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信息技术校本教材



高中信息技术校本教材

计算机及网络简介
宁县四中 杜丽琼


第一章 计算机的发展历程 第二章 键盘的工作原理 第三章 鼠标的结构原理 第四章 五笔输入法
第一节 第二节 第三节 第四节 五笔字型的优点 五笔输入的方法



五笔字型的编码和输入 简码及重码的输入



第五章 计算机系统的基本组成
第一节 第二节 硬件系统 软件系统

第六章 计算机网络基础知识
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 计算机网络的主要功能 计算机网络的特点 计算机网络的结构 计算机网络的分类 计算机网络连接设备 计算机网络通信协议 IP 地址

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第一章

计算机的发展历程

第一代:电子管计算机 ? ? 1946 年,世界上第一台电子 数字积分式 计算 机——埃尼克 (ENIAC)在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院诞生。ENIAC 犹如一个 庞然大物,它重达 30 吨,占地 170 平方米,内装 18000 个电子管, 但其运算速度比当时最好的机电式计算机快 1000 倍。 1949 年,第一台存储程序计算机——EDSAC 在剑桥大学投入运行, ENIAC 和 EDSAC 均属于第一代电子管计算机。 电子管计算机采用磁鼓作存储器。 磁鼓是一种高速运转的鼓形圆 筒,表面涂有磁性材料,根据每一点的磁化方向来确定该点的信息。 第一代计算机由于采用电子管, 因而体积大、 耗电多、 运算速度较低、 故障率较高而且价格极贵。本阶段,计算机软件尚处于初始发展期, 符号语言已经出现并被使用,主要用于科学计算方面。 第二代:晶体管计算机 ? ? 1947年,肖克利、巴丁、布拉顿三人发明的晶体管,比电子管 功耗少、体积小、质量轻、工作电压低、工作可靠性好。1954 年, 贝尔实验室制成了第一台晶体管计算机——TRADIC,使计算机体积 大大缩小。 1957 年,美国研制成功了全部使用晶体管的计算机,第二代计算机 诞生了。第二代计算机的运算速度比第一代计算机提高了近百倍。 第二代计算机的主要逻辑部件采用晶体管,内存储器主要采用磁芯,
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外存储器主要采用磁盘,输入和输出方面有了很大的改进,价格大幅 度下降。在程序设计方面,研制出了一些通用的算法和语言,其中影 响最大的是 FORTRAN 语言。 ALGOL 和 COBO 语言随后也相继出现, 操作系统的雏形开始形成。 第三代:集成电路计算机 ? ? 60年代初期,美国的基尔比和诺伊斯发明了集成电路,引发了 电路设计革命。随后,集成电路的集成度以每 3-4 年提高一个数量级 的速度增长。 1962 年 1 月,IBM 公司采用双极型集成电路,生产了 IBM360 系列 计算机。 DEC 公司(现并入 COMP 叫公司)交付了数千台 PDP 小 型计算机。第三代计算机用集成电路作为逻辑元件,使用范围更广, 尤其是一些小型计算机在程序设计技术方面形成了三个独立的系统: 操作系统、编译系统和应用程序,总称为软件。值得一提的是,操作 系统中“多道程序”和“分时系统”等概念的提出,结合计算机终端设备 的广泛使用,使得用户可以在自己的办公室或家中使用远程计算机。 第四代:大规模集成电路计算机 ? ? 1971年发布的 INTEL4004,是微处理器(CPU)的开端,也是 大规模集成电路发展的一大成果。 INTEL4004 用大规模集成电路把运 算器和控制器做在一块芯片上,虽然字长只有 4 位、且功能很弱,但 它是第四代计算机在微型机方面的先锋。 1972-1973 年, 位微处理器相继问世, 8 最先出现的是 INTEL8008。 尽管它的性能还不完善,仅展示了无限的生命力,驱使众多厂家技人
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竞 争 , 微 处理 器得 到 了 蓬 勃的 发展 。 后 来 出现 了 INTEL8080 、 MOTOROLA6800 和 ZILOG 公司的 Z-80。 ? ? 1978年以后,16 位微处理器相继出现,微型计算机达到一个新 的 高 峰 , 典 型 的 代 表 有 INTEL8086 . ZILOG 公 司 的 Z-8000 和 MOTOROLA 公司的 MC68000。 INTEL 公司不断推进着微处理器的革新。紧随 8086 之后,又研制成 功了 80286、 80386、 80486、 (PEN-TIUM) 奔腾二代 奔腾 、 (PENTIUM Ⅱ)和奔腾三代(PENIUMⅢ)。个人电脑(PC)不断更新换代,日 益风靡世界(图 3-1、图 3-2) 。第四代计算机以大规模集成电路作为 逻辑元件和存储器,使计算机向着微型化和巨型化两个方向发展。 从第一代到第四代,计算机的体系结构都是相同的,即都由控制器, 存储器,运算器和输入输出设备组成,称为冯· 诺依曼体系结构. 第五代 智能计算机 ? ? 1981 年,日本东京召开了一次第五代计算机---智能计算机研讨会, 随后制定出研制第五代计算机的长期计划.第五代计算机的系统设计 中考虑了编制知识库管理软件和推理机,机器本身能根据存储的知识 进行判断和推理.同时,多媒体技术得到广泛应用,使人们能用语音,图 像,视频等更自然的方式与计算机进行信息交互。 智能计算机的主要特征是具备人工智能,能像人一样思维,并且运算 速度极快,其硬件系统支持高度并行和快速推理,其软件系统能够处 理知识信息。神经网络计算机(也称神经计算机)是智能计算机的重 要代表。
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第六代:生物计算机 ?? 半导体硅晶片的电路密集,散热问题难以彻底解决,大大影响了 计算机性能的进一步发挥与突破。研究人员发现,遗传基因——脱氧 核糖核酸(DNA)的双螺旋结构能容纳巨量信息,其存储量相当于 半导体芯片的数百万倍。一个蛋白质分子就是一个存储体,而且阻抗 低、能耗少、发热量极小。 ?? 基于此,利用蛋白质分子制造出基因芯片,研制生物计算机(也 称分子计算机、基因计算机) ,已成为当今计算机技术的最前沿。生 物计算机比硅晶片计算机在速度、性能上有质的飞跃,被视为极具发 展潜力的“第六代计算机”。

第二章

键盘结构原理

键盘是最常用也是最主要的输入设备,通过键盘,可以将英文 字母、数字、标点符号等输入到计算机中,从而向计算机发出命令、 输入数据等。键盘,由一组按阵列方式装配在一起的按键开关组成, 每按下一个键就相当于接通了相应的开关电路, 把刻键的代码通过接 口电路送入计算机。总体分类按照应用可以分为台式机键盘、笔记本 电脑键盘、工控机键盘,双控键盘、超薄键盘五大类。 一、 简介

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键盘是最常用也是最主要的输入设备,通过键盘,可以将英文 字母、数字、标点符号等输入到计算机中,从而向计算机发出命令、 输入数据等。 PC XT/AT 时代的键盘主要以 83 键为主,并且延续了相当长的 一段时间,但随着视窗系统近几年的流行已经淘汰。取而代之的是 1 01 键和 104 键键盘,并占据市场的主流地位,当然其间也曾出现过 1 02 键、103 键的键盘,但由于推广不善,都只是昙花一现。近半年内 紧接着 104 键键盘出现的是新兴多媒体键盘, 它在传统的键盘基础上 又增加了不少常用快捷键或音量调节装置,使 PC 操作进一步简化, 对于收发电子邮件、打开浏览器软件、启动多媒体播放器等都只需要 按一个特殊按键即可,同时在外形上也做了重大改善,着重体现了键 盘的个性化。起初这类键盘多用于品牌机,如 HP、联想等品牌机都 率先采用了这类键盘,受到广泛的好评,并曾一度被视为品牌机的特 色。随着时间的推移,渐渐的市场上也出现独立的具有各种快捷功能 的产品单独出售,并带有专用的驱动和设定软件,在兼容机上也能实 现个性化的操作。 二、分类

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总体分类按照应用可以分为台式机键盘、笔记本电脑键盘、工控 机键盘,双控键盘、超薄键盘五大类。 双 USB 控制键盘 ,可以一个键盘控制两台电脑,一键 2 秒切换快捷 方便。目前只有国内 3R 品牌。 一般台式机键盘的分类可以根据击键数、按键工作原理、键盘外 形分类。 按照键盘的工作原理和按键方式的不同,可以划分为四种: A. 机械式键盘 采用类似金属接触式开关,工作原理是使触点 导通或断开,具有工艺简单、噪音大、易维护的特点。 B. 塑料薄膜式键盘 键盘内部共分四层,实现了无机械磨损。 其特点是低价格、低噪音和低成本,市场占有相当份额。 C. 导电橡胶式键盘 触点的结构是通过导电橡胶相连。 键盘内部 有一层凸起带电的导电橡胶,每个按键都对应一个凸起,按下时把下 面的触点接通。这种类型被键盘制造厂商所普遍采用。 D. 电容式键盘 使用类似电容式开关的原理, 通过按键时改变电 极间的距离引起电容容量改变从而驱动编码器。 特点是无磨损且密封 性较好。 键盘的按键数曾出现过 83 键、93 键、96 键、101 键、102 键、1 04 键、107 键等。104 键的键盘是在 101 键键盘的基础上为 WINDOWS 9X 平台提供增加了三个快捷键(有两个是重复的),所以也被称为 W INDOWS 9X 键盘。 但在实际应用中习惯使用 WINDOWS 键的用户并不多。 在某些需要大量输入单一数字的系统中还有一种小型数字录入键盘,
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基本上就是将标准键盘的小键盘独立出来,以达到缩小体积、降低成 本的目的。 常规的键盘有机械式按键和电容式按键两种。 机械式键盘是最早 被采用的结构,一般类似金属接触式开关的原理使触点导通或断开, 具有工艺简单、维修方便、手感一般、噪声大、易磨损的特性。大部 分廉价的机械键盘采用铜片弹簧作为弹性材料,铜片易折易失去弹 性,使用时间一长故障率升高,现在已基本被淘汰。取而代之的是电 容式键盘,它是基于电容式开关的键盘,原理是通过按键改变电极间 的距离产生电容量的变化,暂时形成震荡脉冲允许通过的条件。理论 上这种开关是无触点非接触式的,磨损率极小甚至可以忽略不计,也 没有接触不良的隐患,具有噪音小,容易控制手感,可以制造出高质 量的键盘,但工艺较机械结构复杂。 键盘的外形分为标准键盘和人体工程学键盘,人体工程学键盘 是在标准键盘上将指法规定的左手键区和右手键区这两大板块左右 分开,并形成一定角度,使操作者不必有意识的夹紧双臂,保持一种 比较自然的形态,这种设计的键盘被微软公司命名为自然键盘(Nat ural Keyboard),对于习惯盲打的用户可以有效的减少左右手键区 的误击率,如字母“G”和“H”。有的人体工程学键盘还有意加大常 用键如空格键和回车键的面积,在键盘的下部增加护手托板,给以前 悬空手腕以支持点,减少由于手腕长期悬空导致的疲劳。这些都可以 视为人性化的设计。

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目前台式 PC 电脑的键盘都采用活动式键盘,键盘作为一个独立 的输入部件,具有自己的外壳。键盘面板根据档次采用不同的塑料压 制而成, 部分优质键盘的底部采用较厚的钢板以增加键盘的质感和刚 性,不过这样一来无疑增加了成本,所以不少廉价键盘直接采用塑料 底座的设计。 三、历史 键盘非常悠久,早在 1714 年,就开始相继有英、美、法、意、 瑞士等国家的人发明了各种形式的打字机, 最早的键盘就是那个时候 用在那些技术还不成熟的打字机上的。直到 1868 年, “打字机之父” ——美国人克里斯托夫·拉森·肖尔斯(Christopher Latham Shol es)获打字机模型专利并取得经营权经营,又于几年后设计出现代打 字机的实用形式和首次规范了键盘,即现在的“QWERTY”键盘。 为什么要将键盘规范成现在这样的“QWERTY”键盘按键布局呢?这是 因为最初,打字机的键盘是按照字母顺序排列的,而打字机是全机械 结构的打字工具,因此如果打字速度过快,某些键的组合很容易出现 卡键问题,于是克里斯托夫·拉森·肖尔斯(Christopher Latham Sholes)发明了 QWERTY 键盘布局,他将最常用的几个字母安置在相 反方向,最大限度放慢敲键速度以避免卡键。肖尔斯在 1868 年申请 专利,1873 年使用此布局的第一台商用打字机成功投放市场。这就 是为什么有今天键盘的排列方式。

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QWERTY 的键盘按键布局方式非常没效率。比如:大多数打字员 惯用右手,但使用 QWERTY 键盘,左手却负担了 57%的工作。两小指 及左无名指是最没力气的指头, 却频频要使用它们。 排在中列的字母, 其使用率仅占整个打字工作的 30%左右,因此,为了打一个字,时常 要上上下下移动指头。 1888 年全美举行打字公开比赛,法院速记员马加林按照明确的 指法分工展示了他的盲打技术,错误只有万分之三,使在场人惊讶不 已,据记载马加林的奖金是 0 元, 从这以后很多人效仿这种盲打,在 美国也开始有了专门培养打字员的学校。 由于盲打技术的出现,使得击键速度足以满足日常工作的需要, 然而在 60 年后(1934 年),华盛顿一个叫德沃拉克(Dvorak)的人 为使左右手能交替击打更多的单词又发明了一种新的排列方法, 这个 键盘可缩短训练周期 1/2 时间,平均速度提高 35%。DVORAK 键盘布 局原则是:1、尽量左右手交替击打,避免单手连击;2、越排击键平 均移动距离最小;3、排在导键位置应是最常用的字母。 比 DUORAK 键盘更加合理、高效的是理连·莫尔特(Lillian Malt)发 明的 MALT 键盘。它改变了原本交错的字键行列,并使拇指得到更多 使用、使“后退键”(Backspace)及其他原本远离键盘中心的键更 容易触到。但 MALT 键盘需要特别的硬件才能安装到电脑上,所以也 没有得到广泛应用。

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到了 20 多了一个用 脑的基本输 至今,“QW

世纪中期,键盘又 武之地——作为电 入设备。另一方面, ERTY”键盘仍然是

使用的最多的键盘布局方式,这是一个非常典型的“劣势产品战胜优 势产品”的例子。 四、 故事 键盘字母排列的由来键盘字母排列顺是按照字母使用频率 的高低来排序的。有心的读者也许会感到奇怪:为什么要把 26 个字母作这种无规则的排列呢?既难记忆又难熟练。 据说其原因 是这样的: 在 19 世纪 70 年代,肖尔斯公司是当时最大的专门生产打字机 的厂家。由于当时机械工艺不够完善,使得字键在击打之后的弹回速 度较慢,一旦打字员击键速度太快,就容易发生两个字键绞在一起的 现象,必须用手很小心地把它们分开,从而严重影响了打字速度。为 此,公司时常收到客户的投诉。 为了解决这个问题,设计师和工程师伤透了脑筋。后来,有 一 位聪明的工程师提议: 打字机绞键的原因, 一方面是字键弹回速度慢, 另一方面也是打字员速度太快了。既然我们无法提高弹回速度,为什 么不想办法降低打字速度呢?

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这无疑是一条新思路。降低打字员的速度有许多方法,最简单的 方法就是打乱 26 个字母的排列顺序,把较常用的字母摆在笨拙的手 指下,比如,字母"O"、"S"、"A"是使用频率很高的,却放在最笨拙 的右手无名指、左手无名指和左手小指来击打。使用频率较低的"V"、 "J"、"U"等字母却由最灵活的食指负责。 结果, 这种"QWERTY"式组合的键盘诞生了, 并且逐渐定型。 后来, 由于材料工艺的发展,字键弹回速度远大于打字员击键速度,但键盘 字母顺序却无法改动。至今出现过许多种更合理的字母顺序设计方 案,但都无法推广,可知社会的习惯势力是多么强大。 另外, 键盘也指键盘类乐器, 如电子琴、 钢琴等。 在乐队现场演出时, 许多声效(如摇滚乐中的弦乐声)需要电子琴或电子钢琴来模拟,负 责这一类乐器的乐手被称作“键盘手”。 今天,个人电脑最常用的输入设备是键盘和鼠标。 通用 101 键或 102 键键盘根据英文字母的排列方式而命名, 称为 QWERTY 键盘。毋庸置疑,它“脱胎”于英文打字机。比尔·盖茨曾 用这种键盘来说明什么叫“事实上”的标准:“英语打字机和计算机 键盘上排字母的顺序是 QWER ? TY,没有一条法律说它们必须这样排 列。 但它们却行之有效, 大多数用户会执着于这种标准。 有趣的是, ” 这种排列方式并不是合理的布局。

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QWERTY 键盘的发明者叫克里斯托夫·肖尔斯(C.Sholes),生 活在 19 世纪美国南北战争时期,是《密尔沃基新闻》编辑。肖尔斯 在好友索尔协助下,曾研制出页码编号机,并获得发明专利。报社同 事格利登建议他在此基础上进一步研制打字机, 并给他找来英国人的 试验资料。 在倾注了肖尔斯与两位合伙人数年心血后,1860 年,他们制成 了打字机原型。然而,肖尔斯懊丧地发现,只要打字速度稍快,他的 机器就不能正常工作。按照常规,肖尔斯把 26 个英文字母按 ABCDEF 的顺序排列在键盘上,为了使打出的字迹一个挨一个,按键不能相距 太远。在这种情况下,只要手指的动作稍快,连接按键的金属杆就会 相互产生干涉。 为了克服干涉现象, 肖尔斯重新安排了字母键的位置, 把常用字母的间距尽可能排列远一些,延长手指移动的过程。 反常思维方法竟然取得了成功。肖尔斯激动地打出了一行字母: “第一个祝福,献给所有的男士,特别地,献给所有的女士。”肖尔 斯“特别地”把他的发明奉献给妇女,他想为她们开创一种亘古未有 的新职业———“打字员”。1868 年 6 月 23 日,美国专利局正式接 受肖尔斯、格利登和索尔共同注册的打字机发明专利。 以现在的目光看,肖尔斯发明的键盘字母排列方式缺点太多。例 如,英文中 10 个最常用的字母就有 8 个离规定的手指位置太远,不 利于提高打字速度;此外,键盘上需要用左手打入的字母排放过多, 因一般人都是“右撇子”,所以用起来十分别扭。有人曾作过统计,
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使用 QWERTY 键盘,一个熟练的打字员 8 小时内手指移动的距离长达 25.7 公里。然而,QWERTY 键盘今天仍是电脑键盘“事实上”的标准。 虽然 1932 年华盛顿大学教授奥古斯特·多芙拉克(A.Dvorak)设计 出键位排列更科学的 DVORAK 键盘,但始终成不了气候。 鼠标是美国 科学家道格拉斯·恩格巴特(D.Engelbart)在 1964 年发明的。尼 葛洛庞帝教授在《数字化生存》里写道:“当初他设计鼠标是为了指 点文件, 而不是作画。 但是这个发明却流传下来, 而且今天随处可见。 ”

