普及性。此外，它價格低廉，許多使用者都樂于使用。標準的TTL邏輯，是54/74系列，具有低抗噪性和頗高的功率消耗。74系列是專門為商業應用設計的，工作環境溫度達70。54系列起初打算供軍事應用的，最大環境溫度高達125。標準的TTL與非門電路如圖3-6所示。圖中只有兩個輸入端，但扇入可以高達8個。用晶體管T3和T4提供輸出級，它能提供低輸出阻

18、抗和提供沉電流和源電流兩者的能力。 -當兩個輸入端均處于邏輯1態（+5V），多發射極晶體管T1的發射極-基極結是反向偏置的，而集電極-基極結則是正向偏置，其意思是T1的工作是反極性的，其電流增益HFE1小于1。電流從集電極到電源，流經R1和T1，流到晶體管T2的基極。T2的基極電流是-，該電流大到足以驅使T2進入飽和。因此，T2的集電極-發射極電壓約為0.2V。T4的基極-發射極電壓VBE4是由跨接R3而產生的，此電壓使T4轉為ON，因此，輸出電壓跌落為VCE4或約0.2V. 現在,T3的基極-發射極電壓等于-如此,此晶體管轉為OFF.這樣，當兩輸入均為1態時，輸出的邏輯狀態為0，從而實現了與

19、非功能。如果沒有二極管D1 則T3的基極-發射級電壓VBE3等于-=0.75V，此值已大到足以使T3導通。電路中有D1時 -當有一個或多個輸入是邏輯0時（約0.2V），T1的多個發射極-基極結聯合加偏置，T1完全轉相ON。于是，T1的集電極電位為 -此電位并不大到足以使T2保持導通，因而T2轉向OFF。T2的集電極電位現在是+5V。其發射極電位是0V，T3轉向ON，T4轉向OFF。由于跨于輸出端有寄生電容，因此，輸出電壓并不立即改變其值。T3源電流流向此電容使輸出電壓指數上升至+5V。由于充電電流跌落，T4退出飽和，而VOUT保持一穩態值，等于-互補金屬氧化物半導體邏輯或CMOS家族提供了期望

20、的極低功率耗散和很好的噪聲抗擾力的特點。主要缺點是，由時間常數產生的相對長的傳輸時延，這時間常數是由于增強模態MOSFET的非常高的輸入阻抗造成的。一個CMOS的與非門電路由圖3-7給出。由圖可見，N-溝道MOSFET是串聯連接的，而P-溝道器件是并聯連接的。電路的工作過程如下：如果只有一個或兩個輸入為邏輯0（0V），那么MOSFET、T1和/或T2一起轉向ON，而N-溝道MOSFET T3和/或T4一起轉向OFF。于是，電路的輸出端是+5V減去ON時的MOSFET的飽和電壓。相反，如果兩個輸入為邏輯1（5V）T1和/或T2轉向OFF，而 T3和/或T4轉向OFF。于是，電路的輸出端約為0V，

21、或邏輯0。在輸入端對地之間常常接有保護二極管，以減少由于人手接觸而產生的靜電破壞器件的可能性。注意，現在P-溝道MOSFET是串聯連接的，而N-溝道MOSFET是并聯連接的。如果輸入端有一個接邏輯1，則P-溝道MOSFET（T1和/或T2）一起轉向ON。于是，電路的輸出電壓是低的，NOR（異或）功能便實現了。只有輸入端兩個接邏輯0，則N-溝道器件轉向OFF，P-溝道MOSFET轉向ON，于是，輸出就能達到它的1態。第 五 課 現代控制系統1 控制系統概念控制一詞常常取自調節、指示或命令之意。控制系統在我們的環境中廣泛存在。以最概括的話說，可以認為每一個物理對象就是一個控制系統?？刂葡到y可以按照

22、是描述系統本身還是描述系統的變化來分類。（1）開環與閉環控制系統。開環系統是一個其控制動作獨立于系統輸出的系統。但是，一個閉環系統其被控對象的輸入依賴于系統的實際輸出。（2）線性與非線性系統。如果一個系統中的所有元件都是線性的，這個系統就是線性的，如果有任意一個元件是非線性的，則這個系統就是非線性的。（3）連續系統與離散系統。系統中的所有變量都是時間的連續函數，稱為連續變量系統或模擬系統。描述變量的是微分方程。有一個或多個變量只在特定的瞬時已知，稱為離散變量或數字系統。（4）時不變和時變系統。時不變（或靜態）系統的參數不隨時間而變化。在有輸入加入時，時不變系統的輸出與時間無關。時變（或非靜態）

