作者：刘筱冬王丹姜雪辉主编
出版社：高等教育出版分社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
计算机文化基础试读：
前言
随着计算机技术以及信息技术的快速发展和应用，计算机已经成为社会各行各业的必备工具。掌握计算机技术及相关操作知识也已成为当代人的必修课。
根据教育部非计算机专业计算机文化基础的教学要求，参照高校大学生计算机的学习使用需求，我们组织编写了本书。本书的参编人员均是教学一线从事本课程教学多年的教师，编写原则是既考虑多数学生对计算机基本知识和技能的学习需求，又考虑知识技能的快速更新性，力求把最基本、最实用和最新的内容呈现给读者。本书既可以作为普通高校、高职院校“计算机文化基础”和“大学计算机基础”等课程的教材，也可供初学者自学参考之用。
本书共分10 章，书中详细介绍了计算机的产生、发展、组成、编码等基础知识以及信息技术、多媒体技术、网络技术等计算机相关技术的知识。书中对计算机的常用软件尤其是Windows、Office 等进行了细致的讲解，读者通过本书的学习可以对计算机及其相关技术有一个全面的认识，并可以使用计算机进行日常的工作、学习和娱乐。
本书第1 章由赵振杰编写，第2 章由鹿秀霞编写，第3 章由王丹编写，第4章由冯敏编写，第5 章由宋颜云编写，第6 章由李文锋编写，第7 章由姜雪辉编写，第8 章由孙赛赛编写，第9 章由刘筱冬编写，第10 章由李远伟编写。全书由刘筱冬、王丹、姜雪辉统稿定稿。
由于编者水平有限，加之编写时间仓促，书中内容、文字方面可能存在不足之处，敬请广大读者予以批评指正。编者
目录
封面
扉页
版权
前言
第1章 计算机基础知识与信息技术
1.1 信息技术基础
1.1.1 信息和数据
1.1.2 信息的特征
1.1.3 计算机处理信息的过程
1.2 计算机技术概述
1.2.1 电子计算机的产生与发展
1.2.2 计算机的特点
1.2.3 计算机的分类
1.2.4 计算机的应用领域
1.2.5 计算机的发展趋势
1.2.6 微型计算机的产生与发展
1.3 计算机系统概述
1.3.1 计算机系统的组成
1.3.2 计算机的硬件系统
1.3.3 计算机的软件系统
1.3.4 计算机的工作过程
1.3.5 微型计算机的硬件系统
1.4 数制转换
1.4.1 数字化信息编码的概念
1.4.2 进位计数制
1.4.3 不同进制之间的转换
1.4.4 二进制数在计算机内的表示
1.5 计算机中的信息编码
1.5.1 二—十进制BCD 码（Binary-Coded Decimal）
1.5.2 西文字符编码
1.5.3 汉字的编码表示
1.5.4 汉字的输入
第2章 Windows XP 操作系统
2.1 操作系统概述
2.1.1 操作系统基础知识
2.1.2 典型的操作系统
2.2 中文Windows XP 基础知识
2.2.1 Windows XP 概述
2.2.2 Windows XP 中的基本术语及其基本操作
2.3 Windows XP 磁盘文件管理
2.3.1 Windows XP 中磁盘文件的相关概念
2.3.2 Windows XP 中文件及文件夹的浏览
2.3.3 Windows XP 中文件及文件夹的管理
2.3.4 Windows XP 磁盘的管理
2.4 Windows XP 的控制面板设置
2.4.1 显示器的设置
2.4.2 输入设备的设置
2.4.3 “开始”菜单的设置
2.4.4 区域和语言选项的设置
2.4.5 添加硬件
2.4.6 添加/删除程序
2.4.7 打印机的设置
2.4.8 用户和组的设置
2.4.9 其他辅助设置
2.5 Windows XP 附件的使用
2.5.1 记事本的使用
2.5.2 “画图”程序的使用
2.5.3 Windows XP 系统工具的使用
2.5.4 计算器的使用
2.5.5 Windows XP 中的多媒体应用程序
第3章 Word 2003 及应用
3.1 字处理软件简介
3.1.1 Office 2003 简介
3.1.2 常用的字处理软件
3.2 启动Word 2003
3.2.1 使用【开始】菜单启动Word
3.2.2 使用桌面快捷方式启动Word
3.2.3 打开已有的Word 文档启动Word
3.3 Word 2003 窗口
3.3.1 标题栏
3.3.2 菜单栏
3.3.3 工具栏
3.3.4 标尺
3.3.5 编辑区
3.3.6 滚动条
3.3.7 状态栏
3.3.8 任务窗格
3.3.9 Word 联机帮助
3.4 创建新文档
3.4.1 创建空白文档
3.4.2 使用本机上的模板创建新文档
3.5 文档内容的录入
3.5.1 文档录入基础
3.5.2 全角、半角字符及符号的输入
3.5.3 插入对象
3.6 保存和关闭文档
3.6.1 保存文档
3.6.2 关闭文档
3.7 打开文档
3.7.1 打开一个文档
3.7.2 同时打开多个文档
3.8 视图方式和其他显示方式
3.8.1 普通视图方式
3.8.2 页面视图方式
3.8.3 Web 版式视图方式
3.8.4 大纲视图方式
3.8.5 阅读版式视图方式
3.8.6 全屏显示
3.8.7 文档结构图
3.8.8 设置显示比例
3.8.9 拆分窗口
3.8.10 显示或隐藏非打印字符
3.9 文档的编辑和排版
3.9.1 文档的基本编辑
3.9.2 字符格式设置
3.9.3 段落格式设置
3.9.4 制表位
