项目1　走进计算机世界

任务1　认识计算机

计算机是一种能够按照事先存储的程序，自动且高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备。随着科技的发展，产生了一些计算机新技术，如云计算、大数据、VR、AR、MR、CR、AI、3D打印和“互联网+”等。

1.1.1　任务描述

小张是某公司的新职员，公司为他配备了一台计算机，为了更好地使用计算机，他准备先认识计算机的主要部件，然后熟悉计算机的外部设备并将其连接到主机相应的端口上，最后，熟练掌握计算机的基本操作方法，如启动和关闭计算机。

1.1.2　任务分析

要完成本项工作任务，首先应该仔细观察计算机的外观，如电源按钮、复位按钮、状态指示灯和光盘驱动器等，以及主机箱后面板上的USB接口、网线接口、并行和串行接口、音箱与话筒接口等；其次观察计算机内部（在关机状态下），认识主板、主板上的总线接口、接口上插入的适配卡，认识中央处理器（CPU）和内存，了解CPU的型号和内存的容量等主要性能指标；接着学会连接常用的外部设备到主机，如连接键盘、鼠标、显示器、打印机等；最后进行计算机的启动和关闭操作。

1.1.3　任务实施

常见的计算机如图1-1所示，下面以台式计算机为例进行介绍。在主机箱内有主板、CPU、内存、硬盘、光驱、电源等基本组成部件及显卡、声卡、网卡等一些扩展部件。

1．观察主机箱及其内部设备

（1）主机箱。

主机箱主要用来放置和固定各种计算机配件，起承托和保护作用，同时能对电磁辐射起到一定的屏蔽作用。主机箱前面的面板上一般有电源开关按钮POWER、复位按钮RESET、电源指示灯、硬盘指示灯、光驱面板、USB小面板，如图1-2所示。

（2）电源。

电源是计算机的动力来源，它决定整台计算机的稳定性，直接影响各部件的质量、寿命及性能，如图1-3所示。选择电源时应该考虑其功率、品牌、做工、认证标志等。目前常见的计算机电源按其应用的机箱不同可以分为ATX电源和BTX电源两种。

（3）主板。

主板（母板）是计算机内最大的一块集成电路板，大多数设备都通过它连在一起，它是整个计算机的组织核心。目前国内生产主板的厂家很多，现在的一线品牌有华硕、技嘉、微星等，主板的兼容性、扩展性及基本输入/输出系统技术是衡量主板性能的重要指标。从主机箱的背面可以看到主板和其他部件（主要是外部设备）的主要接口，如图1-4所示。

主板上主要包括CPU插座、内存插槽、显卡插槽、总线扩展插槽及各种串行和并行接口等，如图1-5所示。

（4）CPU。

CPU是主机的心脏，统一指挥调度计算机的所有工作。CPU的运行速度直接决定整台计算机的运行速度。目前生产CPU的公司主要有Intel和AMD。常见的CPU如图1-6所示。

值得一提的是多核处理器：多核处理器是指在一个处理器上集成多个运算核心，而不是主机内有多个CPU。

（5）内存储器。

内存储器（内存条）是计算机的记忆装置，是计算机工作过程中存储数据信息的地方。内存越大，计算机的处理能力就越强，如图1-7所示。

（6）硬盘。

硬盘（Hard Disk）是存储程序和数据的设备，平时用于存储文件，如图1-8所示。硬盘容量越大，存储的信息就越多。

（7）光盘驱动器。

光盘驱动器（光驱）主要用于读取光盘的数据，如图1-9所示。

（8）显卡。

显示适配卡（显卡）是显示器与主机相连的接口设备，其作用是将主机的数字信号转换为模拟信号，并在显示器上显示出来。由于显示器的种类很多，所以显卡的类型也有多种。一般用户使用集成在主板上的显卡即可，对显示质量要求较高的用户（如计算机辅助设计人员、大型游戏玩家等）可以选择质量较好的独立显卡。独立显卡如图1-10所示。

（9）声卡。

声卡是多媒体技术中最基本的组成部分，是实现声波与数字信号相互转换的一种硬件，如图1-11所示。

（10）网卡。

网卡是一块被设计用来允许计算机在计算机网络中进行通信的硬件设备，如图1-12所示。它一方面负责接收网络上传递的数据包，解包后将数据通过主板上的总线传输给本地计算机；另一方面将本地计算机上的数据打包后送入网络。

