一、电子计算机技术

电子计算机的发明

1930年,美国有一位名叫莫奇里的物理学博士在研究物理的过程中,常常被大量枯燥、繁琐的计算所困扰,为此,他研制出了一台模拟计算工具——谐波分析机和一台不大的专用计算机。可这两种机器的运算速度都很慢。1940年,电子管的诞生,给莫奇里以极大的信心。他相信,将电子管应用于计算装置必定会提高计算速度。可是,他绞尽脑汁,也没能想出应用电子管的设计方案。

1941年1月15日晚,为研制工作停滞不前而苦恼至极的莫奇里,随手拿起了当天的《得梅因论坛报》。报上的一条简讯引起了他的极大兴趣:

“本报讯:依阿华学院物理教授约翰·阿塔纳索夫博士制成了电子计算机,其工作原理比其他机器更近似于人脑。据阿塔纳索夫博士说,机器将包括300多支真空管,并将用于解决复杂的代数。机器占地面积相当于大办公桌,完全用电学器件制成,并用于科学研究。阿塔纳索夫研制这一机器已有数年,大约再过一年即可竣工。”

简讯的边上还附有一张电子部件的照片。

莫奇里激动地看了几遍简讯和照片。自己梦寐以求的电子计算机,原来早已有人在研制,而且即将问世。他兴奋得彻夜难眠。

第二天,莫奇里启程前往依阿华州。他要登门拜访阿塔纳索夫。

善良的阿塔纳索夫热情地接待了莫奇里。他一五一十地向莫奇里介绍了自己研制电子计算机的过程,还详细说明了自己的设计方案。莫奇里聚精会神地听着阿塔纳索夫的说明,不时还提些自己不理解的问题,阿塔纳索夫一一给予解答。末了,莫奇里要告辞时,阿塔纳索夫从抽屉里取出一本笔记本,并将它郑重地交给莫奇里,说道:“这是我多年的心血,里面记录了有关的设计思路,对你也许会有帮助。让我们一起为人类的科学事业作贡献吧!”

莫奇里知道这里面的分量,他用颤抖的双手接过笔记本,并向阿塔纳索夫表示深深的谢意。

“听君一席话,胜读十年书”。莫奇里觉得这一趟拜访,使他仿佛看到了一个色彩斑斓的世界。

回到当时任教的宾夕法尼亚大学莫尔电气工程学院后,莫奇里仍然沉浸在幸福之中。他仔细地对阿塔纳索夫提出的设计方案进行推敲,这确实是一个缜密而巧妙的设计方案。

1942年8月,莫奇里以阿塔纳索夫的设计方案的观点为框架,结合自己的一些经验,写成一篇题为《高速电子管装置的使用》的论文。

此文独到的见解、新颖的论点引起莫尔电气工程学院师生的广泛兴趣。

该学院的研究生——23岁的艾克特看到这篇文章后,如沐春风,兴奋不已。他早就关注计算机研制进展情况,认为研制过程有几个难关很难攻。如今,莫奇里的文章把这些问题一一解决了。

艾克特拜访了莫奇里。两位年轻人越谈越投入,真是相见恨晚。他们决定一起来研制电子计算机,将设想付诸实践。

要制造电子计算机,需要巨额的资金。当时,第二次世界大战已经爆发,美国已于1941年12月宣布参战。在战争期间,只有战争需要的东西才是最重要的。他们担心会出现阿塔纳索夫那样的命运。原来,阿塔纳索夫的研制资金由依阿华学院农业实验站提供。在美国宣布参战后,农业实验站中断了资助,使阿塔纳索夫的多年心血付之东流。

莫奇里的运气要比阿塔纳索夫好多了。在他写出设计论文后不久,莫奇里所在单位——莫尔电气工程学院电工系,奉命同阿伯丁弹道实验研究所合作,每天为陆军提供6张火力表。这是一项工作量极大的工作。因为每张表都要计算几百条弹道,而一个熟练的计算员,用机械计算一道飞行时间为60秒的弹道,就需要20个小时。

莫奇里向阿伯丁军方代表格尔斯坦中尉推荐了自己的电子计算机设计方案,并陈述了电子计算机对军事方面的重大意义。格尔斯坦对此表现出极大兴趣。他向上级部门汇报了这一设想。

1943年4月9日,在现代电子计算机的发展史上,是具有重要历史意义的一天。这一天,在阿伯丁,一个决定电子计算机制造工作是否上马的决策会议召开了。在听完格尔斯坦的简单说明后,陆军部科学顾问、著名数学家维伯伦沉思了好一阵子,然后站起身,对阿伯丁弹道实验研究所的所长说:“把经费拨给他们。”就这样,人类历史上第一台计算机的研制工作的序幕拉开了。

研制小组由200多位专家组成。莫奇里担任总设计师,艾克特担任总工程师。

经过两年多的艰苦劳动,耗资50万美元,终于研制出了世界上第一台电子计算机。它被命名为“电子数值积分和计算机”,简称“ENIAC”(埃尼阿克)。

这台电子计算机是一个庞然大物。它占据了面积达170平方米的6大间房子,重达30多吨。在它里面装用了1.8万个电子管,1500个继电器。它每秒钟可做5000次加减法或400次乘法,比当时已有的继电器式计算机的计算速度要快1000倍。

1946年2月15日,美国政府为ENIAC举行了隆重的揭幕典礼。在典礼上,ENIAC进行了公开表演,赢得了如雷的掌声。

莫奇里和艾克特由此得到社会各界的赞誉。他们还获得了电子计算机的专利权。可有趣的是,后来还引发了一场官司。原来,阿塔纳索夫中断电子计算机的研制工作后,仍关注着电子计算机的事业。ENIAC问世后,他发现设计者的设计方案与他原来的设计方案几乎一样。不久,他从一篇报道文章中,辨认出ENIAC的发明者之一莫奇里,就是1941年向他请教的那个年轻人。于是,在20世纪60年代中期,由于对发明权的不同看法,莫奇里和阿塔纳索夫对簿公堂。经过马拉松式的取证工作,1973年,美国联邦州立法院裁决,确定阿塔纳索夫是第一个电子计算机设计方案的提出者,取消莫奇里和艾克特的专利权。

后来人们才明白:第一台电子计算机是由阿塔纳索夫设计,由莫奇里和艾克特负责制成的。

ENIAC的诞生,具有划时代的意义。它揭开了电子技术在计算机上应用的新纪元。

冯·诺依曼结构计算机

在ENIAC计算机研制的同时,冯·诺依曼与莫尔小组合作研制了EDVAC计算机。这台计算机确立了计算机的五个基本部件:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。一直到今天,我们通常使用的电脑还是沿用这个结构。

控制器是统一指挥和控制计算机各部件的中央机构。它从存储器顺序取出指令,安排操作顺序,并向各部件发出相应命令,使它们按部就班地执行程序所规定的任务。

运算器能够接收数据,并对数据进行算术运算或逻辑运算。在微型电子计算机中,控制器和运算通常做在一块集成电路块上,叫做中央处理器,也就是我们常常说的CPU。

存储器一般为两种:一种是只读存储器,简称为ROM;另一种是随机存储器,简称为RAM。存放在只读存储器中的信息主要是操作系统、某些语言的编译或解释程序、其他服务程序等。此信息是永久性的,一般只能读出不能修改,断电以后也不会被破坏。存放在随机存储器中的信息主要是用户的程序或数据,既可以读出也可以存入或改写。断电后随机存储器中的信息将丢失。

输入设备是指那些将数据、信息转换成计算机可以接受的代码的设备。输入设备包括键盘、读卡机、光学字符识别机、图形输入机、光笔、手写汉字输入板等,也可以用磁带、磁盘进行输入。

输出设备是指将计算机处理完的信息代码转换成人们可以接受的形式的设备。输出设备包括显示器、打印机、绘图机、喇叭(声音输出)等,当然,也可以通过磁带、磁盘进行输出。这里还有必要简单地讲解一下计算机使用的二进制。冯·诺依曼结构的数字电子计算机都采用二进制,控制计算机运行的程序及所需的各种数据都是采用二进制放在存储器中的。

长期以来,我们都很熟悉逢十进一的十进制,其实,十进制以外的进位制我们也很常见,比如,计算时间时,用的就是逢六十进一的六十进制。二进制只有“0”和“1”两个符号,逢二进一。

有不少人一见到二进制头就大了,其实大可不必。大家都很熟悉的小学算数,不过是在玩“0”~“9”十个数字的游戏,同样,电脑能做那么多的工作、存储那样大量的信息、拥有那么快的速度,不过是在玩“0”和“1”两个数字的游戏,再加上一些规则,计算机便可以在我们面前展现一个五彩缤纷的天地。

二进制中,只有0和1,正好对应于电平的低和高、电流的无和有、磁介质的非磁化和磁化两种截然不同的状态,容易界定和实现。

如今,电脑以每18个月性能能提升一倍的速度发展,也还是没有超越以上所说的基本框架。

PC的诞生

PC是英文“微型电子计算机”的缩写,随着人类迈入信息时代,电子计算机正从各个方面改变着人类的生活。但是,我们知道,世界上最早的电子计算机是一台非常昂贵的庞然大物,人们根本不可能把这样的庞然大物搬回自己的家中,这就好像现代人不可能为了在冬天洗上热水澡,就在家里装一台浴室用的锅炉一样。那么,昂贵而庞大的计算机是怎样演变为适合个人使用的PC机,从而走入我们的生活,改变我们的生活的呢?让我们从1971年世界上第一台微型电子计算机问世说起吧!

我们知道,电脑强大的处理信息的功能,来源于它有一个由集成电路芯片构成的微处理器,现在我们所用的电脑的微处理器基本上都是由美国的英特尔公司生产的,也正是这家公司生产了世界上第一台PC机的半导体集成电路芯片。1971年,世界上第一个通用微处理器Intel4004正式问世,它是由霍夫·范金同日本Busicom公司的技术人员希马一起设计的。这个芯片由2300个晶体管组成,支持45条指令,在1兆赫下运行,我们称它为第一代微处理器。按今天的标准衡量,它处理信息的能力低得可笑,但正是这个看起来非常原始的芯片改变了我们的生活。

1972年,第二代8位微处理器Intel8008出现,它集成了3500个晶体管。由于有8位的数据宽度,所以它能处理字符型数据。不过,这些产品究竟有没有市场,只有4年历史的英特尔公司自己也搞不清楚。为避免亏本,公司停止了微处理器的设计工作并解散了设计班子。

然而,这种新产品却出人意料地畅销。英特尔开始意识到这种芯片的潜力,重新组织了班子,于1974年推出后继产品8080,它有6000个晶体管,2兆赫时钟频率,这种芯片受到市场的欢迎。

与Intel8080先后问世的8位芯片还有:1974年摩托罗拉公司楚克·培德和查理·梅力设计的6800微处理器,它有4000个晶体管,主要用于商业机器和汽车控制。1975年,范金和希马设计了Z80微处理器,它有8500个晶体管,8位数据总线,16位地址总线,2.5兆赫时钟频率。因为范金曾在英特尔公司工作过,所以Z80很像8080的改进版本。它的指令集与8080类似,但功能有所增强,速度有所提高。

1975年1月,一家名为Altair的公司采用这种芯片制成Altair8800计算机,并存知名的《大众电子学》杂志当年的1月号上,把Altair8800称为世界上第一台微型计算机,后来人们认为这才是PC机真正的祖先。

虽说Altair8800是世界上第一台微型计算机,但它的外形与今天的PC机有着天壤之别,它没有显示器,没有键盘,面板上有指示灯和开关,给人的感觉只是一个仪器箱。PC机真正的雏形应该是后来的苹果机,它是由苹果公司的创始人——乔布斯和他的同伴,在一个车库里组装出来的。这两个普通的年轻人坚信电子计算机的大众化、平民化时代到来了,他们的理想是制造普通人都买得起的PC机。

车库中诞生的苹果机在美国高科技史上留下了神话般的光彩。与乔布斯“英雄所见略同”的是两位年轻的大学生保尔·艾伦和比尔·盖茨。当时正在波士顿的保尔·艾伦看到了1975年1月号《大众电子学》上的关于第一台微型计算机Altair8800的报道后,产生了浓厚的兴趣,马上告诉正在哈佛大学读法律的好朋友比尔·盖茨。面对Altair8800,他们按捺不住激动的心情,决定为这种机器编写BASIC解释程序。为此,比尔·盖茨不顾从事律师职业的父亲的殷切期望,中止了自己在哈佛法律系刚读了一年的学业。两个年轻人在1975年创建了微软公司,不久便出售BASIC及其他可在许多不同平台上运行的计算机语言软件。

微软公司充满神奇色彩的发迹史,在个人计算机的历史上产生了最深远的影响。因为当许多人都把注意力集中到硬件的时候,盖茨和艾伦能够认识到软件将成为计算机工业的重要力量,并具有巨大的商业潜力,这大概算得上通常人们所说的先知先觉者的洞察力吧!当然,这种先知先觉带给比尔·盖茨的回报也是史无前例的:凭借着知识、创新精神和商业天才,比尔·盖茨的个人财产达到数百亿美元,成为当之无愧的世界首富。

微软公司的软件给已形成雏形的PC机注入了强大的活力,人们带着惊喜和希望迎接微型电子计算机时代的到来。

IBM史话

人类的历史总是会在特定的时期制造出一些千载难逢的机遇给那些应运而生的英才们,让他们创造出一个个神话般的传奇,成为人类文明的历史长卷中一个个闪耀的亮点,激励着后人奋勇向前,奋斗不息,他们的故事也历来被人们津津乐道。

1945年的春天来到了美国的纽约。林立的摩天大楼间弥漫着春天所特有的催人奋发的气息。在纽约著名的计算中心的大门前,一丛丛怒放的鲜花扬起笑脸在向来来往往往的人们致意,但人们的热情显然不在这些鲜花上。IBM公司为她的新型计算机IBM701所举行的招待会的盛大场面已吸引了每位与会者的全部注意力。招待会由著名的物理学家罗伯特·奥本海默致开幕词。这位“原子弹之父”的开幕词刚刚结束,IBM公司的新任执行总裁小沃森满面春风、意气风发地走上讲台。年轻的他风流倜傥,英气逼人,但朝气蓬勃的脸上已明显具备了成熟企业家所特有的自信与沉稳的气质。上得台来的小沃森娓娓而谈,将公司的IBM701计算机满含深情地喻为他企盼已久的“梦中情人”,陈列在计算中心大厅中的IBM701新型计算机更像他生活中曾经那么熟悉的雄鹰战斗机,小沃森将驾驭着它,翱翔于一个更广阔的天空。

不错,IBM701是属于小沃森的。当年他脱下二战时的军装,来到父亲的IBM公司的时候,IBM已经被一种因循守旧、固步自封的气氛包围着。年轻工程师勇于创新的精神被压抑到最底层。在这种情况下,小沃森决心进行彻底的改革,他在父亲老沃森面前慷慨陈词,细述计算机时代的灿烂前景,最终打动了父亲。IBM决定倾全力进军计算机产业。之后,小沃森果断进行工程师队伍的大换血,招募了近4000名计算机人才到IBM麾下。尤其重要的是,小沃森请到了计算机研制的领军人物冯·诺依曼博士做公司的技术顾问,开始研制在当时来说更快、更高、更强的新型计算机。

1953年春天,小沃森携IBM701出现在纽约计算中心的大厅。规模空前盛大的产品招待会和IBM701卓越不凡的品质使它一炮打响。小沃森趁热打铁,决定对IBM701进行批量生产。从1953年3月至1954年,IBM公司的生产车间彻夜轰鸣,以每月交付一台的速度一共生产了18台IBM701,并且被买主抢购一空。IBM701的巨大成功迅速奠定了小沃森和IBM公司在计算机生产领域的地位。

