EDSAC

第1章计算机的基本概念

1.1计算机概述

虽然电子计算机的发展历史只有短短的六十年，但在人类历史上，计算工具的发明和创

造走过了漫长的道路。

人类最初的计算工具就是人类的双手，因为人有两只手，十个手指头，掰着指头计数就

是最早的计算方法。用手指头计算固然方便，但不能存储计算结果。于是人们用结绳记事来

延长记忆能力。最早，记事与记数是联系在一起，在原始社会，人们曾使用绳结、垒石或枝

条作为计数和计算的工具。我国在春秋战国时期有了筹算法的记载，算筹是供计算用的筹棍，

用算筹进行计算叫筹算。算筹是最早的人造计算工具，祖冲之就是用算筹算出圆周率π值在

3.1415026-3.1415027之间。我国古代精密的天文历法也是借助于算筹取得的。到了唐朝已

经有了至今仍在使用的计算工具——算盘。珠算是我国人民的独特创造，欧洲16世纪出现了

对数计算尺和机械计算机。

在20世纪50年代之前，人工手算一直是主要的计算方法，如算盘、对数计算尺、手摇

或电动的机械计算机一直是人们使用的主要计算工具。到了20世纪40年代，一方面由于近

代科学技术的发展，对计算量、计算精度、计算速度的要求不断提高，原有的计算工具已经

满足不了应用的需要；另一方面，计算理论、电子学以及自动控制技术的发展，也为现代电

子计算机的出现提供了可能，在20世纪40年代中期诞生了第一代电子计算机。

对计算机(Computer)人们往往从不同角度提出不同的见解,有多种描述:“计算机是一种

可以自动进行信息处理的工具”；“计算机是一种能快速而高效地自动完成信息处理的电子设

备”；“计算机是一种能够高速运算、具有内部存储能力、由程序控制其操作过程的电子装置”。

1.1.1计算机的诞生

1946年2月，正式交付使用的、由美国宾夕法尼亚大学研制的ENIAC（Electronic

NumericalIntegratorAndCalculator即电子积分计算机）标志着第一代电子计算机的诞

生。它是为了解决新武器弹道问题中的许多复杂计算而研制的。它采用电子管作为计算机的

基本元件，由18000多个电子管，1500多个继电器，10000多只电容器和7000多只电阻构成，

占地170m2，重量30吨，每小时耗电30万千瓦,是一个庞然大物，每秒能进行5000次加法

运算。由于它使用电子器件来代替机械齿轮或电动机械进行运算，并且能在运算过程中不断

进行判断，作出选择，过去需要100多名工程师花费1年才能解决的计算问题，它只需要2

个小时就能给出答案。

1.1.2计算机的特点

计算机不同于以往任何计算工具，其主要特点如下：

第一，在处理对象上，它已不再局限于数值信息，而是可以处理包括数字、文字、符号、

图形、图像乃至声音等一切可以用数字加以表示的信息。

第二，在处理内容上，它不仅能做数值计算，也能对各种信息做非数值处理，例如进行

信息检索、图形处理；不仅可以做加、减、乘、除算术运算，也可以做是、非逻辑判断。

第三，在处理方式上，只要人们把处理的对象和处理问题的方法步骤以计算机可以识别

和执行的“语言”事先存储到计算机中，计算机就可以完全自动地对这些数据进行处理。

第四，在处理速度上，它运算高速。目前一般计算机的处理速度都可以达到每秒百万次

的运算，巨型机可以达到每秒近千亿次运算。

第五，它可以存储大量数据。目前一般微型机都可以存储几十万、几百万、几千万到上

亿个数据。计算机存储的数据量越大，可以记住的信息量也就越大。需要时，计算机可以从

浩如烟海的数据中找到这些信息，这也是计算机能够进行自动处理的原因之一。

第六，多个计算机借助于通信网络互连起来，可以超越地理界限，互发电子邮件，进行

网上通讯，共享远程信息和资源。

计算机具有超强的记忆能力、高速的处理能力、很高的计算精度和可靠的判断能力。人

们进行的复杂脑力劳动，如果可以分解成计算机可以执行的基本操作，并以计算机可以识别

的形式表示出来，存放到计算机中，计算机就可以模仿人的一部分思维活动，代替人的部分

脑力劳动，按照人们的意愿自动地工作，所以有人也把计算机称为“电脑”，以强调计算机在

功能上和人脑有许多相似之处，例如人脑的记忆功能、计算功能、判断功能。电脑终究不是

人脑，它也不可能完全代替人脑；说电脑不能模拟人脑的功能也是不对的，尽管电脑在很多

方面远远比不上人脑，但它也有超越人脑的许多性能，人脑与电脑在许多方面有着互补作用。

1.2计算机的发展历史

计算机的发明构造在坚实的理论基础之上。1847年英国数学家布尔（GeorgeBoole）设

计表示逻辑理论的一套基本概念、命题表示符号和运算法则，建立了逻辑代数（布尔代数）

体系，为现代计算机提供了重要的理论基础；1936年英国数学家图灵（AlanMTuring）提

出了一种描述计算步骤的数学模型，在他的计算模型中采用了二进位制，利用它可以把推力

化做一些简单的机械动作，鉴于图灵对计算机科学理论的杰出贡献，后人将图灵奖定为计算

机科学的最高奖励。

电子计算机的发展，像任何新生事物一样，也经历了一个不断完善的过程。1938年J．阿

诺索夫首先制成了电子计算机的运算部件。1943年，英国外交部通讯处制成了“巨人”计算

机专门用于密码分析。1946年2月美国宾夕法尼亚大学制成的ENIAC最初也专门用于火炮弹

道计算，后经多次改进才成为能进行各种科学计算的通用计算机，这就是人们常常提到的世

界上第一台电子计算机。但是，这种计算机的程序仍然是外加式的，存储容量也太小，尚未

完全具备现代计算机的主要特征。计算机发展史的再一次重大突破是由数学家冯·诺依曼领

导的设计小组完成的。他们提出的存储程序原理，即程序由指令组成，并和数据一起放在存

储器中，机器一经启动，就能按照程序指令的逻辑顺序把指令从存储器中读出来，逐条执行，

自动完成由程序所描述的处理工作，这是计算机发展史上的一个里程碑，也是计算机与—切

其他计算工具的根本区别。真正实现内存储程序式原理的第一台计算机EDSAC于1949年5

月在英国制成。

根据计算机所采用的物理器件，一般把电子计算机的发展分成4代，分别代表了发展过

程的时间顺序。

第1代计算机（1946-1958）是采用电子管作为逻辑元件，用阴极射线管或汞延迟线作主

存储器，外存主要使用纸带、卡片等，程序设计主要使用机器指令或符号指令，应用领域主

要是科学计算。

第2代计算机（1959-1964）用晶体管代替了电子管，主存储器均采用磁芯存储器，磁鼓

和磁盘开始用作主要的外存储器，程序设计使用了更接近于人类自然语言的高级程序设计语

言，计算机的应用领域也从科学计算扩展到了事务处理、工程设计等多个方面。

第3代计算机（1965-1970）采用中小规模的集成电路块代替了晶体管等分立元件，半导

体存储器逐步取代了磁芯存储器的主存储器地位，磁盘成了不可缺少的辅助存储器，计算机

也进入了产品标准化、模块化、系列化的发展时期，计算机的管理、使用方式也由手工操作

完全改变为自动管理，使计算机的使用效率显著提高。

第4代计算机（采用大规模和超大规模集成电路）。70年代以后，计算机使用的集成电

路迅速从中、小规模发展到大规模、超大规模的水平，大规模、超大规模集成电路应用的一

个直接结果是微处理器和微型计算机的诞生。微处理器是将传统的运算器和控制器集成在一

块大规模或超大规模集成电路芯片上，作为中央处理单元(CPU)。以微处理器为核心，再加上

存储器和接口等芯片以及输入输出设备便构成了微型计算机。微处理器自1971年诞生以来几

乎每隔二至三年就要更新换代，以高档微处理器为核心构成的高档微型计算机系统已达到和

超过了传统超级小型计算机水平，其运算速度可以达到每秒数亿次。由于微型计算机体积小、

功耗低、成本低，其性能价格比占有很大优势，因而得到了广泛的应用。微处理器和微型计

算机的出现不仅深刻地影响着计算机技术本身的发展，同时也使计算机技术渗透到了社会生

活的各个方面，极大地推动了计算机的普及。随着微电子、计算机和数字化声像技术的发展，

多媒体技术也得到了迅速发展。这里所说的媒体是指表示和传播信息的载体，例如文字、声

音、图像都是媒体。在80年代以前人们使用计算机处理的主要是文字信息，80年代开始用

于处理图形和图像。随着数字化音频和视频技术的突破，逐步形成了集声、文、图、像一体

化的多媒体计算机系统。它不仅使计算机应用更接近人类习惯的信息交流方式，而且开拓了

许多新的应用领域。

计算机网络技术是在20世纪60年代末、70年代初开始发展起来的，计算机与通讯技术

的结合使计算机应用从单机走向网络，由独立网络走向互联网络。把分布在不同地理区域的

计算机与专门的外部设备用通信线路互连成一个规模大、功能强的网络系统，可以使众多的

个人计算机不仅能够同时处理文字、数据、图像、声音等信息，而且还可以使这些信息四通

八达，及时地与全国乃至全世界的信息进行交换。从而使众多的计算机可以方便地互相传递

信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。通过网络服务器，一台台计算机就像人类社会的

一个个神经单元被联系起来，从而组成信息社会的一个重要的神经系统—Internet。

表1.1计算机发展阶段示意表

总之，计算机从第一代发展到第四代，已由仅仅包含硬件的系统发展到包括硬件和软件

两大部分的计算机系统。计算机的种类也一再分化，发展成微型计算机、小型计算机、通用

计算机(包括巨型、大型、中型计算机)以及各种专用机等。由于技术的更新和应用的推动，

计算机一直处在飞速发展之中。依据信息技术发展功能价格比的莫尔定律,计算机芯片的功

能每18个月翻一番，而价格减一半。该定律的作用从60年代以来，已持续40多年。集处理

文字、图形、图像、声音为一体的多媒体计算机的发展正方兴未艾。各国都在计划建设自己

的“信息高速公路”。通过各种通信渠道，包括有线网和无线网，把各种计算机互联起来，已

经实现了信息在全球范围内的传递。用计算机来模仿人的智能，包括听觉、视觉和触觉以及

自学习和推理能力是当前计算机科学研究的一个重要方向。与此同时，计算机体系结构将会

突破传统的冯.诺依曼提出的原理，实现高度的并行处理。为了解决软件发展方面出现的复杂

程度高、研制周期长和正确性难于保证的“软件危机”而产生的软件工程也出现新的突破。

新一代计算机的发展将与人工智能、知识工程和专家系统等研究紧密相联，并为其发展提供

新的基础。

1.3计算机系统的构成

计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。

计算机硬件指的是计算机系统中由电子、机械和光电元件组成的各种计算机部件和设备，

其基本功能是接受计算机程序的控制来实现数据输入、运算、数据输出等一系列操作。

虽然目前计算机的种类很多，其制造技术发生了极大的变化，但在基本的硬件结构方面，

一直沿袭着冯·诺依曼的体系结构，从功能上都可以划分为五个基本组成部分，即输入设备、

输出设备、存储器、运算器和控制器(图l.1)。

年代

器件

第一代

1946-1957

第二代

1958-1964

第三代

1965-1969

第四代

1970-至今

电子器件电子管晶体管中、小规模集成电路

大规模和超大

规模集成电路

主存储器

阴极射线管、汞

延迟线

磁芯、磁鼓

磁芯、磁鼓、

半导体存储器

半导体存储器

外部辅助

存储器

纸带、卡片磁带、磁鼓磁带、磁鼓、磁盘磁带、磁盘、光盘

处理方式

机器语言

汇编语言

监控程序

连续处理作业

高级语言编译

多道程序

实时处理

实时、分时处理

网络操作系统

运算速度5千-3万次/秒几十万-百万次/秒百万-几百万次/秒几百万-千亿次/秒

图1.1中,实线代表数据流，虚线代表控制流，计算机各部件间的联系通过信息流动来实

现。原始数据和程序通过输入设备送入存储器，在运算处理过程中，数据从存储器读入运算

器进行运算,运算结果存入存储器，必要时再经输出设备输出。指令也以数据形式存于存储器

中，运算时指令由存储器送入控制器，由控制器控制各部件的工作。

计算机五大组成部分功能：

输入设备的功能是将要加工处理的外部信息转换为计算机能够识别和处理的内部形式，

以便于处理；输出设备的功能是将信息从计算机的内部形式转换为使用者所要求的形式，以

便能为人们识别或被其它设备所接收；存储器的功能是用来存储以内部形式表示的各种信息；

运算器的功能是对数据进行算术运算和逻辑运算；控制器的功能则是产生各种信号，控制计

算机各个功能部件协调一致地工作。

运算器和控制器在结构关系上非常密切，它们之间有大量信息频繁地进行交换，共用一

些寄存单元，因此将运算器和控制器合称为中央处理器(CPU)，中央处理器和内存储器合称为

主机，输入设备和输出设备称为外部设备。由于外存储器不能直接与CPU交换信息，而它与

主机的连接方式和信息交换方式与输出设备和输入设备没有很大差别，因此，一般地把它列

入外部设备的范畴，外部设备包括输入设备、输出设备和外存储器；但从外存在整个计算机

的功能看，它属于存储系统的一部分，称之为外存储器或辅助存储器。

计算机软件指的是为了告诉计算机做些什么和按什么方法、步骤去做，是以计算机可以

识别和执行的操作来表示的处理步骤和有关文档。在计算机术语中，计算机可以识别和执行

的操作来表示的处理步骤称为程序。计算机软件是计算机程序和有关文档。

在计算机中，硬件和软件的结合点是计算机的指令系统。计算机的一条指令是计算机

硬件可以执行的一步操作。计算机可以执行的指令的全体称为该机的指令系统。任何程序，

必须转换成计算机的硬件能够执行的一系列指令。

现代计算机的基本工作原理（由冯·诺依曼提出）

·计算机的指令和数据均采用二进制表示；

·由指令组成的程序和要处理的数据一起存放在存储器中。机器一启动，控制器按照程

序中指令的逻辑顺序，把指令从存储器中读出来，逐条执行；

·由输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器五个基本部件组成计算机的硬件系

统，在控制器的统一控制下，协调一致地完成由程序所描述的处理工作。

在计算机中，硬件和软件是不可缺少的两个部分。硬件是组成计算机系统的各部件的总

称，它是计算机系统快速、可靠、自动工作的物质基础，是计算机系统的执行部分。在这个

图1.1计算机系统基本硬件结构

意义上讲，没有硬件就没有计算机，计算机软件也不会产生任何作用。但是一台计算机之所

以能够处理各种问题，具有很大的通用性，能够代替人们进行一定的脑力劳动，是因为人们

把要处理这些问题的方法，分解成为计算机可以识别和执行的步骤，并以计算机可以识别的

形式存储到了计算机中。也就是说，在计算机中存储了解决这些问题的程序。目前所说的计

算机一般都包括硬件和软件两个部分，而把不包括软件的计算机称为“裸机”。计算机软件就

是计算机程序及其有关文档。

习题

一、回答题

1．现代计算机与以往计算工具的区别是什么？

2．计算机系统包括哪些部分？

3．什么是计算机硬件？什么是计算机软件？

4．什么是指令？什么是程序？

5．简述冯·诺依曼提出的计算机的基本工作原理。

6．主机包括那些部分?

