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1LiWei《大学计算机基础》概述大学生信息素质培养的“4个必须”《大学计算机基础》概述《大学计算机基础》课程意义1《大学计算机基础》课程宗旨2《大学计算机基础》课程特点3《大学计算机基础》课程资源4《大学计算机
基础》课程导读5《大学计算机基础》课程意义•计算思维:学习运用计算机科学基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为培养大学生综合素质和创新能力不可或缺的重要环节•计算机教学是大学生素质教育的必须组成•计算机知识是大学生认识现代科学必须具备的基础•计算机的熟练应用是大学生进入现代社会的必备手
段与技能•良好的信息素质是大学生可持续发展的重要基础平台•解决问题的思维方式可分为推理方式和构造方式两大类。推理方式凭借公理系统思维方法通过数学训练得到。构造方式则是凭借构造性思维,从具体操作规范入手,通过操作过程的构造实施来解决特定问题,通过计算机教育得到训练。大学
生信息素质培养的“4个必须”1.以计算思维为导向进行改革,着力提升大学生信息素质2.贯穿计算思维能力培养理念3.注重内容的层次性、整体理论方法的系统性4.突出技术性、应用性与示范性5.内容与时俱进《大学计算机基础》课程宗旨《大学计算机基础》课程特点•注重贯穿
计算文化、计算技术、计算思维三层次•融合思维培养与应用能力培养•突出计算思维能力的训练1.体系提升2.内容先进•对应大学计算机公共基础与专业应用的需求•贯穿理解计算机的基础理论、应用技术、开拓提高三个层面3.突出应用•面
对计算机平台应用的共性基础需求•贯穿四大计算机应用技术(办公自动化、网络、多媒体、数据库)•实例驱动,实践指导4.适用面宽•结合技术与应用需求和学生认知特点•采用导论型结构便于讲述原理方法•实践指导适合自学练习•适用于大学本科一年级计算机基
础课教材•亦可用作计算机爱好者自学《大学计算机基础》课程资源1.主教材•以计算思维方法培养为导向•侧重讲述原理、概念和方法•采用导论型结构便于讲述原理方法;2.辅教材•以基础应用能力培养为主线•主要讲解技术实现方法•附之
以步骤指导学生实践3.课程资源共享•“大学计算机基础”精品课程http://jpkc.nwu.edu.cn•网络共享的课程资源(精品课程资源网)技术篇2《大学计算机基础》课程导读•计算理论基础•计算机系统平台基础基础篇1•办公自动化
技术•计算机网络技术•多媒体技术•数据库技术提高篇3•开发能力•拓展能力计算本质、计算工具基础篇(第1~4章)1章节安排:第一章:计算思维概论第二章:计算机中信息的表示第三章:计算机硬件系统第四章:计算机
软件系统《大学计算机基础》课程导读计算理论基础计算机系统平台基础导出计算模型、计算复杂性、经典范型计算机中信息表示计算机的硬件组成计算机软件系统理解计算机的理论基础•数据基础•体系结构应用计算机的平台基础章节安排第五章:文字表格处理与内容展示——offic
e办公软件第六章:信息社会基石-计算机网络第七章:丰富多彩的信息社会-多媒体数据处理第八章:管理信息社会资源-数据库技术基础技术篇(第5~8章)2《大学计算机基础》课程导读•掌握现代办公的基本技术•掌握因特网上检索、传输、交流信息的基本方法•
掌握采集使用多媒体信息的主要形式与方法•培养利用计算平台进行数据处理的综合能力提高篇(第9~10章)3章节安排第九章:程序设计第十章:计算机发展前沿技术《大学计算机基础》课程导读•讲解程序设计基本思想•提升开发计算机应用系统能力开发能
力拓展能力培养计算机前沿技术与专业应用结合的能力:•人机交互•高性能计算•人工智能计算本质、计算工具计算理论基础(第1章)计算机系统平台基础(第2~4章)导出计算模型、计算复杂性、经典范型计算机中信
息表示计算机的硬件组成(冯诺依曼)计算机软件系统理解计算机的理论基础•数据基础•体系结构应用计算机的平台基础(第1~4章)第1章:计算思维概论•计算与计算思维的概念•计算工具的发展•计算理论基础•可计算的典型问题
•计算文化•计算技术应用领域思维就是一种广义的计算:是人脑对客观事物概括的和间接的反映思维过程就是对信息的处理过程计算的含义科学思维的内涵计算思维相关概念一、计算与计算思维1.计算的含义例如:使用各种计算方法(常用的有加、减、乘、除等)所进行的简单“算术”(例如:将7乘以
8)。计算也有较为抽象的定,例如:某一场竞争中有关“策略的计算”。无论是加、减、乘、除等“算术”计算,或者是有关“策略的计算”,计算都是一种思考过程。计算的定义有多种使用方式,有相当精确的定义。一、计算与计算思维1.计算的含义1.1计数与计算远古时代的人类祖先利用
石头、手指计数,石头、手指就是远古人类的计算工具。英文中的Digit就同时含有“数字”和“手指”的含意。手工计算圆周率的计算:祖冲之(公元429—500年)计算到了小数点后第7位阿德里恩(荷兰)1593年计算到小数点后第15位1948年,费格
森(英)和伦奇(美)计算到了小数点后第808位1949年,第一台电子计算机ENIAC精确计算到了小数点后2037位1983年,利用计算机精确计算到了小数点800万位以后2011年9月,使用家用计算机计算到
了小数点后10万亿位计算机计算1.2逻辑与计算逻辑(Logic)的含义:客观事物的规律、某种理论或观点、思维规律或逻辑规则、逻辑学或逻辑知识等“正如算术学者教人数字的加与减;几何学家教人在线、形、角、比例、快速程度、力等方面进行加与减;逻辑学家则教人在字(词)的推论方面进
行加与减……一切思维不过是加与减的计算。”———霍布斯(英国)推理和计算是相通的:数理逻辑在计算科学发展过程中不但提供了重要思维方法,也已成为了计算科学重要的研究工具。一、计算与计算思维1.计算的含义逻辑学创始人亚里士多德:逻辑学是一切科学的工具,提出了
三段论(大前提、小前提和结论),由此可把推理看成是对符号的操作,即符号演算。布尔提出了逻辑代数:符号语言与运算可用来表示任何事物,使逻辑学由哲学变成了数学。利用数学方法研究逻辑推理的规律称为数理数辑,其中的命题演算与谓词演
算在计算科学中有巨大作用和深远影响。1.2逻辑与计算数理逻辑研究成果应用于计算科学,计算科学深入研究推动数理逻辑的发展。一、计算与计算思维1.计算的含义算法是一组确定的、有效的、有限的解决问题的步骤。1.3.算法与计算•《周髀算经》和《九章算术》中“术”的概念,即算法。•《九章算术》中给出了四
则运算、最大公约数、最小公倍数、开平方根、开立方根、求素数等各种算法。•英文Algorithm来源于公元9世纪的“波斯教科书”(PersianTextbook)数值计算类算法:例如:数值积分、线性方程求解等。非数值计算类算法:如信息管理、文
字处理、图像分类、检索等。一、计算与计算思维1.计算的含义1.3.算法与计算算法中的基本操作步骤对应计算机的操作指令。总之,问题的求解就是计算,求解算法中的每一步骤也是计算。计算的过程是算法,算法又由计算步骤构成,计算的目的由算法实现,算法的执行由计算完成。
从这个意义上说计算机科学本质上是算法科学。一、计算与计算思维1.计算的含义算法的三个基本要素:①数据对象②基本运算和操作(算术运算、逻辑运算、关系运算和数据传输)③控制结构(顺序、分支、循环)算法的功
能结构取决于所选用的操作和各操作之间的执行顺序。算法只是说明按什么样的操作才能得到问题的解,不会给出问题解的具体结果。什么是思维?思维是主体对信息进行处理以及主体意识的能动活动。例如:对信息进行采集、传递、存储、提取、删
除、对比、筛选、判别、排列、分类、变相、转形、整合、表达等。思维具有概括性、间接性和能动性等特征。人的思维过程:信息内容的接收、加工、储备与传递的4个过程。一、计算与计算思维2.思维概述思维是一种信息处理过程,从某种意义上来说,
也是一种广义的计算。接收过程:接收的信号中读取信息内容;加工过程:对信息进行感觉格式化的过程;储备过程:进行情感信息资料,以作备用的过程;传递过程:使用信息内容的过程。科学思维及类别科学思维:通常指理
性认识及其过程,是人脑对科学信息的加工活动。一、计算与计算思维2.思维概述科学思维包括理论思维、实验思维和计算思维。可分别对应于理论科学、实验科学和计算科学。科学思维三个基本原则:①在逻辑上严密,达到归纳和演绎的统一;②在方法上要求辩证地分析和综合两种思维方法;③在体系上,实
现逻辑与历史的一致,达到理论与实践的具体的历史的统一。科学思维及类别理论思维:又称逻辑思维,是指借助于概念、判断、推理等思维形式能动地反映客观现实的理性认识过程。理论思维以推理和演绎为主要特征,以数学学科为代表。一、计算与计算思维2思维概述实验思维:又称实证思维,是指通过观
察和实验获取自然规律法则的一种思维方法。实验思维以观察和归纳自然规律为主要特征,以物理科学为代表。计算思维:又称构造思维,是指从具体的算法设计规范入手,通过算法过程的构造与实施对问题进行求解。计算思维以设计和构造
为主要特征,以计算机科学为代表。科学思维及类别计算机不仅为不同专业提供了解决专业问题的有效方法和手段,而且提供了一种处理问题的构造思维方式。熟悉使用计算机及互联网,为人们终身学习提供了广阔的空间以及良好的学习工具与环境。这正是信息时代大学生必须掌握的信息素质.了解计算系统
的思维——学习计算机工作原理,理解计算系统的功能如何能够越来越强大;利用计算系统的思维——理解结合计算系统如何控制和处理,满足数字化生存与发展的需求。一、计算与计算思维2.思维概述提出模型制作模型解释结果测试理论提出理论数据生产模型验证建模过程提出
实验数据分析驱动装置大型计算计算思维理论思维实验思维解释结果生产模型精确计算验证理论生产数据提出理论三种思维的关系:概念计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。———周以真一、计算与计算思维
3.计算思维概念计算思维的概念中主要强调:第一,问题求解中的计算思维。第二,设计系统中的计算思维。第三,理解人类行为中的计算思维。计算思维概念要点一、计算与计算思维3.计算思维概念第一,问题求解中的计算思维。利用计算手段进行问题
求解时,首先将实际的应用问题转换为数学问题,然后建立模型、设计算法和编程实现,最后在实际的计算机中运行并求解。在这个过程中,前两步是计算思维中的抽象,后两步是计算思维中的自动化。计算思维概念要点一、计算与计算思维3计算思维概念R.Karp认为,
任何自然系统和社会系统都可看作为一个动态演化系统,演化过程中伴随着物质、能量和信息的交换,而这种交换可以映射为符号变换,使之能用计算机实现离散的符号处理。当动态演化系统抽象为离散的符号系统后,可以采用形式化的规范对其进行描述,通过建立模型、设计算法
和开发软件来揭示演化的规律,对系统演化进行实时控制并自动执行。第二,设计系统中的计算思维。计算思维概念要点一、计算与计算思维3.计算思维概念计算思维是基于可计算的手段,以定量化方式进行的思维过程,能满足信息时代新的社会动力学和人类动力学要求。利用计算手段进行人类行为研究,即通过各种信息
技术手段,设计、实施和评估人与环境之间的交互。研究生命的起源与繁衍、理解人类的认识能力、了解人类与环境的交互以及国家的福利与安全等,都属于该范畴,都与计算思维密切相关。在人类的物理世界、精神世界和人工世界这三个世界中,计算
思维是建设人工世界所需要的主要思维方式。第三,理解人类行为中的计算思维。计算思维概念总结一、计算与计算思维3.计算思维概念计算思维的本质是抽象与自动化。计算思维是具有形式化、程序化、机械化特征的人类思维活动方式,计算思维
的活动过程并不是某些特定的、程序化的思维过程,并不意味着就是进行计算机程序设计,更为主要的是要求能够在抽象的多个层面上进行思维。计算思维中的抽象超越了物理的时空观,物理世界中的问题可以完全用符号进行表示,抽象结果最终需要能够机械地一步一步
自动执行。计算思维是人类本身的一种根本的思维技能,是人类解决各种问题的一条途径,借助于计算机的强大计算能力,人类可以更好的解决各类需要进行大量计算的问题。传统计算工具计算机器雏形现代化的计算工具
二、计算工具的发展1.传统计算工具远古时代:石子、结绳、木棒、手指、结绳打结。算筹:算盘:算盘式计算工具:沙盘类,算板类,穿珠算盘类。2.计算机器雏形思维机器:雷蒙德•露利发明了一种称为“旋转玩具”的思维机器。齿轮传动的机械钟:可看作是用于计时的计算机器
。“机械化”计算尺:英国数学家奥特雷德发明。第一台加法机:法国数学家帕斯卡发明,只能做加、减法。莱布尼兹计算机:德国数学家莱布尼兹发明,能做加、减、乘、除运算。分析机:英国数学家巴贝奇,能计算对数、三角函
数以及其他算术函数。电子模拟计算机:20世纪20年代,美国人万尼瓦尔•布什研制,能解一般微分方程组古代中国的“算法化”思想:对于一个数学问题,只有当确定了可以用算盘解算它的规则时,这个问题才算可解。直到中世纪,哲学家们才提出能否用机械来实现人脑活动的功能?围绕该问题,试图从某个前提
出发机械地得出正确的结论,即思维机器的制造。二、计算工具的发展机械钟帕斯卡加法器莱布尼兹计算机巴贝奇分析机计算尺二、计算工具的发展1、1946年2月,第一台电子计算机:埃尼亚克(ENIAC)。17000多只电子管、10000多只电容器、7000只电阻、1500多个继电器,耗电功率150KW,占
地160m2,重30t的。每秒加法运算5000多次。3.现代化的计算工具埃尼亚克(ENIAC)现代电子计算机是20世纪科学技术最为卓越的成就之一,是一种能够自动、高速、正确地完成数值计算、数据处理、实时控制等功能的电子设备。现代计算
机诞生初期,三台典型的现代计算机2、1949年5月,第一台实现内存储程序式的电子计算机埃德沙克(EDSAC),由英国剑桥大学威尔克斯根据冯·诺依曼的指导思想设计。二、计算工具的发展3.现代化的计算工具埃德沙克(EDSAC)现代计算机诞生初期,三台典型的现代计算机3、195
2年,第一台具有内部存储程序功能的计算机埃德瓦克(EDVAC)研制成功。由运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备5部分组成。采用二进制模拟开关电路的两种状态。二、计算工具的发展3.现代化的计算工具埃德瓦克(EDVAC)现代计算机诞生初期,三台典型的现代计算机
二、计算工具的发展第一代:电子管时代(1946年~20世纪50年代末期)主要特点:采用了电子管作为基本器件,运算速度达到了每秒数千次至数万次,软件方面确定了程序设计的概念,由代码程序发展到了符号程序,出现了高级语言的雏形。现代计算机发展4阶段(依据:主要
元件)3现代化的计算工具第二代:晶体管时代(20世纪50年代中期~60年代末期)主要特点:基本器件为晶体管,缩小了体积,提高了运算速度和可靠性(一般每秒10万次,可高达300万次),出现了磁芯存储器。软件方面出现了高级程序语言,提出了操作系统的概念。第三代:中、小规模集成电路
时代(20世纪60年代中期~70年代初期)主要特点:采用中、小规模集成电路(IC)作为基本器件,体积更小,寿命更长,计算机的功耗、价格进一步下降,而速度和可靠性相应地有所提高,计算机的应用范围进一步扩大。在软件方面出现了
操作系统,软件出现了结构化、模块化程序设计方法。现代计算机发展4阶段第四代:大规模和超大规模集成电路时代(20世纪70年代初期至今)主要特点:采用超大规模集成电路(VLSID)和极大规模集成电路(U
LSID)、中央处理器CPU高度集成化。二、计算工具的发展3.现代化的计算工具第一、处理的对象上不再局限于数值信息,包括数值、文字、符号、图形、图像,声音、视频等一切可以用数字加以表示的信息。现代计算机6特点第二不仅可以进行数值计算处理,也能进行非数值处
理,例如进行信息检索、图形处理等,不仅可以进行加、减、乘、除算术运算,还可以做是、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表示成以计算机可以识别和执行的“语言”,并事先存储到计算机中,计算机就可以对这些数据进行完全自动的处
理。二、计算工具的发展3.现代化的计算工具第四、在处理速度上,目前一般计算机的处理速度都可以达到每秒百万次以上的运算,而巨型机的速度已达到了每秒数千万亿次以上运算。现代计算机6特点现代计算机6特点现代
计算机6特点第五、现代计算机可以存储大量数据。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、多台计算机可以借助于通信网络互连互通,超越地理界限,实现远程信息和资源共享。二、计算工具的发展3.现代化的计算工具1958年8月1日,第一台小型电子管数字计算机103机诞生,每秒能运算30次。1959年9月,第一台大型电子管计
算机104机研制成功,每秒运算1万次,1964年,我国第一台大型通用电子管计算机119机,在该机器上完成了我国第一颗氢弹研制的计算任务。1973年,每秒运算100万次的集成电路计算机(150型计算机)研制制成功,并运行了我国自行设
计的操作程序。20世纪80年代以后,研制了高端计算机,如银河系列、神威系统、曙光系列等。其中的“天河二号”运算速度世界第1(2013年6月17日)4.现代化计算机在中国的发展机器研制方面二、计算工具的发展
103机(1958年)104机(1959年)119机(1964年)曙光4000L(2003年)天河二号(2013年)计算机软件方面在计算机软件方面,我国的研究是和计算机硬件同步的,1959年,同步104机研制成功了自主设计的FORTRAN编译程序。20世纪80年代以
后,我国计算机软件开发主要转向了软件开发环境、中间件、构件库等,其中影响较大的是北大青鸟系统。20世纪90年代以后,以UNIX和Linux为基础,开发出了COSIX和麒麟操作系统,同时,国产数据库系统也开始占领市场。汉字激光照排系统:开创了汉字印
刷的一个崭新时代,引发了我国报业和印刷出版业“告别铅与火,迈入光与电”的技术革命,被誉为“汉字印刷术的第二次发明”。其他重大成果:可执行的持续逻辑语言、区段演算理论等。4.现代化计算机在中国的发展二、计算工具的发展计算的本质与计算模型问题的
可计算性计算复杂性问题求解过程三、计算理论1.计算模型计算模型:是指用于刻画计算概念的抽象形式系统或数学系统。计算模型可为各种计算提供了硬件和软件界面,在模型的界面约定下,设计者可以开发整个计算机系统的硬件和软件支持,从而提高整个计算系统的性能。早在现代计算机出现之前,
英国著名数学家图灵(AlanTuring)对计算本质进行了研究,给出了计算的精确定义。1936年他发表了著名论文《论可计算数及其在判定问题中的应用》,第一次把计算过程和自动机建立对应,提出了最原始的计算模型。模型结
构简单,用它可以确切地表达任何运算,被称为图灵机模型,为计算机的发展奠定了理论基础。图灵关于计算的定义图灵揭示了计算过程的本质特征。直观地说,计算过程就是计算者(人或机器)对一条两端可无限延长带子上的一串0、1输入串执行指令操作,经过有限步骤而一步步地改变带子上的0、1状态,得
到满足预先规定的符号串的变换过程。三、计算理论1.计算模型人计算时把符号写在纸上,按以下计算步骤做计算动作并计算结果。人的计算过程例如,人在进行算式计算时,首先在纸上写出计算式子,根据乘法的计算规则,按照逐位相乘、错位相加的规则得到了计算结果,计算
结果的产生是人执行相应计算动作(如乘法计算动作、记录数据动作、加法计算动作)过程中出现的符号变化。28×3256+84896①将符号(数据信息、计算符号)写在纸上(用纸张存储信息)。②根据计算符号,按步骤进行计算动作(计算规则控制动作)。③计算动作的执行导致纸上出现符号变化(执行动作获得结
果)。三、计算理论1.计算模型计算机器是对人的计算行为的模拟过程,不仅要模拟人的行为动作,同时对行为动作规则进行模拟。图灵把计算过程和自动机建立对应,抽象出如下计算过程。机器模拟人的计算过程用计算机进行问题求解,就是用机器对人类智能行为的模拟。①将运算介质确
定为线性带子。带子可设想为磁带,带被划为方格,方格放一个符号。②人在运算时一般每次注视5、6个符号,图灵规定每次仅注视1个符号,注视由读写头执行。③一组运算法则存放在有限状态控制器中,根据磁头注视的符号及当前状态决定
下一步动作。三、计算理论1.计算模型①两端无限延伸的带子:带子被划分为若干个相邻的小格子,每个格子上包含一个来自有限字母表的符号,字母表中有一个表示空白的特殊符号(相当于人运算过程中的纸张)。图灵机模型的构成②读写头:读写头可在带子上左右移动,它能读出
当前所指的格子上的符号,并能改变当前格子上的符号(读写头同时具有人眼关注符号和人手书写或擦除符号的功能)。③控制器(程序和状态寄存器):状态寄存器用于保存图灵机当前状态,控制器根据当前机器所处的状态以及当前读写头所指的格子上的符号来确定读写头下一步的动作,并改变
状态寄存器的值,令机器进入一个新的状态。为控制读写头的动作,有一个有限状态集合,并包含有一个开始状态和一个结束状态。三、计算理论1.计算模型1.3计算理论1.3.1计算模型图灵机可以模拟人所能进行的各种计算过程,该模型从初始状态开始,在计算过程的每一时刻,通过
读写头注视带子某一格子上的符号。根据当前时刻的状态和注视的符号,机器执行下列动作。图灵机工作过程(1)根据当前状态和读写头所注视的符号,确定读写头操作,并转入新的状态;(2)读写头把当前状态下被注视的符号改写成新的符
号;(3)控制读写头向左或向右移动一格。图灵机中由状态和符号对偶决定的动作组合称为指令,决定机器动作的所有指令表称为程序。当处于结束状态时图灵机停机,此时带子上的内容就是图灵机的输出。图灵机模型形式化表示图灵机模型可以用形式化方式进行严格定义,形式化方式
也是利用计算思维求解问题时进行问题抽象的主要方法。一个图灵机模型可形式化表示为一个7元组,其中:是有限状态集合;是有限输入字符集;是有限输入带字符集;是状态转移函数,其中,L、R表示读写头左移还是向右移;是初始状态;是空格符;是有限终结状态集。),,,,,,(
0FBqQQ0qBF三、计算理论1.计算模型计算一种函数:将图灵机程序P解释为计算函数:对于函数f(x1,x2,…,xn)=y,程序P总是从输入带读入n个整数x1,x2,…,xn,且在输出带上写出一个整数y后程序终止。则P计算了该函数且得到函数值y。图灵机计算能力以上两种对图
灵机计算能力的解释,本质上是一致的。识别一种语言:将图灵机程序P解释为一个语言接受器:一个字母表是符号的有限集合,而语言是字母表上字符串的集合。字母表中的符号可以用整数1,2…,k来表示。图灵机接受语言的方式为:将字符串中的n个字符依次放在输入带上的第1到第n个方格中,第n
+1个方格中放入字符串结束标志。如果程序P读了字符串S以及结束标志后,在输出带的第1格输出1并停机,那么程序P接受字符串S。三、计算理论1.计算模型确定性图灵机:如果执行中每次只可能有一个规则匹配,也就是说所有规则的左端都不完全相同,图灵机
的每步执行是唯一确定的,称这样的机器为确定的图灵机。图灵机分类图灵机理论奠定了通用电子计算机设计的理论基础,同电子技术的结合最终产生了20世纪最伟大的奇迹。非确定性图灵机:如果执行中每次有两个或更多的规则匹配,图灵机的每步执行不是唯一确定的,称这样的机器为非确
定的图灵机。三、计算理论1.计算模型定义:对于某问题,如果存在一个机械的过程,对于给定的一个输入,能在有限步骤内给出问题答案,那么该问题就是可计算性的。可计算性定义可计算性理论研究计算的一般性质,也称算法理论或能行性理论。通过建立计算的数
学模型(例如1.3.1节中的图灵机等抽象计算模型),精确区分哪些问题是可计算的,哪些是不可计算的。对问题的可计算性分析可使得人们不必浪费时间在不可能解决的问题上(或尽早转而使用其他有效手段),并集中资源在可以解决的那
些问题上。可计算性定义2.可计算性可计算性定义三、计算理论可计算性具有如下几个特性:可计算性特性①确定性。在初始情况相同时,任何一次计算过程得到的计算结果都是相同的。②有限性。计算过程能在有限的时间内、在有限
的设备上执行。③设备无关性。每一个计算过程的执行都是“机械的”或“构造性的”,在不同设备上,只要能够接受这种描述,并实施该计算过程,将得到同样的结果。④可用数学术语对计算过程进行精确描述,将计算过程中的运算最终解释为算术
运算。计算过程中的语句是有限的,对语句的编码能用自然数表示。2.可计算性三、计算理论同样一个问题,不同的算法,在机器上运行时所需要的时间和空间资源的数量时常相差很大。因而需要定义算法的复杂度来作为度量算法优劣的一个重要指
标。3.计算复杂性计算性复杂性概述①问题规模表示:复杂性总是对于特定的问题类进行讨论,它包括无穷多个个别问题。把问题编码的长度n作为衡量该问题大小的尺度,在图灵机理论中就是计算的输入字的长度n。例如:矩阵乘法问
题中矩阵的阶n;图论问题中顶点数n等。计算复杂性的度量标准:一是计算所需的步数或指令条数(称为时间复杂度),二是计算所需的存储单元数量(称为空间复杂度)。三、计算理论当n充分大时,上述不同类型的复杂度递增排列的次序为:O(1)<O(logn)<O(n)<O(nlogn)<O(n
2)<O(n3)<…<O(nk)<O(2n)计算性复杂性概述算法的时间复杂度和空间复杂度合称为算法的复杂度。②复杂度表示:当给定待计算问题的一个求解算法以后,计算大小为n的问题所需要的时间、空间可以表示为n的
函数。称此函数为此算法的时间、空间复杂度。常见的时间复杂度:常数O(1)、对数阶O(logn)、线性阶O(n)、线性对数阶O(nlogn)、平方阶O(n2)、立方阶O(n3)……k次方阶O(nk)、指数阶O(2n),这里的“O”表示数量级。3.计算复杂性三、计算理论是不是
所有的问题都有算法?问题的算法是否都有效?P与NP问题不同的问题对处理的时间有不同的要求,例如飞机导航等实时系统,需要在毫秒级内完成计算;进行电网控制的实时系统,需要在秒级内给出计算结果。因此算法的
有效性也是人们非常关心的问题3.计算复杂性三、计算理论首先,并不是所有问题都有解决的办法。例如:“能否通过有限步骤来判定整数系数方程是否存在有理整数根?”——希尔伯特数学问题之一经过数学家的努力,证明这样的
算法是不存在的。P与NP问题希尔伯特数学问题:希尔伯特在1900年巴黎国际数学家代表大会上的讲演中提出了23个数学问题,激发了整个数学界的想像力,推动了20世纪数学的发展。3.计算复杂性三、计算理论其次,有些问题的算法虽然存在,但在实际中却并不可行的,是无效的。
这是因为这些算法所耗费的时间太多或需要耗费的资源太多,在现实中根本不可能进行下去。例如有关印度国王奖励象棋发明人的故事。P与NP问题棋盘第1个小格里,赏给1粒麦子,第2个小格给2粒,第3小格给4粒,以后每一小格都比前一小格加一倍8×8的
棋盘,麦子的总粒数:是264-1估计1公斤麦子大约有4000粒,则1吨麦子有4000000粒,264-1=4626174068165504246粒麦子大概是14065亿吨,而2012年全世界小麦总产量约6.9亿吨,显然
该问题的数量巨大,现实中解决不了。3.计算复杂性三、计算理论一般来说,根据求解问题所需的时间是否是多项式函数,将问题分为易处理和难处理两大类的问题。P与NP问题易处理问题:求解问题时间是关于问题规模n的多项式函数。难处理问题:求解问题时间是关于问题规模n的指数函数。P
类问题:指确定型图灵机上的具有多项式算法的问题集合,存在多项式时间的算法的一类问题,属于易处理问题;NP类问题:指非确定型图灵机上具有多项式算法的问题集合。3.计算复杂性三、计算理论目前还尚未找到NP类问题确定有效的算法(更
确切地说,是目前没有找到时间复杂度是多项式的算法)。P与NP问题用现在可用的算法计算该类问题,计算量非常大,对规模大的该类问题,根本不可行,因为计算时间复杂度不是多项式函数,而是指数函数,属于难处理问题。同时,P类问题是NP问题的一个子集。3.计算复杂性三、计算理论随着计算科学的发展,计算理论与许
多其他学科已相互影响,可用计算机求解问题的领域已非常广阔,既可求解数据处理、数值分析类问题,也可以求解物理学、化学、心理学等学科中所提出的问题。4.求解问题过程利用计算机求解问题的4个过程:问题抽象问题映射设计算法问题求解实现三、计算理论数学模型是连接数学与实际问题的桥梁,建模
过程是从需要解决的实际问题出发,引出求解该问题的数学方法,最后再回到问题的具体求解中去。建立问题数学模型的一般步骤如下。建立问题数学模型的4个步骤:•问题抽象①模型准备阶段②模型假设阶段③模型构成阶段④
模型确定阶段4.求解问题过程三、计算理论①模型准备阶段:观察问题,了解问题本身所反映的规律,初步确定问题中的变量及其相互关系。•问题抽象②模型假设阶段:确定问题所属于的系统、模型类型以及描述系统所用的数学工具,对问题进行必要的、合理的简化,用精确
的语言作出假设。③模型构成阶段:对所提出的假说进行扩充和形式化。选择具有关键作用的变量及其相互关系,进行简化和抽象,将问题所反映的规律用数字、图表、公式、符号等进行表示,然后经过数学的推导和分析,得到定量的或定性的关系,
初步形成数学模型。4.求解问题过程三、计算理论④模型确定阶段:首先根据实验和对实验数据的统计分析,对初始模型中的参数进行估计,然后还需要对模型进行检验和修改,当所建立的模型被检验、评价、确认其符合要求后,模型才能被最终确定接受,否则需要对模型进行修改。•问题抽象问题抽象实例:哥尼
斯堡7桥问题地点(岛、岸)抽象为顶点桥抽象为顶点间的边4.求解问题过程三、计算理论客观世界中的问题都是由实体以及实体之间的关系构成,实体是问题空间或问题域中的对象。•问题的映射利用计算机求解问题就是利用某种语言对计算机世界中的实体进行某些操作,用操作结果映射实际问题的解,计算机中的实体称解空间。问
题映射就是将问题空间映射到解空间,将问题域中的对象映射到解空间中的对象。开发软件进行问题求解的过程就是人门使用计算机语言将现实世界映射到计算机世界的过程,即:现实世界问题域→建立模型→编程实现→计算机世界执行求解4.求解问题过程三、计算理论计算
机求解问题的具体过程可由算法进行精确描述,算法包含一系列求解问题的特定操作,具有如下性质:•设计问题求解算法①将算法作用于特定的输入集或问题描述时,可导致由有限步动作构成的动作序列。②该动作序列具有唯一的初始动作。③序列中的每一动作具有一个或多个后继动作④序列或者终止于某一个动作,或