2．观察计算机的外部设备

（1）显示器。

显示器是计算机所必备的输出设备，用来显示计算机的输出信息。显示器分为阴极射线管（CRT）显示器和液晶显示器（LCD）两类，如图1-13所示。

（2）键盘。

键盘是计算机不可缺少的输入设备，如图1-14所示。目前普遍使用的有101键、104键和108键等几种。

常用的键盘接口类型有两种：一种是PS/2（也就是通常说的圆口）接口，如图1-15所示；另一种是USB接口，如图1-16所示，它支持热插拔，有即插即用的功能。

（3）鼠标。

鼠标是计算机不可缺少的设备，如图1-17所示。常见的鼠标接口有PS/2和USB两种。

（4）其他外部设备。

计算机可以连接很多外部设备（外设），如打印机、音箱、调制解调器、摄像头、绘图仪、扫描仪、数字照相机（俗称数码照相机）和数码摄像机等。其中，打印机是打印文字和图像的设备，常见的打印机有针式打印机（财务、会计用）、喷墨打印机和激光打印机3种，如图1-18所示。

摄像头是计算机录入图像的设备，如图1-19所示；数字照相机可将照片输入计算机，如图1-20所示。

3．启动和关闭计算机

下面以Windows 7操作系统为例介绍启动和关闭计算机的方法。

开机的操作步骤如下。

（1）打开显示器、打印机等外设电源开关。

（2）打开主机电源，计算机进行自检。

（3）计算机自检后自动引导Windows 7操作系统，在登录界面单击一个用户图标，输入用户名和密码，如图1-21所示，进入Windows 7操作系统的桌面。

关机的操作步骤如下。

（1）单击“开始”按钮，在打开的“开始”菜单中单击“关机”按钮。

（2）关闭计算机系统。

（3）依次关闭显示器及外设电源。

1.1.4　知识储备

1．计算机的产生和发展

1946年2月，世界上出现了第一台电子数字计算机ENIAC，用于计算弹道轨迹，它占地面积约为170m2。1958年，晶体管计算机诞生了，它属于第二代电子计算机，只要几个大一点的柜子就可将它容下，运算速度也大大提高了。1965年，第三代中小规模集成电路计算机出现了。1971年，采用大规模集成电路和超大规模集成电路制成的“克雷一号”，属于计算机的第四代，一直以来，计算机不断向着小型化、微型化、低功耗、智能化、系统化的方向更新换代。到了20世纪90年代，计算机向智能方向发展，可以进行思维、学习、记忆、网络通信等。

大型计算机的设计和制造能力以及安装台数在一定程度上体现一个国家的综合国力，它是解决军事、科研、气象、航天、银行、电信等高强度计算或存储问题的强有力工具。20世纪90年代以来，大型计算机常用于大型事务处理系统，实现网络资源共享的服务器一般也采用大型计算机，在电子商务系统中，也需要大型计算机作为电子商务服务器提供高性能、提高I/O处理能力。2009年，中国第一台国产每秒千万亿次的“天河一号”计算机问世，它使中国成为继美国之后世界上第二个研制出千万亿次超级计算机的国家。

2．计算机的特点

计算机的特点如下。

（1）能在程序控制下自动地运行程序。

（2）运算速度快。

（3）运算精度高。

（4）具有运算和逻辑判断能力。

（5）存储容量大，记忆能力强。

（6）可靠性高。

3．计算机的应用领域

计算机的应用领域主要有以下几方面。

（1）科学计算（数值计算）。科学计算一直是计算机应用的一个重要领域，如高能物理、工程设计、地震预测、气象预报、航天技术等。

（2）过程检测与控制（自动控制）。计算机对工业生产过程中的某些信号进行自动检测，并对检测数据进行处理。

（3）信息管理（数据处理）。信息管理是目前计算机应用最广泛的一个领域，如企业管理、物资管理、报表统计、账目计算、信息情报检索等。

（4）计算机辅助系统。如计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）、计算机辅助教学（CAI）等。

（5）办公自动化。用计算机进行各类办公业务的统计、分析和辅助决策。

（6）人工智能和模式识别。用计算机模拟人类的智能活动，最具代表性且应用最成功的两个领域是专家系统和机器人。

（7）计算机网络。计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物，利用计算机网络可以实现全球信息查询、邮件传送、电子商务等功能。