7．你认为计算机在现代社会中的地位与作用是什么？

二、选择题

1．最先实现的存贮程序计算机是

A．

2．“存储程序”的核心概念是_______。

A．事先编好程序B．把程序存储在计算机内存中

C．事后编好程序D．将程序从存储位置自动取出并逐条执行

三、填空题

1．世界上公认的第一台电子计算机于年在诞生,它的名字叫

到今天,计算机发展经历了四代,都基于一个共同的思想,这个思想是由提出

的,其主要点是。

2．计算机硬件由五大部分构成。它们之间关系如下图所示：方框1表示、方框2

表示、方框3表示、方框4表示、方框5表示、表

示数据传送，→表示控制信号。

213

45

第2章计算机中的信息表示

2.1数制

2.1.1数制的概念

什么是数制？数制是用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数目的方法。

按照进位方式计数的数制叫进位计数制。十进制即逢十进一，生活中也常常遇到其它进

制，如六十进制（每分钟60秒、每小时60分钟，即逢60进1），十二进制，十六进制等。

任何进制都有它生存的原因。人类的屈指计数沿袭至今，由于日常生活中大都采用十进

制计数，因此对十进制最习惯，英语单词“digit”,除了表示“数字”也表示“手指”。如十

二进制，十二的可分解的因子多（12，6，4，3，2，1），商业中不少包装计量单位“一打”；

如十六进制，十六可被平分的次数较多（16，8，4，2，1），即使现代在某些场合如中药、金

器的计量单位还在沿用这种计数方法。

进位计数涉及基数与各数位的位权。十进制计数的特点是“逢十进一”，在一个十进制数

中，需要用到十个数字符号0-9，其基数为10，即十进制数中的每一位是这十个数字符号之

一。在任何进制中，一个数的每个位置都有一个权值。

基数是指该进制中允许选用的基本数码的个数。每一种进制都有固定数目的计数符号。

十进制：基数为10，10个记数符号，0、1、2、„„9。每一个数码符号根据它在这个

数中所在的位置(数位)，按“逢十进一”来决定其实际数值。

二进制：基数为2，2个记数符号，0和1。每个数码符号根据它在这个数中的数位，按

“逢二进一”来决定其实际数值。

八进制：基数为8，8个记数符号，0、1、2、„„7。每个数码符号根据它在这个数中的

数位，按“逢八进一”来决定其实际的数值。

十六进制：基数为16，16个记数符号，0-9，A，B，C，D，E，F。其中A～F对应十进制

的10～15。每个数码符号根据它在这个数中的数位，按“逢十六进一”决定其实际的数值。

2.1.2数制中的位权

一个数码处在不同位置上所代表的值不同，如数字6在十位数位置上表示60，在百位数

上表示600，而在小数点后1位表示0.6，可见每个数码所表示的数值等于该数码乘以一个与

数码所在位置相关的常数，这个常数叫做位权。位权的大小是以基数为底、数码所在位置的

序号为指数的整数次幂。十进制的个位数位置的位权是100，十位数位置上的位权为101，小

数点后1位的位权为10-1。

十进制数34958.34的值为：

（34958.34）10=3×104+4×103+9×102+5×101+8×100+3×10-1+4×10-2

小数点左边：从右向左，每一位对应权值分别为100、101、102、103、104

小数点右边：从左向右，每一位对应的权值分别为10-1、10-2

二进制数(100101.01)2=1×25+0×24+0×23+1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2

小数点左边：从右向左，每一位对应的权值分别为20、21、22、23、24

小数点右边：从左向右，每一位对应的权值分别为2-1、2-2

不同的进制由于其进位的基数不同权值是不同的。

2.2二进制数据表示

2.2.1二进制的特点

德国数学家莱布尼茨18世纪发明的二进制是对人类的一大贡献。有趣的是他的发明是古

代中国文明（八卦图）启迪的成果。莱布尼茨在研究工作中对中国的古代文明和技术产生了

浓厚的兴趣，从中他获得了重要的启发。在他看来，伏曦氏的八卦变爻的思想非常深刻和巧

妙。古代《易经》中，由阴（--）、阳（-）相爻而构成八卦。若把阴视为“0”，把阳视为

“1”，那么，八卦中的坤、震、坎、兑、艮、离、巽、乾正好对应于0，1，2，3，4，5，6，

7八个自然数的二进制表示。据此发明了二进制表示和运算法则的数学论文。他坚持认为最

早的二进制表示就是起源于中国的八卦。民间就有天地分阴阳、一年分四季、四季分八卦之

说，二进制的思想是中国人的发明。

十进制是人类最为方便的进制表示，但十进制应用在计算机上遇到了表示上的困难，10

个不同符号表示和运算很复杂，在计算机中采用二进制原因如下：

可行性

采用二进制，只有０和１两个状态，需要表示０、１两种状态的电子器件很多，如开关

的接通和断开，晶体管的导通和截止、磁元件的正负剩磁、电位电平的高与低等都可表示０、

１两个数码。使用二进制，电子器件具有实现的可行性。

简易性

二进制数的运算法则少，运算简单，使计算机运算器的硬件结构大大简化（十进制的乘

法九九口诀表55条公式，而二进制乘法只有４条规则）。

逻辑性

由于二进制０和１正好和逻辑代数的假（fal）和真（true）相对应，有逻辑代数的

理论基础，用二进制表示二值逻辑很自然。

2.2.2数的二进制表示

1.数的二进制表示

客观世界中，事物的数量是一个客观存在，但表示的方法可以多种多样。

例2.1345用十进制数码可以表示为(345)10=3×102+4×101+5×100

这里每个固定位置上的计数单位称为位权。十进制计数中个位上的计数单位为100＝1，

从个位向左，依次为101，102，103，„；向右依次为10-1，10—2，„。

用二进制数码可以表示为:

(101011001)2＝l×28+0×27+1×26+0×25+l×24+1×23+0×22+0×21+l×20＝

256+0+64+0+16+8+0+0+l=（345）10

二进制计数中个位上的计数单位也是1，即20＝l，个位向左依次为21，22，23，„；向

右依次为2-1，2-2，„。

2.2.3十进制与二进制间的转换

在计算机内部，数据程序都用二进制表示和处理，人们的输入与计算机的输出还是十进

制表示，这就存在二、十数制间转换工作，尽管转换过程是通过机器完成的，但我们应当懂

得其中数制转换的原理。

二←→十进制间的转换方法

将十进制数转换为二进制数：整数部分和小数部分分别遵守不同的转换规则：

对整数部分：除以2取余法，即整数部分不断除以2取余数，直到商为0为止，最先得到的

余数为最低位，最后得到的余数为最高位。

对小数部分：乘2取整法，即小数部分不断乘以2取整数，直到小数为0或达到有效精度为

止，最先得到的整数为最高位（最靠近小数点），最后得到的整数为最低位。

例2.2将(35.25)10转换成二进制数

整数部分：

2

2

2

2

2

2

2

35取余数低

171

1

0

0

0

1高

8

4

2

1

0

注意：第一次得到的余数是二进制数的最低位，最后一次得到的余数是二进制数的最高位。

也可用如下方式计算:

商：012481735

2

余数100011

小数部分：

0.25

×2

取整数高

0

0.50

×2

1.001低

注意：一个十进制小数不一定能完全准确地转换成二进制小数，这时可以根据精度要求只转

换到小数点后某一位为止即可。将其整数部分和小数部分分别转换，然后组合起来得

(35.25)10=(100011.01)2

2.3信息编码

2.3.1数据的概念

数据（data）是表征客观事物的、可以被记录的、能够被识别的各种符号，包括字符、

符号、表格、声音和图形、图像等。简而言之，一切可以被计算机加工、处理的对象都可以

被称之为数据。数据可在物理介质上记录或传输，并通过外围设备被计算机接收，经过处理

而得到结果。

数据能被送入计算机加以处理，包括存储、传送、排序、归并、计算、转换、检索、制

表和模拟等操作，以得到满足人们需要的结果。数据经过解释并赋予一定的意义后，便成为

信息。这里说的数据指的是广义的数据，可以用来表示：

事物的数量（例如产量、资金、职工人数和物品数量等）；

事物的名称或代号（例如厂名、车间名、学校名和职工名等）；

事物抽象的性质（例如人体的健康状况、文化程度、政治面貌和工作能力等）。

数据有两种形式。一种形态为人类可读形式的数据，简称人读数据。因为数据首先是由

人类进行收集、整理、组织和使用的，这就形成了人类独有的语言、文字以及图像。例如图

书资料、音像制品等，都是特定的人群才能理解的数据。

另一种形式称为机器可读形式的数据，简称机读数据。如印刷在物品上的条形码、录

制在磁带、磁盘、光盘上的数码、穿在纸带和卡片上的各种孔等，都是通过特制的输入设

备将这些信息传输给计算机处理，它们都属于机器可读数据。显然，机器可读数据使用了

二进制数据的形式。

2.3.2数据的单位

计算机中数据的常用单位有位、字节和字。

1.位(Bit)

计算机采用二进制，运算器运算的是二进制数，控制器发出的各种指令也表示成二进制

数，存储器中存放的数据和程序也是二进制数，在网络上进行数据通信时发送和接收的还是

二进制数。显然，在计算机内部到处都是由0和1组成的数据流。

计算机中最小的数据单位是二进制的一个数位，简称为位(英文名称为bit，读音为比特)。

计算机中最直接、最基本的操作就是对二进制位的操作。

2.字节(Byte)

字节简写为B，为了表示人读数据中的所有字符(字母、数字以及各种专用符号，大约有

128～256个)，需要7位或8位二进制数。因此，人们采用8位为1个字节。1个字节由8

个二进制数位组成。

字节是计算机中用来表示存储空间大小的基本容量单位。例如，计算机内存的存储容量，

磁盘的存储容量等都是以字节为单位表示的。除用字节为单位表示存储容量外，还可以用千

字节(KB)、兆字节(MB)以及十亿字节(GB)等表示存储容量。它们之间存在下列换算关系：

1B=8bit

1KB=1024B=210B1KB=1024字节，“K”的意思是“千”

1MB=1024KB=210KB=220B=1024×1024B1MB=1024KB字节，“M”读“兆”。

1GB=1024MB=210MB=230B=1024×1024KB1GB=1024MB字节，“G”读“吉”。

1TB=1024GB=210GB=240B=1024×1024MB1TB=1024GB字节，“T”读“太”。

要注意位与字节的区别：位是计算机中最小数据单位，字节是计算机中基本信息单位。

2.3.3常用的信息编码

在计算机所处理的信息中，数字的运算只占很小的部分，大部分是字符信息，需要对字

符进行编码，建立字符与二进制代码之间的对应关系，才能被计算机加以处理，这些规定的

形式就是数据的编码。数据的类型有很多，数字和文字是最简单的类型，表格、声音、图形

和图像则是复杂的类型，计算机不能直接处理英文字母、汉字、图形、声音，需要对这些对

象进行编码，编码过程就是实现将信息在计算机中转化为0和1二进制串的过程。下面介绍

几种常用的数据编码。

编码

字符是计算机中最多的信息形式之一，是人与计算机进行通信、交互的重要媒介。在计

算机中，要为每个字符指定一个确定的编码，作为识别与使用这些字符的依据。

字符信息包括字母和各种符号，它们必须按规定好的二进制码来表示，计算机才能处理。

字母数字字符共62个，包括26个大写英文字母、26个小写英文字母和0-9这10个数字，

还有其它类型的符号（诸如%、#等），用127位符号足以表示字符符号的范围。

1字节（byte）为8位，最高位总是0，用7位二进制即27可表示0000000~1111111范

围，可以表示128个字符。在西文领域的符号处理普遍采用的是ASCII码（ＡmericanStandard

CodeforInformationInterchange—美国标准信息交换码），虽然ASCII码是美国国家标准，

但它已被国际标准化组织(ISO)认定为国际标准。ASCII码已为世界公认，并在世界范围内通

用。

标准的ASCII码是7位，前32个码和最后一个码通常是计算机系统专用的，代表一个不

可见的控制字符。数字字符0~9的ASCII码是连续的，从30H~39H（H表示是十六进制数）；

大写字母A~Z和小写英文字母a~z的ASCII码也是连续的，分别从41H到5AH和从61H到7AH。

因此在知道一个字母或数字的ASCII码后，很容易推算出其他字母和数字的编码。

例如：大写字母A,其ASCII码为1000001,即ASC(A)=65

小写字母a,其ASCII码为1100001,即ASC(a)=97

可推得ASC(D)=68,ASC(d)=100。

扩展的ASCII码是8位码，也用1Byte表示，其前128个码与标准的ASCII码是一样的，

后128个码（最高位为1）则有不同的标准，并且与汉字的编码有冲突。为了查阅方便，表

2.1中列出了ASCII码字符编码。

表2.17位ASCII码表

b700001111

b600110011

b501010101

列

行

01234567

b4b3b2b1

00000NULDLESP0③P③p

00011SOHDC1!1AQaq

00102STXDC2“2BRbr

00113ETXDC3#3CScs

01004EOTDC4$4DTdt

01015ENQNAK%5EUeu

01106ACKSYN&6FVfv

01117BELETB’7GWgw

10008BSCAN(8HXhx

10019HTEM)9IYiy

101010LFSUB*:JZjz

101111VTESC+;K[k{

110012FFFS,

110113CRGS-=M]m}

111014SORS.>N^n~

111115SIUS/?O_oDEL

例如：大写字母A,查表得(b7b6b5b4b3b2b1)=1000001

当从键盘输入字符’A’，计算机首先在内存存入’A’的ASCII码（01000001），然后在

BIOS（只读存储器）中查找01000001对应的字形（英文字符的字形固化在BIOS中），最后在

输出设备（如显示器）输出’A’的字形。

注意：1个字符用1字节表示，其最高位总是0。

2.汉字编码

汉字字符要在计算机中处理，要解决汉字的输入输出以及汉字的处理，较为复杂。

汉字集很大，必须解决如下问题：

①键盘上无汉字，不可能直接与键盘对应，需要输入码来对应。

②计算机中存放，需要机内码来表示，以便查找。

③汉字量大，字型变化复杂。需要用对应的字库查找来存储。

由于汉字具有特殊性，计算机处理汉字信息时，汉字的输入、存贮、处理及输出过程中

所使用的汉字代码不相同，其中有用于汉字输入的输入码，用于机内存贮和处理的机内码，

用于输出显示和打印的字模点阵码（或称字形码）。即在汉字处理中需要经过汉字输入码、汉

字机内码、汉字字形码的三码转换，具体转换过程见图2.1。

⑴汉字的输入码(外码)

