在PowerPoint 2010中mp3格式的文件可以直接插入幻燈片,即使將聲音文件刪除,也不必擔心音效丟失的問題;用戶可以隨意剪切音頻,還可以為聲音設置淡入淡出效果,避免聲音的突然出現和消失而使觀眾感到突兀。
在【插入】 選項卡中單擊“音頻”按鈕,選擇要插入的聲音後,幻燈片上會出現一個喇叭狀的圖標(圖49),同時增加【音頻工具|格式】 和【音頻工具|播放】 兩個選項卡。
【音頻工具|播放】 選項卡(圖410)可以設置隱藏圖標、控製聲音的循環播放;若在“淡入”和“淡出”文本框中分別輸入“00.50”和“01.00”,則表示淡入和淡出時間分別是05秒和1秒;單擊“播放”按鈕,可以測試聲音的播放效果。
圖49插入聲音
圖410【音頻工具|播放】 選項卡
5. 創建鏈接
幻燈片中的任意對象(如文本、圖形等)都可以創建鏈接,鏈接目標可以是某個網址、文件或同文檔中的某張幻燈片。
激活超級鏈接的方式有兩種:“單擊”或“鼠標移過”,通常采用“單擊”的方式。隻有在演示文稿放映時,鏈接才能激活。
在PowerPoint 2010中可使用下列三種方法來創建鏈接:
(1) 利用“超鏈接”命令按鈕創建超鏈接
選中要創建鏈接的對象,單擊【插入】 選項卡中的“超鏈接”按鈕(圖411),彈出【插入超鏈接】 對話框(圖412),在對話框的“鏈接到”區域內有四個選項,分別是:
“現有文件或網頁”:可以鏈接到一個外部文件,如某個Word文檔或記事本文件,甚至可以是一個可執行文件。
“本文檔中的位置”:可以鏈接到當前PowerPoint文件中的某張幻燈片。
“新建文檔”:可以新建一個PowerPoint文檔,並鏈接到該文檔。
“電子郵件地址”:可以填入一個電子郵件地址,如mailto:[email protected],則單擊超鏈時,會打開默認的郵件應用程序來收發郵件。需要注意的是,事前要對郵件應用程序進行相應的設置方可完成郵件收發。
打開前麵保存過的“大學計算機基礎.pptx”演示文稿,為第2張幻燈片內容文本框中的三行文本分別添加超鏈接,使單擊這些文字時能分別跳轉到相應的幻燈片,操作步驟如下:
① 選中第一行文本,單擊【插入】 選項卡中的“超鏈接”按鈕(圖411),彈出【插入超鏈接】 對話框(圖412)。
圖411為對象插入超鏈接
② 在對話框左側的“鏈接到”區域中點擊“本文檔中的位置”,然後選擇要鏈接的幻燈片,單擊“確定”按鈕即可(圖412)。
圖412【插入超鏈接】 對話框
③ 選擇其餘行的文本,重複上麵的兩個步驟。
(2) 利用“動作”命令按鈕創建超鏈接
在幻燈片中選中某個對象(如文本框或圖片等),單擊【插入】 選項卡中的“動作”按鈕(圖411),彈出【動作設置】 對話框(圖413(a))。在對話框中有兩個標簽,若希望單擊鼠標時激活超鏈接可在【單擊鼠標】 標簽中設置;若希望鼠標移動時激活超鏈接可在【鼠標移過】 標簽中設置。
圖413(a)【動作設置】 對話框
在對話框的“超鏈接到”下拉列表中若選擇“幻燈片...”,則可彈出【超鏈接到幻燈片】 對話框(圖413(b)),選擇當前演示文稿中的某張幻燈片作為鏈接目標;若選擇“URL...”,則可彈出【超鏈接到URL】 對話框(圖413(c)),即可輸入某一個網址作為鏈接目標。
圖413(b)【超鏈接到幻燈片】 對話框
圖413(c)【超鏈接到幻燈片】 對話框
(3) 利用“動作按鈕”圖形對象創建超鏈接
在【插入】 選項卡的“形狀”按鈕中有多組形狀符號,在最末端的“動作按鈕”組中有12個不同的按鈕(圖414(a))。選擇一個按鈕,在幻燈片中拖動鼠標繪製,釋放鼠標時會自動彈出【動作設置】 對話框(圖413(a)),在該對話框中可以為該按鈕設置鏈接目標,設置方法同上。
在“大學計算機基礎.pptx”演示文稿的第3、4張幻燈片中添加動作按鈕(圖414(b)),使幻燈片放映時,單擊動作按鈕,可返回到第2張幻燈片。
圖414(a)插入“動作按鈕”
圖414(b)幻燈片插入“動作按鈕”
三、 實驗任務
打開實驗一保存的“旅遊小貼士.pptx”演示文稿,完成下列任務:
1. 在第1張幻燈片後插入一張版式為“標題和內容”的幻燈片,參照圖415(a)輸入標題內容,並插入一個世界各國插座的圖片(該圖片可以從網上搜索獲得);設置圖片樣式為“棱台矩形”。
圖415(a)第2張幻燈片內容
2. 新建第4張幻燈片,版式是“標題和內容”,參照圖415(b)輸入標題和表格內容並設置表格樣式。
圖415(b)第4張幻燈片內容
3. 新建第5張幻燈片,版式為“標題和內容”的幻燈片,在“標題”占位符中輸入“旅遊必備寶典”並設置字體格式。插入SmartArt圖形並設置,效果如圖415(c)所示。
圖415(c)第5張幻燈片內容
4. 新建第6張幻燈片,版式為“兩欄內容”,在“標題”占位符中輸入“旅遊注意事項”,左側占位符中輸入內容,右側占位符中插入剪貼畫,適當調整占位符和剪貼畫的位置,效果如圖415(d)所示。
圖415(d)第6張幻燈片內容
5. 在第1張幻燈片中插入聲音(聲音文件自定,可以從網上下載),設置放映時隱藏喇叭圖標、淡入淡出時間為0.5秒、循環播放、播放後返回開頭。
6. 新建第7、8張幻燈片,版式為“標題和內容”,輸入內容並設置字體格式。插入動作按鈕,單擊動作按鈕,可返回第6張幻燈片,效果如圖415(e)和圖415(f)所示。
圖415(e)第7張幻燈片內容
圖415(f)第8張幻燈片內容
7. 為第6張幻燈片中的文字“整理行李有訣竅”“名俗忌諱,千萬不要碰”添加超鏈接,使單擊它們時能分別鏈接到第7張和第8張幻燈片。
8. 保存文件,下一實驗任務中將再次使用該演示文稿。
實驗三幻燈片的設置
一、 實驗目的
1. 了解並掌握使用幻燈片的幾種視圖。
2. 掌握幻燈片的頁麵設置方法。
3. 掌握幻燈片背景和主題的設置方法。4. 掌握幻燈片頁眉和頁腳的設置方法。
5. 了解幻燈片母版並學會使用。
二、 操作指導
1. 幻燈片視圖及視圖切換
視圖是指使用PowerPoint製作演示文稿時窗口的顯示方式,PowerPoint 2010提供了四種視圖模式,分別是:普通視圖、幻燈片瀏覽視圖、備注頁視圖和閱讀視圖,每種視圖都將處理的焦點集中在演示文稿的某個要素上。
在【視圖】 選項卡【演示文稿視圖】 功能組中有這四種視圖的切換按鈕(圖416),屏幕的右下角也有一組“視圖切換”按鈕,可以實現視圖的切換。
(1) 普通視圖
是係統默認的視圖模式,新建一個演示文稿時看到的就是普通視圖。在此視圖下,可以直接看到幻燈片的靜態設計效果。普通視圖包含三個窗格:大綱窗格、幻燈片窗格及備注窗格(圖416)。
圖416普通視圖示例
大綱窗格:列出了每張幻燈片的頁碼、主題以及相應的要點,可以方便地刪除幻燈片和調整幻燈片的順序。
幻燈片窗格:主要用於顯示、編輯幻燈片的詳細內容。
備注窗格:主要用於為對應的幻燈片添加提示信息,對使用者起備忘、提示作用。演示文稿放映時觀眾看不到備注欄中的信息。
(2) 幻燈片瀏覽視圖
該視圖按幻燈片序號順序顯示全部幻燈片的縮圖(圖417)。在該視圖下,可以複製、刪除幻燈片,調整幻燈片的順序,但不能編輯、修改幻燈片內容。
圖417幻燈片瀏覽視圖示例
(3) 備注頁視圖
該視圖用來顯示和編排備注頁內容。在備注頁視圖中,視圖的上半部分顯示幻燈片,下半部分顯示備注內容(圖418)。
圖418備注頁視圖示例
備注內容可以是文字、圖片或表格;若備注內容是文字,可直接在普通視圖的備注窗格中添加;若備注內容是圖形和表格對象,則必須在備注頁視圖中添加。
(4) 閱讀視圖
閱讀視圖主要用於演示文稿的放映(如通過大屏幕),同時在屏幕的右下角有簡單控件,方便用戶定位(圖419)。
圖419閱讀視圖示例
2. 幻燈片頁麵設置
在【設計】 選項卡中單擊“頁麵設置”按鈕,即可彈出【頁麵設置】 對話框(圖420),在該對話框中可以設置每張幻燈片的大小、寬度、高度以及寬度和高度的比例,並設置幻燈片編號的起始值。
圖420【頁麵設置】 對話框
3. 設置幻燈片背景
為幻燈片設置背景可以使幻燈片更加美觀。在【設計】 選項卡中單擊“背景樣式”按鈕,在展開的麵板中有很多背景樣式供用戶選擇(圖421)。
圖421設置幻燈片背景
也可以在麵板中單擊“設置麵板格式”命令,在彈出的【設置背景格式】 對話框(圖422)中做更詳細的設置。若選擇“圖片或紋理填充”,則可從“文件”“剪貼板”或“剪貼畫”庫中選擇圖片作為幻燈片的背景。單擊“全部應用”按鈕,則所做的設置會應用在所有的幻燈片上,否則隻會應用在當前幻燈片上。
圖422選擇圖片或紋理填充
4. 設置幻燈片主題
在PowerPoint 2010中美化幻燈片最快捷的方式是用幻燈片的主題功能。PowerPoint 2010提供了很多模板,它們將幻燈片的配色方案、背景和格式組合成各種主題,這些模板稱為“幻燈片主題”。選擇“幻燈片主題”並將它應用到演示文稿中,可以使所有幻燈片與主題保持一致。
在麵板中單擊“瀏覽主題”命令,則可在打開的對話框中選擇外部主題模板,並將它應用到當前演示文稿中。
圖423為幻燈片應用主題
打開“大學計算機基礎.pptx”演示文稿,選中第1張幻燈片,在【設計】 選項卡【主題】 功能組中單擊右側的向下小箭頭
,在展開的麵板中單擊“波形”主題(圖423),即可將該主題應用到整個演示文稿中。
5. 設置幻燈片頁眉和頁腳
圖424【頁眉和頁腳】 對話框
幻燈片的頁眉和頁腳是指要顯示在幻燈片、講義、大綱或備注頁麵的頂部或底部的文本或數據(如幻燈片編號、頁碼、日期等)。在【插入】 選項卡中單擊“頁眉和頁腳”按鈕,可在彈出的【頁眉和頁腳】 對話框(圖324)中設置頁眉和頁腳。單擊“應用”按鈕可將設置添加到當前選中的幻燈片;單擊“全部應用”按鈕可將設置添加到所有幻燈片中。
打開“大學計算機基礎.pptx”演示文稿,參照圖424設置頁眉和頁腳,並單擊“全部應用”按鈕,則除第1張標題幻燈片以外的其餘三張幻燈片的底部都增加了“南京大學”、幻燈片編號以及每次打開都可以自動更新的日期(圖425)。
圖425【頁眉和頁腳】 設置效果示例
6. 幻燈片母版設置
幻燈片母版是幻燈片層次結構中的頂級幻燈片,它存儲有關演示文稿的主題和幻燈片版式的所有信息,包括背景、顏色、字體、效果、占位符的大小和位置,所有幻燈片都是基於某種母版創建的。
若需要在所有幻燈片上做一些共性設置,如添如公司名稱或徽標(LOGO),統一每張幻燈片標題的字體、顏色及占位符的大小和位置,改變頁眉頁腳位置和字體等,都可以在幻燈片母版中一次性設置,而不需要在每張幻燈片上重複設置。當演示文稿很長,包括大量幻燈片時,幻燈片母版尤其有用,可以使設計者節約時間。
