1、計算機應用基礎第1章 計算機基礎知識與基本操作 1.1 計算機發展概述1.2 計算機系統的組成 1.3 微型計算機的系統組成與基本操作1.4 計算機中的數制與編碼1.5 計算機多媒體技術1.6 信息高速公路與金字工程1.7 計算機信息安全與病毒防治1.1 計算機發展概述1.1.1 計算機發展歷程 1946年2月，人類歷史上第一臺電子數字計算機ENIAC在美國賓夕法尼亞大學誕生。在同年，著名美籍匈牙利數學家馮諾依曼（Neumann，John von）提出了“存儲程序”和“程序控制”的思想，這一卓越的思想為電子計算機的邏輯結構設計奠定了基礎，已成為計算機設計的基本原則。 1. 馮諾依曼思想的核心要

2、點是： 1)計算機的基本結構應由五大部件組成：運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備。 2)計算機中應采用二進制形式表示數據和指令。 3)采用“存儲程序”和“程序控制”的工作方式。 第一代計算機（1946年1957年），采用電子管作為邏輯元件，因此稱為電子管計算機。使用機器語言作為編程語言，應用范圍主要是科學計算。其體積較大，運算速度較低，存儲容量不大，而且價格昂貴，使用也不方便。 第二代計算機（1958年1964年），采用晶體管作為邏輯元件。開始使用匯編語言進行程序設計，應用范圍擴展到數據處理和事務處理及工業控制。其運算速度比第一代計算機的速度提高了近百倍，體積為原來的幾十分之一。2.

3、計算機大致經歷了四個階段 第三代計算機（1965年1970年），這一時期的主要特征是以中、小規模集成電路為電子器件，并且出現了操作系統，使計算機的功能越來越強，應用范圍越來越廣。它們不僅用于科學計算，還用于文字處理、企業管理、自動控制等領域，出現了計算機技術與通信技術相結合的信息管理系統，可用于生產管理、交通管理、情報檢索等領域。 第四代計算機（1971年至今），采用大規模集成電路（LSI）和超大規模集成電路（VLSI）為主要電子器件制成的計算機。例如80386微處理器，在面積約為10mml0mm的單個芯片上，可以集成大約32萬個晶體管，使計算機的體積大大縮小，出現了微型化的計算機。操作系統不

4、斷完善，出現了Windows操作系統，應用軟件層出不窮，逐步形成軟件產業。 3. 微型計算機大致經歷了四個階段： 第一階段是19711973年，微處理器有4004、4040、8008。 1971年Intel公司研制出MCS4微型計算機（CPU為4040，4位機）。 第二階段是19741977年，微型計算機的發展和改進階段。微處理器有8080、8085、M6800、Z80。 第三階段是19781983年，16位微型計算機的發展階段，微處理器有8086、8088、80186、80286、M68000、Z8000。微型計算機代表產品是IBM-PC（CPU為8086）。本階段的頂峰產品是APPLE公司

5、的Macintosh(1984年)和IBM公司的PCAT286(1986年)微型計算機。 第四階段是從1985年開始為32位微型計算機的發展階段。微處理器相繼推出80386、80486。1993年，Intel公司推出了Pentium或稱P5（中文譯名為“奔騰”）的微處理器，它具有64位的內部數據通道。 由此可見，微型計算機的性能主要取決于它的核心器件微處理器（CPU）的性能。 1.1.2 計算機的特點1運算速度快 計算機的運算速度從每秒幾十萬次到上千億次，是人工和傳統運算工具所無法比擬的，高速運算是計算機的一個基本特征。 2精確度高 它具有人類無能為力的高精度控制，計算機在進行數值運算時能夠達

6、到很高的精度，可以精確到十幾位到幾十位有效數字，計算機的高精確度使得它應用于航空航天、核物理等尖端科學領域。 3具有很強的存儲（記憶）功能 在計算機中有容量很大的存儲裝置，它不僅可以長久性地存儲大量的文字、圖形、圖像、聲音等信息資料，還可以存儲指揮計算機工作的程序，使得計算機具有了很強的記憶能力。4具有邏輯判斷功能 計算機內部是按照布爾代數進行運算的，布爾代數也就是邏輯代數，所以不僅可以進行加、減、乘、除等算術運算，也可進行與、或、非等邏輯運算。因此具有可靠的判斷能力， 5自動執行功能 計算機在進行計算、事務管理中，人只需要事先將編好的應用程序輸入計算機，發布執行指令，計算機就能自動按照程序規

7、定的步驟完成預定的處理任務。 1.1.3 計算機的應用 科學計算 2信息處理 3過程控制 4計算機輔助功能 5計算機與網絡、多媒體技術 1.1.4 計算機的分類根據計算機規模和性能，可以將計算機分為以下幾類：1巨型計算機 運算速度在每秒億次以上的計算機可稱為巨型計算機。2. 大型計算機 運算速度在每秒幾千萬次以上的計算機為大型計算機。 3. 中型計算機 運算速度在每秒百萬次以上千萬次以下的計算機為中型計算機，與大型計算機的區別不甚明顯，通常用在國家重點科研機構、重點理工科院校。 4. 小型計算機 小型計算機的運算速度在每秒幾百萬次左右5微型計算機 微型計算機也稱為個人計算機，簡稱微機、PC機。

8、 隨著計算機技術的發展，各類機器之間的差別越來越不明顯。近幾年的高檔微機，其速度、性能甚至超過了前幾年的小型計算機。6工作站 工作站實際上是一臺高檔微機。它的運算速度通常比微機快，配有大容量的存儲器和大屏幕顯示器，并有較強的網絡通信功能。它主要用在計算機圖像處理和計算機輔助設計等專業領域。 1.2 計算機系統的組成 1.2.1 計算機硬件系統 計算機硬件系統均由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大部分構成。他們之間的邏輯關系如下圖所示:下面分別簡述這五大部件的基本功能： 1. 運算器 又名“算術邏輯部件”，簡稱“邏輯部件ALU ( Arithmatic Logic Unit)”。它是