对应键盘无汉字问题，解决汉字与键盘对应问题，需要通过汉字输入码实现。

汉字输入码是为了利用现有的计算机键盘，将形态各异的汉字输入计算机而编制的代码。目

前在我国推出的汉字输入编码方案很多，其表示形式大多用字母、数字或符号。编码方案大

致可以分为：以汉字发音进行编码的音码，例如全拼码、简拼码、双拼码等；按汉字书写的

形式进行编码的形码，例如五笔字型码。也有音形结合的编码，例如自然码。

⑵信息交换用汉字编码字符集

汉字字集要存放在计算机中，需要将经常使用的汉字存放在计算机中，《信息交换用汉字

编码字符集·基本集》是我国于1980年制定的国家标准GB2312-80，代号为国标码，是国家

规定的用于汉字信息处理使用的代码的依据。

使用多少位来表示汉字字集呢？GB2312-80中规定了信息交换用的6763个汉字和682个

非汉字图形符号(包括几种外文字母、数字和符号)的代码，即共有7445个代码。由于汉字要

与西文符号表示区别，在每个字节表示中最高位必须为1，只能用后7位表示汉字集，一个7

位二进制符号只能表示27=128个汉字，214=16384个，足以表示常用的7445个汉字，因此说

明一个汉字应当用两个字节表示。

汉字的区位码：每个汉字(图形符号)采用2Byte表示，每个字节只用低7位。由于低7

位中有34种状态是用于控制字符，因此，只用94(128-34=94)种状态可用于汉字编码。这样，

双字节的低7位只能表示94×94=8836种状态。此标准的汉字编码表有94行、94列。其行

号称为区号，列号称为位号。双字节中，用高字节表示区号，低字节表示位号。非汉字图形

符号置于第1～11区，国标汉字集中有6763个汉字又按其使用频度、组词能力以及用途大小

分成一级常用汉字3755个，二级常用汉字3008个。一级汉字3755个置于第16～55区，二

级汉字3008个置于第56～87区。

图2.1汉字编码转换过程

⑶汉字的机内码

汉字的机内码是供计算机系统内部进行存储、加工处理和传输时统一使用的代码，又称

为汉字内部码或汉字内码。不同的系统使用的汉字机内码有可能不同。目前使用最广泛的一

种为2Byte的机内码，俗称变形的国标码。这种格式的机内码是将国标GB2312-80交换码的

2Byte的最高位分别置为1而得到的。其最大优点是机内码表示简单，且与交换码之间有明

显的对应关系，同时也解决了中西文机内码存在二义性的问题。

给出“西”字由区位码到机内码的转换过程示例。“西”的区位码是4687，为十进制

表示。转换为机器内码的方法为：①每字节化为十六进制，②每字节高位置1，③每字节加

（20）16得机内码。汉字“西”的机内码则为(CEF7)16。转换过程见图2.2。

⑷汉字的字形码

汉字字形码是汉字字库中存储的汉字字形的数字化信息，用于汉字的显示和打印。常用

的输出设备是显示器与打印机。汉字字形库可以用点阵与矢量来表示。目前汉字字形的产生

方式大多是以点阵方式形成汉字。因此汉字字形码主要是指汉字字形点阵的代码。

汉字字形点阵有16×16点阵、24×24点阵、32×32点阵、64×64点阵、96×96点阵、

128×128点阵、256×256点阵等。一个汉字方块中行数、列数分得越多，描绘的汉字也就

越细微，但占用的存储空间也就越多。汉字字形点阵中每个点的信息要用一位二进制码来表

示。对16×16点阵的字形码，需要用32Byte(16×16÷8=32)表示；24×24点阵的字形码需

要用72Byte(24×24÷8=72)表示。

汉字字库是汉字字形数字化后，以二进制文件形式存储在存储器中而形成的汉字字模库。

汉字字模库亦称汉字字形库，简称汉字字库。

注意：国标码用2个字节表示1个汉字，每个字节只用后7位。计算机处理汉字时，不

能直接使用国标码，而要将最高位置成1，变换成汉字机内码，其原因是为了区别汉字码和

ASCII码，当最高位是0时，表示为字符的ASCII码，当最高位是1时，表示为汉字码。

习题

一、回答题

1．什么是二进制代码和二进制数码？计算机为什么要采用二进制代码和二进制数码？

2．什么是编码？计算机中常用的信息编码有哪几种？请列出它们的名称。

3．什么是计算机外码？什么是计算机内码？简述它们之间的区别。

二、填空题

1．将下列十进制数转换成相应的二进制数。

（68）10=（）2

（347）10=（）2

（57．687）10=（）2

2．在计算机中，一个字节由个二进制位组成。一个汉字的内码由个字

节组成。

三、选择题

1.在计算机中，所有信息的存放与处理采用

A）ASCII码B）二进制

图2.2输入码“西”字到机内码的转换

C）十六进制D）十进制

2.在汉字国标码字符集中，汉字和图形符号的总个数为

A）3755B）3008

C）7445D）6763

3．用十六进制数给某存储器的各个字节编地址，其地址编号是从0000到FFFF，则该存储器

的容量是____________

A）64KBB）256KBC）640KBD）1MB

3．将十进制数215.6531转换成二进制数是________。

A）11110010.000111B）11101101.110011

C）11010111.101001D）11100001.111101

4．在计算机内部，数据是以何种形式加工、处理和传送的

A)二进制B)八进制C)十六进制D)十进制

第3章微型计算机硬件系统

3.1微型计算机概述

最早的微型计算机诞生在20世纪70年代。至今，经历了三代演变，并进入第四代。微

型计算机的换代，通常是按其CPU字长和功能来划分的，如表3.1所示。

表3.1微型计算机发展

发展代表

第一代(1971—1973)：

4位或低档8位微处理器和微型机

美国Intel公司的4004微处理器以及由

它组成的MCS-4微型计算机

第二代(1974—1978)：

中档的8位微处理器和微型机

美国Intel公司的8080、Motorola公司

的MC6800

第三代(1978—1981)：

16位微处理器和微型机

美国Intel公司的8086，Z8000和MC68000

第四代(1985年以后)：

32位高档微型机

美国Intel公司的80386、80486等及

Pentium（奔腾）系列

在我国曾风靡一时的APPLEII机和中华学习机都是微型计算机典型代表。目前国内市

场上的主流产品PC（PersonalComputer）系列微型计算机，它起源于IBM公司于1981年

推出的IBMPC以及随后相继推出的IBMPC/XT和IBMPC/AT。

作为计算机世界的主流之一，微型计算机扮演着越来越重要的角色,它正朝着高速化、

超小化、网络化、多媒体化等方向发展。

3.2微型计算机基本硬件结构

微型计算机硬件系统如图3.1。

控制器

微型计算机

硬件系统

内存储器

CPU

主机

外部设备

运算器

随机存储器

只读存储器

输入设备

输出设备

外存储器（磁盘、磁带、光盘等）

微型化的中央处理器称为微处理器（MPU），包括运算器和控制器，它是微机系统的核心；

ROM、RAM为内存储器；微处理器送出三组总线：地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB。

各组成部分通过这三组总线连接在一起。由微处理器和内存储器构成微型计算机的主机。此

外，还有外存储器、输入设备和输出设备，它们统称为外部设备。微型计算机的结构见图3.2。

计算机硬件的基本功能是接收计算机程序的控制来实现数据输入、运算、数据输出等一

系列操作。虽然计算机的制造技术从计算机出现到今天已经发生了巨大的变化，但在基本的

硬件结构方面，一直沿袭着冯·诺依曼的传统框架，即计算机硬件系统由控制器、运算器、

存储器、输入设备、输出设备五大基本部件构成。原始数据和程序通过输入设备送入存储器，

在运算处理过程中，数据从存储器读入运算器进行运算，运算的结果存入存储器，必要时再

经输出设备输出。指令也以数据形式存于存储器中，运算时指令由存储器送入控制器，由控

制器控制各部件的工作。

由此可见，输入设备负责把用户的信息（包括程序和数据）输入到计算机中；输出设备

负责将计算机中的信息（包括程序和数据）传送到外部媒介，供用户查看或保存；存储器负

责存储数据和程序，并根据控制命令提供这些数据和程序，它包括内存（储器）和外存（储

器）；运算器负责对数据进行算术运算和逻辑运算（即对数据进行加工处理）；控制器负责

对程序所规定的指令进行分析，控制并协调输入、输出操作或对内存的访问。

PC机基本是由显示器、键盘和主机构成。主机安装在主机箱内。主机箱有卧式和立式两

种类型。在主机箱内有主板(系统板、母板)、硬盘驱动器、CD—ROM驱动器、软盘驱动器、

电源、显示适配器(显示卡)等。

3.2.1主板

主板(MotherBoard,mainBoard,SystemBoard)是微型计算机的主体。主板上布满了

各种电子元件、插槽、接口等，见图3.3。它为CPU、内存和各种功能（声、图、通信、网络、

TV、SCSI等）卡提供安装插座（槽）；为各种存储设备、I/O设备、多媒体和通讯设备提供

接口。计算机在正常运行时对系统内存、存储设备和其它I/O设备的控制都必须通过主板来

完成，因此计算机整体运行速度和稳定性取决于主板的性能。不同的板型通常要求不同的主

机箱与之相配。目前常见的主板结构规范主要有AT、ATX、LPX等。它们之间的差别主要有

尺寸大小、形状、元器件的放置位置和电源供应器等。

图3.2微型计算机的结构框图

图3.3主板

芯片组(Chipt)是主板的灵魂，决定了主板的性能和价格。正如人的大脑分左脑和右脑，

主板上的芯片组由北桥芯片和南桥芯片组成，见图3.4。北桥芯片提供对CPU的类型和主频、

内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持。南桥芯片则提供对KBC（键盘

控制器）、RTC（实时时钟控制器）、USB（通用串行总线）、ACPI（高级能源管理）等的支

持。其中北桥芯片起着主导性的作用，也称为主桥（HostBridge）。

南桥芯片北桥芯片

图3.4主板芯片

3.2.2中央处理器

中央处理器（CentralProcessingUnit）简称CPU，又称为“微处理器”。中央处理器包

括运算器和控制器两个部件,它是计算机系统的核心。CPU的主要功能是按照程序给出的指令

序列分析指令、执行指令，完成对数据的加工处理。计算机所发生的全部动作都受CPU的控

制。

控制器用来协调和指挥整个计算机系统的操作，本身不具有运算功能，而是通过读取各

种指令，并对其进行翻译、分析，而后对各部件作出相应的控制。它主要由指令寄存器、译

码器、程序计数器、时序电路等组成。运算器主要完成算术运算和逻辑运算，是对信息加工

和处理的部件，它主要由算术逻辑部件、寄存器组组成。

算术运算规则见表3.2。

表3.2二进制数的运算规则

加法乘法减法除法

0+0=0

0+1=1

1+0=1

1+1=10(逢二进一)

0×0=0

0×1=0

1×0=0

1×1=1

0-0=0

1-0=1

1-1=0

0-1=1(借一当二)

0÷0=0

0÷1=0

1÷0=(没有意义)

1÷1=1

计算机中逻辑运算有“或”、“与”和“非”三种。其它复杂的逻辑关系都可以由这三个

基本逻辑关系组合而成。

（1）逻辑“或”。用于表示逻辑“或”关系的运算。

逻辑“或”的运算规则如下：

0+0=00+1=11+0=11+1=1

两个量进行“或”运算时，只要有一个为“真”，逻辑运算的结果为“真”。

（2）逻辑“与”。用于表示逻辑与关系的运算，称为“与”运算。

逻辑“与”的运算规则如下：

0×0=00×1=01×0=01×1=1

两个量进行“与”运算时，只要有一个为“假”，逻辑运算的结果为“假”。

（3）逻辑“非”。用于表示逻辑非关系的运算。

逻辑“非”的运算规则：非1=0非0=1

在表示条件时，我们经常会用到逻辑运算，例如用A，B代表两个逻辑量，要求两个量均

满足才为真时，应当用与运算；要求两个量中有一个满足就可为真时，应当用或运算。

CPU品质的高低直接决定了计算机系统的档次。能够处理的数据位数是CPU的一个重要

的品质标志。人们通常所说的8位机、16位机、32位机即指CPU可同时处理8位、16位、

32位的二进制数。8位机是最早的微机产品，后来的IBMPC/XT、IBMPC/AT及286机均是

16位机，386机和486机是32位机，奔腾586机也是32位机。其中，IBMPC/XT机的CPU

芯片为Intel8088、Intel8086,IBMPC/AT的CPU芯片为Intel80286，而386机、486机、

586机的CPU芯片分别为Intel80386、80486、Pentium。

目前，大多数微机都使用Intel公司生产的CPU。美国Intel公司成立于1968年，1971

年Intel推出了4位微处理器（即4004），首次采用100MHz系统总线，相继生产出高档32

位的时钟频率为400MHz和450MHz的微处理器PentiumII。随后又推出PentiumIII、Pentium

IV等，见图3.5。

3.2.3输入输出设备

计算机处理的用户信息通常是以数字、文字、符号、图形、图像、声音以及表示各种物

理、化学现象的信息表示出来的，在计算机中所能存储加工的仅是以二进制代码表示的信息，

因此要处理这些外部信息就必须把它们转换成二进制代码的内部表示形式。计算机的输入设

备和输出设备（简称为I／O设备），就是完成这种转换的工具。

1.输入设备

输入设备将要加工处理的外部信息转换成计算机能够识别和处理的内部表示形式即二进

制代码，输送到计算机中去。在微型计算机系统中，最常用的输入设备是鼠标和键盘。

目前微型机所配置的标准键盘有101（或104）个按键，104键盘的布局如图3.6所示，

包括数字键、字母键、符号键、控制键和功能键等。

图

3.