3.9.5 美化文档及排版
3.9.6 页面设置
3.9.7 打印
3.10 表格制作
3.10.1 创建表格
3.10.2 表格的编辑
3.10.3 设置表格格式
3.10.4 表格计算与排序
3.11 对象的插入与处理
3.11.1 绘制图形
3.11.2 插入图形对象
3.12 Word 2003 的高级设置
3.12.1 邮件合并
3.12.2 索引和目录
3.12.3 域
第4章 Excel 2003 及应用
4.1 Excel 2003 基础
4.1.1 Excel 2003 窗口
4.1.2 工作簿的基本操作
4.1.3 保护工作簿
4.2 工作表的编辑
4.2.1 数据输入
4.2.2 工作表的编辑
4.2.3 工作表的操作
4.3 工作表中数值计算
4.3.1 使用公式
4.3.2 使用函数
4.4 工作表的格式设置
4.4.1 单元格格式设置
4.4.2 页面设置及打印
4.5 数据管理
4.5.1 数据清单的概念
4.5.2 数据排序
4.5.3 数据筛选
4.5.4 数据分类汇总
4.5.5 合并计算
4.6 数据图表化
4.6.1 图表的基础知识
4.6.2 创建与编辑图表
4.7 Word 与Excel 的协同操作
4.7.1 对象链接技术
4.7.2 对象嵌入技术
第5章 PowerPoint 2003 及应用
5.1 PowerPoint 2003 基础
5.1.1 PowerPoint 2003 的启动
5.1.2 PowerPoint 2003 的窗口
5.1.3 视图方式
5.2 创建演示文稿
5.2.1 从空演示文稿开始创建
5.2.2 根据内容提示向导创建演示文稿
5.2.3 根据设计模板创建演示文稿
5.2.4 创建演示文稿的其他方法
5.3 幻灯片的制作和编辑
5.3.1 幻灯片的制作
5.3.2 幻灯片的对象制作
5.4 幻灯片的编辑和基本格式设置
5.4.1 选择幻灯片
5.4.2 文本的编辑和格式设置
5.4.3 删除、隐藏和重排幻灯片
5.5 幻灯片的修饰
5.5.1 幻灯片版式
5.5.2 背景
5.5.3 应用设计模板
5.5.4 应用配色方案
5.5.5 应用母版
5.5.6 页眉和页脚
5.6 演示文稿的放映设置
5.6.1 幻灯片放映设置
5.6.2 设置切换效果和切换时间
5.6.3 录制旁白
5.6.4 超链接
5.6.5 设置放映方式
5.7 幻灯片的放映
5.7.1 幻灯片放映方法
5.7.2 演讲者放映方式下的放映控制
5.8 演示文稿的打印和打包
5.8.1 演示文稿的打印
5.8.2 演示文稿的打包
5.8.3 演示文稿的网络发布
第6章 Access 2003 及应用
6.1 数据库系统简介
6.1.1 数据库的概念
6.1.2 数据库技术的产生和发展
6.1.3 数据模型
6.2 Access 2003 概述
6.2.1 Access 简介
6.2.2 Access 的数据库对象
6.2.3 数据库基本操作
6.3 表 及 应 用
6.3.1 表简介
6.3.2 表的建立
6.3.3 数据的编辑
6.3.4 建立表间关系
6.4 查询及应用
6.4.1 查询的概念
6.4.2 查询的建立
6.4.3 查询的基本操作
6.5 窗体及应用
6.5.1 窗体的概念
6.5.2 窗体的建立
6.6 打 印
6.6.1 记录的打印
6.6.2 窗体的打印
6.6.3 报表的打印
第7章 计算机网络基础与Internet
7.1 计算机网络基础知识
7.1.1 计算机网络概述
7.1.2 计算机网络的协议与体系结构
7.1.3 计算机网络的组成
7.2 局域网基础知识
7.2.1 局域网概述
7.2.2 Windows XP 中局域网的配置和使用
7.3 Internet 基础
7.3.1 Internet 的起源与发展
7.3.2 我国的Internet 发展与现状
7.3.3 Internet 的组成
7.3.4 网络地址
7.3.5 Internet 提供的服务
7.3.6 Internet 的接入方式
7.4 Internet 服务
7.4.1 WWW 信息浏览服务
7.4.2 文件传输协议（FTP）
7.4.3 电子邮件（E-mail）
第8章 网页制作
8.1 HTML 概述
8.1.1 HTML 和网页
8.1.2 HTML 文件
8.1.3 常用的HTML 标记
8.2 FrontPage 2003 及应用
8.2.1 FrontPage 2003 中的视图
8.2.2 创建站点
8.2.3 网页编辑
8.2.4 插入对象
8.2.5 创建超链接
8.2.6 网页布局
8.2.7 创建表单页面
8.2.8 网站的发布
第9章 多媒体技术基础
9.1 多媒体技术概述
9.1.1 多媒体技术的基本概念
9.1.2 多媒体技术的主要特征
9.2 多媒体计算机系统的组成
9.2.1 多媒体计算机硬件系统
9.2.2 多媒体计算机软件系统
9.3 多媒体技术
9.3.1 声音/音频信息处理
9.3.2 图像和视频的信息处理
9.3.3 虚拟现实
9.4 多媒体技术的应用
第10章 网络信息安全
10.1 网络信息安全
10.1.1 网络信息安全概述
10.1.2 计算机犯罪
10.1.3 常见信息安全技术
10.2 计算机病毒
10.2.1 计算机病毒概述
10.2.2 计算机病毒的结构与分类
10.2.3 病毒的传播途径
10.2.4 计算机病毒发作的症状
