項目1　走進計算機世界

任務1　認識計算機

計算機是一種能夠按照事先存儲的程序，自動且高速地進行大量數(shù)值計算和各種信息處理的現(xiàn)代化智能電子設備。隨著科技的發(fā)展，產(chǎn)生了一些計算機新技術，如云計算、大數(shù)據(jù)、VR、AR、MR、CR、AI、3D打印和“互聯(lián)網(wǎng)+”等。

1.1.1　任務描述

小張是某公司的新職員，公司為他配備了一臺計算機，為了更好地使用計算機，他準備先認識計算機的主要部件，然后熟悉計算機的外部設備并將其連接到主機相應的端口上，最后，熟練掌握計算機的基本操作方法，如啟動和關閉計算機。

1.1.2　任務分析

要完成本項工作任務，首先應該仔細觀察計算機的外觀，如電源按鈕、復位按鈕、狀態(tài)指示燈和光盤驅(qū)動器等，以及主機箱后面板上的USB接口、網(wǎng)線接口、并行和串行接口、音箱與話筒接口等；其次觀察計算機內(nèi)部（在關機狀態(tài)下），認識主板、主板上的總線接口、接口上插入的適配卡，認識中央處理器（CPU）和內(nèi)存，了解CPU的型號和內(nèi)存的容量等主要性能指標；接著學會連接常用的外部設備到主機，如連接鍵盤、鼠標、顯示器、打印機等；最后進行計算機的啟動和關閉操作。

1.1.3　任務實施

常見的計算機如圖1-1所示，下面以臺式計算機為例進行介紹。在主機箱內(nèi)有主板、CPU、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)、電源等基本組成部件及顯卡、聲卡、網(wǎng)卡等一些擴展部件。

1．觀察主機箱及其內(nèi)部設備

（1）主機箱。

主機箱主要用來放置和固定各種計算機配件，起承托和保護作用，同時能對電磁輻射起到一定的屏蔽作用。主機箱前面的面板上一般有電源開關按鈕POWER、復位按鈕RESET、電源指示燈、硬盤指示燈、光驅(qū)面板、USB小面板，如圖1-2所示。

（2）電源。

電源是計算機的動力來源，它決定整臺計算機的穩(wěn)定性，直接影響各部件的質(zhì)量、壽命及性能，如圖1-3所示。選擇電源時應該考慮其功率、品牌、做工、認證標志等。目前常見的計算機電源按其應用的機箱不同可以分為ATX電源和BTX電源兩種。

（3）主板。

主板（母板）是計算機內(nèi)最大的一塊集成電路板，大多數(shù)設備都通過它連在一起，它是整個計算機的組織核心。目前國內(nèi)生產(chǎn)主板的廠家很多，現(xiàn)在的一線品牌有華碩、技嘉、微星等，主板的兼容性、擴展性及基本輸入/輸出系統(tǒng)技術是衡量主板性能的重要指標。從主機箱的背面可以看到主板和其他部件（主要是外部設備）的主要接口，如圖1-4所示。

主板上主要包括CPU插座、內(nèi)存插槽、顯卡插槽、總線擴展插槽及各種串行和并行接口等，如圖1-5所示。

（4）CPU。

CPU是主機的心臟，統(tǒng)一指揮調(diào)度計算機的所有工作。CPU的運行速度直接決定整臺計算機的運行速度。目前生產(chǎn)CPU的公司主要有Intel和AMD。常見的CPU如圖1-6所示。

值得一提的是多核處理器：多核處理器是指在一個處理器上集成多個運算核心，而不是主機內(nèi)有多個CPU。

（5）內(nèi)存儲器。

內(nèi)存儲器（內(nèi)存條）是計算機的記憶裝置，是計算機工作過程中存儲數(shù)據(jù)信息的地方。內(nèi)存越大，計算機的處理能力就越強，如圖1-7所示。

（6）硬盤。

硬盤（Hard Disk）是存儲程序和數(shù)據(jù)的設備，平時用于存儲文件，如圖1-8所示。硬盤容量越大，存儲的信息就越多。

（7）光盤驅(qū)動器。

光盤驅(qū)動器（光驅(qū)）主要用于讀取光盤的數(shù)據(jù)，如圖1-9所示。

（8）顯卡。

顯示適配卡（顯卡）是顯示器與主機相連的接口設備，其作用是將主機的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，并在顯示器上顯示出來。由于顯示器的種類很多，所以顯卡的類型也有多種。一般用戶使用集成在主板上的顯卡即可，對顯示質(zhì)量要求較高的用戶（如計算機輔助設計人員、大型游戲玩家等）可以選擇質(zhì)量較好的獨立顯卡。獨立顯卡如圖1-10所示。

（9）聲卡。

聲卡是多媒體技術中最基本的組成部分，是實現(xiàn)聲波與數(shù)字信號相互轉(zhuǎn)換的一種硬件，如圖1-11所示。

（10）網(wǎng)卡。

網(wǎng)卡是一塊被設計用來允許計算機在計算機網(wǎng)絡中進行通信的硬件設備，如圖1-12所示。它一方面負責接收網(wǎng)絡上傳遞的數(shù)據(jù)包，解包后將數(shù)據(jù)通過主板上的總線傳輸給本地計算機；另一方面將本地計算機上的數(shù)據(jù)打包后送入網(wǎng)絡。