6

计

算

机

键

盘

布

局

键

盘

的

分

区

标准键盘的布局分三个区域，即主键盘区、数字键盘区和功能键区。主键盘区共有62

个键，包括数字、符号键（22个）、字母键（26个）、控制键（14个）。数字键盘区共用30

个键，包括光标移动键（4个）、光标控制键（4个）、算术运算符键（4个）、数字键（10个）、

编辑键（4个）、数字锁定键、打印屏幕键等。功能键共有12个，包括F1—F12。在功能键中

前6个键的功能是由系统锁定的，后面的6个功能键其功能可根据软件的需要由用户自己定

义。副键盘的设置对文字录入、文本编辑和光标的移动进行控制，功能的设置和使用，为用

户的操作提供了极大的方便。

键盘的常用键

在104个键中，有4个“双态键”，它们是：Ins键（包括“插入状态”和“覆盖状态”）、

CapsLock键（包括大写字母状态和锁定状态）、NumLock键（包含数字状态和自锁状态）和

ScrollLock键（包括滚屏状态和锁定状态）。它们都是状态转换开关，当计算机刚刚启动时，

四个双态键都处于第一种状态，所有字母键均固定为小写字母键，再按CapsLock键，指示

灯亮，则为大写键；再按该键，指示灯灭，则恢复为小写字母键。

在104个键中有30个键是“双符”键，即每个键面上有两个字符，如、等

键，主键盘区的双符键由Shift键控制，数字键盘区的双符键由NumLock键控制。另外，在

101个键中，键面上只有A—Z26个大写英文字母，若要键入大写英文字母，只需在键入前

先按下CapsLock键。这些双符键和大小写字母键的转换，在计算机处于刚刚启动时，各双

符键都处于下面的字符和小写英文字母的状态。

在104个键中有两个windows键和一个快捷菜单键,按下windows键相

当于单击系统中的“开始”按钮，按下快捷菜单键相当于单击鼠标右键的功能。

表3.3常用键的功能

键位功能

“Backspace”,退格键

每按一次此键，将删除光标左边的一个字符。

主要用来清除当前行输错的字符。

“Shift”换档键也叫换档键，要键入大写字母或“双符”键上部的符号时按此键

Ctrl控制键

〈Ctrl〉键常用符号“^”表示。此键与其它键合用，可以完成相应

的功能。

Esc强行退出键

按此键后屏幕上显示“”且光标下移一行，原

来一行的错误命令作废，在新行中键正确命令

Tab制表定位键

每按一次〈Tab〉键，光标将向右移动一个制表位（一般8个字符）

的位置。主要用于制表时的光标移动。

“Enter”回车键按此键后光标移至下一行行首

空格键也叫〈Space〉键，每按一次空格键即输入一个空格字符。

“Alt”，交替换档键它与其它键组合成特殊功能键或复合控制键

@

2

*8@

2

“PrintScreen”打印屏幕键用于把屏幕当前显示的内容全部打印出来

鼠标器是一种常见的输入设备。它与显示器相配合，可以方便、准确地移动显示器上的

光标，并通过单（双）击，选取光标所指的内容。鼠标器按其按钮个数可以分为两键鼠标（PC

鼠标）和三键鼠标（MS鼠标）；鼠标器按接口可以分为COM、PS/2、USB三类，传统的鼠标是

COM口连接的,它占用了一个串行通讯口。由于主板频繁升级等原因,人们逐渐开始使用PS/2

鼠标。随着USB接口的兴起，涌现出了许多USB接口鼠标；鼠标器按内部构造可以分为机械

式、光机式和光电式三大类。

扫描仪是一种典型的图像输入设备。它可以将照片、图片、图形输入到计算机中，并转

换成图像文件存储于硬盘。扫描仪主要有两类：手持式和平板式。平板式扫描仪的性能要优

于手持式扫描仪。扫描仪的主要技术参数是分辨率，用每英寸的检测点数表示，其单位是DPI。

一般的扫描仪的分辨率为600DPI。注意，最好选择两倍于打印机分辨的扫描仪，这样才能获

得最佳的图像效果。

2.输出设备

输出设备是将计算机内部以二进制代码形式表示的信息转换为用户所需要并能识别的形

式，如十进制数字、文字、符号、图形、图像、声音，或者其它系统所能接受的信息形式，

输出出来。在微型机系统中，主要的输出系统是显示器，打印机等，见图3.7。

PC机的显示系统由显示器和图形适配器(Graphicsadapter，也称为图形卡或显卡)组成。

它们共同决定了图像输出的质量。显示器类型很多，按显示的内容可以分为只能显示ASCII

码字符的字符显示器和能显示字符与图形的图形显示器；按显示的颜色可以分为单色显示器

和彩色显示器；按显示原理可以分为阴极射线管显示器（CRT）和液晶显示器（LCD）。目前主

要使用的是彩色CRT显示器。但LCD液晶显示器也已经很普及。

显示器的主要技术指标有：

分辨率：目前的图形卡能够支持1024×768（或1280×1024）像素的分辨率。它的含义

是在显示器水平方向每条扫描线共有1024个像素点，在垂直方向共有768条扫描线。显示器

像素点越多，分辨率越高，图像就更清晰。

点距：指两个像素点间的距离，点距越小，图像越清晰，通常显示器的点距有0.28毫米，

0.31毫米或0.39毫米等。提请注意的是多媒体计算机的显示器一定要选择点距为0.28毫米

或0.28毫米以下的显示器。

刷新率：CRT是通过电子来打击荧光屏而显示图像的，电子束扫过后，几十ms后，其亮

度就会逐渐减弱以至消失，为了得到稳定的图像，必须在消失之前对其进行刷新（也就是再

次显示），刷新率越高，图像越稳定,否则会有抖动感。

图形卡上有它自己的存储区，它称为显存或VRAM。VRAM用于存储当前正在显示的有关数

据，以及此后将要显示的有关数据。VRAM的大小决定着显示器最大分辨率下所能显示的颜色

数和显示的速度。一般图形卡上都留有扩充VRAM的插槽，允许用户扩充VRAM以提高图像和

视频输出的质量。

打印机主要有针式打印机、喷墨打印机、激光打印机等。针式打印机速度慢，噪音大。

但它的耗材便宜。喷墨打印机价格便宜、体积小、噪音低、打印质量高，但对纸张要求高、

墨水消耗量大，适于家庭购买。激光打印机是激光技术和电子照相技术的复合物。它将计算

机输出的信号转换成静电磁信号，磁信号使磁粉吸附在纸上形成有色字体。激光打印机印字

质量高，字符光滑美观，打印速度快，噪音小，但价格稍高一些。打印机的技术指标主要有

打印速度、印字质量、打印噪声等。

3.2.4存储器

存储器是计算机的记忆和存储部件，用来存放信息。对存储器而言，容量越大，存取速

度越快越好。计算机的操作，大量是与存储器之间交换信息，存储器的工作速度相对CPU的

运算速度要低得多，因此存储器的工作速度是制约计算机运算速度的主要因素之一。目前计

算机的存储系统由各种不同的存储器组成。通常至少有两级存储器：一个是包含在计算机中

的内存储器，它直接和运算器、控制器联系，容量小，但存取速度快，用于存放那些急需处

理的数据或正在运行的程序；另一个是外存储器，它间接和运算器、控制器联系，存取速度

慢，但存取容量大，价格低廉，用来存放暂时不用的数据。

1.内存储器

内存又称为主存，它和CPU一起构成了计算机的主机部分。内存由半导体存储器组成，

存取速度较快，由于价格上的原因，一般容量较小。内存中含有很多的存储单元，每个单元

可以存放1个8位的二进制数，即一个字节。通常一个字节可以存放0到255之间的1个无

符号整数或一个字符的代码，而对于其它大部分数据可以用若干个连续字节按一定规则进行

存放。内存中的每个字节各有一个固定的编号，这个编号称为地址。CPU在存储器中存取数

据时按地址进行。所谓存储器容量即指存储器中所包含的字节数，通常用KB和MB作为存储

器容量的单位。

内存储器按工作方式的不同，可以分为随机存储RAM和只读存储器ROM两种。RAM是一

种读写存储器，其内容可以随时根据需要读出，也可以随时重新写入新的信息。内存条就是

将RAM集成块集中在一起的一小块电路板，它插在计算机中的内存插槽上，见图3.8。一般

RAM又分为静态RAM和动态RAM两种。静态RAM的特点是只要存储单元上加有工作电压，它

上面存储的信息就会保持。动态RAM由于利用MOS管极间电容保存信息的，因此随着电容的

漏电，信息会逐渐丢失，为了补偿信息的丢失，要每隔一定时间对存储单元的信息进行刷新。

图3.7常用的输入输出设备

显示器打印机扫描仪

图3.8内存条

不论是静态RAM还是动态RAM，当电源电压去掉时，RAM中保存的信息都将会丢失。RAM

在微机中主要用来存放正在执行的程序和临时数据。由于静态存储器成本较高，通常在存储

器较小的存储系统中采用，以省去刷新电路。在存储量较大的存储系统中宜用动态存储器，

以降低成本。

ROM是一种内容只能读出而不能写入和修改的存储器，其存储的信息是在制作该存储器

时就被写入。在计算机运行过程中，ROM中的信息只能被读出，而不能写入新的内容。ROM常

用来存放一些固定程序、数据和系统软件等，如检测程序、ROMBIOS等。只读存储器除了ROM

外，还有PROM、EPROM等类型。PROM是可编程只读存储器，但只可编写一次。与PROM器件

相比，EPROM器件是可以反复多次擦除原来写入的内容，重新写入新的内容的只读存储器。

EPROM与RAM不同，虽然其内容可以多次擦除而多次更新，但只要更新固化好后，就只能读

出，而不像RAM那样可以随机读出和写入信息。不论那种ROM，其中存储的信息不受断电影

响，具有永久保存的特点。

由于CPU比内存速度快，目前，在计算机中还普遍采用了一种比主存储器存取速度更快

的超高速缓冲存储器，即Cache，置于CPU与主存之间，以满足CPU对内存高速访问的要求。

有了CaChe以后，CPU每次读操作都先查找CaChe，如果找到，可以直接从Cache中高速读出；

如果不在CaChe中再由主存中读出。Cache的存储容量主要有256KB、512KB等。Cache的容

量并不是越大越好，过大的Cache会降低CPU在Cache中查找的效率。

衡量内存的常用指标有容量与速度。目前微机内存容量主要有64MB、128MB、256MB等。

微机内存的速度是指读或写一次内存所需的时间，数量级以纳秒-ns衡量，主要有10纳秒、

8纳秒、7纳秒等。

2.外存储器

内存由于技术及价格上的原因，容量有限，不可能容纳所有的系统软件及各种用户程序，

因此，计算机系统都要配置外存储器。外存储器又称为辅助存储器，它的容量一般都比较大，

而且大部分可以移动，便于不同计算机之间进行信息交流。在微型计算机中，常用的外存有

磁盘、光盘、闪存和磁带，磁盘又可以分为硬盘和软盘。

（1）软盘

软磁盘是一种磁介质形式的大容量存储器。它的磁盘片被装在一个保护套内，保护套保

护磁面上的磁层不被损伤，也防止盘片旋转时产生静电引起数据丢失。在软盘套上开有若干

个孔，其中有磁头读写孔、写保护口等。软盘驱动器的读／写磁头通过磁头读写孔与磁盘接

触，将信息读出或写入。写保护口对磁盘中的数据进行保护，磁盘写保护时，磁盘上的信息

只能被读出，不能写入。目前常用软盘种类是双面高密度3.5英寸盘，它的存储容量为1.44MB。

（2）硬盘

硬磁盘是由若干个硬盘片组成的盘片组，一般被固定在主机箱内，见图3.9。硬盘的存

储格式与软盘类似，但硬盘的容量要大得多，存取信息的速度也快得多。目前微机上所配置

的硬盘容量主要有60GB、80GB和120GB等。硬盘在第一次使用时，也必须首先格式化。

衡量硬盘的常用指标有容量、转速、硬盘自带CaChe（高速缓存）的容量等。容量越大，

存储信息量越多；转速越高，存取信息速度越快；CaChe越大，计算机整体速度越快。目前

普通硬盘的转速有5400转，高速硬盘有7200转。普通硬盘有2MCaChe，而高速硬盘有8MCaChe

等。

（3）光盘

光盘的存储介质不同于磁盘，它属于另一类存储器。主要利用激光原理存储和读取信息。

光盘片用塑料制成，塑料中间夹入了一层薄而平整的铝膜，通过铝膜上极细微的凹坑记录信

息，见图3.10。由于光盘的容量大、存取速度快、不易受干扰等特点，光盘的应用越来越广

泛。光盘根据其制造材料和记录信息的方式的不同一般分为三类：只读光盘、一次性写入光

盘和可擦写光盘。

只读光盘也称CD-ROM（CompactDisk-ReadOnlyMemory），是生产厂家在制造时根据用

户要求将信息写入到盘上，用户不能抹掉，也不能写入，只能通过光盘驱动器读出盘中信息。

计算机上用的CD-ROM有一个数据传输速率指标，称为倍速。一倍速的数据传输速率是

150Kbps,24倍速CD-ROM的数据传输速率是24×150Kbps=3.6MB/s。CD-ROM的标准容量是

650MB。

一次性写入型光盘也称CD-R（CompactDisk-Recordable），可以由用户写入信息，但只

硬盘内部结构

硬盘外部结构

图3.9硬盘

第5柱面是由所有

的第5磁道组成的

第5磁道

读写头

光盘外观光盘表面

图3.10光盘

能写一次，不能抹除和改写(像PROM芯片一样)。这种光盘的信息可多次读出，读出信息时使

用只读光盘用的驱动器即可。一次写入型光盘的存储容量一般为650MB。

可擦写光盘也称CD-RW，它可由用户自己写入信息，也可对已记录的信息进行抹除和改

写，就像使用磁盘—样反复使用。可擦写光盘需插入特制的光盘驱动器进行读写操作，它的

存储容量一般在几百MB至几个GB之间。

DVD-ROM是CD-ROM的后继产品，DVD-ROM盘片的尺寸与CD-ROM盘片完全一致。但不同

的是DVD盘光道之间的间距由原来的1.6um缩小至0.74um，而记录信息的最小凹凸坑长度由

原来的0.83um缩小到0.4um。这直接导致了单面单层的DVD盘的存储容量可提高至4.7GB，

是CD-ROM的7倍，而且DVD驱动器具有向下的兼容性，即也可以读取CD-ROM的光盘。

（4）闪存

闪存是一种新型的EEPROM（电可擦可编程只读存储器）内存。它的历史并不长，但已出

现了各种各样的闪存，有常用的“U盘”，数码相机、MP3上用的CF（CompactFlash）卡、

SM(SmartMedia)卡，MMC（MultiMediaCard）卡等，见图3.11。它们携带和使用方便，容量

和价格适中，一般容量从64MB到2GB，存储数据可靠性强，因此普及很快，深受广大计算机

使用者的青睐。

（5）移动硬盘

移动硬盘主要采用计算机外设标准接口（USB/IEEE1394）的硬盘，即插即用，无需驱

动。它有容量大、单位存储成本低、速度快、兼容性好的特点，是一种便携式的大容量存储

设备

3.3多媒体计算机的硬件构成

上世纪90年代是多媒体技术迅猛发展的时代，多媒体技术是一门融合了微电子技术、

计算机技术、通信技术、数字化声像技术、高速网络技术和智能化技术于一体的综合的高新

技术。多媒体技术应用不断地发展和深化，使多媒体设备成为之后微型计算机的基本配置。

在普通计算机系统的基础上，增加一些硬件设备构成多媒体个人计算机（简称MPC），MPC

由计算机传统硬件设备、光盘存储器、音频信号处理子系统、视频信号处理子系统构建而成，

见图3.12，包括：

⑴新一代的处理器（CPU）。高性能的计算机主机CPU芯片（586以上的CPU芯片），对于

多媒体大量数据的处理是至关重要的。可以完成专业级水平的各种多媒体制作与播放，建立

可制作或播出多媒体的主机环境。

⑵光盘存储器（CD-ROM，DVD-ROM）。多媒体信息的数据量庞大，仅靠硬盘存储空间远远

(c)MMC卡(a)CF卡(b)SM卡

图3.11闪存卡

不够，多媒体信息内容大多来自于CD-ROM、DVD-ROM。大容量光盘存储器成为多媒体系统必

备标准部件之一。

⑶音频信号处理系统，包括声卡、麦克风、音箱、耳机等。其中，声卡是最为关键的设

备，它含有可将模拟声音信号与数字声音信号互相转换（A/D和D/A）的器件，具有声音的采

样与压缩编码、声音的合成与重放等功能，通过插入主板扩展槽与主机相连。

⑷视频信号处理子系统。它具有静态图像或影像的采集、压缩、编码、转换、显示、播