4．计算机系统的组成与功能

一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。计算机硬件系统是指构成计算机所有实体部件的集合，它们都是看得见摸得着的，是计算机进行工作的物质基础；计算机软件系统是指在硬件设备上运行的各种程序及有关资料。人们把不装备任何软件的计算机称为裸机。

微型计算机系统的基本组成如图1-22所示。

（1）计算机硬件系统。

计算机硬件系统主要包括主机和外部设备两大类，由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大基本部件组成。

①运算器。运算器主要完成各种算术运算和逻辑运算，是对信息加工和处理的部件，由运算器、寄存器、累加器等组成。

②控制器。控制器用来协调和指挥整个计算机系统的操作，它读取指令并进行翻译和分析，再对各部件进行相应的控制。

在微型计算机中，运算器和控制器集成在一起构成了中央处理器（CPU），它是计算机系统的核心，能够处理的数据位数是CPU的一个最重要的性能标志。人们通常所说的16位机、32位机、64位机即指CPU能同时处理16位、32位、64位的二进制数据。

③存储器。存储器是计算机的存储部件，用来存放信息。存储器的工作速率相对于CPU的运算速率来讲要低很多。存储器有内存储器和外存储器两种，内存储器能直接和CPU交换数据，虽然容量小，但存取速度快，一般用于存放那些正在处理的数据或正在运行的程序；外存储器是间接和CPU交换数据的，虽然存取速度慢，但存储容量大，价格低廉，一般用来存放暂时不用的数据。

内存储器按其工作方式的不同，可分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。RAM允许对存储单元进行存取数据操作。在计算机断电后，RAM中的信息会丢失。由于ROM中的信息是厂家在制造时用特殊方法写入的，所以ROM中的信息可以读出，但不能向其写入数据，而且断电后其中的数据也不会丢失。ROM中一般存放重要的、经常使用的程序或数据，从而可以避免这些程序和数据受到破坏。

④输入设备。输入设备是外界向计算机传送信息的装置，如键盘和鼠标，根据需要还可以配置一些其他输入设备，如光笔、数字化仪、扫描仪等。

⑤输出设备。输出设备是能将计算机中的数据信息传送到外部媒介，并转化成为人们所认识的表示形式的装置。

（2）计算机软件系统。

计算机软件系统可分为系统软件和应用软件两大类。

①系统软件。系统软件可以看作用户与计算机的接口，它为应用软件和用户提供了控制和访问硬件的手段，这些功能主要由操作系统完成。此外，编译系统和各种工具软件也属于此类，它们从另一方面辅助用户使用计算机。

a．操作系统（Operating System，OS）。操作系统是管理、控制和监督计算机软硬件资源协调运行的程序系统，由一系列具有不同控制和管理功能的程序组成，它是直接运行在计算机硬件上的、最基本的系统软件，是系统软件的核心。操作系统通常应包括下列五大功能：处理器管理、作业管理、存储器管理、设备管理、文件管理。操作系统的种类繁多，根据其功能和特性分为批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统等；根据同时管理用户数的多少分为单用户操作系统和多用户操作系统。

b．程序设计语言和语言处理程序。人们要利用计算机解决实际问题，一般首先要编制程序。程序设计语言一般分为机器语言、汇编语言和高级语言3类。机器语言是计算机唯一能直接识别和执行的程序语言。如果要在计算机上运行高级语言程序就必须配备程序语言翻译程序。翻译程序本身是一组程序，不同的高级语言都有相应的翻译程序。对源程序进行解释和编译任务的程序分别称为解释程序和编译程序。

c．服务程序。服务程序能够提供一些常用的服务性功能，它们为用户开发程序和使用计算机提供了方便，像计算机上经常使用的诊断程序、调试程序、编辑程序均属此类。

d．数据库管理系统（DBMS）。数据库是指按照一定联系存储的数据集合，可为多种应用共享。数据库管理系统则是能够对数据库进行加工、管理的系统软件。数据库管理系统不但能够存放大量的数据，更重要的是能迅速、自动地对数据进行检索、修改、统计、排序、合并等操作，以得到所需的信息。