恩格巴特是位卓越的思想家、发明家和电脑先驱人物,一生著有 25 部著作,拥有 20 多项发明专利。他在超文本和超媒体系统、人机 交互和网络技术等诸多领域都作出了天才的预见并提出理论框架。 他 穷其一生的精力,想为人类研制出增加智慧的计算机,鼠标只是他一 个附带的小发明。 恩格巴特二战期间曾担任过舰艇雷达技术员, 战后获加州大学伯 克利分校博士学位。他常常幻想着电脑也能像雷达一样显示图形,并 可以通过操纵杆来控制操作。1964 年,在国防部高级规划研究署(A RPA)资助下,恩格巴特建立了一个“扩增研究中心”来实现他的梦 想。1968 年,在美国秋季计算机会议上,恩格巴特向与会者展示了 他的新发明:用一个键盘、一台显示器和一个粗糙的鼠标器,远程操 作 25 公里以外的一台简陋的大型计算机,在当时仍然采用穿孔卡输 出的人群中间,引起了极大地轰动。

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恩格巴特鼠标原型的外壳用木头精致地雕刻而成,仅有一个按 键,而不像现代鼠标有三个按键。它的底部安装着金属滚轮,用来控 制光标的移动。1970 年获得专利时,这个小装置的名称是“显示系 统 X-Y 位置指示器”。美国有人开玩笑说,只有男人才会想到把它 叫做“鼠标”,因为在美国俚语里,“老鼠”(Mouse)亦有“女朋 友”的寓义。 1972 年,施乐公司帕洛阿托研究中心(PARC)研制出图形界面 的“阿托”(Alto)微电脑,研制者中间就有从恩格巴特实验室“跳 槽”的人,他们把鼠标配置在这台电脑上,作为一种方便的图形控制 装置。1983 年,苹果公司也跟着把他们的第一个鼠标装备在“丽萨” (Lisa)微电脑上。从此,鼠标逐渐成为个人电脑必备的输入设备。

Windows 中已经内置了对它的支持,打开“控制面板→键盘”, 进入“输入法区域设置”选项卡,接着单击“添加”按钮,将“输入 法区域设置”设置为“英语(美国)”,并在“键盘布局/输入法” 栏内找到“美国英语-DUORAK”。确认后,按键位置全变了。现在你 完全有资本提升自己的英文打字速度了。 当然在成功前仍需花时间重 新适应新的系统并进行耐心训练。 更先进的 MALT 键盘比 DUORAK 更先进一步的是理连。莫特(Lillian Malt)发明的 MALT 键盘。它改变了原本交错的字键行列,并使拇指得 到更多使用、使“后退键”(Backspace)及其他原本远离键盘中心

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的键更容易触到。但 MALT 键盘需要特别的硬件才能安装到电脑上, 所以也没有 五、构造 键盘的外壳。 的键盘都采 盘作为一个 目前台式 PC 电脑 用活动式键盘,键 独立的输入部件, 得到广泛应用。

具有自己的外壳。键盘面板根据档次采用不同的塑料压制而成,部分 优质键盘的底部采用较厚的钢板以增加键盘的质感和刚性, 不过这样 一来无疑增加了成本,所以不少廉价键盘直接采用塑料底座的设计。 有的键盘采用塑料暗钩的技术固定键盘面板和底座两部分,实 现无金属螺丝化的设计。所以分解时要小心以免损坏。 外壳为了适应不同用户的需要,键盘的底部设有折叠的支持脚,展开 支撑脚可以使键盘保持一定倾斜度,不同的键盘会提供单段、双段甚 至三段的角度调整。 常规键盘具有 CapsLock(字母大小写锁定)、NumLock(数字小 键盘锁定)、ScrollLock 三个指示灯,标志键盘的当前状态。这些 指示灯一般位于键盘的右上角, 不过有一些键盘如 ACER 的 Ergonomic KB 和 HP 愿装键盘采用键帽内置指示灯,这种设计可以更容易的判断 键盘当前状态,但工艺相对复杂,所以大部分普通键盘均未采用此项 设计。 不管键盘形式如何变化基本的按键排列还是保持基本不变,可 以分为主键盘区,数字辅助键盘区、F 键功能键盘区、控制键区,对
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于多功能键盘还增添了快捷键区。 键盘电路板是整个键盘的控制核心,它位于键盘的内部,主要担 任按键扫描识别,编码和传输接口的工作。 键盘的接口有 AT 接口、PS/2 接口和最新的 USB 接口,高档的 品牌机多采用 PS/2 接口,最早也是 IBM 公司的专利俗称“小口”, 不过越来越多新型主板都开始提供 PS/2 键盘接口。而兼容机尤其是 较老的主板常常提供 AT 接口也被称为“大口”,所幸的是市场上有 一种大小口键盘转换连接器,售价只有区区几元钱,它一举解决了两 种接口键盘的兼容性问题。USB 作为新兴的结构,一些公司迅速推出 了 USB 接口的键盘, 接口只是一个卖点, USB 对性能的提高收效甚微, 愿意尝鲜且 USB 端口尚不紧张的朋友可以考虑。 键帽的反面可见都是键柱塞,直接关系到键盘的寿命,其摩擦系数直 接关系到按键的手感。 六、发展 如果说 CPU 是电脑的心脏,显示器是电脑的脸,那么键盘就是 电脑的嘴,是它实现了人和电脑的顺畅沟通。然而作为与我们接触最 多的外设产品,大多数情况下键盘的作用却被忽视了,当然这与其发 展的缓慢有着千丝万缕的联系。 “大嘴”小史 PC XT/AT 时代的键盘主要以 83 键为主,并且延续了相当长的一 段时间,但随着视窗系统近几年的流行已经被淘汰。取而代之的是 1
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01 键和 104 键键盘,并占据市场的主流地位,当然其间也曾出现过 1 02 键、103 键的键盘,但由于推广不善,都只是昙花一现。近半年内 紧接着 104 键键盘出现的是新兴的多媒体键盘, 它在传统的键盘基础 上又增加了不少常用快捷键或音量调节装置, PC 操作进一步简化, 使 对于收发电子邮件、打开浏览器软件、启动多媒体播放器等都只需要 按一个特殊按键即可,同时在外形上也做了重大改善,着重体现了键 盘的个性化。起初这类键盘多用于品牌机,如惠普、联想等品牌机都 率先采用了这类键盘,受到广泛的好评,并曾一度被视为品牌机的特 色。随着时间的推移,渐渐地市场上也出现独立的具有各种快捷功能 的产品单独出售,并带有专用的驱动和设定软件,在兼容机上也能实 现个性化的操作。 “口形”初探 外壳方面,目前台式 PC 电脑的键盘都采用活动式键盘,键盘作 为一个独立的输入部件,具有自己的外壳。键盘面板根据档次采用不 同的塑料压制而成, 部分优质键盘的底部采用较厚的钢板以增加键盘 的质感和刚性,不过这样一来无疑增加了成本,所以不少廉价键盘直 接采用塑料底座的设计。 为了适应不同用户的需要,键盘的底部设有折叠的支持脚,展开 支撑脚可以使键盘保持一定倾斜度,不同的键盘会提供单段、双段甚 至三段的角度调整。

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常规键盘具有 CapsLock(字母大小写锁定)、NumLock(数字小 键盘锁定)、ScrollLock 3 个指示灯,标志键盘的当前状态。这些 指示灯一般位于键盘的右上角,不过有一些键盘如宏基的 Ergonomic KB 和惠普原装键盘采用键帽内置指示灯,这种设计可以更容易地判 断键盘当前状态,但工艺相对复杂,所以大部分普通键盘均未采用此 项设计。 不管键盘形式如何变化,基本的按键排列还是保持基本不变, 可以分为主键盘区、数字辅助键盘区、F 键功能键盘区、控制键区, 对于多功能键盘还增添了快捷键区。 “三口“之争 键盘按照应用可以分为台式机键盘、笔记本电脑键盘、工控机键 盘三大类。 目前传统的台式机键盘仍然是市场上的主流,但无论是外观还是技 术,它同数年前的产品比起来,并没有本质的区别。随着生活品质的 提高,厚重的台式机键盘与时尚又健康的液晶显示器、灵巧而又舒适 的光电鼠标显得越来越格格不入。 传统台式机键盘采用的是轨道直滑 式构架,虽然按键的键程比较长,按键的手感比较好,但是由于构架 本身的缺陷,输入文字时声音比较大。因此许多知名厂商针对传统键 盘进行了不断的改造。比如作为业内知名品牌的爱国者,精于科技创 新,善于把握时尚,敏锐洞察需求。在 2006 年下半年推出的超薄手 感王 KB-F920,更是精益求精。其设计理念延续了“超薄”的概念,
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键盘最薄处不到 1cm,突破了老式键盘的厚重生硬。线条弧度更加自 然流畅,按键微突而富有质感,整个外观精致典雅,让人记忆犹新; 与此同时,爱国者为了帮助使用者轻松面对键盘进水的尴尬,细心改 善产品构造,严格选择制作材质,将防水设计做得更加完善,使得传 统的键盘的发展更上一层楼。 笔记本电脑键盘虽然不是 2003 年才出现的,但是却在 2003 年 大大地风光了一把。这类键盘的一致特点就是轻薄小巧、外观时尚。 不少用户都选择笔记本架构键盘来搭配液晶显示器, 这样整个桌面会 显得简洁而又时尚。在按键方面,它们采用了笔记本键盘的构架。按 键不会因为敲击力度不均或敲击位置不对而导致键帽倾斜, 更不会出 现卡键的现象;同时按键的力度比较小,用户长时间输入也不容易感 到疲劳。在静音方面,笔记本架构键盘设计得相当不错,用户输入文 字时的声音要比传统台式键盘小得多。 另外笔记本架构键盘的键程都 很短,敲击时远没有传统台式键盘有手感。 “口口相传” 现在键盘发展的趋势越来越向专业化看齐, 并且根据从事的不同 用途, 键盘的性能也不一样。 比如说游戏玩家基本就是带显示屏幕的, 或是很多快捷键的;而要经常使用的用户,就要配备易水洗的键盘; 还有能发光的键盘,分离式键盘等等。这些都是针对于用户的需求设 计的。比如专门为游戏应用设计的键盘——爱国者战霸(ZBOARD)游 戏键盘。这款键盘最过人的地方在于内建的技术优势,与大多数其他
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键盘可以同时按下 2~4 个键相比,战霸游戏键盘可以最多同时按下 7 个键。W/E/D 3 个常用按键可同时作用,完美解决键位冲突问题,使 玩家在游戏时下达动作指令更为快捷方便。 以前的键盘只是对电脑的简单操作,如今键盘赋予了更多的功 能。具有多媒体功能的键盘能让电脑的使用者得以直接在键盘上控 制。与传统的键盘相比,多媒体的键盘多了多媒体功能的键,这一类 以微软的多功能键盘为代表。使用这类键盘时,只要切换键盘上的一 个按键,有几个特定的键便接受其指挥,例如按下 Internet 的快速 键,就可以直接连上网络,不需要用鼠标点选屏幕上的 Internet 的 小 Icon。同样的,也有特定按键可以控制 CD-ROM,上网键、收发 E -mail 键、声音调节键一应俱全。有的在键盘的下边有一类似圆形 的调节盘,此调节盘可以代替鼠标的功能使用。 目前市场上最炙手可热的无线技术也被应用在键盘上。 无线技术 的应用使得你摆脱键盘线的限制和束缚,一端是电脑,另一端的你可 毫无拘束,自由地操作,主要有蓝牙、红外线等。而两者在传输的距 离及抗干扰性有着不同。 一般来说蓝牙在传输距离和安全保密性方面 要优于红外线的。红外线的传输有效距离约为 1~2 米左右,而蓝牙的 有效距离约为 10 米左右。由此可知,无线键盘的前途无量。不仅在 于解决电脑周边配备的问题, 也为未来将电脑多功能的娱乐化的发展 铺平了道路。利用电视的屏幕浏览 Internet,收看网路电视节目。 正可利用无线键盘来控制,无线功能得到淋漓尽致的展现。

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七、技术现状 如何选择一个最为适宜的输入介面来使得我们广大用户在使用 电脑的时候更为方便, 更为惬意呢?这不仅是广大电脑使用者在选择 时所考虑的问题,更成为全世界各大电脑周边厂商所苦苦追求的目 标。于是,我们看到了部分厂商在市场上致力推出的各种输入介面, 如手写输入介面,语音输入介面,还有将输入,输出介面融为一体的 触摸式输入介面,等等。然而,就整个电脑界的使用状况来看,全球 最为普遍的也最为一般的输入介面,到目前为止仍属键盘。 键盘作为电脑处理系统的输入设备,种类和表现的方式非常丰 富,这里所说的,是专指作为 PC 周边设备之一的通用键盘,一般为 配合桌上型电脑 (Desktop Computer) 和便携式电脑 (NoteBook PC) , 可分为桌上型键盘和笔记本键盘。其中,後者是以特定的 NoteBook PC 的配件方式供应的,并不会在市场中出现。而今天的键盘,已随 着信息产业的迅速发展,电脑本身的发展延伸,以及使用者的需求等 诸多因素, 在使用的舒适度, 功能性, 外型美观度等诸方面不断改进, 发生着变化。 传统的桌上型键盘,经历了电容式,机械开关式,到今天随处可 见的橡胶按键加薄膜开关式结构,可以说是很有意思的一段路程。他 们的差别,主要体现在两个方面,第一是实现弹性按键过程(displ acement)的按键结构的不同,第二是实现功能作动产生按键作用(k ey stroke)的方式不同。具有代表性的按键结构,最早有用弹性海
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绵来实现的,用机械开关的方式则显得非常稳定可靠,一直被认为是 具有高品质的方式。市场上最具代表性的机械开关有两种,一种为日 本 ALPS 公司的 Switch,另一种就是明基电脑公司专利的 Acer Swit ch。後来诞生了用橡胶按键结构的键盘,它的显着优点是被人称为无 声键盘的免干扰功能, 并可以降低成本。 尽管按键结构有发展有变化, 但长期以来,人们对于什麽是好的按键感觉(Feeling,直接反映于 按键过程中弹力与行程的关系曲线。)却有着饺为一致的看法,一般 的,段落感(Tactile)要越明显越好。机械开关和橡胶两种方式都 能在各自的领域达到这种要求, 故成为当前市场上最为常见的两种产 品类型。至于产生按键作用的方式,有较为早期采用的电容式,现在 市场上仍然存在的机械开关式,这两种都是采用全尺寸的印刷线路 板,一颗键的作动开关焊接在线路板上,成为线路的一部分,通过开 关的通断产生线路的通断而形成按键功能。但是,随着键盘技术的发 展,一种更为简单可靠的方式---薄膜开关(Menbrane Switch)作动 方式逐渐取代了过去的全尺寸印刷线路板, 成为当今键盘产品的主要 类型。享有专利的 Acer Switch,是设计使用于 Membrane Switch 作 动方式的机械式开关,一颗 Acer Switch 由五个独立的元件组成,设 计巧妙合理,Acer Switch 系别键盘在市场上一直被认为是高端产品 的代表。 八、技术发展趋势

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目前,无论是国外或国内,许多的键盘制造厂商针对使用者对 于键盘的功能性及使用的舒适度等需求,在设计上作了相当大的调 整,就市场角度来看,键盘技术在可预期的几年内将朝着几个趋势发 展: 1、USB 介面设计 所谓 USB(Universal Serial Bus)是一种可以联结 127 个装 置的万用序列流排,也有人称之为万用序列阜,是支持 PC97 的一种 外接标准,同时也是目前电脑界最新的介面标准,使用 USB 介面的好 处在于其提供更简单,更直接的联结方式,只须直接插上即可使用。 它的规格通常为 12Mbps/126device nodes/5m/segment,这种新的 U SB 标准将提供一种通用联结器,可高速存取。更为健全的即插即用 功能,以及将设备联结到插座上的能力,USB 这叁个字母开始出现在 许多周边产品的特色功能上,各家厂商纷纷标榜支持 USB 标准,根据 市场趋势显示, 已经发展便于利用, USB 增强功能及降低成本的标准。 去年在 WinHEC 大会上,Microsoft 总裁 Bill Gates 就曾大力倡导 U SB 标准,USB 的规范被预测成为整个新型 PC 周边设备产品爆炸性创 新的"催化剂"。未来数年内,几乎所有的个人电脑及电脑周边设备都 将会改为 USB 介面。 对于键盘来讲, 支持 USB 的主要原因至少有两点: 第一,Intel 全部新型的主机板均支持 USB;第二,几乎所有 PC 供应 商都致力于发展 USB 的系统,当然,有了 USB 的规范,个人电脑使用 起来亦将更为方便与自在。