者终止于某一陈述。算法代表了对问题的求解,是计算机程序的灵魂,程序是算法在计算机上的具体实现。4.求解问题过程三、计算理论利用某种计算机语言编写求解算法的程序,将程序输入计算机后,计算机将按照程序指令的要求自动进行处理并输出计算结果。•问题求解实现inputoutput各种结果形式……
程序4.求解问题过程三、计算理论排序:将一组“无序”的记录序列调整为“有序”的记录序列的过程。四、可计算的典型问题1.排序——数据有序排列计算机中进行数据处理时,经常需要进行查找数据的操作,数据查找的快慢和数据的组织方式关系密切,排序是一种有效的数据组织方式,为进一步快速查
找数据提供了基础。计算机里的查找算法,也用到排序和索引,实现过程同人查字典一样,只不过一个是人在查找,一个是计算机查找而已。排列次序是人们在日常生活中频繁遇到的问题,排序问题在计算学科中也占有重要地位。例如:字典中查找生词。如
果字典的字是杂乱无章地排列,可从头到尾地一个个地检查,但检查效率很低。现在的字典中的文字都排了序,另外还有偏旁部首索引,这大大加快了查字典时的查找速度。排序的方法:以冒泡排序和快速排序为例冒泡排序具
体过程:思路简单、效率低,时间复杂度为O(n2)。①比较表中相邻的元素。如果第一个比第二个大(逆序)就交换。②对每一对相邻元素依次作同样的工作,从开始第一对到表尾的最后一对。得到表尾元素是此次扫描序列中最
大的数。③表长度减1,针对剩余元素构成的表重复以上①②两步骤。④持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较。四、可计算的典型问题1.排序——数据有序排列序号12345678数据3849132749657697序号12345678数据49
38659776132749序号12345678数据3849657613274997序号12345678数据3813274949657697序号12345678数据1327384949657697序号12345678数据3849651327497697序号12
345678数据1327384949657697序号12345678数据1327384949657697初始1趟2趟3趟4趟5趟6趟7趟冒泡排序实例快速排序具体过程:例如,待排序数据[4,1,3,2,6,5,7],选4作为枢纽元素,则一趟
快速排序结果为[2,1,3]4[6,5,7]快速排序方法的效率较高,时间复杂度为O(nlog2n)①首先通过一趟排序以将要排序的数据的第一个元素(称枢轴元素)为界,将待排序序列分成两部分,其中前面部分的所有数据均小于枢轴元素,后面所有数据都要大于枢轴元素,这个过程为一趟快速排序。②然
后按此方法对上一趟划分出的两部分数据分别再进行快速排序。③重复以上过程,直到划分出的每部分数据个数不超过1为止,此时的整个数据序列就变成有序序列。四、可计算的典型问题1.排序——数据有序排列2.汉诺塔求解——递归思想移动金片的规则:(1)一次只移动一片,且只
能在3根宝石针上来回移动。(2)不管在哪根针上,小片必须在大片上面。汉诺塔问题:将A上的金片移动到C四、可计算的典型问题①当n=1时,将编号为1的金片从宝石针A直接移到宝石针C上。可将64个金片搬移转化为求解63个金片搬移,如果63个金片搬移能被解决,则可以先将前63个金片移动到第二
根宝石针上,再将最后一个金片移动到第三根宝石针上,最后再一次将前63个金片从第二根宝石针移动到第三根宝针上。依此类推,63个金片的汉诺塔问题可转化为62个金片搬移,62个金片搬移可转化为61个金片的汉诺塔问题,直到转换到了1个金片,此时可直接求解。解决策略:具体解决方法:②当n>1时,需要利用宝石
针B作为辅助,设法将n−1个较小的金片按规则移到宝石针B中,然后将编号为n的金片从A宝石针移到C宝石针,最后将n-1个较小的金片移到C宝石针。2.汉诺塔求解——递归思想四、可计算的典型问题ABC123ABC123ABC123ABC123ABC123ABC123ABC123ABC123金片数为3
时的移动情况汉诺塔问题是一个典型的可用递归方法求解的问题。汉诺塔的求解过程代表了利用递归进行问题处理的方法。但对于盘片个数很多的汉诺塔,但由于时间复杂度问题,实际求解64个盘片的汉诺塔问题则并不一定可行。当n=64时,移动盘片次数f(64)=264-1=
18446744073709551615,移动次数量巨大。计算机科学中的递归:将一个较大问题归约为一个或多个子问题的求解,并且这些子问题规模小于原问题,但结构与原问题相同。2.汉诺塔求解——递归思想四、可计算的典型问题3.国王婚姻问题——并行计算很久
以前,有一个酷爱数学的年轻国王名叫艾述。他聘请了当时最有名的数学家孔唤石当宰相。邻国有一位聪明美丽的公主,名字叫秋碧贞楠。艾述国王爱上了这位邻国公主,便亲自登门求婚。公主说:“你如果向我求婚,请你先求出48770428433377171的一个真因子,一天之内交卷”。解决方法1:艾述国王十分精于计
算,能一秒钟就算完一个数。他从早到晚,共算了三万多个数,最终还是没有结果。解决方法2:给全国的老百姓每人分一个数,同时计算验证。四、可计算的典型问题方法1:采用了顺序求解的计算方式,所耗费的计算资源少,但需要更多的计算时间。并行
计算是提高计算机系统数据处理速度和处理能力的一种有效手段。并行计算基本思想:用多个处理器来协同求解同一问题,即将被求解的问题分解成若干个部分,各部分均由一个独立的处理机来并行计算。并行计算将任务分离成了离散部分,有助于同时解决,从时间耗费上优于普通的串行计算方式,但这也是以增加了计算资源
耗费所换得的。方法2:采用了并行计算方式,计算时间短,耗费计算资源多。3.国王婚姻问题——并行计算四、可计算的典型问题4.旅行商问题——最优化思想“旅行商问题”也称为“旅行推销员问题”,是指一名推销员要去多个地点推销货物时,如何找到在每个地点去过一次且仅去过一次后再回到起点的最短路径。常规
求解思路(枚举法):计算每一条可供选择的路径的长度后,选出最短的路径。这样的求解思路方法虽然简单,但当城市数目增多后却不一定可行。存在组合爆炸问题!假设有20个地点,则所有可能路径数量为(20-1)!≈1.216×1017,枚举法不可行。四、可计算的典型问题“旅行商问题”的求解方法可应用于如下
实际问题:如何规划最合理高效的道路交通,以减少拥堵;如何更好地规划物流,以减少运营成本;如何在互联网环境中更好地设置节点,以更好地让信息流动等。最优化中的动态规划算法:最优化方法用于研究各种有组织系统的管理问题及其生产经营活动,对所研究的系统,求得一个合理运
用人力、物力和财力的最佳方案,发挥和提高系统的效能及效益,最终达到系统的最优目标。“旅行商问题”是最优化中的线性规划问题中的运输问题。4.旅行商问题——最优化思想四、可计算的典型问题2010年10月25日,英国伦敦大学皇家霍洛韦学院等机构研究人员的最新研究认为,在花丛中飞来
飞去的小蜜蜂显示出了轻易破解“旅行商问题”的能力。研究人员利用人工控制的假花进行了实验,结果显示,不管怎样改变花的位置,蜜蜂在稍加探索后,很快就可以找到在不同花朵间飞行的最短路径,这是首次发现能解决这个问题的动物。研究报告认为
,小蜜蜂显示出了轻而易举破解这个问题的能力,如果能理解蜜蜂怎样做到这一点,将有助于人们改善交通规划和物流等领域的工作,对人类的生产、生活将有很大帮助。向其它生物学习:小蜜蜂解决大问题4.旅行商问题——最优化思想四、可计算的典型问题文化与计算文化计算机发展启示计算技术应用领域
五、计算文化、计算技术应用领域1.文化与计算文化文化的概念非常广泛,给它下一个严格和精确的定义是一件非常困难的事情。不少哲学家、社会学家、人类学家、历史学家和语言学家一直努力,试图从各自学科的角度来界定文化的概念,但迄今为止仍没有获得一个公认的、令人满意
的定义。文化的概念笼统地说,文化是一种社会现象,是人们长期创造形成精神的、物质的产物,同时又是一种历史现象,是社会历史的积淀物。具体地说,文化是指一个国家或民族的历史、地理、风土人情、传统习俗、生活方式、文学艺术、行为规范、思维方式、价值观念等。(1)整合功能:文
化的社会整合功能包括价值整合、规范整合和结构整合。文化的功能(3)认识和解决问题、信息记录、审美娱乐等功能。(2)导向功能:文化在社会中的导向功能包括:①提供知识;②协调社会管理工程;③巩固成果。1.文化与计算文化五、计算文化、计算技术应用领域1.文化与计算文化计算文化(Computational
Culture)就是计算思想、精神、方法、观点等形成和发展的演变史。计算文化计算文化是人类社会的生存方式因使用计算机而发生根本变化所产生的一种崭新文化形态。1981年召开的第三次世界计算机教育会议首次使用“计算文化”一词并将它作为大会的主题,以呼吁
人们应高度重视计算机知识教育。五、计算文化、计算技术应用领域计算文化计算文化的体现:计算机的理论与技术在自然科学和社会科学领域广泛渗透,极大丰富了人类文化的精神文化内涵。人类创造的计算机软、硬件设备丰富了人
类文化的物质文化品种。计算机的应用已介入到人类社会生活的各个方面,在此过程中所创造的计算思维、科学思维、科学方法、科学精神、价值标准等已成为一种崭新的文化观念。1.文化与计算文化五、计算文化、计算技术应用领域计算文化素质素质通常又称为素养
。主要包括人的道德素质、智力素质、身体素质、审美素质和劳动技能素质等,大学教育中的素质培养指的是广义上的素质。随着社会的高度信息化和网络化,以计算机为核心的现代信息技术正在全方位地渗透到现代社会的各个领域,极其深刻
地影响着人们的思维、学习和工作方式。不仅人们的生产方式、生活方式会发生巨大变化,而且人们的观念和意识也必然会发生巨大变化。适应社会变化需求,每个人都应该具备基本的计算文化素养。1.文化与计算文化五、计算文化、计算应用领域计算文化素质(1)能准确、
简明、规范地采用计算机科学语言对需要解决的问题进行表述。良好计算文化素养应该包括如下5方面:(2)能运用计算与计算机的概念、原理和思维方法求解需要解决的问题。(3)能通过现实世界中的现象和过程发现问题,并能运用计算
机科学对问题进行建模与仿真。(4)具有良好的科学态度与创新精神,对新思想、新概念、新方法敏感,能紧跟学科的发展前沿,把握学科新动向。(5)能在计算机技术过程中恪守社会道德准则,树立高尚人格,为社会带来积极影响和正面作用。1.文化与计算文化五、计算文化、计算技术应用领域2.计算机发展
启示算筹、算盘、计算尺等计算工具促使人类希望进一步提升数学计算速度,印刷技术使记忆可独立于人脑本身,让人类萌发现代计算机的最初设想。创造文字、结绳记数方法算筹、算盘、计算尺、印刷术手摇计算器和穿孔卡片计算器电子管计算机超大规模集成电路计算
机现代计算机使人类掌握了更为先进的大规模信息存储记忆技术。人类历史上进入了知识爆炸时代,取得了很多重要的科学成就,对社会发展起着重大推动作用。计算机技术对社会进步产生了巨大的推动作用,人类文明的进程正在以大爆炸的加速度向“金字塔”的顶端冲击。五、计算
文化、计算技术应用领域计算机的发展,归根结底是计算思维的传承与发扬。计算机从人工机械方式到动力机械方式,再到现在的电子器械方式,不仅是制造材料的进步,也是思维方式的进步。相信在不久的将来,计算机会成为结合众多学科交叉结合、继续传承和发扬计算思维的人类文明精灵
,到那时,人类社会的文明程度必将会进入到一个史无前例的高度。2.计算机发展启示五、计算文化、计算技术应用领域4.计算机应用领域---生命科学领域计算机已广泛应用于生命科学中的微生物学、遗传学、生态学、医学、人口学、药物动力学、生
理学、分子生物学等领域,在生物信息学、数值模型化、最优化实验设计等生命科学中显示出越来越强有力的作用。计算机在生命科学中的应用可分为如下类型:生命科学领域的数据采集计算机在生物信息学中的应用计算机在生物制药方面的应用生物芯片技术生物芯片五、计算文化、计算技术应用领域数据采集生物信息学中
的应用现在的生化测量仪器必须应用计算机技术,如色谱仪、质谱仪等。生物数据量大面广,人工采集数据方法已不能适应需求,利用生物物质和酶等生物分子间作用产生的光、电、热、质量等可以定量的物质进行数学定量,研究
相互间关系,通过计算机自动信号处理,测定氨基酸、胆固醇、糖、维生素等的浓度,利用这一原理制成各种酶电极、细胞电极、生物分子电极及其检测系统。生物信息学是以计算机为工具对生物信息进行储存、检索、传输与分析的科学,涉及对
核酸和蛋白质序列信息的获取、分析、存储,以及数据的查询和校对等。计算机科学中数据库、数据挖掘、人工智能、算法、图形学、并行计算、网络技术等都渗透到了生物信息学中,已被用于生物计算方面。例如:“人类基因组计划
”中,计算机霰弹算法测序成为了各种基因组测序的通用方法,大幅度降低了基因组测序的成本,提高了测序效率。没有计算机的帮助,人类无法完成“基因组计划”。4.计算机应用领域---生命科学领域五、计算文化、计算技术应用领域在生物制药方面的应用生物芯片技术新药物研制
过程中,药物发挥须通过“配体-受体”相结合的途径,其中受体是机体细胞表面或内部的特殊大分子物质。清晰地揭示受体的结构功能对阐明药物的作用机制非常重要,利用计算机模拟受体的三维结构,可以计算机模拟方法研究受体与配体的相互关系,对蛋白质以及一些核酸
、多糖的三维结构进行精确测定,从而提出更佳的配体设计方案。基于生物大分子结构知识的计算机辅助药物设计为新药研究开辟了新途径。生物计算机是以生物芯片取代晶体管制成的计算机。在生物计算机中,信息将以分子代码的形式排列于DNA上
,特定的酶充当“软件”完成所需的各种信息处理工作。DNA计算机技术具有的巨大存储能力:一克DNA所能存储的信息量,可与1万亿张CD光盘相当,数百万亿个DNA分子拥有可感受和回应周围环境的所有计算结构,可在一个狭小的表面区域通过生物化学反应来协调
工作,这一并行处理能力可与目前功能最为强大的超级电子计算机媲美。4.计算机应用领域---生命科学领域五、计算文化、计算技术应用领域1.6计算技术应用领域计算化学作为理论化学的一个分支,常特指那些可以用计算机程序实现的数学方法。几乎所有种类的化学问题都可以并且已经采用近似的算法来表述。计算化学的主
要目标是利用有效的数学近似以及计算机程序计算分子的性质,并用以解释一些具体的化学问题。计算化学主要的研究领域如下数值计算化学模拟模式识别应用数据库专家系统4.计算机应用领域---化学领域五、计算文化、计算技术应用领域数值
计算即利用计算数学方法,对化学各专业的数学模型进行数值计算或方程求解,例如量子化学和结构化学中的演绎计算、分析化学中的条件预测、化工过程中的各种应用计算等。模式识别应用例如,根据人的毛发、血、尿中微量元素含量进行疾病诊断;根
据油田水的化学成分进行油矿探测;根据化合物的键参数(离子半径、元素电负性、原子的价径比等)对化合物进行分类,预报化合物的性质,根据物性数据设计新的功能材料等。4.计算机应用领域---化学领域五、计算文化、计算技术应用领域化学模拟如用曲线拟合法模拟实测工作曲线,从中归纳数学公式;根据某一复杂
过程的测试数据,建立数学模型,用以预测反应效果;实验模拟,通过数学模型研究各种参数(如反应物浓度、温度、压力)对产量的影响,在屏幕上显示反应设备和反应现象的实体图形,或反应条件与反应结果的坐标图形;分
子模拟,包括分子体系建模、有限和周期结构、三维显示等。。化学数据库专家系统存储大量化学研究过程中的数据、常数、谱图、文摘、操作规程、有机合成路线、应用程序等数据。可根据不同需要进行检索,专家系统是数据库与人工智能结合的产物,让机器模拟专家的分析、推理过程,达到用机器代替专家的效果。例如
仪器分析技术;化学中的有机合成路线设计,可利用计算机来实现不同途径(如逆向追溯、顺向预测、最佳合成路线)的选择。4.计算机应用领域---化学领域五、计算文化、计算技术应用领域博弈论(GameTheory)目前已经成为经
济学的标准分析工具之一。特别是最近十几年来,博弈论在经济学中得到了广泛的运用,尤其是在揭示经济行为相互制约的性质方面。博弈论给人们处理社会政治、经济问题时提供了一个很有用的思路和分析方法,但如果没有计算和计算机的介入,博弈论
理论的实际价值将大打折扣。许多博弈参与者就是多种可选择的策略、多种信息组合和信息的不确定性等这些复杂的组合,用经济学家的思辨和数学家的公式推导解决不了几个实际问题,所以通过计算机,把基于复杂的算法实现出来,才有实际的价值。经济博
弈论是将博弈论知识用于经济问题的分析之中,构建相应的数学博弈模型,用于描述、反映经济问题参与人的策略选择动机,以便寻找到己方的问题最优解(其实也是其他利益主体的最优解)。4.计算机应用领域---经济学领域五、计算文化、计算技术应用领域“科学与艺术是一枚硬币的两面。”——李
政道随着计算机应用技术的不断发展,艺术对计算机技术的利用也更加普及和深入,特别是计算机数字处理技术的发展和应用空间的不断扩大,很多新型的艺术样式也随之迅速涌现,数字媒体艺术的成为文化传播重要方式之一。运用数字技术的媒体领域:电影、电视、传播、艺术设计、建筑、电信、旅游、动漫设计等。分
形艺术一些新产品:“电子书籍”、“电子杂志”、“电子报纸”等出现的新数字媒体:互联网媒体、触摸屏媒体、数字通信媒体(比如智能手机等)、多媒体光盘等。4.计算机应用领域---艺术领域五、计算文化、计算技术应用领域1.6计算技术应用领域物
质文化遗产数字化(DigitalArchives)利用数字技术对文化遗产进行数字化记录和传播。主要采用虚拟现实技术和三维图形技术通过计算机对古代建筑、遗址、文物等进行复原、展示仿真和体验,具有多感知性、沉浸感、交互性、构想性等特点。对挖掘古建筑价值、传承物质文化
有着重要的作用。从文化遗产信息传播的角度,数字技术的应用不仅加强了内容的保护和传承、同时对受众、内容的接收者,以及内容的接收方式产生了变革。数字技术的视觉效应和交互特征不再以对物质文化遗产的被动性保存和复原展示为主要目标,而转变为主动性开发研究
和信息科技虚拟演示。4.计算机应用领域---历史文化领域五、计算文化、计算技术应用领域第2章计算机中的信息表示现实世界抽象数字文字存储处理0,1二进制声音视频图像虚拟世界概述第2章计算机中的信息表示概述现实世界抽象数字文字存储处理0,1二进制声音视频图像虚拟世界现实世
界抽象数字文字存储处理0,1二进制声音视频图像虚拟世界数据:表征客观事物的、可记录可识别的符号集合数据在计算机中的表示:现实数据要以二进制规定形式表示才能被计算机接受这种规定形式就是信息编码信息编码过程就是将其转换为二进制串的过程本章内容(数制部分、
数据的表示)数制(数制的概念、数制间的转换)数值数据数据的单位数值数据的表示非数值数据文本数据图形和图像音频视频和动画一、数制什么是数制?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。计数制二进制八进
制十六进制其它进制十进制进位计数制一、数制进位计数制:按照进位方式计数的数制。1.进位计数制•基数1.1基数每一种数制都有固定数目的计数符号。基数是指该进制中允许选用的基本数码的个数。例:一、数制1.进位计数制•基数10进制(基数为10,计数符号0~9)基数Radix—
—数码的个数或进位值数码及其个数进位值十进制0~910个10二进制0和12个2八进制0~78个8十六进制0~9及A~F16个16R进制R个R数码及其个数进位值十进制0~910个10二进制0和12个2八进制0~78个8十六进制
0~9及A~F16个16R进制R个R逢R进1,借1当R逢R进1,借1当R数码及其个数进位值十进制0~910个10二进制0和12个2八进制0~78个8十六进制0~9及A~F16个16R进制R个R数码及其个数进位值十进制0~910个10二进制0和12个2八进制0~78个8
十六进制0~9及A~F16个16R进制R个R逢R进1,借1当R逢R进1,借1当R1.2位权位权: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。位权的大小:以基数为底、数码所在位置的序号为指数的整
数次幂。一、数制1.进位计数制•基数•位权位权实例:(101.11)2=1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-2(9999.99)10代表多少?(9999.99)10=9×103+9×102+9×101+9×100+9×10
-1+9×10-2基数位权–1.二进制表示的原因•电路易于实现•运算简单•逻辑性强一、数制1.进位计数制2.二进制的运算•二进制的表示–2.二进制的算术运算一、数制1.进位计数制2.二进制的运算•二进制的表示•二进制的算术运算–3.二进制的逻辑运算计算机中的逻辑关系
是一种二值逻辑,逻辑运算的结果只有“真”或“假”两个值。逻辑运算有“或”、“与”和“非”三种。一、数制1.进位计数制2.二进制的运算•二进制的表示二进制的算术运算•二进制的逻辑运算–3.二进制的逻辑运算(或、与、非)(1
)逻辑“或”•“或”运算符可用+、OR、∪或∨表示•运算规则:0+0=00+1=11+0=11+1=1一、数制1.进位计数制2.二进制的运算•二进制的表示二进制的算术运算•二进制的逻辑运算–3.二进制的逻辑运算(或、
与、非)(2)逻辑“与”•“与”运算符可用AND、·、×、∩或∧表示•运算规则:0×0=00×1=01×0=01×1=1一、数制1.进位计数制2.二进制的运算•二进制的表示二进制的算术运算•二进制的逻辑运算–3.二进制的逻辑运算
(或、与、非)(3)逻辑“非”•“非”运算常在逻辑变量上加一横线表示•运算规则:一、数制1.进位计数制2.二进制的运算•二进制的表示•二进制的算术运算•二进制的逻辑运算–1.R进制数转换为十进制数采用按权展开各项相加的法则。一、数制1.进位计数制2.二进制的运算3.不同数制间的转换1.进位计数制
2.二进制的运算3.不同数制间的转换•R进制数转换为十进制数1.R进制数转换为十进制数——带权展开式求和十进制99=9×101+9×100二进制01100011=0×27+1×26+1×25+0×24+0×23+0×22+1×21+1×20=99八进制143=1×82+4×8
1+3×80=99十六进制63=6×161+3×160=99(01100011)2=(143)8=(63)16=(99)10一、数制1.进位计数制2.二进制的运算3.不同数制间的转换•R进制数转换为十进制数2.十进制数转换为R进
制数基数乘除法转换规则:•对整数部分:除以R取余法,即整数部分不断除以R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R取整法,即小数部分不断乘以R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。一、数制1.进位计数制2.二进制的运算3.不同数制间的转换•十进制数转换为R进制数例:十进制转换为二进制352171281240220210120最高位最低位(35)10=(100011)2转换整数部分例:将十进制数35.625转换
为二进制数(.625)10=(.101)20.625×21.250×20.500×21.000最高位最低位转换小数部分(35.625)10=(100011.101)2十进制转换为二进制10010–3.二进制数转换为八进制数、十六进制数一、数制1.进位计数制2.二进制的运算3.不同数制间
的转换•二进制数转换为八进制数、十六进制数010101101●101B=255●5O二进制八进制十六进制10101101●1010B=AD●AH二进制数表示八进制数表示十六进制数表示二进制数转换为八进制数、十六进制数一、数制1.进位计数制2.二进制的运算3.不同数制间
的转换二、计算机中的信息表示数据的单位数值数据的表示文本数据的表示图形和图像的表示音频的表示视频和动画的表示数值数据非数值数据信息第2章计算机中的信息表示–位(bit或b)也叫比特,是计算机中二进制数的最小单位。二、计算
机中的信息表示1.数据的单位•位–字节(Byte,简写为B)1个字节由8个二进制位组成是计算机中的基本信息单位二、计算机中的数据表示换算关系K(千)M(兆)G(吉)T(太)1.数据的单位•位•字节–字在计算机中一般用若干个二进制位表示一个数或一条指令,把它们作为
一个整体来处理、存储和传输。这种作为一个整体来处理的二进制位串,称为计算机字。二、计算机中的数据表示1.数据的单位•位、字节•字–带符号数的表示在计算机中只能用数字化信息来表示数的正负规定用“0”表示正号,用“1”表示负号•例如:在机器中用8位二进制码分别表示+
90和-90二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示•带符号数的表示–原码、反码和补码•原码:最高位为符号位,其余各位为数值本身的绝对值。•正数的反码、补码和原码相同。•负数的反码符号位为1,其余位对原码取反;负数的补码为反码加1。二、计算机中的数据表示示例1.数据的单位
2.数值数据的表示•带符号数的表示–原码、反码和补码示例二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示•带符号数的表示–机器数的特点•用二进制表示•正负号数值化:0→+;1→-•规定小数点的位置•表
示的数值范围是有限的二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示•带符号数的表示•机器数的特点–定点数和浮点数在计算机中如何表示小数点的位置呢?通常有两种约定:•定点数:小数点的位置固定不变(表示范围小)•浮点数:小数点的位置
可以浮动(表示范围大)二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示•带符号数的表示、机器数的特点•定点数和浮点数定点数定点小数-0.99=11111110默认小数点在最高位之前符号位之后,定点小数都是绝对值小于1的纯小数定点整数-99=1110001
1默认小数点在最低位之后二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示•带符号数的表示、机器数的特点•定点数浮点数为扩大数值数据的表示范围,可将89.58表示为0.8958×102。其中0.8958叫做尾数,10为基数,2为阶码。若阶码大小发生变化则要
移动小数点位置,这种数据就是浮点数。二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示•带符号数的表示、机器数的特点•浮点数N=2±E×(±M)基数尾数阶码数符阶符阶码为整数,确定小数点浮动的位数;阶符若为正,小数点向右移动;若为负,向左移动;尾数为纯小数,反映数的精度,必须规格化
;基数R=2是隐含的。3130——242322————————————0阶符阶码数符尾数二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示•带符号数的表示、机器数的特点•定点数•浮点数浮点数–ASCII编码(Ame
ricanStandardCodeforInformationInterchange)美国标准信息交换码,已被国际标准化组织认定为国际标准。ASCII码用一个字节(8位)表示,最高位总是0,其余7位可表示2^7=128个字符。二、计算机中的数据表示ASCI
I码表1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本数据的表示•ASCII编码NULSOHSTXETXEOTENQACKBELBSHTLFVTFFCRSOSTDLEDC1DC2DC3DC4NAKSYNETBCANEMSUBESCFSGSRSUSASCII码表
00000100012001030011401005010160110701118100091001A1010B1011C1100D1101E1110F1111高3位01234567低4位000001010011100101110111SP!‛#$%&‘()*+’-·/01234
56789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\]^_/abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{|}~DELASCII(A)=01000001(2)=65关于ASCII码表表中00H~1FH段是控制符
的编码,一控制符代表一种操作。例如,“CR”代表“回车”操作,在键盘上按回车键,将代码0DH送入主机。20H是对“空格”的编码,“空格”是字符且在文字之间是可见。0~9数字的编码是30H~39H。英文大写字母的编码是41H~5AH,小写字母
的编码是61H~7AH。主机存储、处理字母时区分大小写。–汉字编码必须解决如下问题:•键盘上无汉字,不能直接与键盘对应,需要输入码来对应。•汉字在计算机中的存储需要机内码来表示,以便查找。•汉字量大,字形变化复杂,需要用对应的
字形码来存储。二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本数据的表示•ASCII编码•汉字编码(1)信息交换码•国标码•区位码•BIG5码•GBK编码二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本数据的表示•ASCI
I编码•汉字编码汉字编码(2)汉字的输入码(外码)•利用键盘符号26字母+数字将形态各异的汉字输入计算机而编制的代码。分音码、形码和音形混合码。二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本数据的表示•ASCII编码•汉字编码汉字
编码(3)汉字的机内码(汉字内部码或汉字内码)•供计算机系统内部存储、加工处理、传输而使用的代码。二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本数据的表示•ASCII编码•汉字编码汉字编码机内码示例1.汉字用2字节表示第一字节b7b6b5b4b3b2b1b0第二字节b7b6b5b
4b3b2b1b0汉字集大康熙字典约5万,2字节2的16次方2^16为=655362.区别于ASCII码,每字节高位置1因为:西文不足百个,用7位(27=128)足矣!汉字日常使用的约3千,用14位(214=16384)对一般用途足矣!特殊用途才需要特殊的大字符集所以:每字节的