②应用软件。为解决各类实际问题而设计的程序系统称为应用软件，如文字处理软件Word、表格处理软件Excel、演示文稿软件PowerPoint等。

5．计算机的工作原理

存储程序控制原理是1946年由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼提出的，所以又称之为冯·诺依曼原理。该原理确立了现代计算机的基本组成和工作方式，直到现在，计算机的设计与制造依然沿用冯·诺依曼体系结构，其基本内容如下。

（1）采用二进制形式表示数据和指令。

（2）将程序（数据和指令序列）预先存放在主存储器中（程序存储），使计算机在工作时能够自动高速地从存储器中取出指令，并加以执行（程序控制）。

（3）由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大基本部件组成计算机硬件体系结构。

计算机的工作原理如图1-23所示。

（1）将程序和数据通过输入设备送入存储器。

（2）启动运行后，计算机从存储器中取出程序指令送到控制器中进行识别，分析该指令要做什么。

（3）控制器根据指令的含义发出相应的命令（如加法、减法），将存储单元中存放的操作数据取出，送往运算器进行运算，再把运算结果送回存储器指定的单元。

（4）运算任务完成后，根据指令将结果通过输出设备输出。

6．常用的计算机术语

（1）数据。数据是指可由计算机进行处理的对象，如数字、字母、符号、文字、图形、声音、图像等。在计算机中数据是以二进制的形式进行存储和运算的，它有3种计量单位：位、字节和字。

（2）位（bit）。数据的最小单位为二进制的1位，用0或1来表示。

（3）字节（Byte）。通常将8位二进制数编为一组，称为一个字节。从键盘上输入的每个数字、字母、符号的编码用一个字节来存储。一个汉字的机内编码由两个字节来存储。

（4）存储容量。存储容量是指计算机存储信息的容量，它的计算单位是B、KB、MB、GB、TB、PB等。常用的数据单位如表1-1所示。

7．计算机中的数制

数制也称计数制，是指用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。计算机是信息处理的工具，任何信息都必须转换成二进制形式数据后才能由计算机进行处理、存储和传输。常用的数制有十进制、二进制、八进制和十六进制，另外时间单位的分、秒采用六十进制，小时采用二十四进制。

在计算机的数制中，要掌握3个概念，即数码、基数和位权。数码是指一个数制中表示基本数值大小的不同数字符号，如八进制有8个数码：0,1,2,3,4,5,6,7。基数是指一个数值所使用数码的个数，如八进制的基数为8，二进制的基数为2。处在不同位置上的相同数字所代表的值不同，一个数字在某个位置上所表示的实际数值等于该数值与这个位置的因子的乘积，而该位置的因子由所在位置相对于小数点的距离来确定，简称为位权。例如，八进制的123，其中1的位权是82=64，2的位权是81=8，3的位权是80=1。同时数制有如下3个特点。

（1）数制的基数确定了所采用的进位计数制。对于N进位数制，有N个数字符号。如十进制中有10个数字符号：0～9，二进制有2个符号：0和1，八进制有8个符号：0～7，十六进制有16个符号：0～9和A～F。

（2）逢N进一。如十进制中逢十进一，八进制中逢八进一，二进制中逢二进一，十六进制中逢十六进一。

（3）采用位权表示方法。位权与基数的关系是：位权的值恰是基数的整数次幂。例如，十进制的单位值为100,101,102,103,…，二进制的单位值为20,21,22,23,…

一般用“（）角标”来表示不同进制的数。例如，十进制数用（）10表示，二进制数用（）2表示等。在程序设计中，为了区分不同进制，常在数字后加一个英文字母后缀。十进制数在数字后面加字母D或不加字母也可以，如6659D或6659；二进制数在数字后面加字母B，如1101101B；八进制数在数字后面加字母O，如1275O；十六进制数在数字后面加字母H，如CFE7BH。在了解了数制的数码、基数、位权3个概念后，下面逐一介绍常用的几种数制。

（1）十进制。

十进制（Decimal Notation）有10个数码：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9；基数为10；加法运算时逢十进一，减法运算时借一当十。对于任意一个由n位整数和m位小数组成的十进制数D，均可按权展开为：

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

（2）二进制。

二进制（Binary Notation）有两个数码：0和1；基数为2；加法运算时逢二进一，减法运算时借一当二。对于任意一个由n位整数和m位小数组成的二进制数B，均可按权展开为：