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2、多媒体功能 前一阵子,具有多媒体功能的个人电脑早 Internet 一步,席卷 整个个人电脑市场, 使电脑功能变得多姿多彩的周边设备于是一一面 世,也为周边产品制造厂商创造不少的利润。如今一台配备有 CD-RO M,图形加速卡,以及数据机的家用电脑是相当平常的事。多媒体技 术的发展自然也影响到键盘的发展。现在,键盘的设计也开始走向多 媒体世界的舞台, 所谓具有多媒体功能的键盘是指让电脑的使用者得 以直接在键盘上控制部分多媒体周边设备,使用这类键盘时,只要切 换键盘上的一个按键後,有几个特定的键便接受其指挥,例如按下 I nternet 的快速键,就可以直接连上网络,不需要用鼠标点选银幕上 的 Internet 的小 Icon。同样的,也有特定按键可以控制 CD-ROM,或 者控制音量等等。某些电脑周边制造厂家(如 Acer)还推出了独树 一帜的 Hot Key 键盘,不但拥有上述操控多媒体周边设备的功能,使 用者甚至还可依自己的需求,自行设定所需的应用功能于功能键上。 多媒体的市场正在快速发展中, 键盘技术的发展也必将顺应着它的潮 流而不断改进,面对这种改进,有人说它是把简单的键盘复杂化(因 为这些"热键"必须和软件的驱动程式相配合)。而另一种说法则是: 聪明的键盘就该如此。 3、人体工学设计 现在电脑应用的已日趋广泛,不可否认的,它为人们带来快速 的运算、精确的记录、以及方便的管理模式,却也在我们益发依赖电
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脑的情形下,逐渐衍生出了电脑症候群。为减少从事电脑一族的非必 要性伤害,塑造一个良好的人体工学环境,就成为追求速度之外的一 个尤其重要的课题。於是,键盘的制造厂商纷纷开始强调输入介面的 舒适性,标榜符合人体工学的键盘亦开始在市场上占有一席之位。 目前已有专业的电脑周边制造厂商开发研制出了比较符合人体 工学原理的键盘。 我们在市面上所看到的人体工学键盘的外型大多与 传统键盘大相迳庭。 其中较为典型的是比较多的考虑让手腕与手臂肌 腱、神经与韧带的压力降到最低的设计,目前比较完美的一款设计是 将整个键盘由中间分成左右两个部份, 使用者在使用时手腕的角度会 微微向下并向两侧倾斜,借由键盘的设计引导使用者以触摸方式打 字,形成最自然的键入姿势。根据该款键盘使用者的反应,经过一段 适应期後, 这种符合人体工学原理的键盘用起来的确相当舒适。 其实, 调整至正确使用电脑及打字姿势的程序很必要。 您首先应该调整桌椅 的高低,然後将手放在键盘上,手腕可以靠在键盘前方的桌面上,但 记得不要在手腕部分加上太多的压力, 尤其注意不要让手腕有弯曲的 现象发生,尽可能让您的姿势达到最为自然,最为轻松的便算是合适 了。这里,有必要提醒您的是:-当您在使用电脑或打字时间超过一 小时的时候,最好能站起来,做做小运动,并且休息几分钟,再继续 工作,这样不仅可以让工作更愉快更有效率,也可以有利于您的身心 健康。 九、常见故障处理方法

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我们在操作电脑时, 键盘的使用频率非 常高,键盘出现故障是很正常的。刚买回来 的键盘很好用,按键弹性很好。但过一段时 间以后,就发觉那按键很难按了,不是按不 下去就是按下去以后弹不上来等等,其实这 些问题都是些小毛小病,而大家却对它敬而远之,我们只要动手修理 修理就能恢复正常,是完全能够自己解决。下面这些具有代表性,针 对性的典型故障,让各位也是能自已动手修理键盘,希望能给大家提 供一些帮助。 故障现象:开机时提示“Keyboard error or no keyboard pre sent”;另一种故障就是开机后,屏幕显示键盘出错信息“Keyboar d Lock or Error” 分析处理:引起这种故障的原因有:键盘没有接好;键盘接口的 插针弯曲;键盘或主板接口损坏。在开机时注意键盘右上角的三个灯 是否闪烁一下,如果没有闪烁,首先检查键盘的连接情况;接着观察 接口有无损坏, 用万用表测量主板上的键盘接口, 如果接口中的第 1、 2、5 芯中某一芯的电压相对于 4 芯为 0 伏,说明接口线路有断点, 找到断点重新焊接好即可。如果主板上的键盘接口正常,则说明键盘 损坏,更换新的键盘。 故障现象:在主机自检时,屏幕显示如下:“KeyboarderrorPr essF1toRESUME”
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分析处理:引起这种故障的原因有两种:一是键盘自身故障;二 是主板键盘接口故障。 为了判断是键盘自身故障还是主板键盘接口故 障,更新一只正常的键盘,如一切正常,说明是键盘自身故障。拆开 键盘后盖,检查电缆四根引线的电平,Vcc 引线为+5V 高电平,GND 引线为低电平,DATA 引线为高电平,而 KBLCK 引线为低电平,正常 时 KBLCK 引线应为高电平。关掉主机拔下键盘插头,用万用表×1Ω 档测量电缆两端的对应引线,发现 KBLCK 引线内部已断,更换一根键 盘电缆,故障排除。 故障现象:键盘有时字母无法键入或时有时无,换一个键盘故障 依旧 分析处理:引起这种故障的原因有:人为设置;病毒导致;超频 导致。首先请恢复键盘默认值,依次以鼠标单击→控制面板→键盘→ 语言,并设置成→默认值;查杀病毒或重新安装操作系统;电脑处于 超频状态,请先设置回原来的频率。 故障现象:开机自检正常,但个别字符的键不太灵敏,有时用力 敲这几个键,键入的字符也正常,轻敲则无反应 分析处理:由故障现象看,键盘接口及电缆都没有问题,按键同 时失灵并不代表是按键本身的故障,而是键盘盘内部电路造成的。这 种现象是由于该键接触不良造成的, 而接触不良一般是由于该键与电 路板之间连线产生虚焊或脱焊,造成该键电路断开所致。将键盘后盖 上的连接螺钉卸下,打开键盘前盖,将键盘主体取出,在背面找到开
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反应的两个焊点,在正常情况下,当键没按下时,万用表(置于欧姆 档)应指示无穷大,当键按下时,万用表应指示为零。如果不是这种 情况,则该键损坏无疑,这时应重新焊接连线即可(请注意一定要记 清两个焊点的位置,且隔离良好)。建议用无水酒精棉球将电路板与 导电层接触处擦净。 故障现象:按键不能弹起(多见于 Enter、Shift、Ctrl、Alt)

分析处理:出现这类故障的主要原因是键盘质量太差。大家在装 机时对键盘的重视不够或是图便宜,从而购买了劣质键盘。其实大家 使用键盘、鼠标的频率是很高的,从经济角度来讲到不如使用结实耐 用的好键盘,而且现在的普通好键盘才五六十元,而其使用时间是劣 质键盘的两三倍以上。遇到这种现象和,一般只要将卡住的键恢复原 位即可。但是这些键可能弹簧出了问题,下次还会卡住。最好将键帽 取下来,简单处理一下,如更换弹簧等。 故障现象:在输入时,敲过某一键时,屏幕上显示出许多相同字 符 分析处理:这是纯机械故障,一个原因是键的定位槽被卡住了, 这时,中要将键盘外壳打开,调整好键盘的位置后重新固定好即可; 另一个原因是键本身的失去了弹性,但这一种情况极少见。这时,将 键拆开,换上一新的弹性介质,故障排除。

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十、选购方法 键盘和鼠标是最基本的输入设备,有了它们,才可以指挥电脑处 理各种信息。而人们在选购电脑配件时,往往只注意选择电脑内部配 件,而忽视对键盘、鼠标的选购。键盘鼠标的性能与质量的好坏,将 直接影响到操作的灵活性。 1.从感性上认识 一款好的键盘看上去很顺眼,用料优秀,整个键盘按键的布局合 理,并且按键上的符号很清晰,面板颜色也很清爽,在键盘背面有厂 商名称、生产地和日期标识。用手轻摇键盘时,觉得分量十足(好的 键盘采用钢板为底板),而且整个键盘的按键无松动或哗哗的响声, 结构稳定。好的键盘上都有不少的快捷键(如 Win98 按键、收发电子 邮件和启动浏览器快捷键等),用户可以选择这类键盘。 目前市场上的键盘还分为标准键盘和人体工学键盘。标准键盘分为 104 键和 108 键,人体工学键盘分为左右两部分,让用户长时间用起 来也不会感到关节麻木发酸。 2.从键盘的性能识别 键盘的接口分为并串口、 PS/2 接口、USB 接口,在这 3 者中 USB 最快,一般家用电脑使用并串口、PS/2 接口即可。好的键盘的按键 次数在 3 万次以上,而且按键上的符号不易褪色,整个键盘有防水功 能,耗电低。 总的来说,在购买键盘时千万不能因小失大,价格虽重要,但质量上 也一定要把好关,要求务必性价比高。
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3.从实际操作手感识别 质量好的键盘一般在操作时手感比较舒适, 按键有弹性而且灵敏 度高, 无手感沉重或卡住现象。 购买时应该买品牌键盘, 如三星、 ACER、 菲利浦、爱国者等。这样的键盘无论外观和还是手感都不错,而且还 附送键盘保护膜,可防止灰尘,还有防水功能。

第三章 鼠标的工作原理
1984 年,随着 Apple Macintosh 的推出,鼠标也一同跃上舞台。 从此在它们的帮助下,计算机的使用方法得以彻底重新定义。 在您计算机使用生涯的每一天, 只要想移动光标或者激活某些内 容,您都会伸出手使用鼠标。鼠标感知您的手部移动和单击并将它们 发送给计算机,使计算机能够做出相应的响应。

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这款微软智能鼠标利用了光学技术。 在本文中, 我们将揭开人机界面这一重要部分的神秘面纱并了解 它的工作原理。鼠标的诞生 鼠标的简单与高效令人赞叹。 同样令人吃惊的是鼠标变成日常生 活的一部分经历了漫长的时间。 考虑到人们在讲述之前会自然而然地 先指向相关物体, 一种出色的指针设备经历了如此漫长的发展过程真 是令人惊讶。尽管在上世纪 60 年代就已经存在对鼠标的初步构思, 但直到过了几十年之后鼠标才成为主流。 在初期, 由于计算机使用类似于电传打字机或穿孔卡的粗糙界面 进行数据输入,因而不需要进行指向。早期的文本终端只是在模仿电 传打字机(将屏幕替换为纸),因此经过许多年(上世纪整个 60 年 代到 70 年代)箭头键才出现在多数终端上。全屏幕编辑器首次真正 地利用光标键,它们为人类提供了第一种指向方法。
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光笔很多年来在各种机器上作为指针设备。图形输入板、操纵杆 及其他各种设备也在上世纪 70 年代大行其道。然而,这些设备实际 上都没有作为选择的指针设备受到普遍欢迎。 当鼠标连接到 Mac 计算机并登上舞台时便一举成功。 鼠标的某些 方面是非常自然的。与绘图式屏幕相比,鼠标非常便宜并且仅占用一 点儿桌面空间。在 PC 世界中,由于缺乏操作系统的支持,鼠标用了 较长的时间才得以普及。在 Windows 3.1 使图形用户界面(GUI)成 为标准后,鼠标很快成为了所选的人机接口方式。 一、鼠标的内部结构 所有鼠标的主要目的都是将手部运动转换为计算机可以读取的 信号。 让我们来看一下轨迹球鼠标的内部结构, 从而了解其工作原理:

鼠标的内部部件

1、鼠标内部的滚球接触桌面并在鼠标移动时滚动。
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鼠标逻辑板的底面:滚球露出的一部分与桌面接 触。

2、鼠标内部的两根辊轴与滚球接触。一根辊轴定向为可检测 X 方向的运动,另一根辊轴与第一根辊轴成 90 度,可以检测 Y 方向的 运动。当滚球转动时,一根或两根辊轴也会转动。下图显示了此鼠标 中的两根白色的辊轴:

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与滚球接触的辊轴检测 X 方向和 Y 方向的运动。 3、每根辊轴都与一个轴连接,该轴旋转一个上面有孔的圆盘。 当辊轴滚动时,与其连接的轴和圆盘也会旋转。下图显示了圆盘:

典型的光学译码盘:此圆盘的外边缘周围有 36 个孔。

4、圆盘的一侧有一个红外线 LED,另一侧有一个红外线传感 器。圆盘中的孔使 LED 发出的光束中断,因此红外线传感器可以感 应到光线脉冲。脉冲频率与鼠标移动的速度和距离直接相关。

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跟踪鼠标运动的光学译码盘的特写:圆盘的一侧 有一个红外线 LED(透明) ,另一侧有一个红外 线传感器(红色) 。请注意红外线传感器(红色) 与译码盘之间的那块塑料。

5、板上处理器芯片读取来自红外线传感器的脉冲并将它们转换 为计算机可以理解的二进制数据。 该芯片通过鼠标线缆将二进制数据 发送给计算机。

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编码器芯片在鼠标的逻辑部分占有重要地位,这 种小型处理器读取来自红外线传感器的脉冲并将 它们转换成发送到计算机的字节。您还可以看到 两个用来检测单击活动的按钮(在线缆连接器的 两侧) 。 在这种光学机械布局内,圆盘做机械运动,光学系统对光线脉冲 计数。在这个鼠标中,滚球的直径为 21 毫米,辊轴的直径为 7 毫米。 译码盘上有 36 个孔。因此,如果鼠标移动 25.4 毫米(1 英寸),编 码器芯片就会检测到 41 个光线脉冲。

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您可能已经注意到, 每个译码盘有两个红外线 LED 和两个红外线 传感器,译码盘的一侧有两个红外线 LED,另一侧有两个红外线传感 器,这样鼠标内部就有四对 LED/传感器。通过这种布局,处理器能 够检测到圆盘的转动方向。 译码盘与每个红外线传感器之间有一块塑 料,其上有一个精确定位的小孔。 红外线传感器通过这块塑料上的开口可以“看到”光线。 圆盘一 侧开口的位置略高于另一侧开口的位置, 准确地讲是高出译码盘上孔 的高度的一半。 这种差异使得两个红外线传感器在略微不同的时间看 到光线脉冲。有些时候,一个传感器可以看到光线脉冲而另一个传感 器看不到,反之亦然。本页对如何确定方向进行了详细介绍。 二、鼠标接口

目前,市场中的多数鼠标都使用 USB 接头连接到计算机上。USB 是一 种将各种类型的外围设备(包括打印机、数码相机、键盘和鼠标)连 接到计算机的标准方式。有关这项技术的更多信息,请参见 USB 端口 工作原理。 一些现在还在使用的老式鼠标会有一个 PS/2 型接头, 如下所示:

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典型的 PS/2 接头。 还有其他一小部分老式鼠标使用一种串行接头与计算机相连, 而 不是使用 PS/2 接头。 三、光电鼠标 光电鼠标由安捷伦科技开发并于 1999 年底问世。这种鼠标实际 上采用了一个每秒钟可以拍摄几千张图片的微型相机。 多数光电鼠标几乎可以在任何表面上工作而不需要使用鼠标垫, 它们采用一个小型的红色发光二极管(LED)向鼠标工作表面发出光 线, 光线反射到互补金属氧化物半导体 (CMOS) 传感器上。 LED 外, 除 最近的一项创新是基于激光的光电鼠标, LED 技术相比这种鼠标可 与 以检测到更多鼠标底部表面的细节。这样较之于 LED 鼠标,基于激光 的鼠标可在更多表面上使用。

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?

计算机根据从鼠标接收到的坐标信息, 移动屏幕上的光

标。这个过程每秒发生数百次,使得光标的移动看上去非常流 畅。

在这张照片中,可以看到鼠标底部的传感器。 与轨迹球鼠标相比,光电鼠标具有下列优势:
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没有可移动的零部件, 这意味着磨损更少、 故障率更低。 灰尘无法进入鼠标内部并干扰跟踪传感器。 增加的跟踪分辨率意味着响应更顺畅。 不需要鼠标垫等专用表面。

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苹果公司将自己的光电鼠标转变成了一件时髦的艺 术品。 推陈出新 另一种类型的光电鼠标已经存在了十多年。在最初的光电鼠标技术 中,一束汇聚的光线发射到一个反射率很高的鼠标垫,然后从鼠标垫 表面反射到传感器上。鼠标垫上有由较暗的线条构成的网格。每次移 动鼠标时,网格会使光束中断。光束中断时,传感器会向计算机发送 一个信号并且光标会移动相应的量。 这种光电鼠标很难使用, 要求您在握住它的时候必须使其与鼠标垫正 好成直角,才能确保光束和传感器对齐。此外,如果鼠标垫损坏或遗 失,那么在买到新的鼠标垫之前,这种鼠标将无法使用。而当今的光 电鼠标对于用户更加友好并且更加可靠。

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四、光电鼠标的精度 许多因素影响着光电鼠标的精度, 其中最重要的一个方面是分辨 率。 分辨率是在您移动鼠标时光学传感器及聚焦透镜所能“看到”的 每英寸的像素数。分辨率表示为点每英寸(dpi)。分辨率越高,鼠 标就越灵敏,而且移动鼠标以获得响应所需的距离就越短。 多数鼠标的分辨率为 400 或 800dpi。然而,专为电子游戏而设 计的鼠标可提供高达 1600dpi 的分辨率。 某些游戏鼠标允许您在玩的 过程中降低分辨率,让鼠标在需要进行小幅度、慢速运动的情况下灵 敏度低一些。 过去很长一段时间内, 有线鼠标的响应速度较之无线鼠标更为迅 速。然而,随着无线技术及光学传感器的改进,这个事实正在改变。 影响鼠标质量的其他因素包括:
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光学传感器的大小——如果其他鼠标部件可以应付的

话,尺寸越大越好。大小从 16x16 像素到 30x30 像素不等。
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刷新率——指的是在您移动鼠标时传感器采集图像的

频率。 如果其他鼠标部件可以处理得来的话, 通常是越快越好。 刷新率为每秒 1500 到 6000 个图像样品。
?

图像处理速率——指的是光学传感器的大小与刷新率

的综合指标。依然是越快越好,速率为 48.6 万到 580 万像素/ 秒。

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?

最大速度——指的是您可以移动鼠标并获得精确轨迹

的最大速度。越快越好,速度为 0.4 到 1 米/秒。 五、无线鼠标 多数无线鼠标使用射频(RF)技术向计算机传输信息。由于基于 射频,RF 设备需要两个主要部件:发射器和接收器。其工作原理如 下:
?

发射器安装在鼠标外壳内。它发送一个电磁(射频)信

号将鼠标移动和所单击鼠标键的相关信息进行编码。
?

接收器与计算机相连。它接受信号,将信号解码并传送

到鼠标驱动程序软件和计算机操作系统。
?