10.2.5 计算机病毒的预防与清除
10.3 防火墙与入侵检测技术
10.3.1 防火墙
10.3.2 入侵检测技术
10.4 信息安全策略
10.4.1 物理安全策略
10.4.2 WindowsXP 操作系统的安全性
10.4.3 数据库安全策略
10.4.4 IE 浏览器及邮箱的安全设置
10.4.5 电子政务安全策略
10.4.6 电子商务安全策略
10.4.7 信息安全政策与法规
参考文献
第1章 计算机基础知识与信息技术1.1 信息技术基础1.1.1 信息和数据1．信息（Information）“信息”一词来源于拉丁文“Information”，意思是一种陈述或一种解释、理解等。信息的定义迄今说法不一，从不同角度，专家们给出了信息的不同定义。
控制论的创始人之一维纳（N．Weiner）认为：信息是我们在适应外部世界、感知外部世界的过程中与外部世界进行交换的内容。
信息论的创始人香农（Shannon）在1948 年给信息的定义是：信息是可以减少或消除不确定性的内容。也就是说，信息的功能是消除事物的不确定性，把不确定性变为确定性，信息量就是不确定性减少的程度。这里所谓的“不确定性”是指如果人们对客观事物缺乏全面的认识，就会表现出对这些事物的情况是不清楚的、不确定的，这就是不确定性。
我国信息论专家钟义信提出：事物的信息是指该事物的运动状态和状态变化的方式，包括这些状态和方式的外在形式、内在含义和实际效用。
一般认为：信息是在自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性。
2．数据（Data）
数据是信息的具体物理表示，它是信息的载体，是载荷信息的各种物理符号。数据的概念包括两个方面：一方面数据内容反映或描述事物特性；另一方面数据是存储在某一媒体上的符号的集合。描述事物特性必须借助一定的符号，这些符号就是数据形式。因此，数据的形式是多种多样的。
从计算机角度看，数据就是用于描述客观事物的数值、字符等一切可以输入到计算机中，并可由计算机加工处理的符号集合。数值、文字、语言、声音、光、图形和图像等都是不同形式的数据。可以看出，在数据处理领域中的数据概念与在科学计算领域相比已大大拓宽。1.1.2 信息的特征
信息有区别于其他事物的本质特征。主要表现在以下几个方面。
1．信息必须依附于载体而存在
信息是事物运动的状态和属性而不是事物本身，所以，它不能独立存在，必须借助某种符号才能表现出来，而这些符号又必须附在某种物体上。
2．信息的可共享性
可共享性是指信息可以被共同分享和占有。信息的拥有者可以和其他人共享信息而不会使原拥有者产生损失，也不会失去原有信息，这是信息与物质的显著区别。例如：有线电视节目、杂志等拥有众多的观众和读者，这些观众和读者就是在共享信息。
3．信息的时效性
一条信息在某个时刻之前可能具有很高的价值，但是在某个时刻之后可能就没有任何价值了，这就是信息的时效性。
4．信息的社会性
信息直接与社会应用相联系，信息只有经过人类加工、处理，并通过一定的形式表现出来才真正具有应用价值。因此，真正意义上的信息离不开社会。
5．信息的价值性
信息的价值性在于获取的信息可以影响人们的思维、决策和行为方式，从而为人们带来不同层面上的收益。1.1.3 计算机处理信息的过程
计算机处理信息的过程大体分为：数据输入、数据加工和结果输出3 个步骤。人们通过输入设备将各种原始数据输入到计算机，计算机对输入的信息进行加工、处理，然后将结果通过输出设备以文件、图像、动画、图表或声音的形式表示出来。
事实上，计算机与人类处理信息的过程有本质的区别，主要表现在：计算机对信息的处理能力不是自发产生或学习形成的，而是人事先赋予的。人设计好程序，再将程序输入计算机。计算机按照程序的规定，一步一步完成程序设计者交给的任务。所以，计算机处理信息的过程，其实是人所编制的程序的执行过程，是人的思维的一种体现。1.2 计算机技术概述
自从1946 年诞生第一台电子数字计算机以来，计算机科学已成为本世纪发展最快的一门学科。尤其是微型计算机的出现及计算机网络的发展，使得计算机及其应用已渗透到社会的各个领域，有力地推动了社会信息化的发展，掌握和使用计算机已成为人们必不可少的技能。1.2.1 电子计算机的产生与发展
1946 年2 月由美国宾夕法尼亚大学研制的第一台全自动电子计算机ENIAC（El-ectronic Numerical Integrator And Calculator），即“电子数字积分计算机”诞生了，如图1-1 所示。这台计算机共使用2了18 800 多个电子管，占地170m，耗电174kW，重达30t。从1946 年2 月开始投入使用，到1955 年10 月最后切断电源，服役9 年多。虽然它每秒只能进行5 000 次加减运算，但它预示了科学家们将从烦琐的计算中解脱出来。ENIAC 机的问世，表明了电子计算机时代的到来，它的出现具有划时代的意义。图1-1 ENINC（电子数字积分计算机）
60 多年来，根据电子计算机采用的物理器件的发展，一般将电子计算机的发展分成几个阶段。
1．第一代电子计算机
第一代电子计算机是电子管计算机，时间大约为1946 年～1957 年。其基本特征是采用电子管作为计算机的逻辑元件；数据表示主要是定点数；用机器语言或汇编语言编写程序。由于当时电子技术的限制，每秒运算速度仅为几千次，内存容量仅几KB。因此，第一代电子计算机体积庞大，造价很高，仅限于军事用途和科学研究工作。其代表机型有IBM650（小型机）、IBM709（大型机）等。