初战告捷,小沃森当然不会就此罢手。小沃森以他那似乎是与生俱来的对商业社会特有的敏感察觉到计算机应用的广阔前景,遂决定在IBM公司制造一种价格较便宜、更适于大范围推广使用的小型机。事实证明小沃森的这一决策又是十分正确的,1954年的冬天,IBM650型机问世,这种宜使用、适用范围广且价格便宜的小型计算机一经问世便十分受欢迎。大批的中小企业竞相购买,IBM650型计算机最后的销售量超过千台。这个数量对于现在可能根本不算什么,可对于计算机刚刚开始进入工业化生产的时代,这足以在全社会掀起一个不小的高潮,同时也足以造就IBM公司在计算机制造业的霸主地位。

在短短的几年间,小沃森以他非凡的能力,驾驶着IBM这一巨型战车冲人计算机制造这一崭新的天地。几次漂亮的战役下来,IBM公司的大旗已经插遍了这一行业的大半江山。有人也把IBM公司的迅速崛起戏称为其他计算机公司的大撤退时代,一大批计算机公司纷纷卷起铺盖退出这一领域,就连在50年代曾是首屈一指的雷明顿·兰德公司,其市场份额亦不足IBM公司的1/10。计算机业从此迈进一个IBM时代。

IBM制造的一种并行计算机试验床,它可模拟各种并行结构并向它提出各种任务。

硅谷的起源

人们说,热衷于赌博的人不会不知道赌城拉斯维加斯,热衷于计算机的也一定不会不知道美国的硅谷。

事实上,对全世界的信息产业的人们来说,硅谷是他们最向往的地方。一般来说,加利福尼亚州的硅谷和麻省波士顿128号公路地区是美国电子工业的两个中心。而今这几年,硅谷的老牌明星惠普、英特尔如日中天,新兴的网景、“Yahoo!”一夜暴富,使硅谷在全世界越发神圣,地位也日益稳固。

硅谷到底有多大?连硅谷人自己也说不准。其实,美国地图上压根儿就找不到硅谷。

硅谷一词是由一位名叫唐·霍夫勒的编辑于1971年在《微电子新闻》周刊上首次提出来的。霍夫勒笔下的硅谷,仅是指以斯坦福大学为中心,向北伸展到红杉城,向南到森尼威尔,东北傍旧金山湾的狭窄地区。而25年后的硅谷,范围已经延伸了很多。

硅谷自然环境很好,一年四季阳光普照,冬天多雨,夏天干燥,气温与我国的广东、海南差不多。这里住的大多是有钱人,家家自备汽车,坐公共交通工具的,一般是外来访客或在本地打工的亚裔人。

硅谷能成为今天的信息产业圣地,仰仗的是斯坦福大学的支持。斯坦福大学的迅速崛起,极大地推动了硅谷电子工业的发展。许多对硅谷作出重要贡献的人士都是斯坦福大学的毕业生。

20世纪20年代,为了提高斯坦福大学的声望,学校四处聘请一些最有名望的科学家到斯坦福任教。从麻省理工学院请来的著名的电子工程师弗雷德·特曼教授就是其中最为重要的一个。

特曼教授鼓励学生们将自己的新技术应用推向市场。在有人提供资金和设备的帮助下,特曼教授的两名学生威廉·休利特和戴维·帕卡德在20世纪30年代末成功地发明了音频振荡器。两人将这个发明卖给了迪斯尼公司,收入用于新产品开发。这两个人创办了惠普公司。

20世纪50年代,要求建立一个工业园区的呼声越来越高。斯坦福大学拥有大约8000英亩以上的土地,已经是副校长的特曼教授与校长华莱士·斯特林决定出租土地建立斯坦福工业园,租期最长可达99年。1951年,斯坦福物理学家瓦里安第一个将自己的公司迁入园区,陆陆续续地,许多公司与斯坦福大学签约,搬进了工业园。

渐渐地,许多公司搬进了斯坦福工业园区。工业园成了许多大公司总部所在地。这就是早期硅谷的发祥地。

时至今日,硅谷已经成为信息产业人士创造财富和神话的地方。

计算机的组成

冯·诺伊曼把计算机分作五部分:计算器、控制器、存储器、输入和输出设备。这五部分便是计算机的组成。

1.输入设备

有人把输入设备比作电子计算机的“眼睛”,这是有一定道理的。有了输入,电子计算机就可以看懂各种数据、信号或语言文字。

输入设备的种类很多,有纸带输入机、电容输入机、卡片输入机等,最常见的是键盘输入机。当操作人员在计算机前不停地敲击键盘时,就是在向电子计算机输入信息。

2.存储器

它相当于电子计算机中的信息“旅馆”。它把输进来的信息,化成二进制数码,存储在一间一间小“房子”里。每个“房间”都有号码,输进的信息必须对号入座。

随着科技的不断发展,电子计算机的应用越来越广泛,原有的内存储器已经满足不了需要。这时,科学家们又制出了外存储器,使外存储器成批地与内存储器交换信息。

电子计算机常用的外存储器有磁鼓、磁带、磁盘、光盘等。假如用电子计算机写作的话,你可以把你的文稿内容,全部存储在只有巴掌大小的磁盘里。

3.计算器

也叫运算器,俗称“电子算盘”。它是电子计算机中负责运算的部分。

计算器由加法器、求补器、寄存器和运算控制线路等组成。

在计算当中,需要把参加运算的数码,暂时寄存一下,每次运算的中间结果也要暂存一下,这都要存入寄存器中。寄存器的位数越多,它所容纳的字也越长,计算的精确度也越高。

4.控制器

计算器可以进行算术四则运算,也可以进行逻辑运算,那么,计算器从哪里取数码呢?选用哪种运算?算完了送到哪里?这一切都得由控制器向各部分发出操作命令。在控制器的统一指挥下,计算机有条不紊地工作着。

5.输出设备

这一部分可以说是电子计算机的“嘴”,它可以把计算结果告诉你。

最常见的输出设备是荧光屏。电子计算机操作之后把结果在荧光屏上显示出来。它不仅可以显示数字、符号、文字、公式等,还能显示图形。所以,科学家们往往用计算机来设计汽车、飞机和楼房等。

电子计算机的这5个部分密切合作,迎来了电子计算机的新时代。

计算机程序

计算机程序可以说是19世纪人类智慧最杰出的代表作之一。自从有了程序这个无形的智力空间,它便吸引了无数天才们的心,他们把自己的智慧幻化成蝴蝶最美丽的翅膀,遨游于人类文明的时空,留下一道道绚丽的色彩。顺着这些色彩向前追溯,我们的目光停留在了19世纪的中叶。计算机的发展史告诉我们,计算机程序第一道五彩的曙光正是从这里诞生的。我们再次细细地搜寻,一位婀娜多姿的女子的身影出现了,她便是计算机史上第一位当之无愧的程序设计师:艾达·拜伦。

艾达于1815年出生于英国,她的父亲便是英国著名的诗人拜伦。可是由于父母的离异,艾达从小便在缺乏父爱的环境中成长,然而她却完全继承了父亲的激情澎湃、母亲严谨的数学思维和坚忍不拔的毅力。孩提时代的她曾在母亲的带领下参观了拜比吉发明的差分机,这位天才的计算机先驱和他的设计思想深深打动了少女的心,她暗暗地迷上了拜比吉和他的差分机。长大后的艾达嫁给了洛甫雷斯伯爵,成为一名雍容华贵的伯爵夫人。悠闲的贵族生活明显满足不了她那颗渴望激情的心,对心中梦想的追求她一刻也没有放弃过。艾达毅然决然地放弃了优裕的生活环境,去寻求心中的理想。

这一天,在拜比吉的办公室中,正处于艰难困苦中的科学家迎来了一位不速之客。这位美丽的少妇虽然穿着朴素,但难以掩住她端庄典雅的气质,一双妩媚的大眼睛里不断折射着心底的智慧之光。她便是伯爵夫人——艾达。她的诚意和她对差分机精辟的见解打动了拜比吉,就这样,27岁的艾达正式成为拜比吉在科研事业上的合作伙伴,携手开始了在这条崎岖小路上的探索。艾达的数学天赋不久便得到了淋漓尽致的发挥,有了这个理想的伙伴,拜比吉决定制造一种通用的数学计算机——分析机,艾达则挑起了为机器设计运算程序的重任。她的工作没有任何的先例,正因为如此,她的每一步摸索与尝试在后人看来都是那样的弥足珍贵。艾达在她的程序设计中提到了一套现在叫做条件转移的指令系统,即在设计分析机的解题过程时,可以根据某个被计算结果的正负号,从可能的两条路线中选择一条进行下去。这是一次极大的思想创新,这种机器不仅能代替人的具体计算,而且开始代替人的逻辑判断。现代计算机的这一设计思想可以说完全由此承袭而来。为了提高机器的运算速度,艾达为计算机预先设计了大量的函数表格,将函数表中的数据制成卡片,当机器运算到某个函数时,根据函数相应的自变量值向计算人员提示,计算人员只需要用一定的方法输入变量的值,计算机便能继续运行程序。这一人机交互的设计思想也被原封不动地搬到现代计算机的程序设计中来。

艾达用她的天才和智慧为计算机编制的程序在现代人看来简直是一个奇迹。她所编制程序中的三角函数的运算程序、级数相乘程序、伯努利数计算程序等等即使到了今天,电脑软件界的后辈们仍然不敢轻易改变一条指令。艾达的思想为现代程序设计奠定了基础,人们公认她为世界上第一位伟大的软件工程师。为了永久地纪念这位先驱,1978年美国国防部将众多的软件集合成为一种通用语言,并把它命名为“ADA语言”,以此让这位才女的芳名永远留在电脑史话中。

虽然艾达为分析机编制了最好的程序,可分析机最终却难逃流产的厄运。原因就是当时她和拜比吉先生的思想都太超前了。社会发展的需求和科学技术的水平无法为他们提供必要的技术支持,机器部件的精确度在当时对工厂而言真是勉为其难了,工厂无论如何也造不出符合图纸要求的零件,许多工厂老板认为拜比吉的图纸设计简直是天方夜谭,是一厢情愿的痴人说梦。艾达和拜比吉为了把分析机的图纸变成现实,耗尽了自己全部的家财,艾达忍痛两次把自己丈夫家中的祖传珍宝送进典当行,把当来的钱投入到机器的研制中去,而这些财宝又被她的母亲出资赎了回来。

执着追求、永不退缩的艾达在沉重的经济压力和精神压力下没日没夜地工作着,这严重损害了她的健康。这位伯爵夫人柔弱的身体远不像她的精神那样坚强,带着无限的遗憾,这位计算机史上第一朵傲然怒放的美丽的花朵匆匆凋谢了。1852年,软件才女英年早逝,但却用她卓尔不群的智慧在人类文明的进程中留下了一道鲜明的色彩,ADA语言将永远不会被人们遗忘!

K、M、G的概念

使用电脑时,我们常遇到诸如K、M、G之类的概念,当那些所谓的“大虾”们(因特网上电脑高手的绰号)大谈特谈什么15个G的硬盘、128M内存,你是不是有些摸不着头脑呢?其实,问题很简单,这些都是对电脑的存储容量的描述。

我们知道,电脑的操作是采用二进制,由0与1的信号进行控制操作的,这些信号一组组地出入于中央处理器。一个0或1的信号称为一位(英文Bit),每8位信号又组成一个组(英文Byte)。通常一个字母或符号必须以一组信号(也就是8个位信号)来表示,因此又称这一组信号为一个字节。平常我们说个人电脑是16位机或是32位机,就是说它的中央处理器可以在同一时间内处理16位或者32位(两个字节或者四个字节)的信号。这可是决定计算机速度的关键,试想,一个两车道的公路和四车道的公路车流量能一样吗?

实际上,我们在电脑键盘上按一个键,就产生了一组的信号,当中央处理器(CPU)收到这个信号后,就在屏幕上显示出该信号所对应的字母、数字或符号。因此,电脑对于信号的处理是把它当作数码进行的,而这些数码是由0、1组成的二进制代码,与我们一般熟知是由0、1、2……9,组成的十进制代码各有不同。又因为二进制码念起来太麻烦,因此我们又把每四个二进制码变成一个16进制码,也就是由0,1,2,3……9,A,B,C,D,E,F共16个符号来代表。

一个字节有8位,可以用两个16进制码来表示。那8个0与1的信号一共可以有256种组合,因此电脑可以显示出256种不同的“符号”。

那256种组合是如何演变出来的呢?它是由2(0与1)的8次方所产生出来的。

在使用中文时,用一个字节来表示不够用,因此在处理中文资料时,每个中文字是以两个字节来表示的,这样,汉字“符号”的数量将可达6万多个。

K是KILO的缩写,在数学上代表1000,但在电脑二进制上它则代表1024。

MB的全写是MEGABYTE,即是一百万位组。同样道理,由于它是二进制,MB的代表值是1024K。为求方便起见,习惯上人们说1MB可贮存100万个字节。

说了这么多,还是讲一个容易记住的例子吧。朋友,实际上,一个K就可以记录512个汉字,一个MB可以记录51万多个汉字。而实际运用时,由于还有一些格式上的东西要占据空间,所以,比上面说的要少一些。

1GB则是1024个MB,是一个很大的单位。早期的硬盘容量只有几十MB、几百MB,现在几GB的已经很普遍了,几十GB的也已经进入市场。大容量已经成为存储器发展的趋势。

平常,人们在描述存储容量的时候,就说多少K(开)、多少M(兆)、多少G(吉),连后面的B(字节)也省去了。

主频和外频

如今,在广大的电脑发烧友中,普遍流行着超频的风气,我们的读者也许会跃跃欲试,这就要首先了解关于电脑主频和外频的一些常识。

首先,我们讲一下时钟和频率。

在电子技术中,脉冲信号是一个按一定电压幅度、一定时间间隔连续发出的。技术人员将第一个脉冲和第二个脉冲之间的时间间隔称为周期;而将在单位时间(如1秒)内所产生的脉冲个数称为频率。频率的标准计量单位是Hz(赫兹)。电脑中的系统时钟频率是相当精确和稳定的。

电脑中的时钟和我们日常所用的“时钟”可不一样,它仅仅是一个按特定频率连续发出脉冲的信号发生器。

电脑系统中为什么要有时钟?技术人员举了个形象的例子。比如,我们在做广播操时要放广播操的录音(或要一人喊口令),这样几十个做操的人中,虽然有男有女,有老有少,但只要都按统一的节拍做,就可以将广播操做得比较整齐。

同样,电脑中是一个复杂的数据处理系统,其中CPU处理数据是按照一定的指令进行的,每次执行指令时,CPU内部的运算器、寄存器和控制器等都必须相互配合进行,虽然每次执行的指令长短不一,参与运算的CPU内部单元也不止一个,但由于都能按照统一的时钟脉冲同步地进行,所以整个系统才能协调一致地正常运行。

然而,电脑中除CPU外,还有存储系统和显示系统等,由于这些分系统运行时也需用特定频率的时钟信号用于规范运行,所以在电脑系统中除了CPU主频和系统时钟外,还有用于ISA和PCI总线和AGP显示接口的时钟,这些时钟的频率都低于系统时钟。

了解了以上的知识,我们就可以来谈一谈主频和外频了。

实际上,在电脑中,系统总线时钟就是我们常说的系统时钟和CPU外部时钟,这就是外频,它是电脑系统的基本时钟,电脑中各分系统中所有不同频率的时钟都与系统时钟保持一致。从486DX2CPU开始,CPU的内核工作频率和外频(系统时钟频率)就不一致了。在586、686电脑中,系统时钟就是CPU的“外频”,而将系统时钟按规定比例倍频后所得到时钟信号作为CPU的内核工作时钟,也就是我们平常所说的电脑主频。例如说某电脑是奔腾-233,奔腾电脑的系统时钟是66MHz,而它的主频则是(66×3.5)=233MHz,这里的3.5就是倍频。

那么,主频、外频和电脑运算速度之间有什么联系呢?