23、系統的一個或多個參數隨時間而變化。在現代產業和社會中，閉環控制是一個基本事實。例如，當汽車能自動響應駕駛員的命令時，駕駛汽車就是一件愉快的事情。許多卡車有動力操縱盤和制動器，這是利用液力放大器將力放大來制動或驅動操作盤。汽車方向盤控制系統的簡單方框圖示于圖3-8。-期望旅行路徑 駕駛員 方向盤 汽車 實際旅行路徑 圖3-8 測量 視覺與觸覺-期望路徑與測量出的實際路徑相比較，以產生一誤差值。此值由視覺與觸覺（人體活動）反饋得到。還有一個從手（敏感器）操作方向盤的感覺而來的附加反饋。此反饋系統是與海洋輪班或大型飛機的飛行控制那樣的操縱舵控制系統?？刂葡到y是按閉環序列工作的。用一個精確的敏感器，測

24、量待測輸出等于系統的實際輸出。期望輸出與實際輸出間的差就等于誤差。然后，此誤差被控制器件（例如放大器）所調整?？刂破骷妮敵鲎饔糜趫绦衅鳎^程進行調制，以減少誤差。這個工作次序好比一條船不正確地駛向右邊，方向舵被激勵將船駛向左邊。因為輸出同輸入相減所得的差值用作功率放大器的輸入信號，因此，這個系統是一個負反饋控制系統。通常的控制系統都有作為一個系統的同樣的基本元件。例如，電冰箱有溫度設定或期望溫度，有溫度計以測量實際溫度和誤差，有放大用的壓縮電機。在家庭中的其他例子有烤箱，爐子和熱水器。在工業中，有速度控制，過程的溫度和壓力控制，位置，厚度，成分及質量控制，還有許多。在現代的應用中，自動化

25、可定義為這樣的一門技術，即用程序命令去操作一個給定的過程，同信息反饋相結合，去決定原先由人去操作的事情。當自動時，過程不需人的協助或干預。其實，大多數自動系統都有能力在很短時間以很高的精度實現它們的功能超過人類所能做的。半自動過程是將人和機器人聯合起來的一種過程。例如，許多汽車裝配線就要求操作人與智能機器人聯合工作。機器人是一種可控計算機的機器，與自動化技術緊密聯系。工業機器人可定義為自動化的一個特殊領域，其中的自動機器（就是機器人）被設計成代替人類勞動。這樣，機器人就具有某些人性化的特征。今天，最一般的人性化的特征是機械手，這是模仿人的手？和脘關節的模型。我們要認知，有些任務自動機很適合去做

26、，而另一些任務最好由人去實現?？刂萍夹g的另一個非常重要的應用是現代汽車的控制。懸掛，方向舵和引擎控制等控制系統已經引入了。許多新車有一種四輪方向舵系統和反滑行系統。三坐標控制系統作檢查各個半導體拼件時使用一臺專用電機驅動每一個坐標ZU分別處于X、Y、Z ZU的希望位置上。目的是在每條？上達到平滑、準確地移動。這種控制系統對半導體人工-FACTURE工業是重要的。2 傳遞函數一個系統（或元件）的傳遞函數表示描述所研究系統的動力學的關系。線性系統的傳遞函數定義為，輸出變量的拉普拉斯變換與輸入變量的拉普拉斯變換的比值，其所有的起始條件假設為零 -傳遞函數可以只對線性、平穩（常參數）系統定義。一個非平

27、穩系統有一個或多個時變參數，可以不采用拉普拉斯變換。此外，傳遞函數又是一個系統行為的輸入-輸出描述信息。這樣，傳遞函數并不包括任何有關的系統內部結構及其行為的描述。線性系統的傳遞函數法允許分析人員對各種輸入信號下，按照傳遞函數的極點和零點的位置去決定系統的響應。使用傳遞函數符號，可以畫出系統內部連接的元件和方框圖模型。3 反饋控制系統的穩定性當研究反饋控制系統的分析與設計時，穩定性是非常重要的。從實際的觀點出發，一個閉環反饋系統不穩定是沒有價值的。 事實上，反饋控制系統的穩定性直接地與系統傳遞函數的特征方程的根的位置有關。對于線性系統我們知道，穩定性的要求可以用閉環傳遞函數的極點的位置來定義。