9、實現各種算術運算和邏輯運行的實際執行部件。算術運算是指各種數值運算；邏輯運算則是指因果關系判斷的非數值運算。運算器的核心部件就是加法器和高速寄存器，前者用于實施運算，后者用于存放參加運算的各類數據和運算結果。 2控制器 控制器是分析和執行指令的部件，也是統一指揮和控制計算機各部件按時序協調操作的部件。計算機之所以能自動、連續地工作就是依靠控制器的統一指揮。控制器通常是由一套復雜的電子電路組成，現在普遍采用超大規模的集成電路。 控制器與運算器都集成在一塊超大規模的芯片中，形成整個計算機系統的核心，這就是我們常說的中央處理器CPU（Central Processing Unit）。中央處理器是計算

10、機硬件的核心，是計算機的心臟。微型計算機的中央處理器又稱為微處理器。3存儲器 一般是指內部存儲器，或稱“主存儲器” 。內部存儲器是計算機的記憶部件，用于存放正在運行的程序及數據。內部存儲器通常由許許多多的記憶單元組成，各種數據存放在這一個個存儲單元中，當需要存入或取出時，可通過該數據所在單元的地址對該數據進行訪問。 內部存儲器按其存儲信息的方式可以分為只讀存儲器ROM(Read Only Memory)、隨機存儲器RAM(Random Access Memory)和高速緩沖存儲器Cache三種。 4輸入設備 輸入設備是計算機用來接收外界信息的設備，人們利用它送入程序、數據和各種信息。輸入設備一

11、般是由兩部分組成，即：輸入接口電路和輸入裝置。輸入接口電路是輸入設備中將輸入裝置(外設的一類)與主機相連的部件，如鍵盤、鼠標接口，通常集成于計算機主板上。也就是說輸入裝置一般必須通過輸入接口電路掛接在計算機上才能使用。最常見的輸入設備當然就是鍵盤和鼠標了，掃描儀也是輸入設備，現在還有一種用于手寫輸入的手寫光電筆也屬于輸入設備。5輸出設備 輸出設備的功能與上面所介紹的“輸入設備”相反，它是將計算機處理后的信息或中間結果以某種人們可以識別的形式表示出來。 輸出設備與輸入設備一樣，也包括兩個部分，即輸出接口電路和輸出裝置。輸出接口電路是用來連接計算機系統與外部輸出設備的，如顯卡是用來連接顯示器這樣一

12、種輸出設備的，聲卡可以連接主機與音箱之類的輸出設備；打印機接口則是用來連接打印機與主機系統的。輸出裝置就是上面所說的顯示器、音箱、打印機、繪圖儀等。 1.2.2 計算機軟件系統 基本概念：軟件：由程序、數據和文檔三部分內容組成。程序：是一系列有序指令的集合。 計算機之所以能夠自動而連續地完成預定的操作，就是運行特定程序的結果。計算機程序通常是由計算機語言來編制，編制程序的工作稱為程序設計。數據：指各種信息集合，數值的與非數值的。文檔：用自然語言（漢語或英語）對程序進行描述的文本稱為文檔。計算機軟件系統： 1. 系統軟件 是指管理、監控和維護計算機資源（包括硬件和軟件）的軟件。系統軟件主要包括操

13、作系統、各種語言處理程序、數據庫管理系統、網絡系統及服務性程序。核心是：操作系統、語言處理程序和各種服務性程序。 (1) 操作系統 操作系統是管理、控制計算機的軟、硬件和數據資源的大型程序，是用戶和計算機之間的接口，并提供了軟件的開發和應用環境。 操作系統的分類方法很多，如：按計算機的機型可以分為大型機、 中、小型機和微型機操作系統；按計算機用戶數目的多少可以分為單用戶和多用戶操作系統；按照操作系統的功能特征來對操作系統進行分類，主要分為三類：批處理操作系統、實時操作系統和分時操作系統。 隨著計算機技術和計算機體系結構的發展，又出現了許多新型的操作系統，例如，微機操作系統、多處理機操作系統、網

14、絡操作系統以及分布式操作系統等。 微機操作系統當前主流是Microsoft公司的DOS（單用戶單任務）操作系統和Windows（單用戶多任務）操作系統。 (2) 語言處理程序 機器語言是用二進制代碼編寫，能夠直接被機器識別的程序設計語言。它的優點是不需要翻譯就能夠被計算機識別，因而執行速度快。它的缺點是不易書寫和閱讀，直觀性差（全是0和1的數字），在使用時難記、易出錯，且針對具體機型，局限性大。 匯編語言是用能夠反映指令功能的助記符來表示指令的程序設計語言，即符號化了的機器語言。匯編語言的優點是運算速度快，比機器語言易于書寫和修改，主要的缺點是因為采用了大量的助記符，所以記憶和掌握起來仍然比較

15、困難。 高級語言是用不依賴于機器的指令形式表達操作意圖的程序設計語言。高級語言的表示方式更接近于人類的自然語言。高級語言的特點是：相對于機器語言和匯編語言，運行速度較慢，但是它易于書寫和修改，而且容易被人們掌握。人們常用的高級語言有：BASIC語言、FORTRAN、PASCAL語言、C語言等。 由于計算機只能直接識別執行機器語言，因此對于匯編語言或是高級語言編寫的程序，機器是不能立即執行的，需要經過語言處理程序翻譯成計算機能夠直接識別和執行的機器指令代碼。把匯編語言編寫的源程序翻譯成機器代碼的過程，稱之為匯編，完成此項工作的軟件稱之為匯編程序。將高級語言編寫的程序（稱為“源程序”）翻譯成機器語