在电脑系统中,CPU与系统内存、显示接口(如AGP“总线”)以及通过主板芯片组与扩展总线(ISA、PCI)之间进行数据交换时,是按相应的时钟频率进行的。在同样的数据宽度条件下,只要提高工作时钟频率就能提高传输通道的数据传输速率。另外,提高CPU的主频对提高CPU运算速度也是非常有效的措施。当CPU运行在100MHz主频时,其速度将比它运行在50MHz主频时速度快1倍。因为100MHz的时钟周期比50MHz的时钟周期占用时间减少了一半,自然运算速度也就快了1倍。

电脑之心——CPU

准确地理解,一台普通的计算机可以看作是一个系统,有输入、输出、处理、存储等子系统,还有软件系统。

每一台计算机都有两大件——硬件和软件。

所谓硬件,是指实实在在、看得见摸得着的机器部件。我们看到的计算机,有一些机柜或机箱,里面是各式各样的电子器件,加上键盘、鼠标器、显示器及打印机,这些都是硬件。

所谓软件,就是程序以及有关文档的总称。程序是由一系列指令组成的,每条指令一般都能激发机器进行相应的操作。计算机专家把程序在机器中的执行比作厨师做菜,菜谱就是程序。厨师根据菜谱的规定一步一步地去做,直到把菜烧好。菜谱的实施结果是一道菜肴,程序的执行结果是按照某种格式产生一个输出,文档是与程序有关的辅助性文字材料。

电子计算机的核心部件之一中央处理器(CPU),是在计算机内部完成指令读出、解释和执行的部件在计算机的硬件系统中,除了输入、输出设备和存储器外,还有两个最关键的部件,那就是运算器及控制器。这两个部件的性能往往决定着整个计算机系统的性能,加上二者之间联系最为密切,所以往往将二者结合在一起。运算器和控制器合在一起称为中央处理器,这是英文Control Processing Unit的中文译名,我们一般取3个英文单词的打头字母合成为CPU。CPU在现代微型计算机中往往是合在一个芯片上,这是电脑中最为关键的部位,是采用集成电路技术制作的。

专家们把CPU与内存合在一起称为计算机的主机,它相当于人的大脑,用来记忆事件,进行分析,判断运算,并控制各部分协调工作,准确地完成特定的任务。

输入与输出设备称为外部设备,简称外设。它们只是沟通与主机联系的桥梁,好比人接受信息的感觉器官和发出动作的躯体。

CPU在计算机中的重要性无以复加,人们形象地将CPU称为“电脑之心”。CPU也一般地被称为微处理器,具体包括:运算器、寄存器、累加器、算术逻辑部件、控制部件、时钟发生器、内部总线等。

运算器是心中之心,是计算机处理信息从而形成新信息的加工厂。它的主要功能是完成对数据的算术运算、逻辑运算和逻辑判断,所以也称为算术逻辑单元。

运算器内常设若干可以寄存数据的寄存器。运算时,在计算机控制器的统一指挥下,由存储器或寄存器向运算器提供所需信息,进行加减算术运算或其他一些运算。运算结果根据情况或者暂存在内部寄存器,或者送回到存储器。

运算器主要是由一个加法器、几个寄存器和一些控制线路组成的。

控制器是计算机的神经中枢,指挥全机子系统自动地、协调地工作。具体地讲,首先它要从存储器中取出一条指令,然后对这条指令进行分析,指出该指令要完成什么样的操作,并指明操作数的地址,最后,根据操作数所在的地址,取出操作数,完成某种操作。这就是说,从取得指令到完成指令给定的任务这一过程,一般须经历取指、分析、执行三个阶段,每个阶段又都包含了为数更多、安排在不同的、在更短的时间间隔内完成的小任务。

控制器的主要部件有:指令寄存器,负责寄存指令;译码器,将指令中的操作码翻译成相应的控制信号;时序节拍发生器,产生一定的时序脉冲和节拍电位,使计算机有节奏、有次序地工作;操作控制部件,将脉冲、电位和译码器的控制信号组合起来,有时间、有顺序地去控制各个部件做相应操作;指令计算器,指出下一条指令。

人们通常所讲的486、586机器,都是相对于CPU的功能来讲的;未来的生物电脑等先进电脑,也往往是指对CPU的改进处理而言的。从这个意义上讲,CPU的进步代表了计算机的进步。

芯片与集成电路

芯片是一个约定俗成的说法,它将微处理器和一些其他装置通过集成电路集成在一小块电路板上而构成的计算机的核心部分。

芯片以前的电路都是由分立的元件联结在一起的电路。晶体管发明之后,1961年发明了集成电路。这是电路设计的一场革命。它把整个晶体管电路的各个元件之间的相互联结,同时制做在一块半导体基片上,组成一个不可分割的整体,打破了原有电路的概念,打破了原有分立元件的设计方法,实现了材料、元件、电路的统电脑和所有电子设备的“大脑”称为微处理器,也就是芯片。这块方型硅片中大约有2000万只晶体管,这些电子开关可以使芯片发挥其功能一。与分立元件相比,集成电路体积小、重量轻,焊点和外部联线大为减少,可靠性增加了。在这之后,美国的技术人员采用以晶体管隔离各级晶体管的新耦合方式,提高了集成电路的性能。1967年,英特尔公司又制成了第一个4位微处理器。集成电路的加工工艺和集成度不断提高,从20世纪70年代至90年代,集成电路加工线条宽度已从20微米缩小到1微米左右;从1965年至1990年,每个芯片上的晶体管已从不到1000个,发展约瑟夫逊集成电路到了100万个。最近,日本又研制出集成度上千万个的集成电路。与此同时,其市场价格却在不断降低。

这样的集成电路块就可叫做芯片了。通过两旁的引脚将中央处理器与存储器、输入器、输出器等连接起来,就形成了计算机系统。

因此,当代电子计算机生产所采用的大规模集成电路要求很高的生产和工艺技术,这主要包括微细加工、超净工艺、大规模生产技术和新器件结构研究等。可以预言,在未来的一段时间里,集成电路技术的提高仍将是提高计算机速度和性能的主要推动力。

微处理器的生产过程

微处理器是通过光刻工艺进行加工的,因此微处理器可以拥有20多层的晶体管。晶体管其实就是一个双位的开关:即开和关。开和关,对于机器来说即0和1。那么,如何制作一个微处理器呢?

首先需要一张利用激光器刚刚从硅柱上切割下来的硅片,它的直径约为20厘米。每一张硅片可以制作数百个微处理器。每一个微处理器不足1平方厘米。

下一步,在硅片上镀膜,也就是增加一层二氧化硅构成的绝缘层。随后,再镀上一种称为“光刻胶”的材料。这种材料在经过紫外线照射后会变软、变粘。再把微处理器电路设计的照相掩模贴放在光刻胶的上方。

重要的一步是曝光。将掩模和硅片用紫外线曝光,掩模的作用是允许光线照射到硅片上的某区域而不能照射到掩盖住的区域,然后,用一种溶液将光线照射后完全变软变粘的光刻胶区域除去,这就露出了其下面的二氧化硅。

最后,除去暴露的二氧化硅以及残余的光刻胶。电路的基本形式大功告成。

接着,硅片用一种化学离子混合液进行处理。这样,被处理的区域的导电方式就改变了,使每个晶体管可以通、断或携带数据。这个工艺一次又一次地重复,就制成该微处理器的许多层。不同层可以联接起来。

然后,把这个半成品接入自动测试设备中,进行每秒高达1万次的检测,确保它能正常工作。在通过所有的测试后再将它封入一个陶瓷的或塑料的封壳中,然后,制作出来的芯片就可以很容易地装在一块电路板上了。

看起来,这个过程似乎花不了那么多钱,那么,微处理器为什么还是价格很高呢。这主要是工艺中要使用无菌防尘技术的问题。

生产微处理器的环境要非常干净。相比之下,工厂中生产芯片的超净化室比医院的手术室要洁净1万倍。“一级”的超净化室最为洁净,每平方英尺只允许有一粒灰尘。让人咋舌。达到如此一个无菌的环境当然要采取许多特殊措施,例如,空气每分钟要彻底更换一次。工作人员穿着特殊的称为“兔装”的工作服,穿着时必须经过含有54个单独步骤的严格着装程序。

光盘和光驱

光盘(激光盘片)和光驱(光盘驱动器)技术是随着光电子技术的发展而兴起的,以激光为光源。由于激光具有强度高、方向性好、单色性好的优点,经过光学系统聚焦可形成直径不到1微米的光点,因此,激光对被照部位的反射率变化、结晶状态变化、磁化方向变化和形貌变化等信息都非常敏感。所以,利用特殊的激光烧孔技术可以在光盘表面的记录膜上记录信息(记录的方式也采用二进制),光驱中则有一个微型的半导体激光发射器,利用它发出的激光点对盘片在转动中进行扫描,通过对记录膜上介质的各种变化来读出信息,再按照二进制的语言将数据交由微处理器处理。

光盘存储信息有很多优点:(1)记录密度高,存储量大,超过磁盘的100~1000倍,一张标准光盘有650MB的数据容量,用于文字存储可存放3.4亿个汉字,存储声音或活动图像可支持74分钟的播放;(2)采用非接触的读写方式,盘面不会磨损擦伤,也不会轻易损坏光头;(3)信息可以长期保存,存储寿命可达10~50年;(4)可靠性高,对使用环境要求不高,机械振动的问题较少,不需要特殊的防震与除尘设备;(5)制作成本低,每位价格低于10-8美分,且易于大量复制。

由于光盘的这些优点,尤其是容量大和损耗小,它得到了越来越广泛的使用。例如,现在所有的流行软件(包括大型操作系统)都可以装在一张光盘上;一些不常用的文件也可以从硬盘中清出到光盘中,从而把更多的硬盘空间留给程序的运行;又如,保存图像信息需要大量的存储空间,而一张光盘可以存放成千上万张图片,随取随用;通过压缩技术还可以存储活动图像和声音,从而实现多媒体功能;一些大型的数据库、资料库也纷纷采用光盘作载体,甚至对传统的讯媒发生了冲击。由此可以看到,光盘应用的前景无限广阔。

根据光盘的性能和用途不同,光盘主要可分为三种。只读光盘(CD-ROM)由厂家大量复制,用户只能读出,而不能修改。如今已被大批量地生产,广泛用于视频信号和音频信号的保存,也可用作数据库检索和计算机辅助教学;另一种光盘称作WORM,是一种写一次性光盘,意即可由用户写一次,以后再不能更改,主要为计算机高级用户所使用。能够写入、擦除再重写的光盘称作可擦写型光盘,它类似于磁盘,使用非常方便,但还处于试验阶段,尚未有定型产品出台。不过,可以想像,这种光盘的出现将会引起外存储器的一场革命。

为了能迅速读取大量的数据,要求光驱不断提高自身的读取速度。原速光驱的读取速度是150KB/秒,很快被倍速光驱和4倍速光驱取代,现在的光驱已发展到8倍速,也就是每秒可读取1200KB的数据。由于光驱设备发展很快,更新换代迅速,价格下落也很快。这一点,欲购置光盘使用系统的人们应该特别注意。

操作系统

我们已经知道,计算机本身是由电脑指令——不易输入和阅读的二进制代码所指挥的,人又要用普通语言对计算机下命令,这就要求人机之间有个较为友好的用户界面。这一界面可以当作是指挥电子计算机基本操作的程序,这就是我们常说的操作系统。

最常见的操作系统就是DOS,即磁盘操作系统(DiskOperationSystem)的英文缩写。自1981年以来,它已成为微机操作系统的标准。一般计算机启动以后都要先进入DOS,DOS提供许多内部命令和外部命令供使用者实现人机对话,还可以在中文平台上使用中文操作系统CCDOS、UCDOS或WMDOS。目前使用的DOS版本主要有IBM公司和Microsoft公司开发的产品,其中后者的MS—DOS3.3和MS—DOS6.0,MS—DOS6.2,MS—DOS6.22是目前电子计算机所经常选用的版本。但无论是使用何种版本,都要熟练记忆和使用基本的内、外部命令,实现对计算机资源的充分利用。

DOS的功能尽管很强,但也有几个明显的缺点。主要是命令太多,不易记忆;高版本DOS设置复杂;人机界面不够友好;在一个时间内只允许运行一个程序等等。于是,一些研究人员试图开发一种新的控制计算机的方式,即建立一个可见的、使用者容易理解和操作的环境。这种环境就是大家所说的Windows,它的中文意思就是窗口。

Windows(简称Win)是微软公司基于图形的环境,对DOS系统的扩展,它以丰富多彩的图形界面提供了比以往微机(PC)上的任何系统更直观、更有效的工作环境,使用户不必了解机器的硬件及操作系统,也不用记忆太多的命令,就能应用自如地使用Win系统。Win环境中应用程序的基本外观相同,每个程序占用一个窗口,程序中绝大多数功能均可利用菜单来执行。由于用户界面的一致性,所以只要学会了Win中的一个应用程序,就会很快掌握其他程序的使用方法。

Win的应用程序接受输入,并对键盘和鼠标器的输入采取相同的处理格式。它同时还是一个多任务系统,一次可以运行多个应用程序,每个应用程序都有各自的窗口。它对用户也特别友好,用下拉菜单和对话框代替DOS提示符,而DOS命令也被Win画面所代替。它还支持鼠标界面,这就使用户完全可以从DOS命令的重负中解脱出来。

Win是当今最受欢迎的软件开发环境之一。许多著名的软件公司都在Win环境中开发软件。许多公司还推出了Win环境下的软件版本,甚至游戏。Win的出现,也为未来的个人电子计算机(PC)操作系统开拓了思路。微软公司对发展Win向来不遗余力,自20世纪80年代末推出第一个版本以后,一直致力于向更完美的方向努力,到现在已先后推出了Win3.1,Win3.2,Win3.22,Win95,Win98,Win2000等主流版本,并且开发出了这些版本的中文简体版,其中Win95是微软公司1995年推出的拳头产品,其界面更为优美丰富,其使用更为简易方便,还增强了用于网络的功能,迅速风靡了全世界。当然Win95也要求较高的硬件支持,CPU至少要386DX,内存至少8兆,程序本身的存放空间也达到了130兆字节以上。但其方便的使用确实让许多人着了迷。

从发展趋势来看,Win已经占据了操作系统的主流,取代DOS系统只是时间问题(在国外已有很明显的迹象),但限于硬件条件,价格考虑和计算机的普及状况,在国内,DOS还将有一个较长的存在阶段。事实上,许多用户往往是同时使用DOS和Windows的。

DOS的含义

面对一台电脑,我们怎样让它开始工作呢?这就要靠电脑的司令官来指挥,就像我们人要做工作、学习等事情都要靠大脑来指挥一样,电脑的司令官就是“DOS”,当然你自己就成了总指挥,由你指挥DOS,让DOS操纵电脑工作。

DOS,是英文Disk Operating System(磁盘操作系统)的缩写(读音为[ds])。DOS是美国Microsoft公司于1981年开发出来的,并命名为MS-DOS(取该公司名字的两个字母作前缀)。同年美国IBM公司选定MS-DOS作为其新设计的个人计算机(简称IBM-PC)的基本操作系统,又将其命名为PC-DOS。

这里提一下汉字操作系统。汉字操作系统,指的是CC-DOS,它是英文Chinese Character-Disk Opertating System(汉字操作系统)的缩写。它是原国家电子工业部六所在PC-DOS基础上,为IBM-PC及其兼容机开发出来的汉字操作系统。