在【視圖】 選項卡上單擊“幻燈片母版”按鈕,則在【開始】 選項卡前會新增一個【幻燈片母版】 選項卡(圖426);單擊該選項卡可進入幻燈片母版視圖,編輯幻燈片母版。
在幻燈片母版視圖的左窗格會列出當前演示文稿的所有母版,將鼠標放在每一個母版上稍做停留,會出現相應的提示文字;用鼠標單擊一個母版,會在右窗格顯示該母版並可進行編輯(圖426)。
圖426幻燈片母版視圖
打開“大學計算機基礎.pptx”演示文稿,在第1張母版中將日期和頁碼占位符的字體大小設為24,並互換它們的位置;將標題字體設置為“華文琥珀”(圖427);單擊“關閉母版視圖”按鈕,退出幻燈片母版視圖。可以觀察到所有幻燈片的標題字體都改成了“華文琥珀”,所有的頁碼都從底部的中間位置移至右側(圖428)。
圖427修改幻燈片母版
圖428修改幻燈片母版後的效果示例
三、 實驗任務
打開實驗二保存的“旅遊小貼士.pptx”演示文稿,完成下列任務:
1. 查看演示文稿的各種視圖。
2. 設置幻燈片為縱向、全屏顯示(4∶3),幻燈片起始編號設置為0,並為所有幻燈片應用“暗香撲麵”主題。
3. 為幻燈片添加頁眉頁腳:自動更新的日期、幻燈片編號(標題幻燈片中不顯示),頁腳的字體為“黑體、20號”。
4. 利用幻燈片的母版在每張幻燈片的右上角添加三個 “十字星”形狀,並適當調整大小。設置後的效果如圖429所示。
5. 保存文件,下一實驗任務中將再次使用該演示文稿。
圖429實驗三效果示例
實驗四為幻燈片添加動畫
一、 實驗目的
1. 掌握在幻燈片中設置自定義動畫的方法。
2. 掌握設置幻燈片切換效果的方法。
二、 操作指導
為幻燈片及幻燈片上的對象添加動畫,不僅可以讓演示文稿更加生動活潑,還可以控製演示流程並突出關鍵的數據。
PowerPoint動畫分為自定義動畫和幻燈片切換兩種。
1. 自定義動畫
演示文稿中的文本、圖片、形狀、表格、SmartArt圖形和其他對象都可以製作成動畫,賦予它們進入、退出、大小或顏色變化甚至移動等視覺效果。動畫設置主要在【動畫】 選項卡(圖430)中完成,動畫設置步驟如下:
圖430【動畫】 選項卡
(1) 選擇要設置動畫的對象。
(2) 選擇動畫種類。
可以為選中的對象添加四類動畫,分別是:“進入”“強調”“退出”和“動作路徑”。“進入”是指對象從無到有的出現形式;“強調”是指對象直接顯示後再出現的動畫效果;“退出”是指對象從有到無退出時的動畫形式;“動作路徑”是指對象沿著已有的或者自己繪製的路徑運動。
單擊【動畫】 選項卡【動畫】 功能組右側的向下小箭頭
,麵板中會給出各類動畫供用戶選擇(圖431)。如果對麵板中的動畫選項不滿意,單擊麵板下麵的“更多進入效果”“更多強調效果”“更多退出效果”“其他動作路徑”命令,可彈出相應的對話框(圖432)提供更多的選項供用戶選擇。
圖431 選擇動畫
圖432各類動畫設置對話框
路徑動畫可以讓對象沿著一定的路徑運動,PowerPoint 2010提供了幾十種路徑供用戶選擇;若選擇“自定義路徑”命令,可將鼠標指針變成一支鉛筆,繪製自己想要的動畫路徑。若要讓繪製的路徑更加完善,可選中路徑後,單擊右鍵,在快捷菜單中選擇“編輯頂點”命令,拖動線條上的每個頂點或任一點即可調節曲線的彎曲程度。
(3) 添加多個動畫
同一個對象可以添加多個動畫。點擊 “添加動畫”按鈕,在展開的麵板中選擇要添加的動畫類別。
(4) 在【動畫】窗格中設置動畫效果及調整動畫順序
幻燈片中的每個對象都可以設置動畫,且同一個對象上可以設置多個動畫,所有動畫都會在【動畫】窗格中列出。單擊【高級動畫】功能組中的“動畫窗格”按鈕即可彈出【動畫】窗格(圖433)。
圖433【動畫】窗格
在【動畫】窗格中選擇某一動畫,點擊“效果選項(E)…”命令,可以在彈出的對話框中為該動畫設置各種效果,圖4-34是為文本對象設置“飛入”動畫效果後的【飛入】對話框,對話框中有三個選項卡:
圖434(a)【效果】選項卡
圖434(b)【計時】選項卡
圖434(c)【正文文本動畫】選項卡
① 【效果】選項卡中可以設置動畫出現的方向、動畫出現時的聲音效果、動畫出現後的文字效果等。
② 【計時】選項卡中可以設置動畫出現的方式(“單擊時”“與上一動畫同時”“上一動畫之後”)、動畫出現時的延遲時間、持續時間、是否重複出現等。
“延遲時間”可以使對象在設定的“開始”動作發生後,再延時若幹時間才開始動畫,設置的時間以“秒”為單位,如延遲時間設置為“01.00(秒)”。
“持續時間”用來指定動畫的長度,設置的時間以“秒”為單位,如持續時間設置為“00.25(秒)”。該值越大,則動畫播放得越慢。
③ 【正文文本動畫】選項卡中可以設置文本對象是作為一個整體同時出現還是以段落為單位逐段出現。
在【動畫】窗格中,選中某一動畫,單擊底端的“重新排序”按鈕 (或拖動每個動畫改變其上下位置)即可調整動畫的出現順序。
打開“大學計算機基礎.pptx”演示文稿,選中第2張幻燈片的內容文本框,為它設置兩個動畫效果,一個是單擊鼠標時,它從右側“飛入”,序列方式為“逐個”,持續時間為“00.25(秒)”,延遲時間為“01.00(秒)”;另一個是“上一動畫之後”,延遲“01.00(秒)”後出現“強調”動畫,效果是“放大\/縮小”,持續時間為“01.00(秒)”。設置後,單擊窗體狀態欄上的“幻燈片放映”按鈕 ,可以看到文本先逐個飛入,然後再放大\/縮小。
(5) 設置動畫觸發器
一般情況下,動畫隻能按【動畫】窗格中的先後順序播放。若用戶需要通過單擊某個對象來控製動畫的播放,就需在對象上設置好動畫後,再為動畫設置觸發器;用戶單擊觸發器,來觸發相應的動畫播放。
打開“大學計算機基礎.pptx”演示文稿,在最後插入一張空白版式的幻燈片,在幻燈片中按如下步驟操作:
① 在幻燈片上插入“計算機”和“汽車”兩個剪貼畫,分別為它們設置“旋轉”和“輪子”的動畫效果,在【動畫窗格】 可以看到係統給它們的默認名稱分別是“Picture2” 和“Picture3” (圖435)。
圖435 設置觸發器
② 在幻燈片上插入兩個文本框,分別輸入“計算機展示”和“汽車展示”(係統給它們的默認名稱分別為“TextBox9”和“TextBox10”)。
③ 選中“計算機”剪貼畫,在【動畫】 選項卡中單擊“觸發”按鈕右側的小三角箭頭,在列表中選擇“單擊”->“TextBox9”,則將“計算機展示”文本框(TextBox9)設置為“計算機”剪貼畫的動畫觸發器(圖435)。
④ 選中“汽車”剪貼畫,在【動畫】 選項卡中單擊“觸發”按鈕右側的小三角箭頭,在列表中選擇“單擊”->“TextBox10”,則將“汽車展示”文本框(TextBox10)設置為“汽車”剪貼畫的動畫觸發器。
⑤ 按下Shift+F5鍵,放映當前幻燈片,幻燈片上顯示“計算機展示”和“汽車展示”兩個文本框,單擊任意一個文本框即可使對應的圖片以設定的動畫方式出現。
提示:在PowerPoint 2010中有一個和 “格式刷”功能相近的工具——“動畫刷”,利用“動畫刷”可以快速地複製動畫效果到其他對象上。首先選中已設置好動畫的對象,再在【動畫】 選項卡中單擊“動畫刷”按鈕,此時鼠標指針旁邊會多一個小刷子圖標;用這種格式的鼠標單擊另一個對象(文字、圖片均可),可為第二個對象設置與第一個對象相同的動畫。
2. 設置幻燈片的切換效果
自定義動畫主要是為幻燈片上的對象(如文本框、圖片、表格等)設置動畫。在放映過程中由一張幻燈片進入另一張幻燈片時(即幻燈片切換),也可以設置切換效果,使幻燈片更具有趣味性。
在【切換】 選項卡(圖436)中有幻燈片切換效果的各種選項,設置方式和自定義動畫的設置方式類似。打開“大學計算機基礎.pptx”演示文稿,選中第2張幻燈片,設置“自右側”“推進”的切換效果,按下F5鍵放映幻燈片,發現隻有第2張幻燈片以“自右側”“推進”的方式出現。單擊【計時】 功能組中的“全部應用”按鈕,再次按下F5鍵放映幻燈片,發現所有幻燈片均以“自右側”“推進”的方式出現。
圖436【切換】 選項卡
三、 實驗任務
打開實驗三保存的“旅遊小貼士.pptx”演示文稿,完成下列任務:
1. 為第3張幻燈片“備好9種證件……”中的內容文本框按段落設置強調動畫,動畫效果為“蹺蹺板”。
2. 為第5張幻燈片“旅遊必備寶典”的SmartArt圖形設置進入動畫,動畫效果是:從底部逐個飛入,並將標題設置為觸發器,即單擊標題時觸發動畫。
3. 為第6張幻燈片“旅遊注意事項”上的剪貼畫添加兩個動畫效果:進入動畫(動畫效果是:彈跳)和動作路徑動畫(動畫效果是:漏鬥)。
4. 設置所有幻燈片的切換效果為:擦除,自右側。
5. 保存文件,下一實驗任務中將再次使用該演示文稿。
實驗五幻燈片放映和發布
一、 實驗目的
1. 掌握演示文稿放映的設置方法。
2. 掌握打包發布演示文稿的方法。
二、 操作指導
演示文稿製作完後,可以根據需要設置放映方式。PowerPoint 2010提供了網上發布功能,可以將文稿發布到網上,也可以將演示文稿創建為PDF文檔或視頻。
1. 設置和放映演示文稿
幻燈片製作結束後,可根據需要在【幻燈片放映】 選項卡(圖437)中設置放映方式、調整放映順序、設置每一張幻燈片的放映時間以及放映幻燈片。
圖437【幻燈片放映】 選項卡
(1) 普通手動放映
選中幻燈片,單擊選項卡上的“隱藏幻燈片”命令,可以將選中的幻燈片設為隱藏。設置為隱藏的幻燈片在編輯時可見,但放映時不可見。
在選項卡中單擊“從頭開始”按鈕,可完整地放映所有未設為隱藏的幻燈片;單擊“從當前幻燈片開始”則從當前幻燈片開始放映。放映時按下空格(Space)鍵或回車(Enter)鍵,可進行下一個放映;按下Esc鍵可退出放映。
(2) 自定義放映
同一個演示文稿,可以製定多套放映方案,實際放映時,根據不同的場合,選擇不同的放映方案。
在【幻燈片放映】 選項卡中單擊“自定義幻燈片放映”->“自定義放映”命令,在彈出的【自定義放映】 對話框(圖438(a))中單擊“新建”按鈕;在【定義自定義放映】 對話框(圖438(b))中選擇要放映的幻燈片,同時用最右側的
按鈕調整幻燈片放映的先後順序,在頂端的輸入框中為該放映計劃命名;單擊“確定”按鈕可返回【自定義放映】 對話框,並在對話框中列出已建好的放映計劃(圖438(c))。選中某一個放映計劃,可進行“編輯”“刪除”“複製”和“放映”等操作。
圖438(a)自定義放映(1)
圖438(b)自定義放映(2)
圖438(c)自定義放映(3)
圖438(d)自定義放映(4)