2．觀察計算機的外部設備

（1）顯示器。

顯示器是計算機所必備的輸出設備，用來顯示計算機的輸出信息。顯示器分為陰極射線管（CRT）顯示器和液晶顯示器（LCD）兩類，如圖1-13所示。

（2）鍵盤。

鍵盤是計算機不可缺少的輸入設備，如圖1-14所示。目前普遍使用的有101鍵、104鍵和108鍵等幾種。

常用的鍵盤接口類型有兩種：一種是PS/2（也就是通常說的圓口）接口，如圖1-15所示；另一種是USB接口，如圖1-16所示，它支持熱插拔，有即插即用的功能。

（3）鼠標。

鼠標是計算機不可缺少的設備，如圖1-17所示。常見的鼠標接口有PS/2和USB兩種。

（4）其他外部設備。

計算機可以連接很多外部設備（外設），如打印機、音箱、調(diào)制解調(diào)器、攝像頭、繪圖儀、掃描儀、數(shù)字照相機（俗稱數(shù)碼照相機）和數(shù)碼攝像機等。其中，打印機是打印文字和圖像的設備，常見的打印機有針式打印機（財務、會計用）、噴墨打印機和激光打印機3種，如圖1-18所示。

攝像頭是計算機錄入圖像的設備，如圖1-19所示；數(shù)字照相機可將照片輸入計算機，如圖1-20所示。

3．啟動和關閉計算機

下面以Windows 7操作系統(tǒng)為例介紹啟動和關閉計算機的方法。

開機的操作步驟如下。

（1）打開顯示器、打印機等外設電源開關。

（2）打開主機電源，計算機進行自檢。

（3）計算機自檢后自動引導Windows 7操作系統(tǒng)，在登錄界面單擊一個用戶圖標，輸入用戶名和密碼，如圖1-21所示，進入Windows 7操作系統(tǒng)的桌面。

關機的操作步驟如下。

（1）單擊“開始”按鈕，在打開的“開始”菜單中單擊“關機”按鈕。

（2）關閉計算機系統(tǒng)。

（3）依次關閉顯示器及外設電源。

1.1.4　知識儲備

1．計算機的產(chǎn)生和發(fā)展

1946年2月，世界上出現(xiàn)了第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC，用于計算彈道軌跡，它占地面積約為170m2。1958年，晶體管計算機誕生了，它屬于第二代電子計算機，只要幾個大一點的柜子就可將它容下，運算速度也大大提高了。1965年，第三代中小規(guī)模集成電路計算機出現(xiàn)了。1971年，采用大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路制成的“克雷一號”，屬于計算機的第四代，一直以來，計算機不斷向著小型化、微型化、低功耗、智能化、系統(tǒng)化的方向更新?lián)Q代。到了20世紀90年代，計算機向智能方向發(fā)展，可以進行思維、學習、記憶、網(wǎng)絡通信等。

大型計算機的設計和制造能力以及安裝臺數(shù)在一定程度上體現(xiàn)一個國家的綜合國力，它是解決軍事、科研、氣象、航天、銀行、電信等高強度計算或存儲問題的強有力工具。20世紀90年代以來，大型計算機常用于大型事務處理系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡資源共享的服務器一般也采用大型計算機，在電子商務系統(tǒng)中，也需要大型計算機作為電子商務服務器提供高性能、提高I/O處理能力。2009年，中國第一臺國產(chǎn)每秒千萬億次的“天河一號”計算機問世，它使中國成為繼美國之后世界上第二個研制出千萬億次超級計算機的國家。

2．計算機的特點

計算機的特點如下。

（1）能在程序控制下自動地運行程序。

（2）運算速度快。

（3）運算精度高。

（4）具有運算和邏輯判斷能力。

（5）存儲容量大，記憶能力強。

（6）可靠性高。

3．計算機的應用領域

計算機的應用領域主要有以下幾方面。

（1）科學計算（數(shù)值計算）。科學計算一直是計算機應用的一個重要領域，如高能物理、工程設計、地震預測、氣象預報、航天技術等。

（2）過程檢測與控制（自動控制）。計算機對工業(yè)生產(chǎn)過程中的某些信號進行自動檢測，并對檢測數(shù)據(jù)進行處理。

（3）信息管理（數(shù)據(jù)處理）。信息管理是目前計算機應用最廣泛的一個領域，如企業(yè)管理、物資管理、報表統(tǒng)計、賬目計算、信息情報檢索等。

（4）計算機輔助系統(tǒng)。如計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助測試（CAT）、計算機輔助教學（CAI）等。

（5）辦公自動化。用計算機進行各類辦公業(yè)務的統(tǒng)計、分析和輔助決策。

（6）人工智能和模式識別。用計算機模擬人類的智能活動，最具代表性且應用最成功的兩個領域是專家系統(tǒng)和機器人。

（7）計算機網(wǎng)絡。計算機網(wǎng)絡是計算機技術和通信技術相結合的產(chǎn)物，利用計算機網(wǎng)絡可以實現(xiàn)全球信息查詢、郵件傳送、電子商務等功能。

