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第1章計算機(jī)與信息化
計算機(jī)公共基礎(chǔ)系101計算機(jī)與信息化02計算機(jī)基礎(chǔ)知識03計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)04信息安全05網(wǎng)頁設(shè)計技術(shù)06Photoshop圖像處理07視頻編輯08數(shù)據(jù)庫的基本思維09word2010高級應(yīng)用10Visio2010高級應(yīng)用11Excel2010高級應(yīng)用12PowerPoint20101.1計算機(jī)概述計算機(jī)是20世紀(jì)人類最偉大的科學(xué)技術(shù)發(fā)明之一,對人類的生產(chǎn)和社會生活產(chǎn)生了極大的影響。計算機(jī)是一種能夠根據(jù)程序指令對信息進(jìn)行加工、運(yùn)算、存儲,并迅速而高效地自動完成信息處理的電子集成設(shè)備。它和人腦相似,能夠采集、識別、存儲、轉(zhuǎn)換和處理外界信息,所以也被稱為電腦。1計算機(jī)發(fā)展歷史手動計算器西周時期的算珠春秋時期的算籌1計算機(jī)發(fā)展歷史手動計算器納皮爾籌滑動刻度尺1計算機(jī)發(fā)展歷史機(jī)械式計算器帕斯卡加法器萊布尼茲乘法器1計算機(jī)發(fā)展歷史機(jī)械式計算器差分機(jī)1計算機(jī)發(fā)展歷史電子計算機(jī)ABC(Atanasoff-BerryComputer,阿塔納索夫-貝瑞計算機(jī))采用真空管,設(shè)計用于求解線性方程組1計算機(jī)發(fā)展歷史電子計算機(jī)ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndComputer,埃尼阿克計算機(jī))采用電子管,為計算彈道軌跡而研制計算機(jī)發(fā)展的四個時代(1)電子管計算機(jī)(2)晶體管計算機(jī)(3)集成電路計算機(jī)(4)大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計算機(jī)計算機(jī)的發(fā)展歷程及應(yīng)用范圍發(fā)展階段年代主要邏輯元器件應(yīng)用范圍第一代1946年~1958年電子管科學(xué)計算、軍事應(yīng)用第二代1958年~1964年晶體管數(shù)據(jù)處理、過程控制第三代1964年~1971年集成電路工業(yè)控制的各個領(lǐng)域第四代1971年至今大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路電子、化工、科學(xué)研究、生物技術(shù)等各行各業(yè),多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化電子管功放2圖靈阿蘭·麥席森·圖靈(1912~1954),英國著名數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家、密碼學(xué)家,被稱為計算機(jī)科學(xué)之父、人工智能之父。圖靈是計算機(jī)邏輯的奠基者。圖靈機(jī)圖靈機(jī)是指一個抽象的機(jī)器。圖靈測試圖靈測試是圖靈提出的一個關(guān)于機(jī)器人的著名判斷原則,它指的是一種測試機(jī)器是否具備人類智能的方法。尤金·古斯特曼程序ACM圖靈獎圖靈獎,由美國計算機(jī)協(xié)會(ACM)于1966年設(shè)立,又叫“A.M.圖靈獎”,專門獎勵那些對計算機(jī)事業(yè)做出重要貢獻(xiàn)的個人。它是計算機(jī)界最負(fù)盛名、最崇高的一個獎項(xiàng),有“計算機(jī)界的諾貝爾獎”之稱。3計算機(jī)的分類超級計算機(jī)超級計算機(jī)是計算機(jī)中功能最強(qiáng)、運(yùn)算速度最快、存儲容量最大的一類計算機(jī),主要面向尖端科學(xué)和國防科技領(lǐng)域,是一個國家或地區(qū)科技發(fā)展水平的體現(xiàn)。超級計算機(jī)可以完成其他類型計算機(jī)不能處理的復(fù)雜任務(wù)和大量計算的工作,如基因序列測定、大氣模型、宇宙研究等。3計算機(jī)的分類大型機(jī)大型機(jī)體積龐大、價格昂貴,可以同時為成百上千的用戶處理數(shù)據(jù),還可以集中存儲、處理和管理大量數(shù)據(jù),如銀行和金融行業(yè)、企業(yè)和政府等機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)。3計算機(jī)的分類服務(wù)器服務(wù)器是專門用來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲和處理的計算機(jī)。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,根據(jù)服務(wù)器提供的服務(wù)類型不同,分為文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用程序服務(wù)器、Web服務(wù)器等。3計算機(jī)的分類個人計算機(jī)個人計算機(jī)是面向家庭和個人的計算機(jī),分為桌面計算機(jī)、便攜式計算機(jī)和各種手持設(shè)備(如智能手機(jī)、平板電腦等),主要用于日常工作和生活。4計算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域科學(xué)計算科學(xué)計算是指為解決科學(xué)研究和工程設(shè)計過程中的數(shù)學(xué)問題而進(jìn)行的計算,也稱為數(shù)值計算。利用計算機(jī)高速計算、大存儲容量和連續(xù)運(yùn)算的能力,可以解決人工無法解決的各種科學(xué)計算問題,如導(dǎo)彈試驗(yàn)、火箭發(fā)射、災(zāi)情預(yù)測、天氣預(yù)報、化學(xué)實(shí)驗(yàn)分析等。4計算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理(或信息處理)是指對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲、整理、分類、統(tǒng)計、加工、利用、傳播等一系列活動的統(tǒng)稱。其特點(diǎn)是處理的原始數(shù)據(jù)量大,而運(yùn)算比較簡單,有大量的邏輯與判斷運(yùn)算。4計算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域過程控制過程控制又稱實(shí)時控制,是指利用計算機(jī)及時采集檢測數(shù)據(jù),按最優(yōu)值自動調(diào)節(jié)和控制對象。采用計算機(jī)進(jìn)行過程控制,不僅可以大大提高控制的自動化水平,而且可以提高控制的及時性和準(zhǔn)確性,從而改善勞動條件,提高產(chǎn)品質(zhì)量及合格率,提高經(jīng)濟(jì)和社會效益。4計算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域計算機(jī)輔助工程(1)計算機(jī)輔助設(shè)計(ComputerAidedDesign,CAD)(2)計算機(jī)輔助制造(ComputerAidedManufacture,CAM)(3)計算機(jī)輔助教學(xué)(ComputerAssistedInstruction,CAI)(4)計算機(jī)輔助測試(ComputerAidedTest,CAT)4計算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域人工智能人工智能(ArtificialIntelligence)是指研究用機(jī)器代替和模仿人腦的某些智能功能,通過編寫程序模擬人類的思維活動,諸如感知、判斷、理解、學(xué)習(xí)、問題求解、圖像識別等。人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,包括人機(jī)對弈、定理證明、翻譯語言文字、診斷疾病、海底作業(yè)等。4計算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)解決了一個單位、一個地區(qū)、一個國家中計算機(jī)與計算機(jī)之間的通信,實(shí)現(xiàn)各種軟、硬件資源的共享,大大促進(jìn)了國際間的文字、圖像、視頻、聲音等各類數(shù)據(jù)的傳輸與處理。5計算機(jī)的新技術(shù)嵌入式技術(shù)嵌入式是一種專用的計算機(jī)系統(tǒng),該系統(tǒng)作為裝置或設(shè)備的一部分,將硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)一體化。嵌入式具有軟件代碼少、系統(tǒng)集成度高、可靠性高和響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。5計算機(jī)的新技術(shù)集群計算技術(shù)集群是使用兩臺或兩臺以上的服務(wù)器組成的服務(wù)器集合,用以提供高性能的不停機(jī)服務(wù),每臺服務(wù)器均承擔(dān)部分計算任務(wù)和容錯任務(wù),但整體仍表現(xiàn)為一個單一系統(tǒng)。5計算機(jī)的新技術(shù)網(wǎng)格計算技術(shù)網(wǎng)格是以Internet技術(shù)和分布式計算技術(shù)為基礎(chǔ),將地理上分散的各類計算資源、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、應(yīng)用資源、儀器設(shè)備等構(gòu)成統(tǒng)一的虛擬環(huán)境,采用開放標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議,實(shí)現(xiàn)資源的有效共享,將這些不在同一地理位置的資源組織成一個“虛擬的超級計算機(jī)”,其中每一個參與計算的計算機(jī)都是一個“節(jié)點(diǎn)”。5計算機(jī)的新技術(shù)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)數(shù)據(jù)挖掘是指從大量的數(shù)據(jù)縱橫提取隱含的、未知的、并具有潛在使用價值的信息的過程。數(shù)據(jù)挖掘是一種決策支持過程,它基于數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計學(xué)、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識別、數(shù)據(jù)可視化等多種技術(shù),自動化地分析歷史數(shù)據(jù),從中挖掘出供決策使用的高層次知識,幫助決策者提高決策質(zhì)量和效率。6新型計算機(jī)展望量子計算機(jī)量子計算機(jī)是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個裝置處理和計算的是量子信息,運(yùn)行的是量子算法時,它就是量子計算機(jī)。6新型計算機(jī)展望光子計算機(jī)光子計算機(jī)是一種由光信號進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算、邏輯操作、信息存貯和處理的新型計算機(jī)。它由激光器、光學(xué)反射鏡、透鏡、濾波器等光學(xué)元件和設(shè)備構(gòu)成,靠激光束進(jìn)入反射鏡和透鏡組成的陣列進(jìn)行信息處理,以光子代替電子,光運(yùn)算代替電運(yùn)算。