為“大學計算機基礎.pptx”演示文稿製定兩套放映方案:Aclass和Bclass。其中Aclass放映1~4張幻燈片,Bclass放映1~5張幻燈片。兩個放映方案的名稱會出現在“自定義放映”按鈕下的列表中(圖438(d)),單擊任一方案名稱,即可放映該方案。
(3) 排練計時
排練計時是先由人工控製,將幻燈片按照設定好的節奏完整地播放一遍,同時記錄下每張幻燈片中每個對象的放映時間,並保留下來。以後再次放映時,可按照此排練計時設置好的時間和順序進行放映,不再需要人工幹預,實現演示文稿的自動放映。
在【幻燈片放映】 選項卡中單擊“排練計時”按鈕,幻燈片全屏顯示進入放映排練狀態,同時在屏幕的左上角打開【錄製】 工具欄(圖439)並自動計時,操作者根據需要單擊鼠標控製每一個對象的出場時間。
圖439【錄製】 工具欄
圖440提示對話框
全部幻燈片播放結束後,彈出提示對話框(圖440),提示總的排練計時時間,並詢問是否保留幻燈片的排練時間,單擊“是(Y)”按鈕將保存每張幻燈片的排練計時時間。
在“幻燈片瀏覽”視圖中,每張幻燈片的左下角會顯示放映該張幻燈片所需時間。
(4) 設置放映方式
在【幻燈片放映】 選項卡中單擊“設置幻燈片放映”按鈕,可彈出【設置放映方式】 對話框(圖441)來設置放映方式。幻燈片放映類型有三種,分別適合不同的場合。幻燈片的換片方式有兩種:手動放映和利用已有的排練計時自動放映。
圖441【設置放映方式】 對話框
三種放映類型的特點如下:
“演講者放映”:演講者一邊講解一邊放映幻燈片,是最常用的放映方式。在放映過程中以全屏顯示幻燈片,演講者能控製幻燈片的放映,暫停演示文稿,並將鼠標指針設置為“筆”或“熒光筆”在幻燈片上書寫(圖442)。
“觀眾自行瀏覽”:由觀眾自己動手使用計算機觀看幻燈片。觀眾可以用鼠標單擊、轉動滾輪,或單擊回車鍵、空格鍵都可以放映幻燈片,但不支持在幻燈片上書寫。
“在展台瀏覽”:該類型是三種放映類型中最簡單的方式,這種方式將自動全屏放映幻燈片,並且循環放映演示文稿。在放映過程中,除了通過超鏈接或動作按鈕來進行切換以外,其他的功能都不能使用。如果要停止放映,隻能按Esc鍵來終止。
圖442幻燈片放映時書寫
采用前兩種放映類型時,換片方式若設為“手動”,則需要演講者或觀眾手動操作;若換片方式設為“如果存在排練時間,則使用它”,則放映過程自動完成,不需要任何人員幹預。而采用第三種放映類型時,若換片方式設置為“手動”,則幻燈片無法放映。
該對話框中還可以設置是否循環放映、放映時是否加旁白和動畫;也可以設置放映某段連續編號的幻燈片,或選用在“自定義放映”中設置的放映方案來放映,大家都可以在對話框中試一試,並對比一下效果。
2. 錄製幻燈片演示
利用PowerPoint現場演講的受眾範圍通常是有限的,如果能將演講過程錄製成視頻,則可以讓更多的人看到演講過程。錄製幻燈片演示,可按下列步驟操作:
① 打開要錄製的演示文稿,在【幻燈片放映】 選項卡的中勾選“播放旁邊”“使用計時”和“顯示媒體控件”後,單擊“錄製幻燈片演示”按鈕的向下小箭頭,在展開的選項中選擇“從頭開始錄製”命令(圖443(a))。在彈出的【錄製幻燈片演示】 對話框(圖443(b))中,將對話框中的兩項都選中,單擊“開始錄音”按鈕。
圖443(a)錄製幻燈片演示(1)
圖443(b)錄製幻燈片演示(2)
② 按F5鍵,放映幻燈片,在放映的同時會將整個放映過程錄製下來。
③ 放映結束,保存視頻文件,這是最關鍵的一步。在【文件】 選項卡下單擊“保存和發送”->“創建視頻”命令(圖443(c)),單擊右下角的“創建視頻”按鈕,則會彈出“另存為”對話框,在對話框中選擇合適的路徑和文件名即可保存為視頻。
圖443(c)錄製幻燈片演示(3)
提示:在圖443(c)所示的界麵右側有兩個下拉列表,第一個是關係到最終視頻文件的質量,如果是上傳到Internet上供人下載或刻錄DVD,可以選擇“Internet和DVD”;第二個是選擇“使用錄製的計時和旁白”,一般都會選擇,否則需要後期配音。這兩個選項都可以根據具體需求做調整。
提示:如果錄完視頻後覺得效果不理想可以重新錄製,需要單擊圖443(a)中的“清除”按鈕,先清除相關的旁邊錄音,然後再重新錄製。
2. 打包演示文稿
為了在沒有安裝PowerPoint 2010的計算機中放映演示文稿,可將演示文稿所需的文件打包成CD,在其他計算機中打開即可進行放映。具體操作步驟如下:
① 單擊【文件】 選項卡,單擊“保存並發送”->“將演示文稿打包成CD”命令,在界麵的最右側單擊“打包成CD”按鈕(圖444(a))。
圖444(a)打包演示文稿(1)
② 在彈出的【打包成CD】 對話框中,單擊“選項”按鈕(圖444(b)),彈出【選項】 對話框,在對話框中設置要包含的內容和安全密碼,單擊“確定”按鈕(圖444(c)),返回【打包成CD】 對話框。
圖444(b)打包演示文稿(2)
圖444(c)打包演示文稿(3)
圖444(d)打包演示文稿(4)
③ 在【打包成CD】 對話框中輸入打包後的文件名,單擊“複製到文件夾”按鈕(圖444(b))。
④ 在彈出的【複製到文件夾】 對話框中輸入文件夾的名稱,單擊“瀏覽”按鈕,選擇打包後文件的保存位置,單擊“確定”按鈕(圖444(d))。
⑤ 在彈出的提示對話框中,單擊“是”按鈕即可完成打包(圖444(e))。
圖444(e)打包演示文稿(5)
打包完成後,雙擊打包的文件即可放映。
三、 實驗任務
打開實驗三保存的“旅遊小貼士.pptx”演示文稿,完成下列任務:
1. 自定義放映的幻燈片,隻放映編號為偶數的幻燈片,並將放映方案命名為“國內旅遊簡介”。
2. 放映“國內旅遊簡介”方案中的幻燈片,並進行排練計時。
3. 設置放映方式,放映類型為“在展台瀏覽(全屏幕)”。
4. 為該演示文稿創建視頻,錄製後的視頻文件名稱為“國內旅遊小貼士.wmv”。
5. 將該演示文稿打包,使其在沒有安裝PowerPoint 2010的計算機中也能放映。
附錄一計算機理論基礎知識點講解
附錄
附錄一計算機理論基礎知識點講解
第一講數製和信息編碼
1 什麼是數製,數製有哪些基本要素?
數製就是數的表示規則,如我們生活中常用的十進製、鍾表計時使用的六十進製、計算機使用的二進製等都是數製。數製有三個基本要素:數碼、基數和位權。
數碼是指用來表示數據的基本數字符號,如十進製的基本數字符號是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9;二進製的基本數字符號數0和1。
基數是指數碼的個數,每逢超過或等於基數,就要向相鄰的高位進一。如十進製數碼的個數是10(逢十進一);二進製數碼的個數是2(逢二進一)。
位權是以基數為底的指數函數,如十進製數123.45各位的位權分別是102、101、100、10-1、10-2;二進製數101.01各位的權分別是22、21、20、2-1、2-2。表A11給出了二進製、八進製、十六進製的基本要素。
表A11各進製的基本要素
數製十進製二進製八進製十六進製
數碼0,1,…,90,10,1,…,70,1,…9,A,B,C,D,E,F
基數102816
規則逢十進一
借一當十逢二進一
借一當二逢八進一
借一當八逢十六進一
借一當十六
權10i2i8i16i
表示形式DecimalBinaryOctalHexadecimal
注意:十六進製除了使用0~9十六個基本符號外,又增加了A、B、C、D、E、F六個基本符號,分別對應十進製的10、11、12、13、14、15。
十進製數0~15與二進製、八進製、十六進製對應關係如表A12所示。
表A12十進製與二進製、八進製、十六進製對應關係
十進製二進製八進製十六進製十進製二進製八進製十六進製
000000081000108
100011191001119
200102210101012A
300113311101113B
401004412110014C
501015513110115D
601106614111016E
701117715111117F
2 計算機內部用什麼數製表示數據,為什麼?
計算機內部采用二進製表示數據,其主要原因是二進製具有以下優點:
1) 易於物理實現,可靠性高。二進製僅有兩個數碼0和1,可以用兩種不同的穩定狀態(如有磁和無磁、高電位和低電位)來表示,且傳輸和處理時不易出錯,因而可以保障計算機具有很高的可靠性。
2) 運算規則簡單。與十進製數相比,二進製數的運算規則(逢二進一)要簡單得多,這不僅可以使運算器的結構得到簡化,而且有利於提高運算速度。
3) 適合邏輯量運算。二進製的0和1可用來分別表示邏輯代數中的“真”(True)和“假”(False),方便邏輯運算。
4) 二進製數與十進製數之間的轉換相當容易。人們使用計算機時,可以使用自己所習慣的十進製數,而計算機將其自動轉換成二進製數存儲和處理;輸出處理結果時,又將二進製數自動轉換成十進製數,這給工作帶來極大的方便。
3 計算機中的信息是如何存儲的?
計算機中各種信息(數值、文字、圖形、聲音、命令、程序等)在計算機內部都是用二進製來表示的。每個二進製位(0或1)又稱為“位”或“比特”,用“b”表示,比特是組成二進製信息的最小單位。
二進製在計算機中存儲時,常以字節(Byte)為最基本的存儲單位,一個字節包含8個比特(二進製位),字節用“B”表示,1B=8bits。
若字節數較大時,可用千字節(KB)、兆字節(MB)、吉字節(GB)和太字節(TB)來表示,它們按210遞增。
1KB=210B=1024B1MB=210KB=220B1GB=210MB=230B
需要說明的是:生產廠家在標注外存儲器(硬盤、光盤、U盤)容量時,常以10的冪次為單位,1KB=103B,1MB=103KB=106B,1GB=103MB=109B,所以廠家標注的160GB的硬盤,操作係統顯示的確是149.05GB,小於廠家的標稱值。
4 寫出下列二進製數算術運算的結果。
1011+101=?1001-111=?1010×101=?1111÷101=?
二進製的基本運算規則是:逢二進一、借一當二,運算過程和運算結果如下。
1011+10110000
1001-11110
1010×101101000001010110010
〖5〗11
101)1111
101
〖4〗101
〖4〗101
〖6〗0
1011+101=10000
1001-111=10
1010×101=110010
1111÷101=11
5 寫出下列二進製邏輯運算的結果。
1011 1001∨1101 1011=?1011 1001∧1011 1001=?1011 1001=?