4．計算機系統(tǒng)的組成與功能

一個完整的計算機系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。計算機硬件系統(tǒng)是指構成計算機所有實體部件的集合，它們都是看得見摸得著的，是計算機進行工作的物質(zhì)基礎；計算機軟件系統(tǒng)是指在硬件設備上運行的各種程序及有關資料。人們把不裝備任何軟件的計算機稱為裸機。

微型計算機系統(tǒng)的基本組成如圖1-22所示。

（1）計算機硬件系統(tǒng)。

計算機硬件系統(tǒng)主要包括主機和外部設備兩大類，由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備五大基本部件組成。

①運算器。運算器主要完成各種算術運算和邏輯運算，是對信息加工和處理的部件，由運算器、寄存器、累加器等組成。

②控制器。控制器用來協(xié)調(diào)和指揮整個計算機系統(tǒng)的操作，它讀取指令并進行翻譯和分析，再對各部件進行相應的控制。

在微型計算機中，運算器和控制器集成在一起構成了中央處理器（CPU），它是計算機系統(tǒng)的核心，能夠處理的數(shù)據(jù)位數(shù)是CPU的一個最重要的性能標志。人們通常所說的16位機、32位機、64位機即指CPU能同時處理16位、32位、64位的二進制數(shù)據(jù)。

③存儲器。存儲器是計算機的存儲部件，用來存放信息。存儲器的工作速率相對于CPU的運算速率來講要低很多。存儲器有內(nèi)存儲器和外存儲器兩種，內(nèi)存儲器能直接和CPU交換數(shù)據(jù)，雖然容量小，但存取速度快，一般用于存放那些正在處理的數(shù)據(jù)或正在運行的程序；外存儲器是間接和CPU交換數(shù)據(jù)的，雖然存取速度慢，但存儲容量大，價格低廉，一般用來存放暫時不用的數(shù)據(jù)。

內(nèi)存儲器按其工作方式的不同，可分為隨機存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。RAM允許對存儲單元進行存取數(shù)據(jù)操作。在計算機斷電后，RAM中的信息會丟失。由于ROM中的信息是廠家在制造時用特殊方法寫入的，所以ROM中的信息可以讀出，但不能向其寫入數(shù)據(jù)，而且斷電后其中的數(shù)據(jù)也不會丟失。ROM中一般存放重要的、經(jīng)常使用的程序或數(shù)據(jù)，從而可以避免這些程序和數(shù)據(jù)受到破壞。

④輸入設備。輸入設備是外界向計算機傳送信息的裝置，如鍵盤和鼠標，根據(jù)需要還可以配置一些其他輸入設備，如光筆、數(shù)字化儀、掃描儀等。

⑤輸出設備。輸出設備是能將計算機中的數(shù)據(jù)信息傳送到外部媒介，并轉(zhuǎn)化成為人們所認識的表示形式的裝置。

（2）計算機軟件系統(tǒng)。

計算機軟件系統(tǒng)可分為系統(tǒng)軟件和應用軟件兩大類。

①系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)軟件可以看作用戶與計算機的接口，它為應用軟件和用戶提供了控制和訪問硬件的手段，這些功能主要由操作系統(tǒng)完成。此外，編譯系統(tǒng)和各種工具軟件也屬于此類，它們從另一方面輔助用戶使用計算機。

a．操作系統(tǒng)（Operating System，OS）。操作系統(tǒng)是管理、控制和監(jiān)督計算機軟硬件資源協(xié)調(diào)運行的程序系統(tǒng)，由一系列具有不同控制和管理功能的程序組成，它是直接運行在計算機硬件上的、最基本的系統(tǒng)軟件，是系統(tǒng)軟件的核心。操作系統(tǒng)通常應包括下列五大功能：處理器管理、作業(yè)管理、存儲器管理、設備管理、文件管理。操作系統(tǒng)的種類繁多，根據(jù)其功能和特性分為批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)和實時操作系統(tǒng)等；根據(jù)同時管理用戶數(shù)的多少分為單用戶操作系統(tǒng)和多用戶操作系統(tǒng)。

b．程序設計語言和語言處理程序。人們要利用計算機解決實際問題，一般首先要編制程序。程序設計語言一般分為機器語言、匯編語言和高級語言3類。機器語言是計算機唯一能直接識別和執(zhí)行的程序語言。如果要在計算機上運行高級語言程序就必須配備程序語言翻譯程序。翻譯程序本身是一組程序，不同的高級語言都有相應的翻譯程序。對源程序進行解釋和編譯任務的程序分別稱為解釋程序和編譯程序。

c．服務程序。服務程序能夠提供一些常用的服務性功能，它們?yōu)橛脩糸_發(fā)程序和使用計算機提供了方便，像計算機上經(jīng)常使用的診斷程序、調(diào)試程序、編輯程序均屬此類。

d．數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）。數(shù)據(jù)庫是指按照一定聯(lián)系存儲的數(shù)據(jù)集合，可為多種應用共享。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)則是能夠?qū)?shù)據(jù)庫進行加工、管理的系統(tǒng)軟件。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)不但能夠存放大量的數(shù)據(jù)，更重要的是能迅速、自動地對數(shù)據(jù)進行檢索、修改、統(tǒng)計、排序、合并等操作，以得到所需的信息。