放等功能，如图形加速卡、MPEG图像压缩卡等。视频卡也是通过插入主板扩展槽与主机相连，

通过卡上的输入/输出接口与录像机、摄像机、影碟机和电视机等连接，使之能采集来自这些

设备的模拟信号信息，并以数字化的形式在计算机中进行编辑或处理。

⑸其它交互设备。如鼠标、游戏操作杆、手写笔、触摸屏等。这些设备有助于用户和多

媒体系统交互信息，控制多媒体系统的执行等。

图3.12多媒体计算机配置示意图

1．声卡

声卡是多媒体计算机的必要部件，它是计算机进行声音处理的适配器。声卡就是将模拟

的声音信号，经过模数转换器，将模拟信号转换成数字信号，然后再把信号以文件形式存储

在计算机的存储器和硬盘中。当用户想把此信号播放出来时，只需将文件取出，经过声卡的

数模转换器，把数字信号还原成模拟信号，经过适当的放大后，再通过喇叭播放出来。

声卡真正的质量取决于它的采样和回放能力。影响音质的两个因素是：采样精度和采样

频率。

采样精度决定了记录声音的动态范围，它以位(bit)为单位，比如8位、16位、32位。

8位可以把声波分成256级，16位可以把同样的波分成65,536级的信号。可以想象，位数越

高，声音的保真度越高。

采样频率指每秒钟采集信号的次数。采样率决定了频率响应范围，常用的对声音进行采

样的三种标准以及采样频率分别为：语音效果（11kHz）、音乐效果（22kHz）、高保真效果

（44.1kHz）。频率越高，失真越小。在录音时，文件大小与采样精度、采样频率和单双声道

都是成正比的，如双声道是单声道的两倍，16位是8位的两倍，22K是11K的两倍。

根据使用的总线种类的不同，分为ISA接口和PCI接口的声卡。按照输出声道数分类的

话，一般可以分为单声道声卡、双声道声卡、四声道声卡、5.1声道声卡，见图3.13。

图3.13声卡

2．音箱

音箱是输出声音信号的设备，也是多媒体计算机必不可少的配件，见图3.14。音箱主要

有功率、失真、信躁比等性能指标。

首先它需要通过接口与计算机主机中声卡相连接，这样才能把声卡输出的声音信号引入

音箱放大器。通常接口部分是由一条两端有三芯插头的两芯屏蔽电缆组成（如果是USB

音箱、则需要USB接口专用电缆）。第二部分就是放大器，它的作用是把声卡送来的微弱音频

信号加以放大，使之推动喇叭正常发声，同时放大器还兼有控制功能，如音量大小的控制、

高音低音增益与衰减控制。最后一部分就是音箱了，它负责把放大器送来的音频信号变为声

波，音箱是由箱体和喇叭单元组成，如果放大器与音箱是各自独立的，就称为无源音箱：如

果音箱与放大器是组装在一起的，就称为有源音箱。目前市场上绝大多数多媒体音箱为有源

音箱。

图

3.14音箱

3．显示卡

显示卡又称显示适配器，它是主机与显示器之间连接的“桥梁”，作用是控制电脑的图形

输出，负责将CPU送来的的影象数据处理成显示器认识的格式，再送到显示器形成图象。

显卡主要由GPU、显存、数模转换器(RAMDAC)、VGABIOS、接口等几部分组成，见图3.15,

其中，对显卡性能影响较大的技术参数是GPU、显存和总线接口。

显卡必须插在主板上面才能与主板交换数据，因而就必须有与之相对应的总线接口。显

卡发展至今共出现ISA、PCI、AGP，PCI-E等几种接口，所能提供的数据带宽依次增加。

AGP(AcceleratedGraphicsProt)接口在PCI图形接口的基础上发展而来，是一种专用的显

示接口，具有独占总线的特点，只有图像数据才能通过AGP端口。已成为最主流的总线接口，

目前AGP8X总线带宽达到了2133MB/S。

图3.15显卡

4．摄像头

摄像头作为一种视频输入、监控设备由来已久，随着成像器件的不断成熟，价格降低，

广泛运用于视频会议、远程医疗、网上聊天及实时监控，已成为网络时代多媒体计算机的基

本配置之一，如图3.16。摄像头分为模拟摄像头和数字摄像头。模拟摄像头要配合视频捕捉

卡一起使用，数字摄像头则可以独立与微机配合使用，一般微型计算机都选配数字摄像头。

摄像头的技术参数如下：

摄像头的感光元件可分为CCD和CMOS两种类型。CCD（电荷耦合元件）多作为摄影摄像

的高端技术元件。CMOS（金属氧化物半导体元件），与CCD相比，制造成本低，功耗低，无须

外接电源，是被市场广泛采用的原因。

分辨率就是摄像头解析辨别图象的能力。与CCD/CMOS有直接关系。一般可分为照像解析

度（静态画面捕捉时的分辨率）和视频解析度（动态画面捕捉时的分辨率）两种，照像解析

度一般高于视频解析度。

像素值是影响摄像头质量的重要指标，也是判断其优劣的比较重要的标志。像素值越高，

其解析图象的能力也越强，要求与计算机进行数据交换的通道越宽。

图3.16摄像头

3.4微型计算机的总线与接口

3.4.1微型计算机的总线及标准

总线（BUS）是计算机内部传输指令、数据和各种控制信息的高速通道，用于微机中各组

成部分中传输信息而共同使用的“公路”。微处理器送出三组总线：地址总线AB，数据总

线DB和控制总线CB。其它电路都可以连接到这三组总线上。

1．内部总线

根据总线功能，总线可以分为传输地址的地址总线，用于传输数据的数据总线，用于传

输控制指令的控制总线。这些总线都在CPU内部，统称为CPU内部总线或微处理器总线。

2．外部总线

用于连接CPU、主存和I/O控制器的总线称为外部设备总线或外部总线，简称为总线。

常见的总线有ISA（工业标准体系接口）总线、PCI（外部设备互联）总线、SCSI（小型计算

机系统接口）总线等，它们的传输速度一个比一个快。早期的微型计算机使用ISA总线，现

在ISA总线已被淘汰。SCSI总线原来用于小型计算机中，后来被微机采用，现主要用于服务

器中。

3.4.2微型计算机的接口及标准

接口就是设备与计算机或其他设备连接的端口，主要用来传送信号。一部分是数据信号，

另一部分是控制信号，它们都是为传输数据服务的。

数据传输方式可分为串行、并行两种方式。用于串行传输的接口就叫串行接口。被传送

的数据排成一串，一次发送，其特点是传输稳定、可靠、传输距离长，但数据传输速率较低。

用于并行传输的接口就是并行接口（ParallelPort）。特点是数据传输速率较大、协议简单、

易于操作；由于并行传输在传输时容易受到干扰、传输距离短、有时会发生数据丢失等问题，

所以并口设备的连接电缆一般比较短，否则不能保证正常使用。

在计算机行业中最早出现的串行接口标准是RS-232标准，这个标准直到现在还在个人计

算机上使用，这就是用来外接鼠标或调制解调器(Modem)的COM1、COM2接口。随着计算机技

术的发展，现在又出现了许多新的接口标准，如SCSI、USB和IEEE1394等。

USB（UniversalSerialBus）是一种通用串行总线接口，它是Compaq、IBM等PC大厂

商联合开发的一种新型的、基于令牌的、高速的串行总线标准。USB接口主要具有以下特点：

(1)使用方便，支持热插拔(开机状态下插拔），能真正做到“即插即用”。

(2)传输速率高，目前的USB2.0协议速度高达480Mbps。

(3)易于扩展，通过使用Hub扩展可连接多达127个外设。

(5)独立供电，可从主板上获得500mA的电流。

由于上述优点，开发USB接口的设备已成为一种发展趋势，目前可以通过USB接口连接

的设备有扫描仪、打印机、鼠标、键盘、外置硬盘、数码相机、音箱，甚至还有显示器，具

有很好的通用性。

3.5微型计算机的性能指标与基本配置

微型机的种类很多，主要性能指标包括字长、运算速度、内存容量、主频、外设配置和

软件配置等。

1．字长

字长是指CPU一次能够直接处理二进制的位数。它标志着计算机处理数据的精度，字长

越长，精度越高，处理速度越快。同时字长与指令长度有一个对应关系，因而指令系统功能

的强弱程度与字长有关。目前，一般的大型主机字长在128～256位之间，小型机字长在64～

128位之间，微型机字长在32～64位之间，根据计算机处理的字长的不同有16位机、32位

机和64位机，随着计算机技术的发展，各种类型计算机的字长有所加长。

2．主频（MainCLK）

主频是CPU的时钟频率，英文全称：CPUClockSpeed，也就是CPU运算时的工作频率。

一般说来，主频越高，一个时钟周期里面完成的指令数也越多，当然CPU的速度也就越快了。

不过由于各种各样的CPU它们的内部结构也不尽相同，所以并非所有的时钟频率相同的CPU

的性能都一样。主频的单位是MHz或GHz，微处理器PentiumIV的主频为1024MHz，即1GHz。

主频是计算机的主要技术性能指标，不要把CPU的时钟频率简单地等同于计算机的运算速度。

例如：IntelPentiumⅢ1.13G：表示英特尔公司生产的PentiumⅢ，主频为1.13GHZ；Intel

PentiumIV3.0GHZ表示英特尔公司生产的主频为：3.0GHZ。

外频就是系统总线的工作频率；倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。三者关系十分

密切：主频=外频×倍频。

3．内存总线速度（Memory-BusSpeed）

存放在外存上的数据都要通过内存进入CPU进行处理。所以CPU与内存之间的总线的速

度对整个系统性能有很重要的影响，由于内存和CPU之间的运行速度或多或少会有差异，因

此便出现了二级缓存来协调两者之间的差异，而内存总线速度就是指CPU与二级高速缓存(L2

Cache)和内存之间的通信速度。

4．内存容量

任何程序和数据的存取都要通过内存，内存容量的大小反映了存储程序和数据的能力，

从而反映了信息处理能力的强弱。存储容量越大，所运行的软件的运行越快。在微机上流行

的Windows系列软件，一般需要较大的内存容量。

内存的性能指标：

l．存储容量：即一根内存条可以容纳的二进制信息量，如目前常用内存条的存储容量一

般多为128MB、256MB、512MB、1GB。

2．存储器的可靠性：存储器的可靠性用平均故障间隔时间来衡量，可以理解为两次故障

之间的平均时间间隔。

3．性能价格比：性能主要包括存储器容量、存储周期和可靠性三项内容，性能价格比是

一个综合性指标，对于不同的存储器有不同的要求。

5．外设配置

外设配置是指计算机的输入/输出设备、多媒体部件以及外存储器等的配置情况。其中主

要有：键盘的按键数及它是否是多功能键盘；显示器和打印机的种类和性能指标；光盘驱动

器是CD-ROM还是DVD，速度是多少；声卡和音响的种类和声道数；电脑是否配置有USB或者

IEEE1394接口等。

6．软件配置

软件配置包括操作系统、计算机语言、数据库管理系统、网络通信软件、汉字软件及其

他各种应用软件等。由于目前微型机的种类很多，特别是各类兼容机种类繁多，因此，在选

购微型机时，应以软件兼容比较好为主。一般微型机之间的兼容性包括软盘格式、接口、硬

件总线、键盘形式、操作系统和I/O规范等方面。

以上列出了微机一些主要的性能指标。显然，微型机的优劣不能根据一两项指标来评定，

而是需要综合考虑经济合理、使用效率及性能价格比等多方面因素，以满足应用需求为目的。

习题

一、简答题：

1．简述输入输出设备功能，微机中常用的输入输出设备有哪几种？

2．微机系统主要组成部件有什么？

3．主存储器（内存）与辅助存储器（外存）的区别是什么？

4．微机的主要性能指标有哪几个？

二、选择题

1.通常将微型计算机的运算器、控制器及内存储器称为

A）CPUB）微处理器

C）主机D）微机系统

2.关于微型计算机的知识的叙述正确的是

A）外存储器中的信息不能直接进入CPU进行处理

B）CD-ROM是可读可写的

C）USB接口不支持热插拔

D）Cache比CPU和内存的速度都慢。

3．闪存是

A）一种新型的PROM内存B)一种新型的EEPROM内存

C)一种新型的RAM内存D)一种新型的EPROM内存

4.主存储器有ROM和RAM之分，计算机突然掉电后，存储信息就会丢失的是_________

A)只读存储器B)随机存储器

C)外部存储器D)硬盘

5．计算机的内存储器比外存储器

A）更便宜B）存储容量更大

C）存储速度快D）虽贵但能存储更多信息

6．当前微型计算机的主存储器可分为

A）内存和外存B）RAM与ROM

C）软盘与硬盘D）磁盘与磁带

7．主存储器有ROM和RAM，计算机突然停电后，存储信息就会丢失的是

A）外存储器B）只读存储器

C）寄存器D）随机存取存储器

8．微型计算机中运算器的主要功能是进行

A）算术运算B）逻辑运算

C）算术和逻辑运算D）初等函数运算

9．在下列设备中，哪个属于输出设备

A）显示器B）键盘

C）鼠标D）微机系统

10．微型计算机系统采用总线结构对CPU、存储器和外部设备进行连接。总线通常由三部分

组成，它们是_____________

A）逻辑总线、传输总线和通信总线B）地址总线、运算总线和逻辑总线

C)数据总线、信号总线和传输总线D）数据总线、地址总线和控制总线

11．在微机中，访问速度最快的存储器是

A）硬盘B）软盘

C）光盘D）内存

12．CPU主要由运算器与控制器组成，下列说法中正确的是________________

A)运算器主要负责分析指令，并根据指令要求作相应的运算

B)控制器主要完成对数据的运算，包括算术运算和逻辑运算

C)控制器主要负责分析指令，并根据指令要求作相应的运算

D)控制器直接控制计算机系统的输入与输出操作

13．速度快、分辨率高的打印机是

A）非击打式B）激光式

C）击打式D）点阵式

14．采用PCI的奔腾微机，其中的PCI是

A）产品型号B）总线标准

C）微机系统名称D）微处理器型号

15．配置高速缓冲存储器(Cache)是为了解决______

A)内存与辅助存储器之间速度不匹配问题

B)CPU与辅助存储器之间速度不匹配问题

C)CPU与内存储器之间速度不匹配问题

D)主机与外设之间速度不匹配问题

16.下列配置中哪些是多媒体计算机可选部件______

A）CD-ROM驱动器。B）高质量的音频卡。

B）高分辩率的图形、图像显示。C）高质量的视频采集卡。

17．运算器的组成部分不包括______

A）控制线路B）译码器C）加法器D）寄存器

18．计算机中对数据进行加工与处理的部件，通常称为______

A）运算器B）控制器C）显示器D）存储器

19．完整的计算机硬件系统一般包括外部设备和______

A）运算器和控制器B）存贮器C）主机D）中央处理器

20．下列各组设备中，全部属于输入设备的一组是______

A）键盘、磁盘和打印机B）键盘、扫描仪和鼠标

C）键盘、鼠标和显示器D）硬盘、打印机和键盘

三、填空题

1．当前微机最常用的输入输出设备有。

2．显示器的主要技术指标有。

3．微机的基本配置包括主机、显示器和。

4．CD-ROM的标准容量是。

5．USB接口具有热插拔功能，可以支持多达__________个外设。

6．主频、外频、倍频之间的关系是__________________________。

7.主板上的芯片组分为______________和______________________。

指的是_____________显示器。

9．根据总线功能，总线可以分为、、。数据的传输方式可分

为、。

指的是_______________________。

第4章计算机的软件系统

4.1软件的概念与分类

计算机软件是指计算机程序及其有关文档。

计算机程序：为了告诉计算机做些什么，按什么方法、步骤去做，人们必须把有关的处

理步骤告诉计算机。计算机可以识别和执行的操作表示的处理步骤称为程序。这就是说，程

序要有目的性和可执行性。程序就其表现形式而言，可以是机器能够直接执行的代码化的指

令序列，也可以是机器虽然不能直接执行但是可以转化为机器可以直接执行的符号化指令序

列或符号化语句序列。