16、言程序（稱為“目的程序”），然后計算機才能執行。這種翻譯過程一般有兩種方式：解釋方式和編譯方式。編譯是先整段地將源程序翻譯成目標程序，然后執行。(3) 數據庫管理系統 在計算機應用中數據處理占據很大比例，對于大量的數據如何存儲、利用和管理，如何使多個用戶共享同一數據資源，是數據處理必須解決的問題，60年代末在美國誕生了第一個商品化的數據庫系統。(4) 網絡系統軟件 計算機網絡將分布在不同地理位置的多個獨立計算機系統用通信線路連接起來，實現互相通信、資源共享。計算機網絡的構成為：網絡硬件、網絡拓撲結構、傳輸控制協議以及網絡軟件。網絡軟件主要指的是網絡操作系統。 (5) 其他系統軟件 系統軟件中還

17、包括一些服務性程序，便于用戶對計算機的使用和維護。 2應用軟件 應用軟件是為了解決用戶的各種實際問題而編制或購買的軟件，因此應用軟件都是針對某一特定的問題或某一特定的需要。前面介紹的計算機在各個領域的應用，就是通過應用軟件來實現的。 應用軟件的豐富與否、質量好壞，都直接影響到計算機的應用范圍與實際經濟效益。 1.2.3 計算機軟、硬件系統的相互作用 計算機軟、硬件系統不是獨立發揮作用的，而是要相互結合才行。計算機硬件是基礎，計算機硬件系統中許多硬件都需要有軟件的支持才能正確發揮作用，這就是硬件的“驅動程序”。 所有軟件都需先安裝一個相應的操作系統軟件后，其它軟件才能進行安裝，操作系統是整個計算

18、機軟件發揮作用的平臺。 應用軟件的安裝原則上沒有先后次序規定，但要注意的是它要與相應的操作系統和相應版本相一致， 1.3.1 微型計算機的系統組成 微機的宏觀結構 1.3 微型計算機的系統組成與基本操作微機的微觀(總線)結構 1主機 微機的主機箱內一般安裝著系統主板（包括CPU和內存等）、外存（軟盤、硬盤和光盤）、總線擴展槽、輸入輸出接口電路（顯示適配卡、打印適配卡、聲音卡、視頻卡和Modem卡）等。 (1) CPU CPU是硬件的核心，主要包括運算器和控制器。CPU芯片決定了計算機的檔次。 CPU的主要性能指標有兩個：字長和主頻。 字長(位)：CPU進行運算和數據處理的最基本、最有效的信息位

19、長度。字長越長，性能越強。PC機的字長，已由8088的準16位(運算用16位，IO用8位)發展到現在的32位、64位。 主頻(Mhz)：CPU工作的時鐘頻率。主頻越高處理數據速度越快。 （2） 內存 內存儲器又稱為主存儲器，也簡稱主存。內存用于存放計算機當前正在運行的程序和數據，它可被CPU訪問，直接與CPU交換信息。其特點是：讀寫速度快，但容量較小，價格也較高。內存儲器目前大多采用半導體存儲器，按功能分為RAM（Random Access Memory，隨機存儲器）和ROM（read only Memory，只讀存儲器）兩類。 只讀存儲器：用于存放內容不變的信息，在機器出廠時就已裝入。ROM

20、的特點是其內容只能讀出不能寫入，斷電后，ROM中的內容仍存在。一般固化在ROM中的是機器的自檢程序、初始化程序、基本輸入輸出設備的驅動程序等。 隨機存儲器：用于存放正在使用的程序和數據。RAM的特點是其中存入的內容可隨時讀出寫入，斷電后，RAM中的內容全部丟失。計算機中直接與CPU打交道的程序和數據都是存放在RAM中，因此通常所說的計算機內存指的就是RAM。RAM又分為動態隨機存取存儲器DRAM和靜態隨機存取存儲器SRAM兩類。內存容量是計算機性能的又一個重要指標，內存越大，“記憶”能力越強，程序運行的速度也越快。RAM的容量已從早期的640KB，逐步發展到8MB、64MB，再到目前的128M

21、B、256MB。高檔機可達到512MB，甚至更大。2外存 外存儲器又稱為輔助存儲器，也簡稱外存、輔存。用于存放暫時不用的程序和數據，它不能直接被CPU訪問，但它可以與內存成批交換信息，即外存中的信息只有被調入內存才能被CPU訪問。外存相對于內存而言，其特點是：存取速度較慢，但存儲容量大，價格較低，信息不會因掉電而丟失。 目前最常用的外存有軟盤、硬盤和光盤。 (1) 軟盤 軟盤是由表面涂有一層磁性材料的塑料圓盤制成，使用時需要插入軟盤驅動器。軟盤有體積小，攜帶方便、價格便宜等優點，因而被廣泛使用。軟盤按直徑的大小分為5.25英寸和3.5英寸（簡稱5和3），按存儲密度分為低密度和高密度，按存儲面分

22、為單面和雙面。 每張軟盤的表面上包含許多同心圓，每一個同心圓稱為一個磁道，磁道的編號從最外層以0開始（第0 道），依次為1、2、3每個磁道平均劃分為若干弧段，每個弧段稱為一個扇區，每個扇區放512個字節。數據在磁盤上是按磁道和扇區來存放的。存儲器可容納的二進制信息量稱為存儲容量，存儲容量的基本單位是字節（Byte），常用的存儲容量單位還有KB、MB、GB，它們之間的關系為： 1Byte=8bit（二進制位） 1KB=210B 1MB=220B 1GB=230B一張軟盤的存儲容量為：存儲容量=面數磁道數扇區數每扇區字節數（512）存儲容量=28018512=1440210B1.44220B1.4

23、4MB(2) 硬盤 硬盤是至今最重要的外存儲器，它由一組同樣大小、涂有磁性材料的鋁合金圓盤片環繞一個共同的軸心組成。相對于軟盤而言，硬盤具有磁盤容量大、存取速度快、可靠性高、每兆字節成本低等優點。 硬盤一般都封裝在一個金屬盒子里，固定在主機箱內，因而它不能像軟盤那樣隨時放入和拿出，不便攜帶。同時硬盤內的潔凈度要求非常高。采用了密封型空氣循環方式和空氣過濾裝置，不得任意拆卸。 硬盤在出廠后必須經過以下3步基本操作才能使用：第1步是對硬盤進行低級格式化 ；第2 步是對硬盤進行分區；第3步對硬盤進行高級格式化。 (3) 光盤 光盤是近年來迅速發展的一種輔助存儲器，可以存放各種文字、聲音、圖形、圖像和