②應用軟件。為解決各類實際問題而設計的程序系統(tǒng)稱為應用軟件，如文字處理軟件Word、表格處理軟件Excel、演示文稿軟件PowerPoint等。

5．計算機的工作原理

存儲程序控制原理是1946年由美籍匈牙利數(shù)學家馮·諾依曼提出的，所以又稱之為馮·諾依曼原理。該原理確立了現(xiàn)代計算機的基本組成和工作方式，直到現(xiàn)在，計算機的設計與制造依然沿用馮·諾依曼體系結構，其基本內(nèi)容如下。

（1）采用二進制形式表示數(shù)據(jù)和指令。

（2）將程序（數(shù)據(jù)和指令序列）預先存放在主存儲器中（程序存儲），使計算機在工作時能夠自動高速地從存儲器中取出指令，并加以執(zhí)行（程序控制）。

（3）由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備五大基本部件組成計算機硬件體系結構。

計算機的工作原理如圖1-23所示。

（1）將程序和數(shù)據(jù)通過輸入設備送入存儲器。

（2）啟動運行后，計算機從存儲器中取出程序指令送到控制器中進行識別，分析該指令要做什么。

（3）控制器根據(jù)指令的含義發(fā)出相應的命令（如加法、減法），將存儲單元中存放的操作數(shù)據(jù)取出，送往運算器進行運算，再把運算結果送回存儲器指定的單元。

（4）運算任務完成后，根據(jù)指令將結果通過輸出設備輸出。

6．常用的計算機術語

（1）數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是指可由計算機進行處理的對象，如數(shù)字、字母、符號、文字、圖形、聲音、圖像等。在計算機中數(shù)據(jù)是以二進制的形式進行存儲和運算的，它有3種計量單位：位、字節(jié)和字。

（2）位（bit）。數(shù)據(jù)的最小單位為二進制的1位，用0或1來表示。

（3）字節(jié)（Byte）。通常將8位二進制數(shù)編為一組，稱為一個字節(jié)。從鍵盤上輸入的每個數(shù)字、字母、符號的編碼用一個字節(jié)來存儲。一個漢字的機內(nèi)編碼由兩個字節(jié)來存儲。

（4）存儲容量。存儲容量是指計算機存儲信息的容量，它的計算單位是B、KB、MB、GB、TB、PB等。常用的數(shù)據(jù)單位如表1-1所示。

7．計算機中的數(shù)制

數(shù)制也稱計數(shù)制，是指用一組固定的符號和統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值的方法。計算機是信息處理的工具，任何信息都必須轉(zhuǎn)換成二進制形式數(shù)據(jù)后才能由計算機進行處理、存儲和傳輸。常用的數(shù)制有十進制、二進制、八進制和十六進制，另外時間單位的分、秒采用六十進制，小時采用二十四進制。

在計算機的數(shù)制中，要掌握3個概念，即數(shù)碼、基數(shù)和位權。數(shù)碼是指一個數(shù)制中表示基本數(shù)值大小的不同數(shù)字符號，如八進制有8個數(shù)碼：0,1,2,3,4,5,6,7。基數(shù)是指一個數(shù)值所使用數(shù)碼的個數(shù)，如八進制的基數(shù)為8，二進制的基數(shù)為2。處在不同位置上的相同數(shù)字所代表的值不同，一個數(shù)字在某個位置上所表示的實際數(shù)值等于該數(shù)值與這個位置的因子的乘積，而該位置的因子由所在位置相對于小數(shù)點的距離來確定，簡稱為位權。例如，八進制的123，其中1的位權是82=64，2的位權是81=8，3的位權是80=1。同時數(shù)制有如下3個特點。

（1）數(shù)制的基數(shù)確定了所采用的進位計數(shù)制。對于N進位數(shù)制，有N個數(shù)字符號。如十進制中有10個數(shù)字符號：0～9，二進制有2個符號：0和1，八進制有8個符號：0～7，十六進制有16個符號：0～9和A～F。

（2）逢N進一。如十進制中逢十進一，八進制中逢八進一，二進制中逢二進一，十六進制中逢十六進一。

（3）采用位權表示方法。位權與基數(shù)的關系是：位權的值恰是基數(shù)的整數(shù)次冪。例如，十進制的單位值為100,101,102,103,…，二進制的單位值為20,21,22,23,…

一般用“（）角標”來表示不同進制的數(shù)。例如，十進制數(shù)用（）10表示，二進制數(shù)用（）2表示等。在程序設計中，為了區(qū)分不同進制，常在數(shù)字后加一個英文字母后綴。十進制數(shù)在數(shù)字后面加字母D或不加字母也可以，如6659D或6659；二進制數(shù)在數(shù)字后面加字母B，如1101101B；八進制數(shù)在數(shù)字后面加字母O，如1275O；十六進制數(shù)在數(shù)字后面加字母H，如CFE7BH。在了解了數(shù)制的數(shù)碼、基數(shù)、位權3個概念后，下面逐一介紹常用的幾種數(shù)制。

（1）十進制。

十進制（Decimal Notation）有10個數(shù)碼：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9；基數(shù)為10；加法運算時逢十進一，減法運算時借一當十。對于任意一個由n位整數(shù)和m位小數(shù)組成的十進制數(shù)D，均可按權展開為：