高位为1或0用来区分汉字和西文3.区位码(第一字节表示区,第二字节表示位,便于查找区位定位,见例)4.国标码(每字节加20得国标码)外码到内码的转换原理机内码示例1.汉字区位码与机内码“啊”的区位码1601D=1001H0001000
00000000111第一字节b7b6b5b4b3b2b1b0第二字节b7b6b5b4b3b2b1b011“啊”的国标码3021H“啊”的机内码B0A1H所以,区位码1601D=1001H+2020H(两字节加20得国标码)=国标码3021H+
8080H=机内码B0A1H(两字节高位置1)(4)汉字的字形码•点阵字库是将汉字分成不同大小的点阵,用每个点的虚实来表示汉字的轮廓。•矢量字库存储的是对每一个汉字的描述信息,包括笔划的起始、终止坐标,半径、弧度等信息。二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示
3.文本数据的表示•ASCII编码•汉字编码汉字编码字形码示例汉字的字形表示点阵类型点阵字节数简易型16×1632普及型24×24提高型32×32精密型48×4812872占用字节数=点阵列数/8×行数288–Unicode编码又称统一码或万国码,是由Appl
e公司发起,为满足跨语言、跨平台进行文本转换和处理所制定的字符集编码。二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本数据的表示•ASCII编码•汉字编码•Unicode编码(a)位图图像(b)局部放大图像(c)图像矩阵二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示3
.文本数据的表示4.图形和图像的表示•位图图像位图图像:由一个个像素点组成,像素点的信息有序存储到计算机中来保存整幅图的信息。–矢量图像用一组指令集合来描述图像的内容,这些指令用来描述构成图像的直线、圆、圆弧、矩形
、曲线等图元的位置、维数和形状。二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本数据的表示4.图形和图像的表示•位图图像•矢量图像BMP格式:Windows的标准图像文件格式,多种应用程序可用。特点:图像信息丰富,几乎不压缩,但占用较大存储空间。
支持RGB、索引颜色、灰度和位图颜色模式,但不支持Alpha通道。二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本数据的表示4.图形和图像的表示•位图图像、矢量图像•常见数字图像文件格式(
BMP)TIFF格式(非失真的压缩格式):文件中某些重复的信息采用一种特殊的方式记录,文件可完全还原,能保持原有图颜色和层次。优点:与计算机结构、操作系统和图形硬件无关支持256色、24位真彩色、32位色、48位色等多种色彩位。二、计算机中的数据表
示1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本数据的表示4.图形和图像的表示•位图图像、矢量图像•常见数字图像文件格式(BMP、TIFF)GIF格式:采用了压缩存储技术。同时支持线图、灰度和索引图像,但最多支持256种色彩的图像。特点:
压缩比高,磁盘空间占用较少、下载速度快、可以存储简单的动画。常见数字图像文件格式二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本数据的表示4.图形和图像的表示•位图图像、矢量图像•常见数字图像文件格式(BMP、TIFF、GIF)JPG格式:由联
合照片专家组开发的文件格式,是一种压缩技术。优点:具有调节图像质量的功能,允许用不同的压缩比例对文件压缩。二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本数据的表示4.图形和图像的表示•位图
图像、矢量图像•常见数字图像文件格式(BMP、TIFF、GIF、JPG)PDF格式:由AdobeSystems在1993年提出、用于文件交换的文件格式。优点:跨平台、能保留文件原有格式、开放标准等。二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值
数据的表示3.文本数据的表示4.图形和图像的表示•位图图像、矢量图像•常见数字图像文件格式(BMP、TIFF、GIF、PDF)–声音的数字化:音频用于表示声音和音乐,是连续的模拟信号,不适合在计算机中存储,需要对其离散化(
数字化)。–数字化过程:将模拟信号通过音频设备(如声卡)数字化,涉及到采样、量化及编码等多种技术。二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本数据的表示4.图形和图像的表示5.音频的表示•声音的数字化采样:以相等的间隔测量信号值量化:给采样值分配值编码:将量化值
转换为二进制WAV格式:称为“无损的音乐”,是微软公司开发的一种声音文件格式。声音文件质量和CD相差无几,是目前PC机上广为流行的文件格式,几乎所有的音频编辑软件都能读取WAV格式。二、计算机中的数据表
示1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本数据的表示4.图形和图像的表示5.音频的表示•声音的数字化•常见的声音格式文件(WAV)MIDI格式:称为“作曲家的最爱”。文件并不是一段录制好的声音,而是记录声音的信息(如音调、节奏等),告诉声卡如何再现音乐。每存1分钟的音乐大约只用5~10
KB;重放的效果完全依赖声卡的档次;最大用处是在电脑作曲领域。二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本数据的表示4.图形和图像的表示5.音频的表示•声音的数字化•常见的声音格式文件(WAV、MIDI)CDA格式:即CD音乐格式,取样频率为4
4.1kHz,16位量化位数,存储音轨形式,记录波形流,是一种近似无损的格式。CDA文件只是一个索引信息,并不是真正的声音信息。在计算机上看到的.CDA文件都是44字节长。二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本
数据的表示4.图形和图像的表示5.音频的表示•声音的数字化•常见的声音格式文件(WAV、MIDI、CDA)MP3格式:MPEG标准中的音频部分。是一种有损压缩,相同长度的音乐文件,用mp3来储存,一般只有WAV文件的1/10,而音质要次于WAV文件。文件尺寸小,音质
好,是主流的数字化声音保存格式。二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本数据的表示4.图形和图像的表示5.音频的表示•声音的数字化•常见的声音格式文件(WAV、MIDI、CDA、MP3)WMA格式:微软在互联网音频、视频领域定义的文件格式。在保持音质基础上减少数据
流量达到压缩目的,压缩率高。可通过DRM(DigitalRightsManagement)方案防止盗版。二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本数据的表示4.图形和图像的表示5.音频的表示•声音的数字化•常见的声音格式文件(
WAV、MIDI、CDA、MP3、WMA)DVDAudio格式:采样频率为192kHz、24位精度量化时,可完美再现演奏真实感。再生频率接近100kHz,能逼真再现各种乐器音色成分。二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示
3.文本数据的表示4.图形和图像的表示5.音频的表示•声音的数字化•常见的声音格式文件(WAV、MIDI、CDA、MP3、WMA、DVDAudio)–视频和动画由一系列的静态图像组成的动态图像,其中每幅静
态图像称为帧。•动画:每帧图像由人工或计算机加工而成。•视频:每帧图像是通过实时摄取对象而成。二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本数据的表示4.图形和图像的表示5.音频的表示6.视频和动画的表示模拟视频的数字化过程:首先
通过采样将模拟视频分解,得到每个像素点的色彩组成;然后采用固定采样率采样,生成数字化视频。由帧的连续播放产生连续效果。数字化视频一般播放速度为每秒钟24帧。二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本数据的表示4.图形和图像的
表示5.音频的表示6.视频和动画的表示•模拟视频的数字化视频压缩技术:数字化视频数据量巨大,通常采用特定的压缩算法对数据压缩。压缩算法的不同,保存数字化视频的常用格式包括:MPEG、AVI和RM。二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示3.文本数据的表示4.图形和图像的表示5.音频的
表示6.视频和动画的表示•模拟视频的数字化、视频压缩技术主要介绍了计算机中各种数据的数字化方法。数制:进位计数制,数制之间的转换,数据的表示:包括数值数据和非数值数据。数值数据表示-机器数以及定点浮点表示;非数值数据表示-文本数据的数字化西文的ASCII编码;汉字编码(输入码、机内码、
字形码)-图形图像的数字化位图(由像素点构成),矢量图(由图元信息构成)-音频的数字化(采样、量化、编码)-视频的数字化(分解、采样、帧连续播放)二、计算机中的数据表示1.数据的单位2.数值数据的表示3
.文本数据的表示4.图形和图像的表示5.音频的表示6.视频和动画的表示本章小结引言:•人类的历史就是一个不断地从必然王国向自由王国发展的历史。毛泽东计算机是人类最重要的发明创造•计算机是人类第一次改进人的智能器官。•工具创造了人类,创新创造了人类。•人类历史上的发明创造都是工具
的发明,都是模拟改进人的身体其他某一器官功能,。《计算机与人脑》•《计算机与人脑》一书对计算机与人脑进行了比较研究和探索。“人类的劳动和智慧,创造了机器。机器是人手的延长。”•“都注意了拿人造的自动机(计算机)和‘天然的自动机’(人脑)来做技术比较”。•电脑和人
脑:–计算机的运行速度很快,准确率也很高,在这方面超越了人脑。–然而,计算机是人创造出来的,两者在本质上是不同的。人类给了计算机“思维”的能力,计算机—电脑---人脑•正是他,开创了现代计算机理论,其体系结构沿用至今,而且他早在40年代就
已预见到计算机建模和仿真技术对当代计算机将产生的意义深远的影响。•他,就是约翰·冯·诺依曼(JohnVonNeumann)。人脑的基本功能;计算机基本组成部件:记忆功能;记忆程序和数据------存储器信息处理功能;完成数据加工处理--
----运算器事物的顺序和并行;控制程序执行----------控制器接受信息能力;眼、耳、鼻、舌、皮肤输入数据和程序-------输入设备表达信息能力;声音、表情、姿势等输出处理结果----------输出设备–冯·诺依曼体系结构1945年,冯·诺依曼提出了在数字计算机内部的存储器中存放程
序的概念,这是所有现代电子计算机共同遵守的基本规则,被称为“冯·诺依曼体系结构。计算机的组成1.计算机的发展2.计算机系统组成3.计算机硬件构成特点:采用二进制形式表示数据和指令;将程序事先存入主存储器中;计算机系统由运算器、
控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。输入设备运算器ALU输出设备控制器存储器数据流控制流典型的冯·诺依曼计算机组成:计算机的组成1.计算机的发展2.计算机系统组成3.计算机硬件构成典型的冯·诺依曼计算机组成:172–(1)运算器运算器是计算机对数据进行加工处理的部件,主要功能是
进行算术运算或者逻辑运算。运算器由算术逻辑单元(ArithmeticLogicUnit,ALU)、累加器、状态寄存器和通用寄存器等组成。计算机的运算性能有多大?天河计算机---2010中国高性能计算机TOP100排行榜正式对外发布,经过技术升级优化后的“天河一号”超级计算机系统,以峰值性
能每秒4700万亿次。达到了世界第一。计算机的组成1.计算机的发展2.计算机系统组成3.计算机硬件构成云计算:云计算(cloudcomputing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、
互联网的一种比喻说法。计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。–(2)控制器控制器是整个计算机的控制指挥中心,其功能是控制计算机各部件自动协调的工作。控制器负责从存储器中取出指令,然后进行指令的译码和分析,并产生一系列控制信
号。这些控制信号按照一定的时间顺序发往各部件,控制各部件协调工作,并控制程序的执行。分布式控制;物联网;智能机器人:普通机器人一样,具有感觉,识别,推理和判断能力,可以根据外界条件的变化,在一定范围内自行修改程序.智能机器人所不同的是,
修改程序的原则不是由人规定的,而是机器人自己通过学习,总结经验来获得修改程序的原则.所以它的智能高出初能智能机器人.这种机器人已拥有一定的自动规划能力,能够自己安排自己的工作.这种机器人可以不要人的照料,
完全独立的工作。计算机的组成1.计算机的发展2.计算机系统组成3.计算机硬件构成–(3)存储器存储器的功能是用于存储以内部形式表示的各种信息,包括程序、数据、运算的中间结果及最终结果。根据存储设备在计算机中所处
的位置不同,可以分为主存储器和辅助存储器;根据存储介质的不同可以分成磁性存储器、半导体存储器和光介质存储器等。•云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。•百度云将在9月3日赠送100G的超大云存储空间活动,并号称“只要登录百度云,即可拥有
史上最大空间的云存储”。计算机的组成1.计算机的发展2.计算机系统组成3.计算机硬件构成–(4)输入设备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。常用的设备包括鼠标、键盘以
及扫描仪等。–(5)输出设备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他设备所接收。常用的包括显示器、打印机等。计算机的组成1.计算机的发展2.计算机系统组成3.计算机硬件构成•人类是通过感官来认知世界的。一般情况下,人们通过视觉、
听觉、嗅觉、触觉、味觉这五种感受而形成对信息的感知。•在人类认知客观世界的五大感官之中,视觉是人们认知接受信息的主要渠道。经调查,在这五种感官中,通过视觉来认知信息占70%,听觉占20%左右,其余感官的获取量仅占10%。视觉系统是人们接触外界信息最常用的器官,它能将现象作理性的分析、联想、
诠释和领悟,并且在视觉过程中对信息轮廓进行辨析,判断。视觉不仅是心理与生理的知觉,更是创造力的根源,其经验来自对四周环境的领悟与辨析。视觉是人类认知客观世界最主要的途径。计算机应用发展:•计算机应用发展:输
入输出设备发展的影响•数字计算机(40ns)数字•信息处理机(50ns)ASCII、•中文计算机汉字•电脑图像、图形•虚拟现实3D物体(扫描、打印)179小结•计算机的发展是人类历史上最重要的发明。•计算机结构是模拟人的大脑发展的“电脑”•现代信息技术最新成果
是计算机的最初体系结构发展而来•学好计算机原理是掌握信息科技新技术的必要基础第三章、计算机硬件系统计算机的组成微型计算机发展微型计算机的基本结构计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。计算机硬件是计算机软件工作的基础。要真正理解计算机,必须对计算机的硬件组成有深入的了解。理论实现计算
机的组成1.计算机的发展2.计算机系统组成3.计算机硬件构成•计算机技术的发展如同其他技术发展一样,经历了理论到实现的过程。计算机的组成–图灵机的理论模型图灵机是一种理论模型。它的基本思想是将输入状态、输出状态、内部状
态和程序集合成一个抽象的计算模型来解决问题。图灵机模型为计算机的发展奠定了理论模型。1.计算机的发展2.计算机系统组成3.计算机硬件构成….0101……….000101001…….控制器读写头无限延长的带子–冯·诺依曼体系结构1945年,冯·诺依曼提出了在数字计算机内部的存储器中存放程序的概念,这
是所有现代电子计算机共同遵守的基本规则,被称为“冯·诺依曼体系结构。计算机的组成1.计算机的发展2.计算机系统组成3.计算机硬件构成特点:指令采用顺序执行;指令包括指令码和地址码;采用二进制形式表示数据和指令;将程序事先存入主存储器中;计算机系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和
输出设备组成。输入设备运算器ALU输出设备控制器存储器数据流控制流典型的冯·诺依曼计算机组成:计算机的组成1.计算机的发展2.计算机系统组成3.计算机硬件构成计算机系统由软件系统和硬件系统两大部分构成。硬件系统简称硬件,是构成计算机的各种实际物理设备,软件系统简称软件,是指管理、控制和维护
计算机的各种程序、数据和文档的总称。硬件系统是软件系统的基础,软件系统是硬件系统的灵魂,二者相辅相成,缺一不可。计算机的组成1.计算机的发展2.计算机系统组成3.计算机硬件构成计算机系统计算机硬件是指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以实现数据输入、运算、数据输出等一系列操作。目前计算机的种类很多,但在基本的硬件结构方面,它一直沿袭着冯·诺依曼的体系结构,从功能上都可以划分为5大基本组成部分,即输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器。计算机的组成1.计算
机的发展2.计算机系统组成3.计算机硬件构成计算机硬件构成程序、数据输入设备存储器运算器存储取数据控制器输出设备存数据计算结果程序指令存取指令输入指令运算指令输出指令输入设备功能:将要加工处理的信息转换成计算机能够识别处理的内部形式,以便处理。存储器的功能:是用于存储以内部形式表示
的各种信息,包括程序、数据、运算的中间结果及最终结果。运算器是计算机对数据进行加工处理的部件,主要功能是进行算术运算或者逻辑运算。输出设备的功能: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他设备所接收。控制器是整个计算机的控制指挥中心。其功能是控制计算机各部
件自动协调的工作。控制器负责从存储器中取出指令,然后进行指令的译码和分析,并产生一系列控制信号。这些控制信号按照一定的时间顺序发往各部件,控制各部件协调工作,并控制程序的执行。第三章、计算机硬件系统计算机的组成
微型计算机发展微型计算机的基本结构微型计算机发展微处理器(Microprocessor)简称µP或MP,是由一片或几片大规模集成电路组成的具有运算器和控制器的中央处理机部件。为了区别大、中、小型中央处理器(CP
U)与微处理器,把前者称为CPU,后者称为MPU(MicroprocessingUnit)。•微型计算机(Microcomputer)简称µC或MC,是指以微处理器为核心,配上由大规模集成电路制作的存储器、
输入输出接口电路及系统总线所组成的计算机(简称微型机,又称微型电脑)。•有的微型计算机把CPU、存储器和输入输出接口电路都集成在单片芯片上,称之为单片微型计算机,也叫单片机。微型计算机发展微型计算机的发展表发展时期代表第一代(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(1978~198
1):16位微处理器和微型机美国Intel公司的8086、Z8000和MC68000第四代(1985年至今):32位高档微型机美国Intel公司的80386、80486等,以及Pentium(奔腾)系列微型计算机发展–1.第一代(1971~197
3):4位或低档8位微处理器和微型机代表产品是美国Intel公司的4004微处理器以及由它组成的MCS-4微型计算机(集成度为1200晶体管/片),第一代微型机就采用了PMOS工艺,基本指令时间约为10~20µs。微型计算机发展–2.第二代(
1974~1978):中档的8位微处理器和微型机以美国Intel公司的8080(Intel8080集成度为4900管/片)。采用NMOS工艺,集成度提高1~4倍,运算速度提高10~15倍,基本指令执行时间约为1~2µ
s。微型计算机发展–第三代(1978~1981):16位微处理器和微型机代表产品是Intel8086(集成度为29000管/片),Z8000(集成度为17500管/片)和MC68000(集成度为68000管/片)。采用HMOS工艺,基本指令时间约为0.05µs。微
型计算机发展–第四代(1985年以后):32位高档微型机代表产品是Intel80386和80486,工作主频达到25MHz,有32位数据线和24位地址线。1993发布了它的新一代处理器Pentium(奔腾),CPU晶体管的数目增加到500万个以上,工作主频率从66MHz增加到333MHz。微型
计算机发展第三章、计算机硬件系统计算机的组成微型计算机发展微型计算机的基本结构微型计算机的基本结构微型计算机的结构MPU组成:•运算器•控制器•寄存器内存储器:•随机存储器(RAM)•只读存储器(ROM)总线外设组成:•
外存储器•输入设备•输出设备1.主机箱与主板主机箱微型计算机的基本结构1.主板微型计算机的基本结构1.主板微型计算机的基本结构PC机主板示意图处理器(CPU插槽)芯片组1芯片组2BIOSCMOS电源连接器I/O接口内存插槽显卡插槽扩充卡(PCI)插槽光驱、硬盘连接器主板上的闪烁存储器,用于存
放基本输入、输出系统。它是PC机软件中最基础的部分,没有它机器无法启动。存放与计算机系统相关的参数,如当前日期和时间、开机口令、已安装的光驱和硬盘的个数及类型等。CMOS芯片是易失性存储器,由主板上电池供电,以保证关机后不丢失所存信息。•是PC机各组成部分相互连接和通信的
枢纽(存储器的控制、I/O控制功能几乎都集成在芯片组内。•它既实现了PC总线的功能,又提供了各种I/O接口及相关控制。主板芯片组芯片组通常由南桥芯片和北桥芯片构成;北桥芯片决定:CPU的类型、主板的系统总线频率、内存的性能、显卡插槽的规格等;南桥芯片决定:扩展槽的种类
与数量、扩展接口的类型和数量等。1.主板微型计算机的基本结构CPU北桥芯片组南桥芯片组内存条硬盘接口•网络接口•键盘、鼠标接口•并行口,串行接口等•USB接口•音频、Modem•PCI插槽•电源管理•时钟控制等显卡•BIOS&CMOS主板芯片组与其他部件的连接2.中央处理器MPU的组成部分•控
制器用来协调和指挥整个计算机系统的操作。•运算器主要完成算术运算和逻辑运算。•寄存器用来临时寄存中间数据和地址的存储位置。•MPU的内部总线是数据和指令在MPU中传递以及运算器和控制器之间信息交流的通道。微型计算机的基本结构M
PU的性能指标①主频。也叫时钟频率(CPUClockSpeed),单位是MHz,用来表示CPU的运算速度;②外频。是CPU的基准频率,单位也是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度;③字长:CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。通常所说的8位机、16位机
、32位、64位机即指CPU可同时处理8位、16位、32位、64位的二进制数。2.中央处理器微型计算机的基本结构MPU的性能指标④缓存。缓存有利于减少CPU访问内存的次数。缓存级数越多,其效用越显著。L1Cache(一级缓存)是CPU
第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。L2Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。L3Cache(三级缓存),可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。2.中央处理器微型计算机的基本结构MPU的主要生产厂商Intel、
AMD、VIA、Apple、HP、SUN、IBM等公司;其中以Intel和AMD生产的产品应用最为广泛。2.中央处理器微型计算机的基本结构存储器分层结构图3.存储器微型计算机的基本结构3.存储器内存储器(1)RAM(随机存储器)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。当电源电压丢掉时,RAM中保存的信息都将会丢失。RAM分类:SRAM(静态RAM),适合用作Cache、DRAM(动态RAM),适合用作内存。微型计算机的基本结构微型计算机的基本结构3.存储器内存储器(2)ROM(只读存储器)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。当电源断电时,ROM中保存的信息不会丢失。内存储器(3)内存技术指标常用指标有容量与速度。内存容量主要有64MB、128MB、256MB,GB等。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。微型计算机的基本结构3.存储器外存储器(1)软盘一种磁介质形式的大容量存储器。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。微型计算机的基本结构3.存储器外存储器(2)硬盘由若干个硬盘片
组成的盘片组,一般被固定在主机箱内。硬盘的盘片由铝合金或玻璃材料制成,盘片上下两面涂有很薄的磁性材料,记录数据。硬盘容量主要有120GB、1000GB、1.5TB、2TB、3TB、4TB等。微型计算机的基本结构3.存储器外存储器(3)磁带存储器
以磁带为存储介质,由磁带机及其控制器组成的存储设备。主要作为备份文件和档案的后备存储器。微型计算机的基本结构3.存储器外存储器(4)光盘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。计算机上用的CD-ROM有一个数据传输速率指标,称为倍速。1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。微型计算机的基本结构3.存储器–外存储器
•(4)光盘–光盘片的类型:»CD光盘片:最早用于存储高保真数字立体声音乐,后来作为计算机的外存储器使用。分为:CD-ROM(只读)、CD-R(可写一次)和CD-RW(可多次读写)三种类型。»DVD光盘片:与CD盘片大小相同,分为单面单层
、单面双层、双面单层和双面双层。DVD道间距比CD小一半且信息凹坑更加密集,并利用聚集更细的红色激光进行信息的读取,因而盘片的存储容量大大提高。»蓝光光盘(Blue-rayDisc):是索尼、飞利浦、松下等公司设计开发的,是目前
最先进的大容量光盘片,单层盘片的存储容量为25GB。BD分为BD-ROM(只读)、BD-R(可写一次)和BD-RW(可多次读写)三种类型。微型计算机的基本结构3.存储器外存储器(5)闪存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。常用的“U盘”,数码相机、MP3上用的CF(CompactFlash)卡、SM(SmartMedia)卡,MMC(MultiMediaCard)卡。微型计算机的基本结构3.存储器外存储器(
6)移动硬盘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。微型计算机的基本结构3.存储器Cache(高速缓冲存储器)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。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。微型计算机的基本结构3.存储器CPUCache内存储器外存储器三级存储系统4.输入输出设备输入设备目前常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、数字化仪、麦克风、条形码输入器、光笔、摄像头、触摸屏等。微型计算机的
基本结构•输入设备(1)键盘键盘是计算机配置的标准输入设备。它可以将英文字母、数组、汉字等输入到计算机中,从而向计算机输入数据、文本、程序和命令。根据接口类型不同,键盘可分为PS/2接口键盘、USB接口键盘和无线键盘3
种。4.输入输出设备微型计算机的基本结构•输入设备(2)鼠标鼠标也是一种常用的输入设备,它可以方便、准确地移动光标进行定位。鼠标按工作原理不同可分为机械鼠标和光电鼠标。机械鼠标光电鼠标4.输入输出设备微型计算机的基本结构概念
鼠标•输入设备(3)扫描仪扫描仪是一种典型的图像输入设备。它可以将纸质文档上的照片、图片、图形或文字资料扫描到计算机中,将其转换成以二进制代码表示的图像文件,并存储于硬盘上。扫描仪主要有两类:手持式和平板式。4.输入输出设备微型计算机的基本结构•输入
设备(4)触摸屏触摸屏是一种快速实现人机对话的工具,用户只要用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图符或文字就能完全操作。而且触摸屏具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点。常见的触摸屏有电容式、电阻式和红外线式三种。4.输入输出设备微型计算机的基本结构•输
入设备(5)其他常见的输入设备其他常见的输入设备还有麦克风、条形码输入器、光笔、摄像头等4.输入输出设备微型计算机的基本结构输出设备输出设备用于显示计算机的运算结果,将存储在计算机中的二进制数据转换成人们需要的各种形式的信号,如数字、字符、图像