接收器可以是插入计算机中的单独设备、 插入扩展插槽

内的专用卡,也可以是内置部件。

Logitech 供图

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MX900 和扩展坞 许多电子设备都使用射频进行通信,包括手机、无线网络和车库 自动门。为了在通信时不产生冲突,不同类型的设备指定了不同的频 率。较新式的手机使用的频率为 900 兆赫,车库自动门的工作频率为 40 兆赫, 802.11b/g 无线网络的工作频率为 2.4 千兆赫。 (MHz) 而 兆赫 表示“每秒 100 万周”, “900 兆赫”表示“每秒有 9 亿个电磁波”。 千兆赫(GHz)表示“每称 10 亿周”。 与常用于短距离无线通信的红外线技术(如电视遥控器)不同, RF 设备在发射器(鼠标)和接收器之间不需要畅通的瞄准线。正如 使用无线电波通信的其他类型的设备一样, 无线鼠标信号可以穿过桌 子或显示器等障碍物。 与目前市场中的多数鼠标一样, 无线鼠标采用光学传感器技术而 非早期的轨迹球系统。光学技术提高了精度,并且几乎可以让您在任 何表面上使用无线鼠标——就线缆不再将您束缚在计算机附近这一 点上来说,这是一个重要功能。 六、配对和安全性 为了使鼠标中的发射器与其接收器通信,它们二者必须配对。这 意味着, 这两个设备使用一个公共识别码以相同的频率在同一个信道 工作。信道仅仅是一个特定频率的代码。配对目的是排除自其它源和 RF 设备的干扰。
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配对方法随鼠标厂商而不同。某些设备在提供时已经预先配对。 其他设备则使用配对序列等方法, 当您按特定按钮或者转动接收器和 /或鼠标上的滚轮时,配对会自动开始。 为了保护鼠标向接收器发送的信息, 多数无线鼠标都包括一个加 密方案将数据加密为不可读取的格式。一些设备还使用一种跳频方 法,使得鼠标和接收器按照预定方式自动改变频率。这样可以进一步 防止干扰和窃听。 七、蓝牙鼠标 无线鼠标普遍采用的一种 RF 技术是蓝牙。蓝牙技术可以将打印 机、耳机、键盘和鼠标等外设与计算机和掌上型电脑(PDA)等支持 蓝牙的设备进行无线连接。 由于蓝牙接收器可以一次支持多个蓝牙外 设,因此蓝牙也称为个人局域网 (PAN)。蓝牙设备的传输范围大约 为 10 米。 蓝牙使用 RF 技术在 2.4GHz 的频带上工作。 它通过一种称为扩频 跳频的技术避免了多个蓝牙外设之间的干扰。802.11b/g 无线网络等 无线上网设备也在 2.4GHz 频带上工作,同样的还有一些无绳电话和 微波炉。1.2 版本的蓝牙提供了自适应跳频(AFH),这是一种专门 避免与其他 2.4GHz 通信之间发生干扰的增强型跳频技术。

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拓展 为什么叫蓝牙? Harald Bluetooth 是公元 10 世纪末期的丹麦国王。他努力将丹 麦及挪威的一部分统一为一个王国并将基督教引入丹麦。 他留下了一 块大型纪念碑“Jelling 神谕古文石”来纪念他的父母。Harald Bluetooth 于公元 986 年在与儿子 Svend Forkbeard 的一场战争中被 杀死。 选择这一名称作为标准是要表明来自波罗的海地区 (包括丹麦、 瑞典、挪威和芬兰)的公司对通信行业的重要性,即使该名称与这种 技术的工作原理毫不粘边。 八、射频鼠标 另一种常见的无线鼠标是工作频率为 27MHz、传输距离大约为 2 米的 RF 设备。最近,2.4GHz 的射频鼠标进入市场,它的传输距离更 远(大约 10 米),而且传输速度更快、干扰更少。一个房间内有多 个射频鼠标可能会导致串扰, 这意味着接收器可能无意间接收来自错 误鼠标的信息传输。配对与多信道有助于避免这个问题。 一般情况下,RF 接收器插入 USB 端口并且不接受除鼠标(可能还有 与鼠标一起销售的键盘)以外的任何外设。专供笔记本电脑配套使用 的一些便携式鼠标带有一个紧凑型接收器, 不使用时可以放在鼠标内 部的插槽中。

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与许多计算机相关设备一样, 鼠标也正在与其他的小配件和技术 融合起来, 创造出更好的多功能设备。 例如多媒体鼠标、 遥控器鼠标、 游戏鼠标、生物识别鼠标、横纵滚轮鼠标与运动传感鼠标等。让我们 从多媒体鼠标与遥控器鼠标入手来了解有关鼠标技术创新的更多信 息。 九、多媒体鼠标和遥控器鼠标 这些类型的鼠标用于多媒体系统,例如 Windows XP Media Center Edition 计算机。一些鼠标在鼠标功能的基础上增加了额外 的用于控制媒体的按钮(如播放、暂停、前进、后退和音量调节)。 其他类型的鼠标则类似于一个添加了鼠标功能的电视/媒体播放遥控 器。遥控器一般使用红外线传感器,但有些遥控器同时使用红外线技 术和 RF 技术以获得更大的传输范围。 十、游戏鼠标 游戏鼠标是高精度的光电鼠标,专门用于 PC 和游戏控制器。它 可能包括下列功能: 多个按钮,用于增加灵活性以及在玩游戏的同时调整分辨率等 无线连接和光学传感器 运动反馈和双向通信 运动传感鼠标

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目前,鼠标技术的另一项创新是运动传感控制。利用此功能,在 空中摆动鼠标即可控制鼠标指针。 一家名为 Gyration 的厂商取得了这项技术的专利。这项技术采 用微型陀螺仪来跟踪在空中挥动鼠标时鼠标的运动。 它采用电磁换能 器与传感器同时检测两个轴方向的旋转。 该鼠标基于科里奥利效应工 作,指的是一个物体相对于另一个旋转物体运动时的明显转动。该设 备与随附软件将鼠标运动转换为计算机屏幕上的运动。 这种鼠标还带 有一个光学传感器以便在桌面上使用。 十一、生物识别鼠标 生物识别鼠标仅允许授权用户控制鼠标和访问计算机, 因而增加 了计算机系统的安全性。 这是通过一个集成到接收器或鼠标内的指纹 读取器来实现的。由于使用指纹而不是密码进行安全登录,因此这种 技术在增强安全性的同时也带来了方便。

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带有指纹读取器的 Wireless IntelliMouse Explorer 是款生物识别鼠标。 要使用生物功能, 与鼠标一同提供的软件程序需要记录指纹并存 储有关授权用户的信息。 某些软件程序还允许您对文件进行加密和解 密。 有关生物识别指纹技术的更多信息, 请参见指纹扫描仪工作原理。 十二、鼠标的横纵滚轮 鼠标滚动功能中最新的一项创新是横纵滚轮。 它允许您在水平方 向和垂直方向滚动屏幕。当您查看网页或电子表格等较宽的文档时, 这种在两个方向滚动的功能非常方便。

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要在水平和垂直方向上导航, 滚轮需要位于支点与杠杆结合的位 置上。罗技 Cordless Click! Plus 鼠标采用了这种设计。

Logitech Cordless Click! Plus 另一种垂直与水平滚动方式是可以响应手指水平和垂直滑动的 触控滚动面板。罗技 V500 无线笔记本鼠标采用了这种技术。

罗技 V500 无线笔记本鼠标

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第四章 五笔输入法
第一节 五笔字型与拼音输入法相比有何优点
五笔字型跟其他输入法的比较,最大的优点,就是根据汉字的传 统文化,保留下来,传承下去。用五笔字型的人,我们没有发现哪个 会提笔忘字,而用拼音的人,提笔忘字的人会越来越多,这是不争事 实。我们要克服它。至少用五笔字型不会产生这样的问题,这是一个 最大的特点。 另外就是效率的问题,因为新时代是讲究效率的,如果我在 办公室打一千字,打了 1 个小时,我不会给你发工资,我觉得 15 分 钟还差不多。错码率是 10%,就像大米里面有沙子,效率问题是被农 业社会,非信息社会所不重视的,反正我是政府机关,一上午打这些 字就可以了,但是是在外企,私营企业这是不行的。所以效率是最重 要的。在中央电视台字幕打错一个字是罚 800 块钱,文字的问题是非 常大的,打仗的时候一个字错了,就打错地方了。所以我不愿意说, 我从来不愿意评价别人的输入法好坏, 我相信大家说, 你认为好就好。 全国就十分之人用五笔字型,也有一亿人。不要想用一种输入法把所 有人统一起来,我们用大一统五笔字型,是在五笔字型里面统一,不
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能说张三、李四这么打,王五那么打,这是不可以的。这是弘扬中华 文化的必须走的路。 汉字,很多人评价说汉字是中华民族精神文明的旗帜和骨干,没 有汉字,就没有中华民族的文化,所以你要废除汉字,认为汉字不好 输入,就废汉字。70 年代末,80 年代初的时候,我从小琴棋书画都 喜欢的人,发现汉字太多,太难了,输入电脑太难了,所以中国人想 要么废除汉字,要么不使用电脑,所以我就研究了这个。但是这个到 现在还在研究,不能废除汉字,这是不可以的事情。你走到美国,走 到日本,看到满街就是汉字,你作为中国人,油然而生一个亲情,这 是中华民族亲情的凝聚力,这是爱汉字的表现。我觉得不爱汉字,就 是不爱祖国。所以我有一个口号,爱汉字,就是爱祖国。这个口号是 领导也比较认同的。 拼音也能解决很多的问题,拼音有很多打错字的时候,但大家都 能看的懂,就像俚语,大家也能听得懂。但是作为爱汉字的中国人、 华人,年轻的知识分子,你写的文章错字百出,我们有一些有名的教 授因为写了一两个错字,名誉扫地,认为你没有文化。社会有一个自 然而然的取向,但是我相信汉字的文化是要保留弘扬下去的。 新的五笔字型有一个量的飞跃,一个质的飞跃。量的飞跃,就是 一个软件有三个版本。 质的飞跃, 就是这个里面有新世纪的五笔字型, 它就是有这样一些字根的调整,它比 86 版规范,好学,同时比 98 版 简单一些,这个会提供给大家。新版本比 86 版减少 28 个根,有一些 一“撇”没有在第三区,放在别的区的,又归位了。我们说五区五位,
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撇在三区,当时考虑到它的形象很像下框,就放在 M 里面了,所以 不影响协调性和唯一性和相容性的基础上让它回家了。 另外还有一些 字根做了一些调整,是为了指法负担的问题。有一些字根找到字根的 合理,最重要的就是广大的“广” ,放在 41 里面的,后来还在一点那 个区, 但是位置变了, 这个有协调性的问题, 规律性的问题, 相容性, 我刚才讲这个广大的“广” ,引起很多的重码,都是常用字。另外就 是 O 字键,44,这个键负担很轻,它上面涉及的汉字使用频率很低, 加在一起,无名指负担很轻,经常闲着,我们就把广大的“广”搬到 了 O 字键上面。 但是学习的事情就是学一阵子,用一辈子,我建议大家读一读 2005 年计算机学报我发表的 15000 字的五笔字型原理。好多朋友今 天弄个五笔,明天弄个五笔,你们编过码吗?我们花了 25 年找五笔字 型的规律,至于参天大树多几个叶子,少几个叶子,那是抄袭,这个 不用说了。 我必须给广大网友朋友披露一下新的亮点,大家都知道 86 版和 98 版都可以处理简繁体,比如说“张”“张”是二级键码,现在我 , 说繁体字的张,它有没有键码?我告诉大家,这个繁体的张,也有二 级键码。对这三版的繁体字,我们同样设计了二级简码,我们繁体的 二级简码、 三级简码都弄出来了。 这个很难弄, 几万个字编码很难的。 我不想用更严厉的词,我们希望把这个学问做得更加完美。今天有一 个二级简码和三级简码的编码表。98 版、新版都有。网友朋友们, 这是很深的学问,这个一旦跟电脑结合,一旦跟信息论结合,学问很
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深。我搞了 30 年,我还是刚进门,我希望开发出更好的软件为大家 服务。 五笔字型在所有的厂家八年以来没有收过钱,尤其是厂家,包括 是抄袭的各种版本,个别忠实的良民用户购买我们的五笔字型,有的 还是老外。这个大家都是可以商议的,王码是在中关村里面少有靠专 利,靠知识产权,靠创新的一家公司。我们没有贷款,不欠谁钱,我 希望这个公司我们共同来爱护,共同来维护,如果你有能力,我们盒 装版 398,包括三个版。网络下载版 298 元,对于个人用户,我们降 价 200 块钱,98 块钱就可以买到。如果你说我用了五笔字型十年了, 太爱它了,没钱买,现在年都过不去,你给我写封信,我们市场部看 到了会送你一套。这是共同推动我们知识产权的保护,共同维护我们 知识产权的保护,共同推动五笔字型走向统一,希望大家互相谅解, 王码公司会永远造福大家。 输入法,不要排斥其他的输入法,这是很小气的。你们什么时候 见过王码集团总裁王永民批判过别的输入法?没有, 我有务实的态度, 我做自己的事情,我做的好不好,历史给见证。五笔字型 25 年常盛 不衰到现在,人说王码王码,有人说你是不是“码王”?我不说这个。 你见一个火车一个轨道吗?不是,双轨进行的,所以拼音和王码是同 时进行的,你不要左边轨道反对右边轨道,单轨火车是不可行的。王 码太盛行会引起拼音沙漠化,我并不反对大家用拼音。但是我告诉大 家,大家去平衡。有朋友说用拼音的人越来越多。是啊,你从小学就 开始用拼音,所以肯定越来越大,所以我们考虑把王码纳入教育。大
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一统五笔字型是想在五笔字型统一,而不是在全部输入法当中。 有人用拼音越来越多,用五笔字型越来越少,我说不对,也是越 来越多,按总数量来说是越来越少,因为小孩一开始就用拼音,但是 从绝对数来说是越来越多。在海南岛、江南我们的用户越来越多,我 们客户清单清晰的反映这个问题。所以我们做学问的人,不要看着争 论,而是对着一些科学真实的问题。

第二节 五笔输入的方法

一、五笔字根表

11、王旁 12 、 土 13、大犬三 14 、 木 青头戋 (兼) 士 二 干 十 寸 (羊)古石厂 五 丁西 一 雨 21、目具 22 、 日 23、 口与川, 24 、 田 上止卜虎皮 早 两 竖 与 虫 字根稀 甲方框四车 依 力

15、工戈草头右框七

25、山由贝,下框几

31、禾竹 32 、 白 33 、 月 彡 34 、 人 35、金勺缺点无尾鱼,犬 一撇双人立, 手 看 头 三 二 (衫) 反 乃用家衣底 和八, 三四里 旁留叉儿一点夕,氏无七(妻) 文条头共三一 斤
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41、言文 42 、 立 43、水旁兴 44 、 火 45、之字军盖道建底,摘 方广在四一, 辛 两 点 六 门 头小倒立 高 业头, 四点米 礻(示)衤(衣) 头一捺谁人去 疒 51、已半 52 、 子 53、女刀九 54 、 又 55、慈母无心弓和匕,幼 巳满不出己, 耳 了 也 框 向 臼山朝西 左 巴马, 丢矢矣 无力 框折尸心和羽 上

二、口诀 G 王旁青头戋(兼)五一(“兼”与“戋”同音) H 目具上止卜虎 皮 (“具上”指具字的上部) F 土士二干十寸雨 (可别忘了革字底) J 日早两竖与虫依

D 大犬三羊古石厂 (羊底龙头套上套下) K 口与川,字根稀 S 木丁西 L 田甲方框四车力 (“方框”即“口”) A 工戈草头右框七 (“右框”即“匚”) M 山由贝,下框几 T 禾竹一撇双人立, 反文条头共三一 Y 言文方广在四一,高头一捺 谁人去(Y 的键盘布局编号为 41) R 白手看头三二斤(R 的键盘布局编号为 32) 疒 E 月彡(衫)乃用家衣底 (爱头豹脚舟字底) I 水旁兴头小倒 立 W 人和八,登祭头 O 火业头,四点米 P 之字军,摘礻 U 立辛两点六门

Q 金勺缺点无尾鱼,犬旁留叉儿一点夕,氏无七 (示)衤(衣)(之字军盖建道底) N 已半巳满不出己,左框折尸心和羽 B 子耳了也框向上。 (“框向上”即“凵”) V 女刀九臼山朝西。 (“山朝西”即“彐”)
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C 又巴马,丢矢矣, (“矣”去“矢”为“厶”) X 慈母无心弓和匕,幼无力(“幼无力”即“幺”) 三、五笔字型拆分原则 拆分的基本原理, 即约定俗成的书写习惯, 就是先上后下, 先左后右, 先外后内,把任何一个汉字拆成字根表里已有的最大字根。所谓最大 字根,就是指该字根再增加一笔就不能形成已有字根。拆分原则可概 括为四句话:能散不连,兼顾直观,能连不交,取大优先。 (1)能散不连 此原则指若可视为字根与字根之间散关系,就不要认为是连的关系。 注意:多笔画字根与多笔画字根之间有连接点,则一律视为是散的关 系. (2)兼顾直观 拆分的字根应有较好的直观性, 即考虑到人们的习惯, 这样便于联想, 给输入带来方便。 (3)能连不交 对一个汉字,若能拆成字根间相连的关系,就不要拆成相交的关系。 如: 天:拆成"一、大",而不拆成"二、人"。 于:拆成"一、十",而不拆成"二、丨"。 (4)取大优先 当选取字根时,会有多种方案,应尽量取较大的字根。如: 丰:应拆成"三,丨",而不拆成"二 、十"。
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另外,在汉字拆分中除遵循以上四个原则外,还须注意以下几点: l 在汉字拆分中,一个笔画不能割断用于两个字根中。例如?quot;里" 字不能拆成"田、土",这样把"丨"割断了,而要拆成"日、土"。 l 一个汉字中同一笔画不要用在两个字根里,如"栽"字不要拆成"土、 戈、木",因把一个横"一"用于"土"和"戈"两个字根中了,而应拆成" 十、戈、木"。 对成字字根或键名字根不要拆分,这类汉字的输入码有单独规定。