6新型計算機(jī)展望納米計算機(jī)納米計算機(jī)指將納米技術(shù)運(yùn)用于計算機(jī)領(lǐng)域所研制出的一種新型計算機(jī)。納米計算機(jī)的運(yùn)算速度將是硅芯片計算機(jī)的1.5萬倍,而且耗費(fèi)的能量也要減少很多。6新型計算機(jī)展望神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)從大腦工作的模型中抽取計算機(jī)設(shè)計模型,用許多處理機(jī)模仿人腦的神經(jīng)元機(jī)構(gòu),將信息存儲在神經(jīng)元之間的聯(lián)絡(luò)中,并采用大量的并行分布式網(wǎng)絡(luò)就構(gòu)成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)。具有模仿人的大腦判斷能力和適應(yīng)能力、可并行處理多種數(shù)據(jù)功能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī),可以判斷對象的性質(zhì)與狀態(tài),并能采取相應(yīng)的行動,而且可同時并行處理實(shí)時變化的大量數(shù)據(jù),并引出結(jié)論。6新型計算機(jī)展望超導(dǎo)計算機(jī)超導(dǎo)計算機(jī)是利用超導(dǎo)技術(shù)生產(chǎn)的計算機(jī)及其部件,其開關(guān)速度達(dá)到幾微微秒,運(yùn)算速度比現(xiàn)在的電子計算機(jī)快,電能消耗量少。6新型計算機(jī)展望生物計算機(jī)生物計算機(jī)也稱仿生計算機(jī),主要原材料是生物工程技術(shù)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)分子,并以此作為生物芯片來替代半導(dǎo)體硅片,利用有機(jī)化合物存儲數(shù)據(jù)。信息以波的形式傳播,當(dāng)波沿著蛋白質(zhì)分子鏈傳播時,會引起蛋白質(zhì)分子鏈中單鍵、雙鍵結(jié)構(gòu)順序的變化。1.2信息化信息化是當(dāng)今社會發(fā)展的必然趨勢,是推動人類社會進(jìn)步的重要力量。大力發(fā)展信息化,是我國現(xiàn)代化建設(shè)的重要戰(zhàn)略舉措。信息化對人們的工作、生活、學(xué)習(xí)和文化傳播方式產(chǎn)生了深刻影響,促進(jìn)了國民素質(zhì)的提高和人的全面發(fā)展。1信息化概念信息化是指培養(yǎng)、發(fā)展以計算機(jī)為主的智能化工具為代表的新生產(chǎn)力,并使之造福于社會的歷史過程(智能化工具又稱信息化的生產(chǎn)工具。它一般必須具備信息獲取、信息傳遞、信息處理、信息再生、信息利用的功能。)。2信息化的作用信息產(chǎn)業(yè)的支柱作用信息產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。信息產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)新的增長點(diǎn)。2信息化的作用信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)作用信息產(chǎn)業(yè)是關(guān)系國家經(jīng)濟(jì)命脈和國家安全的基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。2信息化的作用信息產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)作用信息產(chǎn)業(yè)是國家經(jīng)濟(jì)的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)成為世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要動力和社會再生產(chǎn)的基礎(chǔ)。2信息化的作用信息產(chǎn)業(yè)的核心作用信息產(chǎn)業(yè)是推進(jìn)國家信息化、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)增長方式轉(zhuǎn)變的核心產(chǎn)業(yè)。通信網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)裝備是國家信息化的物資基礎(chǔ)和主要動力。3信息化的類型產(chǎn)品信息化企業(yè)信息化產(chǎn)業(yè)信息化國民經(jīng)濟(jì)信息化社會生活信息化4信息化發(fā)展的趨勢20世紀(jì)90年代以來,信息技術(shù)不斷創(chuàng)新,信息產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展,信息網(wǎng)絡(luò)廣泛普及,信息化成為全球經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的顯著特征,并逐步向一場全方位的社會變革演進(jìn)。5社會信息化社會信息化,是以計算機(jī)信息處理技術(shù)和傳輸手段的廣泛應(yīng)用為基礎(chǔ)和標(biāo)志的新技術(shù)革命,影響和改造社會生活方式與管理方式的過程。小結(jié)本章講述了計算機(jī)的發(fā)展歷程、計算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域、計算機(jī)的新技術(shù)、信息化的相關(guān)概念等知識。通過對本章的學(xué)習(xí),讀者可以了解計算機(jī)的歷史、計算機(jī)的新技術(shù)以及信息化與社會發(fā)展的關(guān)系。第2章計算機(jī)基礎(chǔ)知識
計算機(jī)公共基礎(chǔ)系512.1計算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示計算機(jī)和其他數(shù)字設(shè)備要存儲包括文字、聲音、視頻等多種數(shù)據(jù),在存儲的時候都是將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為簡單的電脈沖,并以0和1的形式存儲。1進(jìn)位計數(shù)制計數(shù)制是指用一組固定的數(shù)碼和一套統(tǒng)一的規(guī)則表示數(shù)值的方法。按進(jìn)位的原則進(jìn)行計數(shù)的方法稱為進(jìn)位計數(shù)制。計算機(jī)中常用的是二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制。1進(jìn)位計數(shù)制
數(shù)位,數(shù)碼在一個數(shù)中所處的位置。
基數(shù),某進(jìn)制中能使用的數(shù)碼個數(shù)。例如十進(jìn)制數(shù)中,每位可以使用0-9中的任一數(shù)字,基數(shù)為10,二進(jìn)制基數(shù)為2,八進(jìn)制基數(shù)為8,十六進(jìn)制基數(shù)為16。
位權(quán),以基數(shù)為底的冪,數(shù)碼所在的位置不同其位權(quán)也不同。例如十進(jìn)制中,小數(shù)點(diǎn)左邊第1位的位權(quán)是100,左邊第2位的位權(quán)101
,小數(shù)點(diǎn)右邊第1位的位權(quán)10-1,第2位的位權(quán)10-2,依此類推。1進(jìn)位計數(shù)制十進(jìn)制、二進(jìn)制十進(jìn)制數(shù)有0~9十個數(shù)碼,基數(shù)為十,逢十進(jìn)一二進(jìn)制有0、1兩個數(shù)碼,基數(shù)為二,逢二進(jìn)一十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制0123456789101112131415160110111001011101111000100110101011110011011110111110000012345671011121314151617200123456789ABCDEF101進(jìn)位計數(shù)制每種進(jìn)制都有固定基數(shù)R,其數(shù)碼為0、1、…、R?1。每一種進(jìn)制都逢R進(jìn)1。若用K表示不同數(shù)位的數(shù)碼,則任何一種進(jìn)制的數(shù)均可以表示為(N)R=±[Kn?1×(R)n?1+kn?2×(R)n?2+…+k0×(R)0+k?1×(R)?1+k?2×(R)?2+…]2不同進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換把任何進(jìn)制的數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)的方法,即用每個位置上的數(shù)碼乘以相應(yīng)的位權(quán),然后求和。公式計算的結(jié)果就是對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)值。(110010100111.1)2=1×211+1×210+0×29+0×28+1×27+0×26+1×25+0×24+0×23+1×
22+1×21+1×20+1×2?1=(3
239.5)10(6
247.4)8=6×83+2×82+4×81+7×80+4×8?1=(3
239.5)10(CA7.8)16=12×162+10×161+7×160+8×16?1=(3
239.5)102不同進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的二進(jìn)制,其整數(shù)部分和小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換方法不同。(1)整數(shù)部分轉(zhuǎn)換規(guī)則。將十進(jìn)制數(shù)的整數(shù)部分轉(zhuǎn)換為R進(jìn)制數(shù),通常采用“除R取余法”,即用十進(jìn)制整數(shù)除以R取余數(shù),將商反復(fù)除以R,直至商為零。得到的第一個余數(shù)為最低位,最后一個余數(shù)為最高位,將所得余數(shù)從高位到低位依次排列,就是對應(yīng)R進(jìn)制數(shù)。2不同進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換(2)小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換規(guī)則。將十進(jìn)制數(shù)的小數(shù)部分轉(zhuǎn)換為R進(jìn)制數(shù),通常采用“乘R取整法”,即將十進(jìn)制小數(shù)乘以R,取乘積的整數(shù)部分,然后用乘積的小數(shù)部分繼續(xù)乘以R,直至最后一次的乘積為1.00…0或達(dá)到要求的精確度為止。得到的第一個整數(shù)部分為最高位,最后一個整數(shù)部分為最低位,將所有整數(shù)從高位到低位依次排列,作為小數(shù)部分,就是對應(yīng)R進(jìn)制數(shù)。2不同進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換可以借助十進(jìn)制數(shù)完成,也可以通過簡單的方法直接轉(zhuǎn)換。八進(jìn)制和十六進(jìn)制轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制每一個八進(jìn)制數(shù)對應(yīng)二進(jìn)制的三位。每一個十六進(jìn)制數(shù)對應(yīng)二進(jìn)制的四位。二進(jìn)制轉(zhuǎn)化成八進(jìn)制和十六進(jìn)制整數(shù)部分:從右向左進(jìn)行分組。小數(shù)部分:從左向右進(jìn)行分組。轉(zhuǎn)化成八進(jìn)制三位一組。