項(xiàng)目一 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

目前，計(jì)算機(jī)已成為人們不可缺少的工具，它極大地改變了人們的工作、學(xué)習(xí)和生活方式，成為信息時(shí)代的重要標(biāo)志。同時(shí)，掌握計(jì)算機(jī)的基本使用、能使用計(jì)算機(jī)處理日常事務(wù)已成為現(xiàn)代人必須具備的技能。在具體學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的使用前，需要先簡(jiǎn)單了解計(jì)算機(jī)的一些基礎(chǔ)知識(shí)。了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展、應(yīng)用領(lǐng)域和信息技術(shù)的相關(guān)概念。了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成。了解計(jì)算機(jī)中的數(shù)制與字符編碼。了解多媒體技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。了解計(jì)算機(jī)的前沿技術(shù)。項(xiàng)目導(dǎo)讀學(xué)習(xí)目標(biāo)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)項(xiàng)目一小郭從學(xué)校畢業(yè)后，應(yīng)聘到“廉美”商場(chǎng)擔(dān)任行政助理。他的同事王姐由于不懂計(jì)算機(jī)，經(jīng)常問他一些關(guān)于計(jì)算機(jī)的問題。例如，計(jì)算機(jī)是哪年誕生的？計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了哪些發(fā)展歷程？計(jì)算機(jī)有哪些特點(diǎn)和分類？計(jì)算機(jī)主要用在什么地方？平常大家說的信息技術(shù)是指什么？為了回答李姐的問題及應(yīng)對(duì)工作的需要，小郭決定“惡補(bǔ)”一下相關(guān)知識(shí)?！?/p>