第三节.五笔字型的编码和输入
(1)键名字根的输入 我们知道,五笔字型的键盘分为 5 个区,25 个键位,发明者从 具有同一键位代码的字根中选出一个具有代表性的字根作为键名, 安 排在左上角,称为键名字根。它们的特征是除"纟"外,本身都是一个 汉字,它们的组字频度高,形体上又有一定代表性,当需要输入时, 只需将其所在键连击四次即可。例如: 王 GGGG(11 11 11 11) 大 DDDD(13 13 13 13)
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工 AAAA(15 15 15 15) (2)成字字根输入 字根表中,除键名字根外有些其它字根也可以单独成字,我们称其为 "成字字根"。这些字根作为汉字输入时,编码方法都采用如下统一规 定:键位代码+首笔代码+次笔代码+末笔代码 键位代码即字根所在的键位, 即输入成字字根时, 需要击其所在键位, 然后依次取该字首笔、次笔和末笔代码,不足四码补空格。如: 虫:虫 丨 乙 丶 J(22)H(21)N(51)Y(41) 干:干 一 一 丨 F(12)G(11)G(11)H(21) 力:力 丿 乙 L(24)T(31)N(51)空格 (3)五种单笔画的输入 在汉字文字处理中,有时在特殊情况需要使用五种笔画,因其使用极 少,我们在这就不再阐述编码的由来,仅把编码列出: 一:GGLL 丨:HHLL 丿:TTLL 丶:YYLL 乙:NNLL (4)一般汉字的编码及输入
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在汉字输入中,经常用到的还是按一般规则处理的绝大多数汉 字。一般汉字的输入,按书写顺序击所需字根键,使汉字编码按基本 字根照搬。 对于刚好四码的汉字,可顺序击各字根所在键。如"照"由"日、刀、 口、?quot;四个基本字根构成,只需顺序敲"JVKO"四个键,"照"字显 示在光标所在处。又如: 紧:刂 又 纟 小 输入 JCXI 容:宀 八 人 口 输入 PWWK 对于超过四码的汉字,由于五笔字型规定单字输入为四码输入,所以 取该字第一、二、三、末字根代码作 为该字的输入码即可。如: 愈:人一月心 输入 WGEN 续:纟十乙大 输入 XFND 对于不足四码的汉字输入,一般情况是输入字根码,再补一个空格即 可。如: 天:拆为"一大",输入 G、D、空格键 末:拆为"一木",输入 G、S、空格键 但有些汉字采用此种方法仍不能实现。如: 草:拆为"艹早",输入 A、J、空格键,实际显示为"划"字。 类似这种情况就需补末笔识别码,才能实现汉字输入。 在前面的汉字结构分析中,介绍了汉字有五种笔画,这五种笔画 的代码分别为"横的代码为 1,竖的代码为 2,撇的代码为 3,捺的代 码为 4,折的代码为 5"。同时也介绍了汉字的三种字型,左右型为 1,
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上下型为 2,杂合型为 3。汉字末笔交叉识别码,就是由该字的末笔 画代码和字型代码来确定的。方法是:末笔画代码作为识别码的"区" 号, 汉字字型代码作为识别码的"位"号。 这样区号、 位号组合在一起, 正好是键位,这就是一个汉字的末笔字型交叉识别码。 如"草"字:字根码 A、J,末笔为竖,代码为 2,字型为上下型,代码 为 2,识别码为 22(J) ,则该字输入码为 AJJ。如末笔识别码仍不足 四码,则末位补空格键。 另外,确定末笔画时还要注意以下几点: l 当汉字的最后字根为"力、匕、九"等字根时,一律以折笔作为 末笔画。如"切"字,末笔画为折笔;"我、戋、成、刀" 等字根时,一 律以撇笔作为末笔画。如"藏"字,末笔画为撇笔。 l 带有"走之"的汉字,如"这"、"连"这类字,约定以去掉"走之" 部分后的最后一笔作为末笔画。如"连"字末笔为竖笔。 l 内外型字,如"因"、"困"、"圆"等一律以被包围部分最后一字 根的末笔作为末笔画。如"困"字末笔画为捺笔。 总之,按以上所述方法,大家就可以基本输入各种汉字了。

第四节 简码及重码的输入

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为了减少击键次数,提高输入速度,五笔字型方案还将使用频度 高的汉字用只取前面一个、 两个或三个字根构成其输入码, 称为简码。 简码分一级简码、二级简码和三级简码。 1.一级简码 所谓一级简码,就是敲一个键后再补空格键就能实现汉字输入。 它们都是汉字使用中的高频字,共 25 个。其编码如下: 一 11(G) 地 12(F) 在 13(D) 要 14(S) 工 15(A) 上 21(H) 是 22(J) 中 23(K) 国 24(L) 同 25(M) 和 31(T) 的 32(R) 有 33(E) 人 34(W) 我 35(Q) 主 41(Y) 产 42(U) 不 43(I) 为 44(O) 这 45(P) 民 51(N) 了 52(B) 发 53(V) 以 54(C) 经 55(X) 2.二级简码 二级简码指敲两个键 (该汉字的前两码) 再加空格键来输入汉字, 共 25× 25=625 个汉字。 例如,成:DN 长:TA 所:RN 九:VT 刀:VN 力:LT 3.三级简码 三级简码指敲三个键(即该字的前三码)再补空格键来实现汉字 输入,三级简码共 4400 个。 例如,越:FHA 群:VTK 党:IPK 4.重码的输入 几个"五笔字型"编码完全相同的字,称为"重码"。其输入方法: 键入该字的字根,出现选择提示时按如下选法。
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(1)选择该字所对应的数字:如,1:去 2:支 3:云 (2)再重选该字:ALT+数字键 2.3.5 词组输入 1.两字词 两字词在汉语词汇中占的比重相当大, 其输入方法是取每字的前 两码,组成四码进行输入。 例如,程序:TKYC 2.三字词 前两个字各取第一码,最后一字取前两码,共四码. 例如,计算机:YTSM 3.四字词 每字各取全码的第一码,共四码。 例如,社会主义:PWYY 4.多字词 取第一、二、三及末一个字的第一码,共四码。 例如,中华人民共和国:KWWL 当初学五笔时, 不要舍不得花时间记字根。 后来, 因为自己想“发 明一种比五笔更好的”输入法。所以翻字典研究偏旁部首,结果发现 自己的“发明”跟五笔完全一样。于是立即领悟了五笔的精要,突然之 间,掌握了五笔。记字根也不那么困难了。 所以,对五笔两点建议: 1.找一个优秀的五笔练习软件!
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推荐:五笔打字通;打字高手——文录鉴定系统。 2.深入理解五笔原理! ⑴五笔把所有笔画归结为 5 类,对应键盘上的五个区域。 横:gfdsa 竖:hjklm 撇:trewq 捺(点) :yuiop 折:nbvcx 一横 二横 三横 GFD 一竖 二竖 三竖 四竖 HJKL 一撇 二撇 三撇 TRE 一点(一捺) 二点 三点 四点 YUIO 一折 二折 三折 NBV

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第五章 计算机硬件组成
第一节 计算机硬件组成
计算机硬件系统,是计算机硬件设备的总称,构成计算机的 硬件系统通常由“五大件”组成:输入设备、输出设备、存储器、 运算器和控制器组成。 一、输入设备 将数据、程序、文字符号、图象、声音等信息输送到计算机中。 常用的输入设备有,键盘、鼠标、数字化仪器、光笔、光电阅读器和 图象扫描器以及各种传感器等。 1、键盘

键盘是最常用也是最主要的输入设备,通过键盘,可以将英文字
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母、数字、标点符号等输入到计算机中,从而向计算机发出命令、输 入数据等。 PC XT/AT 时代的键盘主要以 83 键为主,并且延续了相当长的 一段时间,但随着视窗系统近几年的流行已经淘汰。取而代之的是 101 键和 104 键键盘, 并占据市场的主流地位, 当然其间也曾出现过 102 键、103 键的键盘,但由于推广不善,都只是昙花一现。近半年 内紧接着 104 键键盘出现的是新兴多媒体键盘,它在传统的键盘基 础上又增加了不少常用快捷键或音量调节装置, PC 操作进一步简 使 化,对于收发电子邮件、打开浏览器软件、启动多媒体播放器等都只 需要按一个特殊按键即可,同时在外形上也做了重大改善,着重体现 了键盘的个性化。起初这类键盘多用于品牌机,如 HP、联想等品牌 机都率先采用了这类键盘,受到广泛的好评,并曾一度被视为品牌机 的特色。随着时间的推移,渐渐的市场上也出现独立的具有各种快捷 功能的产品单独出售,并带有专用的驱动和设定软件,在兼容机上也 能实现个性化的操作。 2、鼠标

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计算机硬件系统 英文: Mouse 汉语拼音:shǔ biāo “鼠标”因形似老鼠而得名“鼠标”(中国大陆用语,港台作滑鼠) 。 “鼠标”的标准称呼应该是“鼠标器”,英文名“Mouse”,全称:“橡胶球 传动之光栅轮带发光二极管及光敏三极管之晶元脉冲信号转换器”或 “红外线散射之光斑照射粒子带发光半导体及光电感应器之光源脉冲 信号传感器”。它从出现到现在已经有 40 年的历史了。鼠标的使用是 为了使计算机的操作更加简便,来代替键盘那繁琐的指令。 光笔

二 - 输出设备 输出设备: 将计算机的运算结果或者中间结果打印或显示出来。 常用的输出设备
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有:显示器、打印机、绘图仪等。 1、显示器

显示器(Display )是计算机必备的输出设备,常用的有阴极射 线管显示器、液晶显示器和等离子显示器。阴极射线管显示器(简称 CRT)由于其制造工艺成熟,性能价格比高,至今占据显示器市场的 主导地位。随着液晶显示器(简称 LCD)技术的逐步成熟,开始在 市场上崭露头角。 阴极射线管显示器可分为字符显示器和图形显示器。 字符显示器 只能显示字符,不能显示图形,一般只有两种颜色。图形显示器不仅 可以显示字符, 而且可以显示图形和图像。 图形是指工程图, 即由点、 线、面、体组成的图形;图像是指景物图。不论图形还是图像在显示 器上都是由像素(光点)所组成。显示器屏幕上的光点是由阴极电子 枪发射的电子束打击荧光粉薄膜而产生的。 彩色显示器的显像管的屏 幕内侧是由红、 绿、 蓝三色磷光点构成的小三角形 (像素) 发光薄膜。 由于接收的电子束强弱不同,像素的三原色发光强弱就不同,就可以
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产生一个不同亮度和颜色的像素。当电子束从左向右、从上而下地逐 行扫描荧光屏,每扫描一遍,就显示一屏,称为刷新一次,只要两次 刷新的时间间隔少于 0.01s,则人眼在屏幕上看到的就是一个稳定的 画面。 显示器是通过“显示接口”及总线与主机连接,待显示的信息(字 符或图形图像)是从显示缓冲存储器(一般为内存的一个存储区,占 16kB)送入显示器接口的,经显示器接口的转换,形成控制电子束 位置和强弱的信号。 受控的电子束就会在荧光屏上描绘出能够区分出 颜色不同、明暗层次的画面。显示器的两个重要技术指标是:屏幕上 光点的多少, 即像素的多少, 称为分辨率; 光点亮度的深浅变化层次, 即灰度,可以用颜色来表示。分辨率和灰度的级别是衡量图像质量的 标准。 常用的显示接口卡有多种,如 CGA 卡、VGA 卡、MGA 卡等。 以 VGA(Video Graphics Array)视频图形显示接口卡为例,标准 VGA 显示卡的分辨率为 640×480,灰度是 16 种颜色;增强型 VGA 显示 卡的分辨率是 800×600、960×720,灰度可为 256 种颜色。所有的 显示接口卡只有配上相应的显示器和显示软件, 才能发挥它们的最高 性能。 2、打印机

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计算机硬件系统 打印机(Printer)是计算机最基本的输出设备之一。它将计 算机的处理结果打印在纸上。 打印机按印字方式可分为击打式和非击 打式两类。击打式打印机是利用机械动作,将字体通过色带打印在纸 上,根据印出字体的方式又可分为活字式打印机和点阵式打印机。活 字式打印机是把每一个字刻在打字机构上,可以是球形、菊花瓣形、 鼓轮形等各种形状。点阵式打印机(dot matrix printer)是利用打印 钢针按字符的点阵打印出字符。每一个字符可由 m 行×n 列的点阵组 成。一般字符由 7×8 点阵组成,汉字由 24×24 点阵组成。点阵式打 印机常用打印头的针数来命名,如 9 针打印机、24 针打印机等。 非击打式打印机是用各种物理或化学的方法印刷字符的, 如静电 感应,电灼、热敏效应,激光扫描和喷墨等。其中激光打印机(Laser Printer)和喷墨式打印机(Inkjet Printer)是目前最流行的两种打印 机,它们都是以点阵的形式组成字符和各种图形。激光打印机接收来 自 CPU 的信息,然后进行激光扫描,将要输出的信息在磁鼓上形成
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静电潜像,并转换成磁信号,使碳粉吸附到纸上,加热定影后输出。 喷墨式打印机是将墨水通过精制的喷头喷到纸面上形成字符和图形 的 3、绘图仪

计算机硬件系统

plotter 能按照人们要求自动绘制图形的设备。 它可将计算机的输出信息 以图形的形式输出。 主要可绘制各种管理图表和统计图、 大地测量图、 建筑设计图、电路布线图、各种机械图与计算机辅助设计图等。最常 用的是 X-Y 绘图仪。现代的绘图仪已具有智能化的功能,它自身带 有微处理器,可以使用绘图命令,具有直线和字符演算处理以及自检 测等功能。这种绘图仪一般还可选配多种与计算机连接的标准接口。 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 持下课绘制出复杂、精确的图形,是各种计算机辅助设计不可缺少的

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工具。绘图仪的性能指标主要有绘图笔数、图纸尺寸、分辨率、接口 形式及绘图语言等。 绘图仪一般是由驱动电机、插补器、控制电路、绘图台、笔架、 机械传动等部分组成。绘图仪除了必要的硬设备之外,还必须配备丰 富的绘图软件。只有软件与硬件结合起来,才能实现自动绘图。软件 包括基本软件和应用软件两种。绘图仪的种类很多,按结构和工作原 理可以分为滚筒式和平台式两大类:①滚筒式绘图仪。当 X 向步进 电机通过传动机构驱动滚筒转动时,链轮就带动图纸移动,从而实现 X 方向运动。Y 方向的运动,是由 Y 向步进电机驱动笔架来实现的。 这种绘图仪结构紧凑,绘图幅面大。但它需要使用两侧有链孔的专用 绘图纸。②平台式绘图仪。绘图平台上装有横梁,笔架装在横梁上, 绘图纸固定在平台上。 向步进电机驱动横梁连同笔架, X 方向运 X 作 动;Y 向步进电机驱动笔架沿着横梁导轨,作 Y 方向运动。图纸在平 台上的固定方法有 3 种,即真空吸附、静电吸附和磁条压紧。平台式 绘图仪绘图精度高,对绘图纸无特殊要求,应用比较广泛。 三 - 存储器 存储器:

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将输入设备接收到的信息以二进制的数据形式存到存储器中。 存储器有两种,分别叫做内存储器和外存储器。 1、内存储器 微型计算机的内存储器是由半导体器件构成的。从使用功能上 分,有随机存储器 (Random Access Memory,简称 RAM) ,又称 读写存储器;只读存储器(Read Only Memory,简称为 ROM) 。 a.随机存储器(Random Access Memory) RAM 有以下特点:可以读出,也可以写入。读出时并不损坏原 来存储的内容,只有写入时才修改原来所存储的内容。断电后,存储 内容立即消失, 即具有易失性。 RAM 可分为动态 Dynamic RAM) ( 和静态(Static RAM)两大类。DRAM 的特点是集成度高,主要用于 大容量内存储器; SRAM 的特点是存取速度快, 主要用于高速缓冲存 储器。 b.只读存储器(Read Only Memory) ROM 是只读存储器。顾名思义,它的特点是只能读出原有的内 容,不能由用户再写入新内容。原来存储的内容是采用掩膜技术由厂 家一次性写入的,并永久保存下来。它一般 用来存放专用的固定的 程序和数据。不会因断电而丢失。 2、外存储器

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存储器的种类很多,按其用途可分为主存储器和辅助存储器, 主存储器又称内存储器(简称内存) ,辅助存储器又称外存储器(简 称外存) 。外存通常是磁性介质或光盘,像硬盘,软盘,磁带,CD 等,能长期保存信息,并且不依赖于电来保存信息,但是由机械部件 带动,速度与 CPU 相比就显得慢的多。 四 - 运算器 1、运算器: 是完成各种算术运算和逻辑运算的装置,能作加、减、乘、除等 数学运算,也能作比较、判断、查找、逻辑运算等 存储器的种类很多,按其用途可分为主存储器和辅助存储器,主 存储器又称内存储器(简称内存) ,辅助存储器又称外存储器(简称 外存) 。外存通常是磁性介质或光盘,像硬盘,软盘,磁带,CD 等, 能长期保存信息, 并且不依赖于电来保存信息, 但是由机械部件带动,
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速度与 CPU 相比就显得慢的多。 2、 控制器:

是计算机机指挥和控制其它各部分工作的中心, 其工作过程和人 的大脑指挥和控制人的各器官一样。 控制器是计算机的指挥中心,负责决定执行程序的顺序,给出执行 指令时机器各部件需要的操作控制命令. 由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控 制器组成,它是发布命令的“决策机构”,即完成协调和指挥整个计算 机系统的操作。 主要功能: 从内存中取出一条指令,并指出下一条指令在内存中位置 对指令进行译码或测试,并产生相应的操作控制信号,以便启动 规定的动作; 指挥并控制 CPU、内存和输入/输出设备之间数据流动的方向。 控制器:根据事先给定的命令发出控制信息,使整个电脑指令执 行过程一步一步地进行,是计算机的神经中枢。