、声音等。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统等。4.输入输出设备微型计算机的基本结构•输出设备(1)显示器PC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,按显示原理可以分为阴极射线管(CRT)显示器和液晶显示器(LCD)。4.输入输出设备微型计算机的基本结构CRT显示器液晶显示器输出设备(1)显示器主要性能指标:①屏幕尺寸:用矩形屏幕的对角线长度,以英寸为单位,反映显示屏幕的大小。②宽高比:屏幕
横向与纵向的比例,通常是4:3。③点距:彩色CRT显示器都用红、蓝、绿三个电子枪组合一起显示色彩。④像素:指屏幕上能被独立控制其颜色和亮度的最小区域,即荧光点,是显示画面的最小组成单位。4.输入输出设备微
型计算机的基本结构显示器主要性能指标:⑤分辨率:指屏幕像素的点阵。例如800×600、1024×768等。分辨率越高,显示的图像越清晰,但要求扫描的频率也越快。⑥灰度和颜色:灰度是指像素点亮度的差别。⑦刷新频率:屏幕上像素点经过一遍
扫描的频率。⑧显存:全角计算机在显示一帧图像时首先要将其存入显卡的内存。•显卡–过去多半做成插卡的形式。为了降低成本,现在的显示控制器多集成在主板的芯片组中。–早期的显卡比较简单,绘图功能由CPU完成的,生成的图像数据存放在显卡的缓存中,之后由显卡传递给显示器进行显示。弊端:增加CPU
负担,显示速度慢。–现今:出现GPU,它是一种专用处理器,它有一组图形图像专用的处理的指令。采用硬件实现技术,减轻CPU负担,加快了图形绘制和操作速度。4.输入输出设备微型计算机的基本结构•输出设备(2
)打印机打印机(图3.21)主要有针式打印机、喷墨打印机、激光打印机等。4.输入输出设备微型计算机的基本结构技术指标:速度、印字质量(分辨率)、打印噪声等。针式打印机:击打式喷墨打印机激光打印机非击打式•输出设备(3)绘图仪绘图仪是一种输出图形的硬拷贝设备。绘图仪在绘图软件的支持下
可绘制出复杂、精确的图形。4.输入输出设备微型计算机的基本结构–(1)I/O操作输入输出设备(又称I/O设备或外设)是计算机系统的重要组成部分,I/O操作的任务是将输入设备的信息送入内存的指定区域,或者将内存指定区域的内容送出到输出设备。微型计算机的基本结构5.I/O总线与I/O接口–(2)
I/O总线总线用于计算机各个部件之间的信息传输。总线是指将信息从一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线,是计算机中传输数据的公共通道。微型计算机的基本结构5.I/O总线与I/O接口•总线分类①系统总线根据传送信息内容不同,分为数据总线(DataBus,DB)、地址总线(Addres
sBus,AB)和控制总线(ControlBus,CB)。数据总线:用于微处理器与内存、微处理器与输入输出接口之间传送信息。数据总线的宽度是决定计算机性能的一个重要指标。目前,计算机的数据总线大多是32位或64位。地址总线:从内存单元或输入输出端口中读出数
据或写入数据。地址总线的宽度决定了微处理器能访问的内存空间大小。控制总线:用于传输控制信息,进而控制对内存和输入输出设备的访问。微型计算机的基本结构5.I/O总线与I/O接口计算机总线图②总线按照传输数据的
方式分,可分为串行总线和并行总线。串行总线:采用串行方式传送数据,数据从低位开始逐位传送,发送部件和接收部件之间只有一条传输线。串行总线的优点是只需要一条传输线,线路成本低,适合远距离的数据传输。并行总线:采用
并行方式传送数据,数据的各位通过各自的传输线同时传送。微型计算机的基本结构5.I/O总线与I/O接口•总线标准①ISA(IndustryStandardArchitecture)总线:也称为AT标准,是
IBM公司为PC/AT计算机而制定的总线标准。②EISA(ExtendedIndustryStandardArchitecture)总线:是1988年由康柏等9家公司联合推出的,在ISA总线的基础上发展起来的高性能总线。微型计算机的基本结构5.I/O总线与I/O接口③VESA(VideoElect
ronicsStandardAssociation)总线:定义了32位的数据总线,并且可扩展到64位,最大传输速率为132MBPS每秒。VESA总线可与微处理器同步工作,是一种高速、高效的局部总线。④PCI(Periph
eralComponentInterconnect)总线:是由SIG集团推出的总线结构。它具有132MB/S的数据传输率及很强的带负载能力,可适用于多种硬件平台,同时兼容ISA、EISA总线,是当前流行的
总线之一。微型计算机的基本结构5.I/O总线与I/O接口(3)I/O设备接口I/O设备与主机一般需要通过连接器实现互连,计算机中用于连接I/O设备的各种插头/插座以及相应的通信规程及电气特性,就称为I/O设备接口,简称I/O接口。微型计算机的基本结构5.I/O总线与I/O接口一台微型
计算机功能的强弱或性能的好坏,不是由某项指标来决定的,而是由它的系统结构、指令系统、硬件组成、软件配置等多方面的因素综合决定的。微型计算机的基本结构6.微型计算机的性能指标–CPU的性能指标(1)运算速度。运算速度是衡量计算机性能
的一项重要指标。通常所说的计算机运算速度(平均运算速度)是指每秒钟所能执行的指令条数,一般用百万条指令/秒(MillionInstructionPerSecond,MIPS)来描述。微型计算机的基本结构6.微型计算机的性能指标CPU的性能
指标(2)字长。一般说来,计算机在同一时间内处理的一组二进制数称为一个计算机的“字”,而这组二进制数的位数就是“字长”。在其他指标相同时,字长越大计算机处理数据的速度就越快。目前有些高档的微机已达到64位。微型计算机的基本结构6.微型计算机的性能指标–存储
器的性能指标(1)存储容量。存储容量表示存储器可以容纳的信息量,描述存储容量的常用单位有兆字节、吉字节和太字节。内存容量越大,系统功能就越强大,能处理的数据量就越庞大。外存储器的容量。外存储器容量越大,可存储的信息就
越多,微型计算机的基本结构6.微型计算机的性能指标–存储器的性能指标(2)存取时间。存取时间是指存储器从接到读或者写命令起,到读写操作完成所需要的时间。(3)数据传输率。这个指标大多用于外存储器,衡量外存
与内存交换数据的能力。目前,硬盘的数据传输率为300M以上。(4)可靠性。使用平均无故障工作时间来表示,即计算机硬件运行时不发生故障的平均时间。微型计算机的基本结构6.微型计算机的性能指标计算机还有一些其他性能指标,例如所配置外围设备的性能指标、所配置系统软件的情况等
。计算机的各性能指标之间不是彼此孤立的,在实际应用中,应该将它们综合起来考虑,以较高的“性能价格比”为最主要原则。微型计算机的基本结构6.微型计算机的性能指标本章介绍了冯•诺依曼体系结构的基本概念,阐述了组成计算机各个部分的作用和功能。通过介绍微机系统的发展历程,说明了微型计算机的组织结构。
结合当前主流计算机的基本配置,说明了衡量计算机性能的各项主要指标。第三章、计算机硬件系统小结第三章、计算机硬件系统计算机的组成微型计算机发展微型计算机的基本结构微型计算机发展微处理器(Microprocessor)简称µP或MP,是由一片或几片大规模集成电路组成的具有运算器和控制器的中央处
理机部件。为了区别大、中、小型中央处理器(CPU)与微处理器,把前者称为CPU,后者称为MPU(MicroprocessingUnit)。微型计算机(Microcomputer)简称µC或MC,是指以微处理器为核心,配上由大规模集成电路制作的存储器、输入输出接口电路及系统总线所组成的计算机(
简称微型机,又称微型电脑)。有的微型计算机把CPU、存储器和输入输出接口电路都集成在单片芯片上,称之为单片微型计算机,也叫单片机。微型计算机发展微型计算机的发展表发展时期代表第一代(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M
CS-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(19
85年至今):32位高档微型机美国Intel公司的80386、80486等,以及Pentium(奔腾)系列微型计算机发展–1.第一代(1971~1973):4位或低档8位微处理器和微型机代表产品是美国Intel公司的4004
微处理器以及由它组成的MCS-4微型计算机(集成度为1200晶体管/片),第一代微型机就采用了PMOS工艺,基本指令时间约为10~20µs。微型计算机发展–2.第二代(1974~1978):中档的8位微处理器和微型机以美国Intel公司的8080(Intel808
0集成度为4900管/片)。采用NMOS工艺,集成度提高1~4倍,运算速度提高10~15倍,基本指令执行时间约为1~2µs。微型计算机发展–第三代(1978~1981):16位微处理器和微型机代表产品是In
tel8086(集成度为29000管/片),Z8000(集成度为17500管/片)和MC68000(集成度为68000管/片)。采用HMOS工艺,基本指令时间约为0.05µs。微型计算机发展–第四代(1985年以后):32位高档微型机代表产品是Intel8038
6和80486,工作主频达到25MHz,有32位数据线和24位地址线。1993发布了它的新一代处理器Pentium(奔腾),CPU晶体管的数目增加到500万个以上,工作主频率从66MHz增加到333MHz。微型计算机发展第三章、计算机
硬件系统计算机的组成微型计算机发展微型计算机的基本结构微型计算机的基本结构微型计算机的结构MPU组成:•运算器•控制器•寄存器内存储器:•随机存储器(RAM)•只读存储器(ROM)总线外设组成:•外存储器•输入
设备•输出设备1.主机箱与主板主机箱微型计算机的基本结构1.主板微型计算机的基本结构加主板的示意图主板芯片组决定了主板的功能;芯片组通常由南桥芯片和北桥芯片构成;北桥芯片决定:CPU的类型、主板的系统总线频率、内存的性能、显卡插槽的规格等;南桥芯片决定
:扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型和数量等。1.主板微型计算机的基本结构CPU北桥芯片组南桥芯片组内存条硬盘接口•网络接口•键盘、鼠标接口•并行口,串行接口等•USB接口•音频、Modem•PCI插槽•电源管理•时钟控制等显卡•BIOS&CMOS主板芯片组与其他部件的连接主板对外接口
COM接口(串口):连接串行鼠标和外置Modem等设备;PS/2接口:功能比较单一,用于连接键盘和鼠标;USB接口:是现在最为流行的接口,最大可以支持127个外设,并且可以独立供电;LPT接口(并口)
:一般用来连接打印机或扫描仪;MIDI接口:声卡的MIDI接口和游戏杆接口是共用的。1.主板微型计算机的基本结构2.中央处理器CPU的组成部分•控制器用来协调和指挥整个计算机系统的操作。•运算器主要
完成算术运算和逻辑运算。•寄存器用来临时寄存中间数据和地址的存储位置。•CPU的内部总线是数据和指令在CPU中传递以及运算器和控制器之间信息交流的通道。微型计算机的基本结构CPU的性能指标①主频。也叫时钟频
率(CPUClockSpeed),单位是MHz,用来表示CPU的运算速度;②外频。是CPU的基准频率,单位也是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度;③字长:CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。通常所说的8位机、16位机、32位、64位机
即指CPU可同时处理8位、16位、32位、64位的二进制数。2.中央处理器微型计算机的基本结构CPU的性能指标④缓存。高速缓存有利于减少CPU访问内存的次数。缓存级数越多,其效用越显著。L1Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存,分为数据缓
存和指令缓存。L2Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。L3Cache(三级缓存),可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。2.中央处理器微型计算机的基本结构CPU的主要生产厂商Intel、AMD、VIA
、Apple、HP、SUN、IBM等公司;其中以Intel和AMD生产的产品应用最为广泛。2.中央处理器微型计算机的基本结构存储器分层结构图3.存储器微型计算机的基本结构3.存储器内存储器(1)RAM(随机存储器)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
。当电源电压丢掉时,RAM中保存的信息都将会丢失。RAM分类:SRAM(静态RAM),适合用作Cache、DRAM(动态RAM),适合用作内存。微型计算机的基本结构微型计算机的基本结构3.存储器
内存储器(2)ROM(只读存储器)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。当电源断电时,ROM中保存的信息不会丢失。内存储器(3)内存技术指标常用指标有容量与速度。内存容量
主要有64MB、128MB、256MB等。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。微型计算机的基本结构3.存储器外存储器(1)软盘一种磁介质形式
的大容量存储器。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。微型计算机的基本结构3.存储器外存储器(2)硬盘由若干个硬盘片组成的盘片组,一般被固定在主机箱内。硬盘的盘片由铝合金或玻璃材料制成,盘片
上下两面涂有很薄的磁性材料,记录数据。硬盘容量主要有120GB、1000GB、1.5TB、2TB、3TB、4TB等。微型计算机的基本结构3.存储器外存储器(3)磁带存储器以磁带为存储介质,由磁带机及其控制器组成的存
储设备。主要作为备份文件和档案的后备存储器。微型计算机的基本结构3.存储器外存储器(4)光盘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。
计算机上用的CD-ROM有一个数据传输速率指标,称为倍速。1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。微型计算机的基本结构3.存储器外存储器(5)闪存常用软盘种类是
双面高密度3.5英寸盘,它的存储容量为1.44MB。常用的“U盘”,数码相机、MP3上用的CF(CompactFlash)卡、SM(SmartMedia)卡,MMC(MultiMediaCard)卡。微型计算机的基本结构3.存储
器外存储器(6)移动硬盘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。微型计算机的基本结构3.存储器Cache(高速缓冲
存储器)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。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。微型计算机
的基本结构3.存储器4.输入输出设备输入设备目前常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、数字化仪、麦克风、条形码输入器、光笔、摄像头、触摸屏等。微型计算机的基本结构•输入设备(1)键盘键盘是计算机配置的标准输入设备。它可以将英文字母、数组、汉字等输入
到计算机中,从而向计算机输入数据、文本、程序和命令。根据接口类型不同,键盘可分为PS/2接口键盘、USB接口键盘和无线键盘3种。4.输入输出设备微型计算机的基本结构•输入设备(2)鼠标鼠标也是一种常用的输入设备
,它可以方便、准确地移动光标进行定位。鼠标按工作原理不同可分为机械鼠标和光电鼠标。机械鼠标光电鼠标4.输入输出设备微型计算机的基本结构概念鼠标•输入设备(3)扫描仪扫描仪是一种典型的图像输入设备。它可以将纸质文档上的照片、图片、图形或文字资料扫描到计算机中,将其转换成以二进制代码表示的图
像文件,并存储于硬盘上。扫描仪主要有两类:手持式和平板式。4.输入输出设备微型计算机的基本结构•输入设备(4)触摸屏触摸屏是一种快速实现人机对话的工具,用户只要用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图符或文字就能完全操作。而且触摸屏具有坚固耐用
、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点。常见的触摸屏有电容式、电阻式和红外线式三种。4.输入输出设备微型计算机的基本结构•输入设备(5)其他常见的输入设备其他常见的输入设备还有麦克风、条形码输入器、光笔、摄像头等4.输入输出设备微型计算机的基本结构输出设备输出设备用
于显示计算机的运算结果,将存储在计算机中的二进制数据转换成人们需要的各种形式的信号,如数字、字符、图像、声音等。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统等。4.输入输出设备微型计算机的基本结构•输出设
备(1)显示器PC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,按显示原理可以分为阴极射线管(CRT)显示器和液晶显示器(LCD)。4.输入输出设备微型计算机的基本
结构CRT显示器液晶显示器输出设备(1)显示器:通常由显示器和显卡构成。显示器主要性能指标:①屏幕尺寸:用矩形屏幕的对角线长度,以英寸为单位,反映显示屏幕的大小。②宽高比:屏幕横向与纵向的比例,通常是4:
3。③点距:彩色CRT显示器都用红、蓝、绿三个电子枪组合一起显示色彩。④像素:指屏幕上能被独立控制其颜色和亮度的最小区域,即荧光点,是显示画面的最小组成单位。4.输入输出设备微型计算机的基本结构显示器主要性能指标:⑤分辨率:指屏幕像素的点阵。例如8
00×600、1024×768等。分辨率越高,显示的图像越清晰,但要求扫描的频率也越快。⑥灰度和颜色:灰度是指像素点亮度的差别。⑦刷新频率:屏幕上像素点经过一遍扫描的频率。⑧显存:全角计算机在显示一帧图像时首先要将其存入显卡的内存。4.输入输出设备微型计算机的基本结构•显卡•输出设备(2)打印
机打印机(图3.21)主要有针式打印机、喷墨打印机、激光打印机等。4.输入输出设备微型计算机的基本结构技术指标:速度、印字质量(分辨率)、打印噪声等。针式打印机:击打式喷墨打印机激光打印机非击打式•输出设备(3)绘图仪绘图仪是一种输出图形的硬拷贝设备。绘图仪在绘图软件的支持下
可绘制出复杂、精确的图形。4.输入输出设备微型计算机的基本结构–(1)I/O操作输入输出设备(又称I/O设备或外设)是计算机系统的重要组成部分,I/O操作的任务是将输入设备的信息送入内存的指定区域,或者将内存指定区域的内容送出到输出设备。微型计算机的
基本结构5.I/O总线与I/O接口–(2)I/O总线总线用于计算机各个部件之间的信息传输。总线是指将信息从一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线,是计算机中传输数据的公共通道。微型计算机的基本
结构5.I/O总线与I/O接口•总线分类①系统总线根据传送信息内容不同,分为数据总线(DataBus,DB)、地址总线(AddressBus,AB)和控制总线(ControlBus,CB)。数据总线:用于微处理器与内存、
微处理器与输入输出接口之间传送信息。数据总线的宽度是决定计算机性能的一个重要指标。目前,计算机的数据总线大多是32位或64位。地址总线:从内存单元或输入输出端口中读出数据或写入数据。地址总线的宽度决定了微处理器能访问的内
存空间大小。控制总线:用于传输控制信息,进而控制对内存和输入输出设备的访问。微型计算机的基本结构5.I/O总线与I/O接口计算机总线图②总线按照传输数据的方式分,可分为串行总线和并行总线。串行总线:采用串行方式传送数据,数据从低位开始逐位传送,发送部件和接收部件
之间只有一条传输线。串行总线的优点是只需要一条传输线,线路成本低,适合远距离的数据传输。并行总线:采用并行方式传送数据,数据的各位通过各自的传输线同时传送。微型计算机的基本结构5.I/O总线与I/O接口•总线标准①IS
A(IndustryStandardArchitecture)总线:也称为AT标准,是IBM公司为PC/AT计算机而制定的总线标准。②EISA(ExtendedIndustryStandardArchitecture)总线:是1988年由康柏等9家公司联合推出的,在ISA总线的基
础上发展起来的高性能总线。微型计算机的基本结构5.I/O总线与I/O接口③VESA(VideoElectronicsStandardAssociation)总线:定义了32位的数据总线,并且可扩展到64位,最大传输速率为132MBPS每秒。VESA总线可与微处理器同步工作,是
一种高速、高效的局部总线。④PCI(PeripheralComponentInterconnect)总线:是由SIG集团推出的总线结构。它具有132MB/S的数据传输率及很强的带负载能力,可适用于多种硬件平台,同时兼容ISA、EISA总线,是当前流行的总线之一。微型计算机的基本结构5.I/O总线
与I/O接口(3)I/O设备接口I/O设备与主机一般需要通过连接器实现互连,计算机中用于连接I/O设备的各种插头/插座以及相应的通信规程及电气特性,就称为I/O设备接口,简称I/O接口。微型计算机的基本结构5.I/O总线与I/O接口一台微型计算机功能的强弱或性能的好坏,不是由某项指标
来决定的,而是由它的系统结构、指令系统、硬件组成、软件配置等多方面的因素综合决定的。微型计算机的基本结构6.微型计算机的性能指标–CPU的性能指标(1)运算速度。运算速度是衡量计算机性能的一项重要指标。通常所说的
计算机运算速度(平均运算速度)是指每秒钟所能执行的指令条数,一般用百万条指令/秒(MillionInstructionPerSecond,MIPS)来描述。微型计算机的基本结构6.微型计算机的性能指标CPU的性能指标(2)字长。一般说来,计算机在
同一时间内处理的一组二进制数称为一个计算机的“字”,而这组二进制数的位数就是“字长”。在其他指标相同时,字长越大计算机处理数据的速度就越快。目前有些高档的微机已达到64位。微型计算机的基本结构6.微型计算机的性能指标–存储器的性能指标(1)存储容量。存储容量表示存储器可以容纳的信息
量,描述存储容量的常用单位有兆字节、吉字节和太字节。内存容量越大,系统功能就越强大,能处理的数据量就越庞大。外存储器的容量。外存储器容量越大,可存储的信息就越多,微型计算机的基本结构6.微型计算机的性能指标–存储器的性能指标(2)存
取时间。存取时间是指存储器从接到读或者写命令起,到读写操作完成所需要的时间。(3)数据传输率。这个指标大多用于外存储器,衡量外存与内存交换数据的能力。目前,硬盘的数据传输率为300M以上。(4)可靠性。使用平均无故障工作时间来表示,即计算机硬件运行时不发生故障的平均时间。微型计算
机的基本结构6.微型计算机的性能指标计算机还有一些其他性能指标,例如所配置外围设备的性能指标、所配置系统软件的情况等。计算机的各性能指标之间不是彼此孤立的,在实际应用中,应该将它们综合起来考虑,以较高的“性能价格比”
为最主要原则。微型计算机的基本结构6.微型计算机的性能指标本章介绍了冯•诺依曼体系结构的基本概念,阐述了组成计算机各个部分的作用和功能。通过介绍微机系统的发展历程,说明了微型计算机的组织结构。结合当前主流计算机的基本配置,说明了衡量计算机性能的各项主要指标。
第三章、计算机硬件系统小结4.1计算机软件概述基本概念程序:指为了得到某种结果而可以由计算机等具有信息处理能力的装置执行的代码化指令序列。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。1.软件指计算机程序
及其有关文档。计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成的,硬件系统是软件(程序)运行的平台,且通过软件系统得以充分发挥和被管理。相互依赖协同工作相互无严格的界线相互促进协同发展2.软件和硬件的关系从第一
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:①系统软件②支撑软件③应用软件3.软件的类分软件亦可分为系统软件和应用软件两类。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。
操作系统语言处理程序(编译系统)数据库管理软件常见的系统软件:从了合理、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。其它软件建立在操作系统上,取得OS支持与服务。用户利用OS服务去操作计算机。操作系统功能:处理
机管理信息管理作业管理存储管理设备管理4.2.1操作系统程序设计语言:用于书写计算机程序所使用的一套规则和标准。有低级语言与高级语言之分。机器语言汇编语言高级语言机器可以直接识别与机器设计相关难阅读,难修改一条指令对应一操作与特定机器相关通用性可移
植性差接近自然语言须经翻译,才能执行。4.2.2语言处理程序高级语言源程序逐句翻译并执行执行结果解释方式编译方式生成生成源程序翻译处理机器语言目标程序装配链接可执行程序数据库:是以一定的组织形式存放在计算机存储介质上的相互关联的数据的集合。能为用户、多种应用所共享,又具有最小的冗余度,
较高的数据独立性。数据库管理系统:就是对数据库中的数据进行管理、控制的软件。DBMS基本功能:对象定义数据操纵数据控制系统维护4.2.3数据库管理系统4.3应用软件应用软件面向实际问题,为人们提供了高效、
便捷的解决手段。字处理软件是使计算机实现文字编辑工作的应用软件。4.3.1字处理软件输入和编辑文字文档排版图文混排外部对象的引入表格制作表处理软件的要功能是以表格的方式来完成数据的输入、计算、分析、制表、统计,并能生成各种统计图形。。4.3.2表格处理软件声音软
件:用于完成对声音的数字化处理,形成数字音频文件。图形图像软件:浏览、编辑、捕捉、制作、管理各种图形和图像文档的软件,主要用于对图像进行加工处理、制作动画等。4.3.3媒体工具软件媒体工具软件:将文字、图像、声
音、动画和视频等多媒体素材按照需求结合,形成表现力强、交互性强且可在本地主机或网络上传输运行的多媒体应用统。第五部分文字、表格处理与内容展示技术文字编辑内容提要•文字编辑与排版•表格计算•内容展示文字编辑与排版内容提要输入和编
辑文字文档排版图文混排外部对象的引入表格制作文档的创建首先是键入文字,进行编辑和错误修改;其次是设置文本格式,进行字体、大小、下划线、粗体、斜体的文本格式的设置;然后是设计版面格式,如段落的缩进、分栏、插入图片、美术字、加页眉页角、插入各种外部对象,用于美化版面。1.输入
和编辑文字文字的输入Windows提供了多种中文输入法,支持区位、全拼、双拼、智能ABC、郑码输入法和表形码输入法。智能ABC输入中英文切换(Ctrl+空格)输入方式切换(Ctrl+Shit)半角/全角切换(Shit+空格)中英文标点切换(Ctrl+.)1.输入和编辑文字
文字的输入1.特殊字符软键盘:用鼠标右键单击此键,可以弹出13种软键盘的菜单。2.“标点符号”软键盘用鼠标右键单击使用软键盘1.输入和编辑文字文字的录入与编辑汉字、中英文标点符号、特殊符号的输入插入光标,输入行
、段落插入和改写状态文字的选取文字的删除、复制和移动1.输入和编辑文字文档的保存保存文件可以有几种选择方式:退出Word应用程序关闭文档窗口只保存文件,不关闭窗口另存文件1.输入和编辑文字文档排版页面设置设置字符格式设置段落格式分栏排版使用“首字下沉”2.文档排版页面设置纸张大小走纸方向页
眉、页脚页边距标尺插入“分页符”页眉Header页脚FooterPageSize左页边距右页边距上页边距下页边距2.文档排版设置页眉与页脚2.文档排版字符修饰设置字符格式字体、字号、字形、颜色、特殊效果、字符间距TrueType字体打印
机字体高效修饰工具:高级查找/替换命令宋体三号字,楷体四号字,黑体16点字,隶书24点字字符间距H2O字符缩放上标下标添加边框和底纹2.文档排版段落修饰段落标记对齐方式、行间距、段落边框、缩排定位、符号、数字列表标尺缩排定位(Indent)高效修饰:段落
样式2.文档排版分栏排版设置栏数、栏宽、栏与栏的间距,以及是否在两栏之间加线排版多种分栏形式共存2.文档排版使用“首字下沉”使用“格式”/“首字下沉”菜单命令打开“首字下沉”对话框2.文档排版图文混排文字对象和图片对象的“层次关系”
“文字环绕”效果:四周型、紧密型、穿越型、无环绕、上下型同层下方上方剪贴画库绘制自选图形外部图形文件3.图文混排绘制图形绘制自选图形在图形中添加文字设置图形内部填充色和边框线颜色设置阴影和三维效果旋转和翻转图形组合和取消组合图形对象No
.13.图文混排文本框的使用使用文本框制作特殊的标题样式:文中标题、栏间标题、边标题、局部竖排文本效果3.图文混排插入外部对象应用程序间共享数据,实现在Word文档中使用其他应用软件制作的数据FdxFydxdyRr4.外部对象的引入表格的编辑“自由表格”工具栏的使
用文字对齐(垂直方向、水平方向)数字对齐(以小数点居中对齐)单元格合并自动套用格式5.表格制作表格处理内容提要Excel工作表建立基本概念工作表的操作与编辑公式与函数的应用打印工作表Excel图表数据管理数据清单概念数据排序筛选数据分类汇总工作表图表工作簿与工作表工
作簿(Workbook)工作簿是计算和存储数据的文件,也就是通常意义上的Excel文件。每一个工作簿可由一个或多个工作表组成,在默认的情况下是由3个工作表组成的。工作表(Worksheet)它是工作簿的一部
分,也称作电子报表。工作簿(255)1.工作表创建工作表(输入数据)输入:原始数据(中英文字符、数字)和公式步骤1:明确内容输入的单元格—当前活动单元格步骤2:内容输入(注意观察公式栏)确认操作EnterTab取消操作Esc数据类型:文本、数字、日期和时间、逻辑值和出错值。1.