28、一個反饋系統為穩定的充分與必要條件是，所有系統傳遞函數的極點均有負實部。第 六 課 傳遞函數一個線性系統的傳遞函數定義為輸出變量的拉普拉斯變換與輸入變量的拉普拉斯變換的比值，其所有的起始條件假設為零。一個系統（或元件）的傳遞函數表示描述所研究系統的動力學的關系。 傳遞函數可以只對線性、靜態（常參數）系統定義。一個非靜態系統，常常稱為時變系統，有一個或多個時變參數，就不采用拉普拉斯變換。此外，傳遞函數又是一個系統行為的輸入-輸出描述。這樣，傳遞函數并不包括任何有關的系統內部結構及其行為的描述信息。RC網絡的傳遞函數示于圖3-9，由寫出的基爾霍夫電壓方程得出，得 -輸出電壓為 -所以，對I（S）解

29、式（1），代入式（2），我們有 -于是，可求得傳遞函數為比值V2（S）/ V1（S），這就是 -式中，=RC，網絡時間常數。G（S）的單極點是-。如果我們看到此電路是個電壓分壓器，式（3）可立即得到。即 -多回電路或模擬多質量機械系統可得到一組拉普拉斯變換的聯立微分方程。用矩陣和行列式（原書的生詞與解析中把行列式譯錯了?。┏３８奖闱蠼膺@組聯立方程。運算放大器屬于重要的一類模擬集成器件，通常用作控制系統和其它許多重要應用場合中的執行構件。運算放大器是個有源器件（因有外部電源），當工作在其線性區域時有一增益。理想的運算放大器的工作條件是-，這樣，意味著輸入阻抗為無限大，又-。理想運算放大器的輸入

30、-輸出關系是-。式中的增益K趨于無限大。在我們的分析中，我們假定線性運算放大器是工作于高增益，及在理想化的工作條件下?？紤]反相放大器（見圖3-10），在理想條件下，我們有-，因此，寫出在V1的節點方程。得 -由于V2 = V1（在理想條件下）且V2 = 0，可以推出-，所以 -重新整理各項，得 -我們看到，當R2 = R1時 ，理想運算放大器電路轉換輸入的符號，這就是-現考慮系統的長期行為，并決定其在某些輸入下的響應，該輸入是當暫態過程已衰減掉后仍保留的值?？紤]由微分方程表示的動態系統 -式中，Y（t）表示響應，R（t）表示輸入或驅動函數。若初始條件全部為0，則傳遞函數為 -輸出響應由自然響應

31、（由初始條件決定）加上驅動響應（由輸入決定）組成?，F可得如果輸入具有有理形式，則式中，Y1（s）是自然響應的部分分式展開，Y2（s）是包含q(s)因子的項的部分分式展開，Y3（s）是包含d(s)因子的項的部分分式展開。取反拉普拉斯變換，得 -暫態響應由-組成，而穩態響應是-。考慮由微分方程表示的系統 -其中，初始條件為Y0 = 1，-。拉普拉斯變換得 -由于-，得 -式中，-是特征方程，-于是，部分分式展開得 -因此，響應為 -穩態響應是 -線性系統的傳遞函數法允許分析人員對各種輸入信號下，按照傳遞函數的極點和零點的位置去決定系統的響應。使用傳遞函數符號，可以畫出內部連接元件系統的方框圖模型。

32、第 七 課 計算機的硬件和軟件計算機是一種復雜的電子電路的機器，這些電路以開關或極小的磁化金屬芯元件工作的。開關，比如磁芯開關，指的是處于兩種可能狀態之一?；蚴荗N（通），或是OFF（斷）?；蚴且汛呕蚴侨ゴ?。計算機具有存儲和處理數、字母、字符的能力。計算機的基本觀念是我們能使計算機去做我們要其去做的事,辦法是加入輸入信號，并將某些開關轉向ON，而另一些開關轉向OFF，或是將一些磁芯磁化或去磁。計算機的基本工作是處理信息。由此原因，計算機可以定義為是一種以指令的形式接受信息的裝置。這種形式的指令稱為程序，而字符則稱為數據，在信息上實施數學和/或邏輯操作，然后，得出操作結果。程序，或是程序的一

33、部分，告訴計算機做什么，而數據則是提供解答問題需要的信息。這些都保存在計算機的內部稱為存儲器的地方。為了在我們的環境中有效地用計算機解答問題，發明了計算機系統。系統意味著所有部件集成為一個好的混合體，聯合起來工作，形成一個有用的整體。計算機系統可以分為兩部分討論。第一部分是物理的、電子的和機電的硬件，這被看成是計算機。第二部分是軟件，是控制和協調計算機硬件各種動作的程序，直接進行處理數據的。計算機的中心芯片稱為處理器。通常稱為中央處理單元（CPU）?！坝嬎銠C”一詞常常是指進行計算和其它數據處理的那些硬件部件，以及指在實際執行程序期間存儲數據及指令的。內部存儲器。各種外部設備，包括與/或輸出器件