D=Dn-1×10n-1+Dn-2×10n-2+…+D1×l0l+D0×100+D-l×10-1+…+D-m×10-m

（2）二進制。

二進制（Binary Notation）有兩個數(shù)碼：0和1；基數(shù)為2；加法運算時逢二進一，減法運算時借一當二。對于任意一個由n位整數(shù)和m位小數(shù)組成的二進制數(shù)B，均可按權展開為：

B=Bn-1×2n-1+Bn-2×2n-2+…+B1×21+B0×20+B-l×2-1+…+B-m×2-m

在計算機中，二進制并不符合人們的習慣，但是計算機內(nèi)部卻采用二進制表示信息，其主要原因如下。

①電路簡單。在計算機中，若采用十進制，則要求處理10種電路狀態(tài)，相對于兩種狀態(tài)的電路來說，是很復雜的。而采用二進制表示，則邏輯電路只有“通”“斷”兩個狀態(tài)。

②工作可靠。在計算機中，用兩個狀態(tài)代表兩個數(shù)據(jù)，數(shù)字傳輸和處理方便、簡單，不容易出錯，因此電路更加可靠。

③簡化運算。在計算機中，二進制運算法則很簡單。例如，相加減的速度快，求積規(guī)則與求和規(guī)則均只有3個。

④邏輯性強。二進制只有兩個數(shù)碼，具有很強的邏輯性，正好代表邏輯代數(shù)中的“真”與“假”，而計算機的工作原理正是建立在邏輯運算基礎上的。

（3）八進制。

八進制有8個數(shù)碼：0,1,2,3,4,5,6,7；基數(shù)為8；加法運算時逢八進一，減法運算時借一當八。對于任意一個由n位整數(shù)和m位小數(shù)組成的八進制數(shù)O，均可按權展開為：

O=On-1×8n-1+On-2×8n-2+…+O1×81+O0×80+O-1×8-1+…+O-m×8-m

（4）十六進制。

十六進制有16個數(shù)碼：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F；基數(shù)為16；加法運算時逢十六進一，減法運算時借一當十六。對于任意一個由n位整數(shù)和m位小數(shù)組成的十六進制數(shù)H，均可按權展開為：

H=Hn-1×16n-1+Hn-2×16n-2+…+H1×161+H0×160+H-1×16-1+…+H-m×16-m

在16個數(shù)碼中，A,B,C,D,E,F這6個數(shù)碼分別代表十進制的10,11,12,13,14,15，這是國際上通用的表示法。

在上述內(nèi)容的基礎上，總結這幾種常用數(shù)制的數(shù)碼、基數(shù)（位權）、進制轉(zhuǎn)換特點和通用公式，如表1-2所示。

8．計算機中的數(shù)制轉(zhuǎn)換

不同數(shù)制之間進行轉(zhuǎn)換應遵循轉(zhuǎn)換原則，即兩個有理數(shù)如果相等，則有理數(shù)的整數(shù)部分和小數(shù)部分一定分別相等。數(shù)制轉(zhuǎn)換主要分為3類，分別是二、八、十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)；十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二、八、十六進制數(shù)；八、十六進制數(shù)與二進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換。常用的十進制、二進制、八進制和十六進制之間的對應關系如表1-3所示。

（1）十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二、八、十六進制數(shù)。

十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二、八、十六進制數(shù)具有相同規(guī)律，且均分為整數(shù)部分和小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換。

①整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換。整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換采用的是除基數(shù)（2、8或16）取余的方法。其轉(zhuǎn)換原則是：將該十進制數(shù)除以基數(shù)得到一個商和余數(shù)（K0），再將商除以基數(shù)又得到一個新的商和余數(shù)（K1），如此反復，得到的商是0時得到余數(shù)（Kn-1），然后將所得到的各位余數(shù)，以最后余數(shù)為最高位，最初余數(shù)為最低位依次排列，即Kn-1Kn-2…K1K0，這就是該十進制數(shù)對應的二、八、十六進制數(shù)。這種方法又稱為“倒序法取余”。

【例1-1】將十進制數(shù)（213）10轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。

解：計算過程如下所示。

則知計算結果為：（213）10=（11010101）2

②小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換。小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換采用乘基數(shù)取整法。其轉(zhuǎn)換原則是：將十進制數(shù)的小數(shù)乘以基數(shù)，取乘積中的整數(shù)部分作為相應進制數(shù)小數(shù)點后最高位K-1，反復乘以基數(shù)，逐次得到K-2K-3…K-m，直到乘積的小數(shù)部分達到精確度要求為止，然后把每次乘積的整數(shù)部分由上而下依次排列起來（K-1K-2…K-m），就是所求的進制數(shù)。這種方法又稱為“順序法”。

對于既有整數(shù)又有小數(shù)部分的十進制數(shù)，將其整數(shù)和小數(shù)分別轉(zhuǎn)換成相應進制數(shù)，然后再把兩者連接起來即可。

【例1-2】將十進制數(shù)（0.514）10轉(zhuǎn)換成相應的二進制數(shù)。

解：計算過程如下所示。

（2）二、八、十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)。

二、八、十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)采用公式法，公式如表1-2所示。將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)是以2為基數(shù)按權展開并相加；八進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)則是以8為基數(shù)按權展開并相加；十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)則是以16為基數(shù)按權展開并相加。