第二节 计算机的软件组成

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所谓软件是指为方便使用计算机和提高使用效率而组织的程序 以及用于开发、使用和维护的有关文档。软件系统可分为系统软件和 应用软件两大类。 一、系统软件 系统软件由一组控制计算机系统并管理其资源的程序组成,其 主要功能包括:启动计算机,存储、加载和执行应用程序,对文件进 行排序、检索,将程序语言翻译成机器语言等。实际上,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、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 工具软件也属此类,它们从另一方面辅助用户使用计算机。下面分别 介绍它们的功能。 1)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 作系统是计算机发展中的产物,它的主要目的有两个:一是方便用户 使用计算机,是用户和计算机的接口。比如用户键入一条简单的命令 就能自动完成复杂的功能,这就是操作系统帮助的结果;二是统一管 理计算机系统的全部资源,合理组织计算机工作流程,以便充分、合 理地发挥计算机的效率。操作系统通常应包括下列五大功能模块: (1)处理器管理。当多个程序同时运行时,解决处理器(CPU) 时间的分配问题。
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(2)作业管理。完成某个独立任务的程序及其所需的数据组成 一个作业。 作业管理的任务主要是为用户提供一个使用计算机的界面 使其方便地运行自己的作业, 并对所有进入系统的作业进行调度和控 制,尽可能高效地利用整个系统的资源。 (3)存储器管理。为各个程序及其使用的数据分配存储空间, 并保证它们互不干扰。 (4)设备管理。根据用户提出使用设备的请求进行设备分配, 同时还能随时接收设备的请求(称为中断),如要求输入信息。 (5)文件管理。主要负责文件的存储、检索、共享和保护,为 用户提供文件操作的方便。 操作系统的种类繁多,依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; 依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; 适合管理计算机网络环境的网络操作 系统。按其发展前后过程,通常分成以下六类: (1)单用户操作系统(Single User Operating System) 单用户操作系统的主要特征是计算机系统内一次只能支持运行 一个用户程序。 这类系统的最大缺点是计算机系统的资源不能充分利 用。微型机的 DOS、Windows 操作系统属于这一类。 (2)批处理操作系统(Batch Processing Operating System) 批处理操作系统是 20 世纪 70 年代运行于大、中型计算机上的 操作系统。当时由于单用户单任务操作系统的 CPU 使用效率低,I/O 设备资源未充分利用,因而产生了多道批处理系统,它主要运行在大
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中型机上。多道是指多个程序或多个作业(Multi-Programs or Multi Jobs)同时存在和运行, 故也称为多任务操作系统。 IBM 的 DOS/VSE 就是这类系统。 (3)网络操作系统(Network Operating System) 计算机网络是通过通信线路将地理上分散且独立的计算机联结 起来的一种网络,有了计算机网络之后,用户可以突破地理条件的限 制,方便地使用远处的计算机资源。提供网络通信和网络资源共享功 能的操作系统称为网络操作系统。 1)语言处理系统(翻译程序) 如前所述,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(下简称翻译程序)。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。 对于高级语言来说,翻译的方法有两种: 一种称为“解释”。 早期的 BASIC 源程序的执行都采用这种方式。 它调用机器配备的 BASIC“解释程序”,在运行 BASIC 源程序时,逐 条把 BASIC 的源程序语句进行解释和执行, 它不保留目标程序代码, 即不产生可执行文件。 这种方式速度较慢, 每次运行都要经过“解释”, 边解释边执行。 另一种称为“编译”,它调用相应语言的编译程序,把源程序变 成目标程序(以.OBJ 为扩展名),然后再用连接程序,把目标程序 与库文件相连接形成可执行文件。尽管编译的过程复杂一些,但它形
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成的可执行文件(以.exe 为扩展名)可以反复执行,速度较快。运行 程序时只要键入可执行程序的文件名,再按 Enter 键即可。 2)数据库管理系统 在信息社会里,社会和生产活动产生的信息很多,使人工管理 难以应付, 人们希望借助计算机对信息进行搜集、 存储、 处理和使用。 数据库系统(Data Base System, DBS)就是在这种需求背景下产生和 发展的。 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(Data Base Management System, DBMS)则是能够 对数据库进行加工、管理的系统软件。其主要功能是建立、消除、维 护数据库及对库中数据进行各种操作。数据库系统主要由数据库 (DB)、数据库管理系统(DBMS)以及相应的应用程序组成。数据库系 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。这一点 是传统的文件柜无法做到的。 数据库技术是计算机技术中发展最快、应用最广的一个分支。 可以说,在今后的计算机应用开发中大都离不开数据库。因此,了解 数据库技术尤其是微机环境下的数据库应用是非常必要的。 二、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。从其服 务对象的角度,又可分为通用软件和专用软件两类。 1)通用软件
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这类软件通常是为解决某一类问题而设计的,而这类问题是很 多人都要遇到和解决的。例如:文字处理、表格处理、电子演示等。 2)专用软件 在市场上可以买到通用软件,但有些具有特殊功能和需求的软 件是无法买到的。比如某个用户希望有一个程序能自动控制车床,同 时也能将各种事务性工作集成起来统一管理。 因为它对于一般用户是 太特殊了,所以只能组织人力开发。当然开发出来的这种软件也只能 专用于这种情况。

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第六章

计算机网络基础知

计算机网络, 是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机 及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理 软件及网络通信协议的管理和协调下, 实现资源共享和信息传递的计 算机系统。 简单地说,计算机网络就是通过电缆、电话线或无线通讯将两 台以上的计算机互连起来的集合。 计算机网络的发展经历了面向终端的单级计算机网络、计算机 网络对计算机网络和开放式标准化计算机网络三个阶段。 计算机网络通俗地讲就是由多台计算机(或其它计算机网络设 备)通过传输介质和软件物理(或逻辑)连接在一起组成的。总的来
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说计算机网络的组成基本上包括:计算机、网络操作系统、传输介质 (可以是有形的,也可以是无形的,如无线网络的传输介质就是看不 见的电磁波)以及相应的应用软件四部分。

第一节 计算机网络的主要功能
计算机网络的功能要目的是实现计算机之间的资源共享、网络 通信和对计算机的集中管理。除此之外还有负荷均衡、分布处理和提 高系统安全与可靠性等功能。 1、资源共享 (1)硬件资源:包括各种类型的计算机、大容量存储设备、计算 机外部设备,如彩色打印机、静电绘图仪等。 (2)软件资源:包括各种应用软件、工具软件、系统开发所用的 支撑软件、语言处理程序、数据库管理系统等。 (3)数据资源:包括数据库文件、数据库、办公文档资料、企 业生产报表等。 (4)信道资源:通信信道可以理解为电信号的传输介质。通信 信道的共享是计算机网络中最重要的共享资源之一。 2、网络通信

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通信通道可以传输各种类型的信息,包括数据信息和图形、 图像、 声音、视频流等各种多媒体信息。 3、分布处理 把要处理的任务分散到各个计算机上运行, 而不是集中在一台大 型计算机上。这样,不仅可以降低软件设计的复杂性,而且还可以大 大提高工作效率和降低成本。 4、集中管理 计算机在没有联网的条件下,每台计算机都是一个“信息孤 岛”。在管理这些计算机时,必须分别管理。而计算机联网后,可以 在某个中心位置实现对整个网络的管理。如数据库情报检索系统、交 通运输部门的定票系统、军事指挥系统等。 5、均衡负荷 当网络中某台计算机的任务负荷太重时, 通过网络和应用程序的 控制和管理,将作业分散到网络中的其它计算机中,由多台计算机共 同完成。

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第二节 计算机网络的特点
1、可靠性 在一个网络系统中,当一台计算机出现故障时,可立即由系统中 的另一台计算机来代替其完成所承担的任务。同样,当网络的一条链 路出了故障时可选择其它的通信链路进行连接。 2、高效性 计算机网络系统摆脱了中心计算机控制结构数据传输的局限性, 并且信息传递迅速,系统实时性强。网络系统中各相连的计算机能够 相互传送数据信息,使相距很远的用户之间能够即时、快速、高效、 直接地交换数据。 3、独立性 网络系统中各相连的计算机是相对独立的, 它们之间的关系是既 互相联系,又相互独立。 4、扩充性 在计算机网络系统中,人们能够很方便、 灵活地接入新的计算机, 从而达到扩充网络系统功能的目的。 在网络系统病毒也会大量的扩散 当病毒扩散后将在网络中蔓延。 目标的把 1 其他计算机业感染上病毒 从而套取资料或者个人隐私。

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5、廉价性 计算机网络使微机用户也能够分享到大型机的功能特性,充分体 现了网络系统的“群体”优势,能节省投资和降低成本。 6、分布性 计算机网络能将分布在不同地理位置的计算机进行互连, 可将大 型、复杂的综合性问题实行分布式处理。 7、易操作性 对计算机网络用户而言,掌握网络使用技术比掌握大型机使用技 术简单,实用性也很强。

第三节

计算机网络的结构组成

一个完整的计算机网络系统是由网络硬件和网络软件所组成的。 网络硬件是计算机网络系统的物理实现,网络软件是网络系统中的技 术支持。两者相互作用,共同完成网络功能。 网络硬件:一般指网络的计算机、传输介质和网络连接设备等。 网络软件:一般指网络操作系统、网络通信协议等。
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一、网络硬件的组成 计算机网络硬件系统是由计算机(主机、客户机、终端)、通信处 理机(集线器、交换机、路由器)、通信线路(同轴电缆、双绞线、光 纤)、信息变换设备(Modem,编码解码器)等构成。 1、主计算机 在一般的局域网中,主机通常被称为服务器,是为客户提供各种 服务的计算机,因此对其有一定的技术指标要求,特别是主、辅存储 容量及其处理速度要求较高。 根据服务器在网络中所提供的服务不同, 可将其划分为文件服务器、打印服务器、通信服务器、域名服务器、 数据库服务器等。 2、网络工作站 除服务器外, 网络上的其余计算机主要是通过执行应用程序来完 成工作任务的,我们把这种计算机称为网络工作站或网络客户机,它 是网络数据主要的发生场所和使用场所, 用户主要是通过使用工作站 来利用网络资源并完成自己作业的。 3、网络终端 是用户访问网络的界面,它可以通过主机联入网内,也可以通过 通信控制处理机联入网内。 4、通信处理机
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一方面作为资源子网的主机、终端连接的接口,将主机和终端连 入网内;另一方面它又作为通信子网中分组存储转发结点,完成分组 的接收、校验、存储和转发等功能。 5、通信线路 通信线路(链路)是为通信处理机与通信处理机、通信处理机与 主机之间提供通信信道。 6、信息变换设备 对信号进行变换,包括:调制解调器、无线通信接收和发送器、 用于光纤通信的编码解码器等。 二、网络软件的组成 在计算机网络系统中,除了各种网络硬件设备外,还必须具有网 络软件。 1、网络操作系统 网络操作系统是网络软件中最主要的软件,用于实现不同主机之 间的用户通信,以及全网硬件和软件资源的共享,并向用户提供统一 的、方便的网络接口,便于用户使用网络。目前网络操作系统有三大 阵营: UNIX、 NetWare 和 Windows。 目前,我国最广泛使用的是 Windows 网络操作系统。

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2、网络协议软件 网络协议是网络通信的数据传输规范, 网络协议软件是用于实现 网络协议功能的软件。 目前, 典型的网络协议软件有 TCP/IP 协议、IPX/SPX 协议、 IEEE802 标准协议系列等。其中, TCP/IP 是当前异种网络互连应用最 为广泛的网络协议软件。 3、网络管理软件 网络管理软件是用来对网络资源进行管理以及对网络进行维护 的软件,如性能管理、配置管理、故障管理、记费管理、安全管理、 网络运行状态监视与统计等。 4、网络通信软件 是用于实现网络中各种设备之间进行通信的软件,使用户能够 在不必详细了解通信控制规程的情况下, 控制应用程序与多个站进行 通信,并对大量的通信数据进行加工和管理。 5、网络应用软件 网络应用软件是为网络用户提供服务, 最重要的特征是它研究的重点不是网络中各个独立的计算机本 身的功能,而是如何实现网络特有的功能。
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三、计算机网络的拓扑结构 当我们组建计算机我网络时,要考虑网络的布线方式,这也就涉 及到了网络拓扑结构的内容。网络拓扑结构指网路中计算机线缆,以 及其他组件的物理布局。 局域网常用的拓朴结构有:总线型结构、环型结构、星型结构、 树型结构。拓扑结构影响着整个网络的设计、功能、可靠性和通信费 用等许多方面,是决定局域网性能优劣的重要因素之一。

1、总线型拓扑结构 总线型拓扑结构是指: 网络上的所有计算机都通过一条电缆相互 连接起来 总线上的通信:在总线上,任何一台计算机在发送信息时,其他 计算机必须等待。而且计算机发送的信息会沿着总线向两端扩散,从 而使网络中所有计算机都会收到这个信息,但是否接收,还取决于信 息的目标地址是否与网络主机地址相一致,若一致,则接受;若不一 致,则不接收。 信号反射和终结器:在总线型网络中,信号会沿着网线发送到整 个网络。当信号到达线缆的端点时,将产生反射信号,这种发射信号
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会与后续信号发送冲突,从而使通信中断。为了防止通信中断,必须 在线缆的两端安装终结器,以吸收端点信号,防止信号反弹。 特点:其中不需要插入任何其他的连接设备。网络中任何一台计 算机发送的信号都沿一条共同的总线传播, 而且能被其他所有计算机 接收。有时又称这种网络结构为点对点拓朴结构。 优点:连接简单、易于安装、成本费用低 缺点:① 传送数据的速度缓慢:共享一条电缆,只能有其中一 台计算机发送信息,其他接收。 ② 维护困难:因为网络一旦出现断点,整个网络将瘫痪,而且 故障点很难查找。

2、星型拓扑结构: 每个节点都由一个单独的通信线路连接到中心节点上。 中心节点 控制全网的通信, 任何两台计算机之间的通信都要通过中心节点来转 接。因些中心节点是网络的瓶颈,这种拓朴结构又称为集中控制式网 络结构,这种拓扑结构是目前使用最普遍的拓扑结构,处于中心的网 络设备跨越式集线器(Hub)也可以是交换机。
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优点:结构简单、便于维护和管理,因为当中某台计算机或头条 线缆出现问题时,不会影响其他计算机的正常通信,维护比较容易。 缺点:通信线路专用,电缆成本高;中心结点是全网络的可靠瓶 颈,中心结点出现故障会导致网络的瘫痪。

3、环型拓扑结构: 环型拓扑结构是以一个共享的环型信道连接所有设备, 称为令牌 环。在环型拓扑中,信号会沿着环型信道按一个方向传播,并通过每 台计算机。而且,每台计算机会对信号进行放大后,传给下一台计算 机。同时,在网络中有一种特殊的信号称为令牌。令牌按顺时针方向 传输。当某台计算机要发送信息时,必须先捕获令牌,再发送信息。 发送信息后在释放令牌。 环型结构有两种类型,即单环结构和双环结构。令牌环(Token Ring)是单环结构的典型代表,光纤分布式数据接口(FDDI)是双环 结构的典型代表。

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环型结构的显著特点是每个节点用户都与两个相邻节点用户相 连。 优点:电缆长度短:环型拓扑网络所需的电缆长度和总线拓扑网 络相似,但比星型拓扑结构要短得多。 增加或减少工作站时,仅需简单地连接。可使用光纤;它的传输 速度很高,十分适用一环型拓扑的单向传输。传输信息的时间是固定 的,从而便于实时控制。 缺点:节点过多时,影响传输效率。环某处断开会导致整个系统 的失效,节点的加入和撤出过程复杂。 检测故障困难:因为不是集中控制,故障检测需在网个各个节点 进行,故障的检测就不很容易。

4、树型拓扑结构 树型结构是星型结构的扩展,它由根结点和分支结点所构成,如 图所示。 优点:结构比较简单,成本低。扩充节点方便灵活。

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缺点:对根结点的依赖性大,一旦根结点出现故障,将导致全网 不能工作;电缆成本高。 5、网状结构与混合型结构 网状结构是指将各网络结点与通信线路连接成不规则的形状, 每 个结点至少与其他两个结点相连, 或者说每个结点至少有两条链路与 其他结点相连,如图(a)所示。大型互联网一般都采用这种结构, 如我国的教育科研网 CERNET(b)、Internet 的主干网都采用网状结 构。 (a) 网状拓扑结构 (b) CERNET 主干网拓扑结构 优点:可靠性高;因为有多条路径,所以可以选择最佳路径,减 少时延,改善流量分配,提高网络性能,但路径选择比较复杂。 缺点:结构复杂,不易管理和维护;线路成本高;适用于大型广 域网。 混合型结构是由以上几种拓扑结构混合而成的,如环星型结构, 它是令牌环网和 FDDI 网常用的结构。再如总线型和星型的混合结构 等。

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第四节 计算机网络的分类
由于计算机网络自身的特点,其分类方法有多种。根据不同的分 类原则,可以得到不同类型的计算机网络。 一、按覆盖范围分类 按网络所覆盖的地理范围的不同,计算机网络可分为局域网 (LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)。 1、局域网(Local Area Network,LAN)

局域网是将较小地理区域内的计算机或数据终端设备连接在一 起的通信网络。局域网覆盖的地理范围比较小,一般在几十米到几千 米之间。它常用于组建一个办公室、一栋楼、一个楼群、一个校园或 一个企业的计算机网络。局域网主要用于实现短距离的资源共享。如 图所示的是一个由几台计算机和打印机组成的典型局域网。 局域网的特点是分布距离近、传输速率高、数据传输可靠等。 2、 城域网(Wide Area Network,WAN)

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城域网是一种大型的 LAN,它的覆盖范围介于局域网和广域网之

间, 一般为几千米至几

万米, 城

域网的覆盖范围在一个城市内, 它将位于一个城市之内不同地点的多 个计算机局域网连接起来实现资源共享。 城域网所使用的通信设备和 网络设备的功能要求比局域网高, 以便有效地覆盖整个城市的地理范 围。一般在一个大型城市中,城域网可以将多个学校、企事业单位、 公司和医院的局域网连接起来共享资源。 如图所示的是不同建筑物内 的局域网组成的城域网。 3、广域网(Wide Area Network,WAN) 广域网是在一个广阔的地理区域内进行数据、语音、图像信息传 输的计算机网络。由于远距离数据传输的带宽有限,因此广域网的数 据传输速率比局域网要慢得多。广域网可以覆盖一个城市、一个国家 甚至于全球。因特网(Internet)是广域网的一种,但它不是一种具 体独立性的网络,它将同类或不同类的物理网络(局域网、广域网与 城域网)互联,并通过高层协议实现