轉(zhuǎn)化成十六進(jìn)制四位一組,不足補(bǔ)零。3二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算(1)加法運(yùn)算。根據(jù)“逢二進(jìn)一”的規(guī)則,二進(jìn)制加法的運(yùn)算法則為:0+0=00+1=1+0=11+1=10(進(jìn)位為1)3二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算(2)減法運(yùn)算。根據(jù)“借一當(dāng)二”的規(guī)則,二進(jìn)制減法的運(yùn)算法則為:0-0=01-1=01-0=110-1=1(借位為1)3二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算(3)乘法運(yùn)算。二進(jìn)制乘法與十進(jìn)制數(shù)乘法規(guī)則非常接近。但由于二進(jìn)制數(shù)只有0或1兩種可能的乘數(shù)位,因此二進(jìn)制乘法更為簡單。二進(jìn)制數(shù)乘法的法則為:0×0=00×1=1×0=01×1=13二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算2.二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)1和0在邏輯上可以代表“真”與“假”、“是”與“否”、“有”與“無”等。這種具有邏輯屬性的變量就稱為邏輯變量。二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算主要包括邏輯加法(“或”運(yùn)算)、邏輯乘法(“與”運(yùn)算)、邏輯否定(“非”運(yùn)算)和邏輯“異或”運(yùn)算。邏輯運(yùn)算(1)邏輯“或”運(yùn)算。又稱為邏輯加法,可用符號“+”或“∨”來表示。邏輯“或”運(yùn)算的規(guī)則為:0+0=0或0∨0=00+1=1或0∨1=11+0=1或1∨0=11+1=1或1∨1=1邏輯運(yùn)算(2)邏輯“與”運(yùn)算。又稱為邏輯乘,常用符號“×”或“·”或“∧”表示。邏輯“與”運(yùn)算的規(guī)則為:0×1=0或0·1=0或0∧1=01×0=0或1·0=0或1∧0=01×1=1或1·1=1或1∧1=1邏輯運(yùn)算(3)邏輯“非”運(yùn)算。又稱為邏輯否定,實(shí)際上是將原邏輯變量的狀態(tài)求反,邏輯“非”運(yùn)算的規(guī)則為:邏輯運(yùn)算(4)邏輯“異或”運(yùn)算。常用符號“⊕”或“?”表示,邏輯“異或”運(yùn)算的規(guī)則為:0⊕0=0或0?0=00⊕1=1或0?1=11⊕0=1或1?0=11⊕1=0或1?1=04信息的數(shù)字化編碼信息是音訊、消息、通信系統(tǒng)傳輸和處理的對象,泛指人類社會傳播的一切內(nèi)容。4信息的數(shù)字化編碼為什么計算機(jī)中采用二進(jìn)制?在電子計算機(jī)中,使用電子管來表示十種狀態(tài)過于復(fù)雜,而使用電子管的開和關(guān)兩種狀態(tài)來表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)最為合理4信息的數(shù)字化編碼101001104信息的數(shù)字化編碼硬盤也稱為磁存儲設(shè)備,是通過電磁學(xué)原理讀寫數(shù)據(jù),存儲介質(zhì)為磁盤或磁帶,通過讀寫磁頭改變存儲介質(zhì)中每個磁性粒子的磁極為兩個狀態(tài),分別表示0和1光盤利用激光束在光盤表面存儲信息,根據(jù)激光束和反射光的強(qiáng)弱不同,可以實(shí)現(xiàn)信息的讀寫。在寫入光盤時會在光盤表面形成小凹坑,有坑的地方記錄“1”,反之為“0”4信息的數(shù)字化編碼計算機(jī)中采用二進(jìn)制數(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)(1)可行性。(2)簡易性。(3)適合邏輯運(yùn)算。(4)易于轉(zhuǎn)換。(5)抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高。5存儲單位位(bit)。它是計算機(jī)中最小的信息單位。一“位”只能表示0和1中的一個,即一個二進(jìn)制位,或存儲一個二進(jìn)制數(shù)位的單位。字節(jié)(Byte)。每8位二進(jìn)制數(shù)為一個單位,稱為字節(jié)(簡寫為B)。字節(jié)是計算機(jī)中數(shù)據(jù)存儲的最基本單位,以下是計算機(jī)中各存儲單位之間的關(guān)系。1B=8bits,1KB=1024B,1MB=1024KB,1GB=1024MB,1TB=1024GB6數(shù)字在計算機(jī)中的表示在計算機(jī)中采用固定數(shù)目的二進(jìn)制位數(shù)來表示數(shù)字,稱為機(jī)器數(shù)。通常把一個二進(jìn)制數(shù)的最高位作為符號位。規(guī)定“0”表示正號,“1”表示負(fù)號。由于數(shù)值不僅有正負(fù)之分,同樣可能有小數(shù)部分,因此還需要存儲其小數(shù)點(diǎn)的位置。在計算機(jī)中采用約定小數(shù)點(diǎn)位置的方法,解決小數(shù)點(diǎn)的問題。6數(shù)字在計算機(jī)中的表示定點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)是指小數(shù)點(diǎn)位置固定的數(shù),它分定點(diǎn)純整數(shù)和定點(diǎn)純小數(shù)。(1)定點(diǎn)純整數(shù)是小數(shù)點(diǎn)位置固定在二進(jìn)制數(shù)最低位的后面。6數(shù)字在計算機(jī)中的表示(2)小數(shù)點(diǎn)位置固定在二進(jìn)制數(shù)最高位的前面,稱為定點(diǎn)純小數(shù)。6數(shù)字在計算機(jī)中的表示浮點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)數(shù)是既包含整數(shù)又包含小數(shù)的實(shí)數(shù)。為了便于存儲和表示浮點(diǎn)數(shù),采用類似于科學(xué)計數(shù)法的方式。任何一個二進(jìn)制數(shù)都可以表示為N=數(shù)符×尾數(shù)×2階符×階碼01101100116數(shù)字在計算機(jī)中的表示原碼、反碼、補(bǔ)碼使用補(bǔ)碼可以將符號位和數(shù)值域統(tǒng)一處理;同時,加法和減法也可以統(tǒng)一處理,可以將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)變?yōu)榧臃ㄟ\(yùn)算。6數(shù)字在計算機(jī)中的表示(1)原碼表示法原碼是機(jī)器數(shù)最簡單的表示方法。用0表示正號、1表示負(fù)號,數(shù)值部分為真值的絕對值(真值為機(jī)器數(shù)所代表的數(shù))。6數(shù)字在計算機(jī)中的表示(2)反碼表示法正數(shù)的反碼與原碼相同,負(fù)數(shù)的反碼由原碼的數(shù)值部分按位取反得到(即0變?yōu)?,1變?yōu)?)。6數(shù)字在計算機(jī)中的表示(3)補(bǔ)碼表示法正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼、反碼相同,負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼等于負(fù)數(shù)的反碼加1。6數(shù)字在計算機(jī)中的表示0有唯一的補(bǔ)碼,[+0]補(bǔ)=[-0]補(bǔ)=00000000。原碼、反碼對“0”的表示不同。因此,一般采用補(bǔ)碼進(jìn)行運(yùn)算。正數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼都相同,不存在轉(zhuǎn)換問題;而負(fù)數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。6數(shù)字在計算機(jī)中的表示假設(shè)以8個二進(jìn)制數(shù)表示一個數(shù)字,要計算數(shù)學(xué)表達(dá)式10-7的結(jié)果。首先,10-7可以看做是10+(-7),則計算機(jī)需要計算10與-7的和。按照原碼表示方法,10的原碼是00001010,-7的原碼是10000111,10+(-7)的原碼計算表達(dá)式如下所示。-17→6數(shù)字在計算機(jī)中的表示在進(jìn)行含有負(fù)數(shù)的運(yùn)算中使用補(bǔ)碼的形式可以避免符號位參與運(yùn)算時造成的錯誤結(jié)果。按照補(bǔ)碼表示方法,10的補(bǔ)碼是00001010,-7的補(bǔ)碼是11111001,10+(-7)的補(bǔ)碼計算表達(dá)式如下所示。3→7計算機(jī)中的字符編碼在計算機(jī)中還有很多非數(shù)值數(shù)據(jù),如文本字符等。在計算機(jī)中,字符數(shù)據(jù)也需要轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制進(jìn)行存儲和處理。在計算機(jī)中,常用的字符有128個,包括10個十進(jìn)制的數(shù)碼0~9、52個大小寫英文字母A~Z及a~z、32個標(biāo)點(diǎn)符號、運(yùn)算符、專用符號和34個控制符。為了便于通信,根據(jù)應(yīng)用的不同計算機(jī)中采用多種類型的編碼來表示字符數(shù)據(jù),如ASCII編碼、EBCDIC編碼、GB2312編碼、Unicode編碼、UTF-8編碼、Base64編碼等。7計算機(jī)中的字符編碼微型計算機(jī)一般采用ASCII碼,它是通用的國際標(biāo)準(zhǔn)編碼,有7位和8位兩種版本。7位ASCII采用7位二進(jìn)制數(shù)表示一個字符,由于7位二進(jìn)制數(shù)表示的范圍為0~127,恰好包含128個數(shù)字,用于表示常用的128個字符。8位ASCII編碼也稱為擴(kuò)展ASCII(ExtendedBinary_CodedDecimalInterchangeCode,EBCDIC)。最高位為0時,編碼與7位ASCII編碼相同。最高位為1時,形成擴(kuò)展ASCII。8計算機(jī)中的漢字編碼我國于1981年頒布了《信息交換用漢字編碼字符集——基本集》,即國家標(biāo)準(zhǔn)GB2312—80,簡稱國標(biāo)碼?;炯彩占瘽h字6763個,其中常用一級漢字3755,二級漢字3008個。GB2312—80編碼用2個字節(jié)(16位)表示一個漢字,所以理論上最多可以表示256×256=65
536個漢字。8計算機(jī)中的漢字編碼輸入碼通過鍵盤向計算機(jī)中輸入漢字所使用的編碼為輸入碼,也稱外碼。拼音類:全拼、雙拼、智能ABC、微軟全拼等字形類:五筆字形碼音形混合:自然碼8計算機(jī)中的漢字編碼機(jī)內(nèi)碼機(jī)內(nèi)碼也稱內(nèi)碼,是漢字在計算機(jī)內(nèi)部存儲、處理和傳輸時使用的編碼。漢字內(nèi)碼=漢字國標(biāo)碼+(8080)168計算機(jī)中的漢字編碼輸出碼輸出碼也稱漢字字型碼,指漢字字庫中存儲的漢字字型的數(shù)字化信息,用于漢字在顯示或打印輸出。用點(diǎn)陣表示字型時,將一個漢字放在一個多行多列的網(wǎng)格中,有筆畫通過的網(wǎng)格用二進(jìn)制位1表示,沒有筆畫通過的網(wǎng)格用二進(jìn)制位0表示,這樣就構(gòu)成漢字的點(diǎn)陣。