常見的邏輯運算有:
邏輯乘(與):用符號“AND”或“∧”或“·”表示;
邏輯加(或):用符號“OR”或“∨”或“+”表示;
取反(非):用“NOT”或“-”表示。
可用二進製的1表示邏輯“真”;用0表示邏輯“假”
邏輯乘的基本規則如下,可以歸納為:全“真”(True)才為“真”(True)。
1∧1=1;1∧0=0;0∧1=0;0∧0=0
邏輯加的基本規則如下,可以歸納為:全“假”(False)才為“假”(False)。
1∨1=1;1∨0=1;0∨1=1;0∨0=0
取反的基本規則是:“真”取反為“假”;“假”取反為“真”。
0=1;1=0
當兩個多位二進製進行邏輯運算時,按位獨立進行,即相鄰位之間不發生進位或借位,運算結果如下。
1011 1001∨1101 10111111 1011
1011 1001∧1101 10111001 1001
1011 1001=0100 0110
6 簡述二進製、八進製、十六進製和十進製之間是如何轉換的。
二進製、八進製、十六進製和十進製之間的轉換規則可用圖A11來說明。
圖A11二進製、八進製、十六進製和十進製之間的轉換規則
7 將十進製數123.45分別轉換為二進製和十六進製(保留小數點後兩位)。
十進製數轉換為R進製(R可以為二、八、十六),需要將十進製數分成整數和小數兩部分,分別轉換,然後拚起來。
整數部分:除R倒取餘——將整數部分除以R,得到一個商和一個餘數;商再除以R又得到一個商和餘數……如此反複,直到商等於0為止。最後,將得到的所有餘數按倒序排列(即第一個得到的餘數是最低位,最後得到的餘數是最高位),即可得到對應的R進製。
小數部分:乘R正取整——將小數部分乘以R,取出積的整數部分,將積的小數部分再乘以2……如此反複,直到乘積的小數部分等於0或滿足精度要求為止。最後,將得到的所有整數按正序排列(即第一個得到的餘數是最高位,最後得到的餘數是最低位),即可得到對應的R進製。
將整數部分和小數部分組合在一起,就可以得到轉換結果,轉換過程和轉換結果如下。
(123.45)10≈(11110 11.01)2(123.45)10≈(7C.73)16
8 將二進製數1101.01、八進製數12.6、十六進製數2BA.4轉換為十進製數。
將R進製(R可以為二、八、十六)轉換為十進製的方法是:將R進製按權展開成多項式,並將各項相加即可得到相應的十進製。轉換過程和轉換結果如下。
(1101.01)2=1×23+1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2=8+4+1+0.25=(13.25)10
(12.6)8=1×81+2×80+6×8-1=8+2+0.75=(10.75)10
(2BA.4)16=2×162+11×161+10×160+4×16-1=512+176+10+0.25=(698.25)10
9 將二進製數1101.10111轉換為八進製數和十六進製數。
由於八進製有8個數碼,需要用3位二進製才能表示1位八進製(23=8)。二進製數轉換為八進製數,隻需要以小數點為分界點,向左、向右每3位二進製用1位八進製來表示;若不足3位,可在整數的最高位和小數的最低位補“0”湊足3位。
而十六進製有16個數碼,需要用4位二進製才能表示1位十六進製(24=16)。二進製轉換為十六進製,需將4位二進製用1位十六進製表示,其餘同八進製。轉換過程和轉換結果如下。
(10101.10111)2=(010 101. 101 110)2=(25.56)8
(10101.10111)2=(0001 0101. 1011 1000)2=(15.B8)16
10 將八進製數14.26、十六進製數1D6.7CE轉換為二進製數。
八進製轉換為二進製,隻需將每位八進製用3位二進製來表示,然後去掉整數最高位的“0”和小數最低位的“0”即可。
十六進製轉換為二進製,隻需將每位十六進製用4位二進製來表示,其餘同八進製。
(14.26)8=(001 100. 010 110)2=(1 100.010 11)2
(1D6,7CE)16=(0001 1101 0110. 0111 1100 1110)2=(1 1101 0110.0111 1100 111)2
11 數值數據在計算機中是如何表示的?
計算機中的數值數據分成整數和實數兩大類。整數又分成無符號整數和帶符號整數兩類,如圖A12所示。
圖A12數值數據的分類
1) 無符號整數
無符號整數所有的二進製位都表示數值,它一定是一個正整數;無符號整數的位數通常是8的整數倍,如8位、16位、32位、64位等。
如二進製無符號整數1101 0110,對應的十進製整數是214。
(1101 0110)2=1×27+1×26+0×25+1×24+0×23+1×22+1×21+0×20=(214)10
2) 帶符號整數
帶符號整數將二進製的最高位作為符號位,最高位的“0”表示“+”,最高位的“1”表示“-”,其餘各位表示數值大小。如8位帶符號二進製數1101 0110對應的實際二進製數是-1010110,而01010110對應的實際二進製數是+1010110。
帶符號整數有三種表示方法,分別是:原碼、補碼和反碼。
12 十進製數+6和-6用八位二進製表示,對應的原碼、補碼和反碼各是多少?
若不考慮符號,數字6用八位二進製可表示為:00000110,用原碼表示時,隻需將最高位用相應的符號位表示即可,所以:
(+6)原=00000110(-6)原=10000110
對於正數而言,其反碼和補碼都與原碼相同,所以:
(+6)反=(+6)補=(+6)原=00000110
對於負數而言,在負數原碼的基礎上,符號位保持不變(仍為“1”),將數值部分每一位取反即可得到該負數的反碼;而將負數反碼的末位加“1”即可得到該負數的補碼,所以:
(-6)反=11111001(-6)補=11111001+1=11111010
13 +0和-0用八位二進製表示,對應的原碼、補碼和反碼各是多少?
(+0)原=00000000 (-0)原=10000000
(+0)反=00000000(-0)反=11111111
(+0)補=00000000
(-0)補=11111111+1=00000000(由於隻有8位,超過8位的進位自動舍去)
從上麵可以看到,數值“0”的原碼和反碼有兩種表示形式,而數值“0”的補碼隻有一種表示形式。在原碼中表示“-0”的8位二進製編碼1000 0000在補碼被指定表示負數-128。
14 8位、16位二進製的原碼和補碼所能表示的數據範圍各是多少?
表A13列出了八位二進製原碼和反碼表示數據的範圍。從表中可以看出,由於用補碼表示時,+0和-0的補碼表示相同,8位二進製數的補碼相比8位二進製的原碼多了一組編碼1000 0000,故規定該組編碼與十進製的-128相對應。8位二進製原碼的表示範圍是-(27-1)~+(27-1),即-127~+127;8位二進製補碼的表示範圍是-[(27-1)+1]~+(27-1),即-128~+127。
表A138位二進製數原碼和補碼的表示範圍
二進製原碼(對應的十進製)二進製補碼(對應的十進製)
0000 0000(0)0000 0000(0)
0000 0001(1)0000 0001(1)
0000 0010(2)0000 0010(2)
(續表)
二進製原碼(對應的十進製)二進製補碼(對應的十進製)
…………………………………………
0111 1101(125)0111 1101(125)
0111 1110(126)0111 1110(126)
0111 1111(127)0111 1111(127)
1000 0000(-0)1000 0000(-128)
1000 0001(-1)1000 0001(-127)
1000 0010(-2)1000 0010(-126)
…………………………………………
1111 1101(-125)1111 1101(-3)
1111 1110(-126)1111 1110(-2)
1111 1111(-127)1111 1111(-1)
類似地:
16位二進製原碼的表示範圍是 -(215-1)~+(215-1),即 -32767~+32767。
16位二進製補碼的表示範圍是 -[(215-1)+1]~+(215-1),即 -32768~+32767。
推廣可知:
n位二進製的原碼的表示範圍是:即-(2(n-1)-1)~2(n-1)-1。
n位二進製的補碼的表示範圍是:即-2(n-1)~2(n-1)-1。
15 帶符號整數用補碼表示有什麼好處?
雖然用原碼表示帶符號整數符合我們日常的表示習慣,但用原碼表示時,數值“0”有兩種不同表示(“+0”和“-0”),且用原碼做運算時,加法和減法的運算規則不統一,需要分別使用加法器和減法器來完成,增加了CPU的成本。
用補碼表示時,數值“0”隻有一種表示形式,而且采用補碼表示負數後,加法和減法運算可以統一使用加法來完成(見下題)。為此,在計算機內部,帶符號二進製整數常用補碼形式表示。
16 用補碼來計算4-15。
首先將4-15的計算式轉換為加法:4-15=4+(-15),用補碼計算時,就轉換為:(+4)補+(-15)補,下麵要分別計算出(+4)補和(-15)補
(+4)原=0000 0100(+4)補=(+4)原=0000 0100
(-15)原=1000 1111(-15)補=1111 0000+1=1111 0001
(+4)補+(-15)補=0000 0100+1111 0001=1111 0101
1111 0101是一個補碼,對一個數的補碼再次按補碼規則轉換,即可得到該數的原碼,即[[x]補]補=[x]原。對1111 0101再次求補即可得到的原碼是1000 1011,對應的真值是-000 1011,相應的十進製數是-11,所以(+4)補+(-15)補=(-11)補。
說明:
對一個數的補碼再次按補碼規則轉換,即可得到該數的原碼,[[x]補]補=[x]原
對一個數的反碼再次按反碼規則轉換,即可得到該數的原碼,[[x]反]反=[x]原
17 實數在計算機中是如何表示的?
實數是指既有整數部分又有小數部分的數。任何一個實數都可以表示成一個乘冪和一個純小數的積,如:
(123.45)10=0.12345×103
(101.11)2=0.10111×2101(二進製乘冪中的指數部分也用二進製表示)
(0.00010111)2=0.10111×2-101
由此可見,任意一個實數在計算機內部都可以用指數(稱為“階碼”)和“尾數”(一個純小數)來表示,這種表示方法稱為“浮點表示法”。
如用32位二進製表示一個浮點數,可用下列格式:
←1位→7位←1位→23位
階符階碼 尾符尾數
(0.00010111)2=0.10111×2-101,可以表示為:
10000101000000000000000000010111
相對而言:整數和純小數可以看作是小數點位置固定的浮點數,它們被稱為“定點數”。
18 什麼是字符集和字符編碼?常用的字符集和字符編碼有哪些?
在計算機中,不僅數值數據用二進製表示,字符數據(各種字符和漢字)也用二進製數進行編碼。
字符是各種文字和符號的總稱,包括各國家文字、標點符號、圖形符號、數字等。一個係統支持的所有抽象字符的集合稱為字符集。字符集中每一個字符各有一個代碼,即字符的二進製表示,稱為該字符的編碼。
常見字符集有ASCII字符集、GB2312字符集、BIG5字符集、GB18030字符集、Unicode字符集等。對這些字符集進行編碼,使計算機能夠識別和存儲各種文字。
1) ASCII字符集&編碼
ASCII(美國信息交換標準代碼)是基於拉丁字母的一套電腦編碼係統。它主要用於顯示現代英語,而其擴展版本EASCII則可以勉強顯示其他西歐語言。它是現今最通用的單字節編碼係統(但是有被Unicode追上的跡象),並等同於國際標準ISO\/IEC 646。