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

在计算机中，二进制并不符合人们的习惯，但是计算机内部却采用二进制表示信息，其主要原因如下。

①电路简单。在计算机中，若采用十进制，则要求处理10种电路状态，相对于两种状态的电路来说，是很复杂的。而采用二进制表示，则逻辑电路只有“通”“断”两个状态。

②工作可靠。在计算机中，用两个状态代表两个数据，数字传输和处理方便、简单，不容易出错，因此电路更加可靠。

③简化运算。在计算机中，二进制运算法则很简单。例如，相加减的速度快，求积规则与求和规则均只有3个。

④逻辑性强。二进制只有两个数码，具有很强的逻辑性，正好代表逻辑代数中的“真”与“假”，而计算机的工作原理正是建立在逻辑运算基础上的。

（3）八进制。

八进制有8个数码：0,1,2,3,4,5,6,7；基数为8；加法运算时逢八进一，减法运算时借一当八。对于任意一个由n位整数和m位小数组成的八进制数O，均可按权展开为：

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

（4）十六进制。

十六进制有16个数码：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F；基数为16；加法运算时逢十六进一，减法运算时借一当十六。对于任意一个由n位整数和m位小数组成的十六进制数H，均可按权展开为：

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

在16个数码中，A,B,C,D,E,F这6个数码分别代表十进制的10,11,12,13,14,15，这是国际上通用的表示法。

在上述内容的基础上，总结这几种常用数制的数码、基数（位权）、进制转换特点和通用公式，如表1-2所示。

8．计算机中的数制转换

不同数制之间进行转换应遵循转换原则，即两个有理数如果相等，则有理数的整数部分和小数部分一定分别相等。数制转换主要分为3类，分别是二、八、十六进制数转换为十进制数；十进制数转换为二、八、十六进制数；八、十六进制数与二进制数之间的转换。常用的十进制、二进制、八进制和十六进制之间的对应关系如表1-3所示。

（1）十进制数转换为二、八、十六进制数。

十进制数转换为二、八、十六进制数具有相同规律，且均分为整数部分和小数部分的转换。

①整数部分的转换。整数部分的转换采用的是除基数（2、8或16）取余的方法。其转换原则是：将该十进制数除以基数得到一个商和余数（K0），再将商除以基数又得到一个新的商和余数（K1），如此反复，得到的商是0时得到余数（Kn-1），然后将所得到的各位余数，以最后余数为最高位，最初余数为最低位依次排列，即Kn-1Kn-2…K1K0，这就是该十进制数对应的二、八、十六进制数。这种方法又称为“倒序法取余”。

【例1-1】将十进制数（213）10转换成二进制数。

解：计算过程如下所示。

则知计算结果为：（213）10=（11010101）2

②小数部分的转换。小数部分的转换采用乘基数取整法。其转换原则是：将十进制数的小数乘以基数，取乘积中的整数部分作为相应进制数小数点后最高位K-1，反复乘以基数，逐次得到K-2K-3…K-m，直到乘积的小数部分达到精确度要求为止，然后把每次乘积的整数部分由上而下依次排列起来（K-1K-2…K-m），就是所求的进制数。这种方法又称为“顺序法”。

对于既有整数又有小数部分的十进制数，将其整数和小数分别转换成相应进制数，然后再把两者连接起来即可。

【例1-2】将十进制数（0.514）10转换成相应的二进制数。

解：计算过程如下所示。

（2）二、八、十六进制数转换成十进制数。

二、八、十六进制数转换成十进制数采用公式法，公式如表1-2所示。将二进制数转换成十进制数是以2为基数按权展开并相加；八进制数转换成十进制数则是以8为基数按权展开并相加；十六进制数转换为十进制数则是以16为基数按权展开并相加。

【例1-3】将（1101.101）2转换成十进制数。

解：

【例1-4】把（725）8转换成十进制数。

解：

【例1-5】将（1AC.8）16转换成十进制数。

解：

（3）八、十六进制数与二进制数之间的转换。

①八进制数转换成二进制数。八进制数转换成二进制数所使用的转换原则是“一位拆三位”，即把一位八进制数对应于三位二进制数，然后按顺序连接即可。

【例1-6】将（54.14）8转换为二进制数。

解：计算过程如下所示。

②二进制数转换成八进制数。二进制数转换成八进制数可概括为“三位并一位”，即从小数点开始向左、右两边以每三位为一组，不足三位时补0，然后每组改成等值的一位八进制数即可。