48*48點(diǎn)陣,需要(48/8*48)=288B空間2.2計算機(jī)系統(tǒng)的組成1946年,美籍匈牙利科學(xué)家馮·諾依曼領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)表了關(guān)于EDVAC計算機(jī)的論文,具體地介紹了制造電子計算機(jī)和程序設(shè)計的新思想,宣告了電子計算機(jī)時代的到來。1馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)馮·諾依曼在EDVAC的研究中,提出了計算機(jī)的邏輯體系結(jié)構(gòu)和存儲程序的理論,即馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu),主要包括以下內(nèi)容。(1)計算機(jī)由控制器、運(yùn)算器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5個部分構(gòu)成。(2)確定了計算機(jī)采用二進(jìn)制,指令和數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制數(shù)形式存儲在存儲器中。(3)計算機(jī)按照程序規(guī)定的順序?qū)⒅噶顝拇鎯ζ髦腥〕?,并逐條執(zhí)行。1馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)2計算機(jī)的基本工作原理指令、指令系統(tǒng)和程序(1)指令:也稱機(jī)器指令,是指計算機(jī)完成某個基本操作的命令,是計算機(jī)可以識別的二進(jìn)制編碼。它通常包括兩部分信息:操作碼和操作數(shù)。(2)指令系統(tǒng):一臺計算機(jī)所有機(jī)器指令的集合稱為計算機(jī)的指令系統(tǒng)。(3)程序:由指令組成,是為解決某一特定問題而設(shè)計的有序指令的集合,是為了得到某種結(jié)果而由計算機(jī)等具有信息處理能力的裝置執(zhí)行的指令序列。操作碼操作數(shù)(地址碼)2計算機(jī)的基本工作原理計算機(jī)的工作過程(1)取指令階段。(2)分析指令階段。(3)執(zhí)行指令階段。(4)寫回結(jié)果階段。2.3微型計算機(jī)發(fā)展與硬件組成1微型計算機(jī)結(jié)構(gòu)微型計算機(jī)沿用馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu),以微處理器為核心,配以內(nèi)存儲器、輸入/輸出接口和輸入/輸出設(shè)備等1微型計算機(jī)結(jié)構(gòu)(1)地址總線(AB):用于傳送程序或數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的地址或外設(shè)的地址編碼。(2)數(shù)據(jù)總線(DB):用于傳送數(shù)據(jù)或程序。(3)控制總線(CB):用于傳輸指令的操作碼。2主板主板(Mainboard)也稱系統(tǒng)板(Systemboard)或母板(Motherboard),是一塊矩形電路板,一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵和面板控制開關(guān)接口、指示燈插接件、擴(kuò)充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件。3微處理器微處理器是微型計算機(jī)的核心,也稱中央處理單元(CentralProcessingUnit,CPU)微處理器包括控制器、運(yùn)算器和寄存器三部分,它們相互配合、協(xié)調(diào)工作,其中寄存器是存放臨時數(shù)據(jù)的空間。3微處理器在描述微型計算機(jī)發(fā)展時,一般以微型計算機(jī)的最核心部件CPU作為各發(fā)展階段的標(biāo)志發(fā)展階段年代主要邏輯元器件代表芯片第一代1971年~1973年4位和低檔8位微處理器Intel4004第二代1973年~1978年8位微處理器Intel8080第三代1978年~1985年16位微處理器Intel8086第四代1985年~1992年32位微處理器Intel386、486第五代1992年~2005年32/64位微處理器Intel奔騰系列第六代2005年至今64位微處理器Intel酷睿系列3微處理器CPU的主要性能指標(biāo)(1)主頻。CPU時鐘頻率,一般以MHz和GHz為單位。(2)字長。計算機(jī)能直接處理的二進(jìn)制位數(shù)。(3)內(nèi)核數(shù)。(4)高速緩存。高速緩存的容量越大越好。一般將高速緩存分為一級、二級、三級緩存。3微處理器CPU的指令系統(tǒng)CPU根據(jù)指令集的特點(diǎn)可以分為兩類:復(fù)雜指令集(ComplexInstructionSetComputer,CISC)和精簡指令集(ReducedInstructionSetComputer,RISC)。(1)CISC采用微程序控制大型指令系統(tǒng),結(jié)構(gòu)復(fù)雜、單條指令的執(zhí)行時間長,但微處理器的功能強(qiáng)、執(zhí)行速度快。(2)RISC則選取使用頻率最高的簡單指令,避免復(fù)雜指令。指令的長度固定,指令格式和尋址方式種類減少,系統(tǒng)成本降低、可靠性提高,單條指令的執(zhí)行時間短。3微處理器CPU的發(fā)展CPU的發(fā)展已有40多年的歷史,從最早的4位微處理器Intel4004開始,到后來的8位微處理器Intel8080、16位微處理器Intel8086,CPU市場幾乎由Intel公司一統(tǒng)天下。從32位微處理器開始,AMD公司異軍突起,打破了Intel公司的壟斷地位。AMD公司的產(chǎn)品如速龍系列、FX系列也都在世界各地得到認(rèn)可,占據(jù)了相當(dāng)大的市場份額。3微處理器CPU實(shí)例參數(shù)Intel酷睿i74790KAMDA10-7850K主頻4GHz3.7GHz字長64位64位內(nèi)核數(shù)四核心四核心緩存8MB4MB生產(chǎn)精度22納米28納米4內(nèi)部存儲器內(nèi)存是CPU可以直接讀取的內(nèi)部存儲器,它是一種半導(dǎo)體芯片。內(nèi)存分為只讀存儲器(ReadOnlyMemory,ROM)和隨機(jī)訪問存儲器(RandomAccessMemory,RAM)。ROM只能讀不能寫,斷電后數(shù)據(jù)不丟失;而RAM既可以讀也可以寫,斷電后數(shù)據(jù)會丟失。4內(nèi)部存儲器ROM分為普通ROM(掩膜ROM)、可編程ROM(PROM)、光可擦除ROM(EPROM)和電可改寫ROM(EEPROM)。主板上的BIOS(BasicInput/OutputSystem,基本輸入/輸出系統(tǒng))芯片使用的是EEPROM。4內(nèi)部存儲器RAM分為MOS型半導(dǎo)體存儲器、雙極型半導(dǎo)體存儲器,其中MOS型半導(dǎo)體存儲器又分為靜態(tài)RAM(SRAM)和動態(tài)RAM(DRAM)。5外部存儲器近年來,信息量爆炸式的增長,促進(jìn)了對大容量存儲設(shè)備的需求。輔助儲存器(AuxiliaryMemory),也稱外儲存器(簡稱外存),用來永久存儲程序和數(shù)據(jù),斷電時數(shù)據(jù)也不會丟失。5外部存儲器硬盤(1)機(jī)械硬盤。機(jī)械硬盤(HardDiscDrive,HDD)是磁介質(zhì)存儲器,靠磁化磁盤表面的顆粒來存儲數(shù)據(jù),由硬盤和硬盤驅(qū)動器組成(2)固態(tài)硬盤。目前有一種讀寫速度更快、體積更小、能耗更低的硬盤叫做固態(tài)硬盤5外部存儲器磁盤磁盤也稱軟盤,是一張涂有磁性材料的聚酯塑料圓片,質(zhì)地柔軟。它由軟盤、軟盤驅(qū)動器和軟盤控制卡(接口)組成,目前已經(jīng)淘汰。5外部存儲器光盤高密度光盤(CompactDisc)是使用激光束處理記錄介質(zhì)的方法存儲和再生信息。光盤分為兩類,一類是只讀型光盤,其中包括CD、DVD等;另一類是可記錄型光盤,包括CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD+R、DVD+RW、DVD-RAM、DoublelayerDVD+R等各種類型。5外部存儲器U盤U盤的稱呼最早來源于中國朗科公司生產(chǎn)的一種新型存儲設(shè)備,它使用USB接口連接。U盤還被稱為優(yōu)盤、閃存、閃盤等,目前U盤容量可達(dá)到16GB、32GB、128GB等。U盤具有無需驅(qū)動器、無外接電源、容量大、體積小、重量輕、即插即用、帶電插拔、存取速度快、可靠性好等特點(diǎn)。5外部存儲器存儲卡存儲卡是經(jīng)常用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、便攜式電腦和其他數(shù)碼產(chǎn)品上的獨(dú)立存儲介質(zhì),一般是卡片的形態(tài),故統(tǒng)稱為“存儲卡”。市面上常見的存儲卡有MMC型的存儲卡和SD型的存儲卡。MMC型的存儲卡包含MMC、RS-MMC、T-Flash、MMCmicro存儲卡,而SD型的存儲卡則包含SD和MicroSD兩類。6顯卡顯卡又稱為顯示適配器,是計算機(jī)的最基本配置,也是最重要的配件之一。衡量顯卡好壞的主要指標(biāo)包括顯示芯片、顯卡內(nèi)存、顯卡接口等。7接口SATA接口SATA(SerialAdvancedTechnologyAttachment)接口即串行硬件驅(qū)動器接口,其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、支持熱插拔、傳輸速度快、執(zhí)行效率高。與傳統(tǒng)的IDE接口相比,SATA不僅線纜更細(xì)并且傳輸距離更遠(yuǎn),其傳輸速率可以達(dá)到150MB/s。7接口USB接口USB(UniversalSerialBus)接口即通用串行總線,是一種支持即插即用技術(shù)的外部設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)。7接口PCI接口PCI(PeripheralComponentInterconnect)接口是外設(shè)部件互連的縮寫,是個人電腦中使用最廣泛的接口,幾乎所有的主板產(chǎn)品上都帶有這種插槽。7接口PCI-E接口PCI-E(PCIExpress)接口是英特爾公司推出的用于取代PCI接口的技術(shù),稱為第三代I/O總線技術(shù)。7接口HDMI接口HDMI(HighDefinitionMultimediaInterface)接口即高清晰度多媒體接口,是一種數(shù)字化視頻/音頻接口技術(shù),適合影像傳輸?shù)膶S眯蛿?shù)字化接口。8常用的外部設(shè)備輸入設(shè)備(1)鍵盤。8常用的外部設(shè)備(2)鼠標(biāo)。機(jī)械式鼠標(biāo)。光電式鼠標(biāo)。軌跡鼠標(biāo)。8常用的外部設(shè)備(3)掃描儀按照掃描方式,掃描儀分為滾筒式掃描儀、平面掃描儀和筆式掃描儀。8常用的外部設(shè)備(4)觸摸屏。觸摸屏按照其技術(shù)原理可以分為電阻式觸摸屏、電容式觸摸屏、紅外線式觸摸屏、表面聲波觸摸屏等。目前應(yīng)用最為廣泛的是電容式觸摸屏,其響應(yīng)速度快、精確度高。8常用的外部設(shè)備輸出設(shè)備(1)顯示器。按照顯示的原理,顯示器可分為陰極射線(CRT)顯示器、液晶(LCD)顯示器、LED顯示器等。8常用的外部設(shè)備(2)打印機(jī)。按打印字符結(jié)構(gòu),分為全形字打印機(jī)和點(diǎn)陣字符打印機(jī);按一行字在紙上形成的方式,分為串式打印機(jī)與行式打印機(jī);按所采用的技術(shù),分為柱形、球形、噴墨式、熱敏式、激光式、靜電式、磁式、發(fā)光二極管式打印機(jī)。8常用的外部設(shè)備(3)投影儀。