工作表创建工作表(创建公式)=(B4+25)/SUM(D5:F5)公式特定符号区域范围引用单元格地址数值型常量Excel函数运算操作符号1.工作表有关工作表的操作工作表的操作方法工作表的编辑编辑单元格数据(F2或双击)移动或拷贝数据(工具栏按钮或鼠标拖动)有规律数据的快速填充插入与删
除行、列、区域选择工作表中的数据工作表的更名插入与删除工作表复制工作表1.工作表浏览工作表的方法工作表的修饰有关工作表的操作用编辑键进行浏览(PageUp、PageDown)用F5功能键快速定位到某个单元格分割屏幕法(冻结拆分窗
口)用工具栏中的按钮进行格式化工作表标题的处理用“格式”/“单元格”命令修饰工作表1.工作表函数是Excel自带的一些已经定义好的公式。如何在工作表中应用函数不同类型的函数要求给定不同类型的参数函数名(参数1,参数2,…)代表函数功能=(B2+B3+B4+B5+
B6+B7+B8+B9+B10)/9=Average(B2:B10)1.工作表函数应用举例函数按功能分为以下几种类型:数学与三角函数(比如,SUM、SUMIF)统计函数(比如,AVERAGE、COUNTIF)逻辑函数(比如,IF)财
务函数(比如,PMT)日期和时间函数(比如,TODAY)1.工作表单元格地址在公式中的作用绝对地址:A1相对地址:$A$1混合地址:$A1A$1E4=B1+A2+C2??公式的自动重算功能基于参加计算的数据均引用其存放位置(单元格地址)。1.工作表创建三维公式
不同工作表中的数据所在单元格地址的表示:工作表名称!单元格引用地址不同工作簿中的数据所在单元格地址的表示:[工作簿名称]工作表名称!单元格引用地址=[Sale1.xls]销售统计!$E$4+[Sale2.xls]销售统计!$E$4+[Sa
le3.xls]销售统计!$E$4+[Sale4.xls]销售统计!$E$41.工作表打印工作表工作表的打印设置打印预览设置页面设置页边距设置页眉/页脚设置工作表的选项1.工作表更直观地显示数据(图表)图表:数值数据的图形化创建步骤:选取数据插入图表独立图
表嵌入图表编辑图表修饰图表数据表格2.图表图表相关名词术语图例数据标记数据序列类型轴(X)刻度线值轴(Y)2.图表编辑图表选择图表类型增加或删除图表元素图表标题X轴标题Y轴标题图表标记数据标签图例刻度线2.图
表使用“数据”/“记录单”菜单命令,打开某数据清单的记录单。利用记录单可以进行下列操作:输入数据修改和删除数据查找数据清单中的记录使用记录单编辑数据清单3.数据管理排序条件:单一条件的排序(快速排序)多重条件的排序(轻重缓急)数据类型:升序:降序:文本A,B,…ZZ,X,…A数字1,2,…
10,9,…日期Jan1,…Dec31,…数据排序3.数据管理筛选数据大表明晰的小表有条件的筛选自动筛选高级筛选3.数据管理分类汇总先分类(排序),后按类汇总分析。分级显示符号3.数据管理内容提要认识PowerPoint制作演示文稿多媒体幻灯片的制作创建交
互式演示文稿修改演示文稿演示文稿的播放与输出一个演示文稿是由若干张“幻灯片”组成的。一个演示文稿就是一个文件。演示文稿的概念认识PowerPoint视觉形象页幻灯片是演示文稿的一个个单独的部分演示文稿用计算机演示,每张幻灯片就是一个单独
的屏幕显示演示文稿用投影机放映,每张幻灯片就是一张35mm幻灯片幻灯片的概念认识PowerPoint对象(Object)“对象”是制作幻灯片的“原材料”可以是文字、图形、表格、图表、声音、影像等认识PowerPoint幻灯片放映(SlideShow)幻灯片视图(SlideVie
w)大纲视图(OutlineView)幻灯片浏览视图(SlideSorterView)备注页视图(NotesPagesView)视图的特点认识PowerPoint制作演示文稿PowerPoint根据建议内容和设计创建演示文稿基于已有演示文稿创建新演
示文稿根据设计模板创建演示文稿通过现有大纲创建演示文稿从头创建演示文稿制作演示文稿典型幻灯片的制作标题幻灯片项目清单幻灯片表格幻灯片图表幻灯片组织结构图幻灯片制作演示文稿自动布局格式自动布局格式(也称为幻灯片版式)是幻灯片中各对象间的搭配布局幻灯片版式剪贴画对象占位符
文本对象占位符标题对象占位符制作演示文稿新幻灯片添加移动在幻灯片浏览视图、大纲视图进行移动删除“编辑”菜单/“删除幻灯片”命令添加、移动和删除幻灯片制作演示文稿保存演示文稿保存新的或已有的演示文稿将演示文稿存为以放映方式类型
制作演示文稿具体内容的制作文字的编辑插入公式创建图表创建组织结构图加工图形处理图片制作艺术字abbaa33232412制作演示文稿标题项目符号正文文本框PowerPoint中的文本主要有三种格式:标题正文项目文本框幻灯片视图下的文本编辑制作演示文稿自选图
形的加工自选图形(U)CtrlShift计算机文化基础教材教材视频点播网站CAI课件电子讲稿电子讲稿学学资资习习料料自选图形的绘制、更改及修饰自选图形中的文字加入图形对象分布对齐效果图形对象的组合与取消组合图形对象的
镜像效果制作演示文稿设计外观统一的演示文稿应用设计模板设计模板包含配色方案、具有自定义格式的幻灯片和标题母版以及字体样式,它们都可用来创建特殊的外观。编辑幻灯片母版幻灯片母版控制幻灯片上所键入的标题和文本的格式与类型。修改配色方案配色方案由八种颜色组成,用于演示
文稿的主要颜色,例如文本、背景、填充、强调文字所用的颜色。使用幻灯片版式修改演示文稿应用设计模板应用设计模板的方法:使用模板创建新演示文稿;使用“格式”/“应用设计模板”菜单命令,将设计模板格式应用于当前演示文稿
。修改演示文稿修改配色方案配色方案是用于演示文稿的八种协调色的集合。每个设计模板均带有一套配色方案。使用“格式”/“幻灯片配色方案”菜单命令,查看和修改配色方案。修改演示文稿设置幻灯片背景为不同的幻灯片设置不同的背景效果,可获得在同一模板外观下的变化。隐藏背景
图形的幻灯片使用“格式”菜单中的“背景”命令修改演示文稿多媒体幻灯片的制作加入动画效果文字的动画图表的动画在幻灯片中加入声音与音乐在幻灯片中加入视频信息多媒体幻灯片的制作动画显示文本和图片设置对象的动
画属性设置对象启动动画的方式单击鼠标在预定时间后自动播放设置动画对象的出场顺序设置动画对象的出场效果设置对象动画播放后的状态多媒体幻灯片的制作创建动作按钮启动交互式动作单击某个对象鼠标移过某个对象创建超链接和交互式动作设置超链
接的对象(文本、图形、表格等)超链接的目的地(文稿内、另一个演示文稿、某个Word文档或某个Internet的地址)创建交互式演示文稿创建交互式演示文稿制作交互式的演示文稿幻灯片上的任何对象都可设置为交互式的,使得单击它们就可引发某件事件。创建交互式演示
文稿文档声音影片上一张前进和后退开始和结束帮助信息第一张自定义使用“幻灯片放映”/“动作按钮”菜单命令使用预设动作按钮创建交互式演示文稿首页上一张下一张结束超链接信息组织方式跳转到另一张幻灯片跳转到另一个演示文稿跳转到某个站点设计交互按钮创建交互式
演示文稿幻灯片播放与输出播放演示文稿设置幻灯片放映方式设置幻灯片切换方式控制播放过程自定义放映方式打印演示文稿演示文稿播放与输出设置幻灯片放映方式使用“幻灯片放映”/“设置放映方式”菜单命令演示文稿播放与输出设置幻灯片切换效果切换效果切换速度切换方式12标题内容•具体内容1•具体内容2•
具体内容3•具体内容434使用“幻灯片放映”/“幻灯片切换”菜单命令演示文稿播放与输出一稿多用在一个演示文稿内,将幻灯片分组,以便针对不同的观众放映其中特定的部分。使用“幻灯片放映”/“自定义放映”菜单命令自定义放映演示文稿播放与输出不论打印的内容如何,基本过程都是相同
的。首先请打开要打印的演示文稿,并选择打印幻灯片、讲义、备注页或大纲然后指定要打印的幻灯片及打印份数。打印演示文稿演示文稿播放与输出讲义形式的幻灯片演示文稿播放与输出备注幻灯片:为每一张幻灯片提供了你所准备的备注信息。备注形式的幻灯片备注窗口备注幻灯片演示文稿播放与输出生成文件:pngse
tup.exe(解包工具)pres0.ppz(演示文稿)文件的打包与解包演示文稿播放与输出6.1网络基本知识计算机网络是指通过通信设备将计算机连接起来,并在计算机之间进行信息传输及资源共享的网络。4个功能:
数据通信资源共享提高计算机系统的可靠性和可用性:分布式处理计算机:服务器、客户机,上网的计算机一般需要装有网络接口卡。通信链路:传输介质互连,具体有双绞线、同轴电缆、光纤、电话线、微波信道、卫星信道等。通信设备其作用是为计算机转发数据,具体有交换机、集
线器、路由器、调制解调器等。6.1.1计算机网络的组成与分类1.组成网络操作系统和网络应用软件:链接到网络上的计算机必须装有支持通信协议的网络操作系统,才能使计算机之间进行信息传递。还应该安装相应的网络应用程序,如浏览器程序、QQ、电子邮件程序等。网络协议:网络终端
之间进行通信时必须遵守的一套规则和约定。按拓扑结构分:网络连接局域网的设备之间可以采用不同方式互联,网络中将节点之间的相互连接的结构称为网络拓扑结构。2.分类2.基本分类按地理范围分:可以把网络类分为局域网、城域网、广域网3种。局域网:覆盖的地区范围较小,所涉及
的地理距离上一般来说可以是几米至10千米以内。特点:连接范围窄、用户数少、配置容易、连接速率高。城域网:连接距离在几十千米左右。用做骨干网。MAN以IP技术和ATM技术为基础,以光纤作为传输媒介,将位于不同地点的主机、数据库及LAN等连接起来,实现集数据、语音、视频服务于一体多媒体数据通信。
广域网:也称远程网,所覆盖的范围可从几百千米到几千千米,用于不同城市之间的LAN或MAN互连。1.通信系统的组成所有的通信系统都包括一个发射器、一个接收器和传输介质。6.1.2网络通讯信息源(信源):把各种消息转换成原始电信号。信源可分为模拟信
源和数字信源。发射器:产生适合于在信道中传输的信号。信道:将发送设备的信号传送到接收端的物理介质。分为有线信道和无线信道两大类。噪声源:分布于通信系统中各处的噪声。接收器:从受减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。受信者(信
宿):把原始电信号还原成相应的消息,如扬声器等。2.数据、信号、信道数据:定义为有意义的实体,是表征事物的形式,如文字、声音和图像等。数据可分为模拟数据(如声音的大小)和数字数据(如文本信息)两类。信号:是数据的电磁或电子编码。信号在通信系统中可分为模拟信号和数字
信号。3.模拟通信与数字通信信道:用来表示向某一个方向传送信息的媒体。信道也分为传送模拟信号的模拟信道和传送数字信号的数字信道两大类。相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统。数字通信系统是利用数字信号
来传递信息的通信系统。4.计算机网络的通信方式按传输介质分为有线通信和无线通信。有线通信使用金属导体利用电流传输信息,或者使用光导纤维利用光波传输信息。无线通信通过电磁波在空间的传播来传输信息。(a)非屏蔽双绞线(b)屏蔽双绞线图
6-8光纤5.分层体系结构网络体系结构规定网络系统的基本组成部分,说明各组成部分的目的和实现的功能,以及各组成部分之间如何相互作用和结合。54321网络体系结构的设计采用将计算机网络按逻辑功能分成若干层,各层相对独立,每层至少包含一个功能,各层协议界限分明但又相互合作完成应用任务。T
CP/IP的网络体系结构有效地简化了网络各组成部分的功能,底层网络的技术支持上层应用,并给上层应用提供传输协议,使上层的网络应用并不需要过多地考虑数据网络传输中传输过程,只需要按照一定的应用协议规范彼此交换信息。6.数据交换技术数据交换经历了电路交换、报文交换、分组交换。电路交换:是计算机终
端之间通信时,一方发起呼叫,独占一条物理线路,当交换机完成接续,对方收到发起端的信号,双方即可进行通信,在整个通信过程中双方一直占用该电路。分组交换:是在“存储——转发”基础上发展起来的,也称包交换,是将用户传送的数据划分
成一定的长度(分组)组,通过传输分组的方式传输信息的一种技术。bacdefAB123报文交换:将用户报文存储在交换机的存储器中。当所需要的输出电路空闲时,再将该报文发向接收交换机或终端。计算机网络有两种基本的
工作模式:客户/服务模式和对等网络模式。6.1.2网络工作模式AWeb客户Web客户Web客户Web服务应答请求请求应答请求应答1.客户/服务模式2.对等网络模式在该模式中每一台计算机既充当服务器,又充当
客户机,也就是既是服务的请求者,也是服务的提供者。常用的媒体播放、即时通讯QQ及迅雷旋风、语音软件等都是其典型应用。ABCD请求请求应答请求应答6.2.1通信设备(a)无线网卡(b)普通网卡(c)USB无线网卡1.网卡、ADSL调制解调器6.2
局域网技术2.集线器广播方式3.交换机多个端口之间建立多个并发连接4.中继器中继器的功能是对接收信号进行再生和发送,增加信号的传输距离。5.路由器为经过路由器的每个数据报寻找一条最佳传输路径,并将该数据有效地传送到目的站点材料准备:3台
计算机(已安装网络操作系统,带网卡)、一个路由器、带水晶头的网线3根、电源若干。⑴用网线将计算机链接到路由器LAN口上。6.2.2局域网组建⑵分别从192.168.1.2—192.168.1.254中选择设置三台计算机的IP地址(不能重复)。掩码统
一为255.255.255.0,网关和DNS无需设置。⑶如果希望三台计算机能共享文件,则需要继续进行设置:①关闭每台计算机的防火墙;②允许从网路访问本计算机双击加入guest账户,删除“拒绝从网络访问计算机删除guest账户”;③启用来宾账户。无线局域网技术是利用无线通信技术在一定
的局部范围内建立的网络,无线局域网采用无线通信技术代替传统的电缆局域网,实现家庭、办公室、大楼内部以及园区内部的数据传输,覆盖范围是几十米到上百米。6.2.3无线局域网通过AP接入网络有基础网络模式和自组网络模式两种拓扑结构。IP地址是一个识别机器的唯一的号码。IN
TERNETPROTOCOLXXX.XXX.XXX.XXX0~255166.111.4.118网络号+机器号6.3.1IP地址32位01代码,点分十进制表示。101001100110111100000100011101106.3因特网基础网络号机器号A类08162432网
络号机器号B类网络号机器号C类0110101.X.Y.Z~126.X.Y.Z128.X.Y.Z~191.X.Y.Z192.X.Y.Z~223.X.Y.ZA类C类1677214254B类65534按照网络规模大小,可将IP地
址分为A、B、C、D、E五种类型,其中,A、B、C是三种主要类型地址。IP协议以IP分组格式穿过由因特网路由器连接的不同的网络,从源主机将分组传输到目的主机。各种不同的局域网和广域网通过IP协议能够互联起来。6.3.2因特网协议传输层协议①TCP
协议对所接收的IP数据报通过差错校验、确认重传以及流量控制等控制机制,实现端系统之间完全可靠的数据传输。②UDP协议UDP(用户数据报协议)提供不可靠的端系统数据传输服务。DNS采用层次结构,入网的每台主机都可以有一个类似下面的域名:
主机名.机构名.网络名.顶层域名从左到右,域的范围变大具有实际含义,比IP地址好记www.nwu.edu.cn6.3.3域名系统DNScomcnedunwuwww根cn……edunetnwuwwwftp根级xjtumal根域名服务器cn域名服务器edu.c
n域名服务器Nwu.edu.cn域名服务器域名服务器维护其管辖区域的主机域名和IP地址的映射信息,并且负责向整个网络用户提供包含在该子域中域名的解析服务。1.域名服务器的层次结构请求解析:www.pku.edu.cn本地域名服务器本地主机请求域名解析域名服务器:20
2.117.96.5返回解析结果返回解析结果其他域名服务器网络不认识域名,而认识IP地址,DNS将用户要访问的服务器的域名翻译成对应的服务器的IP地址。2.域名解析4.因特网的组成物理网实现信息流的传送协议共同遵守的交流规范
应用软件与网络打交道的交互界面信息网络的灵魂城市地面固定电话铜线网调制解调器接入ISDN“一线通”不对称的数字用户环路ADSL有线电视HFC网宽带接入移动通信接入卫星通信接入LAN接入系统6.3.4因特网接入方式拨号入网电话网PPP账号
口令INTERNETISP网络局域网接入1.浏览器(Brower)INTERNETWWWBrowser软件信息服务CommunicatorInternetexplorer6.3.5因特网基本服务2.超链接Hyperlink给你带来更多的与此相关的文字、图片等信息。3.超文本传输
协议HTTP特点基于TCP/IP的一个应用层的协议典型的C/S结构的工作方式可以传输任意类型的数据对象面向一次连接、无状态的网络协议客户机Web服务器建立连接发送请求信息关闭连接回复响应信息4.统一
资源定位器URLhttp://www.tsinghua.edu.cn/docs/cindex.html服务类型服务器地址路径文件名URL(UniformResourceLocator)网络信息文件存放位置5.超文本标记语言HTMLHy
perTextMarkupLanguageHTML中的命令格式需要放在<尖括号>中。<HTML><HEAD><TITLE>欢迎光临无名的主页</TITLE></HEAD><BODY><H1>欢迎光临无名的主页</H1></
BODY></HTML>6.电子邮件的发送和接收FTP服务器文件客户机文件请求响应控制连接数据连接下载(download)上载(upload)FTP应用:如网络蚂蚁(NetAnts)、网际快车(FlashGet
)、FlashFXP、CuteFTP等均支持断点续传和多线程下载功能。7.文件传输INTERNET用户本地计算机远程服务器客户机服务器Telnet运行Telnet应用程序8.远程登录1.逻辑“与”操作用空
格表示。例如,以“西北大学图书馆”为关键字就可以查出同时包含“西北大学”和“图书馆”两个关键字的全部文档。6.4因特网信息检索6.4.1基本检索以百度为例用英文字符“-”表示。例如,“西北大学-图书馆”(
正确),“西北大学-图书馆”(错误)。注意,前一个关键词和减号之间必须有空格。2.逻辑“非”操作用英文字符“|”来表示。例如:输入“图片|写真”。百度会提供跟“|”前后任何字词相关的资料,并把最相关的网页排在前列。3.或操作双引号和书名号例如,搜索秦岭的山
水,如果不加双引号,搜索结果效果不是很好,但加上双引号后,“秦岭的山水”,获得的结果就全是符合要求的了。加上书名号后,《大秦帝国》检索结果就都是关于电影方面的了。4.精确匹配对搜索的网站进行限制,结果局限于某个具
体网站或者某个域名。例:查找中国高校图书馆网站有关信息。检索表达式:图书馆site:edu.cn6.4.2高级检索1.Site的使用2.Filetype的使用搜索制定类型的文件。例:查找“即时通讯”(pdf格式)检索的关键字包含在URL链接中。3.Inurl的使用对网页
的标题栏进行查询。4.Intitle的使用1.电子商务的定义6.4.3电子商务狭义上,电子商务是指以现代网络技术为依托进行商品和服务交换。广义上,电子商务是指以现代网络技术为依托进行的一切有偿商业活动和非赢
利业务交往或业务活动的总和。2.电子商务的概念模型电子商务的基本要素电子商务是由交易主体、电子交易市场、交易事务和信息流、资金流、物流等基本要素组成。1.电子商务的交易主体——指以独立形态参与电子商务活动过程的经济实体或个人。如企业、
银行、商店、政府机构、科研机构和个人等等。2.电子交易市场(EM)——指电子商务交易主体从事商务活动和服务交易的场所,它是有各种各样的商务活动参与者,利用各种通信装置,通过网络连接成一个统一的经济整体。3.电子商务中的交易事务——指电子商务交易主体之间所从事的具体的商务活动的内容。如
报价、询价、转账支付、配送等4.电子商务中的信息流——包括商品信息的提供、促销、行销、技术支持、售后服务等内容;也包括诸如询价单、报价单、付款通知单、转账通知单等商业贸易单证;包括交易方的支付能力、支付信誉、中介信誉等。5.电子商务中的资金流——指资金的转移过程,包
括付款、转账、汇兑等过程。6.电子商务中的物流——指物资实体(商品和服务)的流动过程,具体指运输、储存、配送、装卸、保管等活动。3.电子商务的基本框架网络层(TelecomCableTVWirelessInternet等)多媒体消息/信息发布层(HT
MLJAVAEDIE-mailHTTP等)一般业务服务层(信息安全、身份认证、网上支付、目录服务等)电子商务应用(网上购物、网上银行、网络广告、网上娱乐、信息增值服务、供应链管理等)国家政策法律法规网络安全协议电子商务技术标准4.电子商务的交易模式电子
商务可以按照不同的标准划分为不同的类型,按实质内容和交易对象来分,电子商务主要有四种基本模式:企业对消费者的电子商务模式(BtoC)企业对企业的电子商务模式(BtoB)政府对企业的电子商务模式(GtoB)消费者对消费者的电子
商务模式(CtoC)5.BtoC的交易过程指网络系统的硬件、软件及系统中的数据受到保护,不因偶然或恶意的原因而遭受到破坏、更改、泄露,系统连续、可靠、正常地运行,网络服务不中断。从广义来说,凡是涉及网络上信息
的保密性、完整性、可用性、真实性和可控性的相关技术和理论都是网络安全的研究领域。6.5信息安全6.5.1网络安全1.基本特征①保密性信息不泄露给非授权用户、实体或过程。②完整性数据未经授权不能进行改变,即信息在存储或传输过程中保持不被修改、不被破坏和丢
失。③可用性在任意时刻满足合法用户的合法需求。④可控性对信息的传播及内容具有控制能力。⑪数据加密技术基本思想2.网络安全技术对称加密文件加密和解密的密钥相互可以推导。特点:加密解密速度快,但需要秘钥的分发。非对称
加密公钥和私钥两个密钥成对出现,互不可推导。加密模型认证模型加密解密速度慢,不需秘钥分发。⑫认证技术证实被认证对象是否属实和是否有效的一个过程。其基本思想是通过验证被认证对象的属性来确认被认证对象是否真实有效。认证消息认证身份认证用于保证信息的完整性;用于鉴别用户身份。消息认证技术一致性、单
向性、唯一性、易于实现高速计算。安全单项散列函数的要求:身份认证技术指计算机及网络系统确认操作者身份的过程。①口令认证认证方要求被认证对象提交口令。实现简单,不需要额外的硬件设备,但易被猜测。②一次口令机制用户的密
码按照时间或使用次数动态变化,且每个密码只使用一次。③生物特征认证常见的有指纹识别、虹膜识别等。⑬数字签名技术数字签名以防止信息发送者抵赖行为的发生,目前利用非对称加密算法进行数字签名是最常有的方法。发送方加密接收方解密⑭防火墙技术外部网络包过
滤路由器防火墙内部网络E-mail服务器(192.1.6.2)工作站Internet发送到外部网络的包进入内部网络的包用于保证本地网络资源的安全,通常是包含软件部分和硬件部分的一个系统或多个系统的组合。设置目的:保护内部网络资源不被外部非授权用户使用,防止内部网络受到外部非法用户的攻击
。防火墙的不足:通过监控所通过的数据包及时发现并阻止外部对内部网络系统的攻击行为。是一种静态防御技术,也有不足之处:①防火墙无法理解数据内容,不能提供数据安全;②防火墙无法阻止来自内部的威胁;③防火墙无法阻止绕过防火墙的攻击;④防火墙无法防止病毒感染程序或文件的传输。计算机病毒是一种人为蓄意制造
的、以破坏为目的的程序。特点:寄生性、传染性、潜伏性、破坏性、可触发性攻击内存攻击文件攻击系统数据区干扰系统正常运行瘫痪网络窃取用户数据危害预防检测清除防治6.5.2计算机病毒BT是一种专门的P2P协议。用户只要安装BT
客户端软件后,在网上查找能通过“种子”(torrent文件)下载的Web网站,单击torrent文件链接,就可以下载所需要的文件。BT将一个文件分成N份,每部分长度为256KB。如果客户1读取其中的第i个部分,客户2读取第j部分,则客户1可以直接向客户2读取第j个部分,而客户2可以
直接向客户1读取第i个部分。文件下载的速度取决于客户端能连接的同时上传/下载该文件的用户与种子数量,同时也取决于用户的带宽。6.6文件共享与及时通信1.文件共享与高速下载迅雷是一款基于P2P技术的新型下载软件。迅雷能够将网络上存在的服务器和计算机资源进行有效的整合,
构成独特的迅雷网络,通过迅雷网络各种数据文件能够以最快速度进行传递,可以对服务器资源进行均衡,有效降低服务器负载。QQ属于集中式P2P结构,是腾讯公司开发的及时通信P2P软件。QQ通信过程中,用户名和密码是加密传输的,而
其他数据则是明文传输的,因此QQ的聊天信息并不保密。在实际的系统设计中,为了降低QQ服务器对整个系统安全性的影响,采用分布式服务器配置。QQ可以提供在线聊天、视频电话、文件传输、QQ邮箱等。2.及时通信应用PPLive是当前流行的互联网视
频直播流媒体软件之一。P2P网络中心是视频源与服务器。视频源提供视频内容服务,服务器记录用户选择的频道。视频源将视频内容数据分割成长度固定的帧。每个节点在接收数据帧的同时,也缓存一定时间的数据,以提供给下一个节点。这种方法的优点是加入PPLive系统的用户越多,播放节目越流畅。3.流媒
体应用OceanStore是一种分布式存储系统。任何一台计算机都可以加入OceanStore。如果一台计算机加入OceanStore,则要为系统提供自己的存储空间,同时也能获得其他人提供的存储空间。OceanStore的核心存储设备由大量互联的存储节点组成。这些节点多数是由经
营存储业务的公司提供的专用存储节点,以支持手机等各种设备随时随地接入与访问服务。用户以付费方式享受存储服务。4.共享存储多媒体服务器类似于Web服务器,维护和存放一些多媒体资源,负责接受用户提出的多媒体服务请求,并向用户传输相应的音频或视频数据。多媒体播放器实现对媒体的播放,主要功能是
将接收到的音频和视频格式进行解压处理以及必要地同步等处理,得到音频和视频信号,以相应的速率将这些信号发送到主机的显卡和声卡上。用户通过浏览器访问多媒体服务器时,接收到媒体文件之后,根据媒体文件的格式启动相应的媒体播放器。6.