任務(wù)情景1946年2月，世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC如圖在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)誕生。ENIAC的主要元件是電子管，重達(dá)30多噸，功率150千瓦，占地約170平方米，用十進(jìn)制計(jì)算，每秒運(yùn)算5000次加法。它沒有今天的鍵盤、鼠標(biāo)等設(shè)備，人們只能通過扳動(dòng)其龐大面板上的無數(shù)開關(guān)向計(jì)算機(jī)輸入信息?！糁R(shí)鏈接一、計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展歷程◆知識(shí)鏈接ENIAC的誕生奠定了電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展基礎(chǔ)，開辟了信息時(shí)代。自ENIAC誕生以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)獲得了迅猛的發(fā)展。根據(jù)計(jì)算機(jī)所用電子器件的不同，計(jì)算機(jī)已歷經(jīng)電子管、晶體管、集成電路、大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路4個(gè)階段，如表所示。發(fā)展階段起止年代主要元器件主存儲(chǔ)器特點(diǎn)主要應(yīng)用第一代1946～1957電子管汞延遲線或磁鼓體積龐大、功耗大、運(yùn)算速度低、可靠性差、價(jià)格昂貴科學(xué)計(jì)算第二代1958～1964晶體管磁芯體積、功耗減小，運(yùn)算速度提高，價(jià)格下降，出現(xiàn)了高級(jí)語(yǔ)言科學(xué)計(jì)算、工程設(shè)計(jì)第三代1965～1970中小規(guī)模集成電路半導(dǎo)體體積、功耗進(jìn)一步減小，可靠性及運(yùn)算速度進(jìn)一步提高，操作系統(tǒng)逐漸成熟，出現(xiàn)了多種應(yīng)用軟件科學(xué)計(jì)算、工業(yè)控制等第四代1971年至今大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路集成度更高的半導(dǎo)體性能大幅度提高，價(jià)格大幅度下降，編程語(yǔ)言和軟件豐富多彩滲入社會(huì)各級(jí)領(lǐng)域的應(yīng)用◆知識(shí)鏈接在第四代計(jì)算機(jī)的發(fā)展過程中，最重要的成就之一表現(xiàn)在微處理器的體積不斷減小，集成度不斷提高，運(yùn)算速度越來越快，計(jì)算機(jī)逐漸向微型機(jī)方向發(fā)展，從而使計(jì)算機(jī)逐漸走進(jìn)辦公室、學(xué)校和普通家庭。提示說到計(jì)算機(jī)的發(fā)展，就不能不提到美國(guó)科學(xué)家馮·諾依曼。20世紀(jì)30年代中期，馮·諾依曼提出了電子計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)程序的理論。直到今天，計(jì)算機(jī)內(nèi)部依然采用這種機(jī)制，其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)和指令一律用二進(jìn)制數(shù)表示。（2）計(jì)算機(jī)按順序執(zhí)行程序。（3）計(jì)算機(jī)由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備5大部分組成。其中，輸入設(shè)備用來輸入原始數(shù)據(jù)和指令；控制器按用戶輸入的指令對(duì)計(jì)算機(jī)的其他部件發(fā)出各種控制信號(hào)；運(yùn)算器用來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算；存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)處理前和處理后的結(jié)果；輸出設(shè)備用來將計(jì)算結(jié)果輸出。◆知識(shí)鏈接二、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和分類計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)概括起來有如下幾點(diǎn)：運(yùn)算速度快：計(jì)算精度高：計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度通常用計(jì)算機(jī)每秒執(zhí)行加法的次數(shù)或平均每秒執(zhí)行指令的條數(shù)來衡量。運(yùn)算速度快是計(jì)算機(jī)的一個(gè)突出特點(diǎn)，目前世界上已有超過每秒億億次運(yùn)算速度的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)的運(yùn)算精度取決于其采用的機(jī)器碼的字長(zhǎng)。計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)越長(zhǎng)，所能表達(dá)的數(shù)字的有效位就越多，其運(yùn)算精度就越高。目前，常見的計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)有16位、32位、64位等，其計(jì)算機(jī)精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般的計(jì)算器。12◆知識(shí)鏈接存儲(chǔ)功能強(qiáng)：具有邏輯判斷能力：計(jì)算機(jī)能存儲(chǔ)大量的數(shù)字、文字、圖像、視頻、聲音等各種信息。計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的存儲(chǔ)力不僅表現(xiàn)在容量大，還表現(xiàn)在“持久”。對(duì)于需要長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)，無論是以哪種文件形式，它都能長(zhǎng)期保存。除了計(jì)算功能外，計(jì)算機(jī)還具備分析、比較等邏輯判斷能力。高級(jí)計(jì)算機(jī)還具有推理、診斷和聯(lián)想等模擬人類思維的能力。354自動(dòng)化工作能力強(qiáng)：計(jì)算機(jī)內(nèi)部的操作運(yùn)算是根據(jù)人們預(yù)先編制的程序自動(dòng)控制執(zhí)行的，工作過程完全自動(dòng)化，不需要人的干預(yù)，而且可以反復(fù)進(jìn)行?！糁R(shí)鏈接計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)發(fā)展到今天，已是琳瑯滿目、種類繁多，劃分種類的標(biāo)準(zhǔn)也很多。如果按照計(jì)算機(jī)的用途，可將其分為專用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)。其中，專用計(jì)算機(jī)是指為某種特殊需要而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，如計(jì)算導(dǎo)彈彈道的計(jì)算機(jī)；通用計(jì)算機(jī)是指各行業(yè)、各種工作環(huán)境都能使用的計(jì)算機(jī)，目前市場(chǎng)上銷售的計(jì)算機(jī)大多數(shù)都是通用計(jì)算機(jī)?！糁R(shí)鏈接如果按照計(jì)算機(jī)的性能、規(guī)模和處理能力，可將其分為巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)與微型機(jī)等。下面分別介紹。巨型機(jī)：巨型機(jī)（如圖）又稱超級(jí)計(jì)算機(jī)，是功能最強(qiáng)、速度最快、處理能力最強(qiáng)的計(jì)算機(jī)，主要用于解決諸如氣象、太空、能源、醫(yī)藥等尖端科學(xué)研究和戰(zhàn)略武器研制中的復(fù)雜計(jì)算。巨型機(jī)的研制水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平與科技水平的重要標(biāo)志。在2016年和2017年公布的全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單中，我國(guó)研制的“神威·太湖之光”以每秒9.3億億次的浮點(diǎn)運(yùn)算速度奪得冠軍?！糁R(shí)鏈接大型機(jī)：大型機(jī)（如圖）雖然在量級(jí)上不及巨型計(jì)算機(jī)，但也有很高的運(yùn)算速度和很大的存儲(chǔ)量，適用于政府部門或大型企業(yè)（如銀行），主要用于進(jìn)行復(fù)雜事務(wù)處理、海量信息管理、大型數(shù)據(jù)庫(kù)管理和數(shù)據(jù)通信等。目前，生產(chǎn)大型機(jī)的廠商主要有美國(guó)的IBM公司和DEC公司，以及日本的富士通公司等?！糁R(shí)鏈接小型機(jī)：小型機(jī)是指性能和價(jià)格介于微型機(jī)服務(wù)器和大型機(jī)之間的一種高性能計(jì)算機(jī)。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性和維護(hù)費(fèi)用低。目前，小型機(jī)已被微型機(jī)取代。微型機(jī)：微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱微機(jī)，是當(dāng)今使用最普及的一類計(jì)算機(jī)，其特點(diǎn)是體積小、功耗低、功能多、性價(jià)比高。微型機(jī)按結(jié)構(gòu)和性能的不同，又可分為單片機(jī)、單板機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）、工作站和服務(wù)器等幾種類型。其中，個(gè)人計(jì)算機(jī)包括臺(tái)式計(jì)算機(jī)見左圖、筆記本電腦見右圖、一體機(jī)和平板電腦等類型。◆知識(shí)鏈接三、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)問世之初，主要用于數(shù)值計(jì)算，“計(jì)算機(jī)”也因此得名。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，它的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，不再局限于數(shù)值計(jì)算而廣泛地應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)輔助、人工智能、多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域?？茖W(xué)計(jì)算又稱數(shù)值計(jì)算，它是計(jì)算機(jī)最早的應(yīng)用領(lǐng)域，是指使用計(jì)算機(jī)完成科學(xué)研究和工程技術(shù)中所提出的數(shù)學(xué)問題的計(jì)算。這類計(jì)算往往公式復(fù)雜、難度很大，用一般計(jì)算工具或人力難以完成。例如，氣象預(yù)報(bào)需要求解描述大氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律的微分方程，發(fā)射導(dǎo)彈需要計(jì)算導(dǎo)彈彈道曲線方程，這些都需要利用計(jì)算機(jī)的高速而精確的計(jì)算才能完成。科學(xué)計(jì)算◆知識(shí)鏈接數(shù)據(jù)處理是指利用計(jì)算機(jī)管理、加工各種數(shù)據(jù)資料，從而使人們獲得有用信息的過程。例如，企業(yè)管理、物資管理、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、賬目計(jì)算和信息檢索等都屬于數(shù)據(jù)處理。如圖所示為某企業(yè)的信息管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理◆知識(shí)鏈接過程控制是指利用計(jì)算機(jī)檢測(cè)生產(chǎn)過程或其他過程，并自動(dòng)控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行過程控制，可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，從而改善勞動(dòng)條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量及合格率。例如，在汽車工業(yè)方面，利用計(jì)算機(jī)控制機(jī)床，進(jìn)而控制整個(gè)裝配流水線，可以實(shí)現(xiàn)精度高、形狀復(fù)雜的零件自動(dòng)化加工。過程控制◆知識(shí)鏈接計(jì)算機(jī)輔助包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）等。其中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是指利用計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工程設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)輔助制造是指利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的管理、控制和操作，它對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本和縮短生產(chǎn)周期等起到了積極的作用；計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是指利用計(jì)算機(jī)來輔助完成教學(xué)計(jì)劃或模擬某個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，它不僅能減輕教師的負(fù)擔(dān)，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。計(jì)算機(jī)輔助◆知識(shí)鏈接多媒體（Multimedia）是文本、圖形、圖片、音頻、動(dòng)畫和影片等各種媒體的組合物。近些年來，多媒體技術(shù)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、教育、商業(yè)、軍事、出版等領(lǐng)域。如圖所示為某款香水的多媒體視頻截圖。多媒體應(yīng)用◆知識(shí)鏈接人工智能（ArtificialIntelligence，簡(jiǎn)稱AI）是指讓計(jì)算機(jī)模擬人類的某些智力能力，使其具有人的感知能力，能夠看、聽，并自動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)；具有人的思維能力，能夠判斷、分析、推理和決策，能夠自動(dòng)根據(jù)外界情況來執(zhí)行某些任務(wù)。如圖所示為利用人工智能技術(shù)研制的機(jī)器人。人工智能◆知識(shí)鏈接計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)高度發(fā)展和密切結(jié)合的產(chǎn)物，它利用通信設(shè)備和線路將地理位置不同、功能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享和信息傳遞。例如，全世界最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)Internet（因特網(wǎng)）把整個(gè)地球變成了一個(gè)小小的村落，人們可以方便地在網(wǎng)上查詢信息、下載資源、通信、學(xué)習(xí)、娛樂和買賣東西等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)◆知識(shí)鏈接四、計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展主要呈現(xiàn)5種趨向：巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。指發(fā)展高速度、大存儲(chǔ)量和強(qiáng)功能的巨型計(jì)算機(jī)。這是天文、氣象、地質(zhì)、核反應(yīng)、航天飛機(jī)和衛(wèi)星軌道計(jì)算等尖端科學(xué)技術(shù)的需要。這些領(lǐng)域往往需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算，需要高性能的計(jì)算機(jī)才能完成。指進(jìn)一步提高集成度，利用高性能的超大規(guī)模集成電路研制性能更加優(yōu)良、運(yùn)行更加穩(wěn)定、價(jià)格更加低廉、整機(jī)更加小巧的微型計(jì)算機(jī)。微型化巨型化◆知識(shí)鏈接指把各自獨(dú)立的計(jì)算機(jī)用通信線路連結(jié)起來，形成各計(jì)算機(jī)之間可以相互通信并能共享彼此資源的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)化能夠使計(jì)算機(jī)的軟、硬件資源得到充分利用并擴(kuò)大計(jì)算機(jī)的使用范圍，為用戶提供方便、及時(shí)、可靠的信息服務(wù)。指讓計(jì)算機(jī)具有模擬人的感覺能力和思維能力。智能化使計(jì)算機(jī)突破了“計(jì)算”這一初級(jí)的含意，從本質(zhì)上擴(kuò)充了計(jì)算機(jī)的能力。智能化網(wǎng)絡(luò)化◆知識(shí)鏈接五、信息技術(shù)的相關(guān)概念以計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的信息技術(shù)深入影響了人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)人類的生活和工作方式產(chǎn)生了巨大的影響。1．信息與數(shù)據(jù)信息是人們對(duì)客觀事物的感覺、認(rèn)識(shí)和描述。在日常生活中使用“數(shù)據(jù)”和“信息”這兩個(gè)詞時(shí)并不嚴(yán)格區(qū)分，但這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)是有區(qū)別的。數(shù)據(jù)是信息的表現(xiàn)形式和載體，信息是有用的、經(jīng)過加工的數(shù)據(jù)，代表數(shù)據(jù)的含義。人們通常將信息轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)以便于保存和處理。例如，信息在計(jì)算機(jī)中都是以二進(jìn)制形式來儲(chǔ)存的?！糁R(shí)鏈接2．信息技術(shù)信息技術(shù)是指對(duì)信息進(jìn)行采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理和表示的各種技術(shù)的總稱，包括傳感技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)和顯示技術(shù)等。其中，傳感技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)被稱為信息技術(shù)的三大支柱?！糁R(shí)鏈接3．信息社會(huì)信息社會(huì)也稱信息化社會(huì)，是脫離工業(yè)化社會(huì)以后，信息起主要作用的社會(huì)。所謂信息社會(huì)，是以電子信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以信息資源為基本發(fā)展資源，以信息服務(wù)性產(chǎn)業(yè)為基本社會(huì)產(chǎn)業(yè)，以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為基本社會(huì)交往方式的新型社會(huì)。在信息化社會(huì)中，人類借助計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的運(yùn)用，其處理信息的能力和傳輸信息的速度得到快速提高。信息社會(huì)的交流在很大程度上圍繞信息網(wǎng)絡(luò)及其服務(wù)中心開展，因此，信息網(wǎng)絡(luò)已成為信息化社會(huì)的基礎(chǔ)設(shè)施?！糁R(shí)鏈接進(jìn)入21世紀(jì)后，世界各國(guó)都在加強(qiáng)信息化建設(shè)，而信息化建設(shè)又推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)及傳感技術(shù)的發(fā)展與信息化社會(huì)的發(fā)展，從而產(chǎn)生了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新技術(shù)和應(yīng)用，徹底改變了人們的工作、學(xué)習(xí)和生活方式。如今，計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的高低是衡量信息化社會(huì)人才素質(zhì)的重要標(biāo)志，計(jì)算機(jī)文化的普及程度也標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的綜合發(fā)展水平，并將影響整個(gè)國(guó)家的信息化進(jìn)程。因此，只有掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化，才能真正適應(yīng)信息化社會(huì)的建設(shè)需要，才能創(chuàng)造出更加燦爛輝煌的人類文明。◆知識(shí)鏈接4．信息安全現(xiàn)代信息技術(shù)為人類帶來了高效、方便的信息服務(wù)，同時(shí)也帶來一系列的問題，如隱私權(quán)受侵問題、知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題和信息安全問題等。其中，信息安全包括信息本身的安全和信息系統(tǒng)的安全?？蓮囊韵聨讉€(gè)方面來理解信息安全和加強(qiáng)信息安全意識(shí)。◆知識(shí)鏈接計(jì)算機(jī)安全：信息系統(tǒng)安全：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)安全的定義是“為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和采取的技術(shù)的和管理的安全保護(hù)，保護(hù)計(jì)算機(jī)硬件、軟件和數(shù)據(jù)不因偶然的或惡意的原因而遭到破壞、更改和顯露?！庇?jì)算機(jī)安全中最重要的是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全，其面臨的主要威脅包括計(jì)算機(jī)病毒、非法訪問、計(jì)算機(jī)電磁輻射和硬件損壞等。指信息系統(tǒng)（包括信息網(wǎng)絡(luò)）中的硬件、軟件和數(shù)據(jù)要受到保護(hù)，不能遭到破壞或泄露，以確保信息系統(tǒng)能夠持續(xù)、可靠地運(yùn)行，信息服務(wù)不中斷。<>>法律保護(hù)：為了加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的安全保護(hù)和安全管理，我國(guó)先后制定了多部關(guān)于信息安全的法律法規(guī)，包括《中華人民共和國(guó)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)安全保護(hù)條例》《計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)國(guó)際聯(lián)網(wǎng)安全保護(hù)管理辦法》《互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)管理辦法》和《信息網(wǎng)絡(luò)傳播權(quán)保護(hù)條件》等?！粽n堂討論2計(jì)算機(jī)有哪些應(yīng)用領(lǐng)域？1計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了幾代？每代使用的主要元器件是什么？4想象一下，未來的計(jì)算機(jī)可能具備哪些功能？3按照計(jì)算機(jī)的性能、規(guī)模和處理能力，可將計(jì)算機(jī)分為哪些類型？5信息和數(shù)據(jù)的區(qū)別是什么？如何理解信息社會(huì)？如何確保信息安全？◆