2．第二代电子计算机
第二代电子计算机是晶体管电路电子计算机，时间大约为1958 年～1964 年。其基本特征是逻辑元件逐步由电子管改为晶体管，内存所使用的器件大都使用铁淦氧磁性材料制成的磁芯存储器。外存储器有了磁盘、磁带，各类外设也有所增加。运算速度达每秒几十万次，内存容量扩大到几十KB。与此同时,计算机软件也有了较大发展，出现了FORTRAN、COBOL、ALGOL 等高级语言。与第一代计算机相比，晶体管电子计算机体积小、成本低、功能强、可靠性大大提高。除了科学计算外,还用于数据处理和事务处理。其代表机型有IBM7094、CDC7600。
3．第三代电子计算机
第三代电子计算机是集成电路计算机，时间约为1965 年～1970 年。随着固体物理技术的发展,集成电路工艺已可以在几平方毫米的单晶硅片上集成由十几个甚至上百个电子元件组成的逻辑电路。第三代电子计算机基本特征是逻辑元器件采用小规模集成电路（Small Scale Integration，SSI）和中规模集成电路（Middle Scale Integration,MSI）。第三代电子计算机的运算速度，每秒可达几十万次到几百万次。存储器得到进一步发展,体积更小、价格低、软件逐渐完善。这一时期，计算机同时向标准化、多样化、通用化和机种系列化发展。高级程序设计语言在这个时期有了很大发展，并出现了操作系统和会话式语言，计算机开始广泛应用在各个领域。其代表机型有IBM360。
4．第四代电子计算机
第四代电子计算机称为大规模集成电路电子计算机，时间从1971 年至今。进入20 世纪70年代以来，计算机逻辑元器件采用大规模集成电路（Large Scale Integration，LSI）和超大规模集成电路（Very Large Scale Integration，VLSI）技术，在硅半导体上集成了1 000～100 000 个以上电子元器件。集成度很高的半导体存储器代替了服役达20 年之久的磁芯存储器。计算机的速度可以达上千万次到十万亿次。操作系统不断完善，应用软件已成为现代工业的一部分。计算机的发展进入了以计算机网络为特征的时代。1.2.2 计算机的特点
1．运算速度快
运算速度快是计算机最显著的特点之一。所谓运算速度就是计算机每秒处理机器语言指令的条数。运算速度从最初的每秒几千次发展到用每秒万亿次来衡量的水平。如今个人电脑也达到了每秒几亿次。运算速度经常用MIPS 度量（百万条指令/秒），MIPS 是Million Instructions Per Second 的缩写，它表示计算机每秒处理百万条机器语言指令数。计算机运算速度快，不仅提高了工作效率，而且加快了科学技术的发展。
2．计算精度高
由于计算机采用二进制数字进行运算，因此可以用增加表示数字的设备和运算技巧等手段，使数值计算的精度提到很高。一般计算工具只有几位有效数字，而计算机的有效位数可达几十位，甚至更多。这是其他任何计算工具都无法比拟的。
3．具有非凡的存储能力
计算机具有强大的存储（记忆）功能。它不仅可以存储大量的原始数据、中间数据和最后结果，还可以存储指挥计算机工作的程序。存储程序是计算机工作的一个重要原则，这是计算机能自动处理的基础。
4．具有逻辑判断能力
计算机不仅能进行算术运算，还能进行逻辑运算，并根据逻辑运算的结果选择相应的处理，即具有逻辑判断能力。逻辑判断能力是实现推理和证明的基础。记忆功能、算术运算和逻辑判断能力相结合，可使计算机能模仿人类的某些智能活动，成为人类脑力延伸的重要工具。
5．具有很强的自动控制能力
计算机内部操作运算是根据人们事先编好的程序自动执行。用户只要根据需要，将事先编好的程序输入计算机，计算机就会在不需要人工干预的情况下自动连续工作，完成预定的各项任务。
6．通用性强和应用范围广
同一台计算机，只要安装不同的软件或连接到不同的设备上，就可以完成不同的任务，也就是说它的通用性强。由于计算机具有以上诸多方面的特点，因而它的用途极其广泛。从国防应用到工农业生产，从尖端科学到人们的衣食住行，计算机可谓无处不在。1.2.3 计算机的分类
计算机的分类方法较多，根据处理的对象、用途和规模不同可有不同的分类方法，下面介绍常用的分类方法。
1．按处理的对象划分
计算机按处理的对象可划分为模拟计算机、数字计算机和混合计算机3 种。（1）模拟计算机
指专用于处理连续的电压、温度等模拟数据的计算机。其特点是参与运算的数值由不间断的连续量表示，其运算过程是连续的。由于受元器件质量影响，其计算精度较低，应用范围较窄。模拟计算机目前已很少生产。（2）数字计算机
指用于处理数字数据的计算机。其特点是数据处理的输入和输出都是数字量，参与运算的数值用非连续的数字量表示，具有逻辑判断及关系运算等功能。数字计算机是以近似人类大脑的“思维”方式进行工作的，所以又被称为“电脑”。（3）混合计算机
这种计算机的输入和输出既可以是数字数据，也可以是模拟数据，它是模拟技术与数字技术灵活结合的计算机。
2．根据计算机的用途划分
根据计算机的用途不同可分为专用计算机和通用计算机两种。（1）通用计算机
通用计算机适用于解决一般问题，其适应性强，应用面较广，如科学计算、过程控制等，但其运行效率、速度和经济性依据不同的应用对象会受到不同程度的影响。（2）专用计算机
专用计算机用于解决某特定方面的问题，配有为解决某特定问题而专门开发的软件和硬件。专用计算机针对某类问题能显示出最有效、最快速和最经济的特性，但它的适应性较差，不适于其他方面的应用。