7多媒体网络应用1.多媒体网络的组成多媒体网络应用协议为各种多媒体应用而设计,实现双方对媒体传输的管理与控制操作。例如,实时流协议(RealTimeStreamingProtocol,RTSP)规范了多媒体播放器和多媒
体服务器之间交换媒体数据的控制信息,实现对正在播放的媒体流进行暂停、快进等控制操作。下载回放多媒体多媒体资源被预先存放在多媒体服务器中(Web服务器),用户通过浏览器向多媒体服务器以HTTP协议请求多媒体服务,并得到多媒体服务器的
HTTP响应,从HTTP响应中能知道媒体文件的压缩格式,并下载整个媒体文件,当整个文件下载结束后,并启动相应的播放器来播放该多媒体文件。2.多媒体网络的应用方式流式多媒体流媒体服务不用HTTP协议传输媒体,原始多媒体文件被分成多个段,每段携带相应的多媒体描述信息,封装成多媒体传输
数据包,服务器实时发送这些多媒体数据包(媒体流),用户对每一个数据包可以单独处理并播放,而不必等到整个文件下载之后才开始播放。媒体流服务方式能够提供边下载边播放的应用,是大部分网络用户倾向的多媒体应用方式。多媒体实时传输协议RT
P(Real-timeTransportProtocol)是因特网上多媒体数据流的一个传输协议,为支持实时业务而设计,是在点对点通信和多点广播网络上实时传输流媒体数据的实时传输协议。3.多媒体实时传输控制协议7.1多媒体的基本概
念‚多媒体‛一词译自英文‚Multimedia‛即‚Multiple‛和‛Media‛的合成,其核心词是媒体何谓多媒体?媒质:存储信息的实体,如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等。媒介:传递信息的载体,如数字、文字、声音、图形和图像等。媒体(medium)在计算机领域有两种含义:即媒质和
媒介。1.媒体的概念及分类通常概念的“媒体”,可分为以下五种类型:感觉媒体表示媒体表现媒体存储媒体传输媒体表示媒体:为了传送感觉媒体而人为研究出来的媒体。借助于此种媒体,便能更有效的存储或传送感觉媒体。如语言编码、电报码等。感觉媒体:能直接作用于人们的感觉器官,从而能使人产生
直接感觉的媒体。如语音、音乐、各种图像、动画、文本等。表现媒体:用于通信中使电信号和感觉媒体之间产生转换用的媒体。如输入、输出设施,键盘鼠标器、显示器、打印机等。存储媒体:用于存放某种媒体的媒体如纸张、磁带、磁盘、光盘等。传输媒体:用于传输某些媒体的媒体,
如电话线、电缆光纤等。多媒体媒体元素是指多媒体应用中可显示给用户的媒体组成。音频动画视频文本图形图像2.多媒体系统中的媒体元素文本文本是以文字和各种专用符号表达的信息形式,它是现实生活中使用得最多的一种信息存储和传递方式。分为非格式化和格式化文本文件。非格式化文本文件:只
有文本信息没有其他任何有关格式信息的文件,又称为纯文本文件。如‚.TXT‛文件。格式化文本文件:带有各种文本排版信息等格式信息的文本文件。如‚.DOC‛文件。图形图形(Graphic)一般指用计算机绘制的画面,如直线、圆、圆弧、矩形、任意曲线和图表等。图形的格式是
一组描述点、线、面等几何图形的大小、形状及其位置、维数的指令集合。在图形文件中只记录生成图的算法和图上的某些特征点,因此也称矢量图。用于产生和编辑矢量图形的程序通常称为‚draw‛程序。微机上常用的矢量图形文件有:.3DS(用
于3D造型).DXF(用于CAD).WMF(用于桌面出版)由于图形只保存算法和特征点,因此占用的存储空间很小。但显示时需经过重新计算,因而显示速度相对慢些。图像图像(Image)是指由输入设备捕捉的实际场景画面,或以数字化形式存储的任意画面。静止的图像是一个矩阵,阵列中的各项数字用来描述构成图像的
各个点(称为像素点pixel)的强度与颜色等信息。这种图像也称为位图。音频数字音频可分为波形声音、语音和音乐。波形声音实际上已经包含了所有的声音形式,它可以将任何声音都进行采样量化,相应的文件格式是WAV文件或VOC文件。语音也是一种波形,所以和波形声音的文件格式相
同。音乐是符号化了的声音,乐谱可转变为符号媒体形式。对应的文件格式是MID或CMF文件。音频动画是活动的画面,实质是一幅幅静态图像的连续播放。动画的连续播放既指时间上的连续,也指图像内容上的连续。计算机设计动画有两种:一种是帧动画,一种是造型动画。动画帧动画是由一幅
幅位图组成的连续的画面,就如电影胶片或视频画面一样要分别设计每屏幕显示的画面。造型动画是对每一个运动的物体分别进行设计,赋予每个动元一些特征,然后用这些动元构成完整的帧画面。动元的表演和行为是由制作表组成的脚本来控制。存储动画
的文件格式有:FLC、GIF、SWF、MOV、QT、VR等。动画视频视频是由一幅幅单独的画面序列(帧frame)组成,这些画面以一定的速率(fps)连续地投射在屏幕上,使观察者具有图像连续运动的感觉。视频文件的存储格式有
:AVI、MPG、MOV等。计算机要完成将多媒体信息数字化的过程,需要采用一定的频率对模拟信号进行采样,并将每次采样得到的信号采用数字方式进行存储,较高质量的采样通常会产生巨大的数据量。⑴数据量巨大3.多媒体数据的特点构成一幅分辨率为2560ⅹ1920的24位真彩色照片的数据量是约14MB;CD质
量双声道的声音的数据量要每秒1.4MB。⑵数据类型多数据在内容和格式上的不同,使其处理方法、组织方式、管理形式上存在很大差别。多媒体数据包括文字、图形、图像、声音、动画等多种形式,数据类型丰富多彩。⑷多媒体数据的输入和输出复杂⑶数据类型间差距大由于信息输入与输出与多种设备相连
,输出结果如声音播放与画面显示的配合等就是多种媒体数据的同步合成效果。混合声像图文其它多媒体计算机技术的定义:计算机综合处理多种媒体信息,文本图形、图像、音频和视频,使多种信息建立逻辑连接,集成为一个系统并具有交互性。4.多媒体技术及其特征多媒体计算机技术的主要特征:
信息载体的多样性实时性集成性交互性数字化信息载体的多样性是相对于计算机而言的,即指信息媒体的多样性。多媒体就是要把计算机处理的信息多样化或多维化,从而改变计算机信息处理的单一模式,使人们能交互的处理多种信息。集
成性集成性:指以计算机为中心综合处理多种信息媒体,它包括信息媒体的集成和处理这些媒体的设备的集成。信息媒体的集成包括信息的多通道统一获、多媒体信息的统一组织和存储、多媒体信息表现合成等方面。多媒体设备的集成包括硬件和软件两个方面。实时性多媒体信息的活动是实时的,相应的多媒体信息处
理都应得到实时控制。数字化数字化指多媒体系统中的各种媒体信息都以数字形式存储在计算机中。交互性多媒体的交互性是指用户可以与计算机的多种信息媒体进行交互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。7.2多媒体计算机的组成多媒
体计算机系统组成结构如下图所示。多媒体应用系统第七层软件系统多媒体创作、编辑软件第六层多媒体素材处理软件第五层多媒体系统软件(操作系统、驱动程序等)…第四层多媒体输入/输出控制卡及接口第三层硬件系统多媒体计算机基本硬件第二层多媒
体外围设备第一层1.多媒体硬件系统多媒体硬件系统是由计算机传统硬件设备光盘存储器、音频输入/输出和处理设备、视频输入/输出和处理设备等选择性组合而成。声卡LINEINLINEOUTSPKOUTMIDI录音机、CD唱机等线性输出话筒扬声器线性输入立体声放大器MIDI设备MICIN声卡是录制和播放多媒
体音频的部件。声卡与其他音频设备的连接如下图所示。声卡的结构与功能声卡一般由Wave合成器、MIDI合成器、混合器、MIDI电路接口、CD-ROM接口、DSP数字信号处理器等组成。Wave合成器Wave合成器的模/数转换和数/模转换是声卡上数
据处理器件。MIDI合成器标准的多媒体计算机通过MIDI合成器播放MIDI文件。MIDI接口MIDI接口完成电子音乐设备与声卡之间的信号传输通道,通过软件控制可以将MIDI音乐设备演奏,反之,也可以将电子音乐设备上演奏的音乐录制成MI
DI数据文件,在计算机中进行模拟演奏或修改。混音器声卡上的混音器芯片可以对以下音源进行混合:数字化声音(DAC),调频FM合成音乐(FM)CD音频(CD-ROM),线路输入(AUX),话筒输入(MIC)及PC声音输出(SPK)。DSP数字信号处理器用作对数字音频信号的实时压缩和解
压缩,以及用于语音朗读、语音识别等特殊音频信号的处理。CD-ROM接口提供了从CD-ROM的CD-DA的输出信号到声卡音源输入的通路,CD-ROM播放CD唱盘的音频时,将音频信号直接通过声卡的功放送到扬声器。视频卡视频卡是对模拟视频进行捕捉并转换为数字视频的部件。视频卡的结构如下图所示。多
通道视频输入A/D转换视频信号帧存储器D/A转换显示输出视频采集控制器计算机主机视频卡的功能•从动态模拟视频中实时或非实时捕获图像,转换为数字化信号并存储;•在显示器上以不同的窗口大小显示视频图像;•提供许多视频图像的特殊处理效果,如冻
结、淡出、旋转等;•一些视频卡还提供了硬件压缩功能。光盘存储器数字化的多媒体信息量非常大,要占用巨大的存储空间,光存储技术的发展为存储多媒体信息提供了保证。光盘存储器具有存储容量大、工作稳定、密度高、寿命长、介质可换、便于携带、价格低廉等优点,已成为多媒体信息存储普遍使
用的载体。多媒体辅助设备多媒体计算机必须配置必要的辅助设备来完成多媒体信息的获取和显示,多媒体辅助设备十分丰富,常见的有话筒、麦克风、光笔、手写板、扫描仪、摄像机、数码相机、彩色显示器、触摸屏、打印机等。2.多媒体软
件系统多媒体软件系统主要包括多媒体操作系统、多媒体驱动软件、多媒体素材处理软件、多媒体创作和编辑软件、多媒体应用系统等。多媒体驱动软件是多媒体计算机软件中直接和硬件打交道的软件。它完成设备的初始化,完成各种设备操作以及设备的关闭等。每种多媒体硬件需要
一个相应的驱动软件。多媒体操作系统多媒体操作系统必须具备对多媒体数据和多媒体设备的管理和控制功能,具有综合使用各种媒体的能力,能灵活地调度多种媒体数据并能进行相应的传输和处理,且使各种媒体硬件和谐地工作。多媒体素材处理软件在多媒体应用软件制作过程中,对多媒体信息进行编辑和处理是十分重要的,多
媒体素材制作的好坏,直接影响到整个多媒体应用系统的质量。常见的音频编辑软件有SoundEdit、CoolEdit等,图形图像编辑软件有Illustrator、CorelDraw、Photoshop等,非线性视频编辑软件有Premiere,动画编辑软件有AnimatorStudio和3DStu
dioMAX等。多媒体创作和编辑软件多媒体创作软件是帮助开发者制作多媒体应用软件的工具,如Authorware、Director等。能够对文本、声音、图像、视频等多种媒体信息进行控制和管理,并按要求连接成完整的多媒体应用软件。多媒体
应用系统多媒体应用系统又称多媒体应用软件。多媒体应用系统所涉及的应用领域主要有文化教育教学软件、信息系统、电子出版、音像影视特技、动画等。多媒体、特别是连续媒体信息源产生的实时数据量非常大,所以要进行压缩编码处理,形成容量比较小而品质也不
错的多媒体文件,然后再存储、传送。当显示或播放时再使用解压缩将其还原。1数字化——压缩——存储或传送——解压缩——播放源目的地1.多媒体数据的压缩与解压缩7.3多媒体系统的主要技术多媒体数据就像海绵一样是可以压缩的,因为多媒
体数据包括两部分内容:信息和冗余数据,信息是有用的数据,而冗余数据就是无用的内容,可以压缩掉。冗余的具体表现就是相同或者相似信息的重复。冗余为数据压缩技术的应用提供了可能压缩的可能性冗余的种类①空间冗余静态图像中存在的最主要
的一种数据冗余。同一景物表面上采样点的颜色之间往往存在着空间连贯性,但是基于离散像素采样来表示物体颜色的方式通常没有利用这种连贯性。例如:图像中有一片连续的区域,其像素为相同的颜色,空间冗余产生。②时间冗余序列图像中经常包含的冗余。一组连续的画面之间往往存在着时间和空
间的相关性,但是基于离散时间采样来表示运动图像的方式通常没有利用这种连贯性。例如:房间里的两个人在聊天,在这个聊天的过程中,背景(房间和家具)一直是相同的,同时也没有移动,而且是同样的两个人在聊天,只有动作和位置的变化。③结构
冗余在某些场景中,存在着明显的图像分布模式,这种分布模式称作结构。图像中重复出现或相近的纹理结构,结构可以通过特定的过程来生成。例如:方格状的地板,蜂窝,砖墙,草席等图结构上存在冗余。已知分布模式,可以通过某一过程生成图像。④视觉冗余人类的视觉系统对图像场的敏感性是非均匀和非线性
的。对亮度变化敏感,而对色度的变化相对不敏感;在高亮度区,人眼对亮度变化敏感度下降;对物体边缘敏感,内部区域相对不敏感;对整体结构敏感,而对内部细节相对不敏感。可以根据这些视觉特性对图像信息进行取舍。无损压缩是对文件本身的压缩,它是对文件的数据存储方式进行优化,采用某种算法表示重复的数据信息,文件
可以完全还原,不会影响文件内容,对于数码图像而言,也就不会使图像细节有任何损失。由于无损压缩只是对数据本身进行优化,所以压缩比例有限。有损数据压缩方法是经过压缩、解压的数据与原始数据不同但是非常接近的压缩方法。有损数据压缩又称破坏型压缩,即将次要的信息数据压缩掉,牺牲一些品质来减少数据量,使压缩比
提高。2.多媒体数据的采集与存储⑴常用存储卡CF卡SM卡MS卡MMC卡SD卡TF卡(c)MMC卡(a)CF卡(b)SM卡⑵图像素材的采集与存储扫描仪数码照相机相关软件①采集②存储文件格式说明bmpWindows位图文件jp
gJPEG压缩的位图文件gif图形交换格式文件tif标记图像格式文件⑶音频素材的采集与存储声卡采集MIDI输入设备采集相关软件采集①采集②存储常用文件格式:WAV、MIDI、MP3、WMA流媒体技术(或称
流式媒体技术)就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放到网络服务器上,让浏览者一边下载一边观看、收听,而不需要等到整个多媒体文件下载完成就可以即时观看的技术。这种对多媒体文件边下载边播放的流式传输方式不仅使启动延时大幅
度地缩短,而且对系统缓存容量的需求也大大降低。3.流媒体技术将声音、图像、动画等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包,由视频服务器向用户计算机连续、实时传送。用户不必等到整个文件全部下载完毕,而是只需经过几秒或几十秒的启动延时即可在用户的计算机上利用解压设备对压缩的声音、图像、
动画等多媒体文件解压后进行播放和观看。⑴流式传输有实时流式传输和顺序流式传输两种方法。顺序流式传输:顺序下载,在下载文件的同时用户可在线观看。在给定时刻,用户只能观看已下载的那部分,而不能跳到还未下载的部分,顺序流式传输不能在
传输期间根据用户连接的速度做调整。实时流式传输:可保证媒体信号带宽与网络连接配匹,实现媒体实时观看。实时流式传输特别适合现场事件,也支持随机访问,用户可快进或后退以观看前面或后面的内容。⑵流媒体播放①单播在客户端与媒体服务器之间建立一个单独的数据通道
,从一台服务器送出的每个数据包只能传送给一个客户机。每个用户必须分别对媒体服务器发送单独的查询,而媒体服务器必须向每个用户发送所申请的数据包拷贝。这种巨大冗余首先造成服务器沉重的负担,响应需要很长时间,甚至停止播放;管理人员也被迫购买硬
件和带宽来保证一定的服务质量。②组播(多播)构建一种具有组播能力的网络,允许路由器一次将数据包复制到多个通道上。采用组播方式,单台服务器能够对几十万台客户机同时发送连续数据流而无延时。媒体服务器只需要发送一个信息包,而不是多个;所有发出请求的客户端
共享同一信息包。信息可以发送到任意地址的客户机,减少网络上传输的信息包的总量。网络利用效率大大提高,成本大为下降。③点播与广播点播连接是客户端与服务器之间的主动的连接。用户可通过选择内容项目来初始化客户端连接。用户可以开始、停止、后退、快进或暂停流。点播连接提供了对流的最大控制,但这种方式由
于每个客户端各自连接服务器,却会迅速用完网络带宽。广播是用户被动接收流,客户端接收流,但不能控制流。广播方式中数据包的单独一个拷贝将发送给网络上的所有用户。单播:发送要将数据包复制多个拷贝,以多个点对点的方式分
别发送到需要它的那些用户。广播:发送将一个数据包发送给网络上的所有用户,而不管用户是否需要。组播:将一个数据包发送给需要的那些客户。组播不会复制数据包的多个拷贝传输到网络上,也不会将数据包发送给不需要它的那些客户,保证了网络上多媒体
应用占用网络的最小带宽。单播、广播、组播的区别流媒体文件适合网络上边下载边播放,一般须附加一些信息,如计时、版权等。文件格式公司客户端播放器asf(AdvancedStreamingFormat)MicrosoftMicrosoftWindowsMeadiaPlayerwmv(Wi
ndowsMesiaVideo)MicrosoftWindowsMeadiaPlayerwma(WindowsMesiaAudio)MicrosoftWindowsMeadiaPlayerrm(RealVideo)RealNetworksRealPlayerra(R
ealAudio)RealPlayerrp(RealPix)RealPlayerrt(RealText)RealPlayermov(QuickTime)AppleShockWave插件qt(QuickTime)QuickTimePlayer⑶流媒体常见的文件格式4.虚拟现实技术虚拟现实技术是一
种综合应用计算机图形学、人机接口技术、传感器技术以及人工智能等技术,制造逼真的人工模拟环境,并能有效地模拟人在自然环境中的各种感知的高级的人机交互技术。⑴主要特征多感知性:指除了一般计算机技术所具有的视觉之外,还有听觉、力觉、触觉、运动感,甚至包括味觉、嗅觉等。沉浸感:又
称临场感,指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。交互性:指参与者对虚拟环境内物体的可操作程度和从环境中得到反馈的自然程度。构想性:指用户沉浸在多维信息空间中,依靠自己的感知和认知能力全方位获取知识,发挥主观能动性,寻求解答,形成新的概念。⑵虚拟现实系统基本组成•高性能计算机为核心的虚拟环境
处理器;•头盔、显示器为核心的视觉系统;•语音识别、声音合成与声音定位为核心的听觉系统;•方位跟踪器、数据手套和数据衣为主体的身体方位姿态跟踪设备;•味觉、嗅觉、触觉与力觉反馈系统等功能单元构成。①动态环境建模技术⑶虚拟现实的关键技术目的:是获取实际环境的三维数据,并根据应用的
需要,利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。三维数据的获取可以采用CAD技术,而更多的环境则需要采用非接触式的视觉建模技术,两者的有机结合可以有效地提高数据获取的效率。②立体显示和传感器技术是虚拟现实的交互能力主
要依靠。现有的虚拟现实交互技术还远远不能满足系统的需要,虚拟现实设备的跟踪精度和跟踪范围都有待提高。③实时三维图形系统和虚拟现实交互技术实时三维图形系统可以生成具有三维全彩色、明暗、纹理和阴影等特征的逼真感图形。虚拟现实是一种交互式的显示技术,双向
对话是为虚拟环境提供了一种新的人机接口。由于虚拟现实中包括了大量的感知信息和模型,因此系统的集成技术变得至关重要。集成技术包括信息同步技术、模型标定技术、数据转换技术、数据管理模型和识别技术等。④系统集成技术在虚拟空间中进行三维设计Photoshop可以把数字化
摄影图片、剪辑、绘画、图形以及现有的美术作品结合在一起,并进行处理,使之产生各种绚丽甚至超越意想的艺术效果。1基础知识在图像编辑中最基础的知识内容是对颜色和图像存储格式的理解,只有真正掌握了色彩的运用及图像存储的格式,才能很好
的使用相应图像编辑软件进行图像的编辑处理。1.1色彩模式色彩模式是用来提供一种将颜色翻译成数字数据的方法,从而使颜色能在多种媒体中得到连续的描述。图像是由具有某种内在联系的各种色彩组成的一个完整统一的整体,形成画面色彩总的
趋向,称为色调,也可以理解为色彩状态。1.颜色的三属性颜色是因为光的折射而产生的,颜色可以分为非彩色和彩色两大类。非彩色指黑色、白色和各种深浅不一的灰色,而其它所有颜色均属于彩色。从心理学和视觉的角度
出发,彩色具有三个属性:色相、明度和纯度,即HSB。⑴色相(也叫色调)指颜色的种类和名称,是指颜色的基本特征,是一种颜色区别于其他颜色的因素。色相和色彩的强弱及明暗没有关系,只是纯粹表示色彩相貌的差异。当称
呼到其中某一色的名称时,就会有一个特定的色彩印象,这就是色相的概念。⑵明度(也叫亮度)指颜色的深浅、明暗程度,没有色相和饱和度的区别。通常说颜色“淡了”、“浅了”,就是指明度的高低。非色彩明暗对比单蓝色彩明暗对比⑶纯
度(也叫饱和度)指色彩的鲜艳程度。原色最纯,颜色的混合越多则纯度逐渐减低。混入白色,鲜艳度降低,明度提高;混入黑色,鲜艳度降低,明度变暗;混入明度相同的中性灰时,纯度降低,明度没有改变。如某一鲜亮的颜色,加入了白色或者黑色,使得它的纯度低,颜色趋于柔和、沉
稳。纯度高色彩较艳丽,纯度低色彩就接近灰色,明度高色彩明亮,明度低色彩暗淡,明度最高得到纯白,最低得到纯黑。一般浅色的纯度低,明度较高,而深色的纯度高而明度低。不同的色相不但明度不等,纯度也不相等,纯度最高为红色,黄色纯度也较高,绿色纯度为红色的一半左右。同一色相,纯度
即使发生了细微的变化,也会立即带来色彩的变化。2.三原色模式(RGB)可见光谱中的大部分颜色可以由三种基本色光按不同的比例混合而成,这三种基本色光的颜色就是红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue),这
里的红,绿,蓝就是三原色,其它的色彩都可以用这三种色彩调和而成。3.CMYK模式CMYK是由青(C)、红(M)、黄(Y)3种色料所组合而成,每种颜色的数值范围为0%~100%。所以也被称之为色料三原色。一般打印机及印刷设备使用的油墨都是CMYK模式。只
要图像要透过平面作呈现时,就需运用此模式如:海报、型录、手册等。4.Lab模式Lab模式由一个明度和两个颜色轴组成。其中:明度,从0到100,主要用来控制图片的亮暗反差;颜色轴a表示从绿色到品红色,从-120(低亮度)到+120
(高亮度);颜色轴b代表从蓝色到黄色,从-120(低亮度)到+120(高亮度)。Lab的色域最广,所以图像中的层次更为漂亮。RGB的色域仅次于Lab,而CMYK的色域最窄。5.Grayscale(灰度)模式灰度模式可以使用多达256级灰度来表现图像,使图像的过渡更平滑细腻。灰度图像的每
个像素有一个0(黑色)到255(白色)之间的亮度值。也可以用黑色油墨覆盖的百分比来表示(0%等于白色,100%等于黑色)。1.2颜色模式转换为了能够在不同场合正确输出图像,有时需要把图像从一种模式转换为另一种模式。Photoshop提供了通过执行“图像/模式”
菜单中的命令,来转换需要的颜色模式。注意:颜色模式的转换有时会永久性地改变图像中的颜色值。例如,将彩色模式转换为灰度模式图像时,Photoshop会扔掉原图像中所有的色彩信息,而只保留像素的灰度级。1.3色彩的搭配色彩有冷暖的感觉。将色彩按“红、橙、黄
、绿、蓝、紫、红”依次过度渐变,就可以得到一个色彩环。色环的两端是暖色和寒色,当中是中型色。色彩还有柔软和坚硬感。同色相,明度高,则有柔软感;明度低,则会有坚硬感。每种色彩在饱和度,透明度上略微变化就会产生不同的感觉。1.4位图与矢量图位图图像是在一定面积的图像上包含有固定数量的像素。矢量
图像是在数学上定义为一系列由线连接的点。矢量图只能表示有规律的线条组成的图形,如工程图、三维造型或艺术字等。位图可以表现的色彩比较多,表现力强、细腻、层次多、细节多,能够制作出颜色和色调变化丰富的图像,可以逼真地表现出自然界的景观,特别适合于制作由无规律的
像素点组成的图像(如:风景、人物、山水)。位图图像在缩放和旋转时会产生失真现象,同时文件较大,而矢量图形则不会产生失真现象,且文件体积一般较小。1.5图像文件格式简介1.PSD这是PhotoShop的文件格式,它
可以保存编辑文件的一切信息,如层、通道、路径等等,可适用于一切色彩模式。2.TIFFTIFF常被用于MAC、PC及一些图形工作站,具有相当的通用性。3.BMPBMP是Windows及OS/2下的标准图形文件格式。这种格式的特点是包含的图像信息较丰富,几乎不进行压缩,但文件占用了较大的
存储空间。基本上绝大多数图像处理软件都支持此格式。4.GIF是一种8位图形格式,最多支持256种色彩的图像。GIF格式的特点是压缩比高,磁盘空间占用较少、下载速度快、可以存储简单的动画。5.JPEGJPEG具有调节图像质量的功能,允
许用不同的压缩比例对这种文件压缩。它用有损压缩方式去除冗余的图像和彩色数据,在获取极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像。6.PhotoCD将底片直接变成数字化图象的CD-ROM光盘。2PhotoshopCS5Adobe公司出品的Photoshop是目前使用最广泛的图