任務(wù)情景小郭所在的單位由于業(yè)務(wù)擴(kuò)展，需要購(gòu)買幾臺(tái)新電腦，上級(jí)將此任務(wù)交給了小郭。小郭知道，要選購(gòu)一臺(tái)合適的電腦，首先需要對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、計(jì)算機(jī)的硬件和軟件、計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)等有一定的了解。下面，我們與小郭一起完成這項(xiàng)任務(wù)?！?/p>

知識(shí)鏈接現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成。硬件是指直觀的機(jī)器部分，以臺(tái)式計(jì)算機(jī)為例，它包括主機(jī)、顯示器、鍵盤和鼠標(biāo)等設(shè)備，如圖所示；軟件是相對(duì)于硬件而言的，是指為計(jì)算機(jī)運(yùn)行工作服務(wù)的各種程序、數(shù)據(jù)及相關(guān)資料。計(jì)算機(jī)硬件和軟件相輔相成，缺一不可。沒有軟件的計(jì)算機(jī)就像是一具僵硬的軀殼，無法為我們做任何事情；同樣，如果沒有硬件的支持，軟件將無處安身。一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成概述◆

知識(shí)鏈接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成如圖所示。◆

知識(shí)鏈接計(jì)算機(jī)的硬件由主機(jī)和外部設(shè)備組成。其中，主機(jī)是對(duì)機(jī)箱和機(jī)箱內(nèi)所有計(jì)算機(jī)配件的總稱，這些配件包括主板、CPU、存儲(chǔ)器（內(nèi)存和硬盤）、光驅(qū)和顯卡等。如左圖和如右圖所示分別是主機(jī)外部和主機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。外部設(shè)備由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和其他設(shè)備組成。二、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)◆

知識(shí)鏈接1主板又稱母板，它是一塊印刷電路板，是計(jì)算機(jī)其他組件的載體，在各組件中起著協(xié)調(diào)工作的作用，如圖所示。主板主要由CPU插槽、總線及總線擴(kuò)展槽（如內(nèi)存插槽、顯卡插槽和PCI擴(kuò)展槽）、輸入輸出（I/O）接口、緩存、電池及各種集成電路等組成。主板◆

知識(shí)鏈接總線用于在計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件之間傳輸信息；總線擴(kuò)展槽用來連接計(jì)算機(jī)的內(nèi)存、顯卡等部件?？偩€按傳輸信息的不同分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，分別用來在設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)、地址和控制信息。總線和總線擴(kuò)展插槽輸入輸出接口主要用來連接計(jì)算機(jī)的各種外設(shè)，包括PS/2接口（用來連接鼠標(biāo)和鍵盤）和USB接口等。其中，USB接口是電腦中最常用的接口，可以用來連接鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)、掃描儀、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、優(yōu)盤等設(shè)備，具有傳輸數(shù)據(jù)的速度快，可在開機(jī)狀態(tài)下插拔（即熱插拔）設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。輸入輸出（I/O）接口◆