3．根据计算机的规模划分
计算机的规模一般指计算机的一些主要技术指标：字长、运算速度、存储容量、输入和输出能力、配置软件丰富与否、价格高低等。计算机根据其规模、速度和功能等的不同一般分为巨型机、大型机、小型机、微型机等。（1）巨型机
一般用于国防尖端技术和现代科学计算等领域。巨型机是当代速度最快，容量最大，体积最大，造价也是最高的机型。目前，巨型机的运算速度已达每秒几十万亿次，并且这个记录不断被刷新。研制巨型机是衡量一个国家经济实力和科学技术水平的重要标志。（2）大型机
大型机具有较高的运算速度和较大的存储容量，一般用于科学计算、数据处理或用作网络服务器。随着微机与网络的迅速发展，大型主机正在被高档微机群所取代。（3）小型机
小型机又称小型超级计算机或桌上型超级电脑，典型产品有美国Convex 公司的C-1、C-2、C-3 等。（4）微型计算机
微型计算机简称微机，是目前应用最广泛的一种计算机。微机的中央处理器采用微处理芯片，体积小、重量轻。目前，微机使用的微处理芯片主要有Intel 公司的Pentium 系列、AMD 公司的Athlon 系列等。1.2.4 计算机的应用领域
1．数值计算（科学计算）
计算机最早被应用于数值计算领域。目前，数值计算领域主要包含计算量大而且计算复杂的场合，如各学科的基础理论研究、人造卫星的轨迹计算和气象预报等。
2．数据处理（信息处理）
数据处理是利用计算机对大量数据进行收集、传输、分类、查询、统计、加工、分析、检索和存储等。数据处理现在是计算机的主要应用领域，主要适用于计算不太复杂，但数据量大、逻辑判断多的场合，如数据报表、人口普查数据分析和图书资料检索等。
3．计算机辅助系统
计算机辅助系统可以帮助人们更好地工作、学习和生活。主要有以下几个方面：
计算机辅助设计（CAD）是设计人员利用计算机的图形处理功能进行各种设计工作。例如，服装款式和模具的设计等都是CAD 系统的具体应用。
计算机辅助教学（CAI）是利用计算机辅助教师完成授课工作。它把计算机作为传授和学习科学知识的工具，将教学内容编制成多媒体教学课件，学生借助于计算机获得知识信息，使教学过程具体化和形象化，从而提高教学效果。
此外还有计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）、计算机辅助教育（CAE）和计算机集成制造系统（CIMS）等。
4．自动控制
自动控制是指在生产过程中，利用计算机对控制对象进行自动控制和自动调节，并对其进行处理和判定，选择最佳方案，直接指挥受控对象进行有步骤的工作。自动控制主要应用于机械、冶金、石油、化工和电力等有关行业。
5．人工智能
人工智能是计算机发展的新领域，主要是利用计算机模拟人类的某些高级思维活动，提高计算机解决实际问题的能力。目前研究的方向有模式识别、自然语言识别、图像景物分析、自动定律证明、知识表示、机器学习、专家系统和机器人等。这是计算机应用中最诱人的，也是难度最大且研究最活跃的领域之一。
6．电子商务（E-Business）
所谓“电子商务”是指通过计算机和网络进行商务活动。电子商务是在Internet 的广阔联系与传统信息技术系统的丰富资源相结合的背景下应运而生的一种网上相互关联的动态商务活动，在Internet 上展开。
电子商务发展前景广阔，可为人们提供众多的机遇。世界各地的许多公司已经通过Internet 进行商业交易。他们通过网络方式与顾客联系、与批发商联系、与供货商联系、与股东联系，并且进行相互间的联系。他们在网络上进行业务往来，其业务量往往超过传统方式。同时，电子商务系统也面临着诸如保密性、可测性和可靠性等挑战。但这些挑战随着科学技术的发展和社会的进步是可以战胜的。
电子商务旨在通过网络完成核心业务，改善售后服务，缩短周转时间，从有限的资源中获取更大的收益，从而达到销售商品的目的。它向人们提供新的商业机会和市场需求，也对有关政策和规范提出挑战。
电子商务始于1996 年，虽然起步规模不大，但其高效率、低支付、高收益和全球性的优点，很快受到各国政府和企业的广泛重视，发展势头不可小觑。1.2.5 计算机的发展趋势
关于计算机的发展速度，30 多年前，美国科学家戈登·摩尔提出了后来被称为“摩尔定律”的论述：中央处理器（CPU）的功能和复杂性每年（其后期减慢为18 个月）会增加一倍，而成本却成比例的递减。
现在处理器的处理能力每隔一年半就会增长一倍，比最初的Intel 4004 已经有了百万倍的提高，而价格却日趋下降。摩尔定律的基本内容包括：
● 芯片密度每18 个月增加1 倍，体积越来越小。
● CPU 性价比大约18 个月翻一番，速度越来越快。
未来的计算机将向着巨型化、微型化、网络化和智能化的方向发展。
1．巨型化
巨型化是指发展高速的、存储量大和功能强大的巨型计算机。大型机主要用于生物工程、核实验、天文和气象等大规模科学计算。世界各国都投入了巨大的人力和物力开发巨型计算机。目前，国内外研制的巨型计算机其运算速度已经达到每秒千亿次。
2．微型化
随着微电子技术的不断发展，计算机的体积变得更小，价格也越来越低。
3．网络化
网络化是计算机发展的一个趋势。Internet 是全球最大的互连网络，在短短的几年里用户迅速增长到几亿。Internet 将分散在世界各个角落的计算机连成一个巨大的网络，实现了全球信息资源的共享。计算机技术、通信技术和控制技术（三者合称为3C 技术，即Computer，Communication 和Control）的结合必将实现计算机的网络化。