【例1-7】将（101110001.11001）2转换成八进制数。

解：计算过程如下所示。

③二进制数转换成十六进制数。二进制数转换成十六进制数的转换原则是“四位并一位”，即以小数点为界，整数部分从右向左，每四位为一组，若最后一组不足四位，则在最高位前面添0补足四位，然后从左边第一组起，将每组中的二进制数按权数相加得到对应的十六进制数，并依次写出即可；小数部分从左向右，每四位为一组，最后一组不足四位时，尾部用0补足四位，然后按顺序写出每组二进制数对应的十六进制数。

【例1-8】将（101100.0001101）2转换成十六进制数。

解：计算过程如下所示。

④十六进制数转换成二进制数。十六进制数转换成二进制数的转换原则是“一位拆四位”，即把一位十六进制数写成对应的四位二进制数，然后按顺序连接即可。

【例1-9】将（Cl.B7）16转换成二进制数。

解：计算过程如下所示。

9．多媒体技术简介

多媒体技术是一门跨学科的综合技术，它使得高效而方便地处理文字、声音、图像和视频等多种媒体信息成为可能。不断发展的网络技术又促进了多媒体技术在教育培训、多媒体通信、游戏娱乐等领域的应用。

（1）多媒体的特征。

在日常生活中，媒体（Medium）是指文字、声音、图像、动画和视频等内容。多媒体（Multimedia）技术是指能够同时对两种或两种以上的媒体进行采集、操作、编辑、存储等综合处理的技术。多媒体技术集声音、图像、文字于一体，集电视录像、光盘存储、电子印刷和计算机通信技术之大成，将人类引入更加直观、更加自然、更加广阔的信息领域。

按照一些国际组织，如国际电话电报咨询委员会（CCITT，现ITU）制定的媒体分类标准，可以将媒体分为感觉媒体、表示媒体、表现媒体、存储媒体和传输媒体5类。

多媒体技术具有交互性、集成性、多样性、实时性等特征，这也是它区别于传统计算机系统的显著特征。

①交互性。多媒体技术的交互性是指人的行为与计算机的行为互为交流沟通的关系，是多媒体与传统媒体最大的不同。例如，电视系统虽然也是利用声、图、文的多种信息媒体结合的形式进行展示，但由于节目内容已事先安排且人们只能被动地接受，所以这个过程是单方向的，而不是双向交互性的。

②集成性。多媒体技术是一种利用计算机技术来整合各种媒体系统的技术，是结合文字、图形、声音、图像和动画等各种媒体的一种应用。媒体依其属性的不同可分成文字、音频和视频。文字可分成字符与数字，音频可分为语言和音乐，视频可分为静止图像、动画和影像。多媒体系统将以上各部分集成在一起，经过多媒体技术处理，使它们能相互结合并发挥综合作用。

③多样性。多样性是指多媒体技术所具有的对处理信息的范围进行空间扩展和放大的能力。利用多媒体技术能将输入的单一信息加工为多媒体信息，增加信息的表现能力，丰富其显示和运行效果。多媒体信息不但能让人们看到文字，观察到静止的图像，还能听到声音和看到动态视频，使人们能够充分体验身临其境之感。这种信息空间的多样性使信息的表现方式有声有色、生动逼真且不单调。

④实时性。实时性是指在多媒体系统中声音及活动的视频图像是强实时的。多媒体系统提供了对这些媒体实时处理和控制的能力。多媒体系统除像一般计算机一样能够处理离散媒体（如文本、图像）外，它的一个基本特征就是能够综合地处理带有时间关系的媒体，如音频、视频和动画，甚至是实况信息媒体。这意味着多媒体系统在处理信息时有着严格的时序要求和很高的速度要求。当系统应用扩大到网络范围时，这个问题将会更加突出，会对系统结构、媒体同步、多媒体操作系统及应用服务提出相应的实时化要求。在许多方面，实时性确实已经成为多媒体技术的关键。

（2）多媒体的组成元素。

从多媒体技术来看，多媒体是由文本、图形和图像、音频、动画及视频等基本元素组成的。多媒体应用中涉及大量不同类型、不同性质的媒体元素。这些媒体元素数据量大，而且同一种元素数据格式繁多，数据类型之间的差别极大。