文档：是指用自然语言或者形式化语言所编写的用来描述程序的内容、组成、设计、功

能规格、开发情况、测试结构和使用方法的文字资料和图表。例如程序设计说明书、流程图、

用户手册等。

文档不同于程序，程序是为了装入机器以控制计算机硬件的动作，实现某种过程，得到

某种结果而编制的；而文档是供有关人员阅读的，通过文档人们可以清楚地了解程序的功能、

结构、运行环境、使用方法，更方便人们使用软件、维护软件。因此在软件概念中，程序和

文档是一个软件不可分割的两个方面。

在计算机软件发展初期，人们对文档并不重视。随着计算机软件的发展，特别是从大型

复杂程序的编写、使用、维护实践中，人们逐步认识到了文档的重要性。在软件自动生成技

术日益发展的情况下，虽然程序和文档的界限正在变得模糊起来，但从本质上看并没有降低

文档在软件中的重要地位。现在，计算机的使用人员更关心软件的文档，它像是商品的“说

明书”，用户读懂了说明书，就可以了解一项软件能够做些什么，在什么条件下才能运行和怎

样使用、操作它，而无须了解有关的程序。在计算机发展初期，如果说要学会使用计算机就

必须先学会编写程序还有一定道理的话，在软件已经商品化的今天，就不一定完全正确。

从第一台计算机上第一个程序出现到现在，计算机软件已经发展成为一个庞大的系统。

从应用的观点看，软件可以分为三类，即系统软件、支撑软件和应用软件，见图4.1。

1．系统软件

系统软件是计算机系统中最靠近硬件的软件。它与具体的应用无关，其它软件一般都通

过系统软件发挥作用，是软件系统的核心。

系统软件是指那些参与构成计算机系统、供用户直接使用以扩展计算机硬件功能管理协

调整个系统，弥补用户的操作习惯与计算机硬件与计算机设备的操作方法之间的鸿沟的软件。

与具体应用领域无关，系统软件的功能主要是对计算机硬件和软件进行管理，以充分发挥这

些设备的效力，方便用户的使用，为应用开发人员提供平台支持。如操作系统、程序设计语

言、编译系统、网络软件、数据库管理系统及各种软件开发工具都属于系统软件，操作系统、

程序设计语言是系统软件的典型代表。

2．支撑软件

支撑软件是支持其它软件的编制和维护的软件。随着计算机应用的发展，软件的编制和

维护在整个计算机系统中所占的比重已远远超过硬件。从提高软件的生产率，保证软件的正

确性、可靠性和易于维护来看，支撑软件在软件开发中占有重要地位。当然，广义地讲，可

以把操作系统看作支撑软件，或者把支撑软件看作是系统软件的一部分。但是随着支持大型

软件开发而在70年代后期发展起来的软件支撑环境已和原来意义下的系统软件有很大的不

同，它主要包括环境数据库和各种工具，例如测试工具、编辑工具、项目管理工具、数据流

图编辑器、语言转换工具、界面生成工具等。

3．应用软件

应用软件是为计算机在特定领域中的应用而开发的专用软件。例如各种管理信息系统、

飞机订票系统、地理信息系统等等。应用软件包括的范围是极其广泛的，可以这样说，哪里

有计算机应用，哪里就有应用软件。应用软件不同于系统软件，系统软件是利用计算机本身

的逻辑功能，合理地组织用户使用计算机的硬、软件资源，以充分利用计算机的资源，最大

限度地发挥计算机效率，便于用户使用、管理为目的；而应用软件是用户利用计算机和它所

提供的系统软件，为解决自身的、特定的实际问题而编制的程序和文档。

应当指出，软件的分类并不是绝对的，而是相互交叉和变化的。例如系统软件和支撑软

件之间就没有绝对的界限，所以习惯上也把软件分为两大类，即系统软件和应用软件。

在应用软件发展初期，应用软件主要是由用户自己各自开发的各种应用程序。随着应用

程序数量的增加和人们对应用程序认识的深入，一些人组织起来把具有一定功能、满足某类

应用要求，可以解决某类应用领域中各种典型问题的应用程序，经过标准化、模块化之后，

组合在一起，构成某种应用软件包。应用软件包的出现不只是减少了在编制应用软件中的重

复性工作，而且一般都是以商品形式出现的，有着很好的用户界面，只要它所提供的功能能

够满足使用的要求，用户无须再自己动手编写程序，而可以直接使用。而在数据管理中形成

的有关数据管理的软件已经从一般的应用软件中分化出来形成了一个新的分支，特别是数据

库管理系统，目前人们已不把它当成一般的应用软件，而是视作一种新的系统软件。

随着计算机应用领域的不断扩大，应用软件也日益增多，例如办公信息化系统、计算机

辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助教学（CAI）、计算机辅助测试（CAT）、

翻译软件、游戏软件等。

图4.1软件系统结构示意图

4.2系统软件

系统软件是计算机的重要组成部分，管理计算机资源，并为应用软件提供一个统一的

平台。下面介绍计算机中常见的系统软件。

4.2.1操作系统

计算机是一个高速运转的复杂系统：它有CPU、内存储器、外存储器、各种各样的输入

输出设备，通常称为硬件资源；它可能有多个用户同时运行他们各自的程序，共享着大量数

据，通常称为软件资源。如果没有一个对这些资源进行统一管理的软件，计算机不可能协调

一致、高效率地完成用户交给它的任务。

从资源管理的角度，操作系统是为了合理、方便地利用计算机系统，而对其硬件资源和

软件资源进行管理的软件。它是系统软件中最基本的一种软件，也是每个使用计算机的人员

必须学会使用的一种软件。

1.操作系统功能

操作系统五大管理功能，即作业管理、存储管理、信息管理、设备管理和处理机管理。

这些管理工作是由一套规模庞大复杂的程序来完成的。

作业管理解决的是允许谁来使用计算机和怎样使用计算机的问题。在操作系统中，把用

户请求计算机完成一项完整的工作任务称为一个作业。当有多个用户同时要求使用计算机时，

允许哪些作业进入，不允许哪些进入，对于已经进入的作业应当怎样安排它的执行顺序，这

些都是作业管理的任务。

存储管理解决的是内存的分配、保护和扩充的问题。计算机要运行程序就必须要有一定

的内存空间。当多个程序都在运行时，如何分配内存空间才能最大限度地利用有限的内存为

多个程序服务；当内存不够用时，如何利用外存将暂时用不到的程序和数据“滚出”到外存

上去，而将急需使用的程序和数据“滚入”到内存中来，这些都是存储管理所要解决的问题。

信息管理解决的是如何管理好存储在磁盘、磁带等外存上的数据。由于计算机处理的信

息量很大而内存十分有限，绝大部分数据都是保存在外存上。在多个用户使用同一台计算机

的情况下既要保证各个用户的信息在外存上存放的位置不会发生冲突，又要防止对外存空间

占而不用；既要保证任一用户的信息不会被其他用户窃取、破坏，又要允许在一定条件下多

个用户共享，这些都是要靠信息管理解决的。信息管理有时也称为文件管理，是因为在操作

系统中通常是以“文件”作为管理的单位。操作系统中的文件概念与日常生活中的文件不同，

在操作系统中，文件是存储在外存上的信息的集合，它可以是源程序、目标程序、一组命令、

图形、图像或其它数据。

设备管理主要是对计算机系统中的输入输出等各种设备的分配、回收、调度和控制，以

及输入输出等操作。

处理机管理主要解决的是如何将CPU分配给各个程序，使各个程序都能够得到合理的运

行安排。

从资源管理的角度来看，可以把操作系统看作是控制和管理计算机资源的一组程序；从

用户的角度看，操作系统是用户和计算机之间的界面。用户看到的是操作系统向用户提供的

一组操作命令，用户可以通过这些命令来使用和操作计算机。因而学会正确使用这些命令就

成为学会使用计算机的第一步。

2.操作系统基本类型

计算机上使用的操作系统种类很多，但其基本类型可以划分为三类，即批处理操作系统、

分时操作系统和实时操作系统。

批处理操作系统的设计目标是为了最大限度地发挥计算机资源的效率；在这种操作系统

环境下，用户要把程序、数据和作业说明一次提交给系统操作员，输入计算机，在处理过程

中与外部不再交互。分时操作系统的设计目标是使多个用户可以通过各自的终端互不干扰地

同时使用同一台计算机交互进行操作，就好像他自己独占了该台计算机一样。实时操作系统

则要求系统能够对输入计算机的请求，在规定的时间内作出响应，一般说这个时间是很短的，

如果不能响应其后果往往是很严重的。随着计算机网络的出现而为计算机网络配置的网络操

作系统的主要功能则是把网络中各台计算机配置的各自的操作系统有机地联合起来，提供网

络内各台计算机之间的通讯和网络资源共享。而在微型机上使用的单用户操作系统的主要功

能是设备管理和文件管理，一次只能支持运行一个用户程序，独占系统全部资源；多用户操

作系统则可以支持多个用户分时使用。

由于计算机的硬件和软件资源都是在操作系统统一管理、控制下运行的，因而一个计算

机系统的性能和操作系统的质量及运行效率有很大关系；从应用的角度看，操作系统和编译

程序质量及运行效率甚至比硬件更为重要。在应用中选择怎样的操作系统与应用的要求有很

大关系。当前使用比较多的操作系统有UNIX、Linux，MS—DOS和Windows操作系统。

UNIX是1969年由美国电话电报公司(AT＆T)的贝尔实验室推出的一种多用户操作系统，

它可运行在不同厂商制造的各种型号的微型机或大型机上；Linux是LinusTorvalds在大学

学生时期编写的一个操作系统原型，系统放在网上允许下载，许多人对系统进行改进、扩充

和完善，继承了UNIX的优点，开放源代码，是多用户、多任务的免费操作系统，具有强大的

可移植性、良好的开放环境和强大的网络功能；MS—DOS是美国微软公司开发的一种用于个

人计算机的操作系统；Windows是美国微软公司推出的具有多窗口和图形化界面的系统。

4.2.2程序设计语言

为了告诉计算机应当做什么和如何做，必须把处理问题的方法、步骤以计算机可以识别

和执行的操作表示出来，也就是说要编制程序。这种用于书写计算机程序所使用的语言称为

程序设计语言。

程序设计语言按语言级别有低级语言与高级语言之分。可分为机器语言、汇编语言、高

级语言三类。低级语言包括机器语言和汇编语言。

1．机器语言

机器语言是以二进制代码形式表示的机器基本指令的集合、是计算机硬件唯一可以直接

识别和执行的语言。它的特点是运算速度快，每条指令都是0和1的代码串，指令代码包括

操作码与地址码，且不同计算机其机器语言不同，难阅读，难修改。

2．汇编语言

机器语言和汇编语言都是面向机器的低级语言，其特点是与特定的机器有关，工作效率

高，但与人们思考问题和描述问题的方法相距太远，使用繁琐、费时，易出差错，对使用者

要求熟悉计算机的内部细节，非专业的普通用户很难使用。

汇编语言是为了解决机器语言难于理解和记忆，用易于理解和记忆的名称和符号表示的

机器指令。汇编语言虽比机器语言直观，但基本上还是一条指令对应一种基本操作，对同一

问题编写的程序在不同类型的机器上仍然是互不通用。

3．高级语言

高级语言是人们为了解决低级语言的不足而设计的程序设计语言。它是由一些接近于自

然语言和数学语言的语句组成。因此，更接近于要解决的问题的表示方法并在一定程度上与

机器无关，用高级语言编写程序，接近于自然语言与数学语言，易学、易用、易维护。但是

由于机器硬件不能直接识别高级语言中的语句，因此必须经过“翻译程序”，将用高级语言编

写的程序翻译成机器语言的程序，才能执行。一般说来用它的编程效率高，执行速度没有低

级语言高。

高级语言的设计是很复杂的。因为它必须满足两种不同的需要，一方面它要满足程序设

计人员的需要，用它可以方便自然地描述现实世界中的问题，另一方面还要能够构造出高效

率的翻译程序，能够把语言中的所有内容翻译成高效的机器指令。从50年代中期第一个实用

的高级语言诞生以来，人们曾设计出几百种高级语言。目前最常用的高级语言有：FORTRAN

语言、COBOL语言、BASIC语言、C语言、PROLOG语言等。随着面向对象和可视化技术的发展，

出现了像Smalltalk，C++，Java等面向对象程序设计语言和VisualBasic，VisualC++，Delphi

等开发工具。

4.2.3语言处理程序

语言处理程序是把用一种程序设计语言表示的程序转换为与之等价的另一种程序设计语

言表示的程序的程序。在计算机软件中经常用到的语言处理程序是把汇编语言或高级语言“翻

译”成机器语言的翻译程序。被翻译的程序称为源程序或源代码，经过翻译程序“翻译”出

来的结果程序称为目标程序。

翻译程序有两种典型的实现途径,分别称为解释过程与编译过程见图(4.2、4.3)。

解释方式:解释途径是按照源程序中语句的执行顺序，逐句翻译并立即予以执行。即由

事先放入计算机中的解释程序对高级语言源程序逐条语句翻译成机器指令，翻译一句执行一

句，直到程序全部翻译执行完。解释方法类似于不同语言的口译工作。翻译员（解释程序）

拿着外文版的说明书（源程序）在车间现场对操作员作现场指导。对说明书上的语句，翻译

员逐条译给操作员听；操作员根据听到的话（他能懂的语言）进行操作。翻译员每翻译一句，

操作员就执行该句规定的操作。翻译员翻译完全部说明书，操作员也执行完所需全部操作。

解释程序

高级语言源程序执行结果

解释并执行

图4.2解释过程示意图

由于未保留翻译的结果，若需再次操作，仍要由翻译员翻译，操作员操作。

编译方式：先由翻译程序把源程序静态地翻译成为目标程序，然后再由计算机执行目标

程序。这种实现途径可以划分为两个明显的阶段：前一阶段称为生成阶段；后一阶段称为运

行阶段。采用这种途径实现的翻译程序，如果源语言是一种高级语言，目标语言是某一计算

机的机器语言或汇编语言，则这种翻译程序称为编译程序。如果源语言是计算机的汇编语言，

目标语言是相应计算机的机器语言，则这种翻译程序被称为汇编程序。

编译方式类似于不同语言的笔译工作。例如，某国发表了某个剧本（源程序），我们计划

在国内上演。首先须由懂得该国语言的翻译（编译程序）把该剧本笔译成中文本（目的程序）。

翻译工作结束，得到了中文本后，才能交给演出单位（计算机）去演（执行）这个中文本（目

的程序）。在后面的演出（执行）阶段，并不需要原来的外文剧本（源程序），也不需要翻译

（编译程序）。

4.2.4数据库管理软件

计算机处理的对象是数据，因而如何管理好数据就是一个重要的问题。在50年代中期以

前没有专门用于数据管理的软件。操作系统出现以后，可以通过操作系统管理数据。用户可

以通过操作系统对文件进行打开、读、写和关闭，但要对文件内容进行查询、修改，仍然要

编写专门的程序，不能由用户直接查询、修改；文件结构的修改将导致应用程序的修改，使

应用程序的维护工作量很大；文件之间没有联系，很难解决重复存储和不一致的问题；由于

缺少统一管理，在数据的结构、编码、表示格式等方面也不易做到规范化、标准化。为了解

决这些问题。60年代末提出了数据库的概念。

不同于文件，数据库是存储在一起的相互有联系的数据的集合。它能为多个用户、多种

应用所共享，又具有最小的冗余度；数据之间联系密切，又与应用程序没有联系，具有较高

的数据独立性。数据库管理系统就是对这样一种数据库中的数据进行管理、控制的软件。从

外部来看，它为用户提供了一套数据描述和操作语言，用户只须使用这些语言，就可以方便

地建立数据库，并对数据进行存储、修改、增加、删除、查找。

目前在数据库管理软件中常用的数据模型有三种，即关系模型、层次模型和网状模型。

目前在微型机上最常用的数据库管理软件都是支持关系模型的关系数据库系统。其中ORACLE、

SYBASE、INFORMIX、SQLServer是目前世界上最流行的，它们都用SQL作为数据描述、操作、

查询的工具。本书第14章数据库应用基础中，主要介绍在个人计算机上广泛使用的ACCESS

数据库软件的使用。

4.3应用软件

高级语言的出现打破了编写程序的神秘性，使程序设计成为一般人都可以从事的工作。

操作系统的使用，使得一般人都可以方便地操作计算机系统。但计算机要能够为人们服务，

高级语言源程序机器指令目标程序计算结果

编译程序

(编译)

(执行)