4．智能化
智能化是计算机发展的又一个重要方向。计算机智能化是指使计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力。现在研制的新一代计算机，不仅能够根据人的指挥进行工作，而且能够具有“听”、“看”、“说”和“想”的能力。1.2.6 微型计算机的产生与发展
20 世纪70 年代计算机发展最重要的事件莫过于微型计算机的诞生和迅速普及。微型计算机开发的先驱是美国Intel 公司年轻的工程师马西安·霍夫（M．E．Hoff）。1969 年他接受日本一家公司的委托，设计台式计算器系统的整套电路。他大胆地提出了一个设想，把计算机的全部电路做在4 个芯片上，即中央处理器芯片、随机存取存储器芯片、只读存储器芯片和寄存器电路芯片。这就是一片4 位微处理器Intel4004、一片320 位（40 字节）的随机存取存储器、一片256 字节的只读存储器和一片10 位的寄存器，它们通过总线连接起来，于是就组成了世界上第一台4 位微型电子计算机——MCS-4。1971 年诞生的这台微型计算机揭开了世界微型机发展的序幕。
1．第一代微处理器
1972 年，Intel 公司又研制成功8 位微处理器Intel8008，它主要采用工艺简单、速度较低的P 沟道MOS（Metal Oxide Semiconductor — 金属氧化物半导体）电路。这就是人们通常称作的第一代微处理器，由它装备起来的微型计算机称为第一代微型机。
2．第二代微处理器
1973 年，出现了采用速度较快的N 沟道MOS 技术的8 位微处理器，这就是第二代微处理器。具有代表性的产品有Intel 公司的Intel8085、Motorola 公司的M6800、Zilog 公司的Z80 等。第二代微处理器的功能比第一代显著增强，以它为核心的微型机及其外围设备都得到相应发展并进入兴盛期。由它装备起来的微型计算机称为第二代微型机。
3．第三代微处理器
1978 年，16 位微处理器的出现，标志着微处理器进入第三代。首先开发成功的16 位微处理器的是Intel 公司。由于它采用了H-MOS（H-High Performance）新工艺，使新的微处理器Intel8086比第二代的Intel8085 在性能上又提高了将近10 倍。类似的16 位微处理器还有Z8000、M68000等。由第三代微处理器装备起来的微型计算机称第三代微型机。
4．第四代微处理器
1985 年起采用超大规模集成电路的32 位微处理器开始问世，标志着第四代微处理器的诞生。如Intel 公司的Intel80386、Zilog 公司的Z80000、惠普公司的HP-32、NS 公司的NS-16032 等，新型的微型机系统完全可以与20 世纪70 年代大中型计算机相匹敌。用第四代微处理器装备起来的微型计算机称为第四代微型机。1993 年，Intel 公司推出32 位微处理器芯片Pentium，它的外部数据总线为64 位，工作频率为66MHz～200MHz，以后的Pentium Pro、Pentium MMX 、Pentium Ⅱ、PentiumⅢ、PentiumⅣ等CPU 都是更先进的32 位高档微处理器。1.3 计算机系统概述1.3.1 计算机系统的组成
计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成, 如图1-2 所示。这一节将分别介绍计算机硬件系统和软件系统。图1-2 计算机系统的组成1.3.2 计算机的硬件系统
与ENIAC 诞生的同时，美籍匈牙利数学家冯·诺依曼等人于1946 年提出了一个完整的计算机雏形EDVAC 计算机，其结构如图1-3 所示。图1-3 计算机结构组成
冯·诺依曼等人提出了重要的设计思想：（1）计算机由5 个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。（2）采用存储程序的方式，程序和数据存放在同一个存储器中。（3）指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数指明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺序递增，但可按运算结果或外界条件而改变。
近70 年来，虽然现在的计算机系统从性能指标、运算速度、工作方式、应用领域和价格等方面与当时的计算机有很大差异，但基本结构没有变，都属于冯·诺依曼计算机。
1．运算器
运算器也称为算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit，ALU）。它的功能就是算术运算和逻辑运算。算术运算就是指加、减、乘、除（有些ALU 不具有乘、除功能）。而逻辑运算就是指“与”、“或”、“非”、“比较”、“移位”等操作。在控制器的控制下，运算器对取自内存或内部寄存器的数据进行算术或逻辑运算。
2．控制器
控制器一般由指令寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。控制器的作用是控制整个计算机的各个部件有条不紊的工作，它的基本功能就是从内存取指令和执行指令。所谓执行指令就是：控制器首先按程序计数器所指出的指令地址从内存中取出一条指令，并对指令进行分析，然后根据指令的功能向有关部件发出控制命令，控制它们执行这条指令所规定的功能。这样逐一执行一系列指令，就使计算机能够按照这一系列指令组成的程序的要求自动完成各项任务。