知識(shí)鏈接2CPU是CenterProcessingUnit的縮寫，中文名稱為“中央處理器”，其外觀如圖所示。它包括運(yùn)算器和控制器兩部分，是計(jì)算機(jī)最核心的組成部分。其中，運(yùn)算器的作用是執(zhí)行指令進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算；控制器的作用是控制計(jì)算機(jī)各部件協(xié)調(diào)地工作。CPU的速度主要取決于其主頻、核心數(shù)和高速緩存容量。主頻一般以GHz為單位，表示每秒運(yùn)算的次數(shù)。主頻越高，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度越快。目前，主流CPU的核心數(shù)都為雙核或以上，主頻都為2GHz以上。CPU◆

知識(shí)鏈接3存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)中用來存儲(chǔ)指令和數(shù)據(jù)的部件。按照存儲(chǔ)器和CPU的關(guān)系，可以將其分為內(nèi)存儲(chǔ)器（也稱為主存儲(chǔ)器）和外存儲(chǔ)器（也稱為輔存儲(chǔ)器）。內(nèi)存儲(chǔ)器根據(jù)其作用的不同又分為隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）。通常說的內(nèi)存如圖便是隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM），它的特點(diǎn)是可讀可寫，主要用于臨時(shí)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，關(guān)機(jī)后在其中存儲(chǔ)的信息會(huì)自動(dòng)消失。內(nèi)存儲(chǔ)器◆

知識(shí)鏈接只讀存儲(chǔ)器（ROM）的特點(diǎn)是只能讀出信息，不能寫入信息，它通常是主板廠家固化在主板上的一塊芯片，其中存儲(chǔ)的是計(jì)算機(jī)的自檢程序及輸入輸出程序等系統(tǒng)服務(wù)程序，這些信息可以永久保存而不受斷電影響。在計(jì)算機(jī)中，除CPU、主板外，內(nèi)存的優(yōu)劣與容量是決定計(jì)算機(jī)性能的另一個(gè)重要因素。目前，主流內(nèi)存的容量有4GB、8GB、16GB等?！?/p>

知識(shí)鏈接4外存儲(chǔ)器包括硬盤、光盤、優(yōu)盤和移動(dòng)硬盤等，它們是計(jì)算機(jī)的輔助存儲(chǔ)設(shè)備。外存儲(chǔ)器（1）硬盤硬盤固定在主機(jī)箱內(nèi)，并通過主板的SATA接口與主板連接，是計(jì)算機(jī)最主要的外存儲(chǔ)器，計(jì)算機(jī)中的大多數(shù)文件都存儲(chǔ)在硬盤中。例如，為計(jì)算機(jī)安裝操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件，實(shí)際上就是將相關(guān)文件“復(fù)制”到硬盤。此外，對(duì)于一些有價(jià)值的圖像、文檔等，也通常將其保存在硬盤中?！?/p>

知識(shí)鏈接硬盤主要有機(jī)械硬盤（HDD，見圖）和固態(tài)硬盤（SSD）兩種類型。機(jī)械硬盤采用磁性碟片來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，其特點(diǎn)是存儲(chǔ)容量大但讀寫速度慢；固態(tài)硬盤采用閃存顆粒來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，其特點(diǎn)是存儲(chǔ)容量小但讀寫速度快。目前，主流機(jī)械硬盤的存儲(chǔ)容量有1TB，2TB，4TB，6TB等；主流固態(tài)硬盤的存儲(chǔ)容量有240GB、480GB、720GB等?！?/p>

知識(shí)鏈接（2）光盤和光驅(qū)光盤用來存儲(chǔ)需要備份或移動(dòng)的數(shù)據(jù)。常見的光盤分為CD、DVD、BD幾種類型：CD光盤的容量一般為650MB；DVD光盤的容量一般為4.7GB或更大；BD光盤即藍(lán)光光盤，是目前最先進(jìn)的大容量光盤，存儲(chǔ)容量為25GB或更大。根據(jù)其使用特點(diǎn)，光盤又分為只讀光盤和刻錄光盤兩種類型。只讀光盤（CD-ROM和DVD-ROM）只能從中讀取信息而不能寫入信息，通常這些信息是由廠家預(yù)先寫入；刻錄光盤分為一次性寫入光盤（CD-R和DVD-R）和可擦寫光盤（CD-RW和DVD-RW），用戶可將信息刻錄（寫入）到此類光盤中，其中可擦寫光盤可多次擦除和寫入信息。◆

知識(shí)鏈接光驅(qū)用來讀取或?qū)懭牍獗P數(shù)據(jù)，如圖所示。目前的光驅(qū)都為DVD光驅(qū)，可以讀取CD和DVD光盤數(shù)據(jù)。有一類光驅(qū)被稱為刻錄機(jī)，它具有讀取和寫入光盤數(shù)據(jù)的功能?！?/p>

知識(shí)鏈接（3）可移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備可移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備包括U盤和移動(dòng)硬盤等。其中，U盤是一種小巧玲瓏、易于攜帶的移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備，其通過USB接口與計(jì)算機(jī)連接，如圖左所示；移動(dòng)硬盤由普通硬盤和硬盤盒組成。硬盤盒除了起到保護(hù)硬盤的作用外，更重要的作用是將硬盤的SATA接口轉(zhuǎn)換成可以熱插拔的USB或其他標(biāo)準(zhǔn)接口與計(jì)算機(jī)連接，從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)存儲(chǔ)，如圖右所示?！?/p>

知識(shí)鏈接5早期顯卡的作用是將CPU處理過的信息轉(zhuǎn)換成字符、圖形和顏色等傳送到顯示器上顯示；后來，顯卡擁有了獨(dú)立的圖形處理功能，所以也可以稱其為圖形加速卡。顯卡分為獨(dú)立顯卡和集成顯卡兩種類型。獨(dú)立顯卡如圖所示，它插在主板的顯卡插槽上，比集成顯卡具有更好的性能；集成顯卡是指集成在CPU中的一塊顯示芯片，由主板提供與顯示器連接的接口。衡量顯卡性能的參數(shù)主要有顯示芯片類型和顯存大小等。顯卡◆

知識(shí)鏈接6輸入設(shè)備是用戶向計(jì)算機(jī)輸入各種信息（如文字、數(shù)字、指令等）的設(shè)備。計(jì)算機(jī)最基本的輸入設(shè)備是鍵盤和鼠標(biāo)，如圖所示。其他常見的計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備還有掃描儀、手寫板、麥克風(fēng)等。輸入設(shè)備◆

知識(shí)鏈接12鍵盤是計(jì)算機(jī)最基本的輸入設(shè)備，用于向計(jì)算機(jī)輸入字符和命令。鍵盤與主機(jī)的連接方式有通過PS/2接口連接、通過USB接口連接和無線連接3種方式。鼠標(biāo)也是計(jì)算機(jī)最基本的輸入設(shè)備，用于向計(jì)算機(jī)輸入各種命令，它一般由左鍵、滾輪和右鍵組成。鼠標(biāo)與主機(jī)的連接方式也有通過PS/2接口連接、通過USB接口連接和無線連接3種方式。鍵盤鼠標(biāo)◆