ASCII字符集主要包括控製字符(回車鍵、退格、換行鍵等),可顯示字符(英文大小寫字符、阿拉伯數字和西文符號)。
標準ASCII編碼使用7位(bit)二進製表示一個字符,共128(27)個字符(具體編碼如表A15所示)。由於計算機以字節(8位)作為最基本的存儲和處理單位,故一般仍使用一個字節來存放一個ASCII碼,此時,每個字節多出來的一位(最高位)在計算機內部通常保持為“0”,而在數據傳輸時可用作奇偶校驗位。
b7
b6
b5
b4
b3
b2
b1
b0
0
x
x
x
x
x
x
x
2) GB2312及GBK字符集&編碼
為了適應計算機處理漢字的需要,我國先後發布了三個漢字編碼標準,它們分別是:GB2312漢字編碼、GBK漢字內碼擴充規範、GB18030漢字編碼標準。
GB2312漢字編碼是1981年我國頒布的第一個國家標準,內含6763個常用漢字和682個非漢字字符(包括數學符號、羅馬希臘字母、日文假名等),每個漢字用兩個字節表示。
GB2312的出現,基本滿足了漢字的計算機處理需要,但對於人名、古漢語等方麵出現的罕用字,GB2312不能處理,這導致了後來GBK及GB 18030漢字字符集的出現。
GBK在GB2312字符的基礎上又新增了1萬多個漢字和200多個圖形符號。GBK漢字在計算機中也使用雙字節表示,並與GB2312向下兼容,所有與GB2312相同的字符其編碼相同,新增的漢字和符號另外編碼。
3) UCS\/Unicode字符集&編碼
GB2312和GBK主要包含我們國家使用的漢字,為了使計算機能統一處理、存儲和傳輸世界上各個國家和民族6000多種不同的語言和文字,國際標準化組織製定了“通用多8位編碼字符集”UCS標準,對應的工業標準為Unicode。
雖然Unicode統一了編碼方式,但是它的效率不高,比如UCS4規定用4個字節存儲一個符號,那麼每個英文字母前三個字節都必然是0,這對存儲和傳輸來說都很耗資源。為了提高Unicode的編碼效率,於是出現了UTF8、UTF16兩種編碼方案。UTF8可以根據不同的符號自動選擇編碼的長短,比如英文字母可以隻用1個字節就夠了。這兩種編碼方案已在Windows、Unix和Linux操作係統及很多因特網應用(如網頁、電子郵件)中廣泛使用。
4) GB18030漢字編碼
無論是UTF8還是UTF16,它們的字符集中雖然包含了我國已使用多年的GB2312和GBK標準中的漢字,但它們的編碼卻完全不同。為了既與UCS\/Unicode標準接軌,又能保護我國已有的大量漢字信息資源,在2000年我國發布了GB18030漢字編碼標準。
GB18030實際上是Unicode字符集的另一種編碼方案,它既與ASCII兼容,又與GB2312及GBK保持兼容,此外還新增了158萬個4字節編碼用於表示UCS\/Unicode中的其他字符,GB18030漢字編碼標準已在我國信息產品中強製貫徹執行。
19 什麼是BCD碼?寫出十進製數123的二進製、八進製、十六進製、ASCII碼和BCD碼的各種表示。
BCD碼:Binary Coded Decimal(二-十進製編碼)是用4位二進製數來表示1位十進製數中的0~9這10個數碼。表A14列出了BCD的編碼表。
表A14BCD編碼表
十進製0123456789
BCD碼0000000100100011010001010110011110001001
表A15是一個完整的7位ASCII編碼表。
表A157位ASCII編碼表
d6d5d4
d3d2d1d0000001010011100101110111
0000NULDLESP0@P、p
0001SOHDC1!1AQaq
0010STXDC2“2BRbr
0011ETXDC3#3CScs
0100EOTDC4$4DTdt
0101ENQNAK%5EUeu
0110ACKSYN&6FVfv
0111BELETB7GWgw
1000BSCAN(8HXhx
1001HTEM)9IYiy
1010LFSUB*:JZjz
1011VTESC+;K[k{
1100FFFS, 1101CRGS-=M]m} 1110SORS.>N∧n~ 1111SIUS\/?O-oDEL 參照這兩個表和前麵介紹的各種進製轉換的方法,十進製數123的二進製、八進製、十六進製、ASCII碼和BCD碼的各種表示如下: 123的十進製記為:123 123的二進製記為:1111011 123的八進製記為:173 123的十六進製記為:7B 123的BCD碼記為:0001 0010 0011 123的ASCII碼記為00110001 00110010 00110011 20 國標碼就是(機)內碼嗎?它們之間有怎樣的對應關係? 國標碼是指我國發布的GB2312編碼,它用0和1編碼漢字,每個漢字在計算機內部用2個字節表示,每個字節的最高位為0,如圖A13所示。 0xxxxxxx 第1字節 0xxxxxxx 第1字節 圖A13GB2312漢字國標碼 如漢字“大”的國標碼是:00110100 01110111。 由於ASCII編碼中每個字符占一個字節,最高位也為0,這樣就給計算機內部處理帶來問題。為了區分某個編碼是漢字編碼還是ASCII碼,在計算機內部存儲漢字時用(機)內碼進行存儲。 機內碼在國標碼的基礎上每個字節的最高位由0變為1,如圖A14所示。 1xxxxxxx 第1字節 1xxxxxxx 第1字節 圖A14GB2312漢字機內碼 漢字“大”的國標碼和機內碼如下: 國際碼 00110100 機內碼 10110100 第1字節 01110111 11110111 第2字節 圖A15漢字“大”的國標碼和機內碼 21 計算機中漢字是如何處理的? 漢字集大,比西文字符編碼複雜,計算機在處理漢字時,漢字的輸入、存儲和輸出過程中要使用不同的編碼,之間要進行相互轉換,過程如圖A16所示。 圖A16漢字信息處理係統的模型 漢字輸入采用的是輸入碼(外碼),在計算機內部存儲采用的是內碼,輸出采用的是字形碼。 1) 漢字輸入碼(外碼),是用鍵盤上的字母符號編碼每一漢字的編碼,它使人們通過鍵入字母符號代替鍵入漢字。常用的輸入碼有:拚音碼(搜狗拚音、微軟拚音)、字型碼(五筆字型)、區位碼等。 2) 漢字(機)內碼,是指計算機內部存儲,處理加工和傳輸漢字時所用的由0和1符號組成的代碼。機內碼是漢字最基本的編碼,不管是什麼漢字係統 和漢字輸入方法,輸入的漢字外碼到機器內部都要轉換成機內碼,才能被存儲和進行各種處理。 3) 漢字字形碼,是存放漢字字形的編碼,它與漢字內碼一一對應,每個漢字的字形碼是預先存放在計算機內的,常稱為漢字字庫。計算機輸出漢字時,先根據內碼在字庫中查到其字形碼,得知字形信息,然後就可以顯示或打印輸出。 字形碼通常有兩種表示方式:點陣字形法和輪廓字形法。 ① 點陣字形法:用排列成方陣的黑白點陣來描述漢字,若點陣中的黑點用二進製數“1”表示,點陣中的白點就用“0”表示,如 圖A17“大”的字形碼 圖A17所示。一個16×16點陣需要256個二進製位(bit)來表示,對應的字節數是:(16×16)\/8=32B(字節)。點陣規模愈大,字型愈清晰美觀,鋸齒現象也就越小,但所占存儲空間也愈大。 ② 輪廓字形法:采用數學方法描述漢字的輪廓曲線,輪廓法描述的字形與最終文字顯示的大小、分辨率無關,因此,可以產生高質量的漢字輸出。Windows中使用的TrueType技術就是漢字的矢量表示方式。 22 計算機中的圖像是如何表示的? 計算機中表示圖像的方法有兩種:位圖方法和矢量方法,由此形成兩種圖像:位圖圖像和矢量圖。 1) 位圖圖像 位圖圖像是將圖像劃分成均勻的網格狀,如640列×480行=307200個單元格,每個單元格稱為像素,對每個像素進行編碼,就可以得到整個圖像的編碼。 ① 黑白圖像。像素的顏色隻有白色和黑色,用1表示白色,用0表示黑色,每一行像素的編碼構成一個0、1序列,按順序將所有的編碼連起來,就構成了圖像的編碼。 ② 灰度圖像。像素的顏色除了黑、白,還有介於兩者之間的不同程度的灰色,需要用多位二進製編碼表示它們之間的差別。計算機中通常用8位二進製來表示灰度圖像的每一個像素點,每個像素點可以是介於0000 0000~1111 1111中的某個值;其中0000 0000表示黑色,1111 1111表示白色,位於它們之間的其他值則表示由深到淺的某一種灰色。 ③ 彩色圖像。每個像素的顏色要給出三個基本顏色:紅色、綠色和藍色的值,這3個基本顏色不同值的組合形成了各種不同的色彩。對於24位真彩色圖像而言,紅色分量、綠色分量和藍色分量的值分別用8位二進製來表示,這樣每個像素點用24位二進製表示,24位編碼可以表達的顏色共有224=16777216種,顏色之多,肉眼無法識別臨近顏色的差別,故稱為真彩色。 2) 矢量圖 矢量方法是把圖像分解為曲線和直線的組合,用數學公式定義這些直線和曲線。這些數學公式是重構圖像的命令,計算機存儲這些指令,需要生成圖像的時候,隻要輸入圖像的尺寸,計算機就能按照這些指令生成圖像,生成的圖像稱為矢量圖。 位圖圖像質量高,數碼相機使用的就是這種方法,位圖圖像放大時會變得模糊;矢量圖看起來沒有位圖圖像真實,但放大或縮小時,能夠保持原來的清晰度,不失真。矢量圖適合於藝術線條和卡通繪畫,計算機輔助設計係統采用的就是矢量圖像技術。 23 什麼是顏色深度?如何計算一幅位圖圖像的大小? 位圖圖像表示每個像素點所用的二進製的位數稱為顏色深度。黑白圖像的每個像素點用1位二進製(0或1)表示,黑白圖像的顏色深度是1;通常灰度圖像的每個像素點用8位二進製表示,灰度圖像的顏色深度是8;而彩色圖像的顏色深度取決於每個像素點分別用幾位二進製表示紅色分量、綠色分量和藍色分量的值。若一幅彩色圖像每個像素點分別用m、n和p位二進製表示紅色分量、綠色分量和藍色分量的值,則該幅彩色圖像的顏色深度就是m+n+p。 圖像的分辨率和顏色深度決定了圖像文件的大小,計算公式為: 列數×行數×顏色深度÷8=圖像的字節數 如,一個分辨率為1024×768的彩色圖像,分別用4位、6位和8位二進製來表示每個像素點的紅色分量、綠色分量和藍色分量,則該圖像的大小為: 1024×768×(4+6+8)÷8=1769472B=1728KB=1.6875MB 24 計算機中的聲音是如何表示的? 個人計算機中的數字聲音有兩種不同的表示方法:一種是波形聲音,它通過對實際聲音的波形信號進行數字化(取樣和量化)而獲得,波形聲音能高保真地表示現實世界中任何客觀存在的真實聲音;另一種是使用符號對聲音進行描述,然後通過合成的方法生成聲音。 1) 波形聲音 波形聲音數字化的過程包括采樣、量化和編碼,如圖A18所示。 圖A18波形聲音數字化的過程 ① 采樣。聲音是一種波,采樣就是每隔一個很短的時間對模擬信號取一個信號點,獲取模擬聲音信號在此時的電壓。每一秒內采樣的次數叫作采樣頻率,采樣頻率越高,信號失真越小,但數據量越大。 ② 量化。量化就是對每個采樣樣本進行數字化處理。每個采樣樣本的電壓值一般用8位、12位或16位二進製整數表示(稱為量化精度),量化精度越高,聲音的保真度越好;量化精度越低,聲音的保真度越差。 ③ 編碼。經過取樣和量化得到的數據,還必須進行數據壓縮,以減少數據量,並按某種格式將數據進行組織,以便於計算機進行存儲、處理和傳輸。 根據不同的應用需求,波形聲音采樣的編碼方法有多種,文件格式也各不相同。常見的有下列幾種。 ① WAV(.wav)文件:WAV是微軟公司開發的一種聲音文件格式,也叫波形聲音文件,是最早的數字音頻格式,被Windows平台及其應用程序廣泛支持。它來源於對聲音模擬波形的采樣,是未經壓縮的波形聲音,與原聲基本一致,質量非常高,但這樣做的代價就是文件太大,不便於交流和傳播。 記錄一分鍾的波形聲音(立體聲、CD音質),大概需要10.5M的儲存空間。一首幾分鍾的歌曲需要幾十兆的硬盤,一張CD光盤隻能容納十來首歌曲。