投影儀又稱投影機(jī),是一種可以將圖像或視頻投射到幕布上的設(shè)備,可以通過不同的接口與計算機(jī)、VCD、DVD、BD、游戲機(jī)、DV等相連接來播放相應(yīng)的視頻信號。9各種常用計算機(jī)舉例臺式機(jī)臺式機(jī)也叫桌面機(jī),其主機(jī)、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、音箱等設(shè)備各自獨(dú)立,并通過電纜連接起來。它一般需要放置在電腦桌或者專門的工作臺上,因此命名為臺式機(jī)9各種常用計算機(jī)舉例筆記本電腦筆記本電腦大體上可以分為6類:商務(wù)型、時尚型、多媒體應(yīng)用、上網(wǎng)型、學(xué)習(xí)型、特殊用途。9各種常用計算機(jī)舉例平板電腦平板電腦是一款無需翻蓋、沒有鍵盤、大小不等、形狀各異,但功能完整的電腦。其構(gòu)成組件與筆記本電腦基本相同,但它是利用觸筆或手指在屏幕上書寫和操作,而不是使用鍵盤和鼠標(biāo)輸入,并且打破了筆記本電腦鍵盤與屏幕垂直的設(shè)計模式。9各種常用計算機(jī)舉例智能手機(jī)智能手機(jī)是指像個人電腦一樣,具有獨(dú)立的操作系統(tǒng),可以由用戶自行安裝軟件、游戲等程序,并可以通過移動通信網(wǎng)絡(luò)撥打電話的一類手機(jī)的總稱。9各種常用計算機(jī)舉例其他數(shù)碼產(chǎn)品(1)iPod。iPod是蘋果公司推出的一種大容量MP3播放器9各種常用計算機(jī)舉例(2)MP3。MP3播放器是指能存儲、播放MP3音樂文件的播放器。9各種常用計算機(jī)舉例(3)電紙書閱讀器。電紙書閱讀器是指將文字、圖片、聲音等數(shù)字化出版物的存儲和顯示終端集于一體的手持閱讀器,是一種傳統(tǒng)紙質(zhì)圖書的可選替代品。9各種常用計算機(jī)舉例(4)穿戴式智能設(shè)備。穿戴式智能設(shè)備是應(yīng)用可穿戴式技術(shù)進(jìn)行智能化設(shè)計、開發(fā)的可以穿戴的設(shè)備的總稱。如眼鏡、手表、手環(huán)。10選購一臺合適的計算機(jī)在選購一臺計算機(jī)時,首先要明確使用計算機(jī)的目的和用途,還要了解計算機(jī)各部件的性能指標(biāo)。要選購一臺適合自己的計算機(jī),主要包括以下步驟。1.準(zhǔn)備工作在選購計算機(jī)之前,要做好以下幾項(xiàng)準(zhǔn)備。(1)確定自己的預(yù)算。(2)列出自己的需求和主要用途。(3)選擇需要的外設(shè)。10選購一臺合適的計算機(jī)2.學(xué)習(xí)并了解計算機(jī)選購的相關(guān)知識通過前面的學(xué)習(xí),讀者應(yīng)該已經(jīng)對計算機(jī)組件有了一定了解,另外還可以通過以下途徑對計算機(jī)硬件和價格進(jìn)行進(jìn)一步學(xué)習(xí)。(1)搜索網(wǎng)站。(2)閱讀《電腦報》《微型計算機(jī)》等雜志。(3)查看中關(guān)村在線等網(wǎng)絡(luò)平臺。10選購一臺合適的計算機(jī)3.合理選擇配置根據(jù)個人使用計算機(jī)的實(shí)際情況來選擇適合自己的計算機(jī),切忌盲目追求高配置。高配置固然可以帶來高性能,但同樣也面臨較高的預(yù)算壓力,因此要根據(jù)自身情況選擇最適合自己的計算機(jī)。10選購一臺合適的計算機(jī)4.選擇機(jī)型根據(jù)用戶使用計算機(jī)的環(huán)境不同,可以分為以下三種情況。(1)計算機(jī)擺放位置基本固定且空間充裕,這種情況可以選擇購買臺式計算機(jī)。(2)需要隨時攜帶計算機(jī)進(jìn)行辦公和學(xué)習(xí),要求計算機(jī)體積小巧、便于攜帶,并且具有一定處理能力,這種情況可以選擇購買筆記本計算機(jī)。(3)對計算機(jī)的運(yùn)算性能和存儲空間沒有過多要求,主要用于娛樂和簡單上網(wǎng)操作,便于攜帶,這種情況可以選擇購買平板電腦。10選購一臺合適的計算機(jī)5.兼容機(jī)還是品牌機(jī)根據(jù)用戶對計算機(jī)了解程度的不同,可以分為以下兩種情況。(1)兼容機(jī)的優(yōu)點(diǎn)如下所述。①靈活性好。可以根據(jù)需要自行選擇配件,非常靈活。②價格優(yōu)勢。由于沒有品牌經(jīng)營費(fèi)用,因此價格比品牌機(jī)低。③易于升級。由于可以自行選擇配件,因此升級較為方便。兼容機(jī)的缺點(diǎn)是無售后服務(wù)、需自行安裝操作系統(tǒng),在后期需要自行維護(hù)和修理等。10選購一臺合適的計算機(jī)(2)對計算機(jī)維修和保養(yǎng)知識了解很少,需要售后服務(wù)和保障,可以承擔(dān)一定的售后服務(wù)費(fèi)用,這種情況可以選擇購買品牌機(jī)。品牌機(jī)的優(yōu)點(diǎn)如下所述。①穩(wěn)定性好。品牌機(jī)采用批量采購的方式,其配件有保障、測試充分,有獨(dú)立的組裝車間。②售后服務(wù)好。品牌機(jī)有獨(dú)立的售后服務(wù)團(tuán)隊(duì)。③配件豐富。品牌機(jī)一般帶有正版操作系統(tǒng)和其他正版軟件。品牌機(jī)的缺點(diǎn)是比兼容機(jī)的價格貴、配置無法根據(jù)需要自行選擇、很多具體配件的型號未知等。10選購一臺合適的計算機(jī)6.操作系統(tǒng)的選擇根據(jù)用戶對操作系統(tǒng)的要求不同,可以分為以下兩種情況。(1)需要經(jīng)常進(jìn)行圖像編輯、視頻剪輯和文字排版等工作,對系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性要求較高,這種情況可以選擇購買Mac系統(tǒng)的計算機(jī)。(2)主要進(jìn)行辦公處理和娛樂活動(如電腦游戲、觀看網(wǎng)絡(luò)視頻等),對系統(tǒng)的兼容性和靈活性要求較高,這種情況可以選擇購買Windows系統(tǒng)的計算機(jī)。10選購一臺合適的計算機(jī)剛剛?cè)雽W(xué)的你想要購買一臺計算機(jī),便于在大學(xué)四年的學(xué)習(xí)中使用。預(yù)算有限,不超過4
000元;主要在宿舍使用,選擇臺式機(jī);學(xué)習(xí)的專業(yè)是財務(wù)管理,主要進(jìn)行日常辦公處理;大學(xué)四年的學(xué)習(xí)和娛樂資料較多,硬盤容量要足夠大。臺式機(jī)配置部件型號參數(shù)CPUIntel酷睿i3-41603.6GHz,3MB緩存內(nèi)存4GBDDR3主頻1600MHz顯卡NVIDIAGeForce7051GB顯存硬盤500GBSATA接口,7200r/min顯示器Dell23寸顯示器23寸,LED背光兼容機(jī)配置部件型號參數(shù)CPUIntel酷睿i545903.3GHz,6MB緩存散熱器九州風(fēng)神玄冰400
主板技嘉GA-B85-D3V一線大廠,IntelB85芯片內(nèi)存金士頓8GBDDR3主頻1600MHz顯卡影馳GTX750Ti驍將2GB顯存,128bit位寬硬盤西部數(shù)據(jù)1TB7200r/min64MBSATA3SATA3接口,7200r/min電源航嘉冷靜王至強(qiáng)版新版
機(jī)箱游戲悍將刀鋒3標(biāo)準(zhǔn)黑裝
鼠標(biāo)鍵盤羅技MK260鍵鼠套裝
音箱漫步者R201T08
顯示器三星S22C150N21.5寸,LED背光9選購一臺合適的計算機(jī)父母想讓你為他們選購一臺電腦,預(yù)算為5
000元以內(nèi),主要是瀏覽網(wǎng)頁、觀看電影、進(jìn)行網(wǎng)上購物等,可以出差攜帶使用??紤]到父母不熟悉計算機(jī)知識以及后期的保養(yǎng)維修等因素,要選購一臺筆記本電腦。聯(lián)想Y40部件型號參數(shù)CPU1.7GHz,3MB緩存內(nèi)存4GBDDR3
顯卡AMDRadeonR9M2752GB顯存,192bit位寬硬盤1TB5400r/min屏幕14寸分辨率像素數(shù)據(jù)接口1×USB2.0+2×USB3.02.4著名的信息技術(shù)人物與企業(yè)克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)(ClaudeElwoodShannon),美國數(shù)學(xué)家、電子工程師和密碼學(xué)家,被譽(yù)為信息論的創(chuàng)始人。2.4著名的信息技術(shù)人物與企業(yè)比爾·蓋茨與微軟比爾·蓋茨(BillGates),全名威廉·亨利·蓋茨(WilliamHenryGates),他是美國微軟公司的董事長。他與保羅·艾倫創(chuàng)辦了微軟公司,曾任微軟CEO和首席軟件設(shè)計師,是公司最大的個人股東。2.4著名的信息技術(shù)人物與企業(yè)特德·霍夫與英特爾特德·霍夫(TedHoff)于1937年出生在美國紐約州的曼徹斯特。他是美國研究微型電子計算機(jī)的先驅(qū)、微處理器(CPU)之父。2.4著名的信息技術(shù)人物與企業(yè)史蒂夫·喬布斯與蘋果史蒂夫·喬布斯(SteveJobs),美國發(fā)明家、企業(yè)家、美國蘋果公司聯(lián)合創(chuàng)辦人。2.4著名的信息技術(shù)人物與企業(yè)任正非與華為任正非出生于貴州省鎮(zhèn)寧縣,他是華為技術(shù)有限公司的創(chuàng)始人、總裁。2.4著名的信息技術(shù)人物與企業(yè)馬云與阿里巴巴馬云出生在浙江省杭州市,是阿里巴巴集團(tuán)主要創(chuàng)始人,現(xiàn)任阿里巴巴集團(tuán)董事局主席、日本軟銀董事、TNC(大自然保護(hù)協(xié)會)中國理事會主席兼全球董事會成員、華誼兄弟董事、生命科學(xué)突破獎基金會董事。2.4著名的信息技術(shù)人物與企業(yè)李彥宏與百度李彥宏出生在山西省陽泉市,是百度公司的創(chuàng)始人、董事長兼首席執(zhí)行官。2.4著名的信息技術(shù)人物與企業(yè)馬化騰與騰訊馬化騰出生于廣東省汕頭市,他是騰訊公司主要創(chuàng)辦人之一,現(xiàn)擔(dān)任騰訊公司控股董事會主席兼首席執(zhí)行官、全國青聯(lián)副主席。2.5單片機(jī)概述單片機(jī)(MCU)又稱為單片微控制器或單片微型計算機(jī),是一種集成電路芯片,是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器(CPU)、隨機(jī)存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、多種I/O接口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能集成到一塊硅片上而構(gòu)成的一個小而完善的微型計算機(jī)系統(tǒng)。2.5單片機(jī)概述目前市面的遙控小車和遙控飛機(jī)都是用單片機(jī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計的,由于單片機(jī)體積小、功能強(qiáng),可以將控制電路和控制芯片集成在一塊芯片中,便于縮小體積。在設(shè)計時只需要對單片機(jī)進(jìn)行簡單編程即可實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的控制。2.6軟件與硬件一臺計算機(jī)必須將硬件和軟件結(jié)合起來才能工作。軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。1軟件與硬件計算機(jī)系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)相輔相成、缺一不可。硬件只有通過軟件才能發(fā)揮作用,而軟件的功能最終必須由硬件來實(shí)現(xiàn)。硬件的發(fā)展可以促進(jìn)軟件發(fā)展,軟件的發(fā)展也可以拉動硬件發(fā)展。(1)硬件和軟件互相依存。(2)硬件和軟件無嚴(yán)格界限。(3)硬件和軟件協(xié)同發(fā)展。