24、動畫等多媒體數字信息，而且具有價格便宜、體積小、容量大、易長期保存等優點，是多媒體技術獲得迅速推廣的重要因素之一。 光盤系統由光盤盤片和光盤驅動器組成，如圖1.8所示。光盤盤片由聚碳酸脂（PC）注塑而成，表面有無數個微小的凹坑，代表著所記錄的信息，有關數據就記錄存儲在由內向外的帶凹坑和非凹坑組成的螺旋型路徑上。相鄰路徑間距離為1.5微米，密度很大，因此它具有極大的存儲容量，一張CDROM光盤可以存儲650MB的數據。 光盤和光盤驅動器 光盤盤片有3種類型：只讀型光盤（Compact DiskRead Only Memory，即CDROM）、只寫一次型光盤（Write Once, Read Ma

25、ny，縮寫為WORM）和可擦寫型光盤（Rewriteable）。目前常用的光盤是CDROM，顧名思義，只能從這類光盤上讀取信息，而不能改變其內容。目前市場上流行的激光唱片（CDDigital Andio ，即CDDA）、影碟（Video CD，即VCD）、游戲盤、數據盤等均屬CDROM。 光盤驅動器讀取光盤是根據激光束照射到帶凹坑的光盤上，反射光的強弱不同而由光電檢測電路讀取光盤上的信息。光盤驅動器的數據傳輸速率隨著多媒體技術的發展提高很快，從最早的單倍速（傳輸速率為150KB/s），到2倍速、4倍速、6倍速、8倍速、10倍速、12倍速、18倍速，目前一般的標準配置為32倍速、40倍速。(4)

26、 可移動硬盤與U盤 移動硬盤主要指采用計算機外設標準接（USB/IEEE1394）的硬盤，如圖1.9所示。作為一種便攜式的大容量存儲系統，它有許多出色的特性：容量大，單位存儲成本低，速度快，兼容性好。 USB硬盤還具有極高的安全性，一般采用玻璃盤片和巨阻磁頭，并且在盤體上精密設計了專有的防震、防靜電保護膜，提高了抗震能力、防塵能力和傳輸速度，不用擔心銳物、灰塵、高溫或磁場等對USB硬盤造成傷害。 U盤是一種基于USB接口的無需驅動器的微型高容量活動盤，可以簡單方便地實現數據交換。U盤體積非常小，容量比軟盤大很多（目前一般為8MB512MB，最高達2GB），如圖1.10所示。它不需要驅動器，無外

27、接電源，使用簡便，即插即用，帶電插拔；存取速度快，約為軟盤速度的15倍；可靠性好，可擦寫達百萬次，數據可保存10年以上；采用USB接口，并可帶密碼保護功能。(5) 擴展槽和總線 系統板上一般有58個擴展槽，用于插入各種接口板（適配器）。這些擴展槽與主板上的系統總線相連，任何接口板插入擴展槽后，就可通過系統總線與CPU連接。 總線是一組連接CPU、內存儲器和外部設備的公共信號線，用來溝通所有部件之間信息的流通。根據傳輸方式總線分為數據總線DB、地址總線AB和控制總線CB；按照體系結構總線又有ISA總線、MCA總線、EISA總線、VESAVL總線和PCI總線。 (6) 輸入/輸出接口 輸入/輸出接

28、口（I/O）是在微處理器與外部設備之間實現信息交換的電路，它們通過總線與CPU相連。 3輸入/輸出設備(1) 輸入設備 常用的輸入設備有鍵盤、鼠標、掃描儀、音頻輸入設備、視頻輸入設備等。 鍵盤 鍵盤是最常用的輸入設備，常用的鍵盤有101鍵、104鍵等，不同種類的鍵盤的鍵位分布基本一致，下面以標準104鍵鍵盤為例說明鍵盤的分區 標準104鍵盤 打字鍵區（主鍵盤區） 打字鍵區位于鍵盤的左下方，是鍵盤中最主要的區域，與普通英文打字機的鍵盤類似，其主要功能是輸入文字和符號。包括英文字母、數字和符號以及部分。系統控制鍵及作用如下表所示：系統控制鍵的作用： 制表鍵。每按一次，光標向右移動8個字符位置。在文

29、字處理軟件中每次移動的字符數可由用戶規定。 大小寫轉換 大小寫轉換鍵。控制燈的發亮或熄滅， 燈亮，表示大寫狀態，否則為小寫狀態。 控制功能鍵。這個鍵須與其他鍵同時組合使用，才能完成某些特定功能。 換檔鍵（主鍵盤左右下方各一個，其功能一樣）。主要用途： 同時按下和具有上下檔字符的鍵，上檔符起作用； 用于大小寫字母輸入：當處于大寫狀態，同時按下和字母鍵，輸入小寫字母；當處于小寫狀態，同時按下和字母鍵，輸入大寫字母。 組合功能鍵。這個鍵須與其他鍵同時使用，才能完成某些特定功能。 空格鍵（鍵盤下方最長的鍵）。按一下產生一個空格。 或寫為，退格鍵。刪除光標所在位置左邊的一個字符。 或寫為，回車鍵。結束一

30、行輸入，光標到下一行。 功能鍵區功能鍵區位于鍵盤的最上面一排，它們的作用如下分別是表所示：用來中止某項操作。在有些編輯軟件中，按一下此鍵，彈出系統菜單。 在不同的應用軟件中，能夠完成不同的功能。例如，在Windows下，按鍵可以查看選定對象的幫助信息，按鍵可以激活菜單欄等。 用于對屏幕進行硬拷貝，即打印屏幕鍵。在WindoWs中，按+組合鍵可以將當前的活動窗口復制到剪貼板中。 滾屏幕狀態和自鎖狀態。 暫停鍵。當屏幕在滾動顯示某些信息時按下此鍵，可以暫停顯示，直到按下任意鍵盤為止。如果同時按下和鍵，通常可以終止當前程序的運行。 編輯鍵區（光標控制鍵區） 編輯鍵區位于主鍵盤區與數字小鍵盤區的中間，