知識(shí)鏈接7輸出設(shè)備用于將計(jì)算機(jī)的各種計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換成用戶能夠識(shí)別的數(shù)字、字符、圖像、聲音等形式并輸出。計(jì)算機(jī)最基本的輸出設(shè)備是顯示器，如圖所示。其他常見的輸出設(shè)備還有音箱、打印機(jī)、投影儀、繪圖儀等。輸出設(shè)備◆

知識(shí)鏈接顯示器目前主流顯示器都為液晶顯示器（LCD），根據(jù)屏幕對(duì)角線長(zhǎng)度可分為21英寸、23英寸和27英寸等規(guī)格。顯示器主要通過主機(jī)箱背后顯卡的DVI或VGA接口與顯卡連接。打印機(jī)打印機(jī)是一種將計(jì)算機(jī)中的信息輸出到紙張等介質(zhì)上的輸出設(shè)備，如圖所示。常見的打印機(jī)按工作原理分為針式打印機(jī)（主要用來打印票據(jù)）、噴墨打印機(jī)的激光打印機(jī)3種；按輸出色彩可分為黑白打印機(jī)和彩色打印機(jī)兩種?！?/p>

知識(shí)鏈接軟件是指為計(jì)算機(jī)運(yùn)行工作服務(wù)的各種程序、數(shù)據(jù)及相關(guān)資料。軟件是計(jì)算機(jī)的靈魂，是計(jì)算機(jī)具體功能的體現(xiàn)，要讓計(jì)算機(jī)為我們工作，必須在計(jì)算機(jī)中安裝相應(yīng)的軟件。一臺(tái)沒有安裝軟件的計(jì)算機(jī)無法完成任何有實(shí)際意義的工作。計(jì)算機(jī)軟件主要分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類，下面分別進(jìn)行介紹。三、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)1．系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是管理和控制計(jì)算機(jī)軟、硬件資源的軟件，它的功能是使計(jì)算機(jī)能夠正常工作或具備解決某些問題的能力。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和語(yǔ)音處理程序?！?/p>

知識(shí)鏈接操作系統(tǒng)是控制和管理計(jì)算機(jī)軟、硬件資源的平臺(tái)。它在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中占有特殊的地位，計(jì)算機(jī)需要安裝操作系統(tǒng)才能正常工作。這是因?yàn)?，一方面，用戶需要通過操作系統(tǒng)去操作計(jì)算機(jī)，合理、有效地利用各種資源，而不必去直接操作計(jì)算機(jī)的硬件；另一方面，計(jì)算機(jī)中所有其他軟件都建立在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，并得到它的支持與服務(wù)。常見的操作系統(tǒng)有Windows，Linux等。其中，Windows是最常用的操作系統(tǒng)，包括包括WindowsXP、Windows7、Windows8和Windows10等版本。操作系統(tǒng)。1數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是用戶建立、使用和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的軟件，簡(jiǎn)稱DBMS。目前，常用的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有VisualFoxPro，Sybase，Oracle，MySQL和SQLServer等。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。2◆

知識(shí)鏈接人們利用計(jì)算機(jī)來解決具體的問題，是通過一連串的指令來實(shí)現(xiàn)的，一串指令的有序集合就是程序。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用來編制各種程序所使用的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，它包括機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言及高級(jí)語(yǔ)言等。例如，VisualBasic（簡(jiǎn)稱VB），C++，C#和Java等都是高級(jí)語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言是可以直接在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的程序，而匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言需要翻譯成機(jī)器語(yǔ)言后才能在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行。語(yǔ)言處理程序的作用就是將高級(jí)語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言編寫的程序翻譯成計(jì)算機(jī)能執(zhí)行的程序，它包括編譯程序和解釋程序等。語(yǔ)言處理程序。3◆

知識(shí)鏈接2．應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件運(yùn)行在操作系統(tǒng)之上，是為了解決用戶的各種實(shí)際問題而編制的程序及相關(guān)資源的集合，如辦公軟件Office，圖像處理軟件Photoshop，動(dòng)畫制作軟件Flash，工程繪圖軟件AutoCAD，殺毒軟件360，壓縮/解壓縮軟件WinRAR等?！?/p>

知識(shí)鏈接一般情況下可參照以下幾項(xiàng)指標(biāo)來評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)的性能。四、計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)主頻字長(zhǎng)運(yùn)算速度存儲(chǔ)容量即CPU的時(shí)鐘頻率，是指計(jì)算機(jī)CPU在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)目，它在很大程度上決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。主頻的單位是兆赫茲（MHz）。指CPU一次能處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。字長(zhǎng)都是字節(jié)的1、2、4、8倍，如8位、16位、32位等，目前64位計(jì)算機(jī)已基本普及。通常所說的計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度（平均運(yùn)算速度）是指計(jì)算機(jī)每秒鐘所能執(zhí)行的指令條數(shù)，一般用“百萬條指令/秒”（MIPS）來描述。它分為內(nèi)存容量和外存容量。內(nèi)存容量的大小反映了計(jì)算機(jī)即時(shí)存儲(chǔ)信息的能力；外存容量越大，可存儲(chǔ)的信息就越多，可安裝的應(yīng)用軟件就越豐富。◆任務(wù)實(shí)施——觀看“組裝計(jì)算機(jī)”視頻組裝計(jì)算機(jī)的流程如表所示，詳細(xì)操作步驟請(qǐng)掃描右側(cè)二維碼。有條件的讀者可根據(jù)視頻中的操作自己動(dòng)手組裝計(jì)算機(jī)。操作流程安裝主機(jī)安裝CPU安裝內(nèi)存把主板裝到機(jī)箱中安裝硬盤安裝光驅(qū)安裝顯卡安裝聲卡/網(wǎng)卡及其他擴(kuò)展卡安裝電源，連接電源線及數(shù)據(jù)線連接主機(jī)與外部設(shè)備連接鍵盤、鼠標(biāo)連接網(wǎng)絡(luò)接口連接音頻接口連接顯示器連接主機(jī)及顯示器電源通電自檢組裝計(jì)算機(jī)視頻◆課堂討論2計(jì)算機(jī)軟件分為哪幾種類型？1如何選購(gòu)品牌計(jì)算機(jī)？需要注意哪些參數(shù)？◆

任務(wù)情景小郭知道，利用計(jì)算機(jī)可以采集、存儲(chǔ)和處理各種信息，也可將這些信息轉(zhuǎn)換成用戶可以識(shí)別的文字、圖像、聲音或視頻等進(jìn)行輸出。但他想知道，這些信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)部是如何表示和存儲(chǔ)的？下面，我們和小郭一起學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)?！?/p>

知識(shí)鏈接數(shù)制也稱計(jì)數(shù)制，是用一組固定的符號(hào)和統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值的方法。在日常生活中，我們通常以十進(jìn)制進(jìn)行計(jì)數(shù)。除了十進(jìn)制計(jì)數(shù)，還有許多非十進(jìn)制的計(jì)數(shù)方法。例如，計(jì)時(shí)，60秒為1分，60分為1小時(shí)，用的是六十進(jìn)制計(jì)數(shù)。計(jì)算機(jī)能極快地進(jìn)行運(yùn)算，其內(nèi)部并不像人類在實(shí)際生活中使用的十進(jìn)制，而是使用只包含0和1兩個(gè)數(shù)值的二進(jìn)制；有時(shí)為了書寫和表示方便，還會(huì)用到八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)。文字、數(shù)字、圖像、聲音、視頻及動(dòng)畫等數(shù)據(jù)均是以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。一、計(jì)算機(jī)中的數(shù)制◆