任何一个操作系统都有它自己的版本号。版本号可以使用户了解所运行的操作系统是否是最新版本,以及当前各版本所支持的功能。

DOS系统是不断向前发展的,版本也是不断更新的,同时功能也不断增强。国内用得比较多的,有最初的1.0版,之后的2.0版,再晚一些的3.0版、3.1版、3.3版、4.0版;现在使用得最为广泛的,是DOS3.31、DOS5.0和6.2版,此外还有6.21和6.22版。

文件和命令

文件

文件的概念是操作系统中最基本的概念之一,它指的是一些相关信息的集合。一个文件是一个整体,它可以存放到磁盘中,或者在被运用时,从磁盘读到内存中。文件作为一个整体,有自己的名字、一定的长度、被修改的最后日期等许多特有的附带的信息来把它与别的文件区别开来。

下面讲在DOS环境下,文件怎样取名。有哪些分类,怎样用DIR查找。

1.文件的命名

要想在磁盘上找到一个文件,就应该告诉DOS这个文件的名字。DOS当中,对文件名有些规定。

DOS中的文件名是由主文件名和扩展名组成的,这两部分之间必须用“.”隔开。

例如,用来启动DOS的磁盘都包括这个文件:

COMMAND.COM

其中,COMMAND为主文件名,COM为扩展文件名。

在DOS中关于文件名有如下规定:

(1)主文件名是不能省略的,但扩展文件名有时可以省略。

(2)主文件名是由1~8个字符组成的,而扩展名由1~3个字符组成的、组成文件名的字符有以下3种:

①26个英文字母a~z或其大写A~Z;

②10个阿拉伯数字0~9;

③一些专用字符,如$、#、@、&、%、(、)、-、!等等。

例如:play.exe

aw16.exe

guan1.gas

Zgomp.dbf

Wang!%#

mei.bat

这些都是合乎DOS规定(合法)的文件名。

下面举出一些非法的文件名,来说明取名中要避免的现象:

(误)Guan.gas(Gu和an之间有空格,这是不允许的)

(误)Z80,CMP(文件名中不能有逗号“,”)

(误)COM(主文件名不能省略)

2.文件的分类

在DOS中文件分为两大类,即可执行文件和不可执行文件。这里,可否执行是指在DOS环境中而言,在DOS的提示符后键入可执行文件的文件名(扩展名可以省略),该文件就被执行;而不可执行文件,如果进行这样的操作,系统应该给出错误信息:

Bad commandor file name

例如,假设插在A驱中的一张盘上PE.EXE和PE.HLP两个文件,前者可执行,后者不可执行,则输入:

A>PE.EXE

就可执行PE.EXE这个文件。

输入:

A>PE.HLP

系统就会打出错误信息:

Bad com mandorfileame

在DOS中,可执行文件可以从它们的扩展名中辨别出来。DOS只承认3种类型的可执行文件,它们的扩展名分别是:

COM

EXE

BAT

其中,扩展名为BAT的文件,叫做DOS批处理文件,它是由一系列DOS命令组成的,可以直接读懂,而另两类可执行文件都是由机器码组成的,不能直接阅读。

除3种可执行文件用固定的扩展名标志以外还有一些用不可执行文件的扩展名也比较通用。例如,扩展名为TXT的文件是文本文件,可以直接阅读。在许多软件中,都包含一个README.TXT文件,README的意思是“阅读我”,这里面写着关于以上软件的一些重要的信息,如果你会英文,可以把它打印出来看一看。多数软件中还有一个以HLP为扩展名的文件。例如PE软件中有PE.HLP文件,PCSHELL软件中有PCSHELL.HLP文件,它们也都是文本文件,可以阅读。

还有图形文件,用来存放图形,扩展名常为DWG;BASIC语言编的程序,扩展名为BAS;存放数据的数据库文件,扩展名为DBF等等。

3.怎样用DIR来查看文件目录

用DIR命令可以查看磁盘上的文件目录。例如,我们在A驱插入一张盘,输入:

A>DIR

则显示出这些信息:

Volumeind rive A:islearner001

Directory of A:\COMMANDCOM2530802-02-9012:00a

CHKDSKEXE1290703-10-966:00a

CHKLISTMS86411-10-961:52p

CHKSTATESYS4160003-10-966:00a

……

12file(s)403328bytesfree

我们想看一下所有扩展名为EXE的文件信息可以输入:

A>DIR*.EXE

则屏幕显示:

CHKDSKEXE1290703-10-966:00a

DEBUGEXE1571503-10-966:00a

FDISKEXE2933303-10-966:00a

MEMEXE3215003-10-966:00a

TBEXE20432001-01-9012:27a

DBLSPACEEXE27448403-10-966:00a

6file(s)483328bytesfree

这里“”代表主文件名,“.EXE”表示所有以EXE为扩展名的文件。“*”叫通配符,它可以用来代替一个或几个未知的字符,灵活地运用它,可以方便我们的操作。

除“”以外,还有一个通配符“?”。它们的区别在于,“”代替它所在的位置和相连的其他位置上的字符,而“?”只能代替它所在位置的那一个字符。在有些特别的情况下,用“?”更方便。

例如,假设我们知道这张盘上有PCSHELL和PE两个软件,但只记得PE是P打头的两个字符的名字,但忘记了第二个字符是什么,就可以这样来查看:

A>DIRP?.EXE

就会显示

PE.EXE

这样,PCSHELL.EXE文件不会“混”在其中显示出来。注意,在一个文件名中,“?”号多用几个没关系,例如PE???是合法的;但“”在主文件名和扩展名中只能各用一次,即C*.EXE是非法的。

通配符给我们使用DIR命令带来了很大方便,可以说,不会使用通配符就不是真正会使用DIR。在其他许多命令中,通配符也起到很大作用,我们将结合具体命令的学习来介绍。

命令

和文件一样,命令也是计算机运用中的一个普通的基本概念。简单地说,命令就是向机器输入一句话,告诉机器去做某件事情。在DOS操作系统和其他各种软件系统中,命令的使用都是在提示符后面输入一串字符,然后打回车键确认。计算机接到这个命令之后,先以它能理解的“语法”去解释,如果命令“合法”,它就执行;如果不合法,它就会不懂,将显示出错误信息,请你重新输入。

这种使用命令的方式叫做“人机对话方式”。这种方式是最早的方式,也是现在应用最广泛的方式。除此之外,还有“窗口菜单”的方式,在许多应用软件和新的操作系统中使用。如WINDOWS,这种方式不需要逐个输入字符,只要将光标移到需要的菜单项后确认即可,直观方便,在DOS的高版本中有一个叫DOSSHELL.EXE的文件,运行这个文件,就可以用菜单方式进行一些较简单的DOS操作。

在DOS中,命令有3种类别:

1.内部命令

DATE、TIME、VER、DIR等都是内部命令,它们不需要单独的程序来存放,而是它们共同存放,它们共同存放在一个COMMAND.COM文件中。在DOS引导盘中,都有这个文件,DOS一启动,它就被调入内存,于是所有的内部命令就都可以使用了。

2.外部命令

外部命令都是各自由一个单独程序来贮存的,例如,FORMAT.EXE只有在命令被使用时才调入内存,并且在执行完毕后就从内存中删掉了。因此,执行外部命令时,先要找到有关文件。

3.批处理命令

在DOS中,可以把多条命令集中在一起,放在一个文件中,这种文件就叫做批处理命令文件。这种文件的扩展名就是前面讲的BAT。运行批处理命令,就是键入批处理命令文件的(主)文件名,再回车。这样,包含在文件中的多条命令就可以连续执行而无需分别输入了。DOS的可执行文件的运行方法,就是键入(主)文件名然后回车。这里可以看出,DOS命令的使用实质上就是执行可执行文件。

目录和路径

一台微机一般要带两三个磁盘驱动器,其中有的盘(如硬盘)存放的文件很多,为了便于管理,就将某些不同类别的文件分开存放,于是产生了“目录”和“路径”的问题。

子目录

每一张磁盘上都有一个目录来记录这张盘存放的文件的信息,包括文件名、长度、最后一次被修改的日期和时间。有时,一张盘上存放的东西比较多,有的一些文件是相关的,但和盘上其余的文件没有什么联系,我们就可以把它们集中存放,为这些文件单列一个目录,称做“子目录”。在整个磁盘的目录中,能看到有这个子目录,但不能直接看到其中的内容。也可以说,这个目录比整个磁盘的目录即根目录“低”一级,所以叫子目录。子目录下可以再建子目录,即:一级子目录,二级子目录等等。对于子目录的操作有几条常用命令,下面分别介绍。

1.建立子目录

命令格式:MD[盘符\][子目录\]子目录名

功能:在指定的盘上指定的目录下建立一个子目录。

例如,在C盘根目录下建立WW1子目录:

C>MDC:\WW1

然后再在这个子目录下建立WW2子目录:

C>MDC:\WW1\WW2

这个命令中,有时[盘符\]和[子目录\]都可以省去,省去时,新的子目录就加在当前目录之下。

2.显示当前目录

命令格式:CD

功能:显示当前目录名。

3.改变当前目录

命令格式:CD[盘符\][子目录\]

功能:将当前目录转为命令中指定的目录。

例如,当前在C盘根目录下,要转到WW1子目录中可输入:

C>CDWW1

如果从根目录直接转到WW2子目录,可以用:

C>CDWW1\WW2

可以看一下结果:

C>CD

C:\WW1\WW2\

转移到WW2子目录后,我们用DIR看一下内容,此时显示的是WW2子目录情况:

C>DIR

Volumein Drive Chasnolabel

DirectoryofC:\WW1\WW2

.〈DIR〉11-10-964:06P

..〈DIR〉11-10-964:06P

2file(s)****bytesfree

这个子目录中还没有存入任何文件。但DOS仍列出两个目录项,这两个目录项的文件名位置显示的是*和..,意思是:是当前工作目录的代号。

..是上一级目录的代号。

我们可以用CD..转到上一级子目录中:

C>CD..

C:\WW1\此时如果再使用一次CD..命令,即可返回根目录,或者我们可以用DIR..来直接显示根目录内容。

用CD命令还可用来直接返回根目录。

命令格式:CD\功能:不管当时在什么子目录中,使用这个命令都直接回根目录。

4.删除子目录

命令格式:RD[盘符\][子目录\]子目录名

功能:如果该子目录是空的,就删除它;如果子目录中有文件,它不能删除子目录。

路径的表示

对于每一张盘来说,整个盘的目录叫根目录,在根目录下可以有子目录,可以叫做一级子目录;在某些一级子目录下,还会有子目录,即二级子目录;在二级子目录下还可能有三级子目录……。而对于一台微机来说,它要同时处理A驱中的A:盘,B驱中的B:盘,C:盘等等,每一张盘的结构都可能像上面描述的那样,文件存放在不同的地方,那么,我们要寻找文件,就要通过不同的途径。在计算机术语中,就叫做路径。

在DOS中,路径是用盘符、子目录名和向右的斜杠组合起来表示的。

根目录中文件的路径表示为:

A:\B:\C:\例如,表示根目录下存放的COMMAND.COM文件,可以用它的路径加上文件名来全面地说明:

C:\COMMAND.COM

根目录下的一级子目录,如WW1,应写为:C:\WW1

根目录下一级子目录中的二级子目录,如WW2,则写为:

C:\WW1\WW2

依此类推。

关于路径的基本操作

Prompt和Path是关于路径的常用的重要命令。Prompt并非专对于路径操作的,但它最常用的功能就是用来提示路径。

1.PROMPT命令格式

PROMPTprompt-string

功能:设置系统提示符。

用DOS正常启动后,系统的提示符是A>或C>,即代表盘号的字母加上一个“>”。利用PROMPT命令,可以改变这种显示。

格式中的“prompt-string”意思是一个字符串,这个字符串就将是新的提示符。例如,输入:

C>PROMPThaha!

则下一行出现的提示符就变成了:

HaHa!

在prompt-string中,可以包含特殊的字符串,这些字符串是用一个“$”号加上一个字母表示,而字母有特定的含义:

b字符

d当前日期

e替代串Ese

h退格字符

g“>”字符

l“<”字符

n显示当前盘驱动器

p显示当前路径

t显示当前日期

v显示当前版本号

$“$”字符

……

对于这些含义,你可能不全理解,没有关系。即使是专业计算机人员,也未必都用过这些符号,因为常用到的提示符只有两种,一种是:

PROMPT$n$g

产生:

A>或C>等。

另一种就是:

PROMPT$p$g

产生:

A:\>或C:\>等。第一种提示符就是我们开机后看到的,它只显示出盘号,而第二种可以直接看到路径。

例如,当我们在C盘WW1子目录下操作时,第一种提示符仍为C>,而第二种为C:\WW1&gt;。这就可以和根目录或其他子目录直接区分开来。

我们建议每次启动DOS后,都执行:

C>PROMPT$P$g(或A>PROMPT$p$g)

将提示符改为

C:&gt;(或:A:&gt;)

如果有兴趣,你可以用前面讲的符号设计不同的提示符,可能会达到很有意思的效果。不过在实用中,注意不要使用特殊的提示符,以免影响操作。

2.PATH命令格式

PATH[路径1][路径2]…

功能:选定一些路径成为“默认”路径。默认是指使用时不必再专门指出,系统“自然会明白”。当前路径显然是默认路径,而使用了PATH之后,可以增加默认路径。这样,当你输入一项外部命令或任何可执行文件名时,如果系统在当前路径中没有找到这个文件,就会自动转向其他默认的路径,逐个建立。只有检索了所有默认路径仍没找到时,才给出错误信息。例如,在使用硬盘时,我们都习惯建立一个DOS子目录,将DOS的外部命令文件存放在这个子目录中,为了使用方便,可以在提示符后输入:

PATHC:\DOS

以后在使用外部命令时,就不必专门指出命令文件的路径,于是外部命令就可以和内部命令一样,在任何子目录都能直接使用了。

可以同时设置多条路径,例如:

PATHC:\;C:\DOS;A:\;

将C盘根目录、C盘DOS子目录和A盘根目录都设置为默认的路径,这3个路径下的文件都可直接使用。

另外,如果输入:

PATH

不带任何路径,就是将路径“置空”,这时,默认路径就只剩下当前路径一个了。

数制的概念

数制就是记数法、进位制。目前人们通用的数制是十进制,但使用十进制并非是天经地义的,它只不过是来源于远古时代用十指记数的一种约定俗成的习惯。事实上,在我们的生活中也有使用非十进制的实例,比如日期、时间的表示和进位以及英制度量衡等。

不同数制之间的区别主要是基数不同,它们的书写规则和运算规律是一致的。为区别非十进位制数与十进制数,非十进制数应使用进位制注脚。

数字的个数等于基数

十进制有0~9共10个数字。以此类推,二进制应当只有2个数字,记为0和1。基数不是一个独立的数字。

逢基数进一

凡某位运算结果为基数就要进位,本数位的值记为0,进位值为1。在十进制中,逢十进一。在二进制中,逢二进一。

每一位的权(数位值)是基数的方幂,指数自右至左递增1

十进制:…10410310210110010-110-210-3……

二进制:…24232221202-12-22-3……

需要特别指出的是,为说明方便,此处二进制数是用十进制数的数字表达的。

每一位的数值等于该位上的权与数字的乘积

例如:

1995=1000×1+100×9+10×9+1×5

1001.101B=23×1+20×1+2-1×1+2-3×1

同样,为说明方便,此处等号右边的二进制数是用十进制数字表达的。

电子计算机与二进制

计算机要能够执行按一定规则编成的程序,它的内部必须要有很强的逻辑功能;由于这种逻辑功能是通过晶体管的导通和截止来实现的,而二进制恰恰是最适合于完成这种功能的一种运算规则。