31、用于光標定位和編輯操作。 光標右移一個字符光標左移一個字符光標上移一行光標下移一行光標移到行首光標移到行尾光標移到上一頁 光標移到下一頁插入/改寫狀態轉換刪除光標所在的字符 數字小鍵盤區（輔助鍵區） 數字小鍵盤區在鍵盤的右部，由數字、符號、數字鎖定鍵以及鍵組成。在每一個數字鍵上，都標有一個光標控制符。當按下數字鎖定鍵后（使指示燈亮），按數字鍵表示輸入數字。再次按下數字鎖定鍵后（使指示燈滅），數字鍵用于移動光標。 鼠標 鼠標器簡稱鼠標，如圖所示,是一種手持式的輸入設備，用來控制顯示屏幕上光標移動位置和選擇、移動顯示屏幕上的內容。 按工作原理鼠標可分為：機械式和光電式。 機械式：鼠標下面有一個可以

32、滾動的小球，當鼠標在平面上移動時，小球與平面摩擦轉動，帶動鼠標內的兩個光盤轉動，產生脈沖，測出X-Y方向的相對位移量，從而可反映出屏幕上鼠標的位置。機械式鼠標價格便宜，故障率較高，需要經常清洗。 光電式：鼠標下面有一個光電轉換裝置，需要一塊專用取信號的墊板配合使用。鼠標在板上移動，鼠標下的光電轉換裝置根據從墊板上所取信號來確定光標位置。光電式鼠標故障較少，但價格較貴。 鼠標的按鍵一般采用2鍵（左、右）或3鍵（左、中、右）。各個按鍵所起的作用完全依賴于用戶所用的軟件，在不同的軟件環境下，相同的按鍵可能會產生不同的效果，在Windows等圖形用戶界面中最常使用的是左按鍵，一般用來作“選擇”用。操作

33、的時候，先移動鼠標使光標指向所要選擇的內容，按下左鍵，然后再放開即可。 掃描儀 掃描儀是圖片輸入的主要設備，把一幅畫或一張照片轉換成數字信號存儲在計算機內，然后利用有關的軟件編輯、顯示或打印計算機內的圖形。掃描儀的主要技術指標有：分辨率（DPI，即每英寸掃描所得到的像素點數）、灰度值或顏色數、幅面（A4，A3，A2等）和掃描速度。 音頻輸入設備 音頻輸入設備主要由話筒和音頻卡（俗稱聲卡）組成，音頻卡可采集聲音，然后將模擬信號數字化、壓縮、存儲，并提供各種音樂設備（收錄機、攝影機、CD、合成器等）的數字接口。 視頻輸入設備 視頻輸入設備主要由視頻設備（如數碼相機、攝影機、錄放像機、影碟機、電視機

34、等）和視頻卡組成，視頻卡可將視頻模擬信號進行捕獲、編號、壓縮、解壓等數字化處理，轉換成數字信號。 （2）輸出設備 顯示器 顯示器是計算機系統最常用的輸出設備。由監視器和顯示控制適配器兩部分組成，顯示控制適配器又稱為適配器或顯示卡，不同類型的監視器應配備相應的顯示卡。目前廣泛使用的監視器是陰極射線管（CRT）監視器和液晶（LCD）監視器。后者主要用于筆記本電腦。 顯示器的尺寸有：12、14、15、17、20英寸等多種規格，顯示器的色彩有單色和彩色兩種，顯示器的顯示方式有字符和圖形兩種。顯示器最重要的性能指標是分辨率，分辨率是在屏幕上橫向和縱向像素的個數，例如某顯示器的分辨率為1024768，表示

35、該顯示器在水平方向能顯示1024個點，在垂直方向能顯示768個點，整屏能顯示1024768個點，分辨率越高，圖像越清晰。 打印機 打印機分為擊打式和非擊打式兩大類。擊打式打印機主要有針式打印機（又稱點陣打印機），非擊打式以噴墨打印機和激光打印機為代表。 點陣針擊打印機主要由走紙機構、打印頭和色帶等組成。打印頭通常由24根針組成，通過這些針擊打有顏色的帶子在紙上便印出字符。點陣針擊打印機價格便宜，但噪聲大、字跡質量不高、針頭易損壞。 噴墨打印機價格便宜、體積小、低噪聲、打印質量高，但對紙張要求高、墨水的消耗量大，適于家庭購買。 激光打印機是激光技術和電子照相技術的復合產物。它將計算機輸出信號轉換

36、成靜電磁信號，磁信號使磁粉吸附在紙上形成有色字符。激光打印機打印質量高，字符光滑美觀，打印速度快，打印噪音小，但是價格稍高一些。 繪圖儀 繪圖儀是一種輸出圖形的硬拷貝設備。繪圖儀在繪圖軟件的支持下可繪制出復雜、精確的圖形，是各種計算機輔助設計不可缺少的工具。 1.3.2 微型計算機的基本操作 1. 啟動計算機 微型計算機在操作系統Windows控制下有三種啟動的方式： 冷啟動指接通計算機電源的啟動過程稱為冷啟動。開機順序：先外設，后主機啟動過程：主機接通電源后，系統進入ROM BIOS的自檢（檢查系統的主板、內存、鍵盤、軟硬驅動器等設備情況），程序顯示相應的提示信息。接至進入Windows桌面