知識(shí)鏈接提示一般情況下，我們?cè)跀?shù)字的后面用特定的字母（下標(biāo)）來表示該數(shù)的進(jìn)制，表示方法為：B表示二進(jìn)制；D表示十進(jìn)制（D可省略）；O表示八進(jìn)制；H表示十六進(jìn)制。例如，二進(jìn)制數(shù)101120表示為（101120）B?！?/p>

知識(shí)鏈接無論使用哪一種進(jìn)位計(jì)數(shù)制，數(shù)值的表示都包含兩個(gè)基本要素：基數(shù)和各位的“位權(quán)”?；鶖?shù)是一個(gè)進(jìn)位計(jì)數(shù)制允許選用的基本數(shù)字符號(hào)的個(gè)數(shù)。一般而言，r進(jìn)制數(shù)的基數(shù)為r，可供選用的計(jì)數(shù)符號(hào)有r個(gè)，分別為0～(r－1)，每個(gè)數(shù)位計(jì)滿r就向其高位進(jìn)1，即“逢r進(jìn)一”。例如，十進(jìn)制數(shù)的基數(shù)為10，可供選用的計(jì)數(shù)符號(hào)有10個(gè)，分別為0～9，每個(gè)數(shù)位計(jì)滿10就向其高位進(jìn)1，即逢十進(jìn)一；二進(jìn)制的基數(shù)為2，只有0和1兩個(gè)符號(hào)，計(jì)數(shù)規(guī)則是逢二進(jìn)一；十六進(jìn)制中，數(shù)用0，1，…，9和A，B，…，F(xiàn)（或a，b，…，f）16個(gè)符號(hào)來描述，計(jì)數(shù)規(guī)則是逢十六進(jìn)一。二、數(shù)制的轉(zhuǎn)換方法◆

知識(shí)鏈接“位權(quán)”又簡(jiǎn)稱“權(quán)”，是指一個(gè)進(jìn)位計(jì)數(shù)制中，各位數(shù)字符號(hào)所表示的數(shù)值等于該數(shù)字符號(hào)值乘以一個(gè)與該數(shù)字符號(hào)所處位置有關(guān)的常數(shù)。位權(quán)的大小是以基數(shù)為底，數(shù)字符號(hào)所處位置的序號(hào)為指數(shù)的整數(shù)次冪。各數(shù)字符號(hào)所處位置的序號(hào)計(jì)法為：以小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)，整數(shù)部分自右向左依次為0，1，…遞增，小數(shù)部分自左向右依次為-1，-2，…遞減。例如，將十進(jìn)制數(shù)385.26按權(quán)展開，為3×102+8×101+5×100+2×10–1+6×10–2，即3的位權(quán)是102，8的位權(quán)是101，5的位權(quán)是100，2的位權(quán)是10–1，6的位權(quán)是10–2。雖然不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換過程是計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成的，但我們?nèi)杂斜匾私獠煌M(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換方法?！?/p>

知識(shí)鏈接1．其他進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制【例1-1】N=(10110.101)B=(22.625)D按權(quán)展開N=1×24+0×23+1×22+1×21+0×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3=16+0+4+2+0+0.5+0+0.125=(22.625)D【例1-2】N=(654.23)O=(428.296875)D按權(quán)展開N=6×82+5×81+4×80+2×8-1+3×8-2=384+40+4+0.25+0.046875=(428.296875)D【例1-3】N=(3A6E.5)H=(14958.3125)D按權(quán)展開N=3×163+10×162+6×161+14×160+5×16-1=12288+2560+96+14+0.3125=(14958.3125)D方法是：將其他進(jìn)制按權(quán)位展開，然后各項(xiàng)相加，就得到相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。◆

知識(shí)鏈接2．十進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換采用“除r取余法”。例如，為了把十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，只要把十進(jìn)制數(shù)不斷除以2，并記下每次所得余數(shù)，所有余數(shù)按與所得到的相反次序排列即為相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換則采用“乘r取整法”，并將所得數(shù)按順序排列?！?/p>

知識(shí)鏈接【例1-4】N=(43.625)D=(101011.101)B將43.625的整數(shù)部分和小數(shù)部分分開處理：◆

知識(shí)鏈接3．二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換由于二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制之間存在特殊的關(guān)系：81=23，161=24，即1位八進(jìn)制數(shù)據(jù)相當(dāng)于3位二進(jìn)制數(shù)，1位十六進(jìn)制數(shù)相當(dāng)于4位二進(jìn)制數(shù)，因此轉(zhuǎn)換比較容易，對(duì)照表進(jìn)行轉(zhuǎn)換即可。十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制000091001119111110101012A212211101113B3113312110014C41004413110115D51015514111016E61106615111117F711177161000020108100010817100012111◆

知識(shí)鏈接其中：將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)的方法是：將二進(jìn)制數(shù)以小數(shù)點(diǎn)為界，分別向左、向右進(jìn)行3位分組（不足3位補(bǔ)無效0），再將每組二進(jìn)制換算為十進(jìn)制數(shù)并數(shù)依次排列即可?！纠?-5】二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制將八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的方法：以小數(shù)點(diǎn)為界，分別向左、向右將每一位八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的3位二進(jìn)制數(shù)（不足3位補(bǔ)無效0），再將每組二進(jìn)制數(shù)依次排列即可?！?/p>

知識(shí)鏈接將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)的方法是：將二進(jìn)制數(shù)以小數(shù)點(diǎn)為界，分別向左、向右進(jìn)行4位分組（不足4位補(bǔ)無效0），再將每組二進(jìn)制換算為十進(jìn)制數(shù)并數(shù)依次排列即可?！纠?-6】二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的方法是：以小數(shù)點(diǎn)為界，分別向左、向右將每一位十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的4位二進(jìn)制數(shù)（不足4位補(bǔ)無效0），再將每組二進(jìn)制數(shù)依次排列即可?！?/p>

知識(shí)鏈接無論是數(shù)值數(shù)據(jù)還是非數(shù)值數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)內(nèi)部都會(huì)采用一定的編碼標(biāo)準(zhǔn)先將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，再進(jìn)行下一步運(yùn)算。例如，當(dāng)用戶輸入一個(gè)字符時(shí)，系統(tǒng)先將用戶輸入的字符按其編碼標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的二進(jìn)制形式存入計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)單元中，再由系統(tǒng)自動(dòng)將二進(jìn)制數(shù)值轉(zhuǎn)換成可視的信息顯示出來。字符編碼標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾種。三、字符編碼◆

知識(shí)鏈接1．ASCII碼目前，計(jì)算機(jī)使用最廣泛的字符編碼是ASCII碼（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼）。ASCII碼包括32個(gè)通用控制字符、10個(gè)十進(jìn)制數(shù)碼、52個(gè)英文大小寫字母和34個(gè)專用符號(hào)，共128（即27）個(gè)元素，故需要用七位二進(jìn)制數(shù)b7b6b5b4b3b2b1進(jìn)行編碼，以區(qū)分每個(gè)字符，如下表所示。七位ASCII碼被稱為標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼。下表中每個(gè)字符都對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)值，稱為該字符的ASCII碼值。通常使用一個(gè)字節(jié)（即8個(gè)二進(jìn)制位）表示一個(gè)ASCII碼字符，并規(guī)定其最高位總是0。例如，數(shù)字“0”的ASCII碼值為00110000B，字母“A”的ASCII碼值為01000001B?！?/p>