①文本。文本是多媒体中最基本也是应用最为普遍的一种媒体，包括字体、字形、字号、颜色和修饰效果等属性，是使用最广泛的媒体元素，也是信息最基本的表现形式。其最大优点是占用存储空间小。在人机交互中，文本主要有两种形式，即格式化文本和非格式化文本。TXT格式的文本为非格式化文本，其字符大小是固定的，仅能以一种形式和类型使用，不具备文字处理和排版功能。DOC/DOCX等格式的文本为格式化文本，可以进行格式编排，包括各种字体、大小、颜色、格式及段落等属性的设置。

②图形和图像。多媒体中的图形和图像可以是人物画、景物照片或其他形式的图案。用它们来表达一个问题要比文字更具直观性，也更有吸引力。例如，利用图案介绍一个自然景观，就不会像文字说明那样给人一种呆板和缺乏想象力的感觉。

a．图形。图形也称矢量图形，是计算机根据数学模型计算生成的几何图形。图形是由直线、曲线、圆或曲面等几何形状形成的从点、线、面到三维空间的黑白或彩色几何图，构成图形的点、线和图片由坐标及相关参数定义，如用Adobe Illustrator绘制的图形等。矢量图形的优点是可以不失真地缩放、占用计算机存储空间小，但矢量图形仅能表现对象结构，在表现对象质感方面的能力较弱。常见的矢量图形的后缀名有.ai、.cdr和.eps。

b．图像。图像是指由输入设备捕获的实际场景画面或以数字化形式存储的画面，是真实物体的影像。数字图像通常称为位图，是对图片逐行逐列进行采样（取样），并用许多像素点表示并存储的一种多媒体文件。图像主要用于表现自然景色、人物等，能表现对象的颜色细节和质感，具有形象、直观和信息量大的优点。但图像文件的数据量很大，需要利用视觉特征对图像数据进行压缩，去除人眼不敏感的冗余数据。目前最为流行且压缩效果较好的位图压缩格式为JPEG，图像失真较小，其压缩比高达30:1及以上。Windows中最常见的图像文件格式是BMP、GIF、JPEG和TIF。

（a）BMP文件。BMP文件是一种与设备无关的图形文件格式，Windows环境推荐使用这种文件。多数图形图像软件，特别是在Windows环境下运行的软件，都支持这种文件格式。BMP文件有压缩和非压缩之分，一般作为图像资源使用的BMP文件都是非压缩的。BMP文件格式支持黑白、16色和256色的伪彩色图像，以及RGB的24位真彩色图像。Windows的应用程序“画图”就是以BMP格式存取图形文件的。

（b）GIF文件。GIF文件格式是一种压缩图像存储格式，压缩比高，文件占用空间小，主要用于在不同平台上进行图像交流和传输。它同时支持静态、动态两种形式，在网页制作中受到普遍欢迎。

（c）JPEG文件。JPEG文件格式的最大特点是文件占用空间非常小，而且可以调整压缩比，非常适合处理大量图像的场合。它是一种有损压缩的静态图像文件存储格式，支持灰度图像、RGB真彩色图像和CMYK真彩色图像。JPEG文件显示比较慢，仔细观察图像的边缘可以看到不太明显的失真。

（d）TIF文件。TIF文件格式最初用于扫描仪和桌面出版业，是工业标准格式，支持所有图像类型。TIF文件格式分成压缩和非压缩两大类。TIF文件格式的压缩方法有好几种，而且是可以扩充的，因此要正确读出每一个压缩格式的TIF文件是非常困难的。由于非压缩的TIF文件具有良好的兼容性，而压缩存储时又有很大的选择余地，所以这种格式是许多图像应用软件所支持的主要文件格式之一。

③音频。在多媒体中，音频是指数字化后的声音，在多媒体项目中加入声音元素可以给人多感官刺激。声音和音乐（音频）的缺点是数据量庞大。例如，存储1秒的CD双声道立体声音乐需要的磁盘空间与存储9万个汉字所需的空间相同，因此必须进行压缩处理。在多媒体技术中，存储声音信息的常用文件格式主要有WAV、MIDI、MP3、WMA等。

a．WAV格式。WAV格式是微软公司开发的一种音频文件格式，被Windows及其应用程序广泛支持。其内容记录了对实际声音进行采样的数据，因而也称为变波形数据文件，但这种文件格式需要较大的存储空间，多用于存储简短的声音片段。