图4.3编译过程示意图

还必须依靠各种各样的应用软件。本节所要介绍的字处理和表处理软件都是常用的应用软件。

4.3.1字处理软件

在现代社会中，文字处理工作越来越多。教师编写教材，记者、作家编写新闻、书稿，

企事业单位办公人员起草文件、签定合同协议，都离不开文字处理。字处理软件是为了使人

们能够方便地使用计算机进行文字处理工作而编制的软件。它像数据管理软件一样，从内部

看虽然比较复杂，是一组组程序，但对用户来说，它提供的是一组使用简单方便的命令。

在文字处理软件中，屏幕相当于传统文书工作中的稿纸，屏幕上的光标指示了当前要操

作的文字的位置，键盘相当于起草文稿使用的笔。因而要用好字处理软件首先应习惯于键盘

与屏幕的协同动作，练习好键盘的输入方法，为使用字处理软件打下良好基础。

计算机用于文字信息处理的应用有批处理、所见即所得两种方式。批处理方式通过对文

档加上排版符号后再排版的过程实现对文档格式的相关处理，如北大方正排版软件就是批处

理方式；第二类排版方式是“所见即所得”，通过可视界面的设定直接得到排版结果，如使用

Word、WPS文字处理软件，图4.4例中就是在Word文字编辑中实现对文字的字型、字体、字

号的设定，及时可观察到设定后的文档结果。

一个字处理软件，一般应具有下列功能：

·根据所用纸张尺寸，安排每页行数和每行字数，并能调整左、右边空白；

·自动编排页码；

·规定文本行间距离；

·编辑文件；

·打印文本前，在屏幕上显示文本最后布局格式；

·从磁盘文件或数据库中调入一些标准段落，插入正在编辑的文本。

目前流行的字处理软件有WPS，PE，Word等，我们将在第7章介绍Word的使用。

图4.4Word排版窗口

4.3.2表处理软件

在日常工作中，经常会遇到编制各种会计或统计报表，对数据进行一些加工分析。这类

工作往往繁琐费时。表处理软件是为了减轻这些人员的负担，提高工作效率和质量而编制的

辅助进行这类工作的软件。使用电子表处理软件时，人们只需准备好数据，根据制表要求，

正确选择电子表处理软件提供的命令，就可以快速、准确地完成制表工作。

表处理软件也称做电子表格。它不只是在功能上能够完成通常人工制表工作中所包括的

工作，而且在表现形式上也充分考虑了人们手工制表的习惯，将表格形式直接显示在屏幕上，

使用户操作起来就像在纸质表格上一样方便。图4.5就是Excel界面图。

目前常用的电子表处理软件有Lotusl—2—3和Excel。为了能够看到表格的各个部分，

电子表处理软件设置了专门的命令，使用户可在屏幕上开设多个“窗口”，通过移动窗口来看

到表格的全貌。Excel除了具有通常电子表处理软件功能外，增加了部分数据管理功能和图

形处理功能。它与常用的单一的电子表处理软件相比，具有表格大、功能强等特点，可用于

财政预算、成本估算、决算、销售计划、市场预测以及实验数据的处理等，有着广阔的应用

领域，将在第8章介绍Excel表处理软件的使用。

习题

一、问答题

1．计算机软件可分为哪几类？简述各类软件的含义。

2．什么是程序设计语言？常用的程序设计语言有哪能些？

3．高级语言为什么必须有翻译程序？翻译程序的实现途径有哪两种？

4．简述数据库管理、字处理、表处理软件的功能。

二、填空题

1．常用操作系统有操作系统、操作系统、操作系统、操作系统。

2．操作系统对计算机的管理大致可分为、、、和

五个方面。

图4.5Excel界面

3．数据库系统采用的数据库模型有三种：、和。

4.编译型语言源程序需经________________翻译成目标程序。可重定位的目标程序需再经

____________链接才能生成可执行的程序。

5．多个用户共享CPU的操作系统是_________操作系统。

6．Internet是__________技术和__________技术相结合的产物。

7．计算机能直接执行的程序是。在机器内部是以编码形式表示的。

三、选择题

1.一般操作系统的主要功能是

A）对计算机系统的所有资源进行控制和管理

B）对汇编语言、高级语言程序进行翻译

C）对高级语言程序进行翻译

D）对数据文件进行管理

2．电子计算机直接执行的指令一般都包含①两个部分，它们在机器内部是以②

表示的。由这种指令构成的语言也叫做③。

①A数字和文字B操作码和操作对象

C数字和运算符号D源操作数和目标操作数

②A二进制代码的形式BASCII码的形式

C八进制代码的形式D汇编符号的形式

③A汇编语言B高级语言

C机器语言D自然语言

3．计算机能直接识别的程序是。

A）源程序B）机器语言程序

C）汇编语言程序D）低级语言程序

4．一个完整的计算机体系包括。

A）主机、键盘和显示器B）计算机与外部设备

C）硬件系统和软件系统D）系统软件与应用软件

第5章计算机应用与信息社会

计算机技术已广泛应用到生产制造、产品设计、办公室业务、家庭生活、医疗保健、教

育、科研、交通、通讯、商业、娱乐、金融、气象、军事、勘测、大众传媒等各行各业中。

计算机在信息社会的应用是全方位的，其作用已超出了科学层面、技术层面，达到社会文化

层面。

计算机网络技术已得到广泛的应用，网络游戏、网上教学、网上书店、网上购物、网上

订票、视频点播（VOD）、网上电视直播、网上医院、网上证券交易、虚拟现实以及电子

商务正逐渐走进普通百姓的生活、学习和工作当中；IP电话、网上寻呼、网络实时交谈和

E-mail成为人们重要的通信手段。另一方面，随着计算机网络的重要性及其对社会的影响的

增加，网络所面临的安全威胁，例如病毒、非法访问、黑客攻击等，也日益严峻。本章重点

展开计算机应用与计算机使用的道德等问题。

5.1计算机的主要应用领域

我们生活在物质世界，也面对着信息的世界，信息高速公路，数字电视、机器人医生等

高新产品，其中有着计算机核心技术支持，计算机已不再只与计算有关。它决定着我们信息

社会中数字化生存。

计算机最早应用于科学计算，尔后扩展到了生产过程的自动控制和事务处理，科学计算、

过程控制、事务处理成为计算机应用的三个主要领域。70年代以后，随着微处理器和微型

计算机的出现以及计算机网络的发展，计算机的应用已经遍及科学技术、工业、交通、财贸、

农业、医疗卫生、军事以及人们日常生活等各个方面。从解决数学难题到谱写乐曲，从宇宙

飞船的上天到电子游戏机，从军事指挥系统到电冰箱的自动控制，从银行自动取款机到电视、

电影中的特技画面，从气象预报到机器人，到处都可以看到计算机的应用踪迹。计算机辅助

设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)、计算机辅助教学(CAI)等计算机

辅助技术的应用和计算机在金融、保险、公共交通、商业、服务业的应用，正在对人类社会

的产业结构、就业结构，乃至家庭生活和教育等各个方面产生深远的影响。

归纳起来，计算机的应用主要有下面几种类型：

1．科学计算

科学计算也称为数值计算，通常指用于完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计

算。科学计算是计算机最早的应用领域。在计算机诞生初期，计算机主要用于科学计算，在

弹道计算上显示了它的巨大威力：当时，用ENIAC计算炮弹从发射到弹道轨道40个点的位

置只用了3秒，代替了7个小时的人工计算，速度提高了8400倍。随着科学技术的发展，

使得各种领域中的计算模型日趋复杂，人工计算已无法解决这些复杂的计算问题。科学计算

的特点是计算工作量大、数值变化范围大。

2．数据处理

数据处理也称为非数值计算，是指对大量的数据进行加工处理（如统计分析、合并、

分类等）。使用计算机和其他辅助方式，把人们在各种实践活动中产生的大量信息:文字、

声音、图片、视频等，按照不同的要求，及时地收集储存、整理、传输和应用。与科学计算

不同，数据处理涉及的数据量大。

计算机技术的发展，也为社会和经济的管理和决策提供了新的技术手段，使办公自动化

这一门综合的科学技术提高到了一个新的水平。它将大大提高行政部门的办公效率，提高领

导部门的决策水平。在国家、部门、地区、企业范围内建立起来的计算机管理信息系统(MIS)

将会使管理部门及时、准确、全面地得到有关信息，使政府、企业的管理从定性管理进入定

量管理，辅助各级管理部门做出预测和控制。能够综合利用各种数据、信息、知识、人工智

能、模拟技术建立起的决策支持系统(DSS)，将会为决策部门解决各种复杂问题提供一个方

便有效的工具。它们的实现和广泛使用将会打破许多传统的办公方式。

数据处理是现代化管理的基础。它不仅应用于处理日常的事务，且能支持科学的管理与

企事业计算机辅助管理与决策。以一个现代企业为例，从市场预测、经营决策、生产管理到

财务管理、无不与数据处理有关。实际上，许多现代应用仍是数据处理的发展和延伸。

3．过程控制

过程控制又称实时控制，指用计算机实时采集检测数据，按最佳值迅速地对控制对象

进行自动控制或自动调节。利用计算机对工业生产过程或装置的运行过程进行状态检测并实

施自动控制。不仅可以大大提高控制的自动化水平，而且可以提高控制的及时性和准确性，

从而改善劳动条件、提高产品质量及合格率。

4．CAD/CAM/CIMS

计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，CAD），就是用计算机帮助设计人员进行设

计。由于计算机有快速的数值计算、较强的数据处理以及模拟的能力，辅助设计系统配有专

门的计算程序用来帮助设计人员完成复杂的计算，配有专业绘图软件用来协助设计人员绘制

设计图纸。使CAD技术得到广泛应用。采用计算机辅助设计后，不但降低了设计人员的工作

量，提高了设计的速度，更重要的是提高了设计的质量。

计算机辅助制造（ComputerAidedManufacturing，CAM），就是用计算机进行生产设备

的管理、控制和操作的过程。计算机辅助设计的产品，可以直接通过专门的加工制造设备自

动生产出来。使用CAM技术可以提高产品的质量，降低成本，缩短生产周期。

计算机集成制造系统（ComputerIntegratedManufactureSystem，CIMS），是指以计

算机为中心的现代化信息技术应用于企业管理与产品开发制造的新一代制造系统，是CAD、

CAPP、CAM、CAE、CAQ（计算机辅助质量管理）、PDMS（产品数据管理系统）、管理与决策、

网络与数据库及质量保证系统等子系统的技术集成。

5．人工智能

利用计算机对人进行智能模拟。它包括用计算机模仿人的感知能力、思维能力和行为能

力等。现在人工智能的研究已取得不少成果，有些已开始走向实用阶段。例如，医院的专家

系统，具有一定思维能力的智能机器人等。

计算机作为辅助人类进行脑力劳动的工具，已经对人类社会发展做出了巨大贡献。目前

的计算机虽然已具有计算、记忆、通讯的能力，但识别事物和逻辑判断的能力还很不完善，

人们正在研制具有更强智能能力的计算机。如果说过去人类技术的进步在很大程度上依赖于

生产工具的材料和能源的变革，那么今天将在很大程度上依赖于知识和信息。计算机在信息

与知识社会中将会发挥更大的作用。

6．电子商务

今天在发达国家，计算机的应用已经普及到了社会和家庭。到银行存款、取款可以使用

现金卡，到商店购物可以使用信用卡，到医院看病可以使用医疗卡；人们可以在家庭终端上

了解哪些商品有货和在不同商店的售价，然后通过终端定购；记者将新闻送入计算机，读者

可以在家中通过网络终端阅读；人们携带着笔记本计算机，可以走到哪里就在哪里“办公”；

一部小说，它的文字、插图，乃至改编的电影都可以存入计算机，供你阅读、观看；国际互

联网Internet和多媒体技术的发展已使人们能够以光的速度在全球范围相互传输信息，敖

游广阔的世界，它将极大地推动全球范围科技、文化的交流，推动金融、电子商务的发展，

促使传统产业发生巨大的变化，人们将生存在一个无所不在的数字化世界中。计算机的应用

已从少数专家掌握的技术变成了普通人可以参与的活动。没有计算机知识、不会使用计算机

的人将很难适应信息社会的要求。

5.2信息社会与信息技术

在社会发展阶段，需要有相应的基础设施作支持。在农业社会，田地是社会的基础设施；

在工业革命时代，很多国家通过建设高速公路和铁路等交通运输基础设施取得了经济飞速发

展；在人类历史上，以生产工具为标志的技术进步已经经历了手工工具和大机器生产两个时

期。自从能源代替人成为机器动力以后，人类的体力劳动得到了解放。在信息化时代，“信

息高速公路”成为国家重要的基础设施。一场由建设“信息高速公路”而引发的信息化浪潮

使人类的生产方式进入以提高脑力劳动生产力为主的信息时代。电子计算机的出现不但使人

类的技术进步开始向自动化过渡，扩大了人类的智力，而且使用机器代替人的部分脑力劳动

的愿望成为现实，为人类智力解放的时代揭开了序幕。在新经济时代出现的信息产业，以信

息服务业为主体，以信息资源共享为特征的新型经济形态。伴随着企业类型的转变，社会劳

动结构也将发生变化，从事第一产业和第二产业的人数将会相对减少，信息产业将会从第三

产业中分化出来而在未来社会中占据主导地位。

1.工业的信息化

传统工业的生产方式常把一个完整的生产过程分解为一个个任务明确、功能单一的生产

环节，因而用一些专用的机器承担其中一些环节的生产任务，雇用一定数量的劳动者来执行

那些不易实现机械化的工作，并完成各生产环节之间的衔接。由于工业时代科学技术观念的

特色是强调分析和分解，每个局部环节只有材料和能量的观念，缺乏信息观念和系统观念。

传统工业生产过程一般还不是整体优化的过程。利用现代信息技术特别是智能信息网络技术，

可以解决这些问题。

①现代信息技术具有处理除创造性思维以外的各种信息功能，因而生产过程原本由劳

动者承担的那部分工作就可以由智能信息系统来完成。具体途径是：一方面扩展机器的自动

化和智能化水平，采用计算机控制的数控机床、专家系统、灵巧加工等系统在工厂中以电脑

辅助设计、生产、分析、测试。另一方面设计相应的智能信息系统（如智能机器人等）可承

担机器之间的衔接。在此基础上，把所有这些机器系统组织成为一个有机的工作体系(CIMS)，

成为能够完成全部生产过程的网络，以实现生产过程的全局自动化和智能化。

②可以利用现代信息技术进行系统优化，以信息（知识和智能）来支配和调度材料和

能量。通过仿真或虚拟现实的方法，设计出能够兼顾材料、能量、质量、品种、环境、生态

以及生产过程优化的机器系统。

③在开放性、竞争性、全球化的现代市场经济环境下，工业系统优化设计的范围必须

超越一部机器、一条流水线、一个车间、一个工厂、乃至一个地区或国家，而应扩大到整个

世界的商品生产与市场销售舞台，企业的顾客、需求、原料、产品、利益和竞争都必须面向

全球。企业模式必须是基于全球化智能信息网络的现代企业理念，这就是管理出效益的理念。

④计算机在生产过程中的应用和发展，将使传统的机械工业生产技术从数控机床、智能

机器人的局部应用，发展到全面高度自动化的计算机集成制造系统(CIMS)，使社会生产力实

现巨大飞跃；计算机辅助设计、辅助制造、辅助测试技术的构成和计算机网络的建立，将使

企业规模的小型化和生产布局的分散化成为可能；计算机在工业企业的广泛使用将使众多的

劳动密集型和资本密集型的产业逐步转变成知识密集型和技术密集型的产业。

2.农业的信息化

加强信息技术在农业中的应用，是发展现代农业生产的重要条件。从农业环境、农业

市场、农业生产等三个方面来体会信息化对农业的影响。

①农业的环境是大自然，传统农业最典型的特征是“靠天吃饭”，受制于自然条件。

解决这一问题的出路是建设面向农业环境的信息系统。该信息系统应具有分布辽阔的信息获

取系统，能够早期预报自然灾害等前期征兆，通过网络将数据及时传递到灾害分析中心和决

策中心。中心通过灾害的智能分析处理系统，形成对于灾害的认识和判断，提出行之有效的

抗灾减灾策略。

②农业市场要靠大规模智能信息网络来支持。各种农业产品的市场需求和产品销售信

息通过网络传到有关部门，经过分析得到农产品市场走向，以及农作物的种植计划和农产品

的加工策略。

③利用信息技术改造农业生产方式本身。而信息化对农业生产方式的改造可以从三方

面进行：一是给机器安装相应的智能系统；二是设计一些专家系统、智能机器人系统，使农

业操作逐步实现机械化、自动化和智能化；三是把机械系统和智能系统互联起来，形成面向

农业生产过程的智能网络系统。对农业生产动态监控监测、用信息技术研究生物基因、培育

优良品种等等，典型应用充分表明，现代农业体系是一个生命系统、自然系统和社会系统复

合而成的巨系统，系统中伴随着大量的信息流，只有快速地获取、处理、传播和利用各种农

业信息，进行科学决策，才能够使农业系统高效生产。

3．教育信息化

在学校，计算机教育既影响到教育系统本身（包括对教师、教学活动、课程内容和课

程设置、教学安排及教学组织机构等），计算机文化的普及，计算机应用技术的推广，也直

接关系到学生的知识结构、技能的提高和智力的开发，计算机已成为信息社会不可缺少的工

具，利用计算机进行信息处理的能力已成为现代人能力素质与文化修养的重要标志，已成为

当代大学生素质教育中的重要构成部分。

信息化大大改变那种集中式、封闭式、批处理、以教师为中心单向灌输的传统教学模

式，形成基于全球化智能信息网络的、分布式、开放式、个性化、以学生为中心的双向交互

的现代教育。从网上招生、到辅助教学、远程教学、模拟训练等教学过程以及教学管理，都

离不开计算机管理。

4.信息化社会

比尔盖茨说过：信息科技革命将恒久地改变我们的工作、消费、学习和沟通的方法。

电子商务(E-Commerce)