37、。 熱啟動 在機器出現某種故障(死機、花屏、其他異常情況)。熱啟動方法是：同時按下Ctrl+Alt+Del三鍵，計算機將重新引導操作系統。 復位啟動（Reset） 在機器出現某種故障(死機、花屏、其他異常情況)。復位啟動方法：直接按主機上的復位按鈕，計算機將重新引導操作系統。2. 關閉計算機 單擊“開始”“關閉計算機（U）”，打開其對話框。 在對話框中單擊“關閉（U）”選項。 計算機則自動關閉之, 主機電源自動關閉。最后再關閉所有外部設備。微機鍵盤的基本使用:鍵盤指法分工如下圖 4. 鼠標的基本操作 l單擊：把鼠標指針移到目標位置，快速按一下鼠標左鍵，稱為單擊。l 雙擊：連續快速地按兩下鼠標左

38、鍵，稱為雙擊。l三擊：連續快速地按三下鼠標左鍵，稱為三擊，但三 擊操作用的不多。l拖動：當按住鼠標左鍵移動鼠標時，稱為拖動鼠標。l 拖放：從屏幕的一個位置開始拖動鼠標，到屏幕的另一位置放開鼠標左鍵，整個過程稱為拖放鼠標。有一種帶滾輪的鼠標稱為3D鼠標，滾輪的一般作用是使屏幕上的內容迅速上下移動。在有些軟件中，滾輪還有更多的用處，其功能依不同的軟件而定。1.3.3 微型計算機的主要性能指標與基本配置 1微型計算機的主要性能指標 (1) 字長 字長是指計算機能直接處理的二進制信息的位數。字長越長，可以表示的有效位數就越多，運算精確度越高，處理速度越快。 (2) 主頻 主頻是指計算機的時鐘頻率，它是

39、CPU在單位時間（秒）內平均要“動作”的次數。由于CPU和計算機內部的邏輯電路均以時鐘脈沖作為同步信號觸發電子器件工作，所以主頻在很大程度上決定了計算機的工作速度。主頻以MHz 或GHz為單位。主頻越高，微機的運算速度就越快。 (3) 運算速度 運算速度一般用每秒能執行多少條指令來表示，主頻越高，速度越快。但主頻并不是決定運算速度的惟一因素。常用來標識計算機運算速度的單位是MIPS（Millon Instructions Per Second，每秒106條指令）和BIPS（Billion Instructions Per Second，每秒109條指令）。(4) 內存容量 內存容量是指隨機存儲

40、器RAM存儲容量的大小，它決定了可運行程序的大小和程序運行的效率。隨著各種應用軟件對內存要求的不斷提高，特別是操作系統的不斷升級，要求配置的內存容量越大越好。 (5) 外設配置 外部設備（外設）是指計算機輸入/輸出設備以及外存，如鍵盤、顯示器（CRT）、打印機、磁盤驅動器等。有些外設成本甚至高于主機，通常應配備較大容量的軟、硬盤，特別是硬盤，容量一般應選60GB以上為宜。與此同時，光盤驅動器已必不可少，如果主機配上聲卡和光盤驅動器，再購置兩個音箱，就可將一般微機升檔為多媒體微機。(6) 軟件配置 軟件配置包括操作系統、計算機語言、數據庫管理系統、通信網絡軟件、字處理軟件及其他應用軟件等。只有選

41、定好的軟件才能最大限度發揮硬件的性能和潛力。由于微軟（Microsoft）公司的杰出工作，開發出大量應用軟件，才使微機得以廣泛普及應用。 2微型計算機的基本配置（1） 硬件系統中央處理器（CPU）：可選 Pentium 500以上。內存：至少128MB以上，最好256MB以上。I/O設備：輸入設備（鍵盤和鼠標），輸出設備（顯示器、打印機等）。硬盤：至少40GB以上。其他：軟盤驅動器（一個1.44M的軟驅）、光盤驅動器（40倍速的CD-ROM）、多媒體配件（聲卡、音箱、視頻捕獲卡）、通信設備（調制解調器、網卡等）。（2）軟件系統系統軟件：Windows 98、Windows 2000或Windo

42、ws XP操作系統等。應用軟件：Microsoft Office 2000/2003, WPS 2000,數據庫管理系統（FoxPro、Visual FoxPro）等。 1.4 計算機中的數制與編碼 1.4.1 數制及其轉換1. 進位計數制（1）計數符號與基數 每一種進制都有固定數目的計數符號，基數是指某計數制中數字符號的個數，進位規則是指何時向高一位進位。 十進制數：有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10個數字符號，基數是十，進位規則是逢十進一。 二進制：有0和1共2個數字符號，基數是二，進位規則是逢二進一。 八進制：有0、1、2、3、4、5、6、7共8個數字符號，基數是八， 進位規

43、則是逢八進一。 十六進制：有09，A，B，C，D，E，F共16個數字符號，基數是十六，進位規則是逢十六進一。 （2）位權 處在不同位上的數字所代表的值不同，一個數字在某個固定位置上所代表的值是固定的，這個固定位上的值稱為位權或權值。 位權與基數的關系是：各進位制中位權的值恰巧是基數的若干次冪。因此，任何一種數制表示的數都可以寫成按位權展開的多項式之和。例如，下列數制的位權展開式：(56789)10 =5104+6103+7102+8101+9100(1011.11)2 =123+022+121+120+12-1+12-2(FDE.5)16 =15162+13161+14160+516-1 任意

44、進制數（用R表示）從小數點以左，每一位對應的權值分別為 R0、R1 、R2、R3、R4、；以小數點以右，每一位對應的權值分別為 R1、R2 、R3、。 (3) 數制的表示方法 為了區別各種計數制的數，通常采用在括號外面加下標的方法或在數字后面加寫相應的英文字母的方法來加以區分。二進制數：用B（Binary）表示。如二進制數1101可寫成1101B或(1101)2八進制數：用O（Octal）表示。如八進制數675可寫成675O或(675)8十進制數：用D（Decimal）表示。如十進制數291可寫成291D或(291)10十六進制數：用H（Hexadecimal）表示。如十六進制數FDE8可寫成