像处理软件,常用于广告、平面设计、美术设计、彩色印刷、排版、摄影等诸多领域,也广泛用于网页设计和三维效果图的后期处理。Photoshop是独立于显示设备的图形图像处理软件,使用该软件可以非常方便的绘制、编辑、修复图像以及创建图像的特效。2.2PhotoshopCS5界面1.快速切换栏
2.工具箱2.3文件的基本操作1.新建文件2.打开文件打开要编辑的图像文件。3.置入文件在当前正在编辑的图像中叠加一个已有的图像文件。4.保存文件把编辑的图像文件保存。3PhotoshopCS5工具箱的使用大多数图像编辑工具都拥有一些共同属性,如色彩混合模式、不透明度、动
态效果、压力和笔刷形状等。3.1属性和样式设置1.色彩混合模式混合模式指将一种颜色根据特定的混合规则作用到另一种颜色上,从而得到结果颜色的方法,叫做颜色的混合,这种规则就叫混合模式,也叫混色模式。色彩混合模式决定了进行图
像编辑(包括绘画、擦除、描边和填充等)时,当前选定的绘图颜色如何与图像原有的底色进行混合,或当前层如何与下面的层进行色彩混合。PhotoshopCS5提供的主要色彩混合模式:正常模式颜色加深模式溶解模式变暗模式背后模式变亮模式正片叠底模式差值模式叠加模式排除模式重叠模式色度模式柔光
模式饱和度模式强光模式颜色模式颜色减淡模式亮度模式2.设置不透明度通过设置不透明度,可以决定底色透明程度,其取值范围是1%~100%,值越小,透明度越大。不透明度100%不透明度50%3.设置流动效果对
于模糊、锐化和涂抹工具而言,还可以通过力度(强度)参数来设置图像处理时的透明度,力度越小,颜色变化越少。利用此功能可以绘制出由深到浅逐渐变淡的线条,该参数仅对画笔、喷枪、铅笔和橡皮擦工具有效。流量值越大,由深到浅的效果越匀称,褪色效果越缓慢,但是如果画线较短或此数值较大,则无
法表现褪色效果。4.设置力度效果5.设置画笔在使用画笔、图章、铅笔等工具时,可通过画笔预设板选择画笔笔尖的形状(硬边笔刷和软边笔刷)和尺寸,以便修饰图像细节。3.2色彩控制器1.颜色拾色器2.前景色、背景色当使用绘图工具时,可将前景色绘
制在图像上,前景色也可以被用来填充选区或是选区边缘。当使用橡皮工具或是删除选区时,图像上就会删除前景色而出现背景色。前景色和背景色默认值分别黑色和白色。3.3选取工具选取工具是用来选择图像编辑区域的一个区域或元素,包括规则选取工具、任意形状选取工具、基于颜色选择工具。矩形选取工具的属性和样
式栏:1.规则选取工具矩形选取工具:用于在被编辑的图像中或在单独的图层中选出一个矩形区域。用于在被编辑的图像中或在单独的图层中选出一个园或椭圆区域。用于在被编辑的图像中或在单独的图层中选出1个像素宽的横行区域或竖行区域。椭圆选取工具:单行选
框和单列选框工具:2.任意形状选取工具3.基于颜色选择工具⑴快速选择工具一种基于色彩差别但却是用画笔智能查找主体边缘的方法。⑵魔棒工具根据相邻像素的颜色相似程度来确定选区的选取工具。4.裁切类工具将图像中被选取的图像区域保留而将没有被选中的图像区域删除。5.取样与测量工具利用取样
工具可以精确地采取图像中像素点的颜色参数值,并以此来设定颜色或作为色彩控制参考。利用测量工具可以测量图像中任意两点的距离和相对角度,也可以使用两条测量线来创建一个量角器,以测定角度。3.4位图类绘图工具
1.修复类工具主要用于对图像的颜色、污点等进行修复。2.画笔类工具以画笔或铅笔的风格在图像或选择区域内绘制图像。一些共同属性和样式选项:不透明度:用来定义绘制的时候,笔墨覆盖的最大程度。流量:用来定义绘制的时候,笔墨扩散的量。
强度:用来定义模糊、锐化和涂抹工具作用的强度。曝光度:用来定义减淡和加深工具的曝光程度。3.图章工具仿制图章:复制选定的内容。图案图章:填充图章到另一个区域。4.历史记录工具该类工具要与Photoshop的历史记录面板配合使用。5.橡皮工具橡皮擦:可将图像擦除至工具箱中的背景色。背景橡皮擦:可
将被擦除区域的背景色擦掉,被擦除的区域将变成透明。魔术橡皮擦:可根据颜色近似程度来确定将图像擦成透明的程度。6.填充颜色工具渐变填充:在图像区域或图像选择区域填充一种渐变混合色。油漆桶:根据图像中像素颜色的近似程度来填充
前景色或连续图案。7.调焦工具使图像中某一部分像素边缘模糊或清晰,可以使用此组工具对图像细节进行修饰。模糊:可以降低图像中相邻像素的对比度,将较硬的边缘柔化,使图像变得柔和。锐化:可以增加相邻像素的对比度,将模
糊的边缘锐化,使图像聚焦。涂抹:模拟用手指涂抹油墨的效果,以涂抹工具在颜色的交界处作用,会有一种相邻颜色互相挤入而产生的模糊感。8.色彩微调工具可以对图像的细节部分进行调整,可使图像的局部变亮、变深或色彩饱和度降低。减淡:可使图像的
细节部分变亮,类似于加光的操作,使图像的某一部分淡化。加深:可使细节部分变暗,类似于遮光的操作。海绵:用来增加或降低图像中某种颜色的饱和度。3.5矢量绘图工具1.绘制路径工具2.路径选择工具3.文字工具4.形状绘图工具3.6元素和画布移动工具1.移动工具2.抓手工具3.旋转视
图工具4.缩放工具4图像色彩的调整在进行图形处理时,经常需要进行图像颜色的调整,比如调整图像的色相、饱和度或明暗度等等,PhotoshopCS5提供了大量的色彩调整和色彩平衡功能,这些可以非常方便的完成图像色彩的调整。4.1色阶指图像中颜色或颜色中的某一组成部分的亮度范围。4.2曲线用来调整图像的
色彩范围,与色阶相似,不同的是色阶只能调整亮部、暗部和中间色调,而曲线将颜色范围分成若干个小方块,每个方块都可以都可以控制一个亮度层次的变化,可以调整灰阶曲线中的任何一个点。4.3色彩平衡通过对图像的色彩平衡处理,可以校正图像色偏,过饱和或饱和度不足的情况。1.补色
补色是指一种原色与另外两种原色混合而成的颜色形成互为补色关系。例如:蓝色与绿色混合出青色,青色与红色为补色关系。2.色彩平衡的调整调整图像的颜色时,根据颜色的补色原理,要减少某个颜色,就增加这种颜色的补色。4.4亮度/对比度对图像的亮度和对比度进行直接的调整。4.5色相
/饱和度调整整个图像的色相、饱和度和明度,还可以调整图像中单个颜色成分的色相、饱和度和明度,或使图像成为一副单色调图形。4.6去色可以去掉图像中的所有颜色值,并将其转换为相同色彩模式的灰度图像。4.7反相可以制作类似照片底片的效果,它可以对图像进行反相,即将黑色变为白
色,或者从扫描的黑白阴片中得到一个阳片。若是一副彩色的图像,它能够将每一种颜色都反转成它的互补色。将图像反转时,通道中每个像素的亮度值都会被转换成256级颜色刻度上相反的值。4.8色调均化色调均化是查找图像中最亮和最暗的像素,并以最暗处像素值表示黑色(或
相近的颜色),以最亮处像素值表示白色,然后对图像的亮度进行色调均化。4.9HDR色调HDR色调可以把图像亮部调的非常亮,暗的部分调节的很暗,而且亮部的细节会被保留,这和曲线,色阶,对比度等调节是不同的。5图层图层是为了
方便图像的编辑,将图像中的各个部分独立起来,对任何一部分的编辑操作对其它图层内容不起作用。5.1图层基本知识Photoshop中的图像可以由多个图层和多种图层组成,图像在打开的时候通常只有一个背景图层,在设计过程中可以建立新的图层放置不同的图像元素,通过填充图层可创建不同的填充效果
。图层调板是用来管理和操作图层的,几乎所有和图层有关的操作都可以通过图层调板完成。图层调板介绍5.2图层蒙版蒙版是一种通常为透明的模板,覆盖在图像上保护某一特定的区域,从而允许其他部分被修改。蒙版的作用就是把图像分成两个区域:一个是可以编辑处理的区域;另一个是被“保护”的
区域,在这个区域内的所有操作都是无效的。一个图层只能有一个蒙版,图层蒙版和图层一起保存,激活带有蒙版的图层时,则图层和蒙版一起被激活。(a)建立选区(b)选区内的图像可见(a)原图(b)抠出的鹦鹉应用图层蒙版抠图6路径路径在Photoshop中是使用贝赛尔曲线所构成的一段闭合或者开放的曲线
段,主要用于复杂图像区域(对象)的选取及创作矢量图。6.1路径的基本元素1.贝赛尔曲线贝赛尔曲线使设计师在计算机上绘制曲线就象使用常规作图工具一样得心应手。其中:P0与P1定义了曲线的起点与终点,又称为节点,而P2与P3则是用来调节曲率的控制方向点,也称句柄。通过调节P
0与P1节点,可以调节贝赛尔曲线的起点与终点,而通过调节P2、P3的位置则可以灵活地控制整条贝赛尔曲线的曲率。2.路径、节点和句柄6.2路径绘制工具主要有钢笔工具组和路径选择工具。路径调板可以将图像文件中绘制的路
径与选择区域进行相互转换,然后通过描绘或填充,制作出各种美丽的作品。(a)长椭圆路径(b)扁椭圆路径(c)苹果外围线路径(d)填充绿色(e)苹果上面添加的小棒(f)苹果图案制作苹果图案7通道通道主要是用来存储图像色彩的,多个通道的叠加就
可以组成一幅色彩丰富的全彩图像。由于通道的操作具有独立性,所以可以分别针对每个通道进行色彩、图像的加工。7.1通道类型通道可以分为颜色通道、专色通道和Alpha通道3种。1.颜色通道在图像中,像素点的颜色是由颜色模式中的原色信息来进行描述的。所有像素点所包
含的某一种原色信息,便构成了一个颜色通道。例如,一幅RGB图像中的“红”通道便是由图像中所有像素点的红色信息所组成的。颜色通道的不同信息配比便构成了图像中的不同颜色变化。2.专色通道专色通道扩展了通道的含义,同时也实现了图像中专色版的制作。专色是特殊的预混油墨,用来替代或补充印刷色(CMYK)油墨
。每种专色在付印时要求专用的印版。也就是说,当一个包含有专色通道的图像进行打印输出时,这个专色通道会成为一张单独的页(即单独的胶片)被打印出来。3.Alpha选区通道在以快速蒙版制作选择区域时,通道调板中会出现一个以斜体字表示的临时蒙版通道,它表示蒙版所代替的选择区域,切换回正常编
辑状态时,这个临时通道便会消失,而它所代表的选择区域便重新以虚线框的形式出现在图像之中。实际上,快速蒙版就是一个临时的选区通道。如果制作了一个选择区域,然后执行菜单栏的“选择/存储选区”命令,便可以将这个选择区域存储为一个永久的Al
pha选区通道。7.2通道基本操作1.通道调板操作8.1数据库基本概念数据:事物特性的反映和描述,是符号的集合。信息是和数据:数据是信息的符号表示(或称为载体),信息则是数据的内涵,是对数据语义的解释。数据处理:为对数据的收集、存储、加工、分类、检
索、传播等一系列活动。。8.1.1数据与数据处理20世纪50年代中期以前,计算机主要用于科学计算。1.人工管理阶段硬件:只有卡片、纸带、磁带等,没有可以直接访问、直接存取的外部存取设备。软件:没有操作系统,也没有专门管理数据的软件。数据由程序自行携带:数据与程序不能独立,数据
不能长期保存。8.1.2数据管理的发展20世纪50年代中期至60年代中期,操作系统的出现标志着数据管理步入一个新的阶段。2.文件系统阶段文件的逻辑结构与物理结构脱钩:程序和数据分离,使数据与程序有了
一定的独立性。程序与数据分别存放在外存储器上:各个应用程序可以共享一组数据,实现以文件为单位的数据共享。3.数据库系统阶段数据占据中心位置:包括数据本身和数据间的联系。数据与程序具有较高的独立性。DBMS对数据实行专门管理:提供安全性和完整性等统一控制。8.1.3
数据库数据库:是存放数据的仓库,是对现实世界有用信息的抽取、加工和处理,并按一定格式长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。基本特点:(1)数据结构化(2)数据独立性(3)数据冗余低(4)统一的数据管理和控制数据的组织级别:一般可以分为四级:数据项、记录、文件和数据
库。定义数据的最小单位,也叫元素、基本项、字段等是处理和存储信息的基本单位,是关于一个实体的数据总和给定类型的记录的全部具体值的集合是具有特定联系的多种类型的记录的集合8.1.4数据库管理系统数据库管理系统:是位于用户与操作系统(OS)之间的一层数据管理软件,为用户或应用程序提供访问数据库的方
法。基本功能:(1)对象定义功能(2)数据操纵功能(3)数据操纵功能(4)数据组织、存储和管理8.1.5数据库系统的组成主要由硬件、数据库、软件和用户4部分构成。用户软件数据库硬件初级用户专业用户DBA应用程序员应用界面查询数据库模式应用程
序DBMS数据库OS计算机硬件8.2客观世界的数据表示8.2.1现实世界数据的抽象表示的三个阶段:现实世界、概念世界、数据世界现实世界里的客观事物是我们进行管理的对象,这些对象之间既有区别,也有联系。这种区别和联系取决于事物本身的特性。8.
2.2概念世界概念世界是现实世界在人脑中的反映,是对客观事物及其联系的抽象,概念世界也称为信息世界。实体:客观存在并可相互区别的事物实体集:同型实体的集合实体型:用实体名及其属性名集合来描述同类实体属性:实体所具有的某一特性域:属性的取值范围主码:唯一标识实体的属性集联系:事物内
部以及事物之间是有联系的,这些联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。实体内部的联系通常是组成实体的各属性之间的联系,两个实体集之间的联系可以分为3类。一对一联系一对多联系多对多联系概念世界的表示:概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次,与具体的DBM
S无关。它从用户的观点出发,将管理对象的客观事物及他们之间的联系,用容易为人所理解的语言或形式表述出来。E-R图(实体联系图)是描述概念模型的主要工具。8.2.3数据世界数据世界是信息世界进一步数据化的结果。数据项:又称字段,是
数据库数据中的最小逻辑单位,用来描述实体的属性。记录:是数据项的集合,一个记录由若干个数据项组成,用来描述实体。文件:是一组同类记录的集合,用来描述实体集。8.3数据模型8.3.1数据模型的概念数据模型是数据库的基础,是数据库的形式框架,用于描述一组数据的概念和定义。2个层面逻辑数据模型:
是用户从数据库所看到的数据模型,是具体的DBMS所支持的数据模型。物理数据模型:是描述数据在存储介质上组织结构的数据模型,与DBMS、操作系统和硬件有关。三个要素数据结构:研究数据之间的组织形式(数据的逻辑结构)、数据的存储形式(数据的物理结构)以及数据对象的类型等。数据
操作:是指对数据库中的各种对象(型)的实例(值)允许执行的操作集合,包括操作及有关操作规则,用于描述系统的动态特性。数据完整性约束:是一组完整性规则的集合。指明数据及其联系所具有的制约和储存规则,以保证数据的正确性、有效性和相容性。8.3.2
数据模型的组成要素8.3.3数据模型的基本类型层次模型网状模型关系模型:是由若干个关系模式组成的集合。关系模式:相当于前面提到的记录类型,它的实例称为关系,每个关系实际上是一张二维表格。8.4关系数据库8.4.1基本概念关系:在关系模
型中,基本数据结构被限制为二维表格。因此,数据在用户观点下的逻辑结构就是一张二维表,每一张二维表称为一个关系。元组:表中的行。一行为一个元组,对应存储文件中的一个记录值。属性:表中的列,每一列有一个属性名。属性值相当于记录
中的数据项或者字段值。候选关键字:能够唯一地标识一个元组的属性或属性组合。主关键字:选择作为元组区分标志的侯选关键字。外关键字:一个关系中的属性或属性组合并不是该关系的关键字,但它们是另外一个关系的关
键字。数据库系统为了保证数据的逻辑独立性和物理独立性,在体系上采用三级模式和两种映射结构。外模式/映射模式/内模式映射8.4.2关系数据库的体系结构关系模型基本上遵循数据库的三级体系结构。在关系模型中,概念模式是关系模式的集合,外模式是关系子模式的集
合,内模式是存储模式的集合。关系模式:关系模式S(SNO,SNAME,SGE,SEX,SDEPT)关系模式C(CNO,CNANE,CDEPT,TNAME)关系模式SC(SNO,CNO,SCORE)用户使用的数据一般不直接来自关系模式中的数据,而是从若干关系模式中抽取满足
一定条件的数据。这种结构可用关系子模式实现。存储模式:描述关系是如何在物理存储设备上存储,关系存储时的基本组织方式是文件。由于关系模式有关键码,因此存储一个关系可以用散列方法或索引方法实现,如果关系中元组数目较少(100以内),也可
以用堆文件的方式实现。此外,还可以对任意的属性集建立辅助索引。8.4.3关系模型的完整性规则三类完整性规则:实体完整性规则、参照完整性规则、用户定义完整性规则。专门关系运算选择:从一个关系R中选出满足条件表达式F的元组,构成一个新关
系,记为F(R)。专门的关系运算:主要包括选择、投影和连接运算。бstatus>20(S)=(SNO,SNAME,STATUS,CITY)S3Blake30ParisS5Adams30AthensS(SNO,SNAME,STATUS,CITY)S1Smith20LondonS2Jones1
0ParisS3Blake30ParisS4Clark20LondonS5Adams30Athens例供应商投影:从一个关系R中选出属性(组)A,构成一个新关系,记为ПA(R)。(SNO,SNAME)S1SmithS2JonesS3BlakeS4C
larkS5AdamsПSNO,SNAME(S)=б(status>10)∧(SNO<„S6‟)(S)ПCITY((CITY)LondonParisAthens)=例R1(A1,A2)a11a22a31a42R2(B1,A2)b11b21b32b43一般连接
,即θ-连接。记为:RSθ连接运算:a22b11a22b21a42b11a42b21(A1,R1.A2,B1,R2.A2)R1R2R1.A2R2.A2=R(A,B)a11a21a22a31S(B,C)
1b11b22b2自然连接:是除去重复属性的等值连接,它是连接运算的一个特例,是最常用的连接运算。RS=(A,B,C)a11b1a11b2a21b1a21b2a22b2a31b1a31b2Access是微软公司推出的
基于Windows的桌面关系数据库管理系统。它提供了表、查询、窗体、报表、页、宏、模块等7种用来建立数据库系统的对象;通过提供多种向导、生成器、模板,能够把数据存储、数据查询、界面设计、报表生成等操作规范化;普通用户不必编写代码,就可
以完成大部分数据管理的任务。(1)数据库和数据库对象2)Access的基本概念Access数据库是一个默认扩展名为.mdb的文件,由若干个对象构成,包括用来存储数据的“表”,用于查找数据的“查询”,提供友好用户界面的“窗体”、“报表”、“页”及用于开发
系统的“宏”、“模块”等。Access数据库中7个数据库对象表和关系:针对跟踪的每一类信息创建一个表。若要在窗体、报表、或数据访问页中将多个表中的数据组织到一起,需定义表之间的关系。查询:若要查找和检索仅满足指定条件的数据,包括来自多个表中的数据,可创建查询。查询也可以一次更新或删除多
条记录,并对数据执行预定义的或自定义的计算。窗体:为便于直接在表中查看、输入和更改数据,可创建窗体。当打开窗体时,Access检索来自一个或多个表中的数据,并使用在“窗体向导”中选择的布局或用户在“设计”视图中创建的布局,在屏幕上显示数据。报
表:若要以某种打印方式分析数据或表示数据,创建报表。例如,可以打印一个对数据进行分组并计算总计的报表,另一个报表则具有其他格式的数据以打印邮件标签。数据访问页:若要在Internet或Internat上使用数据,使用数据访问页。Access会从一个或多个表中检索数据,并按照用户
在“设计”视图中创建的或在“页向导”中选择的布局方式,在屏幕上显示这些数据。宏:宏是由一些操作组成的集合,创建这些操作可帮助您自动完成常规任务。通过使用宏组,可以同时执行多个任务。模块:由声明、语句和过程组成的集合,它们
作为一个已命名的单元存储在一起。Access有两种类型的模块:标准模块(在该模块中可以放置希望供整个数据库的其他过程使用的Sub和Function过程。)和类模块(可以包含新对象的定义的模块。类模块可以单独存在,也可以与窗体和报表一起存在)。(2)Access基本功能建立数据库数据库
操作数据通信(3)Access操作模式启动模式设计模式运行模式启动ACCESS3)Access的启动1)创建数据库(1)创建一个空数据库(2)通过模板建立数据库创建“工时与账单”数据库①启动Access2002以后,将鼠标移动到工具栏
上的新建图标单击左键,或通过“文件”\“新建”选项;打开新建文件窗口②打开通用模板窗口;选择“工时与账单”图标,然后“确定”③出现“文件新建数据库”窗口;选择路径输入文件名,单击“创建”按钮④启动数据
库向导:⑤单击“下一步”,进入下面窗口:选择数据库中相应的表,确定表中的字段⑥单击“下一步”,进入下面窗口:确定屏幕的显示样式⑦单击“下一步”,进入下面窗口:确定打印报表的样式⑧单击“下一步”,进入下面窗口:
确定数据库的标题⑨单击“下一步”,进入下面窗口:⑩单击“完成”,开始创建数据库。⑾出现对话框,单击确定。⑿输入注册信息,然后关闭窗口⒀数据库对象建完后,系统会自动输入有关信息,输入完后关闭窗口。⒁在主切换面板中,选择进入各个窗体,输入客户的相关信息后关闭窗口;
⒂回到数据库窗口用户可以查看数据库的对象2)创建数表(1)用表向导建立表表向导提供两类表:商务表和个人表。商务表包括客户、雇员和产品等常见表模板;个人表包括家庭物品清单、食谱、植物和运动日志等表模板。表的组成:字段字段的数据类型字段的属性字段的说明(2)通过设计器创建表
字段•字段名称要能够直接、清楚的反映信息内容•字段命名规定(同样适合于控件和对象):长度不能超过64个西文字符(32个汉字);不能包含句号“。”、感叹号“!”、重音符号和方括号“[]”;不能以空格开头;不能包含控制
字符(0~31的ASCII值);;最好确保字段名和Access中已有的属性和其他元素的名称不相同。字段的数据类型合理选择字段的数据类型,可有效的提高数据库效率,避免一些错误的发生。数据类型适用范围存储空间(字节)备注文本(Text)文本或数字与文本组合,或
不需要计算的数字255地址、电话号码、学号备注(Memo)长文本或文本与数字的组合65536注释、说明数字(Num)用来算术计算的数值8货币值除外日期(Date/Time)日期或时间8例:2002年5月14日数据类型适
用范围存储空间(字节)备注货币(Currency)货币值8精确到小数点左边15位,小数点右边4位,禁止四舍入。自动编号(AutoNum)添加记录时,Access自动制定的唯一顺序号。4此类型字段不能更新是/否(Yes/No)OLE对象(OLEObject)用于使用OLE协议在其它程序中创建的OL
E对象1GB例:Word、Excel文件超链接(Hyperlink)用于超链接64000UNC、URL路径查阅向导(LookupWizard)用于创建这样的字段,它允许用户使用组合框来选择来自其他表或来自值列表的值与对应于查阅子段的主键
大小相同的存储空间一般为4字节在数据类型列表中选择此选项,将会启动向导进行定义,严格说不是一种数据类型。字段的属性字段的属性指字段的大小、外观和其他的一些能够说明字段所表示的信息和数据类型的描述Access为大多数属性提供了默认属性设置,
也可以改变默认设置或自行设置。常用的简单属性:字段大小:可由用户设置此属性的数据类型有:文本型、数字型和自动编号型;文本型的字段大小属性可设置为1~255之间的任何整数,默认值为50;数字型字段大小属性的可选项有:字节、整型、长整型、单精度型、双精度型、
同步复制ID和小数。默认值为长整型自动编号型大小属性可选择长整型和同步复制型,默认为长整型;索引:具有此属性的数据类型为:文本型、数字型、货币型、日期/时间型;索引属性可有三个取值:无索引、有索引(有
重复)、有索引(无重复)格式:除了OLE对象外,任何数据类型的字段都可设置格式;Access为自动编号、数字、货币、日期/时间、是/否提供了预定义格式,可从列表中选择。小数位数:此属性要在格式设置完毕后定义才有效,提供了自动和1~15位的选项;只影响显示的小数位数,不影响保存的小数位数。默认值
:指定在添加新记录时自动输入的值;添加新记录时可接受默认值,也可键入新值覆盖它;字段有效性规则:用来控制数据输入的有效性和正确性。创建步骤:打开设计视图在数据库窗口中双击“使用设计器创建表”后,弹出表的设计视图。
定义字段在“字段名称”列中输入字段名;单击“数据类型”右边的按钮,显示出所有数据类型的列表框,从中选择一种合适的。保存表3)表间关系的创建关键字:表中包含的一个或一组能唯一标识每一条记录的字段,称作表的主键。在
主键字段中不能输入重复值或Null值。系统自动定义关键字用户自定义关键字1.在“设计”视图中打开表。2.选择将要定义为主键的一个或多个字段。若要选择多个字段,请按住Ctrl键,然后单击。3.单击工具栏上的“主键”