控制器和运算器合在一起被称为中央处理器（Central Processing Unit，CPU），它是计算机硬件系统的核心。
3．存储器
存储器是计算机中用于存放程序和数据的部件。存储器分为两类：内存储器和外存储器，简称内存和外存。（1）内存储器
内存储器（简称内存或主存）。在计算机运行中，要执行的程序和数据存放在内存中。内存一般由半导体器件构成。内存是CPU 可以直接访问的存储器，是计算机中的工作存储器，即当前正在运行的程序与数据都必须存放在内存储器中。内存是存取速度快而容量相对较小的一类存储器。
内存储器分为只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）。计算机在工作过程中只能从只读存储器中读出实现存储的数据，而不能改写，断电后只读存储器中的数据仍能长期保存。CPU 从随机存储器中即可读出信息又可写入信息，但断电后所存的信息会丢失。（2）外存储器
外存储器也可以作为输入/输出设备。用来存储大量的暂时不参加运算或处理的数据和程序。外存的特点是存储容量大、可靠性高并且价格低。
对于存储器的有关术语简述如下：
① 地址：整个内存被分成若干个存储单元，每个存储单元一般可存放8 位二进制数（字节编址）。每个存储单元可以存放数据或程序代码。为了能有效地存取该单元内存储的内容，每个单元必须有唯一的编号（称为地址）来标识。如同旅馆中每个房间必须有唯一的房间号，才能找到该房间内的人一样。
② 位（Bit）：存放一位二进制数即0 或1 称为位。
③ 字节（Byte）：8 个二进制位为一个字节。
为了便于衡量存储器的大小，统一以字节（B）为单位。容量大小一般用KB、MB、GB、TB来表示，它们之间的关系是：
1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB，其10中1024=2。
4．输入设备
输入设备用来接收用户输入的原始数据和程序，并将它们变为计算机能识别的形式（二进制数）存放到内存中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、手写输入设备和数字化仪等。
5．输出设备
输出设备用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式。常用的输出设备有：显示器、打印机和绘图仪等。1.3.3 计算机的软件系统
计算机是依靠硬件和软件的协同工作来完成某一指定任务的。一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。程序可以用机器指令来编写, 也可以用程序设计语言来编写。指令就是让计算机完成某个操作所发出的命令，即计算机完成某个操作的依据。那么，什么是计算机软件呢？广义地讲，软件是指系统中的程序以及开发、使用和维护程序所需要的所有文档的集合。
计算机系统的软件极为丰富，要对软件进行恰当的分类是相当困难的。一种通常的分类方法是将软件分为系统软件和应用软件两大类。
1．系统软件
系统软件是计算机系统的一部分，它是支持应用软件的运行的。为用户开发应用系统提供一个平台，用户可以使用它，一般不能随意修改。一般常用的系统软件如下。（1）操作系统（Operating System，OS）
为了使计算机系统的所有资源（包括中央处理器、存储器、各种外部设备及各种软件）协调一致，有条不紊地工作，就必须有一个软件来进行统一管理和统一调度，这种软件称为操作系统。它的功能就是管理计算机系统的全部硬件资源、软件资源及数据资源，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的和友善的服务界面。
操作系统是一个庞大的管理控制程序，它大致包括如下5 个管理功能：进程与处理机调度、作业管理、存储管理、设备管理和文件管理。实际的操作系统是多种多样的,根据侧重面不同和设计思想不同，操作系统的结构和内容存在很大差别。对于功能比较完善的操作系统，应具备上述5 个部分。（2）语言处理程序
计算机只能执行机器语言程序，用高级语言编写或汇编语言编写的程序（称为源程序），计算机是不能直接识别和执行的。因此必须配备一种系统工具，它的任务是把用汇编语言或高级语言编写的源程序翻译成机器可执行的机器语言程序，这种系统工具就是“语言处理程序”。语言处理程序包括解释程序、汇编程序和翻译程序。
① 解释程序
解释程序接受用某种程序设计语言（如C、C++语言等）编写的源程序，然后对源程序的每条语句逐句进行解释并执行，最后得出结果。也就是说，解释程序对源程序是一边翻译，一边执行，并不产生目标程序。
② 汇编程序
汇编程序是把用汇编语言写的源程序翻译成机器可执行的由机器语言表示的目标程序的翻译程序，其翻译过程叫汇编。
③ 编译程序
编译程序是翻译程序，它将用高级语言所编写的源程序翻译成与之等价的用机器语言表示的目标程序，其翻译过程称为编译。（3）连接程序
连接程序又称为组合编译程序或连接编译程序。它可以把目标程序变为可执行的程序。几个被分割编译的目标程序，通过连接程序可以组成一个可执行的程序。将源程序转换成可执行的目标程序一般分为两个阶段：
① 翻译阶段：提供汇编程序或编译程序将源程序转换成目标程序。这一阶段的目标模块由于没有分配存储器的绝对地址，仍然是不能执行的。