34、，輔助存儲器等等，都附屬于CPU。計算機有進行算術運算的電路，如加，減，除，乘和指數。計算機有一種同用戶通信的手段。說到底，如果我們不送入信息，并到最后取得結果，這些計算機可能沒有多少用處。但是，有些計算機（通常是小型機和微型機）被直接用語言控制一些事物。比如機器人，飛機導航系統，醫療指導等等。輸入信息的一些最普通方法是用穿孔卡片、磁帶、磁盤和終端機。計算機的輸入裝置（這些裝置可以是卡片閱讀器、磁帶驅動器、磁盤驅動器，取決于輸入信息的介質），將信息讀入計算機中。對于輸出信息，可用兩種普通的裝置。一是打印機，在紙上打印新的信息。一是CRT（陰極射線管）顯示屏象電視熒屏那樣顯示結果。計算機還有可制

35、定決策的電路。這種計算機電路所指定的決策并不是這樣形式的決策：“兩個國家間誰打贏戰爭？”或“誰是世界上最富有的人？”很不幸，計算機只能決定三件事情，即：一個數是否少于另一個數？兩個數是否相等？一個數是否大于另一個數？計算機軟件可以劃分為很廣的兩類系統軟件和應用軟件。前者常簡稱為“系統”。這些軟件當裝入計算機時可引導計算機完成任務。后者設計成解答某個領域的特定需求，連同硬件一道，由系統供應商提供，作為計算機產品的一部分。這些完整的軟/硬件產品稱為軟/硬件配套系統。任何的計算機系統的成功與失敗均取決于硬件和軟件方面的選擇和融匯運用的技能。一臺選擇不好的計算機系統是一個怪體，不可能完成它本來應完成的

36、任務。計算機能解一系列問題和制定數百甚至數千個邏輯決策，而不會變得疲倦或厭煩。計算機只需要人類做某工作所需時間的一部分就能求出問題的解答。計算機能代替人們呆板和例行性的工作，但沒有獨創性，它只能按照給它的指令而工作。它不能作任何有價值的判斷。當計算機似乎像一個機械“腦”那樣工作時，它的成就則受到人類思維的限制。除非人們告訴計算機做些什么，并給它適當的信息，計算機不能做任何事情。但由于計算機的電脈沖像光速那樣移動，幾乎瞬時地可實現大量的算術邏輯運算。人能做的每一件事情計算機能做，但很多情況下，在工作完成很久之前，人可能已經死去了。第 八 課 互聯網導言互聯網的使用是人們所知的發展得最快的一種應用

37、技術?，F在的許多應用已經超出了最初的給科學家們提供一種手段以共享研究信息的目的?；ヂ摼W應用發展得最快的部門是商業部門網上銷售、購物及服務。由于公眾的巨大增長需要，一種新的互聯網系統，稱為互聯網2，已經提出來了，并處于設計階段。其目的，正如你已猜中的，是給科學家們共享研究信息的。“網上沖浪”、“瀏覽器”、“電子郵件”或“互聯網” 一種新技術用的新語言。是啊，不完全是新的。實際上，互聯網作為一種信息采集共享網絡，是從1969年開始的，作為美國國防部給各個研究機構快速共享數據的網絡?；ヂ摼W有幾種基本的應用。它們被劃入信息交換的一般分類之中。主要的應用是：1E-MAIL。電子郵件。2研究信息。3娛樂。

38、4電子商務。5下載和上傳文件和軟件。6教育。7跟有興趣的人們聊天。8玩游戲。電子郵件排在應用表之首的是電子郵件或E-MAIL。在互聯網上人們之間傳遞消息，比之使用郵政或其它傳統的郵遞服務來得價廉而快速。一個人在早上發一條消息，他就知道收信人在數分鐘之內會收到它。許多E-MAIL程序包是從互聯網上下載它們而得到應用的。其它一些則是與另一些軟件捆綁起來變成軟件的一部分。還有一些則是用在商業價格上。除了發送和接受文本文件之外，E-MAIL還可以用于與其它文本信息作為附件發送出去。信息可以同時發給多個用戶。還有一種附加的服務是允許用戶簽名，并使用E-MAIL表以一個共同的興趣同各用戶連接起來。信息發送