为什么计算机要采用二进制,而不是常用的十进制或八进制、十六进制呢?因为任何一种事物、一种状态,要将之量化,最直接、最明了的方法就是将之区分为两极,这不但是事物最根本的状态,也是最利于表达的状态。早在17世纪,德国的数学家莱布尼兹就提出了自己的二进制思想,并称这种思想来源于中国周易中的八卦。通过对八卦的解析,他发现八卦就是用最简单的两种状态组合而成,最后又可演变总结世间万物。在以后的发展中,二进制越来越符合计算机的设计思想。电流的速度是最快的,而电流最明显的两种状态就是导通和截止,这无疑也适合于二进制的使用。因此,在计算机的逻辑电路中,人们就使用0和1两个数字来代表两种状态。这样,一个晶体管就可以用01码表示一条现代集成电路设计已完全采用了二进制语言信息;如果有两个晶体管,就可能产生01,10,00,11四种状态的组合,就能表示22=4条信息。依次类推,有n个晶体管,就可以表示2n条信息。由于随着n的增长,信息量是按几何级数增长的,所以,可表示的信息状态是极其可观的。集成电路技术已把成千上万个晶体管用现代技术做在一起,其处理信息的能力是可想而知的。

除了易于表示和具有良好逻辑性以外,由于二进制的两种状态是截然相反的,所以易于区别,这就提高了运行的可靠性。另外,由于只有两个数字,所以无论做何种运算都很简单。经理论计算和实践证明,在基数R≈2.7的时候,存储设备最为节省,但不能取非整数的计数制;在相邻的两个整数状态中,二进制更便于使用。因此,二进制是一种最优化方法。

二进制数有一些与平常不同的特点,那就是逢二就进一位,而且可以看到,若最低位是0,则此数为偶数,若最低位为1,则为奇数。当然,你很快就会发现,二进制的数字书写冗长,不易识别,不易发现错误,对编程十分不利。所幸的是,现在的机器和语言已足够先进,可以使你轻松避开这些不熟悉的东西,让机器自己去完成二进制和十进制的转换。这样,你就可以在所熟悉的环境中操作了。通常,我们启动计算机要先进入操作系统,它就是为您方便地实现这一转换而设计的。

2423222120二进制168421十进制数1000001000001000001000001二进值记法

(0和1)软盘存储器

软盘存储器主要由软磁盘、软盘驱动器和软盘控制器等三部分组成。

1.软盘

软磁盘又称软盘(Floppydisk),是一种存储信息的介质,它是在聚酯塑料圆盘上涂一层磁薄膜而制成的。涂一面的称为单面盘,涂两面的称为双面盘。软盘外面罩一个方形的保护套。目前微机上常用的软盘有51/4和31/2的两种,俗称5英寸盘和3英寸盘。

目前常用的5英寸盘有容量为360KB的双面双密度盘(普通盘)和容量为1.2MB的高密盘。它们都有0和1两个面,每面有若干个同心圆轨道,称为磁道。普通盘有40个磁道,高密盘有80个磁道。每个磁道又分为若干扇区。扇区是软件的基本存储单位。每次读盘或写盘,总是读/写一个完整的扇区,不管其中数据多少。所谓读或写,是站在主机的角度而言的。微机常用软件的规格如下表所示。

微机常用软盘规格直径(英寸)标志存储容量磁道数每道扇区数每扇区字节数共有4个孔槽或缺口:

(1)驱动器轴孔。它是保护套和软盘中心的大圆孔,软盘驱动器通过它带动软盘在保护套中高速旋转。

(2)磁头读写槽。它是一个长形槽孔,软盘驱动器的读写磁头沿着该槽对软盘作径向移动,可以在不同磁道上读写信息。

通过磁头沿软盘径向的移动及软盘的旋转,就使得磁头可以在软盘的任意扇区读写信息。

(3)定位孔。在软盘和保护套上均有此孔。当软盘片旋转至两小孔重合时,一束光线通过此孔,将其转变为电信号,即可检索软盘0扇区的起始位置,从而为软盘存储格式定位。

(4)写保护缺口。它可以控制软盘的读写或只读状态。如果缺口是敞开的,对软盘既能读又能写;如果用胶条把缺口封住,就处于写保护状态,对软盘只能读不能写,这样可以保护盘上的信息不被改变。

用微加工技术制作的最大功率为64千比的动力随机存取存储器

2.软盘驱动器

软盘驱动器简称软驱,由机械传动装置和读写磁头两部分组成,是驱动软盘和磁头做机械运动的装置。软驱也分为5英寸和3英寸两种,每种又分为普通驱动器和高密驱动器,分别与各种软盘相匹配。

值得注意的是,普通盘插入高密驱动器中,或者高密盘插入普通驱动器中,是只能读不能写的。如进行写操作,可能破坏盘上的数据。

3.软盘控制器

软盘控制器又称软盘适配器或软盘适配卡,插在主机箱内母板的插槽中,将软驱与CPU连接起来。软盘存储器的机械运动和读写操作,都是在它的控制下进行的。

硬盘存储器

硬盘存储器主要由硬磁盘、硬盘驱动器和硬盘控制器等三部分组成。驱动器和控制器部分与软盘存储器相似。这里只介绍一下硬磁盘。

硬磁盘又称硬盘(Harddisk),它是在金属基片上涂一层磁性材料制成的。目前微机上都采用IBM公司的温彻斯特技术的硬盘,简称温盘。

微机一般使用5英寸或3英寸的硬盘,并且通常将几个盘片以驱动器轴为轴线组装在一起,称为盘组。每个盘片都有一个磁头。每个盘面上的磁道都是同心圆,所有盘面上的同心圆就组成许多圆柱面。因此在硬盘中不称磁道而称柱面,数据的存储地址由柱面号、磁头号和扇区号确定。硬盘的存储容量通常为几十兆至几百兆字节,目前已有1GB、4GB的硬盘。

硬盘的盘组与驱动器组装在一个固定的密封容器中,能够防尘并调节温湿度。硬盘驱动器的磁头不像软盘驱动器那样直接与盘面接触,而是利用硬盘高速旋转(比软盘转速高许多)产生的“气垫”,悬浮在距盘面0.2μ的距离,因此不易划伤盘面,磁头损耗也大大降低。

输入设备

输入设备(InputDevice)的功能是将程序、控制命令和原始数据转换为计算机能够识别的形式输入计算机的内存。输入设备的种类很多,目前微机上常用的有键盘、鼠标器,有时还用到扫描仪、条形码阅读器、手写输入装置及语音输入装置等。下面介绍一下键盘及鼠标器。

键盘

键盘(Keyboard)是应用最广泛的输入设备,它通过一根电缆插入键盘接口与主机相连。现在一般使用101键的标准键盘。

根据键位排列及各键的作用可以将键盘分为3个区域:功能键区、打字机键盘区及数字键区。

电子计算机的键盘

1.功能键区

它位于键盘的最上一排,由F1~F12共12个功能键组成,用于提供特定的功能。但在不同的软件环境中,同一个功能键通常具有不同的功能;每个键与Ctrl或Alt键组合使用,又可提供其他的功能;用户还可以根据自己的需要来定义各键的功能。

2.打字机键盘区

在键盘的中部,具有标准的英文打字机键盘格式,还附加了一些特殊的符号键和功能控制键,是键盘中最经常使用的部分。

字符键大致分为以下几类:

(1)字母键。英文字母A,B,C,……,X,Y,Z。

(2)数字键。阿拉伯数字0,1,2,……8,9。

(3)运算符号键。+-*/=〈〉。

(4)其他符号键。~!@#$%^&-

[]{}\〓|〓;〓:〓,.”’?等。

(5)特定功能控制键。在不同的软件环境中作用不尽相同。

掌握正确的键入指法,可以做到准确快速地输入,甚至能够“盲打”。

3.数字键区

它位于键盘的右侧,又称为小键盘区。该区许多键上都印有上、下两排字。其中上排字为数字,下排字为光标控制符,参见下表。光标的作用是提示键入字符在屏幕上的位置。左上角的NumLock键为数字锁定键,每按一次就进行一次上、下排字功能的转换。Ins为插入键,Del为删除键。值得注意的是,光标控制键只有在编辑环境中才能发挥作用,在操作系统DOS提示符下无此功能。

光标控制键功能键上符号功能↑光标上移一格↓光标下移一格→光标右移一格←光标左移一格Home光标移至左上角End光标移至右下角PgUp光标不动,屏幕向上滚一行PgDn光标不动,屏幕向下滚一行为操作方便,101键盘在打字机键盘区右侧又设了一组光标控制键及插入、删除键。

鼠标器

鼠标器(Mouse)也是一种常用的输入设备,一般有2~3个键,它通过RS-232C接口与主机连接。鼠标器的平面移动可以转化为鼠标箭头在屏幕上的移动,用鼠标箭头选择屏幕上的命令、程序名或图标,按键后即执行相应功能。鼠标器与屏幕的动态菜单及多窗口技术配合,可以实现良好的人机交互。

鼠标器分为光电式与机电式。光电式鼠标器配备一块带有明暗相间的精细网格的平板,工作时鼠标必须在这种平板上滑动;而机电式鼠标器则不需要专门的平板,在桌面上滑动即可,但精密度及传输速度不如光电式鼠标。

输出设备

输出设备(Outputdevice)的功能是将内存中计算机处理后的信息以能为人或其他设备所接受的形式输出。输出设备种类也很多,微机上常用的有显示器、打印机、绘图机等。在此仅介绍使用最普遍的显示器和打印机。

早期的照排机显示器

显示器(Display)又称监视器,是实现人机对话的主要工具。它既可以显示键盘输入的命令或数据,也可以显示计算机数据处理的结果。

1.显示器分类及工作方式

目前常用的显示器主要有两种类型。一种是CRT(CathodeRayTube,阴极射线管)显示器,用于一般的台式微机;另一种是液晶(LiquidCrystalDisplay,简称LCD)显示器,用于便携式微机。下面主要介绍CRT显示器。

按颜色区分,可以分为单色(黑白)显示器和彩色显示器。

彩色显示器又称图形显示器。它有两种基本工作方式:字符方式和图形方式。

在字符方式下,显示内容以标准字符为单位,字符的字形由点阵构成,字符点阵存放在字形发生器中。

在图形方式下,显示内容以像素为单位,屏幕上的每个点(像素)均可由程序控制其亮度和颜色,因此能显示出较高质量的图形或图像。

显示器的分辨率分为高中低3种。分辨率的指标是用屏幕上每行的像素数与每帧(每个屏幕画面)行数的乘积表示的。乘积越大,也就是像素点越小,数量越多,分辨率就越高,图形就越清晰美观。

2.显示器适配器

显示器适配器又称显示器控制器,是显示器与主机的接口部件,以硬件插卡的形式插在主机板上。显示器的分辨率不仅决定于阴极射线管本身,也与显示器适配器的逻辑电路有关。目前常用的适配器有:

(1)CGA(ColourGraphicAdapter)彩色图形适配器,俗称CGA卡,适用于低分辨率的彩色和单色显示器。它支持的显示方式为:

·字符方式下,40列×25行,80列×25行,4色或2色。

·图形方式下,320×200,4色;640×200,2色。

(2)EGA(Enhanced Graphic Adapter)增强型图形适配器,俗称EGA卡,适用于中分辨率的彩色图形显示器。它支持的显示方式为:

·字符方式下,80×25列,256色。

·图形方式下,640×350,16色。

·超级EGA卡,支持800×600,16色。

(3)VGA(VideoGraphicArray)视频图形阵列,俗称VGA卡,适用于高分辨率的彩色图形显示器。标准的分辨率为640×480,256色。

目前使用的多是增强型的VGA卡,比如SuperVGA卡等,分辨率为800×600,1024×768等,256种颜色。

(4)中文显示器适配器。

我国在开发汉字系统的过程中,研制了一些支持汉字的显示器适配器,比如GW-014卡、CEGA卡、CVGA卡等,这就解决了汉字的快速显示问题。

打印机

打印机(Printer)是将计算机的处理结果打印在纸张上的输出设备。人们常把显示器的输出称为软拷贝,把打印机的输出称为硬拷贝。

1.打印机的分类

按传输方式,可以分为一次打印一个字符的字符打印机、一次打印一行的行式打印机和一次打印一页的页式打印机。

按工作机构,可以分为击打式打印机和非击打式印字机。其中击打式又分为字模式打印机和点阵式打印机。非击打式又分为喷墨印字机、激光印字机、热敏印字机和静电印字机。

微型计算机最常用的是点阵式打印机。它的打印头上安装有若干个针,打印时控制不同的针头通过色带打印纸面即可得到相应的字符和图形。因此,又常称之为针式打印机。日常使用的多为9针或24针的打印机,现在主要是24针打印机。

目前,喷墨印字机和激光印字机也得到广泛应用。喷墨式是通过磁场控制一束很细墨汁的偏转,同时控制墨汁的喷与不喷,即可得到相应的字符或图形。激光式则是利用电子照相原理,由受到控制的激光束射向感光鼓表面,在不同位置吸附上厚度不同的碳粉,通过温度与压力的作用把相应的字符或图形印在纸上。它与静电复印机的方式很相似。激光印字机分辨率高,印出字形清晰美观,但价格较高。

若打印汉字,对于装有汉字库的打印机,可直接打印,打印速度快。如无汉字库,在微机中则需安装该种打印机的汉字驱动程序,使用微机的汉字库,打印速度较慢。

2.打印机控制器

打印机控制器亦称打印机适配器,是打印机的控制机构,也是打印机与主机的接口部件。它以硬件插卡的形式插在主机板上。标准接口是并行接口,它可以同时传送多个数据,比串行接口传输速度要快。

3.打印机的工作方式

打印机有联机和脱机两种工作方式。所谓联机,就是与主机接通,能够接收及打印主机传送的信息。所谓脱机,就是切断与主机的联系。在脱机状态下,可以进行自检或自动进/退纸。这两种状态由打印机面板上的联机键控制。

电脑硬件的基本配置

微型计算机的基本配置从外观上看包括主机、显示器、键盘和打印机。

微机主机箱内的主机板(又称母板)上,安装有CPU芯片、内存储器芯片,还有安装内存芯片的扩展槽,所以内存容量是可以扩充的。内存容量配置的指标指的是RAM的容量。主机板上备有数值协处理器插座,安装协处理器可以提高CPU进行数值运算的速度。主机板上还配备了若干个扩展槽,用以安装显示器适配卡、打印机适配卡以及多种可选硬件的插卡。为结构紧凑起见,属于外部设备的硬盘存储器和软盘驱动器也安装在主机箱内。硬盘驱动器代号为C:,两个软驱代号分别为A:和B:。

目前微型计算机的主流机型是采用Intel微处理器的IBMPC系列微机及其兼容机。现将IBMPC/XT、286、386和486型微机的基本配置。

1.44MB硬盘存储器10MB20~40MB40~210MB120MB~1GB显示配置CGA/EGAEGA/VGAVGA/SVGAVGA/SVGA打印机9针/24针9针/24针24针24针。

电脑可以理解的语言

计算机虽然具有很多功能,但使用者需要学会一套命令,还要学会和计算机对话的语言,才能很好地使用它。计算机语言是用来向计算机下达命令的。

最初的计算机语言是机器语言,使用二进制代码,通用性较差,所以后来人们开发了汇编语言。汇编语言用助记符号来表示指令和操作数据地址,阅读和书写起来比机器语言容易得多,但用户仍需了解计算机内部的构成,只有训练有素的专业人员才能使用。由于一般用户只希望用电子计算机解决具体的应用问题,为此,人们又设计了不必考虑机器内部结构的高级语言。这样,只需“命令”计算机做什么,计算机便忠实地按照人的意图完成相应的操作。因此,运用高级语言,用户只要完成了解决问题的逻辑设计,编出程序,就可以上机运算了。高级语言也叫程序设计语言,它必须经过“翻译”,变成机器语言之后才能由计算机执行。翻译前的程序叫源程序。翻译后的程序称为目标程序。翻译的方式分为解释形式和编译形式两种。解释形式对源程序边解释边执行,这种方式占内存较少,但执行速度慢一些。编译形式将源程序全部编译成目的程序后,通过命令来执行整个程序,这种形式占用内存较多,但执行速度要快得多。