45、FDE8H或（FDE8)162. 不同數制的相互轉換(1) 非十進制轉換成十進制 將非十進制數按“權”展開成多項式求和，整數和小數同時進行，即得相應結果。 如二進制轉換成十進制，將二進制數按權展開，注意權是2的冪，最后求和，就得到了十進制數；八進制轉換為十進制，將八進制數按權展開，注意權是8的冪，最后求和；十六進制轉換為十進制，將十六進制數按權展開，注意權是16的冪，最后求和，依次類推，這樣總能將任意進制的數轉換為十進制數。【例1.1】 將二進制數(11011.101)2、八進制數(26.2)8和六進制數(34DE.FC)16分別轉換成十進制數。(11011.101)2 =124+123+02

46、2+121+120+12-1 +02-2+12-3 = (27.625)10(26.2)8=281+680+28-1 = (22.25)10(34DE.F(C)16=3163+4162+13161+14160 +1516-1+1216-2 = (13534.9849)10（2）十進制轉換成非十進制 將十進制數轉換為其他進制數時，整數部分和小數部分需分別轉換，然后合并。 整數轉換：用“除R取余”法。注：R表示轉換結果為R進制的數（如將十進制數轉換為二進制數R就為2，轉換為八進制數R就為8，轉換為十六進制數R就為16）。 小數轉換：用“乘R取整”法。注意：這種方法可能產生取不完的情況，也就是說一個

47、十進制數可能無法精確地轉換成R進制數，這就是“存儲誤差”，可根據要求保留若干位。 【例1.2】 將(91.453)10轉換成二進制數（取4位小數）。得 (91.453)10 = (1011011.0111)2 （3）非十進制轉換為非十進制（二、八、十六進制之間的相互轉換） 因為23=8，24=16 ，所以3位二進制數對應1位八進制數，4位二進制數對應1位十六進制數。將任意二進制數轉換為八、十六進制數時，需以小數點為中心分別向兩邊進行分組，轉換成八進制數，每3位為一組，轉換成十六進制數，每4位為一組，不足位數補0，這樣就將一個二進制數轉換成了八（或十六）進制數；將八、十六進制數轉換為二進制數時，

48、過程正好相反，將每1位八進制數表示為3位二進制數或每1位十六進制數表示為4位二進制數即轉換成了二進制數。【例1.3】 將二進制數(11101011100.1101)2分別轉換為八、十六進制數。(11101011100.1101)2 = (011,101,011,100.110,100)2 = (3534.64)8 (11101011100.1101)2 = (0111,0101,1100.1101)2 = (75C.(D)16 【例1.4】 將八進制數 (732.54)8 ，十六進制數 (D397A.BC)16轉換為二進制數。(732.54)8 = (111011010.1011)2(D397

49、A.BC)16 = (11010011100101111010.101111)21.4.2 計算機中數據的表示和存儲方式1數據的表示 通常數學中在一個數字的前面加上符號“+”或“-”來表示這個數是正數還是負數。而在計算機中“+”或“-”計算機無法識別，解決的辦法只能用數字化信息來表示數的正、負，規定將數的最高位設置為符號位，用“0”代表正號，用“1”代表負號。在計算機內部，數字和符號都是用二進制編碼表示的，兩者合在一起構成數的機內表示形式，稱為機器數，而把原來的數稱為機器數的真值。（1） 機器數 在計算機中，通常用若干個二進制位表示一個數或一條指令，把它們作為一個整體來處理、存儲和傳送。這種作

50、為一個整體來處理的二進制位串，稱為計算機字，表示數據的字稱為數據字，表示指令的字稱為指令字。 計算機是以字為單位進行處理、存儲和傳送的，所以運算器中的加法器、累加器以及寄存器，都選擇與字長相同位數。字長一定，則計算機數據字所能表示的數的范圍也就確定了。例如使用8位字長計算機，它可表示無符號整數的最大值是(255)10 = (11111111)2 。 運算時，若數值超出機器數所能表示的范圍，就會停止運算和處理，這種現象稱為溢出。 （2） 定點數和浮點數 計算機中運算的數，有整數，也有小數，如何確定小數點的位置呢？通常有兩種約定：一種是規定小數點的位置固定不變，這時機器數稱為定點數。另一種是小數點

51、的位置可以浮動的，這時的機器數稱為浮點數。（3） 原碼、反碼和補碼 計算機對有符號的數有三種表示方法：原碼、反碼和補碼。對正數這三種碼的形式都相同。 原碼 用符號位來表示一個數的正負，數值部分按二進制數表示。 【例1.5】 X1=+1011010 X1原=01011010 X2=-1011010 X2原=11011010 X3=+0.101 X3原=0.101 X4=-0.101 X4原=1.101 符號位用“0”表示正號，用“1”表示負號。 反碼 正數的反碼和原碼一樣。負數的反碼符號位為“1”，數值部分的數碼與原碼中的數碼相反，即“0”變為“1”，“1”變為“0”。【例1.6】 X1=+10

52、01010 X1原=01001010 X1反=01001010 X2=-1001010 X2原=11001010 X2反=10110101 補碼 正數的補碼與原碼相同，負數的補碼就是它的反碼在末位加“1”。（+64）10的補碼 01000000 （-64）10的補碼 11000000 總之，正數的原碼、反碼、補碼都相同，就是它的原碼；負數的原碼符號位取1，其余不變；負數的反碼符號位取1，其余部分求反；負數的補碼就是它的反碼在末位加“1”。【例1.7】 二進制數 原碼 反碼 補碼+1011010 01011010 01011010 01011010-1011010 11011010 101001

53、01 10100110 2數據的存儲(1) 位（Bit） 每一個能代表0和1的電子線路稱為一個二進制位，是數據的最小單位。(2) 字節（Byte） 通常每8個二進制位組成一個字節，字節是最基本的存儲單位。字節的容量一般用KB、MB、GB、TB來表示，它們之間的關系如下：1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB （3）字（Word） 在計算機中作為一個整體被存取、傳送、處理的二進制數字串叫做一個字或單元，每個字中二進制位數的長度，稱為字長。一個字由若干個字節組成，不同的計算機系統的字長是不同的，常見的有8位、16位、32位、64位等，字長越長，存放數的范圍越