1662系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是管理、監(jiān)控計算機(jī)軟硬件資源,維護(hù)計算機(jī)運(yùn)行,支持應(yīng)用軟件開發(fā)和運(yùn)行的軟件總和。(1)操作系統(tǒng)(2)語言處理程序(3)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(4)診斷程序(5)服務(wù)性程序2.4應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是為了利用計算機(jī)解決某類問題而設(shè)計的程序的集合,是為滿足用戶不同領(lǐng)域、不同問題的應(yīng)用需求而提供的軟件。有些軟件是為個人用戶設(shè)計的,有些軟件則是為企業(yè)應(yīng)用設(shè)計的。應(yīng)用軟件種類繁多,但不同操作系統(tǒng)因?yàn)槠湎到y(tǒng)架構(gòu)不同,所以系統(tǒng)中安裝的軟件也不盡相同。常見的應(yīng)用軟件主要安裝于Windows、Android、iOS等。1應(yīng)用軟件的分類1.辦公軟件類辦公軟件是實(shí)現(xiàn)辦公自動化的重要組成部分。優(yōu)秀的辦公軟件使用戶能夠方便、高效地進(jìn)行文字輸入、編輯、修改和排版;在文章中靈活地使用圖形和圖片,繪制表格和制作演示文稿等。常見的辦公軟件包括微軟Office系列、金山WPS系列、AdobeReaderPDF工具等。1應(yīng)用軟件的分類2.圖形圖像類使用圖形圖像處理軟件,可以方便地繪制和處理各種圖形、圖像,制作三維動畫等。目前比較流行的有AdobePhotoshop、CorelDraw、AdobeIllustrator、美圖秀秀等。圖像截取類軟件使得用戶可以方便地截取圖像,常見的有HyperSnap-DXPro、CaptureProfessional、SnagIt、PrintKey、ScrTopic等。圖像瀏覽類軟件使用戶能夠高速方便地瀏覽、整理、組織自己的圖像文件,常見的有ACDSee、Picasa、美圖看看等。1應(yīng)用軟件的分類3.系統(tǒng)管理類系統(tǒng)管理類軟件使用戶的操作系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件得到優(yōu)化,避免系統(tǒng)過慢或出現(xiàn)漏洞。常見的軟件有Windows優(yōu)化大師、超級兔子、魯大師、Winlock、分區(qū)助手等。1應(yīng)用軟件的分類4.文件管理類文件管理類軟件使用戶的系統(tǒng)文件井井有條,一目了然。常見的文件管理軟件有TurboBrowser、AnyWhere、WhereIsIt、TotalCommander等。1應(yīng)用軟件的分類5.郵件處理類郵件處理類軟件使得互聯(lián)網(wǎng)用戶能夠方便、快捷、輕松地收發(fā)和處理電子郵件。常見的軟件有Foxmail、Outlook、TheBat、AdvancedEmailExtractor、網(wǎng)易閃電郵等。1應(yīng)用軟件的分類6.學(xué)習(xí)和娛樂類學(xué)習(xí)和娛樂類軟件是當(dāng)今軟件業(yè)的一個重要領(lǐng)域。由于計算機(jī)存儲信息量大、智能化,利用計算機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)和娛樂的應(yīng)用越來越廣泛,有關(guān)英語、音樂、計算機(jī)的學(xué)習(xí)軟件種類較多,能滿足人們學(xué)習(xí)的需要,常見的還有各類游戲軟件、PPLIVE播放軟件、在線學(xué)習(xí)軟件、有道詞典等。1應(yīng)用軟件的分類7.壓縮工具類壓縮工具類軟件能夠?qū)⒂脩粑募焖俑咝У剡M(jìn)行壓縮或解壓縮,便于存儲、處理、傳輸?shù)?,常見的有WinZip、WinRAR、ZipBackup、ACDZip、7-Zip等。1應(yīng)用軟件的分類8.即時通信類即時通信類軟件可以使Internet、局域網(wǎng)用戶即時溝通、傳遞信息,多數(shù)支持離線留言等功能。常見的有QQ、微信、Skype等。1應(yīng)用軟件的分類9.音頻、視頻工具類該類軟件使得用戶可以方便快捷地觀看、編輯、管理音頻和視頻等多媒體文件。常見的音頻工具有百度音樂、酷狗音樂、Foobar2000、GoldWave等,常見的視頻工具有WindowsMediaPlayer、暴風(fēng)影音、QQ影音等。1應(yīng)用軟件的分類10.瀏覽器類瀏覽器類軟件使得用戶可以方便快捷地瀏覽網(wǎng)絡(luò)資源,享受網(wǎng)上沖浪的樂趣,常見的有IE、搜狗瀏覽器、Firefox、Chrome等。習(xí)題根據(jù)本章內(nèi)容內(nèi),完成選擇題,填空題,簡答題,論述題。179小結(jié)通過本章的學(xué)習(xí),讀者可以了解:計算機(jī)的相關(guān)概念計算機(jī)的軟硬件設(shè)備計算機(jī)的基本原理。自行選購計算機(jī)1803計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
計算機(jī)公共基礎(chǔ)系181目錄6.1網(wǎng)絡(luò)概述 6.2網(wǎng)絡(luò)分類 6.3數(shù)據(jù)通信技術(shù) 6.4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、體系結(jié)構(gòu)
和操作系統(tǒng)6.5網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備 6.6Internet概述 6.7IP地址、端口號與域名
6.8局域網(wǎng)接入Internet 6.9WWW服務(wù) 6.10電子郵件6.11FTP與文件的上傳和下載6.12遠(yuǎn)程登錄與遠(yuǎn)程桌面 6.13信息檢索6.14云計算與物聯(lián)網(wǎng)6.15互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)6.1網(wǎng)絡(luò)概述網(wǎng)絡(luò)的定義利用通信設(shè)備和傳輸介質(zhì),將具有獨(dú)立功能的計算機(jī)連接起來,在軟件(操作系統(tǒng)、協(xié)議等)的支持下,實(shí)現(xiàn)計算機(jī)之間的資源共享、信息交換和分布式處理的系統(tǒng),稱為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)的主要功能:(1)資源共享。(2)信息交換。(3)分布式處理。3.網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史半自動地面防空系統(tǒng)(Semi-AutomaticGroundEnvironment,SAGE)北美防空司令部信息處理中心的多臺大型計算機(jī),通過通信設(shè)備接收各地雷達(dá)探測到的飛機(jī)方位、距離和高度信息,經(jīng)過加工處理計算出飛機(jī)的航向、速度和位置,并判別是否是入侵的敵機(jī)。網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史包括四個階段:(1)終端聯(lián)機(jī)系統(tǒng)(2)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(3)標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)(4)Internet6.2網(wǎng)絡(luò)分類以網(wǎng)絡(luò)的地理范圍進(jìn)行分類,包括局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)從網(wǎng)絡(luò)地理范圍劃分1.局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork,LAN)一般是指在方圓幾千米范圍內(nèi)連接計算機(jī)系統(tǒng)組成的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)如一間宿舍、一個辦公室、一棟建筑、一所學(xué)校等。從網(wǎng)絡(luò)地理范圍劃分2.城域網(wǎng)城域網(wǎng)(MetropolitanAreaNetwork,MAN)是在一個方圓5千米~50千米的城市范圍內(nèi)建立的計算機(jī)通信網(wǎng),網(wǎng)中傳輸時延較小,主要采用光纖傳輸,速率在100Mbit/s以上。從網(wǎng)絡(luò)地理范圍劃分3.廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)(WideAreaNetwork,WAN)覆蓋范圍為幾十公里甚至幾千公里,連接多個城市或國家,甚至橫跨幾個洲的網(wǎng)絡(luò),形成國際化的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。廣域網(wǎng)具有與局域網(wǎng)不同的特點(diǎn)。6.2.2從網(wǎng)絡(luò)使用范圍分類從網(wǎng)絡(luò)使用范圍的角度,可以把網(wǎng)絡(luò)分為公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。1.公用網(wǎng)公用網(wǎng)(PublicNetwork)是由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商組建、管理,供公共用戶使用的通信網(wǎng)絡(luò)。從網(wǎng)絡(luò)使用范圍分類2.專用網(wǎng)專用網(wǎng)(PrivateNetwork)是由用戶部門自己組建、管理的網(wǎng)絡(luò),這種網(wǎng)絡(luò)不向本部門以外的部門和個人提供服務(wù),如軍隊(duì)、鐵路、銀行等系統(tǒng)擁有各自的專用網(wǎng)。從網(wǎng)絡(luò)使用范圍分類虛擬專用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(VirtualPrivateNetwork,VPN),在VPN管道中進(jìn)行加密通信,形成專用網(wǎng),實(shí)現(xiàn)安全的遠(yuǎn)程訪問。6.2.3從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分拓?fù)洌═opology)是從圖論演變而來的,研究與大小、形狀無關(guān)的點(diǎn)、線和面特點(diǎn)的方法。采用拓?fù)鋵W(xué)的方法抽象的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)稱為網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),包括星形結(jié)構(gòu)、樹形結(jié)構(gòu)、總線結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)、全互連形結(jié)構(gòu)和不規(guī)則形結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.星形結(jié)構(gòu)星形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)是由一個中心節(jié)點(diǎn)S通過點(diǎn)對點(diǎn)鏈路連接所有從節(jié)點(diǎn)組成,如圖6-7(a)所示,任意兩個節(jié)點(diǎn)之間的通信必須通過中心節(jié)點(diǎn)S完成。