汉字的输入技术的解决使电脑能为每一个中国人服务常见的高级语言有:

FORTRAN,适合进行科学计算,是编译型语言,组织程序比较灵活。

BASIC,是由FORTRAN等高级语言的重要功能设计的人机对话式语言,简单易学,很受初学者欢迎。现在的BASIC语言发展很快,功能已大大增加,应用相当广泛。

COBOL,是一种为处理商业资料而设计的语言。主要功能是描述数据结构和处理大批量数据。它使用英语词汇和句子较多。

PASCAL,为一种结构程序语言,是在ALGOL语言的基础上发展起来的,作为一种描述算法的工具较为理想。

C语言,是目前描述操作系统十分有效的高级设计语言,具有描述力强、灵活、方便等特点。

由此看来,每种语言都有其优点和不同的应用方面,只要精通一种就可以做很多事,而浅尝辄止地学习多种语言却未必有多少用处。

这几年较为流行的C语言和C+、C++等语言,的确有其优于其他语言的特点。它们是一种介于高级语言和低级语言(汇编语言)中间的语言,集二者优点于一身,既能与汇编语言一样对硬件功能进行访问,也有高级语言所具有的面向用户、可阅读性强、书写灵活、便于记忆等特点。因此C语言问世几十年来,受到了各方面的欢迎,并被广泛运用。尽管C语言还有一些缺点,并被认为很难学,但仍不失为一种优秀的语言。

值得一提的是,还有一种语言被称作类PASCAL语言或伪C语言,这是用于C语言教学的一种特殊语言,但它教的只是设计方法,而不是编程,用它编制的程序是不可执行文件。

数据与比特

现代社会是一个信息化的社会。信息泛指通过各种方式传播的、可被感受的由声音、文字、图像、符号所表征的某一特定事物的消息、情报或知识。数据就是表达某种信息的一种符号,是信息的一种量化表示。为了在电子计算机中存放数据,必须人为地把信息转换成可以被计算机接受的数据。由于电子计算机的存储和加工处理都是二进制的,所以要求所处理的信息也要转化成二进制(为什么采用二进制,后面的题目中还要讲到)。在进位制计数方法中,数是按位取值的,也就是说,在不同的位上有不同的值。位是最基本的单位。二进制中的一位,就称作一个比特(bit)。因为二进制只用1和0两个数表示数字,所以1和0都可叫做一个比特。但在计算机里又经常提到字节,字节并不等同于比特。一般来说,一个8位二进制的数称作一字节(Byte),也就是说,由8个比特表示的一个数称作一个字节,字节是常用的储存信息的单位。

在信息爆炸的今天,计算机的出现使数据处理发生了划时代的变革,使人类能够更好地驾驭数据,并运用它来提高工作的效率和生活的质量。

加密和解密技术

随着信息化的发展,社会将由电子计算机网络连成一体,构成现代化信息系统,并通过通信网络对社会提供广泛的信息服务。一方面,实现信息共享,充分发挥信息的价值。另一方面,信息犯罪日趋严重。仅在西方国家,包括计算机病毒在内的计算机犯罪,每年正以20%的速度增长。这一事实说明信息共享与信息安全之间存在着尖锐的矛盾。人们为了维护国家和个人的合法权益,保护有价值的信息不被侵犯,对计算机系统和通信系统采取了加密技术和解密技术。

为防止电脑犯罪,必须有效保存好自己电脑里的信息有效地加密从信息的本质来看,信息是人类赖以生存的重要资源之一。信息能使人们增加知识,能向人们解释事物。军事上谁掌握战场动态信息流,谁就可能在战术上取胜。商业上谁掌握商品信息流,谁就可能取得高额利润。总之,社会的物质和能源都是借助信息而产生出价值。因此,信息是有价值的,不能随便让他人使用。如果一个国家的国防机密被泄露,很可能会导致国家的毁灭。即使是技术开发也应该实行有偿信息服务。因此,在计算机系统和数据库中附加加密和解密技术,实质上就是对信息的保护和封锁,是为了保护信息所有者和合法使用者的权利。

从信息犯罪的特点来看,加密解密技术也有十分重要的意义。一般来说,从事信息犯罪的人都受过良好的教育,有较高的知识水平,他们了解计算机的构造和工作原理。电脑窃贼凯文·米特尼克利用一台电脑和一部无线电话,屡次破译成功美国许多大公司和政府国防部门的电脑密码,自由进入他们的电脑网,轻而易举地获得了二万多个信用卡号码。在计算机应用领域不断扩大的情况下,信息犯罪的范围也越来越广,而且犯罪后不易留下证据。电脑窃贼盗窃钱财时往往金额巨大,使国家或个人损失惨重。只有强化加密技术,才有希望把损失减到最低程序。因此,加密和解密技术也是防止信息犯罪的必要而有效的措施。

从以上两个方面看来,加密和解密技术完全是为信息流通中的安全与合法使用服务的。如果说我们的社会正在走向“信息社会”,加密和解密技术就必然是未来电子技术的焦点。

病毒与黑客

如果问一位不是专家的人有关电脑安全的事情,他大概会提到电脑病毒和怀有恶意的黑客所发动的袭击,即使这仅仅是由于与其他安全问题相比,这些问题要明显得多。首先拿电脑病毒来说,像生物学上的病毒一样,它是恶毒的密码串,利用其宿主来自我复制和造成麻烦。一直到最近几年,病毒曾经仅仅感染单独一台电脑上的文件。最终,一个被感染的文件会被转移到另外一台机器里,一般是通过软盘,从而传播病毒。然而,现代的病毒则要阴险得多,因为它们能够跨越因特网从一台电脑跳跃到另外一台电脑,最经常的是通过电子邮件。

病毒

病毒传播极广。根据旧金山的电脑安全研究院和联邦调查局共同进行的年度调查(2002年4月发表的报告),在响应调查的组织(主要是美国大公司和政府机构)当中,85%在2001年中遇到了电脑病毒。然而,对病毒所造成的破坏加以量化难度极大。当然,切断电子邮件或者因特网连接可能会严重阻碍一家公司的业务能力。在严重的案例中,一个办公室或者学校里的每一台电脑可能都需要清除病毒,而这可能会花费几天时间。

咨询公司“电脑经济学”估计,2001年病毒所造成的世界范围的开支达到132亿美元。比较容易量化的是每次病毒发作以后反病毒软件销售额的暴涨。

反病毒软件的工作原理是通过扫描文件、电子邮件和网络,以寻找已知病毒的与众不同特点或者痕迹。没有通用方法可以把一种病毒与非恶性的一段代码区分开来。毕竟,两者都仅仅是电脑程序,一个程序是恶性的与否常常取决于人们的主观意见。因此,只有当一种病毒已经感染了其最初的受害者,并且开始传播的时候,其特征才能够通过分析人员的分析来确定,对于其他的电脑,才能够通过刷新其数据库来采取免疫措施。

从技术观念来看,保护一台电脑或者网络免遭病毒侵害是耗费精力的,但也是比较简单的。所涉及的是在单个机器上安装反病毒软件,并且不断对其刷新。在邮件服务器上执行看守任务和在电子邮件传送之前对其加以扫描的病毒扫描软件,能够提供额外的一道防线。

黑客

对付恶意黑客的闯入则完全是一个更加复杂的问题。电脑是十分复杂的系统,以致不速之客有无穷无尽的途径试图闯入。袭击者经常采用的是与蠕虫病毒所利用的同样一些安全缺陷,蠕虫病毒可以被看作恶意黑客活动的一种自动化的形式。

一俟闯入一台电脑,袭击者便能抹掉网页(如果该电脑是一个网络服务器),复制信息(假如该机器存储着用户信息、金融数据或者别的文件),利用该电脑作为一个基地来袭击其他电脑,或者安设“特洛伊木马”软件,以便今后轻易地进入,或者使该电脑能够在因特网上被遥控。

防范不速之客闯入电脑或网络的主要工具是防火墙。正如其名称所显示,防火墙是位于一个网络(一般是因特网)和另外一个网络(譬如一个封闭的公司网络)之间的装置,它加强了有关什么东西可以穿越的一系列规则。例如,网页可以进入防火墙内部,但文件则不得外出。

然而,防火墙并不是万灵药,而且可能会使用户错误地自以为很安全。它们要产生效果,其配置就必须合理,而且随着新的威胁和弱点被发现,还必须经常更新。

但是,有许多种类袭击是防火墙所不能防止的。袭击者可能会绕过防火墙,利用一个弱点,传送会被防火墙看作合法的东西。许多袭击都牵扯到向网络服务器发送巧妙的欺骗性请求,从而使之做其在通常情况下不准做的事情。在防火墙看来,这种袭击与对网络服务器的一次合法使用一模一样。

一项替代的选择使用“闯入察觉系统(IDS)”,它监视一个网络或一台电脑上的行为格局,当可疑的东西出现时发出警报。一些类别的侦察系统监视网上传播,寻找异常活动,譬如来往于网上的一个“特洛伊马”的信息;另外一些则在电脑上看守,搜寻异常的接驳情况,比如获取密码文件的企图等。

密码

安全工具箱里的其他工具包括加密技术,就是对数据加以编码,以便只有想要让其接收的人才能阅读。还有相关的密码学上的真实性证明技术,以证明人们的身份就是其所声称的。

加密技术和计算机病毒,犹如一对矛盾,在计算机的发展历程中相互促进一个典型的网络的安全是通过各种安全技术的多层结合来保障的。但是,这些新奇的措施仅能对付安全状况差所造成的后果。一项与此并行不悖的努力正存进行,以应付安全状况差的主要原因之一:编写得很差的软件。据马萨诸塞州的一家安全咨询公司说,70%的安全缺陷都是由于软件设计方面的漏洞。有缺陷的软件往往不安全。因此,通过对软件缺陷采取更加坚决的立场和使自己所设计的程序更加可靠,软件公司也能够改善安全。

软件制造商能有朝一日拿出没有安全弱点的产品吗?看来这种可能性极小。即使它们的确做到这一点,也仍然会有大量的系统并没有获得补丁,或者配置有误,因而容易遭到攻击。不论技术多么灵巧,也总是有存在人为失误的余地。安全如同一个链条,最薄弱的环节通常是人。

电子计算机犯罪

电子计算机犯罪是利用计算机知识和技能非法侵入电脑或网络所进行的违法活动。计算机犯罪的形式很多,但主要有计算机偷窃、计算机诈骗以及恶作剧式的计算机犯罪等。

计算机偷窃的目标有政府首脑机构,军事重地,以及商业、银行、保险、股票、交易、金融等业务部门。偷窃的内容或者是重要的政治、军事、经济情报和数据,或者是钱财。

计算机诈骗是通过发布虚假信息或广告进行欺诈活动。恶作剧式的计算机犯罪活动主要以破坏、篡改数据和程序为目标,经常给用户造成重大的经济损失,有的病毒制造者还经常通过制造计算机病毒进行犯罪。

十年前,几个学生破译了北大西洋公约组织网络的密码,并向网络中输入许多临时编造的资料,给北大西洋公约组织造成混乱,以为要发生新的战事。银行电脑化也给计算机犯罪以可乘之机。因计算机犯罪,美国每年要失窃几十亿美元。计算机犯罪涉及面广,后果严重。因此,防范电子计算机犯罪不但是一个技术对抗问题,而且是一种社会问题。我们应该从以下三方面防范计算机犯罪:

(1)制订制裁计算机犯罪的法规。对非法侵入电脑或网络、窃取存入计算机里资料的,利用计算机盗取他人钱财的,通过制造和传播计算机病毒破坏计算机正常工作的等犯罪行为,在法规里都要作出明确的规定,用法律来制裁罪犯。

(2)建立保密制度,加强计算机管理。为防止计算机偷窃犯罪,可使用加密软件为重要的程序和数据库把关。加密的目的是保护文件和数据不被复制,不被破坏。目前市场上的加密软件主要有PC-TOOLS工具软件、BITLOCK系统,LOCK93NT系统和KEYMAKER3.0等,这些软件加密系统是在DOS上开发的。在Windows下的加密文件有BITLOCKForWindows和LOCK95ForWindows等。AOTODOG软件狗适用于在DOS、Windows操作系统下对C、C++、Pascal、Fortran汇编、编译Basic、dBASE语言开发的应用软件进行加密。

(3)防治计算机病毒。应该采取防治病毒措施,定期进行病毒扫描,以便及时发现病毒,再使用消毒软件或防病毒卡杀死病毒。

值得特别指出的是,由于电子计算机国际互联网的出现,电子计算机犯罪的主要形式和场所都已转移成为“网络上的犯罪活动”,“电脑恐怖分子”已成为所谓“网上黑客”。关于这一点,我们在讨论信息高速公路上的犯罪活动时还要谈到。

针式、喷墨和激光打印机的异同

随着电子计算机的普及与广泛应用,打印机也迅速地发展起来了。我国市场上流行的打印机产品有针式打印机、喷墨打印机和激光打印机。作为计算机的外部设备,针式、喷墨和激光打印机的用途是相同的,它们都是接收计算机的数据,再根据计算机的要求输出文件、报表、图像等资料。

由于这三类打印机采用的技术不同,因此它们的构造、工作原理、打印效果、价格和耗材情况都不尽相同。具体介绍如下:

针式打印机的种类很多,但它们的结构组成基本相同。电路方面有电源单元、主控逻辑电路和检测器。机械装置有打印头、色带传动、走纸电机、字车电机和操作面板。软件有主控制逻辑、数据接收、打印头字车控制及驱动、走纸控制及驱动、打印头控制及针驱动。针式打印机利用电动机械原理控制打印头上的钢针撞击色带,把字符打印在纸上。当打印机处于联机状态时,计算机送来的数据首先放入RAM缓存区,CPU再从RAM中读取数据进行编辑,然后CPU调用打印子程序,控制字车电机、走纸电机、打印头内打印针进行打印。打印机上的选择设定是通过操作面板来实现的,它是人机对话必不可少的界面。

喷墨打印机的结构主要包括四部分:喷头和墨盒、清洁单元、送纸单元和小车单元。喷墨打印机是利用膜沸腾现象,采用电阻加热或加压方式,使受热元件表面产生同样大小的气泡,通过电脉冲信号控制喷嘴喷射出墨点印在纸上。喷墨打印机在工作状态,当加热信号传送到喷嘴上时,喷嘴上的金属电极被加上了一个幅值相当高的脉冲电压,加热元件急速加热,使附近的墨水温度急剧上升,墨水汽化而产生气泡,气泡膨胀将墨水喷出喷嘴,印在纸上。清洁单元对喷斗进行维护。小车单元具有驱动功能。送纸单元是在打印过程中提供纸张输送的装置。

激光打印机是将激光扫描技术和电子照相技术相结合的新型打印机。激光打印机的结构分为激光扫描部分、打印纸传送部分、硒鼓和上粉盒。激光扫描部分的主要装置有激光器、校正系统、扫描编辑系统、激光调制和扫描控制电路。送纸装置由一系列轧辊组成。激光打印机采用激光束在硒鼓上扫描,使硒鼓感光而变成异体,硒鼓将吸附的墨粉转印到纸上。激光打印机开始工作时,硒鼓表面带上负电荷,就可以进行“硒鼓感光”。当数据从计算机传至激光打印机时,激光二极管被点亮,从激光二极管发出的激光经过一系列反射镜后到达鼓上,并在鼓上形成带电像点。当硒鼓旋转到上粉盒处,硒鼓上已感光的部分沾上墨粉,得到可见像点。打印纸从硒鼓和转印电晕丝中通过时,将可见像点转印到纸上。再通过高温熔化像点,就得到了可永久保存的图像。