為了減少聲音文件儲存的空間,近年來在計算機技術上采用了壓縮技術,把聲音文件經過處理,在不太影響播放質量的前提下,把文件的大小壓縮到原來的10~12分之一,這就是近年流行的MP3文件格式。 ② MP3(.mp3)文件:MP3是因特網上最流行的數字音樂格式,它采用國際標準化組織提出的MPEG·1層3算法進行有損的壓縮編碼,將聲音文件用1∶12左右的壓縮率壓縮,變成容量較小的音樂文件,加快了網絡下載的速度,也使一張普通CD光盤可以存儲大約100首MP3歌曲。 ③ WMA(.wma)文件:WMA是微軟公司開發的聲音文件格式,采用有損壓縮方法,壓縮比高於MP3,質量大體相當,它在文件中增加了數字版權保護的措施,防止未經授權進行下載和拷貝。 2) 計算機合成聲音 計算機合成聲音有兩類:一類是計算機合成的語言,另一類是計算機合成的音樂。 計算機合成語音就是讓計算機模仿人把一段文字朗讀出來,這個過程稱為文語轉換(TTS)或文本朗讀。 計算機合成音樂是指計算機自動演奏樂曲,MIDI文件就是一種計算機合成音樂,MIDI文件的擴展名是.mid。 MIDI文件不是直接記錄樂器的發音,而是記錄了演奏樂器的各種信息或指令,(如用哪一種樂器,什麼時候按某個鍵,力度怎麼樣等等),把這些指令發送給聲卡,由聲卡按照指令將聲音合成出來。因此MIDI文件通常比聲音文件小得多,一首樂曲,隻有十幾K或幾十K,隻有聲音文件的千分之一左右,便於儲存和攜帶。 .mid格式的最大用處是在電腦作曲領域(原始樂器作品、流行歌曲的業餘表演、遊戲音軌以及電子賀卡等)。MIDI文件可以用作曲軟件寫出,也可以通過聲卡的MIDI口把外接音序器演奏的樂曲輸入電腦裏,製成.mid文件。MIDI文件重放的效果完全依賴聲卡的檔次。MIDI軟件有多種類型,有MIDI播放軟件、演奏軟件和創作軟件幾類。 MIDI文件不能包含人聲,聲音都是純音樂,或類似的伴奏。在多媒體應用中,一般WAV文件存放的是解說詞,MIDI文件存放的是背景音樂。 25 波形聲音數字化後對應的波形文件的大小是如何計算的? 波形聲音的主要參數包括采樣頻率、量化位數和聲道數目。聲道數是指聲音通道的個數,單聲道隻記錄和產生一個波形,雙聲道產生兩個波形(即立體聲),存儲空間是單聲道的兩倍。 記錄每秒鍾存儲聲音容量的公式是: 每秒數據量(字節數)=采樣頻率(Hz)×量化精度(bit)×聲道數÷8 若用44.1kHz的采樣頻率,每個采樣點的量化精度是8位,則錄製1分鍾的立體聲(雙聲道)節目,其WAV文件所需的存儲量為: 44.1×1000×8×60×2÷8=5292000B≈5167.97KB≈5MB 說明:由於1分鍾=60秒,所以式中要乘60。 第二講計算機硬件和軟件 1 按計算機所使用的電子元器件劃分,計算機分成哪幾代?每代都有什麼特點? 計算機的發展按電子元器件可劃分為4個階段 (1) 第一代計算機。第一代是電子管計算機時代(1946~1957年),運算速度慢,內存容量小,使用機器語言和彙編語言編寫程序。主要用於軍事和科研部門的科學計算。 (2) 第二代計算機。第二代是晶體管計算機時代(1958~1964年),其主要特征是采用晶體管作為開關元件,使計算機的可靠性得到提高,而且體積大大縮小,運算速度加快,其外部設備和軟件也越來越多,並且高級程序設計語言應運而生。 (3) 第三代計算機。第三代計算機是小規模集成電路(Small Scale Integration,SSI)和中規模集成電路(Medium Scale Integration,MSI)計算機時代(1965~1970年),它是以集成電路作為基礎元件,這是微電子與計算機技術相結合的一大突破,並且有了操作係統。 (4) 第四代計算機。第四代計算機是大規模集成電路(Large Scale Integration,LSI)和超大規模集成電路(Very Large Scale Integration,VLSI)計算機時代(1971~至今)。軟件開發工具和平台、分布式計算軟件等開始廣泛使用。 2 什麼是馮·諾依曼計算機? 現代計算機,其基本工作原理是“存儲程序控製”,它是1946年由美籍匈牙利數學家馮·諾依曼提出的。該原理確立了現代計算機的基本組成和工作方式,直到現在,計算機的設計與製造依然沿著“馮·諾依曼”體係結構。 “存儲程序控製”原理的基本內容有: 1) 用二進製形式表示數據和指令。 2) 指令和數據不加區別混合存儲在同一個存儲器中(程序存儲),使計算機在工作時能夠自動高速地從存儲器中取出指令,並加以執行(程序控製)。 3) 由運算器、控製器、存儲器、輸入設備、輸出設備五大基本部件組成計算機硬件體係結構。 馮·諾依曼計算機是以運算器為中心的,輸入設備要經過運算器進行存儲,讀取存儲器中的數據,然後通過運算器進行輸出。這種結構的缺點是:在輸入輸出時,運算器就要停止工作,不能進行計算;當進行計算時,又不能進行存儲。換句話說,存儲和計算是有矛盾的。結構如圖A21所示。 圖A21以運算器為中心的馮·諾依曼計算機結構圖 圖A22以存儲器為中心的計算機結構圖 現代的計算機做了一個改變,由原來的以運算器為中心,改為以存儲器為中心。由於存儲器有很多個存儲單元,一部分存儲單元進行輸入輸出時,另外一部分存儲單元可以進行運算和程序的執行,如圖A22所示。以存儲器為中心的結構可以有效地使輸入\/輸出和程序的執行並行地工作。 3 什麼是內存儲器?它有什麼特點?它的基本結構是怎樣的? 內存儲器又稱為主存儲器(簡稱內存、主存),用於存放計算機正在使用或正在運行的各種程序和數據,保存在外存儲器中的程序和數據隻有被裝入內存後,才能由CPU執行。內存儲器存取速度快,但造價高、存儲容量相對較小。 內存用半導體材料製作,它分為隻讀存儲器(ROM)和隨機存取存儲器(RAM)。 ROM是隻讀存儲器,它隻能讀出信息,不能寫入信息,計算機關閉電源後其內的信息仍舊保存,一般用它存儲固定的係統軟件和字庫等。 RAM是讀寫存儲器,可對其中的任一存儲單元進行讀或寫操作,計算機關閉電源後其內的信息將不再保存,再次開機需要重新裝入,通常用來存放操作係統、各種正在運行的軟件、輸入和輸出數據、中間結果及與外存交換信息等。我們常說的內存容量是指RAM的容量。 存儲器中包含了一個存儲矩陣,存儲矩陣有很多存儲單元組成,每個存儲單元存儲一個字節(8bits), 字節是計算機存儲容量的基本單位。內存單元按字節編址,每個存儲單元都有一個地址,根據地址來選中存儲單元,被選中存儲單元的內容通過輸出緩衝器輸出。圖A23是存儲器的示意圖,圖中An-1……A0(與地址線的位數對應)是 由若幹位二進製組成的地址編碼,通過地址譯碼器輸出若幹個地址,一個n位的地址編碼可以翻譯輸出2n個地址, 圖A23存儲器的示意圖 相應地存儲單元的個數也為2n。 若某處理器具有32GB的尋址能力,由於235=32GB,故可判斷該處理器的地址線有35根。 4 什麼是外存儲器?它有什麼特點?簡述硬盤的基本結構? 外存儲器(簡稱外存、輔存)是指除計算機內存及CPU緩存以外的儲存器,此類存儲器一般斷電後仍然能保存數據。常見的外存儲器有硬盤、軟盤、光盤、U盤等。 外存儲器的特點是容量大、價格低,但是存取速度慢。外存儲器用於存放暫時不用的程序和數據,外存的程序及相關數據必須先傳送到內存後,然後才能被CPU存取和使用。 圖A24機械硬盤結構圖 CPU運算所需要的程序代碼和數據來自內存,內存中的東西則來自硬盤,所以硬盤並不直接與CPU打交道。硬盤相對於內存來說就是外部存儲器。 硬盤主要有機械硬盤(HDD傳統硬盤)、固態硬盤(SSD新式硬盤)兩類。HDD采用磁性碟片來存儲,SSD采用閃存顆粒來存儲。 機械硬盤(HDD)的基本結構如圖A24所示。 它包括多個盤片,盤片可以高速地旋轉,盤片的正反麵都可以存儲信息。每個磁盤麵被劃分為若幹個同心圓,每個同心圓稱為一個磁道;每個同心圓上又劃分為若幹個扇狀的區域,我們把它稱為扇區。扇區是磁盤存儲器中一個基本的單位,通常一個扇區可以存放512個字節。不同盤麵的相同磁道構成一個柱麵。 盤片的每一麵都有一個讀寫頭和讀寫臂,讀寫臂可以沿著徑向(從圓心到邊緣處)來回移動,從而可以訪問不同同心圓上的內容。 硬盤訪問時,根據盤麵號、磁道號和扇區號,就可以找到要讀取信息的位置。每次訪問是訪問一個扇區,即一次讀寫512個字節。 固態硬盤(SSD)是一種新式硬盤,用固態電子存儲芯片陣列製作而成,由控製單元和存儲單元組成,目前適合個人用戶的固態硬盤主要采用閃存(FLASH芯片)作為存儲介質,它的外觀可以被製作成筆記本硬盤、微硬盤、存儲卡、U盤等多種樣式。 固態硬盤具有傳統機械硬盤不具備的快速讀寫、質量輕、能耗低以及體積小等特點,但也具有價格仍較為昂貴,容量較低,一旦硬件損壞,數據較難恢複等缺點。 5 什麼是計算機的多級存儲體係?它是如何將不同性能的組合進行優化的? 在一個計算機係統中,對存儲器的容量、速度和價格這三個基本性能指標都有一定的要求。存儲容量應確保各種應用的需要;存儲器速度應盡量與CPU的速度相匹配並支持I\/O操作;存儲器的價格應比較合理。然而,這三者經常是互相矛盾的。如內存的速度快,但其價格較高;而外存的容量大,但其速度較慢。按照目前的技術水平,僅僅采用一種技術組成單一的存儲器是無法同時滿足這些要求的。隻有采用由多級存儲器組成的存儲體係,把幾種存儲技術結合起來,才能較好地解決存儲器大容量、高速度和低成本這三者之間的矛盾。 除了內存和外存外,現代計算機CPU內部還有一些少量的寄存器和多級高速緩衝存儲器(Cache),它們一起構成了計算機的存儲體係。存儲器的多級結構如圖A25所示。 圖A25存儲器的多級結構圖 寄存器是中央處理器CPU內的組成部分,它是有限存儲容量的高速存儲部件,可用來暫存指令、數據和地址。在CPU的控製器中,包含的寄存器有指令寄存器(IR)和程序計數器(PC);在CPU的算術及邏輯部件中,寄存器有累加器。 由於CPU的速度很高,從主存取數據或存數時,主存的速度要比它慢一個數量級,CPU必須停下來等待,使CPU的高速特性難以發揮。為此在CPU和主存之間設置了高速緩衝存儲器(Cache),其作用也是解決主存與CPU的速度匹配問題。Cache一般是由高速SRAM組成,其速度要比主存高1到2個數量級。Cache還分為一級Cache和二級Cache,可以放在CPU內部或外部。 計算機執行程序時,CPU預先將數據和指令成批存入Cache。當CPU需要從內存讀取數據或指令時,先檢查Cache中有沒有,若有,就直接從Cache中讀取,而不用訪問主存,從而大大提高了CPU效率。Cache容量越大,級數越多,CPU需要的指令或數據在Cache中能直接找到的概率(命中率)就越高。 圖A26給出了CPU和 內存及外存進行數據交換的過程圖。由於內存和CPU的製造工藝比較接近,CPU和內存之間可以按存儲單元進行訪問,即按字節訪問。而外存由於訪問速度比較慢,一次讀寫時不能隻讀一個字節,而是讀一個扇區或若幹個扇區。 圖A26CPU、內存及外存數據交換過程圖 6 什麼是機器語言、彙編語言和高級語言?它們之間有怎樣的聯係? 1) 機器語言 人們在設計計算機硬件時為計算機設計了一些基本操作,CPU或集成電路內部可以直接解釋與執行這些基本操作,並為這些基本操作設計了相應的指令,稱為機器指令。 由機器指令構成的編程語言稱為機器語言,機器指令全部由0、1這樣的二進製編碼組成,指令的格式如下: 操作碼操作數 操作碼指出應該執行什麼樣的操作,操作數指出參與操作的數本身或它在內存中的地址。如計算A=7+10的機器語言程序如下: 10110000 00000111’10110000是操作碼表示“取數”操作,00000111是操作數7 00101100 00001010’00101100是操作碼表示“累加”操作,00001010是操作數10 11110100’11110100是操作碼表示“結束” 用機器語言編寫的程序,可直接訪問和使用計算機的硬件資源。