【例1-3】將（1101.101）2轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)。

解：

【例1-4】把（725）8轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)。

解：

【例1-5】將（1AC.8）16轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)。

解：

（3）八、十六進制數(shù)與二進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換。

①八進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。八進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)所使用的轉(zhuǎn)換原則是“一位拆三位”，即把一位八進制數(shù)對應于三位二進制數(shù)，然后按順序連接即可。

【例1-6】將（54.14）8轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。

解：計算過程如下所示。

②二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)。二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)可概括為“三位并一位”，即從小數(shù)點開始向左、右兩邊以每三位為一組，不足三位時補0，然后每組改成等值的一位八進制數(shù)即可。

【例1-7】將（101110001.11001）2轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)。

解：計算過程如下所示。

③二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)。二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)的轉(zhuǎn)換原則是“四位并一位”，即以小數(shù)點為界，整數(shù)部分從右向左，每四位為一組，若最后一組不足四位，則在最高位前面添0補足四位，然后從左邊第一組起，將每組中的二進制數(shù)按權數(shù)相加得到對應的十六進制數(shù)，并依次寫出即可；小數(shù)部分從左向右，每四位為一組，最后一組不足四位時，尾部用0補足四位，然后按順序?qū)懗雒拷M二進制數(shù)對應的十六進制數(shù)。

【例1-8】將（101100.0001101）2轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)。

解：計算過程如下所示。

④十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)的轉(zhuǎn)換原則是“一位拆四位”，即把一位十六進制數(shù)寫成對應的四位二進制數(shù)，然后按順序連接即可。

【例1-9】將（Cl.B7）16轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。

解：計算過程如下所示。

9．多媒體技術簡介

多媒體技術是一門跨學科的綜合技術，它使得高效而方便地處理文字、聲音、圖像和視頻等多種媒體信息成為可能。不斷發(fā)展的網(wǎng)絡技術又促進了多媒體技術在教育培訓、多媒體通信、游戲娛樂等領域的應用。

（1）多媒體的特征。

在日常生活中，媒體（Medium）是指文字、聲音、圖像、動畫和視頻等內(nèi)容。多媒體（Multimedia）技術是指能夠同時對兩種或兩種以上的媒體進行采集、操作、編輯、存儲等綜合處理的技術。多媒體技術集聲音、圖像、文字于一體，集電視錄像、光盤存儲、電子印刷和計算機通信技術之大成，將人類引入更加直觀、更加自然、更加廣闊的信息領域。

按照一些國際組織，如國際電話電報咨詢委員會（CCITT，現(xiàn)ITU）制定的媒體分類標準，可以將媒體分為感覺媒體、表示媒體、表現(xiàn)媒體、存儲媒體和傳輸媒體5類。

多媒體技術具有交互性、集成性、多樣性、實時性等特征，這也是它區(qū)別于傳統(tǒng)計算機系統(tǒng)的顯著特征。

①交互性。多媒體技術的交互性是指人的行為與計算機的行為互為交流溝通的關系，是多媒體與傳統(tǒng)媒體最大的不同。例如，電視系統(tǒng)雖然也是利用聲、圖、文的多種信息媒體結合的形式進行展示，但由于節(jié)目內(nèi)容已事先安排且人們只能被動地接受，所以這個過程是單方向的，而不是雙向交互性的。

②集成性。多媒體技術是一種利用計算機技術來整合各種媒體系統(tǒng)的技術，是結合文字、圖形、聲音、圖像和動畫等各種媒體的一種應用。媒體依其屬性的不同可分成文字、音頻和視頻。文字可分成字符與數(shù)字，音頻可分為語言和音樂，視頻可分為靜止圖像、動畫和影像。多媒體系統(tǒng)將以上各部分集成在一起，經(jīng)過多媒體技術處理，使它們能相互結合并發(fā)揮綜合作用。

③多樣性。多樣性是指多媒體技術所具有的對處理信息的范圍進行空間擴展和放大的能力。利用多媒體技術能將輸入的單一信息加工為多媒體信息，增加信息的表現(xiàn)能力，豐富其顯示和運行效果。多媒體信息不但能讓人們看到文字，觀察到靜止的圖像，還能聽到聲音和看到動態(tài)視頻，使人們能夠充分體驗身臨其境之感。這種信息空間的多樣性使信息的表現(xiàn)方式有聲有色、生動逼真且不單調(diào)。

④實時性。實時性是指在多媒體系統(tǒng)中聲音及活動的視頻圖像是強實時的。多媒體系統(tǒng)提供了對這些媒體實時處理和控制的能力。多媒體系統(tǒng)除像一般計算機一樣能夠處理離散媒體（如文本、圖像）外，它的一個基本特征就是能夠綜合地處理帶有時間關系的媒體，如音頻、視頻和動畫，甚至是實況信息媒體。這意味著多媒體系統(tǒng)在處理信息時有著嚴格的時序要求和很高的速度要求。當系統(tǒng)應用擴大到網(wǎng)絡范圍時，這個問題將會更加突出，會對系統(tǒng)結構、媒體同步、多媒體操作系統(tǒng)及應用服務提出相應的實時化要求。在許多方面，實時性確實已經(jīng)成為多媒體技術的關鍵。

（2）多媒體的組成元素。

從多媒體技術來看，多媒體是由文本、圖形和圖像、音頻、動畫及視頻等基本元素組成的。多媒體應用中涉及大量不同類型、不同性質(zhì)的媒體元素。這些媒體元素數(shù)據(jù)量大，而且同一種元素數(shù)據(jù)格式繁多，數(shù)據(jù)類型之間的差別極大。