打印机的打印效果是依靠它的主要技术指标来体现的,这些技术指标包括:打印速度、分辨率、可靠性、噪音等。下面对比三类打印机的性能和价格:

打印机类型代表型号打印速度分辨率噪音价格

(1996)针式打印机LQ-100250CPS

(字节/秒)360DPI

(线/英寸)50dB

(分贝)1450元喷墨打印机BJ-10ex248CPS

(字节/秒)360DPI

(线/英寸)45dB

(分贝)1650元激光打印机HP5L4PPM

(页/分)600DPI

(线/英寸)42dB

(分贝)4650元从打印机的耗材来看:针式打印机的打印针18—25元/个,包带芯6元/个,打印纸17元/包。喷墨打印机的墨盒190元/个,墨水150元/盒,打印纸50元/包。激光打印机的硒鼓570元/个,墨粉280元/盒,打印纸220元/包。

从打印机的技术指标和耗材可以看出:激光打印机的打印速度快,噪音小,分辨率高,价格贵,属于高档打印机。针式打印机在价格和耗材上都占有绝对优势。

喷墨打印机的性能价格比最优。对于家庭来讲,选用哪种打印机合适,要根据自己的经济条件和需要。目前,针式打印机进入家庭占绝对优势。以LQ-100系列为主选。但喷墨打印机已表现了很强的竞争力。

电子出版物

电子出版物是以计算机存储介质为载体、采用计算机技术检索的新型出版物。电子出版物可以通过磁盘或光盘进行传播;也可以存储在网络服务器上,通过信息高速公路获取。由于多媒体计算机具有听音乐、看VCD、播放教育软件、检索资料以及综合处理各种媒体信息等强大功能和CD-ROM的巨大存储量,使电子出版物的取材非常广泛,文字、图片、影像、声音、动画、音乐以及软件程序都可以成为电子出版物的内容。同传统的印刷品相比,电子出版物具有下列几个突出特点:

形象性。电子出版物媒体多,在文字的基础上,利用声音、图像、动画等媒体,使电子图书直观、生动、形象,克服了传统印刷品的抽象、枯燥感。特别是教育类电子图书能够以声音、图像、文字的方式播放,给学习者带来声、图、文并茂的学习环境。

观赏性。电子出版物综合了传统书籍、录音带、录像带的多重效果,增强了观赏性,在文字类和音乐类电子出版物中尤为突出。音乐类出版物在介绍音乐界名人及其作品时,用户可以直接收听到音乐,弥补了以往只能看书面文字或图片介绍的遗憾。

交互性。交互性是多媒体电脑的特性,是指通过窗口界面和下拉式菜单使用户可以与计算机的多种信息媒体进行交互式操作,从而为用户提供了更加有效地控制和使用信息的手段。在阅读电子出版物时,用户通过交互界面可以方便、快捷地阅读或检索,也可以增加对信息的注意力和理解,延长信息保留的时间。

查阅方便。电子出版物无论是存储于光盘还是存储于网络服务器,都为用户查阅参考有关书籍提供了极大的方便。目前,世界上几乎所有重要的百科全书都有多媒体CD-ROM版本,用户可以自由选择查询的内容。

电子图书存储量大,体积小,重量轻,保存和使用方便。单片CD-ROM盘能存储650MB字节的信息,相当于170000页内容。Microsoft公司1995年出版的家庭系列多媒体丛书Bookshelf’95,用一张CD-ROM盘包含了美国传统词典(第三版)、罗热分类词汇集、哥伦比亚引语词典、简明哥伦比亚百科全书(第三版)、哈蒙德世界地图集、人类年代表、1995世界年鉴和大事记等7部书。

1986年出版了世界上第一部电子图书《美国科学院百科全书》。目前,我国已出版的以计算机为代表的电子图书已达3000多种,比较有特点的电子图书光盘是伟地公司出版的《多媒体汉英词典》,该光盘共收入常用汉字单字条目5000条,多字条目、词组搭配、例证达十万多个。每个单字条目均配有部首、拼音、笔画和八种字体图,并提供了三种检索方式,其中文字可拷贝和输出。阅读时能放进书签,也能加注解,十分方便。另外,伟地公司出版的《中国古代诗词风韵》、国粹多媒体制作中心出版的《中国针灸大成》、方正多媒体部出版的《孙子兵法》、北成集团出版的《1946—1992人民日报全文检索数据光盘》等,都深受读者欢迎。

多媒体计算机的发展,给电子出版事业带来了美好的前景。电子出版物对人类的科学、文化和教育都将发生深远的影响。大量的电子出版物进入教育领域,将改变传统的教学方式。利用多媒体加强教学模拟和演示,会增强教学的直观性。在教学中引入视听教材,可提高学生的学习兴趣。在不久的将来,我们人人都可以拥有一个属于自己的“图书馆”。坐在多媒体计算机前,只要按几个键,就能开展工作和学习。

电脑中的MIDI音乐系统

MIDI是英文MusicalInstrumentDigitalInterface的缩写,中文含义是“乐器数字接口”。从1988年开始,MIDI成为数字音乐的一个国际标准。MIDI是一种接口标准,使用这种接口可以将乐器与乐器、乐器与电脑等电子设备连接起来,并使它们相互之间交换信息与控制信号。MIDI是电脑以及所有电子乐器的语言标准,通过这种语言标准,使不同的系统、不同的乐器之间都能准确无误地进行音乐交流。MIDI是一种接口技术,它规定了不同系统相联的硬件特性,架起了联系电脑和音乐的桥梁。

电脑中的MIDI音乐系统由计算机、带有MIDI接口的声音卡、具有MIDI输入和输出端口的键盘、用来输出键盘声音的音响设备(音箱和放大器)和音序软件等软、硬件组成。这些软、硬件通过MIDI接口用MIDI线有机地结合在一起。电脑通过MIDI接收音乐键盘弹奏的音乐信息和数据,由音序器进行编辑制作,并存于一个MIDI文件中。当要播放音乐时,音序器再通过MIDI将文件中的信息传送给合成器和音响设备,我们就能听到优美悦耳的音乐了。

以上介绍的是MIDI音乐系统最基本的构成。专业人员用于音乐创作的MIDI音乐系统要复杂得多。现在,MIDI音乐系统在音乐创作、音乐生产、音乐教育、音乐欣赏等方面都发挥着独特的功能。

多媒体

科技词汇“多媒体”(Multi-Media)的概念出自计算机科学。大家知道,在人类社会中,经过人们的创造活动会产生大量信息。信息的表现形式和传播方式又是多样化的。在计算机科学中,将信息载体叫做媒体,而多媒体是指以计算机为核心,使多种信息的表现形式现在,个人电脑不仅能处理文字和数字,而且还能处理图像、文本、音频、视频等多种媒介,这就是多媒体(如文本、图形、图像、动画、声音等)有机地结合起来,形成一种人机交互地综合处理多种媒体信息的功能,以满足人们获得更丰富更复杂信息的需要。应该指出,计算机科学中的多媒体,不是单指多种媒体信息本身,而是指处理和应用多种媒体信息的技术。因此,从信息处理的角度讲,“多媒体”是多媒体技术的代名词。实际上,多媒体是计算机技术、通信技术和音像技术相结合的产物,是一门综合的、跨学科的边缘和交叉学科,其组成的每一媒体部分都是一门独立的专业学科。在实际应用中,多媒体一方面实现了信息的声、图、文并茂,人们能够方便、快捷地使用信息,另一方面,要实现所有各种媒体的处理,会涉及许多学科的技术和概念。由此可见,多媒体是涉及面很广的一个综合了多种媒体的技术。

配置了音箱的多媒体电脑。20世纪90年代以后,家庭购买多媒体电脑已成热潮下面我们从几个不同的角度来看看“多媒体”技术:

从数据结构的角度来看,多媒体是在原有文字、表格、点阵图形和图像数据的基础上,增加了声音、音乐、动画和活动视频的表现形式。

从通讯的角度来看,多媒体新增加了以声音、图形、图像、活动影视为内容的数字通讯。

从计算机外部设备的角度来看,多媒体在原有的硬盘、软盘的基础上,增加了CD—ROM驱动器、声音卡、视频卡、解压卡等设备。

从计算机系统的角度来看,多媒体是用计算机把多种信息媒体集成并控制处理的系统。

究竟什么是多媒体呢?由于多媒体这个概念涵盖了太多的领域,目前对多媒体还没有一个统一的权威性定义。下面介绍一个能较好地反映多媒体特征的定义:多媒体是能够同时采集、处理、编辑、存储和展示两个以上不同类型的信息媒体的技术。这些信息媒体包括:文字、图形、图像、音乐、动画、活动影像等。

多媒体计算机包括多媒体化的个人计算机、多媒体工作站和多媒体专用机。我们日常接触的是多媒体个人计算机(MPC)。多媒体个人计算机主要包括两大系列,即IBM/PC系列和Apple/Macintosh系列。目前在我国MPC系列计算机的拥有量占绝对多数。为了推广多媒体个人计算机,“多媒体微机市场协会”制定了MPC标准,现在使用的是MPCLevel2标准。

中国独立研制的电子计算机

早在1956年,我国就制定了《1956—1957年科学技术发展远景规划纲要》,把计算技术作为紧急措施来抓。从1958年第一台电子管计算机103机的诞生到现在,我国曾独立研制了电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、大型系列计算机和巨型机共几百种电子计算机。目前我国正以东方巨人的步伐追赶世界电子计算机技术的先进水平。

从1958年到1972年的15年时间内,我国自行研制生产了多种计算机。其中有1958年8月1日诞生的103机,内存容量1024字节,运算速度1500次/秒。1959年10月研制成功的大型通用电子管计算机104机,内存容量为2048字节,运算速度为1万次/秒,它曾为我国国民经济和国防部门解决了许多重大问题。1964年我国陆续推出了一批晶体管计算机,机型有109乙,109丙,108乙,320以及411B等共十个品种,这批计算机对我国国防现代化的进程发挥了重大作用。1971年,我国研制成功了150型计算机,这是一种第三代集成电路计算机。至此,我国研制的计算机还没有形成系列产品。

中国自行设计、研制成功的第一台亿次巨型电子计算机1974年召开全国计算机专家会议后,我国提出了计算机要系列化、标准化、通用化的方针和发展微型机及汉字信息处理技术的决策。此后电子工业部同大专院校结合,集中力量开发国产系列机,当年制造了DJS-130计算机,这是我国第一个国产系列机(DJS-100系列)。1979年,我国又研制成功了DJS-140系列计算机。到1982年,我国推出了DJS-150系列计算机,该系列计算机采用了国内元器件研制生产的硬件系统。这时,我国初步形成了自己的民族计算机工业。从1958年至1982年,我国共研制成各种计算机200余种,24年共生产中小型系列机3400余台,微型系列机5000余台。

1983年,我国研制成功757大型向量流水机,每秒向量运算1000万次。同年,银河亿次巨型向量机投入运行,标志着我国开始了巨型计算机的研制生产工作。同年又开发了DJS-1000系列国产机,1989年,我国的第一个分组交换试验网CNPAC正式开通,建立了三个节点交换机和8个集中器。1993年,我国又兴建了规模更大的公共数据交换网CHINAPAC。1994年11月19日,我国自行设计、自生开发的第一台10亿次巨型计算机银河-Ⅱ通过鉴定,标志着我国已经掌握了并行巨型机的技术。紧接着,1995年又研制成功了曙光1000并行机和奔月计算机。曙光1000并行机的峰值运算速度达25亿次/秒,可广泛应用于气象预报、石油勘探与地震预测等数据处理及科研领域。奔月计算机采用了最新的PentiumPro处理器。由中国科学院半导体所研制成功的数模混合小型神经计算机,即“预言神一号”,是按照人类和动物大脑结构进行运算的一种崭新的计算机。

分子计算机

研究人员正在开发与目前使用的电子计算机截然不同的新计算机,分子计算机就是其中之一。

电子计算机是通过硅芯片上的电子来传送信息,而分子计算机是以生物分子(DNA和蛋白质等)的碱基排来传输信息,通过分子之间的化学反应来进行运算。如果在试管里加入经过适当加工的DNA(脱氧核糖核酸),就可以随意进行碱基排列,进而得出运算结果。

分子计算机有超排列性、节能性和小型的特点,前景非常看好。值得一提的是,分子计算机在电子计算机很难解决的排列问题上可以大显身手。

分子计算机的最初设想并无多大新意,其基本想法认为“计算”不是计算器和计算机独有的东西,而存在于人类所处的自然现象中。例如在往地上撒沙子时,尽管沙粒一颗颗往下落,但却可以形成一座呈放射状的沙山。可以认为,这种现象中包含形成放射状沙山的“计算”。

一般来讲,通常所说的“计算”有一些明确的目的。即使沙山中存在错综复杂的“计算”,也不能帮助我们检索出最短的出差路线。问题在于,我们如何控制这种自然界存在的“计算”能力,使之有目的地运算。

经过特殊培养后制成的生物芯片,可作为新型高速计算机的集成电路南加利福尼亚大学研究人员1994年首次成功地进行了这一试验,即在解决排列问题上加以应用。虽然此次试验规模很小,但充分预示了未来的可能性。以这一试验为契机,世界各国的开发工作变得活跃起来。

2002年1月,由日本奥林巴斯光学工业公司和东京大学组成的天空小组,成功地研制出用于解读基因的DNA计算机。这是一种由DNA计算部分和电子计算部分组成的混合计算机,在试管阶段的研究上迈进了一步,是世界上第一台有实用性的DNA计算机。今后,经过鉴定试验后,DNA计算机可望在基因诊断方面得到应用。

现阶段,分子计算机有望在解读需要进行大量计算的基因序列,以及在人体内进行诊断的医疗计算机等方面加以应用。分子计算机的用途现在还很有限,恐怕今后也不可能完全取代电子计算机。

然而,在研制出电子计算机的初期,其主要用途是进行特殊的科学技术计算,甚至有人预测世界上只有数台的需求量。未来10年、20年,也许还会出现令人耳目一新的台式计算机和掌上计算机。

光计算机和量子计算机

光计算机是由光子元件构成的,利用光信号进行运算、传输、存储和信息处理的计算机。光计算机的运算器件、记忆器件和存储设备的工作都是用光学方法来实现的,也就是利用光子代替电子传递信息的计算机。光计算机具有电子计算机的全部功能。但由于光子以每秒30万公里的速度平行传播,是电子运行速度的300倍,所以,光计算机与电子计算机相比,具有以下几个突出特点:

光计算机具有N×N的并行处理能力。光的平行传播性,可以保证成千上万条光同时穿越一块光子元件的不同通道而不会互相干扰。

光计算机计算精度高,运算速度极快。比现行电子计算机运算速度快一千倍。

光的信息携带能力强。光通道携带的信息比电通道多2×104倍,光子存储器能够快速和并行存取数据。

光计算机按工作原理可分为模拟式和数字式两种。模拟式是利用光学图像的二维性直接进行运算,而数字式完全采用电子计算机的技术结构,只是用光子逻辑元件取代电子逻辑元件。在20世纪80年代欧洲就开始研制光计算机,据悉,1984年5月欧洲八所大学联合研制成了世界上第一台光计算机。90年代初美国也研制出了光计算机的模型机。目前,单元的光学逻辑器件、光开关器件、光存储器件已经问世;作为光计算机的外部存储设备的光盘技术已相当成熟。21世纪光计算机的应用将会成为现实。