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2.總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)是以一條高速的公共傳輸介質(zhì)連接若干節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò),如圖6-7(b)所示??偩€結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、容易實(shí)現(xiàn)、易于擴(kuò)展。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3.樹形結(jié)構(gòu)樹形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)采用分層結(jié)構(gòu)將各個節(jié)點(diǎn)連接成樹形,如圖6-7(c)所示。在樹形結(jié)構(gòu)中,只有上下節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。它的優(yōu)點(diǎn)是布線簡單,管理、維護(hù)方便,缺點(diǎn)是資源共享能力差,可靠性低。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4.環(huán)形結(jié)構(gòu)環(huán)形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點(diǎn)僅與兩側(cè)節(jié)點(diǎn)相連,通過通信線路將各節(jié)點(diǎn)連接成一個閉合的環(huán)路。數(shù)據(jù)在環(huán)路中單向流通,每個節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)信息。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)5.全互連形結(jié)構(gòu)全互連形結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)中的其他所有節(jié)點(diǎn)都通過線路連接5個節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò),總共需要10條(即n×(n-1)/2)線路。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)6.不規(guī)則形結(jié)構(gòu)在廣域網(wǎng)中,根據(jù)節(jié)點(diǎn)間的距離、信息的流量,決定在節(jié)點(diǎn)間是否建立連接。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)【例6.1】某高校的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖6-8所示,分析該網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。6.3數(shù)據(jù)通信技術(shù)數(shù)據(jù)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)計算機(jī)與計算機(jī)之間、計算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)傳遞,是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。1.?dāng)?shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)是有意義的實(shí)體,涉及事物的形式。信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)容或解釋。模擬數(shù)據(jù)在某個區(qū)間內(nèi)以連續(xù)變化的值的形式出現(xiàn),如聲音或視頻等。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以離散值的形式出現(xiàn),如整數(shù)、文本。數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是將數(shù)據(jù)從一個節(jié)點(diǎn)傳遞到另一個節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng),它包括信源、信道、信宿三個要素數(shù)據(jù)通信信號是數(shù)據(jù)在傳輸介質(zhì)上傳輸時的表示形式,也稱為數(shù)據(jù)的電子編碼、電磁編碼。信號包括模擬信號和數(shù)字信號。模擬信號是在一定的數(shù)值范圍內(nèi)可以連續(xù)取值的信號,是一種連續(xù)變化的電信號。數(shù)字信號是一種離散的脈沖序。2.?dāng)?shù)據(jù)編碼在數(shù)據(jù)傳輸時,發(fā)送方需要將數(shù)據(jù)編碼為適合在信道中傳輸?shù)男盘?,接收方接收到信號后將其還原為數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)編碼方法可以分為數(shù)字信號編碼和模擬信號編碼。數(shù)據(jù)編碼(1)數(shù)字信號編碼數(shù)字信號編碼是將二進(jìn)制數(shù)據(jù)用不同電平或電壓極性表示,形成矩形脈沖信號的編碼方式。數(shù)據(jù)編碼(2)模擬信號編碼。它是將二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號進(jìn)行傳輸?shù)木幋a方式。3.差錯控制差錯:在數(shù)據(jù)傳輸過程中,受信道內(nèi)外的干擾,不可避免地發(fā)生接收數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象。通信系統(tǒng)必須具有檢測差錯和糾正差錯的差錯控制功能。差錯控制的核心是在發(fā)送數(shù)據(jù)中加入能夠在目的地檢查或糾正傳輸差錯的冗余編碼。能自動檢測出錯誤的編碼是檢錯碼;能自動檢測并糾正差錯的編碼是糾錯碼差錯控制(1)奇偶校驗(yàn)碼。奇偶校驗(yàn)碼是最常用的檢錯碼。其原理是在7位數(shù)據(jù)后增加1位,使1的個數(shù)為奇數(shù)(奇校驗(yàn))或偶數(shù)(偶校驗(yàn))。在目的地,根據(jù)1的數(shù)目為奇數(shù)或偶數(shù),判斷傳輸有無差錯。奇數(shù)校驗(yàn):原始數(shù)據(jù)=1001011,8位信號是11001011接收端,如果1的個數(shù)為偶數(shù)則報錯,否則判正確。當(dāng)同時錯2位時,校驗(yàn)會失敗。差錯控制(2)循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)碼數(shù)據(jù)表示為f(x)r(x)=f(x)/g(x)發(fā)送方發(fā)送f(x)+r(x)接收方接收到數(shù)據(jù)f2(x)+r2(x)r'x=f2(x)/g(x)如果r2(x)=r'(x),則判斷傳輸無差錯,否則有差錯6.4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是指為了使網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)之間能夠正確傳輸信息而制定的關(guān)于信息傳輸?shù)囊?guī)則、約定與標(biāo)準(zhǔn)。通信雙方必須按照同樣的協(xié)議發(fā)送和接收信息,才能正確地進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有TCP/IP、NetBEUI協(xié)議和IPX/SPX協(xié)議。6.4.2網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計相當(dāng)復(fù)雜,在設(shè)計協(xié)議時普遍采用層次結(jié)構(gòu)模型,把復(fù)雜問題分解為若干簡單、易于處理的問題。在協(xié)議層次結(jié)構(gòu)中,每層都以前一層為基礎(chǔ),相鄰層之間有通信約束的接口。下一層為上一層提供服務(wù),上一層是下一層的用戶。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型與各層協(xié)議的集合稱為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)制定了OSI(開放式系統(tǒng)互聯(lián)模型)開放是指只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn),一個系統(tǒng)就可以與位于世界上任何地方、同樣遵循同一標(biāo)準(zhǔn)的其他任何系統(tǒng)進(jìn)行通信;系統(tǒng)則是計算機(jī)、外設(shè)、終端、傳輸設(shè)備、人員以及相應(yīng)軟件的集合。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)OSI是7層結(jié)構(gòu)的模型網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)具有相同的層次結(jié)構(gòu);不同節(jié)點(diǎn)的同一層功能相同;同一節(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間通過接口通信;每一層可以使用下層提供的服務(wù),并向其上層提供服務(wù);不同節(jié)點(diǎn)的同等層通過協(xié)議來實(shí)現(xiàn)對等層之間的通信。6.4.3網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)不僅要管理本機(jī)資源,還應(yīng)具有提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的功能。常用的有UNIX/Linux,WindowsNT/2000/2003/2007的Server版等。6.5網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備包括三部分:(1)網(wǎng)絡(luò)主體設(shè)備(2)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)(3)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備6.5.1網(wǎng)絡(luò)主體設(shè)備網(wǎng)絡(luò)主體設(shè)備也稱為主機(jī)(Host),包括服務(wù)器(Server)和客戶機(jī)(Client)服務(wù)器運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),提供共享資源,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制??蛻魴C(jī)就是用戶接入網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī),可以共享網(wǎng)絡(luò)資源,進(jìn)行信息交流。6.5.2網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)是指在通信中數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體,是網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)發(fā)送者和接收者之間的物理路徑。