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不同类网络间的通信。 如图所示 的是一个简单的广域网。 按照网络中计算机所处的地位的不同, 可以将计算机网络分为对 等网和基于客服机、服务器模式的网络。 ①.对等网:在对等网中,所有的计算机的地位是平等的,没有 专用的服务器。每台计算机即作为服务器,又作为客户机;即为别人 提供服务,也从别人那里获得服务。由于对等网没有专用的服务器, 所以在管理对等网时,只能分别管理,不能统一管理,管理起来很不 方便。对等网一般应用于计算机较少、安全不高的小型局域网。 ②.基于客户机/服务器模式的网络:在这种网络中,两种角色 的计算机,一种是服务器,一种是客服机。 服务器:服务器一方面负责保存网络的配置信息,另一方面也负 责为客户机提供各种各样的服务。 因为整个网络的关键配置都保存在 服务器中,所以管理员在管理网络时只需要修改服务器的配置,就可 以实现对整个网络的管理了。同时,客户机需要获得某种服务时,会 向服务器发送请求,服务器接到请求后,会向客户机提供相应服务。 服务器的种类很多,有邮件服务器、Web 服务器、目录服务器等,不

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同的服务器可以为客户提供不同的服务。我们在构建网络时,一般选 择配置较好的计算机,在其上安装相关服务,它就成了服务器。 客户机:主要用于向服务器发送请求,获得相关服务。如客户机 向打印服务器请求打印服务,向 Web 服务器请求 Web 页面等。 二、 按传播方式分类 如果按照传播方式不同,可将计算机网络分为“广播网络”和 “点-点网络”两大类。 1、广播式网络 广播式网络是指网络中的计算机或者设备使用一个共享的通信 介质进行数据传播, 网络中的所有结点都能收到任一结点发出的数据 信息。广播式网络的基本连接如图所示。 目前,在广播式网络中的传输方式有 3 种: 单播:采用一对一的发送形式将数据发 送给网络所有目的节点。 组播:采用一对一组的发送形式,将数据发送给网络中的某一组 主机。 广播:采用一对所有的发送形式,将数据发送给网络中所有目的 节点。
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2、点-点网络(Point-to-point Network) 点-点式网络是两个结点之间的通信方式是点对点的。如果两台 计算机之间没有直接连接的线路, 那么它们之间的分组传输就要通过 中间结点的接收、存储、转发,直至目的结点。 点-点传播方式主要应用于 WAN 中,通常采用的拓扑结构有:星 型、环型、树型、网状型。 三、 按传输介质分类 1、有线网(Wired Network) ⑴ 双绞线:其特点是比较经济、安装方便、传输率和抗干扰能 力一般,广泛应用于局域网中。 ⑵ 同轴电缆:俗称细缆,现在逐渐淘汰。 ⑶ 光纤电缆:特点是光纤传输距离长、传输效率高、抗干扰性 强,是高安全性网络的理想选择。 2、 无线网(Wireless Network) ⑴ 无线电话网:是一种很有发展前途的连网方式。 ⑵ 语音广播网:价格低廉、使用方便,但安全性差。

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⑶ 无线电视网:普及率高,但无法在一个频道上和用户进行实 时交互。 ⑷ 微波通信网:通信保密性和安全性较好。 ⑸ 卫星通信网:能进行远距离通信,但价格昂贵。 四、按传输技术分类 计算机网络数据依靠各种通信技术进行传输, 根据网络传输技术 分类,计算机网络可分为以下 5 种类型: 普通电信网: 普通电话线网, 综合数字电话网, 综合业务数字网。 数字数据网: 利用数字信道提供的永久或半永久性电路以传输数 据信号为主的数字传输网络。 虚拟专用网:指客户基于 DDN 智能化的特点,利用 DDN 的部分网 络资源所形成的一种虚拟网络。 微波扩频通信网:是电视传播和企事业单位组建企业内部网和 接入 Internet 的一种方法,在移动通信中十分重要。 卫星通信网:是近年发展起来的空中通信网络。与地面通信网络 相比,卫星通信网具有许多独特的优点。 事实上,网络类型的划分在实际组网中并不重要,重要的是组 建的网络系统从功能、速度、操作系统、应用软件等方面能否满足实
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际工作的需要;是否能在较长时间内保持相对的先进性;能否为该部 门 (系统) 带来全新的管理理念、 管理方法、 社会效益和经济效益等。

第五节 网络连接设备
一、网络连接组件 1、网卡(网络适配器 NIC) 网卡是连接计算机与网络的基本硬件设备。 网卡插在计算机或服 务器扩展槽中, 通过网络线(如双绞线、同轴电缆或光纤)与网络交 换数据、共享资源。 由于网卡类型的不同, 使用的网卡也有很多种。 如以太网、 FDDI、 AIM、无线网络等,但都必须采用与之相适应的网卡才行。目前,绝 大多数网络都是以太网连接形式,使用的便是与之配套的以太网网 卡,在这里我们就讨论以太网网卡。 说明:网卡虽然有多种,不够有一个共同点就是每块网卡都拥有 唯一的 ID 号,也叫做 MAC 地址(48 位),MAC 地址被烧录在网卡上的 ROM 中,就像我们每个人的遗传基因 DNA 一样,即使在全世界也绝不 会重复。 安装网卡后,还要进行协议的配置。例如,IPX/SPX 协议、TCP/IP 协议。
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2、网卡的功能 网卡的功能主要有两个,一是将计算机的数据进行封装,并通过 网线将数据发送到网络上;二是接收网络上传过来的数据,并发到计 算机中。 3、网卡的分类: 按总线分类:ISA 总线、PCI 总线、PCMCIA 总线 按端口分类:RJ-45 端口、AUI 粗缆端口、BNC 细缆端口 4、按带宽分类: 10Mb/s、1000Mb/s、10/100Mb/s、1000Mb/s 二、网络传输介质 传输介质就是通信中实际传送信息的载体, 在网络中是连接收发 双方的物理通路;常用的传输介质分为:有线介质和无线介质。 有线介质:可传输模拟信号和数字信号(有双绞线、细/粗同轴 电缆、光纤) 无线介质:大多传输数字信号(有微波、卫星通信、无线电波、 红外、激光等)

1、同轴电缆
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同轴电缆的核心部分是一根导线, 导线外有一层起绝缘作用的塑 性材料,再包上一层金属网,用于屏蔽外界的干扰,最外面是起保护 作用的塑性外套。 同轴电缆的抗干扰特性强于双绞线,传输速率与双绞线类似,但 它的价格接近双绞线的两倍。 同轴电缆分类: A. 细同轴电缆(RG58),主要用于建筑物内网络连接; B. 粗同轴电缆(RG11),主要用于主干或建筑物间网络连接; 2、双绞线 是两条相互绝缘的导线按一定距离绞合若干次, 使得外部的电磁 干扰降到最低限度,以保护信息和数据。 双绞线的广泛应用比同轴电缆要迟得多, 但由于它提供了更高的 性能价格比,而且组网方便,成为现在应用最广泛的铜基传输媒体。 缺点是传输距离受限。 双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP) 屏蔽双绞线外护套加金属材料,减少辐射,防止信息窃听,性能 优于非屏蔽双绞线,但价格较高。而且安装比非屏蔽双绞线复杂。所

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以,在组建局域网时通常使用非屏蔽双绞线。但如果是室外使用,屏 蔽线要好些。 目前共有 6 类双绞线,各类双绞线均为 8 芯电缆,双绞线的类型 由单位长度内的绞环数确定。 1 类双绞线通常在局域网中不使用,主要用于模拟话音,传统的 电话线即为 1 类线; 2 类双绞线支持 4Mb/s 传输速率,在局域网中很少使用; 3 类双绞线用于 10Mb/s 以太网; 4 类双绞线适用于 16Mb/s 令牌环局域网; 5 类和超 5 类双绞线带宽可达 100Mb/s,用于构建 100Mb/s 以太 网,是目前最常用的线缆; 另外还有 6 类、7 类,能提供更高的传输速率和更远的距离。 应用最广的是五类双绞线, 最大传输率为 100Mbps, 最大传输距离 100 米。 双绞线的连接:在制作网络时,要用的 RJ-45 接头,俗称“水晶 头”的接头, 在将网络插入水晶头前, 要对每条线排序。 根据 EIA/TIA 接线标准,RJ-45 接口制作有两种排序标准: EIA/TIA568A 标准的线序为:
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白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、棕、白棕 EIA/TIA568B 白棕的线序为: 白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕 另外,根据双绞线两端线序的不同,有两种不同的连接方法: 直线连接法:直线连接法是将电缆的一端按一定顺序排序后接入 RJ-45 接头,线缆的另一端也用相同的顺序排序后接入 RJ-45 接头。 直接连接法通常用于不同类型的设备的互相连接。 交叉连接法: 交叉连接法是线缆的一端用一种线序排列, T568B 如 标准线序,而另一端用不同的线序,如 T568A 标准线序,这种线序用 于连接同种设备。 3、光纤 光缆则是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、 细小而柔韧的 传输介质。与其它传输介质相比较,光缆的电磁绝缘性能好,信号衰 变小,频带较宽,传输距离较大。光缆主要是在要求传输距离较长, 布线条件特殊的情况下用于主干网的连接。 光缆通信由光发送机产生 光束,将电信号转变为光信号,再把光信号导入光纤,在光缆的另一 端由光接收机接收光纤上传输来的光信号,并将它转变成电信号,经 解码后再处理。光缆的最大传输距离远、传输速度快,是局域网中传 输介质的姣姣者。
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光缆是数据传输中最有效的一种传输介质。 它有以下几个优点: ① 频带极宽(GB); ③ ⑤ 保密性强(防窃听); 电磁绝缘性能好; ② 抗干扰性强(无辐射); ④ 传输距离长(无衰减); 2-10km ⑥ 中继器的间隔较大

主要用途:长距离传输信号,局域网主干部分,传输宽带信号。 网络距离:一般为 2000 米。 每干线最大节点数:无限制。 光纤跳线连接: 在 1000M 局域网中, 服务器网卡具有光纤插口, 交换机也有相应的光纤插口, 连接时只要将光纤跳线进行相应的连接 即可。在没有专用仪器的情况下,可通过观察让交换机有光亮的一端 连接网卡没有光亮的一端, 让交换机没有光亮的一端连接网卡有光亮 的一端。 光纤通信系统组成:光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为 传输介质的通信方式,起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接 收机。 光缆分类: 传输点模数类 (又可分为多模光纤和单模光纤两类) ; 折射率分布类(又可分为跳变式光纤和渐变式光纤两类)。
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多模光纤:由发光二极管产生用于传输的光脉冲,通过内部的多 次反射沿芯线传输。 可以存在多条不同入射角的光线在一条光纤中传 输。 单模光纤:使用激光,光线与芯轴平行,损耗小,传输距离远, 具有很高的带宽,但价格更高。在 2.5Gb/s 的高速率下,单模光纤不 必采用中继器可传输数十公里。 4、无线传输介质: 无线传输指在空间中采用无线频段、红外线激光等进行传输,不 需要使用线缆传输。不受固定位置的限制,可以全方位实现三维立体 通信和移动通信。 目前主要用于通信的有:无线电波、微波、红外、激光。 计算机网络系统中的无线通信主要指微波通信,分为两种形式: 地面微波通信和卫星微波通信。 无线局域网通常采用无线电波和红外线作为传输介质。 其中红外 线的基本速率为 1MB/s,仅适用于近距离的无线传输,而且有很强的 方向性,而无线电波的覆盖范围较广,应用较广泛,是常用的无线传 输媒体。 吴国一般使用 2.4-2.4835GHZ 频段的无线电波进行局域网的 光线通信。 三、网络设备
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1、集线器(HUB) 集线器是目前使用较广泛的网络设备之一, 主要用来组建星型拓 扑的网络。在网络中,集线器是一个集中点,通过众多的端口将网络 中的计算机连接起来,使不同计算机能够相互通信。 集线器类型: 独立型:具有价低、故障易查、网络管理方便等优点;性能差、 速度低等缺陷; 模块化:带机架和多个卡槽;每槽可安装一块扩展卡,每卡相当 于一个独立型;通常 4-14 个槽,可管理性好; 可堆叠:利用高速总线“堆叠”或短距离连接成整体; 1)集线器的通信特性 集线器的基本功能是信息分发, 它将一个端口收到的信号转发给 其他所有端口。同时,集线器的所有端口共享集线器的带宽。当我们 在一台 10Mb/s 带宽的集线器上只连接一台计算机时,此计算机的带 宽是 10Mb/s; 而当我们连接两台计算机, 每台计算机的带宽是 5Mb/s; 当连接 10 计算机时,带宽则是 1Mb/s。即用集线器组网时,连接的 计算机越多,网络速度越慢。 (2)集线器的分类

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按通信特性分,集线器分为无源集线器和有源集线器。无源集 线器只能转发信号,不能对信号作任何处理。有源集线器会对所传输 的信号进行整形、放大并转发,并可以扩展传输媒体的传输距离。目 前市面上的集线器属于有源集线器,无源集线器已被淘汰。 按带宽分,集线器分为 10Mb/s、10/100Mb/s、100Mb/s 集线器。 我们通常选择 10/100Mb/s 自适应的集线器。因为这种集线器可以根 椐网卡和网线所提供的带宽而自动调整带宽。当网线和网网卡为 10Mb/s 时, 集线器以 10Mb/s 的速率通信。 当网线与网卡达到 100Mb/s 时,集线器则以 100Mb/s 的速率通信。 按端口个数分,集线器分为 5 口、8 口、16 口、24 口等。 (3)集线器的连接 集线器通过其端口实现网络连接。 集线器主要有 RJ-45 接口和级 联口两种接口。 RJ-45 接接口:集线器的大部分接口属于这种接口,主要用于 连接网络中的计算机,从而组建计算机网络。 级联口:级联口主要用于连接其他集线器或网络设备。比如我 们在组网时,集线器的端口数量不够,可以通过级联口将两个或多个 集线器级联起来,达到拓展端口的目的。级联口一般标有“UPLINK” 或“MDI”等标志。在级联时,我们可以通过直连接线将集线器的级 联口与另一台集线器的 RJ-45 接口连接起来,从而组建更大的网络。
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2、交换机(Switch) 交换机也是目前使用较广泛的网络设备之一, 同样用来组建星型 拓扑的网络。从外观上看,交换机与集线器几乎一样,其端口与连接 方式和集线器几乎也是一样,但是,由于交换机采用了交换技术,其 性能优于集线器。 (1)交换机的通信特性 由于交换机采用交换技术,使其可以并行通信而不像集线器那 样平均分配带宽。如一台 100 Mb/s 交换机的每端口都是 100Mb/s, 互连的每台计算机均以 100Mb/s 的速率通信, 而不像集线器那样平均 分配带宽,这使交换机能够提供更佳的通信性能。 (2)交换机的分类 按交换机所支持的速率和技术类型,可分为以太网交换机、千 兆位以太网交换机、ATM 交换机、FDDI 交换机等。 按交换机的应用场合,交换机可分为工作组级交换机、部门级 交换机和企业级交换机三种类型。 工作组级交换机:是最常用的一种交换机,主要用于小型局域 网的组建,如办公室局域网、小型机房、家庭局域网等。这类交换机 的端口一般为 10/100Mb/s 自适应端口。

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部门级交换机:常用来作为扩充设备,当工作组级交换机不能满 足要求时可考虑使用部门级交换机。这类交换机只有较少的端口,但 支持更多的 MAC 地址。端口传输速率一般为 100Mb/s。 企业级交换机:用于大型网络,且一般作为网络的骨干交换机。 企业级交换机一般具有高速交换能力,并且能实现一些特殊功能。 (3)交换机的连接 像集线器一样,交换机的接口也分为 RJ-45 接口和级联口,其中 RJ-45 接口用于连接计算机,级联口用于连接其他交换机或集线器。 连接方式也与集线器相同。 (4)交换机工作原理 交换机工作原理: 当交换机从某一节点收到一个以太网帧后, 将 立即在其内存中的地址表(端口号-MAC 地址)进行查找,以确认该 目的 MAC 的网卡连接在哪一个接口上,然后将该帧转发至相应的接 口,如果在地址表中没有找到该 MAC 地址,也就是说,该目的 MAC 地 址是首次出现,交换机就将数据包广播到所有节点。拥有该 MAC 地址 的网卡在接收到该广播帧后,将立即做出应答,从而使交换机将其节 点的“MAC 地址”添加到 MAC 地址表中。交换机的主要功能包括物理 编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制。 3、路由器(Router)

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路由器并不是组建局域网所必需的设备, 但随着企业网规模的不 断扩大和企业网接入互联网的需求,使路由器的使用率越来越高。 路由器的功能:路由器是工作在网络层的设备,主要用于不同类 型的网络的互联。 概括起来, 路由器的功能主要体现在以下几个方面。 路由功能:所谓路由,即信息传输路径的选择。当我们使用路由 器将不同网络连接起来后, 路由器可以在不同网络间选择最佳的信息 传输路径,从而使信息更快地传输到目的地。事实上,我们访问的互 联网就是通过众多的路由器将世界各地的不同网络互联起来的, 路由 器在互联网中选择路径并转发信息, 使世界各地的网络可以共享网络 资源。 隔离广播、划分子网:当我们组建的网络规模较大时,同一网络 中的主机台数过多,会产生过多的广播流量,从而使网络性能下降。 为了提高性能,减少广播流量,我们可以通过路由器将网络分隔为不 同的子网。路由器可以在网络间隔离广播,使一个子网的广播不会转 发到另一子网,从而提高每个子网的性能,当一个网络因流量过大而 性能下降时,可以考虑使用路由器来划分子网。 广域网接入: 当一个较大的网络要访问互联网并要求有较高带宽 时,通常采用专线接入的方式,一些大型网吧、校园网、企业网等往 往采用这种接入方法。当通过专线使局域网接入互联网时,则需要用 路由器实现接入。

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路由器的接接口:路由器的接口主要有串口、以太口和 CONSOLE 口等,通常,串口连接广域网,以太口连接局域网,而 CONSOLE 口用 于连接计算机或终端,配置路由器。 4、调制解调器(Modem) 调制解调器(Modem,俗称“猫”)的功能就是将电脑中表示数 据的数字信号在模拟电话线上传输,从而达到数据通信的目的,主要 由两部分功能构成:调制和解调。调制是将数字信号转换成适合于在 电话线上传输的模拟信号进行传输, 解调则是将电话线上的模拟信号 转换成数字信号,由电脑接收并处理。 (1)调制解调器的分类: 一般来说,根据 Modem 的形态和安装方式,可以大致可以分为以 下四类: 外置式 Modem:外置式 Modem 放置于机箱外,通过串行通讯口与 主机连接。这种 Modem 方便灵巧、易于安装,闪烁的指示灯便于监视 Modem 的工作状况。但外置式 Modem 需要使用额外的电源与电缆。 内置式 Modem:内置式 Modem 在安装时需要拆开机箱,并且要对 终端和 COM 口进行设置,安装较为繁琐。这种 Modem 要占用主板上的 扩展槽,但无需额外的电源与电缆,且价格比外置式 Modem 要便宜一 些。