知識(shí)鏈接

b7-b5b4-b10000010100111001011101110000NULDLESP0@P`p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB‘7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;K[k{1100FFFS,<L\l|1101CRGS-=M]m}1110SORS.>N^n~1111SIUS/?O_oDel◆

知識(shí)鏈接2．漢字編碼從漢字編碼的角度看，計(jì)算機(jī)對(duì)漢字信息的處理過程實(shí)際上是各種漢字編碼間的轉(zhuǎn)換過程。這些編碼主要包括漢字外碼、漢字交換碼、漢字機(jī)內(nèi)碼和漢字字形碼等。A漢字外碼也叫漢字輸入碼，是用鍵盤將漢字輸入到計(jì)算機(jī)中的編碼方式。目前常用的輸入碼有拼音碼、五筆字型碼、自然碼、表形碼、認(rèn)知碼、區(qū)位碼和電報(bào)碼等。一種好的輸入碼應(yīng)具有編碼規(guī)則簡(jiǎn)單、易學(xué)好記、操作方便、重碼率低、輸入速度快等優(yōu)點(diǎn)。（1）漢字外碼B漢字交換碼是漢字信息處理系統(tǒng)之間或者通信系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交換的漢字代碼，簡(jiǎn)稱交換碼。我國(guó)制定頒布了《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)信息交換用漢字編碼字符集（基本集）》（GB2312－80），所以漢字交換碼也稱為國(guó)標(biāo)碼。國(guó)標(biāo)碼中收集了682個(gè)常用圖形符號(hào)（如：序號(hào)、數(shù)字、羅馬數(shù)字、英文字母、日文假名、俄文字母、漢語(yǔ)注音等）和6763個(gè)漢字。這些漢字分為兩級(jí)：第一級(jí)包括常用漢字3755個(gè)，按拼音排序；第二級(jí)包括一般漢字3008個(gè)，按部首排序。（2）漢字交換碼◆

知識(shí)鏈接CD漢字機(jī)內(nèi)碼是在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)、處理漢字的代碼。每一個(gè)漢字輸入計(jì)算機(jī)后就轉(zhuǎn)換為機(jī)內(nèi)碼，然后才能在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)和處理。（3）漢字機(jī)內(nèi)碼漢字字形碼是漢字的輸出碼。輸出漢字時(shí)都采用圖形方式，無論漢字的筆畫多少，每個(gè)漢字都可寫在同樣大小的方塊中。通常用16×16點(diǎn)陣來顯示漢字。（4）漢字字形碼◆

知識(shí)鏈接如前所述，計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)，包括文字、數(shù)字、圖像、聲音、視頻及動(dòng)畫等，在計(jì)算機(jī)中都是用二進(jìn)制形式表示和存儲(chǔ)的，其最基本的存儲(chǔ)單位是“位”和“字節(jié)”。四、計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單位位（bit）：

一個(gè)二進(jìn)制位稱為比特，用“b”表示。它是計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最小單位。一位可以表示“0”或“1”。字節(jié)（byte）：八個(gè)二進(jìn)制位稱為字節(jié)，用“B”表示。它是數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基本單位，如一個(gè)英文字母占一個(gè)字節(jié)，一個(gè)漢字占兩個(gè)字節(jié)。此外，計(jì)算機(jī)中通常用KB、MB、GB或TB表示存儲(chǔ)設(shè)備的容量或文件的大小，它們之間的換算關(guān)系如下：1B=8bit 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB◆

任務(wù)實(shí)施0102分別將二進(jìn)制數(shù)11010111、八進(jìn)制數(shù)254和十六進(jìn)制數(shù)100H轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。03將二進(jìn)制數(shù)1001010.101轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。將二進(jìn)制數(shù)10111011.111101分別轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)?！粽n堂討論2漢字外碼的作用是什么？1ASCII碼可對(duì)哪些字符進(jìn)行編碼？數(shù)字“5”的ASCII碼值為多少？多媒體在我們的生活中無處不見，無論是使用計(jì)算機(jī)觀看影片，聽音樂，制作文檔，處理圖像、音頻和視頻，還是通過Internet與他人進(jìn)行視頻聊天，召開視頻會(huì)議……它們都屬于多媒體技術(shù)的范疇。小郭在以后的工作中經(jīng)常要為公司制作一些多媒體作品，如商品照片和視頻等，因此，他需要了解多媒體的相關(guān)知識(shí)。下面，便與小郭一起學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)?！?/p>

任務(wù)情景◆

知識(shí)鏈接多媒體在計(jì)算機(jī)信息領(lǐng)域中泛指一切信息載體，如文字、圖形、圖像、音頻、視頻和動(dòng)畫等。多媒體技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)對(duì)以上媒體進(jìn)行采集、編輯、存儲(chǔ)等綜合處理的技術(shù)，它具有集成性、多樣性、實(shí)時(shí)性和交互性等特點(diǎn)。一、多媒體與多媒體技術(shù)◆

知識(shí)鏈接常見的多媒體輸入/輸出設(shè)備見表所示。二、多媒體輸入/輸出設(shè)備名稱圖例名稱圖例輸入設(shè)備數(shù)碼攝像機(jī)

數(shù)碼相機(jī)攝像頭麥克風(fēng)

錄音筆

掃描儀

刻錄機(jī)

手寫板

輸出設(shè)備打印機(jī)

投影儀◆

知識(shí)鏈接隨著多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，它的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。表列舉了多媒體技術(shù)的一些典型應(yīng)用領(lǐng)域。三、多媒體技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域說明圖例娛樂、教育、醫(yī)療、辦公看電子書、看電影/電視、聽音樂、玩游戲、多媒體教學(xué)、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程診斷、自動(dòng)化辦公、視頻會(huì)議等平面設(shè)計(jì)廣告設(shè)計(jì)、商標(biāo)設(shè)計(jì)、包裝設(shè)計(jì)、海報(bào)設(shè)計(jì)、插畫設(shè)計(jì)、宣傳冊(cè)設(shè)計(jì)、裝飾裝潢設(shè)計(jì)、網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)、商品照片處理、電子相冊(cè)制作等

動(dòng)畫設(shè)計(jì)二維動(dòng)畫設(shè)計(jì)、三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)等

影視制作影視廣告制作、企業(yè)或產(chǎn)品宣傳片制作、影視特效制作、電視欄目包裝等◆

任務(wù)實(shí)施一使用光影魔術(shù)手處理圖片下面使用光影魔術(shù)手對(duì)素材圖片進(jìn)行裁剪、調(diào)整其亮度和對(duì)比度，以及為其添加文字和邊框等。詳細(xì)操作步驟請(qǐng)掃描右側(cè)二維碼。圖片處理◆

任務(wù)實(shí)施二使用格式工廠轉(zhuǎn)換視頻格式隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了多種多樣的媒體文件格式，不同格式的文件一般不可能適應(yīng)所有的電子設(shè)備。在這種情況下，就需要對(duì)媒體文件格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。下面以利用格式工廠將AVI格式的視頻轉(zhuǎn)換為MP4格式，并截取其中的視頻片段為例，學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)換視頻文件格式和剪輯視頻的方法。詳細(xì)操作步驟請(qǐng)掃描右側(cè)二維碼。格式轉(zhuǎn)換◆課堂討論2多媒體技術(shù)有哪些應(yīng)用？1常見的多媒體設(shè)備和軟件有哪些？◆