傳輸介質(zhì)分為有線介質(zhì)和無線介質(zhì)兩大類。1.傳輸速率波特率。用于說明在單位時間傳輸了多少個碼元,它用單位時間內(nèi)載波調(diào)制狀態(tài)改變的次數(shù)來表示,其單位為波特(Baud)。在數(shù)字通信中,用時間間隔相同的符號來表示數(shù)字,這個符號稱為碼元每個碼元可以表示一個二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)等。電磁光譜圖頻率越來越高,可以調(diào)制的波特率也就越來越高,各自適合在對應(yīng)的介質(zhì)中傳輸。傳輸速率(2)比特率線路中每秒傳輸?shù)挠行ФM(jìn)制位數(shù),稱為比特率,其單位是bit/s(BitPerSecond)傳輸速率可以描述為kbit/s、Mbit/s、Gbit/s在線路的傳輸過程中,如果每個碼元只有兩種狀態(tài)即1和0,此時波特率=比特率。10M寬帶,一般指的是10Mbit/s。因?yàn)?Byte=8bit,所以該寬帶最大下載速率約為1.25MB/s。2.有線傳輸介質(zhì)(1)雙絞線一般包括4對絕緣銅線,外部包裹屏蔽層和塑料外皮,每對按照一定距離絞合若干次,可以減少電磁干擾、保護(hù)數(shù)據(jù)和信息傳輸雙絞線經(jīng)常會使用雙絞線連接交換設(shè)備,組織星形網(wǎng)絡(luò)同軸電纜(2)同軸電纜同軸電纜(CoaxialCable)的內(nèi)芯是單股實(shí)心銅線,外包一層絕緣材料,再外層是金屬屏蔽線組成的網(wǎng)狀導(dǎo)體,具有屏蔽作用,最外層是絕緣層同軸電纜同軸電纜具有高速率、高抗干擾性的優(yōu)點(diǎn),但是價格比雙絞線貴得多,在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的早期廣泛用于組建總線形局域網(wǎng),(3)光纖。光纖的中心為一根玻璃或透明塑料制成的光導(dǎo)纖維,周圍包裹保護(hù)材料可以將多根光纖合并在一根光纜中光纖以光脈沖的形式傳輸信號,具有頻帶寬、電磁干擾小、傳輸距離遠(yuǎn)、損耗低、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、保真度高、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)3.無線傳輸介質(zhì)無線傳輸不受固定地理位置限制,可以用于實(shí)現(xiàn)移動通信和無線網(wǎng)絡(luò),無線傳輸?shù)慕橘|(zhì)包括無線電波、紅外線和激光等。(1)無線電波(1)無線電波。線電波是指在自由空間(包括空氣和真空)傳播的電磁波,它有兩種傳播方式:一是電波沿著地表面向四周直接傳播;二是靠大氣層中的電離層折射進(jìn)行傳播無線電波無線局域網(wǎng)(WirelessLAN,WLAN)在室內(nèi)或室外空間中使用無線電波作為通信介質(zhì),使得各種可移動的計算機(jī)和設(shè)備能隨時隨地接入網(wǎng)絡(luò),不需要連接有線介質(zhì),從而滿足人們移動上網(wǎng)的需要。無線電波藍(lán)牙是一種支持設(shè)備間短距離通信(一般10m內(nèi))的無線電通信技術(shù),它工作在2.4GHz頻段,數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbit/s。主要是在汽車、移動電話、無線耳機(jī)、筆記本電腦、計算機(jī)之間進(jìn)行無線通信。無線電波通過藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)手機(jī)A和B之間的連接,一般分為以下幾步。①手機(jī)A開啟藍(lán)牙功能,設(shè)定為“對其他藍(lán)牙設(shè)備可見”。②手機(jī)B開啟藍(lán)牙功能,設(shè)定為“對其他藍(lán)牙設(shè)備可見”,搜索到手機(jī)A。③手機(jī)A和手機(jī)B確認(rèn)配對的密鑰,選擇配對對方的手機(jī)。④手機(jī)A和手機(jī)B通過藍(lán)牙連接傳輸文件、照片、音頻、視頻、電話簿等數(shù)據(jù)。(2)紅外線通信紅外線是波長介于微波與可見光之間的電磁波,它不能穿透障礙物(如墻壁)紅外線通信使用不可見的紅外線光源傳輸數(shù)據(jù),被廣泛用于室內(nèi)短距離通信。紅外線數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)有兩種:SIR最大傳輸速率為115.2kbit/sFIR的傳輸速率可達(dá)4Mbit/s(3)激光通信激光也可以在空氣或太空中傳輸數(shù)據(jù)。激光通信的帶寬高、容量大、不受電磁干擾、不怕竊聽,設(shè)備的結(jié)構(gòu)輕便、價格經(jīng)濟(jì)。激光在空氣中的傳播衰減快,受天氣影響大;激光束有極高的方向性,瞄準(zhǔn)困難激光通信激光通信主要用:(1)地面間短距離高速率通信,短距離內(nèi)傳送高清視頻信號;(2)激光通信作為導(dǎo)彈引導(dǎo)的數(shù)據(jù)傳輸,地面間的多路通信;(3)通過衛(wèi)星全球通信和星際通信,以及水下潛艇間的通信等。6.5.3網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備1.網(wǎng)絡(luò)適配器網(wǎng)絡(luò)適配器(NetworkInterfaceCard,即NIC,也叫網(wǎng)卡)承擔(dān)計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)之間交換數(shù)據(jù)的任務(wù),要把計算機(jī)接入網(wǎng)絡(luò),必須在計算機(jī)的插槽中插入網(wǎng)卡,網(wǎng)卡包括有線網(wǎng)卡和無線網(wǎng)卡。線網(wǎng)卡包括RJ45、BNC、AUI和光纖接口網(wǎng)絡(luò)適配器網(wǎng)卡的物理地址(也叫MAC地址)是保存在網(wǎng)卡中的全球唯一地址,通常由網(wǎng)卡生產(chǎn)廠燒入網(wǎng)卡的EPROM中。物理地址由48bit(6字節(jié))的十六進(jìn)制數(shù)組成,如E8-9A-8F-F3-20-2D。2.交換機(jī)交換機(jī)也稱為交換式集線器,如圖6-34所示。它工作在OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層,它能根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)包的源地址和目的地址,接通源端口與目的端口電路,為接入交換機(jī)的任意兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的信號通路。交換機(jī)縱橫式交換機(jī)原理:8接口交換機(jī)的每個接口包括一對輸入和輸出線路,5.路由器路由器(Router)是在廣域網(wǎng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的設(shè)備,工作在OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層。在廣域網(wǎng)中,路由器接受并存儲數(shù)據(jù)包,根據(jù)信道速率、擁塞等情況自動選擇路由,以最佳路徑將數(shù)據(jù)包從源IP地址向目的IP地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包6.6Internet概述Internet(因特網(wǎng),是一個國際互聯(lián)網(wǎng))是指把世界各地已有的各種網(wǎng)絡(luò),如計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)等連接起來,組成的國際范圍的網(wǎng)絡(luò)。Internet的核心協(xié)議是TCP/IP??蛻魴C(jī)/服務(wù)器工作模式客戶機(jī)/服務(wù)器模式包括以下過程。(1)客戶機(jī)向服務(wù)器發(fā)出服務(wù)請求。(2)服務(wù)器收到請求后,對請求進(jìn)行處理。(3)服務(wù)器將處理結(jié)果傳送給客戶機(jī)。客戶機(jī)/服務(wù)器工作模式【例6.1】
QQ登錄過程(1)客戶機(jī)輸入賬號和密碼,請求登錄。(2)服務(wù)器驗(yàn)證用戶信息(3)如果賬號和密碼正確,則向客戶端返回通過驗(yàn)證結(jié)果,客戶端進(jìn)入QQ;否則返回錯誤結(jié)果,提示“密碼錯誤”。6.7IP地址、端口號與域名IP地址是標(biāo)識計算機(jī)在Internet中位置的唯一地址。在Internet中,不允許有兩臺計算機(jī)的IP地址相同。IP地址長32bit,分為4字節(jié),每個字節(jié)對應(yīng)0~255的十進(jìn)制整數(shù),數(shù)字間用“.”隔開。例如,09總共有43億多個IP地址IP地址的分層結(jié)構(gòu)IP地址包括網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址兩部分網(wǎng)絡(luò)地址表明主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)的Internet地址,因此IP地址中包含了位置信息,網(wǎng)絡(luò)中的每一臺主機(jī)獲得一個主機(jī)地址。網(wǎng)絡(luò)號不空而主機(jī)號為0的是網(wǎng)絡(luò)地址,如。IP地址【例6.3】主機(jī)1向主機(jī)4發(fā)送數(shù)據(jù)包的操作過程。4.特殊IP地址(1)是本機(jī)地址,主要用于測試本計算機(jī)的連接是否正常。(2)私有地址,如10.x.x.x、172.16.x.x~172.31.x.x、192.168.x.x。私有網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立于外部互連,因此可以隨意使用私有IP地址,私有地址不會與外部公共地址沖突。IP地址【例6.5】通過設(shè)置,配置本機(jī)的靜態(tài)IP地址。5.Ping命令Ping命令用于檢測本機(jī)到目的IP主機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)是否連通,以及主機(jī)之間的連接速率。Ping目的主機(jī)IP地址
或
域名Ping命令向目的主機(jī)發(fā)送32字節(jié)消息,并計算目的主機(jī)的響應(yīng)時間。Ping命令【例6.4】使用Ping命令,測試本計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)連接的TCP/IP配置是否正常。6.7.2IPv6Internet在IPv4的基礎(chǔ)上運(yùn)行,IP地址的長度為32位,總共能提供43億多個地址。但是隨著Internet應(yīng)用的迅猛增長,IP地址逐漸耗盡,成為稀缺資源。IPv6是下一個版本的Internet協(xié)議,它采用128位地址長度,幾乎可以不受限制地提供IP地址。IPv6還采用分級地址模式、高效的IP報頭、服務(wù)質(zhì)量、主機(jī)地址自動配置、認(rèn)證和加密等許多新技術(shù)。6.7.3端口號一臺擁有IP地址的主機(jī)可以提供許多服務(wù),服務(wù)通過同一個IP地址來實(shí)現(xiàn)。通過“IP地址+端口號”來區(qū)分不同服務(wù),TCP/IP協(xié)議的服務(wù)端口號的范圍是
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