电子商务将信息技术运用在商业用途上，改善企业组织的操作流程、降低成本、增加效

率，提高用户的满意程度（参见第11章）。

消费购物：通过网络，人们可以轻而易举地检索到自己感兴趣的商品目录，可以通过多

媒体终端系统浏览某家“商店”的货物样品，并在网上完成采购支付，然后通过物流配送系

统收到所购买的货物。

电子银行：自动取款机（ATM）提供了24小时的服务。全靠银行操作的电脑化及网络

架设的普及化才能完成。

电子货币：信用卡、IC卡都是目前使用相当普遍的电子货币。这些电子货币的产生，

使得人们购物付费的方式产生变化，出现了利用电子货币付费的新消费形式。

电子政务（E-government）

电子政务公共管理组织在政务活动中应用现代信息技术、网络技术以及办公自动化技术

等进行办公、管理和为社会提供各种公共服务的一种治理方式。目前国内外政府机关及企业

都已实施电脑化的操作，大大提高了行政效率，也使申办各项手续的申请者可以在外地甚至

家中申办各种业务（参见第11章）。

生物特征的身份认证（BiolgicalCharacteristicAuthentication）

信息社会对于人类自身的身份识别的准确性、安全性与实用性提出了更高的要求。信用

卡号、银行帐号、身份证号、网络登录号，我们可能被生活中越来越多的需要记忆的密码搅

得心烦意乱。可否不用记忆这些密码而实现身份认定呢？传统的身份识别方法主要基于身份

标识物品（如钥匙、证件、ATM卡等）和身份标识知识（如用户名和密码等）。无论是基

于标识物品的身份识别还是基于标识知识的身份识别，这些传统的方法都存在一些明显的缺

点：标识物品容易丢失或被伪造，标识知识容易遗忘或记错。更为严重的是这些身份识别系

统无法区分标识物品真正的拥有者和取得标识物品的冒充者，一旦他人获得了这些标识物品，

就可以拥有相同的权利。生物识别技术所依据是人类自身所固有的生理或行为特征。生理特

征与生俱来，多为先天性的（如指纹、虹膜、脸相等）；行为特征则是习惯使然，多为后天

性的（如笔迹、步态等）。将生理和行为特征统称为生物特征。基于生物特征识别的身份鉴

定技术具有不易遗忘或丢失、防伪性能好，不易伪造或被盗、随身携带，随时随地可用的优

点，是更为安全可靠、使用方便的身份识别新途径，已经引起了国际学术界、企业界、政府

以及国防军事部门的高度关注，具有及其广阔的应用前景。

目前，生物特征的身份认证已开始在机场、银行等场合进行了实际应用。如美国一家高

技术公司研制出的虹膜识别系统已经应用在美国得克萨斯州联合银行的三个营业部内。储户

来办理银行业务，无需银行卡，更没有回忆密码的烦恼。他们在取款机上取钱时，一台摄像

机首先对用户的眼睛进行扫描，然后将扫描图像转化成数字信息与数据库中的资料核对，以

对用户的身份进行检验。日本三菱电机公司将“指纹认证装置”微型化，并内置于公司将要

推出的手机中。使用者打电话时只要用手指触摸手机的传感器部位，手机就能马上识别出指

纹是否与使用者事先登记的指纹一致。如果与事先登记的指纹不相符合，电话就不能接通，

手机用户不必担心手机被人盗用。国内市场上指纹识别的产品也已应用到了许多方面。由于

语音和面像极易为人们所接受，新一代的智能人机接口将融合这两项技术。在不久的将来，

生物识别技术必将越来越广泛地应用于社会生活的各个领域。

个人生活中的计算机应用

日常生活上的应用：可通过网络掌握最新股票行情以从事股票交易、管理家庭收支、查

询火车及飞机的班次及完成订票等。

计划任务：用小型的电脑记事本记事十分方便。它不但容量大、体积小、适合随身携带、

日历功能强大。

休闲娱乐：在个人电脑上观赏电影、听CD、玩电脑游戏、上网聊天等，已经是个人电

脑用户经常从事的应用。利用虚拟实境的技术，可将现实或虚构的环境建构在计算机系统中，

用户可以如亲临实境般地在虚拟的环境中游走。

住所安全：商住社区大都安装了与保卫部门连接的防盗系统、与消防单位连接的火灾警

报系统，以防止各类意外事故的发生。

交通行车：通过在汽车安装电脑自动导航系统可以接收卫星数据并分析路况，让驾驶人

随时掌握最新的交通状况。

医疗服务：医院中的病历数据、处方等也相继实现了信息化。计算机断层扫描CT（）

等新兴的电子医疗设备为人类认识自身提供了先进的诊断工具。网络上虚拟医院的成立，使

得偏远地区的人们可以通过网络得到名医的在线就诊。

现代媒体：以计算机技术为核心，将现代声像技术和通信技术融为一体，追求更自然、

更丰富的接口界面，以极强的渗透力进入了人类文化和生活的各个领域，正改变着人类的生

活和工作方式，成功地塑造了一个绚丽多彩的划时代的多媒体世界。

虚拟现实:利用计算机生成的模拟环境，通过多种传感设备使用户“投入”到该环境中，

用计算机构成的具有表面色彩立体图形，它可以是某一特定现实世界的真实写照，也可以是

纯粹构想出来的世界，实现用户与环境直接进行交互的目的。目前已出现了虚拟工厂、数字

汽车、虚拟人体、虚拟演播室、虚拟主持人。虚拟现实获得了迅速的发展和广泛的应用。

5．网络化对信息社会的影响

网络已在影响着社会生活的各个方面。

①网络将会推动社会生产力以更快的速度发展。在网络时代，信息将会变成一个重要

的社会资源，将会成为社会发展所要依赖的综合性要素，而借助于网络，信息资源的开发和

利用将会变得更为简单。可以通过建立专门的社会、行业、企业和个人的信息网络和信息数

据库，使社会经济的各个部门都能够把企业生产和经营决策建立在及时、准确和科学的信息

基础上，从而推动整个社会生产力的迅速发展。

②通过使用计算机和网络，人类的工作和劳动方式也将会发生许多改变。随着计算机

网络时代的到来，可以预计到在不久的将来，通过计算机网络的连接，人们可以足不出户的

完成工作和学习任务，网络将成为人类最有力的生产工具。

③计算机网络将会开辟电子化管理的时代。通过计算机网络，将会给企业、政府部门

的管理工作带来新的方式和方法。这种电子化管理不仅可以大大节约管理成本，而且能够得

到更高的效率。

④计算机网络对老百姓生活的改变也将产生极大的影响。通过计算机和网络，每个人

在今后将拥有一个新的公共和私人的生活领域，使人们的生活方式出现了崭新的形式。网络

使人与人之间的沟通更加方便，使人与人之间的关系更为密切，使世界的距离变得越来越近。

计算机网络的发展将会对社会产生重大的影响，引起社会的生产和生活的革命性变化，

推动人类文明向更高的阶段发展。

5.3计算机使用引起的社会问题

随着计算机应用的普及，正确使用信息技术已成为影响个人、企业、政府乃至国家的重

要问题。

5.3.1计算机犯罪

计算机犯罪是随着计算机技术的发展与普及而产生的一种新型犯罪。它是指行为人利用

计算机操作所实施的危害计算机信息系统（包括内存数据和程序）安全和其他严重危害社会

的犯罪行为。可包括两种形式：一种是以计算机为犯罪工具而进行的犯罪，如利用计算机进

行金融诈骗、盗窃、贪污、挪用等犯罪；另一种是以计算机为破坏对象而实施的犯罪，如非

法侵入计算机系统罪、破坏计算机信息系统罪等犯罪行为。

计算机犯罪事实上是信息犯罪。一般是指采取窃取、篡改、破坏、销毁计算机系统内部

的程序、数据和信息，从而实现犯罪的目的。1997年实施的新的《中华人民共和国刑法》

将计算机犯罪列入到了刑事立法体系中，1994年后陆续颁布了《中华人民共和国计算机信

息系统安全保护条例》、《中华人民共和国计算机信息网络国际联网管理暂行规定》、《计算机

信息网络国际联网安全保护管理办法》、《计算机信息网络国际联网出入口信道管理办法》等

法律法规来限制和制裁计算机犯罪。

计算机犯罪是属高技术性的犯罪行为，所使用的手法较为隐密且不易察觉，常见的计算

机犯罪的类型和手段如下：

计算机犯罪的类型：1）非法入侵计算机信息系统、2）利用计算机实施贪污、盗窃、

诈骗和金融犯罪等活动、3）利用计算机传播反动和色情等有害信息、4）知识产权的侵犯、

5）网上经济诈骗、6）网上诽谤，个人隐私和权益遭受侵犯、7）利用网络进行暴力犯罪、8）

破坏计算机系统（如病毒危害等）。

计算机犯罪的手段：1）数据欺骗、2）特洛伊木马、3）香肠术、4）逻辑炸弹、5）

陷阱术、6）寄生术、7）超级冲杀、8）异步攻击、9）废品利用、10）伪造证件。

5.3.2计算机病毒

1．计算机病毒的概念

计算机病毒是一种人为蓄意制造的、以破坏为目的的程序。它寄生于其他应用程序或系

统的可执行部分，通过部分修改或移动别的程序，将自我复制加入其中或占据原程序的部分

并隐藏起来，到一定时候或适当条件时发作，对计算机系统起破坏作用。之所以被称为“计

算机病毒”，是因为它具有生物病毒的某些特征—破坏性、传染性、寄生性、潜伏性和激发

性。

破坏性

计算机病毒的破坏性因计算机病毒的种类不同而差别很大。有的计算机病毒仅干扰软件

的运行而不破坏该软件；有的无限制地侵占系统资源，使系统无法运行；有的可以毁掉部分

数据或程序，使之无法恢复：有的恶性病毒甚至可以毁坏整个系统，导致系统崩溃。据统计，

全世界因计算机病毒所造成的损失每年以数百亿计。

传染性

传染性即自我复制能力,是计算机病毒最根本的特征,也是病毒和正常程序的本质区别。

计算机病毒具有很强的繁殖能力，能通过自我复制到内存、硬盘和软盘，甚至传染到所有文

件中。Internet日益普及，数据共享使得不同地域的用户可以共享软件资源和硬件资源，

但与此同时，计算机病毒也可通过网络迅速蔓延到联网的计算机系统。

寄生性

病毒程序一般不独立存在，而是寄生在磁盘系统区或文件中。侵入磁盘系统区的病毒称

为系统型病毒，其中较常见的是引导区病毒，如大麻病毒、2078病毒等。寄生于文件中的

病毒称为文件型病毒，如以色列病毒(黑色星期五)等。还有一类既寄生于文件中又侵占系统

区的病毒，如“幽灵”病毒、Flip病毒等，属于混合型病毒。

潜伏性

计算机病毒可以长时间地潜伏在文件中，并不立即发作。在潜伏期中，它并不影响系统

的正常运行，只是悄悄地进行传播、繁殖，使更多的正常程序成为病毒的“携带者”。一旦

满足触发条件，病毒发作，才显示出其巨大的破坏威力。

激发性

激发的实质是一种条件控制，一个病毒程序可以按照设计者的要求，例如指定的日期、

时间或特定的条件出现时在某个点上激活并发起攻击。

电脑病毒的防治包括两个方面，一是预防，二是杀毒。预防胜于治疗，预防电脑病毒对

保护你的电脑系统免受病毒破坏是非常重要的。如果你的电脑被病毒攻击，亡羊补牢为时未

晚也，因此查杀病毒和预防都是不可忽视的。

2．计算机病毒的特征

例如，“特洛伊木马病毒”是根据古希腊神话中的木马来命名的，这种程序从表面上看

没有什么，但是实际上却隐含着恶意意图。一些木马程序会通过覆盖系统中已经存在的文件

的方式存在于系统之中，同时它可以携带恶意代码，还有一些木马会以一个软件的身份出现

（例如：一个可供下载的游戏），但它实际上是一个窃取密码的工具。这种病毒通常不容易

被发现，因为它一般是以一个正常的应用的身份在系统中运行的。其中比较典型的如“灰鸽

子”、“QQ狩猎者”等。与其他病毒程序不同的是它不自我复制。

例如“蠕虫病毒”是一种可以自我复制的完全独立的程序，它的传播不需要借助被感染

主机中的其他程序。蠕虫的自我复制不象其他的病毒，它可以自动创建与它的功能完全相同

的副本，并在没人干涉的情况下自动运行。蠕虫是通过系统存在的漏洞和设置的不安全性。

通过大量繁殖和传播造成网络数据过载，最终使网络瘫痪，它的自身特性可以使它以及快的

速度传输（在几秒中内从地球的一端传送到另一端）。其中比较典型的如“冲击波”病毒。

例如“移动代码病毒”是能够从主机传输到客户端计算机上并执行的代码，它通常是通

过网页被传送到客户计算机上的。通常用于编写移动代码的工具包括Javaapplets，ActiveX，

JavaScript，和VBScript。

3．计算机病毒的防治

指通过电子邮件、网页等网络方式来进行传播的计算机病毒，由于互联网的用户遍及全

世界，因而其影响是非常巨大的。

电脑病毒的防治包括两个方面，一是预防，二是杀毒。预防胜于治疗，预防电脑病毒对

保护你的电脑系统免受病毒破坏是非常重要的。如果你的电脑被病毒攻击，亡羊补牢为时未

晚也，因此查杀病毒和预防都是不可忽视的。

预防病毒首先要在思想上重视，加强管理，防止病毒的入侵。基本方法如下：

（1）不要将在公用计算机上用过的软盘或U盘随便连接到自己的计算机上使用，应先

用杀毒软件检查，确认无毒后再使用。

（2）要使用正版软件，不买盗版软件。不使用来路不明的光盘或软盘，以防里面暗藏

病毒。

（3）新买的计算机软件及存有重要信息的软盘，一定要先加上写保护。这样软盘就无

法写入数据，病毒当然也无法进入了。

（4）从因特网下载文件时要小心，下载文件要经杀毒软件检查。收电子邮件时，如果

有自己不熟悉且地址奇怪的邮件，不要轻易打开。

（5）重要的数据一定要做备份，这样一旦病毒毁坏了我们的计算机系统，还可以重新

将数据拷入硬盘。

（6）有的病毒只在某一特定时间发作（比如“CIH”在每月26日），可以在这一天把计

算机的时间调成别的时间，把病毒骗过去之后再把时间调回来。

思想重视是基础，采取有效的查毒与消毒方法是技术保证。检查病毒与消除病毒目前通

常是使用防病毒软件（如金山毒霸、瑞星杀毒等）。切记防病毒软件要经常升级，以保证能

够查杀最新的病毒。预防与消除病毒是一项长期的工作任务，不是一劳永逸，应坚持不懈。

5.3.4软件知识产权

计算机发展过程中带来的另一问题是计算机软件产品的盗版。软件是抽象的、逻辑性的

产品，它不以实物形态存在和传播，很容易被复制和修改，这就为不法分子提供了可乘之机。

盗版软件给我国软件业带来的危害十分严重。因为软件开发是高科技产品，它需要软件公司

作大量的前期投入，软件的开发成本很高。这样高投入的产品，由于盗版产品的侵入而得不

到收益，软件公司将无法维持，也不会有人愿意做软件，软件产业也不会有大的发展。在盗

版大战中真正的受益人是那些不法盗版厂商，而购买盗版软件的用户最终会发现那些没有服

务、没有保障、没有支持的盗版软件不会给他们带来任何收益。我国在1990年制定的著作

权法中明确地将计算机软件作为版权法的保护客体，并于1991年制定了《计算机软件保护

条例》，又于2001年修改了《计算机软件保护条例》，对计算机软件专门进行保护。我们要

自觉抵制盗版软件，扶植我国还不太成熟的软件工业，不给不法厂商以可乘之机。

5.3.4计算机使用道德

在网络化所产生的虚拟社会中，应该象现实社会一样，遵守一定的道德规范。目前，国

内外一些计算机和网络组织制定了一系列相应的规则，在这些规则中，比较著名的是美国计

算机伦理协会为计算机伦理学所制定的10条戒律，具体内容是：

（1）你不应该用计算机去伤害他人；

（2）你不应该去影响他人的计算机工作；

（3）你不应该到他人的计算机文件里去窥探；

（4）你不应该用计算机去偷盗；

（5）你不应该用计算机去作假证；

（6）你不应该拷贝或合作你没有购买的软件；

（7）你不应该使用他人的计算机资源，除非你得到了准许或者作出了补偿；

（8）你不应该剽窃他人的精神产品；

（9）你应该注意你正在写入的程序和你正在设计的系统的社会效应；

（10）你应该始终注意，使用计算机时是在进一步加强你对你的人类同胞的理解和尊敬。

习题

1．计算机在现代社会中的地位与作用是什么？请结合自己身边的实际，谈谈计算机的主要

应用领域。

2．结合自己的实际，谈谈信息化带动社会现代化的实例。

3．我国在制裁计算机犯罪和保护软件知识产权方面已有哪些法规和条例。

4．什么是计算机病毒?计算机病毒具有哪些特点?它的主要危害是什么？

5．计算机病毒的传染方式有哪两种?

6．常见的计算机病毒有哪些类型?清除计算机病毒的主要方法有哪些?

7．我国在年制定了《计算机软件保护条例》。