任務(wù)情景隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，近兩年來，小郭經(jīng)常聽到一些熱詞，如大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、AR和VR等，并且感覺它們正逐漸走進(jìn)我們的生活。下面，我們和小郭一起學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)?！?/p>

知識(shí)鏈接大數(shù)據(jù)（BigData）也稱海量數(shù)據(jù)或巨量數(shù)據(jù)，是指數(shù)據(jù)量大到無法利用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)在合理的時(shí)間內(nèi)獲取、存儲(chǔ)、管理和分析的數(shù)據(jù)集合?！按髷?shù)據(jù)”一詞除用來描述信息時(shí)代產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)外，也被用來命名與之相關(guān)的技術(shù)、創(chuàng)新與應(yīng)用。大數(shù)據(jù)被稱為21世紀(jì)的石油和金礦。其具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模（Volume）、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)（Velocity）、多樣的數(shù)據(jù)類型（Variety）和價(jià)值密度低（Value）四大特征，簡(jiǎn)稱4V。詳細(xì)請(qǐng)掃描右側(cè)二維碼。一、大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)海量的數(shù)據(jù)規(guī)模（Volume）2004年，全球數(shù)據(jù)總量為30EB，2005年達(dá)到50EB，2015年達(dá)到7900EB。根據(jù)國(guó)際數(shù)據(jù)資訊（IDC）公司監(jiān)測(cè)，全球數(shù)據(jù)量大約每?jī)赡攴环A(yù)計(jì)到2020年，全球?qū)碛?5ZB的數(shù)據(jù)（1PB=1024TB；1EB=1024PB；1ZB=1024PB）。提示大數(shù)據(jù)是隨著互聯(lián)網(wǎng)（尤其是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)）的普及和物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用而產(chǎn)生的。在互聯(lián)網(wǎng)中，人人都成為數(shù)據(jù)制造者。例如，在社交網(wǎng)絡(luò)媒體上發(fā)表文章、上傳照片和視頻，在購(gòu)物網(wǎng)站購(gòu)物，利用搜索引擎搜索信息，利用支付寶或微信付費(fèi)，都會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一天內(nèi)，互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的全部數(shù)據(jù)至少刻滿1.68億張DVD光盤。此外，在物聯(lián)網(wǎng)中，各類傳感設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等每天也會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。1◆

知識(shí)鏈接2快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)（Velocity）指數(shù)據(jù)產(chǎn)生、流轉(zhuǎn)速度快，而且越新的數(shù)據(jù)價(jià)值越大。這就要求對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度也要快，以便能夠及時(shí)從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)、提取有價(jià)值的信息。3多樣的數(shù)據(jù)類型（Variety）指數(shù)據(jù)的來源及類型多樣。大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型除傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)外，還包括大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。其中，10%是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；90%是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)?！?/p>

知識(shí)鏈接4數(shù)據(jù)價(jià)值密度低（Value）指數(shù)據(jù)量大但價(jià)值密度相對(duì)較低，挖掘數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏的價(jià)值猶如沙里淘金。大數(shù)據(jù)的核心在于挖掘數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏的價(jià)值。例如，通過對(duì)大量數(shù)據(jù)的分析和挖掘來預(yù)測(cè)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)、做精準(zhǔn)營(yíng)銷、優(yōu)化生產(chǎn)流程等。提示結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)是指可以使用二維表結(jié)構(gòu)來表示的數(shù)據(jù)，一般使用傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理；非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)是指數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不規(guī)則，不方便用二維表來表示的數(shù)據(jù)，包括各類文檔、網(wǎng)頁(yè)、圖像、音頻、視頻等。根據(jù)大數(shù)據(jù)的處理流程，可將其關(guān)鍵技術(shù)分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、數(shù)據(jù)分析與挖掘、數(shù)據(jù)可視化展現(xiàn)等技術(shù)?！?/p>

知識(shí)鏈接◆

知識(shí)鏈接云計(jì)算（CloudComputing）既是一種計(jì)算機(jī)創(chuàng)新技術(shù)，也是一種IT服務(wù)模式。它將計(jì)算任務(wù)分布在互聯(lián)網(wǎng)上大量計(jì)算機(jī)（通常是一些大型服務(wù)器集群）構(gòu)成的資源池中，并將資源池中的資源（計(jì)算力、存儲(chǔ)空間、帶寬、軟件等）虛擬成一個(gè)個(gè)可任意組合、可大可小的資源集合，然后以服務(wù)的形式提供給用戶使用。詳細(xì)請(qǐng)掃描右側(cè)二維碼。二、云計(jì)算云計(jì)算◆

知識(shí)鏈接傳統(tǒng)模式下，企業(yè)建立一套IT系統(tǒng)（如網(wǎng)站、信息管理系統(tǒng)）不僅需要購(gòu)買各種軟硬件（如服務(wù)器），還需要專門的人員進(jìn)行部署和維護(hù)。當(dāng)企業(yè)規(guī)模擴(kuò)大時(shí)還要繼續(xù)升級(jí)軟硬件以滿足需要。而利用云計(jì)算，企業(yè)無需再購(gòu)買和部署這些資源，只要按需購(gòu)買云計(jì)算服務(wù)商提供的計(jì)算力、存儲(chǔ)空間或應(yīng)用軟件即可，從而降低成本，提高效率。有人將這種改變形象地比喻為從單臺(tái)發(fā)電機(jī)的自我供電模式轉(zhuǎn)向了電廠集中供電的模式。它意味著計(jì)算力也可以作為一種商品進(jìn)行流通，就像電、煤氣和自來水一樣，取用方便，按使用量付費(fèi)且費(fèi)用低廉?！?/p>

知識(shí)鏈接4321資源的池化和透明化以網(wǎng)絡(luò)為中心需求服務(wù)自助化資源配置動(dòng)態(tài)化根據(jù)消費(fèi)者的需求動(dòng)態(tài)劃分或釋放不同的物理和虛擬資源。當(dāng)增加一個(gè)需求時(shí)，可通過增加可用的資源進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)資源的快速?gòu)椥蕴峁?；?dāng)用戶不再使用這部分資源時(shí)，可釋放這些資源。云計(jì)算為客戶提供自助化的資源服務(wù)，用戶無需同提供商交互就可自動(dòng)得到自助的計(jì)算資源能力。同時(shí)云系統(tǒng)為客戶提供一定的應(yīng)用服務(wù)目錄，客戶可采用自助方式選擇滿足自身需求的服務(wù)項(xiàng)目和內(nèi)容。云計(jì)算的組件和整體構(gòu)架由網(wǎng)絡(luò)連接在一起并存在于網(wǎng)絡(luò)中，同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)向用戶提供服務(wù)。用戶可借助不同的終端設(shè)備使用云計(jì)算的服務(wù)，從而使得云計(jì)算的服務(wù)無處不在。對(duì)云服務(wù)的提供者而言，各種底層資源（計(jì)算、儲(chǔ)存、網(wǎng)絡(luò)等）的邊界被打破，所有的資源可以被統(tǒng)一管理和調(diào)度，成為所謂的“資源池”，從而為用戶提供按需服務(wù)；對(duì)用戶而言，這些資源是透明的，無限大的，用戶無須了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只關(guān)心自己的需求是否得到滿足即可?？偟膩碚f，云計(jì)算具有以下幾個(gè)主要特征：◆

知識(shí)鏈接云計(jì)算包括3種服務(wù)方式：IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、Paa