①文本。文本是多媒體中最基本也是應用最為普遍的一種媒體，包括字體、字形、字號、顏色和修飾效果等屬性，是使用最廣泛的媒體元素，也是信息最基本的表現(xiàn)形式。其最大優(yōu)點是占用存儲空間小。在人機交互中，文本主要有兩種形式，即格式化文本和非格式化文本。TXT格式的文本為非格式化文本，其字符大小是固定的，僅能以一種形式和類型使用，不具備文字處理和排版功能。DOC/DOCX等格式的文本為格式化文本，可以進行格式編排，包括各種字體、大小、顏色、格式及段落等屬性的設置。

②圖形和圖像。多媒體中的圖形和圖像可以是人物畫、景物照片或其他形式的圖案。用它們來表達一個問題要比文字更具直觀性，也更有吸引力。例如，利用圖案介紹一個自然景觀，就不會像文字說明那樣給人一種呆板和缺乏想象力的感覺。

a．圖形。圖形也稱矢量圖形，是計算機根據(jù)數(shù)學模型計算生成的幾何圖形。圖形是由直線、曲線、圓或曲面等幾何形狀形成的從點、線、面到三維空間的黑白或彩色幾何圖，構成圖形的點、線和圖片由坐標及相關參數(shù)定義，如用Adobe Illustrator繪制的圖形等。矢量圖形的優(yōu)點是可以不失真地縮放、占用計算機存儲空間小，但矢量圖形僅能表現(xiàn)對象結構，在表現(xiàn)對象質(zhì)感方面的能力較弱。常見的矢量圖形的后綴名有.ai、.cdr和.eps。

b．圖像。圖像是指由輸入設備捕獲的實際場景畫面或以數(shù)字化形式存儲的畫面，是真實物體的影像。數(shù)字圖像通常稱為位圖，是對圖片逐行逐列進行采樣（取樣），并用許多像素點表示并存儲的一種多媒體文件。圖像主要用于表現(xiàn)自然景色、人物等，能表現(xiàn)對象的顏色細節(jié)和質(zhì)感，具有形象、直觀和信息量大的優(yōu)點。但圖像文件的數(shù)據(jù)量很大，需要利用視覺特征對圖像數(shù)據(jù)進行壓縮，去除人眼不敏感的冗余數(shù)據(jù)。目前最為流行且壓縮效果較好的位圖壓縮格式為JPEG，圖像失真較小，其壓縮比高達30:1及以上。Windows中最常見的圖像文件格式是BMP、GIF、JPEG和TIF。

（a）BMP文件。BMP文件是一種與設備無關的圖形文件格式，Windows環(huán)境推薦使用這種文件。多數(shù)圖形圖像軟件，特別是在Windows環(huán)境下運行的軟件，都支持這種文件格式。BMP文件有壓縮和非壓縮之分，一般作為圖像資源使用的BMP文件都是非壓縮的。BMP文件格式支持黑白、16色和256色的偽彩色圖像，以及RGB的24位真彩色圖像。Windows的應用程序“畫圖”就是以BMP格式存取圖形文件的。

（b）GIF文件。GIF文件格式是一種壓縮圖像存儲格式，壓縮比高，文件占用空間小，主要用于在不同平臺上進行圖像交流和傳輸。它同時支持靜態(tài)、動態(tài)兩種形式，在網(wǎng)頁制作中受到普遍歡迎。

（c）JPEG文件。JPEG文件格式的最大特點是文件占用空間非常小，而且可以調(diào)整壓縮比，非常適合處理大量圖像的場合。它是一種有損壓縮的靜態(tài)圖像文件存儲格式，支持灰度圖像、RGB真彩色圖像和CMYK真彩色圖像。JPEG文件顯示比較慢，仔細觀察圖像的邊緣可以看到不太明顯的失真。

（d）TIF文件。TIF文件格式最初用于掃描儀和桌面出版業(yè)，是工業(yè)標準格式，支持所有圖像類型。TIF文件格式分成壓縮和非壓縮兩大類。TIF文件格式的壓縮方法有好幾種，而且是可以擴充的，因此要正確讀出每一個壓縮格式的TIF文件是非常困難的。由于非壓縮的TIF文件具有良好的兼容性，而壓縮存儲時又有很大的選擇余地，所以這種格式是許多圖像應用軟件所支持的主要文件格式之一。