如果计算机的体积在将来要进一步变小,计算机元件的尺寸也会相应变得非常之小。不过,当计算机微型化发展到一定程度时,就必须用新技术来补充或取代现有的技术。80年代初,经过美国阿贡国家实验室的研究,证明了一台计算机原则上可以以纯粹量子力学的方式运行。由于微小的粒子(如原子)只能以分立的能态存在,当原子从一个能态变到另一个能态时,要吸收或放出光子,而量子波又具有迭加性,一位量子信息只有两种可能情况中的一种,类似于数学的二进制。研究人员利用粒子的自旋转,成功地进行了简单的两位量子的逻辑运算。实验证明可以建立通用量子逻辑门(NOT、COPY、AND),再通过光纤把这些量子逻辑门连在一起,穿过光纤或单个光子能够把信息位从一个逻辑门运送到另一个逻辑门。这样,在理论上就可以成为一台量子计算机了。

量子计算机是通过使处理数字信息的人们熟知的分立特性与量子力学奇异的分立特性相对应而进行计算的。在量子计算机中半翻转的量子位则开辟了新型计算的途径。量子计算机具有量子并行性和运行速度非常快的特点,它可以用于模拟其他的量子系统,可以用于大数的分解因子。现在量子计算机正在研制实验阶段。

电脑制作影视特技

电脑制作影视特技是电影制作技术与计算机的结合。有人形象地比喻:电脑制作影视特技=好莱坞+硅谷。实际上,它是电脑绘画技术在电影特技动作上的广泛应用。

为什么电脑可以创造影视特技和营造各种场景呢?这要归功于多媒体计算机的问世和电影特技制作软件,二者缺一不可。影视特技包括图像和声音两类。电脑音频视频编辑软件系统AdobePremiere具有剪辑、插入、画中画、水平移动、重复图像、多音轨混声、声音加回音等几十种功能,利用这些功能,能够创造出淡出淡入、飞入飞出、翻转、伸缩、滤波变形等特技效果。而电影特技制作软件ALIAS具有造型功能、数字光学功能、模显骨骼与皮肤功能、人物性格塑造功能以及纹理库。在电影特技制作软件的支持下,使用多种灵活的造型工具,可以生成任意复杂的形状;可用光线直接生成雷、电、雨、雪、雾等自然景观;可通过调整骨骼运动来塑造人物并控制人体或动物的运动;也可塑造人物性格及表情;还可利用复制技术生成气势宏大的千军万马。

在电脑特技效果中,好莱坞性感女星玛莉莲·梦露竟然挽着美国南北战争时期林肯总统的胳膊下面以“硅图像”公司利用图像计算机为好莱坞制作《侏罗纪公园》为例,介绍用电脑制作栩栩如生的恐龙的情况。

“硅图像”公司用来设计《侏罗纪公园》中恐龙和其他动物图像的计算机装有特殊的芯片和软件程序,使计算机产生的图像具有高清晰度和立体感,再以每秒30次的速度更新图像,从而产生动作。首先,计算机画出电影画面草图,在草图中画出恐龙的三维图像,标出每块骨骼的位置,在骨骼上增加肌肉,这样就在计算机屏幕上制作出了一头巨大的恐龙。然后,使用图像处理技术将恐龙图像加工制作成生动有趣的恐龙,又通过复制技术制作各式各样的恐龙,于是在一张画面上就出现了十几头恐龙。再调整恐龙骨骼运动,使恐龙“活”起来。最后,把恐龙的动作按每秒24幅连续变化的静止画面制作成电影底片,这样就可以在银幕上表现恐龙快速奔跑、凶狠捕食的场景。

影片《侏罗纪公园》中出现了一只长颈恐龙吃树梢的画面。这是拍摄时先用起重机的长臂使树梢摆动起来,然后用电脑技术将起重机从画面中抹去,再用恐龙来代替。

利用电脑制作影视特技,为影视制作提供了全新的手段,使人们在电影、电视中看到了在现实中无法看到的壮观景像和奇特表演。

21世纪的电脑

计算机至今已走过了五十多个春秋,发展速度之快,是现代科学技术史上少有的。然而,今天的计算机仍有许多不尽人意的地方。

计算机的计算速度对于解决某些问题来说仍显得很慢,例如,长期天气预报、全球环境模拟、地震预测、等离子体核聚变研究等问题,使用现在的计算机还是有些不足。

目前,计算机只能严格地按人所设定的程序来工作,因而不善于解决,也无法从根本上真正解决一些智能问题,如语言识别、图像识别、专家系统等问题,这是因为人们无法把自己的认识翻译成严密的机器指令。

除此之外,电脑的“细胞”——集成电路也不可能无止境的发展下去。

人无远虑,必有近忧。科学家在电脑技术如日中天的今天,也开始开辟新的途径,研究开发新一代的电脑。

专家认为,首先登场的将是超级电脑。这是指能够进行高速、超大规模计算的一类电脑,又叫做大规模并行计算机,运算速度高达每秒成百上千亿次操作。

在计算机科学中,运算速度通常以每秒执行多少次浮点运算来表达,1次浮点运算就是1次二进制数字的加减。每秒钟1万亿次浮点运算相当于这样一个概念:如果一个人以每秒钟作一次运算,那么,他需要花1万年时间不停地运算才相当于万亿次计算机1秒完成的计算量。奥秘在于超级电脑采用了“并行”处理结构,而个人电脑采用的是“串行”处理结构。在“串行”处理中,不管要处理的信息有多少,都要依次排队按部就班地进行处理。而在“并行”处理中,则是将信息分到各个部门去同时进行处理,用不着等前面的处理完以后再处理后来的信息。

显然,超级计算机在政治、经济、军事、科学等领域都有十分重要的地位。

最有前途的也许是光学计算机,使用光来代替现有电子计算机的线路设计。

光比起电信号来,具有更多的优越性。光学计算机的工作原理与电子计算机基本相同,不同的是信息的载体,由光取代了电子,光互连取代了电子导线互连,光学器件取代了电子器件,光运算取代了电运算。

光学器件的处理速度是电子器件极限速度的1000倍,并且能轻而易举地互连。光脑还具有与人脑相似的容错系统,系统中某一文件损坏或出错,也不会影响最终的计算结果。

1990年,美国贝尔实验室研制出世界上第一台通用光学计算机模型。它由一系列的激光器、光纤、光学开关组成,利用光学原理来处理、存储指令和数据,指令和数据以红外光脉冲方式在光纤中传输。

人工神经网络计算机前途看好。

我们知道,人脑神经系统是由数以十亿计的神经元相互连接而成的、极其复杂的信息处理网络,科学家认为它是处理复杂信息的最好结构。人工神经网络计算机就是模仿人脑神经系统的计算机,它同样是目前世界各国专家正在大力研究开发的下一代计算机。

人工神经网络计算机不仅能够高速处理信息,还能够像人一样具有学习功能和联想功能。现有的计算机的所有工作都是依靠人们预先给出的指令。从这一意义上说,它的能力还不如一个两三岁的幼儿。

人工神经网络计算机不一样,你只要反复把例题和答案输入,它便能自己学会解题的方法,这就是学习功能。

世界各国目前的研究主要集中在两个方面:一是通过在软件上下功夫,使通常的电子计算机也具有学习功能,可以用于生产控制;二是开发专门的神经芯片,通过硬件实现神经网络计算机的功能。

此外,还有一种生物计算机。它是利用遗传物质DNA来作为电脑的芯片,可以彻底实现现有的计算机所无法真正实现的模糊推理功能和神经网络功能。日本从20世纪80年代开始投入大量资金研究这个问题,但是一直进展不大。人们期待着在这一领域会有更大的突破。

人机交流:电脑的发展方向

电脑自从1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生以来,功能和形态都发生了巨大的变化:重量越来越轻,体积越来越小,功能却越来越完善。

电脑无论怎样发展,毕竟是一台机器。现在人们在使用电脑时只是单纯地给电脑输入指令,电脑执行指令并将结果显示在屏幕上,从本质上说这只能算是一种单向的交流。随着电脑芯片的发展,电脑已开始朝着人机交流的方向迈进了。

美国微软公司投入巨额资金研究具有识别和理解人的说话内容能力的计算机。比尔·盖茨预测,个人电脑在10年之内将不仅能够识别人的语言,而且能够像人与人彼此交谈时一样理解谈话的意思。这种新型的电脑将具有看、听和学习的能力。

人们早在二十多年前就提出了制造能够与人对话、识别人的语言的电脑。人们当时对于需要多久能够制造出这样的计算机过于乐观了,原因是以为只要解决声波的问题就可实现这种人机交流。

其实人的语言非常含糊,人们要根据常识和谈话的背景才知道谈话的内容。如果依据精确的判断的话,有可能听不懂朋友的谈话了。喝酒或感冒了都会改变一个人的声音,但人仍然能判断出这是哪位朋友在说话,这是因为大脑具有模糊判断的能力。电脑要达到这种水平还有一定的差距。电脑只有在对谈话具备学习能力后,才可能听懂人的谈话。

这里必须要提到我国的情况。个人电脑的普及在中国的一个障碍就是多数的中国用户往往会被复杂的用户界面弄得不知所措,有时甚至连人机之间的单向交流都不能实现。这一点,目前的Windows操作系统不能完全解决问题。

汉字输入也是电脑与人之间交流的困难。五笔字型已经在中国得到推广,但愿意花时间去学习的人并不是很多。至于拼音输入,对于发音不太准或拼音基础不好的人来说也不容易。要想很容易地实现人机交流,看来还是要使电脑具有语音识别功能。目前,IBM公司开发出的语音输入软件,已经能够识别比较准确的普通话了。

语音识别技术可以使电脑变成一位可以与用户交谈的伙伴,只要对着话筒说几句话,电脑就会去执行指令,省去了那些进入层层界面的烦恼。看来,以后语音输入势必要取代键盘和鼠标,成为用户与电脑交流的又一种方式。

然而,仅仅实现了人机之间的交谈是远远不够的,要想真正实现人机交流,还必须使电脑能够思维,如同人一样能进行逻辑思考,对事物能做出自己的判断。

人们设想,电脑不但要有理智,还应该具备情感,不但有喜怒哀乐,还要有烦躁、苦闷,能与人心有灵犀。这样的电脑才有可能与用户共患难,相互体谅,相互安慰。这需要电脑有强大的功能来支撑这些行动。这一切都取决于芯片技术的发展。

看来,必须要有会进行模糊运算的芯片。过去的芯片容量小,工作方式也很简单,只会在“0”和“1”两种状态,即在“是”和“否”里兜圈子。这种芯片技术只能使电脑有简单的逻辑思维功能。现在正在研究的生物芯片将彻底改变以往的芯片工作方式。人们期望经过特殊处理的芯片将真正使电脑具有情感和像人一样的思维能力。

人机交流是电脑未来的发展方向,虽然技术还不是很完备,而且都处于试验阶段,但我们有充分的理由相信,在2l世纪初期,电脑将能成功地实现较为完全意义上的人机交流。

电脑越来越聪明

据科学家推断,现在的人脑容量与几百万年以前的人脑容量相当,也就是说,在这几百万年的时间里,人脑的变化不大。电脑则在短短的几百年甚至几十年间发生了翻天覆地的变化。电脑的“进化”速度,与人脑进化的速度相比,真可谓是狂飙突进。

让我们先来看一看电脑孕育、诞生及成长简史。

1642年,法国人帕斯卡制造了人类第一台机械式计算机——加法机。

与此同时,古代中国流行的计数器——算盘早已被成千上万个店铺使用。

在西方,德国的莱布尼茨最早提出了二进制运算法则,并于1674年发明了乘法机。

与电脑里的人工生命对话,或许会成为未来人们交际的一个方面进入20世纪,美国现代国防商用机器公司(IBM)创始人赫尔曼·赫里特发明的机电式制表机,采用了机电式的自动计数装置。这标志着人类开始朝着机器计数的方向迈进。

这一进程在20世纪30年代取得了突破。德国的朱斯研制成功著名的Z系列计算机,其中Z-3型计算机是第一台采用电磁继电器进行程序控制的通用自动计算机。

1944年制造的“马克I号”大型计算机是一种完全机电式的计算机,一共使用了三千多个继电器代替前轮转动的机械结构,并采用十进制。

5年之后,“马克Ⅲ”号大型计算机由美国的艾肯研制成功。它首先使用了磁鼓作为存储器。

1946年,在美国宾夕法尼亚大学的实验室里,诞生了人类第一台电子计算机——“埃尼阿克”(ENIAC)。它体积庞大,十分笨重,但身手却异常敏捷,运算速度超过了以往任何形式的计算机。这台电子计算机总共用了1800个电子管。

同一时期,“现代电子计算机之父”的冯·诺伊曼改变了使用十进制的做法,提出在计算机中应用存储程序和采用二进制系统。

20世纪50年代,美国IBM公司生产的IBM704型计算机是第一代全部采用电子管的计算机。1959年,该公司生产出一种全部采用晶体管的电子计算——IBM7090。

5年之后,世界第一台采用集成电路可通用的计算机IBM360系统研制成功。

1976年,“苹果”公司开始推出自己设计的电脑,这为微型电脑走进千家万户开了先河。

现在,第六代电子计算机开始采用神经集成电路模仿人脑的神经细胞结构。新型的DNA电脑正在开发之中,经过特殊培养后制成的生物芯片可作为一种新型高速计算机的集成电路。

计算机病毒

从1989年开始,计算机病毒登陆中国。1989年下半年的一天,全国统计系统有数十台计算机上万片软盘遭到了一种称为“小球”的病毒的攻击,并且很快在全国各地蔓延,使统计系统的正常工作系统陷入混乱。几个月后,金融系统、科研单位、工矿企业、政府机构也相继发生计算机病毒侵害事件,发现的计算机病毒达数十种之多。从此,计算机病毒的蔓延愈演愈烈。

计算机病毒是什么?

计算机病毒实际上是人为设计的一种计算机程序或一个指令,小的只有20条计算机语句,大的则达上万条计算机语句。它们与正常程序一样,都是由人设计编制的。病毒始作者的目的不尽相同,有的纯属于恶作剧,例如有一种专门用于阻止人们在下午5点钟加班的音乐病毒,就是由美国康奈尔大学的一名叫莫里斯的学生为了炫耀其“聪明才智”而设计的。还有的则是为了保护自己软件的版权,如“巴基斯坦”病毒。不过。现在这种行为已经被完全禁止了。

世界上已发现的计算机病毒很难确切地计数,变形病毒更是无法统计。病毒在发作时以独特形态表现出来,千奇百怪。计算机病毒的危害也越来越触目惊心。

由于现在各行各业都使用计算机网络来进行管理,病毒可以造成的危害也就十分触目惊心。它能使交通瘫痪、银行金融系统遭到破坏、工厂企业生产停滞、政府行政机构秩序紊乱、卫星导弹失控、列车晚点、海船迷航……计算机病毒对人类社会构成了巨大危险和威胁。国际上一些国家将计算机病毒与核、化学、生物武器一并列为21世纪人类社会最恐怖的杀手。

计算机病毒最可怕的地方是能够“传染”。病毒一旦进入计算机,便开始进行自我复制,并且不知疲倦地将病毒传染给进入该机的磁盘,传染给联网的机器,这样就能够在很短的时间里大范围地扩散。计算机病毒还有一个特性是潜伏性。只有当特定的条件具备时,才显露出“庐山真面目”,开始对计算机进行攻击。

已经发现的计算机病毒主要可以分为两大类:系统引导型和文件型。

引导型病毒是通过计算机引导程序来传播和攻击的一类病毒。一般来讲,当微机启动时,病毒程序抢先一步进入内存潜伏下来,一旦发现插入新磁盘,便开始传播和感染。

文件型病毒常常依附在可执行文件的头部或尾部。当它留驻内存后,只要计算机运行其他健康文件,就抢先将自身复制到健康文件的头部或尾部去。一旦时机成熟,就会将文件破坏。