39、到E-MAIL表，就是發送到表上的所有簽名人。無法投遞的E-MAIL信息，會“彈”回給發送人。導致無法投遞的E-MAIL包括不知道收信人（不正確的E-MAIL地址）。不知道主系統（區域地址的某些錯誤）。網絡是不可達的（系統可能斷開了！）。目的地的軟件問題導致暫停發生）。在一個分配的期限內，信息無法投遞。存在目的地服務器拒收信息的問題。廣泛使用的E-MAIL服務協議是SMTP（簡單郵件傳輸協議），此協議描述的是E-MAIL如何在上級和用戶之間使用郵政協議（POP）服務器來傳送信息。此系統允許遠方在TCP/IP網絡上訪問郵箱。POP的一個子集是IMAP（互聯網郵件訪問協議）。這協議給客戶一個標準的

40、方法去讀和發送E-MAIL信息。郵件存儲在服務器中，所以，同樣的信息可以發送到不同的終端用戶。郵件可以基于所選擇的準則來下載，如日期、用戶、更新等等。新聞組互聯網的另一個廣泛應用是采用新聞組，實現對一個共同感興趣的課題與其它人共享知識。從實質上說，新聞組工作與公告牌的老概念相似。你可以參加一個新聞組，一旦成為該組成員，你便可以郵寄稱之為關于組的主題的文章的信息，提出問題，閱讀放在組站點上的信息。同一個主題的一組文章稱為一個話題，通常構成一個特定的新聞組。將一個話題的詢問和回答匯總起來就構成一個信息線索。許多新聞組是被互聯網和稱為USENET的系統（世界性的新聞組網絡系統）之間的連接所訪問的。U

41、SENET包含了新聞組服務器。文件傳輸下載、上傳、共享程序和數據文件是互聯網的第三個用途。這屬于文件傳輸的類別。文件可以按新聞組整組傳輸，按網站傳輸或直接使用文件傳輸協議（FTP）傳送。文件傳輸協議是互聯網上支持文件的下載和上傳的主要協議，與此同時，還有其它幾個支持協議幫助找到這些（下載和上傳的）文件。這些協議最古老的一個是ARCHIE（Internet上一種用來查找其標題滿足特定條件的所有文檔的自動搜索服務工具），這是一種在用言辭表達的文檔上玩游戲的協議。按下“V”，你就進行了ARCHIE。ARCHIE訪問傳輸協議網站的數據庫，列出每個網站中的文件。FTP是一個允許網絡用戶來往于服務器下載和

42、上傳文件的協議。其它搜索引擎用于找出互聯網的位置，包括GOPHER（基于菜單驅動的Internet信息查詢工具）和WAIS（環球信息服務器）。曾經提議，選擇ARCHIE作為一個詞來用，因為創始人喜歡與一出喜劇同名，但這不一定是事實。真正的結果是，選擇了用VERONICA，因為她是同一出喜劇的一個人物。于是，人們做出了努力，用字首字母縮寫詞來擬合這個意思。不過，這個縮寫詞的表達有點不大貼切?！胺浅Ｈ菀滓蚓W寬的計算機化的文檔”（此句字首字母就是VERONICA）。無論如何，這種瘋狂并未停止。第三個稱為JUGHEAD的數據庫搜索引擎已經到位。它與VERONICA相似，但允許你將搜索范圍縮小為一個特

43、定的GOPHER組主題。JUGHEAD并不是通過由字首字母縮寫成的，而是在ARCHIE的喜劇中的另一個人物。WAIS是一個為大文本、文檔和期刊使用的全文索引程序。Minnesota（明尼蘇達州(美國州名)）大學的GOIHER列出了所有WAIS服務器的名稱。一個附帶的搜索引擎叫WHOIS（關于哪里有誰的數據庫, 用Telenet（遠程網）可以與其聯接），屬于TCP/IP，允許用戶去詢問兼容的服務器，獲取有關互聯網用戶的信息。網站可能互聯網的最大的用途是瀏覽網站。任何訪問世界寬域網（即互聯網）的人都可創建一個網站。每個網站都能想象一個主題。迄今為止，互聯網是不受管制的，但是，如果某些放到網站中、使兒童受到影響的資料持續增長的話，最終會驅使政府在創建和使用網站上加以干涉和限制。網站從主頁開始，這好象一本書的封面，一般是說明網站是干什么的。在主頁上，有許多超鏈接，接到其它網頁和/或其它與原主頁有關的網站上。在作者頁面的屏幕彈出點上，可以連接到該頁的其它部分，這取決于網站的創建人選擇放在網站上的什么地方。每一已連接的頁面，可以連到其它頁，也可以反連接回主頁。超鏈接允許用戶點擊頁面上的指定區域，在頁與頁之間移動。例如，簡略地說，這一頁可能是互聯網的主頁，TCP/IP協議的描述，可能放在此網站