計算機能直接識別並執行這種程序,其指令的執行效率非常高。 由於不同的CPU的指令係統不同,機器語言隨機而異,通用性差,加上機器語言難學、難記、難修改,現在已經沒有人用機器語言直接編程了。 2) 彙編語言 由於用機器語言編寫程序非常不方便,人們提出將每一條機器語言指令用一串符號來代替,然後用符號進行程序設計,這種指令助記符的語言就是彙編語言。如計算A=7+10的彙編語言程序如下: MOVA, 7 ’MOV表示“取數”操作 ADDA, 10 ’ADD表示“累加”操作 HLT’HLT表示“結束” 用彙編語言編寫的程序稱為彙編語言源程序,與機器語言程序相比,彙編語言源程序的閱讀和理解都比較方便,但計算機卻無法識別和執行。由於彙編語言符號命令與機器語言中的機器指令有很好的一一對應關係,於是人們設計了一種“彙編程序”,用它來自動將彙編語言源程序翻譯成能直接理解並執行的機器語言程序(即目標程序),再由計算機來執行該目標程序。圖A27給出了機器語言程序和彙編語言程序的工作過程。 圖A27機器語言程序和彙編語言程序的工作過程 彙編語言程序雖然比機器語言程序在各方麵有所改進,但由於一條彙編語言指令對應一條機器語言指令,程序設計仍然相當複雜,彙編語言和機器語言一樣仍被稱為低級語言。 3) 高級語言 在科學計算、過程設計及數據處理方麵,常常要進行大量的運算,算法相對比較複雜,而且往往要涉及如三角函數、開方、對數、指數等運算。對於這樣的運算處理,用彙編語言編寫程序就相當困難了,於是人們設計了各種高級語言。高級語言的表現形式接近於人們的自然語言,對各種公式的表示也近似於數學公式,而且一條高級語言的功能往往相當於十幾條甚至幾十條彙編語言的指令,程序編寫相對比較簡單。因此,在工程計算、定理證明、數據處理、圖形處理等方麵,人們常用高級語言來編寫程序。 用高級語言編寫的程序稱為高級語言源程序。同彙編語言一樣,計算機也不能直接理解和執行高級語言源程序,必須對高級語言源程序進行翻譯。 高級語言源程序的翻譯有兩種方式:一種是解釋方式,另一種是編譯方式。 按解釋方式工作的高級語言源程序,需在解釋係統中輸入並執行。解釋方式是在高級語言源程序執行時,由“解釋程序”逐條逐句地解釋,解釋一條語句執行一條語句,不產生可以執行的二進製目標程序,以後再執行該程序時,還要解釋執行。圖A28給出了解釋方式的工作過程。 解釋方式的運行速度相對較慢,適合於一些速度要求不高的中小型計算和數據處理。BASIC、LISP等語言采用解釋方式。 圖A28高級語言程序按解釋方式的工作過程 按編譯方式工作的高級語言源程序輸入後,需要用“編譯程序”將高級語言源程序一次性地翻譯成二進製代碼的目標程序,再通過“連接程序”將目標程序中所需要的一些係統程序片段(如標準庫函數等)連接到目標程序中,形成可執行文件。以後使用時可以脫離原來的高級語言程序,隻需執行可執行文件即可。圖A29給出了編譯方式的工作過程。 這種方式不如解釋方式靈活,但源程序保密性較強,執行速度快,適合於編寫速度要求較高的大型程序,FORTRAN、Pascal和C等都是按編譯方式工作的高級語言。 圖A29高級語言程序按編譯方式的工作過程 7 什麼是I\/O設備、I\/O控製器、I\/O接口、I\/O總線?它們與CPU、存儲器相互之間是怎樣的關係? 1) I\/O設備 I\/O設備即輸入\/輸出設備,就是指可以與計算機進行數據傳輸的硬件。 用來向計算機輸入信息的設備通稱為輸入設備。輸入設備有多種,例如,數字和文字輸入設備(鍵盤、寫字板等),位置和命令輸入設備(鼠標、觸摸屏等),圖形輸入設備(掃描儀、數碼相機等),聲音輸入設備(麥克風、MIDI演奏器等),視頻輸入設備(攝像機),溫度、壓力輸入設備(溫度、壓力傳感器等)。不論信息原始形態如何,輸入到計算機中的信息都使用二進位(“0”和“1”)來表示。 用於從計算機輸出信息的設備稱為輸出設備,它們的功能是把計算機中用“0”和“1”表示的信息轉換成可直接識別和感知的形式(文本、語音、音樂、圖像和動畫等)。在PC機中顯示器、繪圖儀、打印機和音箱都是輸出設備。 外存儲器(如硬盤、軟盤、光盤等)既可以算是輸入設備,也可以算是輸出設備。 2) I\/O控製器 通常每個I\/O設備都有各自專用的控製器,它們的任務是接受CPU啟動I\/O操作的命令後,獨立地控製I\/O設備的操作,直到I\/O操作完成。 有些設備(如鍵盤、鼠標、打印機等)的I\/O控製器比較簡單,它們已經集成在主板上的芯片內。有些設備(如音頻、視頻設備等)的控製器常做成擴充卡(也叫適配卡),插在主板的PCI插槽內,不過隨著主板芯片組電路集成度的提高,像聲卡、網卡等擴充卡也已經集成在芯片組中,不再以擴充卡的形式單獨存在。 3) I\/O接口 大多數I\/O設備都是通過I\/O接口和主機相連,I\/O接口分成多種類型。從數據傳輸方式上,有串行和並行之分。串行總線一位一位地傳輸數據,一次隻傳輸一位;並行總線將8位或者16位、32位一起進行傳輸。從數據傳輸速率來看,有低速和高速之分。從是否能連接多個設備來看,有總線式和獨占式之分,總線式可以串接多個設備,被多個設備共享;獨占式隻能連接一個設備。 現在幾乎所有的I\/O設備都可以使用USB接口和主機相連。USB接口是一種可以連接多個設備的總線式串行接口,借助“USB集線器”可以擴充機器的USB接口數目,一個USB接口理論上能連接127個設備。USB接口符合“即插即用”(PnP)規範,在操作係統的支持下,用戶無須手動配置係統就可以插上或者拔出使用USB接口的外圍設備,計算機會自動識別該設備並進行配置,使其正常工作。同時USB接口還支持熱插拔,即在計算機運行時(不需要關機)就可以插拔設備。 硬盤和主機的接口過去很多年大多采用IDE接口,也稱為並行ATA接口(PATA),現在流行的是一種串行ATA(簡稱SATA)接口,它以高速串行的方式傳輸數據,其傳輸速率遠超過並行ATA接口。 鍵盤和鼠標除了可以通過USB接口連接主機,還可以通過PS\/2接口和主機連接,PS\/2是串行雙向的低速接口。 顯示器和主機的接口通常有三種:VGA、DVI和HDMI,它們都是單向的並行接口。 還有一種IEEE1394接口(簡稱1394或FireWire),主要用於連接需要高速傳輸大量數據的音頻和視頻設備,是一種串行、雙向的高速接口。 4) I\/O總線 總線的英文名字是“Bus”,它是計算機各種功能部件之間傳送信息的公共通信幹線,它是由導線組成的傳輸線束,按照計算機所傳輸的信息種類,計算機的總線可以劃分為數據總線、地址總線和控製總線,分別用來傳輸數據、數據地址和控製信號。 I\/O設備通過I\/O總線(插槽)與主板上的CPU、內存進行信息交換,20世紀90年代初開始,PC機一直采用一種稱為PCI的I\/O總線,可以用於掛接中等速度的外部設備,但性能已經跟不上實際使用要求。 PCIExpress(簡稱PCI·E或PCIe)是PC機I\/O總線的一種新標準,它采用高速串行傳輸,以點對點的方式與主機進行通信。PCIE包括x1、x4、x8和x16等多種規格,分別包含1、4、8或16個傳輸通道,每個通道的數據傳輸速率為250MB\/s,可以滿足不同設備對數據傳輸的不同要求。如PCIE x1已經可以滿足主流聲卡、網卡和多數外存儲器對數據傳輸帶寬的要求;PCIE x16能提供4GB\/s的帶寬,可更好地滿足獨立顯卡對數據傳輸速率的需求,現在PCI·E x16接口的顯卡已經越來越多地取代了曾經流行的AGP接口的顯卡。 圖A210列出了I\/O總線、I\/O控製器、I\/O接口及I\/O設備的連接方式。 圖A210I\/O總線、I\/O控製器、I\/O接口及I\/O設備的連接方式 第三講計算機網絡基礎 1 什麼是計算機網絡?簡述計算機網絡的組成與功能。 計算機網絡是指將地理位置不同的具有獨立功能的多台計算機及其外部設備,通過通信設備和通信線路連接起來,在網絡軟件的管理和協調下,實現資源共享和數據通信的計算機係統。 計算機網絡一般由下列幾部分組成: 1) 計算機 這是網絡的主體。隨著家用電器的智能化和網絡化,越來越多的家用電器如手機、機頂盒、監控報警設備,甚至廚衛設備等也可以接入計算機網絡,它們統稱為網絡的終端設備。 2) 數據通信係統 數據通信係統包括數據傳輸的傳輸介質和各種通信控製設備。 傳輸介質按其特征可分為有線通信介質和無線通信介質兩類,有線通信介質包括雙絞線、同軸電纜和光纜等,無線通信介質包括無線電、微波、衛星通信和移動通信等。它們具有不同的傳輸速率和傳輸距離,分別支持不同類型的網絡。 通信控製設備包括用於網內連接的網絡適配器(網卡)、集線器、交換機、調製解調器和路由器等。 3) 網絡協議 為了使網絡中的計算機能正確地進行數據通信和資源共享,計算機和通信控製設備必須共同遵循一組規則和約定,這些規則、約定或標準就稱為網絡協議。 目前, 典型的網絡協議軟件有TCP\/IP協議、IPX\/SPX協議、IEEE802標準協議係列等。其中,TCP\/IP是當前異種網絡互連應用最為廣泛的網絡協議,也是因特網使用的網絡協議。 4) 網絡操作係統和網絡應用軟件 連接在網絡上的計算機,其操作係統必須遵循通信協議支持網絡通信才能使計算機接入網絡。現在,幾乎所有操作係統都具有網絡通信功能,特別是運行在服務器上的操作係統,它除了具有強大的網絡通信和資源共享之外,還負責網絡的管理工作(如授權、日誌、計費、安全等),這種操作係統稱為服務器操作係統或網絡操作係統。 目前使用的網絡操作係統主要有三類: 一是Windows係統服務器版,如WindowsNT sever,Windows server 2003以及Windows sever 2008等,一般用在中低檔服務器中。 二是UNIX係統,如AIX,HP-UX ,IRIX, Solaris等,它們的穩定性和安全性好,可用於大型網站或大中型企、事業單位網絡中。 三是開放源碼的自由軟件Linux,其最大的特點是源代碼的開放,可以免費得到許多應用軟件,目前也獲得了很好的應用。 為了提供網絡服務,開展各種網絡應用,服務器和終端計算機還必須安裝運行網絡運用程序。例如電子郵件程序、瀏覽器程序、即時通信軟件、網絡遊戲軟件等,它們為用戶提供了各種各樣的網絡應用。 計算機網絡的功能體現在:數據傳輸;資源共享(包括硬件、軟件和數據的共享)和分布式處理。 2 簡述計算機網絡常用傳輸介質的特點。 計算機網絡使用的傳輸介質分為有線傳輸介質和無線傳輸介質兩大類。 1) 有線傳輸介質 有線傳輸介質主要有:雙絞線、同軸電纜、光纖等。 ① 雙絞線 雙絞線是一種最常用的傳輸介質,俗稱網線,由4對兩根相互絕緣的銅線絞合在一起組成。雙絞線又可分為非屏蔽雙絞線(UTP)和屏蔽雙絞線(STP)兩大類。非屏蔽雙絞線隻有線纜外皮作為屏蔽層,而屏蔽式雙絞線則增加了用金屬絲編織成的屏蔽層,對電磁幹擾具有較強的抵抗能力,也可以傳輸更遠的距離。 目前廣泛使用的是非屏蔽雙絞線,價格便宜,也易於安裝使用,但是在傳輸距離、傳輸速度等方麵受到一定的限製,且易受外部高頻電磁波幹擾,誤碼率較高,通常隻在建築物內部使用。 雙絞線的兩端必須都安裝RJ·45連接器(熟稱水晶頭),以便與網卡、集線器或交換機連接。 ② 同軸電纜 目前常用的一種同軸電纜是有線電視電纜,它將居民家中的電視機連接到廣播電視傳輸網,用於傳輸廣播電視信號,最大傳輸距離可達幾公裏甚至幾十公裏。 ③ 光纖 光纖由能傳導光波的石英玻璃纖維外加保護層構成。光纖中傳輸的是光信號,在發送端要先將電信號轉換成光信號,在接收端再用光檢測器將光信號還原成電信號。 光纖除了具有容量大、傳輸距離遠(無中繼距離可達幾十、甚至上百公裏)的優點外,由於是絕緣體,不會受高壓線和雷電電磁感應的影響,抗輻射的能力也強。光纖幾乎可以做到不漏光,因此保密性強。光纜的重量輕、便於傳輸和鋪設。但是價格較貴,主要用於高速、大容量的通信幹線等。 