如何删除主键?表间关系表间的关系指两个表的共有字段之间的关联性,只有定义了关系,才使得查询、窗体、报表可以显示多个表的信息。关系通过匹配各个表中的关键字段的数据,对各表中的字段进行协调。建立表之间的关系,必须满足的条件:相关联的字段名称不一定相
同,但字段类型必须相同;相关联的字段若为数字型,二者还必须具有相同的“字段大小”属性设置;特殊,自动编号型字段可以和数字型字段匹配,但必须二者具有相同的“字段大小”属性配置。关系的创建编辑关系4)表中数据的操作添加和删除数据:输入数据:在一个空表中
,只有第一行中可以输入。首先将鼠标移动到表上的字段和第一行交叉处的方格内,单击鼠标左键,方格内出现一个闪动的光标,表示可以在这个方格内输入数了。删除数据:选中方格内的数据,然后用键盘上的“DELETE”键将原来的值删掉。(
1)普通数据的操作首先要把字段的数据类型定义为“OLE对象”然后在数据表视图中用鼠标右键单击该字段下的一个记录,在弹出的菜单中选择“插入对象”在“插入对象”窗口中选择要插入的对象的类型或要插入的对象的文件名,要插入图
片就保持“新建”选栏被选,并在对象类型这个列表栏中选择一种图片格式;(2)图片、声音和影像的输入要将相应字段的字段类型定义为超级链接然后在表的数据表视图中鼠标右键单击数据项。在弹出的菜单中选择“超级链接”,并在弹出的更下一级菜单中选择单击“编辑超级链接”选项。在“插入超级链接”的窗口的“请输入文
件名称和WEB页名称”下面的方框中输入想要链接的文件名称和WEB页的名称。(3)插入超级链接1)查询与表查询与基本表有十分相似的外观,但它并不是一个基本表,而是符合查询条件的记录集合,其内容是动态的。在运行查询时,查询所生成的数据值动态
地来源于表对象,是表中数据的一个镜像。在查询数据表中无法加入或删除字段,也不能修改查询字段的字段名从一个或多个表中检索数据,并且在可以更新记录(带有一些限制条件)的数据表中显示结果。也可以使用选择查询对记录进行分组,并且对记录作总计、计数、平均以及其他类型总和的计算。2)常见
的查询(1)选择查询在执行时显示对话框提示用户输入信息(查询的条件)。参数查询的创建只能通过设计视图或SQL视图完成。(2)参数查询(3)交叉表查询来源于表中各个字段的总计值(合计、计数和平均),并将它们分
组,一组列在数据表的左侧,一组列在数据表的上部。(4)操作查询使用一个操作来更改许多记录的查询。共有4种类型:删除、更新、追加、生成表查询。一般用于大批量修改表中数据。SQL是结构化的查询语言,是关系数据库的标准的、主流的查询
语言。SQL语言特点:☆既是自含式语言,又是嵌入式语言,即可独立用于联机交互,又可嵌入到其它高级语言中。☆高度非过程化,用户只需指出“做什么”,而不必指出“怎样做”。☆面向集合,对元组的集合进行
操作。(5)SQL查询3)创建选择查询(1)利用查询设计视图建立①在数据库窗口中点击“查询”对象,然后双击“在设计视图中创建查询”,弹出查询设计视图,出现“显示表”对话框。②在“显示表”对话框中,依次双击所需要的表③选择字段在设计视图二下半
部分的查询设计网格中,添加字段。④保存查询在选择查询中设置准则:准则是指在查询中用来限制检索记录的条件表达式.两个问题:为哪个字段添加“准则”?添加什么样的“准则”?表达式:表达式是许多MicrosoftAcc
ess运算的基本组成部分。表达式是可以生成结果的符号的组合,这些符号包括标识符和值。查询准则①在“数据库”窗口单击对象“查询”按钮,然后单击“新建”按钮,打开“新建查询”对话框。(2)利用向导建立查询②在“新建查询”对话框中,选择“简单查询向导”列表框,然后单击“确定”打开“简单查询向导”对话框
一。③在“表/查询”列表框中选择新建查询所基于的源表或查询,在“可用字段”列表框中双击所需要的字段,将其添加到“选定的字段”中。㈣设置完成后单击“下一步”进入“简单查询向导”继续设置。4)创建参数查询参数查询是指如果要查找的特定值以参数的形式在每次执行查询时,由用户临时输入而得到。步骤如下:①以
设计视图方式新建或打开一个查询,设置查询所用的字段。②添加参数查询所使用的字段。如果使用了总计项,那么将该字段所对应的【总计】栏设置为【条件】。③在需要输入参数的字段所对应的【准则】栏中输入一个带有方括号的文本,该文本将
在参数查询对话框中显示出来。④单击工具栏上的【执行】按钮,会弹出【参数查询】对话框,在文本框中键入查询参数,单击【确定】按钮,查询结果集就将显示出来。。5)交叉表查询交叉表查询一般创建在已经存在的表或查询上,用于对表中的数据进行统
计和分析①以设计视图方式新建一个查询,添加查询所用的表/查询②单击工具栏中的【查询类型】按钮,然后在下拉列表中选择【交叉表查询】选项。则设计网格中的【显示】栏变成为【交叉表】栏。③添加所需的字段并为每个字段设置【交叉表】栏。单击【交叉表】栏的任一单元格,单击其右端的下拉按钮,弹出的列表
中有四个选项:行标题、列标题、值、不显示。行标题:设置为【行标题】的字段中的数据将作为交叉表的行标题,在所对应的【总计】栏一般设置为【GroupBy】。一个交叉表查询中可以有多个行标题,但不能超过三个。列
标题:设置为【列标题】的字段中的值将作为交叉表的列标题。在所对应的【总计】栏一般设置为【GroupBy】。一个交叉表查询中只能有一个字段作为【列标题】。值:设置为【值】的字段是交叉表中行列标题相交单元格内的显示内容。在所对应的
【总计】栏一般设置为【Expression】。在一个交叉表查询中只能有一个字段作为【值】。不显示:设置为【不显示】的字段内容将不会出现在交叉表查询结果集中。这些字段可以作为查询的筛选条件,该字段所对应的【总计】栏
一般设置为【Where】。在一个交叉表查询中可以有多个字段设置为【不显示】。④.单击工具栏上的【执行】按钮,执行查询,得到查询结果集。6)操作查询前面所介绍的几种查询不改变数据库中各个表内原有的数据。操作查询可以对数
据表中原有的数据内容进行编辑,它以选择查询为基础,对符合选择条件的数据进行成批修改以简化维护数据库的工作。(1)删除查询删除查询是将整个记录全部删除而不只是删除查询所使用的字段,查询所使用的字段只是用来作为
查询的条件。删除条件(2)更新查询用于同时更改多个记录中的一个或多个字段值,用户可以通过添加条件来选择所要更新的记录。大部分更新查询可以用表达式来规定更新规则。更新条件(3)生成表查询生成表查询可以从一个或多个表/查询的记录中产生一个新表。查询条件(4)追加查询
追加查询可以从另一个数据库表中读取数据记录并向当前表内添加记录,由于两个表之间的字段定义可能不同,追加查询只能添加相互匹配的字段内容,而那些不匹配的字段将被忽略。查询条件7)SQL查询7)SQL查询SQL(StructuredQueryLanguage)意思为结构化查询语言。主要功能就
是各种数据库之间建立联系,进行沟通。SQL是为关系型数据库管理系统的标准语言。SQL的特点一体化特性高度非过程化语言简洁支持多种使用方式SQL功能语句数据查询SELECT数据定义CREAT,DROP,ALTER数据操纵INSERT,UPDATE,DELETE数据控制GRANT
,REVOKE创建SQL查询的步骤:①建立一个新的查询,单击“视图”菜单,选择“SQL视图”命令,②在屏幕的文本框中书写SQL语句。③SQL语句输入完毕后,选择“数据表视图”命令。查看结果使用SQL语句创建简单的选择查询使用的是SELECT语句。大多数SELECT语句包括以
下几个成分来描述返回什么样的结果集:要查询哪些表,以及表之间的逻辑关系。结果集中包含哪些列,即要从表中取出哪些列的数据。以何种条件从表中取出数据,即表中的行被包含在结果集中的条件。结果集中的行的排列顺序。(2)数据查询SELECT语句的语法:SELECT[A
LL|DISTINCT]select_listFROMtable_name[WHEREsearch_condition]select学号,姓名from学生表;select姓名,性别,出生日期from学生表where性别="男";sel
ect姓名,课程名,分数from学生表,成绩表,课程表where学生表.学号=成绩表.学号and课程表.课程号=成绩表.课程号;数据的显示与编辑数据输入应用程序流控制1)窗体的功能与构成(1)窗体的功能5部分组成,
每个部分称为一个节(2)窗体的构成窗体页眉节:主要用来显示窗体标题等页面页眉节与窗体页眉类似,在打印页的顶部显示主体节:用于显示记录,由各种控件组成页面页脚节:显示日期、页码等信息,打印页底部窗体页脚节:显示对于每条记录都相同的信息,出现在窗体的底部或最后一个
打印页的最后2)创建窗体(1)自动窗体创建(2)向导创建子窗体3)窗体设计视图与控件(1)窗体设计视图控件是组成窗体的最基本元素(2)窗体中的常见控件六类控件:①用于输入、显示和筛选数据的控件;复选框、组合框、命
令按钮、下拉列表框、标签、列表框、选项按钮、选项组、子窗体、子报表、文本框、切换按钮等;②用于分析数据的控件;包括:Office图表、Office数据透视表和Office电子表格;③链接到Web页的控件;包括:超级连接和绑定超级连接;④图形化和具有动画效果的文本控件;包括:热
点图像、图像控件、未绑定对象框或绑定对象框的滚动文字;⑤自定义控件;包括:ActiveX控件(活动控件);⑥用于组织数据的控件;包括:展开、直线、分页符、记录浏览、矩形和选项卡;4)通过窗体处理数据(1)窗体视图工具栏主要的操作按钮有:视图、升/降序、按选定内容筛选、按窗体筛选、应用筛选、
查找、新记录、删除记录、属性、数据库窗口、新对象等(2)记录导航按钮集主窗体记录导航按钮子窗体记录导航按钮添加记录:添加记录可以单击窗体定位工具的空白记录按钮,在空白页中,在各个控件中输入相应的记录;(3)处理数据修改记录:单击前一条记录、后一条记录或空白记录都将引起自动保存,或单击工具栏上的保存
按钮查找和替换记录:打开窗体,单击要查找的字段选择“编辑/查找”选项,打开查找和替换对话框:查找范围中输入要查找的内容,匹配列表框选择整个字段,搜索列表框选择搜索方向为全部,如要区分大小写或严格区分格式,则将下面两个复选框选中。1)报表的功能与类型报表是ACCESS数据库中的对象,是真正面向
用户的对象,实现将数据打印在纸上。(1)报表的功能报表最主要的功能是将表或查询的数据按照设计的方式打印出来。报表的主要作用是比较和汇总数据。其中的数据来自表、查询或SQL语句。(2)报表的类型六种类型的报表:单列报表表格式报表多列报表分组/总计报表邮件
标签报表未绑定报表2)报表设计的组成报表的节报表中的内容是以节作为单位划分。报表页眉页面页眉主体页面页脚报表页脚3)使用报表向导建立报表4)自动报表与图表向导(1)自动报表(2)创建图表利用自动创建报表和报表向导建立的报表,一般都会存在着与实际需要不相符的地方。通常是向导建立简单
的报表,然后再利用设计视图对其修改。5)通过设计视图创建报表设置计算字段6)修饰报表(1)添加文字(2)设置内容的显示效果(3)调整显示对齐方式(4)调整行间添加文字设置效果7)打印报表(1)页面设置(2)预览与打印报表宏是一个或多个操作命令的集合,其中每个操作能够实现特定的功能。将多个操作
集合在一起,就可以自动完成各种简单的重复性工作,例如打开窗体、显示窗体、删除记录等,可以实现操作的自动化,提高工作效率。1)理解宏宏的分类由一个或多个操作组成的集合,每个操作都实现特定的功能。可以自动完成某些常规任务,例如,可执行一个宏打印报表。宏宏组是以一个宏
名来存储的相关的宏的集合,这样可以更方便地对宏进行管理,对数据库进行管理。条件宏只有当条件式成立时,该宏命令会被执行。这样可以加强宏的功能,也使宏的应用更加广泛。单击数据库窗口选项卡上的“宏”对象,然后单数据库窗口上的“新建”选
项。弹出宏设计器窗口。2)宏创建与运行(1)创建宏宏的创建:单击操作字段的第1个单元格,再单击右边的下箭头,在下拉列表中选择宏操作。在注释列中可输入此操作的说明。在此输入对应宏运行时所需要的参数。如要添加更多的操作,把光标移动下到一行,重复1-3步。宏组的创建:
一组宏通过按钮激活宏分别设置属性的单击事件,添加对应宏组:浏览学生信息的“事件”选项的“单击”属性选择“信息浏览.学生信息”;宏组名创建条件宏:条件宏是满足一定条件后才运行的宏。创建一个条件宏用来实现对口令
的检验,如果口令正确,就先关闭身份核对窗口,再打开另一个窗体;如果口令不正确,将出现信息框要求重新输入口令。条件条件条件成立时执行(2)运行宏直接运行宏:通过双击宏名、通过菜单或者通过单击工具栏上的“执行”按钮等操作,可以直接运行宏。从其他宏或VB程序中运行宏
:需要将RunMacro操作添加到相应的宏或过程中。从控件中运行宏:需在设计视图中创建相应控件,在控件的“属性”窗口中选择“事件”选项卡,选择当前数据库中的相应的宏。第9章问题求解与程序设计主要内容•9.1计算机求解问题的过程•9.2算法描述与评价•9.3程序设计基础9.1计算机求解问题的过
程计算机如何解题?1.分析问题(确定计算机做什么)2.建立模型(原始问题转化为数学模型或者模拟数学模型)3.设计算法(形式化的描述解决问题的途径和方法)。4.编写程序(将算法翻译成计算机程序设计语言)。5.调试测试(通过各种数据,改
正程序中的错误)。9.1计算机求解问题的过程写一篇文章存盘修改发布发电邮编辑字处理软件9.1.1分析问题:自然问题的逻辑建模9.1计算机求解问题的过程(1)字处理软件:MS-WORD(2)存储格式:doc格
式,用文件名标识(3)封装:封装为数据包,加报头(4)发送:数据包的网络传输(5)到达目的地:组装为doc文件9.1.2分析问题:逻辑问题的数学建模9.1计算机求解问题的过程(1)文本:转换为ASCII码(2)存储方式:顺序存储(3)封装:数据包加顺序码(4)发送:数据包路
由算法(5)装配:排序算法9.1.3分析问题:数学问题的计算建模9.1计算机求解问题的过程(1)选用适当的计算机高级语言(2)选择适当的集成编程环境•编写代码•编译•链接•运行9.1.4分析问题:计算模型的编程实现9.2算法描述与评价(1)如何对一个算法其进行描述呢
?(2)如何判断一个算法的好坏?(3)设计算法有何诀窍?算法是解决某个特定问题的一系列操作;程序是用设计语言对算法的实现。9.2算法描述与评价算法描述伪代码表示流程图表示程序代码表示自然语言表示文字、框图、代码9.2.1算法描述9.2算法描述与评价1.自然语言
描述-1到N的累加和步骤自然语言表示S1设置存储单元N,并要求用户输入NS2设置存储单元Sum,并给sum设置初值为0S3设置存储单元i,并设置初值为1S4如果i比N小,则继续执行,否则跳转到S6S5
给Sum的值加上i给i的值加上1,跳转到S4S6给用户输出Sum的值,程序结束。9.2算法描述与评价2.伪代码描述-1到N的累加和S1:用户输入N;S2:Sum=0;S3:i=1;S4:如果i<N,则继续执行,否则跳转到S6S5:Sum=Sum+i;i=i+1;跳转到S4S6:输出Sum,程
序结束。9.2算法描述与评价3.流程图描述-1到N的累加和9.2算法描述与评价4.VBA代码描述-1到N的累加和DimNAsInteger'声明N个整数N1=InputBox("N")'输入N1的值,系统自动转换为字符N=N1'将输入的字符N1转换
为整数Ni=1'设置i和Sum的初始值Sum=0'反复计算Sum的和9.2算法描述与评价DoSum=Sum+ii=i+1LoopWhilei<=N'反复计算直到结束Str1="Sum="&Sum'设置输出字符串,以Sum=***的形
式,输出Sum的值MsgBox(Str1)„用消息框的形式,输出计算结果4.VBA代码描述-1到N的累加和—续9.2算法描述与评价9.2算法评价1.算法的正确性2.算法的可读性3.算法的健壮性4.算法的高效率和低存储量9
.3程序设计基础(1)分析问题(确定计算机做什么)(2)建立模型(将原始问题转化为数学模型或者模拟数学模型)(3)设计算法(形式化的描述解决问题的途径和方法)。(4)编写程序(将算法翻译成计算机程序设计语言)。(5)调试测试(通过各种数据,改正程序中的错
误)。9.3程序设计基础•机器语言:以“0”、“1”二进制代码形式表示•汇编语言:用易于理解和记忆的名称和符号表示•高级语言:接近于自然语言和数学语言的语句组成–BASIC语言–C语言–C++–Java9.3.
1程序设计语言—种类9.3程序设计基础•面向过程:以过程为中心的编程思想。分析出解决问题所需要的步骤,然后用函数把这些步骤一步一步实现。具有简单,易于实现,流程清楚等优点•面向对象:以事物为中心的编程思想。将现实世界的物体抽象成对象,将对象作为程序的基本单元,将数据和
功能封装,具有可重用性、灵活性和可扩展性的优点。9.3.1程序设计语言—种类9.3程序设计基础•面向过程–公共汽车到站的过程:汽车停车---乘客下车---乘客上车—汽车关门---汽车启动•面向对象–公共汽
车类及乘客类–公共汽车类生成公共汽车对象,乘客类生成乘客对象–公共汽车类有静态属性,例如轮胎、颜色、牌照号码等;还有方法。例如启动、行驶、停车、关门等等。–乘客类属性例如老人,孩子,成人等,有下车、上车等方法。9.3程序设计基础1.顺序结构:按时间先后顺序来执行语句;2.选择结构
:根据一定条件来决定下一步执行那个语句;3.循环结构:反复执行某些语句,直到结束循环的条件成立。9.3.2程序的三种基本结构9.3程序设计基础顺序结构:•按时间先后顺序来执行语句;•按顺序从第一步骤执行到最后步骤,每个步骤都执行一次,也只执行一次。•四季交替的顺序结构流程
图春夏秋冬开始结束•在Word里输入“Hello,world!”;•设置字体为“宋体”;•设置字号为“四号”;•设置颜色为“红色”;•将文本“加粗”;•将文本“居中”。9.3程序设计基础选择结构:•根据一定条件来决定下一步执行那个语句;•奥运会开幕天气控制的的选择流程图;•根据天气
情况决定是否秋游;根据身体状况决定学习生活;根据技术准备情况决定火箭发射时间;根据工程进度决定商品出厂时间与方式等。发射驱雨弹举行开幕式开始结束湿度值>参照范围测定鸟巢上空湿度YN9.3程序设计基础循环结构:•反复执
行某些语句,直到结束循环的条件成立;•生活中反复轮回的事物也很常见。比如,年复一年,春夏秋冬;•课表周期从周一到、周日,下周再开始。春夏秋冬开始结束年份=2000年份<2020年份=年份+19.3程序设计基础(1)选用适当的计算
机高级语言(2)选择适当的集成编程环境•编写代码:建立与修改源程序;•编译:源程序翻译为二进制目标代码;•链接或连接:将各模块相连接,产生可执行文件;•运行:运行可执行文件,获得所需要的结果。9.3.3程序的运行过程9.3程序设计基础•VB是Microsoft公司开发的可视化的面向对象的程序设计
语言;•VBA是新一代标准宏语言(宏是一种用来完成一系列操作的记录器),提供了交互式面向对象的程序设计方法。•使用VBA可以在Office软件中录制宏,用于重复系列操作,大大提高办公效率。9.3.4VisualBasicforApplication简介9.3程序
设计基础1.设置VBA环境,安全性设置;2.新建“宏”、为“宏”起名和录制“宏”;3.进行需要的一系列操作,这时“宏”正在录制中;4.停止“宏”的录制;5.查看“宏”,可以看到VBA为我们自动生成的程序代码。Sub….EndSub之间,为过程代码。6.一次生成后,可以反复执行多次。9
.3.4VBA交互式开发步骤9.3程序设计基础SubHello()‘宏名为Hello,即事件名Selection.TypeTextText:="Hello,World!"‘输入文字Selection.WholeStory‘选中
Selection.Font.Color=wdColorRed‘设置颜色Selection.Font.Bold=wdToggle‘加粗Selection.ParagraphFormat.Alignment=wdAlignParagraphCe
nter‘居中Selection.Font.Name="宋体"‘字体Selection.Font.Size=16‘字号EndSub‘事件结束9.3.4VBA交互式开发—自动生成代码9.3程序设计基础•在word中插入同一种规格
的大量图片;•插入一张图片,设置其尺寸;再依次插入下一张图片,设置其尺寸,重复该过程,直到所有图片插入完成。•使用“宏”可以自动完成以上操作。③设置“宏”名为““InsertPic”,开始录制;④插入第一张图片,设置其尺寸;⑤停止录制
“宏”;没有完成的循环部分代码自己输入。9.3.4VBA交互式开发—自动生成代码+编码9.3程序设计基础•找到InsertPic宏,可以看到系统自动生成的代码为:SubInsertPic()Selection.InlineShape
s.AddPictureFileName:=“C:\pictures\pic.jpg"LinkToFile:=False,SaveWithDocument:=True‘设置图片长宽为5厘米,1厘米=28.35磅ActiveDocument.Inline
Shapes.Height=5*28.35ActiveDocument.InlineShapes.Width=5*28.35EndSub9.3.4VBA交互式开发—自动生成代码9.3程序设计基础•红色字体为加入的新
代码,主要是完成循环:SubInsertPic()Fori=1To100'100为图片的总个数Selection.InlineShapes(i).AddPictureFileName:="C:\pictures\pic"
&i&".jpg",_LinkToFile:=False,SaveWithDocument:=True‘设置图片长宽为5厘米,1厘米=28.35磅ActiveDocument.InlineShapes(i).Height=5*28.35
ActiveDocument.InlineShapes(i).Width=5*28.35NextiEndSub9.3.4VBA交互式开发—加入新的代码9.3程序设计基础•找到InsertPic宏,可以看到系统自动生成的代码为:SubInsertPic()Fori=1
To100'100为图片的总个数Selection.InlineShapes(i).AddPictureFileName:="C:\pictures\pic"&i&".jpg",_LinkToFile:=False,SaveWi
thDocument:=True‘设置图片长宽为5厘米,1厘米=28.35磅ActiveDocument.InlineShapes(i).Height=5*28.35ActiveDocument.InlineShapes(i).Width=5*28.35NextiEndSub9.3.4VB
A交互式开发—自己编写代码9.3程序设计基础•在Excel中特殊显示不及格的学生。–数据准备。在Excel2007的表格的第A列,1-10行输入学生的成绩,0-100之间;–创建新的宏,输入宏名“ShowFailStu”;–在Sub:EndSub之间输入代码:9.3.4VBA
交互式开发—完全自己编码9.3程序设计基础SubShowFailStu()‘系统已自动生成DimiAsIntegerFori=1To10‘循环从第1行反复运行到第10行‘Sheets(1)表示第一个工作表,Cells(
i,1)表示A列,i行IfSheets(1).Cells(i,1).Value<60ThenSheets(1).Cells(i,1).SelectSelection.Font.FontStyle="加粗"Selection.Font.ColorIndex=3‘3表示红色EndIfNextEndS
ub‘事件结束9.3.4VBA交互式开发—完全自己编码9.3程序设计基础•从身份证号码中提取性别,能提示用户输入身份证号码。•15位的身份证号的编码规则为ddddddyymmddxxp;•18位的身份证号的编码规则为ddddddyyyymmdd
xxpy9.3.4VBA交互式开发—用户界面9.3程序设计基础SubShowSexFromIDsid=InputBox("请输入身份证号码:")‘弹出一个输入对话框i=Len(sid)Ifi<>15Andi<>18Then'判断身份
证号长度是否正确MsgBox"身份证号码只能为15位或18位!"ExitSubEndIf9.3.4VBA交互式开发—用户界面设计9.3程序设计基础Ifi=15Then'长度为15位s=Right(sid,1)'取最右侧的数字Else'长度为18度s=Mid(sid,
17,1)'取倒数第2位数EndIfIfInt(s/2)=s/2Then'为偶数sex="女"Elsesex="男"EndIfMsgBox"性别:"+sex‘弹出一个消息对话框,给出结果EndSub要点小结•计算机求解的建模过程•算法的三种基本结构•接着描
述了算法设计的表达形式•常用的程序设计语言•VBA编写的简单程序举例