54、大，精度越高，字長是性能的一個重要指標。（4）地址(Address) 為了便于存取，每個存儲單元必須有唯一的編號，這個編號就稱為地址，通過地址可以找到所需的存儲單元，取出或存入信息。1.4.3 編碼1字符編碼 目前國際上通用的字符編碼是ASCII碼，即美國標準信息交換代碼。ASCII碼用七位二進制數表示一個字符，可表示27共128個字符。包括：32個通用控制符、10個十進制數字、52個大小寫英文字母和34個專用符號。在一個字節（8個Bit）中后七位用于表示字符的編碼，最高位為奇偶校驗位，一般作0看待。 2. 漢字編碼 ASCII碼把數字、字母、符號用特定的七位二進制數表示，同樣，要想處理漢字，

55、也要對漢字進行統一編碼，給每個漢字一個惟一的編碼。漢字數量龐大，用一個字節無法區分，故漢字編碼采用2個字節。 國標漢字（GB2312-80）字符集構成 : 在國標碼中，全部國標漢字與圖形符號組成一個9494的矩陣，矩陣的每一行稱為一個“區”，每一列稱為一“位”。這樣就形成了94個區(01區94區)和94個位(01位94位)的漢字字符集。一個漢字所在位置的區號和位號組合在一起就構成一個四位數的代碼，前兩位為區碼，占一個字節，后兩位為位碼，也占一個字節，這種代碼稱為“區位碼”。所有國標漢字與圖形符號的94個區位劃分情況如下：l 0115區 圖形符號區。l 1655區 一級漢字區。l 5687區 二

56、級漢字區。l 8894區 自定義漢字區。1.5 計算機多媒體技術1.5.1 多媒體的概念及其特點 1多媒體的概念 多媒體一詞來源于英文單詞Multimedia，其中，Multi為“多”，media為“媒體”的意思。媒體也稱介質或媒質，是信息表示和傳播的載體，它在計算機領域中有兩種含義，一是指用以存儲信息的實體，如磁盤、磁帶、光盤和半導體存儲器；另一種含義是指信息的載體，如數字、文字、聲音、圖形和圖像。 多媒體技術是指把文字、音頻、視頻、圖形、圖像、動畫等多媒體信息通過計算機進行數字化采集、獲取、壓縮/解壓縮、編輯、存儲等加工處理，再以單獨或合成形式表現出來的一體化技術。 2多媒體的特征(1)

57、集成性 采用了數字信號，可以綜合處理文字、聲音、圖形、動畫、圖像、視頻等多種信息，并將這些不同類型的信息有機地結合在一起。(2) 實時性即信息處理和傳遞具有很強的時間性。(3) 交互性信息以超媒體結構進行組織，可以方便地實現人機交互。這是多媒體技術最重要的特征。(4) 智能性 提供了易于操作、十分友好的界面，使計算機更直觀，更方便，更親切，更人性化。(5) 易擴展性 可方便地與各種外部設備掛接，實現數據交換，監視控制等多種功能。此外，采用數字化信息有效地解決了數據在處理傳輸過程中的失真問題。1.5.2 多媒體技術基礎 1聲卡 聲卡(也叫音頻卡)是MPC的必要部件，它是計算機進行聲音處理的適配器

58、。聲卡有三個基本功能：一是音樂合成發音功能；二是混音器（Mixer）功能和數字聲音效果處理器（DSP）功能；三是模擬聲音信號的輸入和輸出功能。 聲卡處理的聲音信息在計算機中以文件的形式存儲。 聲卡使用的總線有ISA總線和PCI總線。 聲卡工作應有相應的軟件支持，包括驅動程序、混頻程序（Mixer）和CD播放程序等。 2. CDROM CDROM是MPC的常用外存之一。CDROM包括光盤和光盤驅動器（簡稱光驅）兩部分。光驅是對光盤上存儲的信息進行讀寫操作的設備。光驅由光盤驅動部件和光盤轉速控制電路、讀寫光頭和讀寫電路、聚焦控制、尋道控制、接口電路等部分組成。光驅的接口有AT總線型、IDE型（包括

59、增強IDE型）、SCSI型等。 3. 視頻卡 多媒體計算機中處理活動圖像的適配器稱為視頻卡。視頻卡是一種統稱，視頻卡有視頻疊加卡、視頻捕獲卡、電視編碼卡、電視選臺卡、壓縮/解壓卡等。視頻疊加卡的作用是將計算機的VGA信號與視頻信號疊加，然后把疊加后的信號在顯示器上顯示。視頻疊加卡用于對連續圖像進行處理，產生特技效果。 視頻捕獲卡的作用是從視頻信號中捕獲一幅畫面，然后存儲起來供以后使用。這種卡用于從電視節目、錄相帶中提取一幅靜止畫面存儲起來供編輯或演示使用。 電視編碼卡的作用是將計算機VGA信號轉換成視頻信號。這種卡一般用于把計算機的屏幕內容送電視機或錄相設備。 電視選臺卡相當于電視機的高頻頭，

60、起選臺的作用。電視選臺卡和視頻疊加卡配合使用就可以在計算機上觀看電視節目。現在又將這兩種卡合二為一，稱為電視卡。 壓縮/解壓卡用于將連續圖像的數據壓縮和解壓。 連續圖像的數據量很大，這樣的存儲容量是目前計算機所沒有的。為了解決這個問題，人們對連續圖像的數據進行壓縮以減少存儲量。數據壓縮就是把重復的數據去掉，圖像壓縮后便于存儲。圖像在重放時要進行解壓以便重現圖像，解壓方法和壓縮方法相反。 4. 觸摸屏 為了操作方便，人們用觸摸屏代替鼠標或鍵盤，根據手指觸摸的圖標或菜單位置來定位選擇信息輸入。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接受后送觸