光纖分為多模光纖和單模光纖兩種。在多模光纖中,光纖內部有多條光線以不同的角度發生全反射,而向前傳播,傳送距離為幾公裏。而在單模光纖中,光線在其中以直線傳播而不發生反射,減小了損耗,因而可傳播更長的距離,傳送距離為幾十公裏。 4) 無線傳輸介質 無線傳輸介質主要有微波、紅外線和激光。 微波是一種300MHz~300GHz的電磁波,它具有類似光波的特性,在空間主要是直線傳播,也可以從物體上得到反射,但不能像無線電的中波那樣沿地球表麵傳播。所以利用微波進行遠距離通信需要依靠微波進行接力通信,使其能沿地球表麵進行傳播。 中繼站也可以安裝在人造衛星上,此類微波通信稱為“衛星通信”,衛星通信容量大、傳輸距離遠、可靠性高。 手機和無線局域網(Wi-Fi)都是使用微波進行通信。 除微波通信之外,也可以使用紅外線和激光進行傳輸,但所應用的收發設備必須處於視線範圍內,均有較強的方向性,對環境因素(如霧天、下雨較為敏感)。 3 計算機網絡中的通信控製設備有哪些?它們各有什麼作用? 計算機網絡中的通信控製設備主要有用於網內連接的網絡適配器(網卡)、集線器、交換機、調製解調器和路由器。 1) 網卡 網卡也叫“網絡適配器”,簡稱“NIC”,網卡是局域網中最基本的部件之一,它是連接計算機與網絡的硬件設備。無論是雙絞線連接、同軸電纜連接還是光纖連接,都必須借助於網卡才能實現數據的通信。 網卡的主要工作原理是整理計算機上發往網線上的數據,並將數據分解為適當大小的數據包之後向網絡上發送出去。對於網卡而言,每塊網卡都有一個唯一的網絡節點地址,它是網卡生產廠家在生產時寫入網卡的ROM中的,被稱為MAC地址(48位的物理地址),且保證絕對不會重複。 目前常用的網卡有以太網卡、無線局域網卡和3G網卡。 2) 集線器(Hub) 如果用非屏蔽雙絞線直接將兩台計算機互連,由於雙絞線在傳輸信號時信號功率會逐步衰減,會造成信號失真,為保證信號質量,雙絞線的最大傳輸距離為100米。當兩台電腦之間的距離超過100米時,就需要在這兩台電腦之間安裝一個“中繼器”,其作用就是將已經衰減得不完整的信號經過整理,重新產生出完整的信號再繼續傳送。 集線器就是一種多端口的中繼器,它的主要功能是對接收到的信號進行再生、整形、放大,以擴大網絡的傳輸距離,同時把所有節點集中在以它為中心的節點上。 集線器本身不能識別目的地址,采用廣播方式發送。也就是說當它要向某節點發送數據時,不是直接把數據發送到目的節點,而是把數據包發送到與集線器相連的所有節點。每個節點上的計算機都可以收到該數據包,通過讀取數據包頭的地址信息來確定信息是否是發給自己的,是則接收,不是則丟棄不理。 集線器為共享式帶寬。連接在集線器上的任何一個設備發送數據時,其他所有設備必須等待,此時該設備享有全部帶寬;通訊完畢,再由其他設備使用帶寬。所以,集線器的帶寬由它的端口平均分配,如總帶寬為10MB\/s的集線器,連接4台工作站同時上網時,每台工作站平均帶寬僅為10\/4=2.5MB\/s。 用集線器構建的局域網稱為共享式局域網,通常隻允許一對計算機進行通信,當計算機數目較多且通信頻繁時,網絡會發生擁塞,性能將急劇下降,所以集線器隻適合構建計算機數目較少的網絡。 3) 交換機(Switch) 交換機和集線器一樣主要用於連接計算機等網絡終端設備,但它比集線器更加“智能”,稍微高端一點的交換機都有一個操作係統來支持,有“記憶”和“學習”的能力,交換機工作在數據鏈路層。 交換機可以記錄所連計算機的網卡的MAC地址與交換機端口的對應表,發送的數據不會再以廣播方式發送到每個接口,而是根據所傳遞信息包的目的地址,參照MAC地址表,將數據包獨立地從源端口送至目的端口,避免了和其他端口發生碰撞,節省了接口帶寬。 交換機是獨享帶寬的。由於交換機能夠智能化地根據地址信息將數據快速送到目的地,故交換機在同一時刻可進行多個端口組之間的數據傳輸,相互通信的雙發獨自享有全部的帶寬,無需同其他設備競爭使用。 如總帶寬為10MB\/s的交換式,每個端口都有10MB\/s的帶寬。當主機A向主機D發送數據時,主機B可同時向主機C發送數據,而且這兩個傳輸都享有網絡的全部帶寬,該交換機此時的總流通量就等於2×10M=20M。 3) 路由器 路由器是網絡高級設備,工作在更高的層麵上(網絡層)。路由器是網絡中的一台有CPU內存和操作係統的真正的計算機。它的最重要用途就是連接兩個不同的網絡。路由器有兩個(或兩組)接口,分別接入兩個不同的網絡,並在每個網絡中占有一個IP地址。 在路由器中記錄著路由表,以此來轉發數據,以實現網絡間的通訊。路由表記錄兩個網絡間的IP地址,所有訪問另一個網絡的請求被送到路由器,然後路由器通過路由表查詢,再將數據轉發到目的地。 路由器是網絡中進行網間連接的關鍵設備。作為不同網絡之間互相連接的樞紐,路由器係統構成了基於TCP\/IP的國際互聯網絡Internet的主體脈絡。 總的來說,路由器與交換機的主要區別體現在以下幾個方麵: (1) 工作層次不同 交換機工作在OSI/RM開放係統互聯參考模型的第二層(數據鏈路層),它的工作原理比較簡單,而路由器工作在OSI的第三層(網絡層),可以得到更多的協議信息,路由器可以做出更加智能的轉發決策。 (2) 數據轉發所依據的對象不同 交換機是利用物理地址或者說MAC地址來確定轉發數據的目的地址。而路由器則是利用網絡地址(IP地址)來確定數據轉發的地址。IP地址是在軟件中實現的,描述的是設備所在的網絡。MAC地址通常是硬件自帶的,由網卡生產商來分配的,而且已經固化到了網卡中去,一般來說是不可更改的。而IP地址則通常由網絡管理員或係統自動分配。 4 按地理範圍,計算機網絡可以分為哪幾類?簡述每一類的特點。 按網絡所覆蓋的地理範圍的不同,計算機網絡可分為局域網(LAN)、城域網(MAN)、廣域網(WAN)。 1) 局域網(Local Area Network,LAN) 圖A31局域網連接示意圖 局域網是將較小地理區域內的計算機或數據終端設備連接在一起的通信網絡。局域網覆蓋的地理範圍比較小,一般在幾十米到幾千米之間。它常用於組建一個辦公室、一棟樓、一個樓群、一個校園或一個企業的計算機網絡。局域網主要用於實現短距離的資源共享。如圖A31所示的是一個由幾台計算機和打印機組成的典型局域網。 局域網的特點是傳輸距離有限、傳輸速率高、數據傳輸可靠等。 2) 城域網(Wide Area Network,WAN) 城域網在地理範圍上可以說是LAN的延伸,它的覆蓋範圍介於局域網和廣域網之間,一般為幾千米至幾萬米。 城域網的覆蓋範圍在一個城市內,它將位於一個城市之內不同地點的多個計算機局域網連接起來實現資源共享。城域網所使用的通信設備和網絡設備的功能要求比局域網高,以便有效地覆蓋整個城市的地理範圍。一般在一個大型城市中,城域網可以將多個學校、企事業單位、公司和醫院的局域網連接起來共享資源。如圖A32所示的是不同建築物內的局域網組成的城域網。 圖A32城域網連接示意圖 圖A33廣域網連接示意圖 3) 廣域網(Wide Area Network,WAN) 廣域網一般是在不同城市之間的LAN或MAN網絡互連,所覆蓋的範圍從幾百千米到幾千千米。它的通信設備和通信線路一般由電信部門提供,目前多采用光纖線路。由於遠距離數據傳輸的帶寬有限,因此,廣域網的數據傳輸速率比局域網要慢得多。 廣域網可以覆蓋一個城市、一個國家甚至於全球。因特網(Internet)是廣域網的一種,它將同類或不同類的物理網絡(局域網、廣域網與城域網)互聯,並通過高層協議實現不同類網絡間的通信。如圖A33所示的是一個簡單的廣域網。 5 計算機網絡的拓撲結構有哪幾種?簡述其特點。 當具備了一定的硬件後,需要把這些設備連接在一起才能構成網絡。在計算機網絡中把計算機硬件連接起來的布局方法稱為網絡的拓撲結構。 計算機網絡常用的拓撲結構有:總線型結構、環型結構、星型結構、樹型結構和網狀結構。拓撲結構影響著整個網絡的設計、功能、可靠性和通信費用等許多方麵,是決定網絡性能優劣的重要因素之一。 圖A34總線型拓撲結構示意圖 1) 總線型拓撲結構 將所有計算機均接到一條通信傳輸線上,為防止信號反射,一般在總線兩端連有匹配線路阻抗的終結器,如圖A34所示。 在總線上,任何一台計算機發送信息時,其他計算機必須等待。而且計算機發送的信息會沿著總線向兩端擴散,從而使網絡中所有計算機都會收到這個信息,但是否接收,還取決於信息的目標地址是否與網絡主機地址相一致,若一致,則接受;若不一致,則不接收。 優點:信道利用率較高、結構簡單、價格相對便宜。 缺點:同一時刻隻能有兩個網絡節點可以相互通信,網絡延伸距離有限;在總線上隻要有一個節點連接出現問題,會影響整個網絡的正常運行。 2) 星型拓撲結構: 每台計算機都由一個單獨的通信線路連接到中心節點上。中心節點控製全網的通信,任何兩台計算機之間的通信都要通過中心節點來轉接。中心節點的網絡設備通常是交換機,如圖A35所示。 優點:結構簡單、便於維護和管理,當某台計算機或線纜出現問題時,不會影響其他計算機的正常通信,維護比較容易。 缺點:通信線纜數量多,利用率低;中心結點是全網絡的可靠瓶頸,中心結點出現故障會導致網絡的癱瘓。 圖A35星型拓撲結構示意圖 圖A36環型拓撲結構示意圖 3) 環型拓撲結構: 環型結構將聯網的計算機由通信線路連接成一個閉合的環,如圖A36所示。 在環型拓撲中,信號會沿著環型信道按一個方向傳播,並通經過每台計算機,每台計算機會對信號進行放大後,傳給下一台計算機。同時,在網絡中有一種特殊的信號稱為令牌。令牌按順時針方向傳輸,當某台計算機要發送信息時,必須先捕獲令牌,再發送信息,發送信息後再釋放令牌。 優點:結構簡單、實時性強。 缺點:可靠性較差,環上任何一個計算機發生故障都會影響到整個網絡,而且難以進行故障診斷;其次,增刪計算機操作複雜且會幹擾整個網絡的正常運行。目前主要運用於光纖網中。 圖A37樹型拓撲結構示意圖 4) 樹型拓撲結構 樹型結構是星型結構的擴展,它由根結點和分支結點所構成,如圖A37所示。 樹型結構除具有星型結構的優缺點外,最大的優點就是可擴展性好,當計算機數量較多或比較分散時,比較適合采用樹型結構。目前樹型結構主要用在以太網中。 5) 網狀結構 網狀結構中每台計算機至少有兩條線路與其他計算機相連,網絡無中心設備。大型互聯網一般都采用這種結構,如我國的教育科研網CERNET、Internet的主幹網都采用網狀結構。 優點:可靠性高;因為有多條路徑,所以可以選擇最佳路徑,減少時延,改善流量分配,提高網絡性能,但路徑選擇比較複雜。 缺點:結構複雜,不易管理和維護,線路成本高,適用於大型廣域網。 6 什麼是網絡的對等工作模式?什麼是客戶\/服務器模式?請分別舉例說明。 網絡應用中,網絡中的計算機可以扮演不同的角色。從資源共享的角度來看,提供資源(如數據文件、磁盤空間、打印機、處理器等)的計算機是服務器,使用服務器資源的計算機是客戶機。每一台聯網的計算機其身份或者是客戶機或者是服務器,或者兼而有之。 計算機網絡有兩種基本的工作模式:對等模式(peertopeer,簡稱P2P)和客戶\/服務器模式(Client\/Server,簡稱C\/S模式)。 1) 對等模式(P2P) 在對等模式的計算機網絡中,所有計算機的地位是平等的,沒有專用的服務器。每台計算機既作為服務器,又作為客戶機;既為別人提供服務,也從別人那裏獲得服務。由於對等網沒有專用的服務器,所以在管理對等網時,隻能分別管理,不能統一管理,管理起來很不方便。對等網一般應用於計算機較少、安全不高的小型局域網。 Windows操作係統中的“網上鄰居”“工作組”等就是按對等模式工作的。近些年來對等工作模式已經在因特網上盛行,常用的IP電話、BT下載、QQ即時通信等都是對等工作模式的例子。 2) 客戶\/服務器模式(C\/S) 客戶\/服務器模式的特點是,網絡中每一台計算機都扮演這固定的角色,要麼是服務器,要麼是客服機。