③音頻。在多媒體中，音頻是指數(shù)字化后的聲音，在多媒體項目中加入聲音元素可以給人多感官刺激。聲音和音樂（音頻）的缺點是數(shù)據(jù)量龐大。例如，存儲1秒的CD雙聲道立體聲音樂需要的磁盤空間與存儲9萬個漢字所需的空間相同，因此必須進行壓縮處理。在多媒體技術中，存儲聲音信息的常用文件格式主要有WAV、MIDI、MP3、WMA等。

a．WAV格式。WAV格式是微軟公司開發(fā)的一種音頻文件格式，被Windows及其應用程序廣泛支持。其內(nèi)容記錄了對實際聲音進行采樣的數(shù)據(jù)，因而也稱為變波形數(shù)據(jù)文件，但這種文件格式需要較大的存儲空間，多用于存儲簡短的聲音片段。

b．MIDI格式。MIDI也稱為樂器數(shù)字接口，MIDI文件占用的存儲空間比WAV文件小得多。

c．MP3格式。MP3是使用MPEG-1壓縮標準的聲音文件格式，它的壓縮比非常高，并能保持高音質(zhì)。

d．WMA格式。WMA是微軟公司發(fā)布的一種音頻壓縮格式，它采用減少數(shù)據(jù)流量但保持音質(zhì)的方法來達到比MP3更高壓縮率的目的。

e．APE格式。APE是近年來出現(xiàn)的一種音頻文件格式，其特點是采用了無損壓縮技術，文件占用空間較大（大約為WAV的一半），音質(zhì)很好，可以和CD機的音質(zhì)媲美。

④動畫和視頻。動畫和視頻技術的崛起，使人們擺脫了單純的靜態(tài)圖像，能夠在圖形圖像的基礎上得到連續(xù)、生動的畫面。人們可以通過動態(tài)的手段記錄生活、工作和學習的瞬間，而且也越來越離不開動畫和圖像。

a．動畫就是運動的圖畫，其實質(zhì)是若干幅時間和內(nèi)容連續(xù)的靜態(tài)圖像的順序播放。用計算機實現(xiàn)的動畫有兩種，一種是造型動畫，另一種是幀動畫。造型動畫的每幀由圖形、聲音、文字和色彩等造型元素組成，由腳本控制角色的表演和行為。幀動畫是產(chǎn)生各種動畫的基本方法，是由一幅幅連續(xù)的畫面組成的圖像序列。由于人的眼睛具有視覺暫留性，在亮度信號消失之后亮度感覺仍然可以保持1/20～1/10秒的時間，因此，一幅幅靜態(tài)的畫面連續(xù)播放就可以看到動態(tài)的圖像畫面效果。從物理意義上看，任何動態(tài)圖像都是由多幅連續(xù)的圖像序列構成的，每幅圖像保持一個很小的時間間隔，沿著時間軸順序地以人眼感覺不到的速度（25～30幀/秒）換成另一幅圖像，通過這樣連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)換就形成了運動的感覺。

（a）GIF文件。GIF文件可保存單幀或多幀圖像，支持循環(huán)播放，除作為常用圖形文件格式外，也常用作動畫文件。GIF文件具有容量小、傳送速度快的特點，是網(wǎng)絡唯一支持的動畫圖形格式，因此在網(wǎng)絡上非常流行。

（b）SWF文件。SWF文件是Macromedia公司的Flash動畫文件格式，需要用專門的播放器才能播放，所占內(nèi)存空間小，在網(wǎng)頁上廣泛使用。

b．視頻是由若干幅內(nèi)容相互聯(lián)系的圖像連續(xù)播放形成的，主要來源于攝像機拍攝的連續(xù)自然場景畫面，與動畫一樣是由連續(xù)的畫面組成的，只是畫面圖像是自然景物的圖像。計算機處理的視頻信息必須是全數(shù)字化的信號，但在處理過程中要受到電視技術的影響。視頻信息一般通過攝像機、錄像機等設備存儲到計算機硬盤。由于人們習慣于觀看電視上的場景，所以在多媒體中加入一段動態(tài)視頻信息就會更加生動。視頻文件主要有AVI、MOV、ASF等格式。

（a）AVI文件。AVI是Windows系統(tǒng)采用的動畫、動態(tài)圖像文件格式，它采用了Intel公司的Indeo視頻有損壓縮技術，將視頻信息和音頻信息混合存儲在同一個文件中，較好地解決了音頻與視頻信息的同步問題。

（b）MOV文件。MOV是QuickTime for Windows視頻處理軟件采用的視頻文件格式。它采用先進的視頻和音頻處理技術，其圖像畫面的質(zhì)量比AVI文件好。

（c）ASF文件。ASF是一種包含音頻、視頻、圖像及控制命令腳本的數(shù)據(jù)格式，用于排列、組織、同步多媒體數(shù)據(jù)，以利于通過網(wǎng)絡傳輸。任何壓縮/解壓縮運算法則（編解碼器）都可用來編碼ASF流。

10．鼠標的使用方法

鼠標的使用方法如下。

（1）指向。在不按鼠標鍵的情況下，在屏幕上移動鼠標指針，使它直接位于被選對象上稱為指向。當用戶要對某個對象進行操作時，首先要指向這個對象。

（2）單擊。在當前指向的對象上，按下鼠標左鍵并立即釋放。

（3）雙擊。兩次快速單擊。

（4）拖動。用鼠標指針指向?qū)ο螅诎醋∈髽俗箧I的同時，移動鼠標指針，當指針移動到合適的位置后，釋放鼠標左鍵。

（5）右擊。按下鼠標右鍵并立即釋放。右擊后，通常會出現(xiàn)一個快捷菜單。

1.1.5　任務強化

（1）有一名新入學的大學生，想組裝一臺計算機，滿足在校期間基本的學習及娛樂需求，準備投入3200～3400元。要求通過市場調(diào)研，給出一個基本配置清單，填入表1-4中。

（2）如果你有一臺計算機，你想安裝什么軟件？這些軟件有什么作用？