b．MIDI格式。MIDI也称为乐器数字接口，MIDI文件占用的存储空间比WAV文件小得多。

c．MP3格式。MP3是使用MPEG-1压缩标准的声音文件格式，它的压缩比非常高，并能保持高音质。

d．WMA格式。WMA是微软公司发布的一种音频压缩格式，它采用减少数据流量但保持音质的方法来达到比MP3更高压缩率的目的。

e．APE格式。APE是近年来出现的一种音频文件格式，其特点是采用了无损压缩技术，文件占用空间较大（大约为WAV的一半），音质很好，可以和CD机的音质媲美。

④动画和视频。动画和视频技术的崛起，使人们摆脱了单纯的静态图像，能够在图形图像的基础上得到连续、生动的画面。人们可以通过动态的手段记录生活、工作和学习的瞬间，而且也越来越离不开动画和图像。

a．动画就是运动的图画，其实质是若干幅时间和内容连续的静态图像的顺序播放。用计算机实现的动画有两种，一种是造型动画，另一种是帧动画。造型动画的每帧由图形、声音、文字和色彩等造型元素组成，由脚本控制角色的表演和行为。帧动画是产生各种动画的基本方法，是由一幅幅连续的画面组成的图像序列。由于人的眼睛具有视觉暂留性，在亮度信号消失之后亮度感觉仍然可以保持1/20～1/10秒的时间，因此，一幅幅静态的画面连续播放就可以看到动态的图像画面效果。从物理意义上看，任何动态图像都是由多幅连续的图像序列构成的，每幅图像保持一个很小的时间间隔，沿着时间轴顺序地以人眼感觉不到的速度（25～30帧/秒）换成另一幅图像，通过这样连续不断地转换就形成了运动的感觉。

（a）GIF文件。GIF文件可保存单帧或多帧图像，支持循环播放，除作为常用图形文件格式外，也常用作动画文件。GIF文件具有容量小、传送速度快的特点，是网络唯一支持的动画图形格式，因此在网络上非常流行。

（b）SWF文件。SWF文件是Macromedia公司的Flash动画文件格式，需要用专门的播放器才能播放，所占内存空间小，在网页上广泛使用。

b．视频是由若干幅内容相互联系的图像连续播放形成的，主要来源于摄像机拍摄的连续自然场景画面，与动画一样是由连续的画面组成的，只是画面图像是自然景物的图像。计算机处理的视频信息必须是全数字化的信号，但在处理过程中要受到电视技术的影响。视频信息一般通过摄像机、录像机等设备存储到计算机硬盘。由于人们习惯于观看电视上的场景，所以在多媒体中加入一段动态视频信息就会更加生动。视频文件主要有AVI、MOV、ASF等格式。

（a）AVI文件。AVI是Windows系统采用的动画、动态图像文件格式，它采用了Intel公司的Indeo视频有损压缩技术，将视频信息和音频信息混合存储在同一个文件中，较好地解决了音频与视频信息的同步问题。

（b）MOV文件。MOV是QuickTime for Windows视频处理软件采用的视频文件格式。它采用先进的视频和音频处理技术，其图像画面的质量比AVI文件好。

（c）ASF文件。ASF是一种包含音频、视频、图像及控制命令脚本的数据格式，用于排列、组织、同步多媒体数据，以利于通过网络传输。任何压缩/解压缩运算法则（编解码器）都可用来编码ASF流。

10．鼠标的使用方法

鼠标的使用方法如下。

（1）指向。在不按鼠标键的情况下，在屏幕上移动鼠标指针，使它直接位于被选对象上称为指向。当用户要对某个对象进行操作时，首先要指向这个对象。

（2）单击。在当前指向的对象上，按下鼠标左键并立即释放。

（3）双击。两次快速单击。

（4）拖动。用鼠标指针指向对象，在按住鼠标左键的同时，移动鼠标指针，当指针移动到合适的位置后，释放鼠标左键。

（5）右击。按下鼠标右键并立即释放。右击后，通常会出现一个快捷菜单。

1.1.5　任务强化

（1）有一名新入学的大学生，想组装一台计算机，满足在校期间基本的学习及娱乐需求，准备投入3200～3400元。要求通过市场调研，给出一个基本配置清单，填入表1-4中。

（2）如果你有一台计算机，你想安装什么软件？这些软件有什么作用？