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(2)传输速率 Modem 的传输速率,指的是 Modem 每秒钟传送的数据量大小。通 常所说的 14.4K、28.8K、33.6K 等,指的就是 Modem 的传输速率。传 输速率以 bps(比特/秒)为单位。因此,一台 33.6K 的 Modem 每秒 钟可以传输 33600bit 的数据。由于目前的 Modem 在传输时都对数据 进行了压缩,因此 33.6K 的 Modem 的数据吞吐量理论上可以达到 115200bps,甚至 230400bps。 Modem 的传输速率,实际上是由 Modem 所支持的调制协议所决定 的。 Modem 的包装盒或说明书上看到的 V.32.V.32bis、 在 V.34.V.34+、 V.fc 等等,指的就是 Modem 的所采用的调制协议。其中 V.32 是非同 步/同步 4800/9600bps 全双工标准协议;V.32bis 是 V.32 的增强版, 支持 14400bps 的传输速率;V.34 是同步 28800bps 全双工标准协议; 而 V.34+则为同步全双工 33600bps 标准协议。 以上所讲的传输速率,均是在理想状况的得出的。而在实际使用 过程中,Modem 的速率往往不能达到标称值。实际的传输速率主要取 决于以下几个因素: ① 电话线路的质量 因为调制后的信号是经由电话线进行传送, 如果电话线路质量不 佳,Modem 将会降低速率以保证准确率。为此,在连接 Modem 时,要

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尽量减少连线长度,多余的连线要剪去,切勿绕成一圈堆放。另外, 最好不要使用分机,连线也应避免在电视机等干扰源上经过。 ② 是否有足够的带宽 如果在同一时间上网的人数很多,就会造成线路的拥挤和阻塞, Modem 的传输速率自然也会随之下降。因此,ISP 是否能供足够的带 宽非常关键。另外,避免在繁忙时段上网也是一个解决方法。尤其是 在下载文件时, 在繁忙时段与非繁忙时段下载所费的时间会相差几倍 之多 ③ 对方的 Modem 塑料 Modem 所支持的调制协议是向下兼容的,实际的连接速率取决于 速率较低的一方。因此,如果对方的 Modem 是 14.4K 的,即使用的是 56K 的 Modem,也只能以 14400bps 的速率进行连接。

第六节
一、常用局域网协议

网络通信协议

IPX/SPX 及其兼容协议(网际包交换、顺序包交换)

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IPX/SPX 协议是由 Novell 公司开发的,主要用于 NetWare 网 络的协议。这种协议功能强大、适应性强、适合在大型网络中的使 用。但由于此协议只能用于 NetWare 网络环境,不能用于其他网络 环境,使其普及性越来越差。随着 Novell NetWare 网络操作系统的 使用越来越少,使 IPX/SPX 协议的使用也越来越少了。 2、NETBEUI 协议(用户扩展接口) NETBEUI 是一种体积小,效率高、速度快的协议。这种协议的 主要特点是占用内存少、使用方便。在网络中基本不需作任何配置。 但由于 NETBEUI 协议不具有路由功能,所以只能在同一网段内部通 信,不能跨网段通信。这使得 NETBEUI 协议只能用于单网段的网络环 境,不适合在多网络互联的环境中使用。 3、 TCP/IP 协议(传输控制协议/网际协议) 是目前使用最广泛的协议,也是 Internet 上使用的协议。由于 TCP/IP 具有跨平台、可路由的特点,可以实现导构网络的互联,同 时也可以跨网段通信。 这使得许多网络操作系统将 TCP/IP 作为内置 网络协议。我们组建局域网时,一般主要使用 TCP/IP 协议。当然, TCP/IP 协议相对于其他协议来说,配置起来也比较复杂,因为每个 节点至少需要一个 IP 地址、一个子网掩码、一个默认网关、一个计 算机名等。

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第七节 IP 地址

一、为什么要配置 IP 地址 在网络中,为了实现不同计算机之间的通信,每台计算机都必须 有一个唯一的地址。就像日常生活中的家庭住址一样,我们可以通过 一个人的家庭住址找到他的家。当然,在网络中要找到一台计算机, 进而和它通信,也需要借助一个地址,这个地址就是 IP 地址,IP 地 址是唯一标识一台主机的地址。 二、IP 地址的定义 所谓 IP 地址就是给每个连接在 Internet 上的主机分配的一个 32bit 地址。 按照 TCP/IP (TransportControlProtocol/InternetProtocol, 传输控制协议/Internet 协议)协议规定,IP 地址用二进制来表示,每 个 IP 地址长 32bit,比特换算成字节,就是 4 个字节。例如一个采用 二进制形式的 IP 地址是“00001010000000000000000000000001”, 这么长的地址,人们处理起来也太费劲了。为了方便人们的使用,IP 地址经常被写成十进制的形式,中间使用符号“.”分开不同的字节。于 是,上面的 IP 地址可以表示为“10.0.0.1”。IP 地址的这种表示法叫做 “点分十进制表示法”,这显然比 1 和 0 容易记忆得多。 有人会以为,一台计算机只能有一个 IP 地址,这种观点是错误 的。我们可以指定一台计算机具有多个 IP 地址,因此在访问互联网
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时,不要以为一个 IP 地址就是一台计算机;另外,通过特定的技术, 也可以使多台服务器共用一个 IP 地址,这些服务器在用户看起来就 像一台主机似的。 将 IP 地址分成了网络号和主机号两部分,设计者就必须决定每 部分包含多少位。网络号的位数直接决定了可以分配的网络数(计算 方法 2^网络号位数)主机号的位数则决定了网络中最大的主机数 ; (计 算方法 2^主机号位数-2) 。然而,由于整个互联网所包含的网络规模 可能比较大,也可能比较小,设计者最后聪明的选择了一种灵活的方 案:将 IP 地址空间划分成不同的类别,每一类具有不同的网络号位 数和主机号位数。 三、IP 地址的概述 目前 Internet 使用的是 IPv4(IP 第 4 版本)的 IP 地址,由 32 位 二 进 制 数 ( 4 个 字 节 ) 组 成 , 如

11000000,10101000,00000000,00000001。为了表示方便,同时也 便于用户理解和记忆,将每个字节用一个十进制数(0~255)表示, 每个十进制数之间用小数点分开, 称为点分十进制 (Dotted Decimal) 地址,如上述的二进制地址所对应的点分十进制地址是: 192.168.0.1。 Internet 上的每台主机(Host)都有一个唯一的 IP 地址。 协议就 IP 是使用这个地址在主机之间传递信息,这是 Internet

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IP 地址 能够运行的基础。IP 地址的长度为 32 位,分为 4 段,每段 8 位,用 十进制数字表示,每段数字范围为 0~255,段与段之间用句点隔开。 例如 159.226.1.1。IP 地址有两部分组成,一部分为网络地址,另一 部分为主机地址。IP 地址分为 A、B、C、D、E5 类。常用的是 B 和 C 两类。 地址就像是我们的家庭住址一样, ip 如果你要写信给一个人, 你就要知道他(她)的地址,这样邮递员才能把信送到,计算机发送 信息是就好比是邮递员,它必须知道唯一的“家庭地址”才能不至于把 信送错人家。只不过我们的地址使用文字来表示的,计算机的地址用 十进制数字表示。 众所周知,在电话通讯中,电话用户是靠电话号码来识别的。同 样, 在网络中为了区别不同的计算机, 也需要给计算机指定一个号码, 这个号码就是“IP 地址”。 四、IP 地址的分类 根据公私性质分为: 公 有 地 址 ( Publicaddress ) 由 InterNIC

(InternetNetworkInformationCenter 因特网信息中心)负责。这些
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IP 地址分配给注册并向 InterNIC 提出申请的组织机构。通过它直接 访问因特网。 私有地址(Privateaddress)属于非注册地址,专门为组织机构内部 使用。 以下列出留用的内部私有地址 A 类 10.0.0.0--10.255.255.255 B 类 172.16.0.0--172.31.255.255 C 类 192.168.0.0--192.168.255.255 根据不同的取值范围,IP 地址通常分为 5 种类型:A 类、B 类、 C 类、D 类、E 类,其中 A 类、B 类和 C 类地址为基本的 IP 地 址。 A 类地址: A 类地址的格式如下: 0 网络标识(7 位) 主机标识(24 位) A 类地址的第一位即类别码为“0”,网络标识长度为 7 位,其中 0 和 127 保留, 用于特殊目的, 允许有 27-2 即 126 个不同的 A 类网络; 主机标识长度为 24 位,每个 A 类网络的主机地址数高达 224-2(约 1670 多万)个。A 类地址通常分配给拥有大量主机的大型网络,如 一些大公司(如 IBM 公司)和 Internet 的主干网络。 B 类地址: B 类地址的格式如下: 10 网络标识(14 位) 主机标识(16 位)
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B 类地址的前两位即类别码为“10”,网络标识长度为 14 位,允 许有 214-2(16382)个不同的 B 类网络;主机标识长度为 16 位, 每个 B 类网络的主机地址数多达 216-2(65534)个。B 类地址通常 分配给主机数量较多的一些国际性大公司与政府机构。 C 类地址: C 类地址的格式如下: 110 网络标识(21 位) 主机标识(8 位) C 类地址的前 3 位即类别码为“110”,网络标识长度为 21 位,允许有 221-2(约 200 多万)个不同的 C 类网络;主机标识长度为 8 位,每 个 C 类网络的主机地址数最多为 28-2(254)个。C 类地址通常分配 给主机数量较少的一些小公司与普通的研究机构,如校园网,当一个 C 类地址不够时,可以申请多个 C 类地址。 D 类地址: D 类地址的前 4 位即类别码为“1110”,没有网络标识。D 类地址 不标识网络,而是用于其他特殊用途,如多址广播(Multicasting) 系统,目前的视频会议等应用都采用多址广播技术进行传输。 E 类地址: E 类地址的前 4 位即类别码为“1111”,暂时保留以便于实验和将 来使用。 除了上述 5 类 IP 地址外, Internet 还规定了一些特殊的 IP 地址, 用来完成特定的工作。 ● 网络地址: 网络地址包含一个有效的网络号和一个全“0”的主机
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号,用来表示一个具体的网络,如 202.197.1.0。 ● 广播地址:IP 有两种广播地址,一种叫做直接广播地址,一种 叫做有限广播地址。直接广播地址包含一个有效的网络号和一个全 “1”的主机号,如 202.197.1.255,因特网上的主机可以使用该 IP 地 址向 202.197.1.0 网络上的所有主机广播信息。32 位全为“1”的 IP 地 址 255.255.255.255,称为有限广播地址,用于本网广播。 ● 本机地址:32 位全“0”的 IP 地址 0.0.0.0,表示本机地址。 ● 回送地址:IP 地址 127.0.0.1 称为回送地址,主要用于网络软 件测试以及本地机进程间通信。无论什么程序,一旦使用回送地址发 送数据,协议软件立即将之返回,不进行任何网络传输。 A 类地址由国际网络信息中心(Network Information Center, NIC)负责分配,分配 B 类地址的国际组织有 3 个:ENIC 负责欧洲 地区, InterNIC 负责北美地区, APNIC 负责亚太地区。 中国的 Internet 地址由邮电部数据通信局或相应网管机构向 APNIC 申请地址。C 类 地址由地区网络中心向国家级网管中心(如 CHINANET 的 NIC)申 请分配。 对 IP 地址中的主机标识部分进行再次划分,将其划分成子网标 识和主机标识两个部分。 完成这项子网划分任务的就是子网掩码技术。子网掩码也是 32 位二 进制数值,其格式和 IP 地址相同。一般情况下的子网掩码所对应的 网络标识部分用全“1”表示,主机标识部分用“0”表示,因此有: · 类地址网络的子网掩码地址为:255.0.0.0。 A
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· 类地址网络的子网掩码地址为:255.255.0.0。 B · 类地址网络的子网掩码地址为:255.255.255.0。 C 网关地址 在 Internet 中两个网络要实现相互通信,就必须通过网关。网关 通常是由一台主机来担任, 这台主机能够根据用户通信目标计算机的 IP 地址,决定是否将用户发出的信息送出本地网络,同时,它还将 外界发送给属于本地网络计算机的信息接收过来, 负责发送给本地网 络的目的主机。网关地址就是这台主机的 IP 地址,对任何一个网段 来说,它的地址是统一规定的。网关地址的设定可以通过手动设置或 者由 DHCP 服务器来自动设置。 五、IP 地址的分配 TCP/IP 协议需要针对不同的网络进行不同的设置,且每个节点 一般需要一个“IP 地址”、一个“子网掩码”、一个“默认网关”。不过, 可以通过动态主机配置协议(DHCP) ,给客户端自动分配一个 IP 地 址,避免了出错,也简化了 TCP/IP 协议的设置。 那么, 局域网怎么分配 IP 地址呢?互联网上的 IP 地址统一由一 个叫“IANA”(InternetAssignedNumbersAuthority,互联网网络号分 配机构)的组织来管理。 六、IP 地址的设置 以 Windows 2000 Server 为例,在桌面的“网上邻居”上右击,在
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弹出的菜单中点击“属性”,出现“网络和拨号连接”窗口,在“本地连接” 上右击,在弹出的菜单中点击“属性”,出现“本地连接属性”窗口,双 击“Internet 协议(TCP/IP)”,出现“Internet 协议(TCP/IP)属性” 窗口,在“使用下面的 IP 地址”中输入 IP 地址,此处我们输入 “192.168.12.145”,子网掩码是“255.255.255.0”。 七、局域网中可用 IP 地址 在一个局域网中,有两个 IP 地址比较特殊,一个是网络号,一 个是广播地址。网络号是用于三层寻址的地址,它代表了整个网络本 身,另一个是广播地址,它代表了网络全部的主机。网络号是网段中 的第一个地址,广播地址是网段中的最后一个地址,这两个地址是不 能配置在计算机主机上的。例如在 192.168.0.0255.255.255.128 这 样的网段中,网络号是 192.168.0.0,广播地址是 192.168.0.127。 因此,在一个局域网中,能配置在计算机中的地址比网段内的地址要 少两个(网络号、广播地址) ,这些地址称之为主机地址。在上面的 例子中,主机地址就只有 192.168.0.1 至 192.168.0.126 可以配置在 计算机上了。 1、查任意一个人的 IP 地址 1).主动查对方的 IP 这种查任意一个人 IP 地址的基本思路是:若想知道对方的地址,只 需设法让对方访问自己的 IP 地址就可以了,一旦对方来访问,也就 建立了一个 SOCKET 连接, 我们就可以轻松地捕获他(她)的 IP 地址。
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当然前提他得在线。 第一步:申请一个转向域名,如 126.com 等,并在网上做一个 主页(主页无论怎么简单都可以,目的是为了查 IP 地址嘛); 第二步:在你想查别人 IP 的时候,到你申请域名的地方,将链 接转到你的 IP; 第三步:打开查 IP 地址的软件,如 IPHunter; 第四步:告诉那个你想查其 IP 地址的人,想办法让他去你的网 站看看,给他这个转向域名; 第五步:当他输入此网址以后,域名会自动指向你的 IP,因此 你就能知道他的 IP 了; 第六步:当你查到他的 IP 地址后,再将转向的地址改为你网站 的地址,达到隐藏的目的。 2).被动查对方 IP 如今的网上真的不大安静,总有些人拿着扫描器扫来扫去。如果 你想查那个扫你电脑的人的 IP,可用下面的方法。 一种做法是用天网,用软件默认的规则即可。如果有人扫描你的 电脑, 那么在“日志”中就可以看到那个扫你的人的 IP 了, 他扫描你电 脑的哪个端口也可从中看出。由于我们在前面已经讲了用天网查 QQ 用户 IP 的方法,因此在这里就不多说了。 另外一种做法是用黑客陷阱软件,如“小猪快跑”、“猎鹿人”等, 这些软件可以欺骗对方你的某些端口已经打开, 让他误以为你已经中 了木马,当他与你的电脑产生连接时,他的 IP 就记录在这些软件中
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了。以“小猪快跑”为例,在该软件中有个非常不错的功能:“自定义密 码欺骗端口设置”,你可以用它来自定义开启 10 个端口用来监听,不 大明白?OK,下面就以把自己的计算机伪装成中了冰河木马为例, 看看可爱的小猪是怎样欺骗对方、如何查到扫描者的 IP 的吧! 点击“端口设置”选“自定义木马欺骗端口设置”,进入“木马欺骗端口设 置”对话框。 在“木马欺骗端口设置”界面上用鼠标选中“端口 1”,“端口数”填冰 河木马的默认端口 7626,其他不用填,点击“设置完毕”退出。好了, 冰河木马欺骗端口设置完毕。 现在回到“小猪快跑”的主界面,点击“开始监视”,工作区内立即 出现“7626 端口开始监视”的提示,欺骗开始了……这时,如果有“灰” 客对你的计算机进行扫描,他就会发现你计算机的 7626 端口开着, 这个“灰”客自然会以为你中了木马冰河呢。当他用冰河控制端登陆你 的计算机时,冰河会告诉他“命令发送完毕”,由于你没有中木马,所 谓的木马是你设置出来的假木马,因此他也就无法再进行下一步了。 无论他登陆多少次,都只会看到“命令发送完毕”,而“小猪快跑”的主 窗口中却清清楚楚地显示出“***.***.***.***试图连接你的 7626 端口, 已经开始欺骗”。其中“***.***.***.***”就是对方的 IP 地址了,知道了对 方的 IP 地址后,你就可以爱怎么办就怎么办了。 八、域名地址(DNS) 域名解析 - 简介

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域名是为了方便记忆而专门建立的一套地址转换系统, 要访问一 台互联网上的服务器,最终还必须通过 IP 地址来实现,域名解析就 是将域名重新转换为 IP 地址的过程。 一个域名只能对应一个 IP 地址, 而多个域名可以同时被解析到一个 IP 地址。域名解析需要由专门的 域名解析服务器(DNS)来完成。

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