② 连接阶段：这一阶段是用连接编译程序把目标程序以及所需的功能库等转换成一个可执行的装入程序。这个装入程序分配有地址是一可执行程序。
从源程序输入到可执行的装入程序的过程如图1-4 所示。图1-4 源程序输入到可执行程序（4）诊断程序
诊断程序主要用于对计算机系统硬件的检测。能对CPU、内存、软硬驱动器、显示器、键盘及I/O 接口的性能和故障进行检测。对于微机目前常用的诊断程序有QAPLUS、PCBENCH、WINBENCH 等。（5）数据库系统
数据库系统是20 世纪60 年代后期才产生并发展起来的，它是计算机科学领域中发展最快的一种技术。主要是面向解决数据处理的非数值计算问题，目前主要用于档案管理、财务管理、图书资料管理及仓库管理等数据处理。（6）数据仓库
数据仓库是近年来迅速发展起来的一种存储技术，是近两年来计算机领域的一个热门话题，也是今后数据库市场的一个主要增长点。什么是数据仓库？目前，对数据仓库还没有一个统一的定义。但几乎一致的观点是：数据仓库绝不是数据的简单堆积。被称为数据仓库之父的Bill Inmon 对数据仓库是这样定义的：“数据仓库是面向主题的、集成化的、稳定的、随时间变化的数据集合，用以支持决策管理的一个过程”。所以，数据仓库的主要服务对象是企业或机构中的高层领导或决策人士，是向他们提供分析战略数据的一种数据存储与管理方式。显然，数据仓库的基础是数据库，但又不同于数据库。它存储大量的、决策分析所必需的、历史的、分散的和详细的操作数据，经过处理能将这些数据转换成集中统一、随时可用的信息。目前，几家主要的数据库厂商和软件厂商都加入到数据仓库产品的开发中来。
2．应用软件
应用软件是指计算机用户利用计算机的软、硬件资源为某一专门的应用目的而开发的软件。例如：科学计算、工程设计、数据处理、事务管理和过程控制等方面的程序。（1）文字处理软件
主要用于将文字输入到计算机内，存储在外存中，用户能对输入的文字进行修改、编辑，并能使输入的文字以多种字体、多种字型及多种格式打印出来。目前常用的文字处理软件有WPS、Microsoft Word 等。（2）表格处理软件
表格处理软件主要处理各式各样的表格。它可以根据用户的要求自动生成各式各样的表格，表格中的数据可以输入，也可以从数据库中取出。可根据用户给出的计算公式，完成复杂的表格计算，计算结果自动填入对应栏目里。如果修改了相关的原始数据，计算结果栏目中的结构数据也会自动更新，不需用户重新计算。一张表格制作完后，可存入外存，方便以后重复使用。也可以通过打印机将表格打印出来。目前常用的表格处理软件有Microsoft 公司的Excel 等。（3）辅助设计软件
计算机辅助设计（CAD）技术为近20 年来最具成效的工程技术之一。由于计算机有快速的数值计数、较强的数据处理以及模拟能力，因此目前在汽车、飞机、船舶、超大规模集成电路VLSI 等设计制造过程中，CAD 占据着越来越重要的地位。计算机辅助设计软件能高效率地绘制、修改和输出工程图纸。设计中的常规计算可帮助设计人员寻找较好的方案，设计周期大幅度缩短而设计质量却大为提高。应用该技术能使各行各业的设计人员从繁重的绘图设计中解脱出来，使设计工作计算机化。目前常用的软件有AutoCAD 等。（4）实时控制软件
在现代化工厂里，计算机普遍用于生产过程的自动控制。例如，在化工厂中，用计算机控制配料、温度、阀门的开闭；在炼钢车间，用计算机控制加料、炉温、冶炼时间等；在发电厂，用计算机控制发电机组等。
用于生产过程自动控制的计算机，其控制方式一般都是实时控制，对计算机的速度要求不高，但可靠性要求很高，否则会生产出不合格产品或造成重大事故。
用于控制的计算机，其输入信息往往是电压、温度、压力和流量等模拟量。要先将模拟量转换成数字量，然后计算机才能进行处理或计算。处理或计算后，以此为依据根据预定的控制方案对生产过程进行控制。1.3.4 计算机的工作过程
计算机系统的各个部件能够有条不紊地协调工作，全部是在控制器的控制下完成的。计算机的工作过程可以归结为以下几步：
① 控制器控制输入设备将数据和程序从输入设备输入到内部存储器中；
② 在控制器指挥下，从存储器取出指令送入指令寄存器；
③ 控制器对指令寄存器中的指令进行分析，指挥运算器、存储器执行指令规定的操作；
④ 由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控制信息，去完成该指令所要求的操作。程序计数器加1 或将转移地址送入程序计数器，然后回到步骤②，如此反复，直到程序结束。1.3.5 微型计算机的硬件系统
微型计算机又称为个人计算机，经过40 年的不断发展，它已成为现代信息社会的一个重要角色。如图1-5 所示，微型计算机由以下几个部分组成：中央处理器（CPU）、主板、内部存储器（主存）、外部存储器（辅存）、接口设备、输入设备、输出设备和电源等。图1-5 微型机算计的硬件系统
中央处理器CPU 和主存储器构成计算机的主体，称为主机。主机以外的大部分硬件设备都称为外围设备或外部设备，简称外设。它包括输入输出设备、外存储器和辅助存储器等。
1．微处理器
在微型计算机中，中央处理器被称作微处理器，即我们通常所说的CPU，是微型计算机硬件的核心部件。如图1-6 所示为一款Athlon 微处理器的外观标志。
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