中华学生百科全书-第452部分

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交往，有利于开展国际合作，促进各国经济、文化的发展，有利于世界局势
的稳定与和平。
　　　　但另一方面，将有大量的信息在国与国之间进行传输，通常称为“过境
数据流”。它既有促进国家交往的一面，也有可能使国家或个人不宜公开的
信息流出国境，造成损失，需要从制度上和技术上加以控制。
　　　　今后国与国之间的对抗甚至战争的方式，与计算机也将有密切的关系。
在　1991　年初爆发的海湾战争中，以美国为首的多国部队凭借先进的高技术武
器，以最低的代价迅速地赢得了胜利。经战后评估证实，多国部队将计算机
装备到战场上的各个环节，大到指挥中心，小到作战班组，致使战场效益倍
增。因此人们评价：“计算机是海湾战争的头等功臣”。鉴于计算机在军事
领域的广泛应用，今后的战争在很大程序上要通过计算机进行，因此已经有

“计算机战争”和“计算机病毒战”的说法。军事对抗双方一方面要保证自
己的军事指挥系统和武器系统的计算机与通信的可靠运行，特别是防止、抵
御、消除敌方从外部向己方系统注入病毒，另一方面则千方百计破坏对方相
应的计算机系统。据报道美国正在研制军用计算机病毒，在适当时机施放到
对方系统。一旦战争爆发，便通过遥控触发，激活病毒，使对方的计算机指
挥系统和武器系统瘫痪，陷入极大的被动。如果设法破坏对方经济领域的计
算机系统，则有可能使其陷入经济混乱，对其打击也是很沉重的。
　　　　学电脑和学写字一样重要
　　　　计算机是当代众多新兴技术中发展最快、应用最广的一项技术，也是渗
透力最强，对社会发展影响最为深远的高新技术。今天，它已经逐渐深入到
社会的每一个细胞，改变着人们的生产方式、社会活动方式甚至家庭生活方
式。计算机发展如此迅速，影响如此深远，有其深刻的社会背景。
　　　　当今世界是信息社会
　　　　计算机的发展与普及如此迅速，其根本原因在于社会发展的需求。
　　　　从生产力发展的角度看，人类经历了农业社会、工业社会，现在已经开
始步入信息社会。它是人类社会科学技术高度发达，信息和知识急剧膨胀的
结果。信息的作用日益突出，对社会发展起着关键性的作用。
　　　　众所周知，物质、能量、信息是人类社会赖以生存和发展的三大资源。
在农业社会，人们采用的是比较原始的手工生产方式，对人类生存和发展最
有意义的资源是材料（物质）。没有动力机械，封闭的环境，使得能量、信
息的作用极其有限。进入工业社会后，人们大规模地使用机器生产，能源、
动力的作用就十分重要了。到了信息社会，尽管材料、能源依然重要，但信
息的作用更加突出。只有充分地采集、分析、交流和利用信息，社会的发展
才能充满活力。
　　　　在信息社会，信息产业（又称第四产业）将成为最重要的产业。由于科
学技术的高度发达，使得工、农业生产变得相对容易。比如美国农业劳动力
仅占人口总数的　3％，但农产品不仅自给有余，还大量出口。直接从事制造
业的人数也只占百分之十几，但工业品也相当丰富。这样，就能解放出大量
劳动力从事与信息产业有关的更具创造性的工作，从而推动经济和文化更快
地发展。目前发达国家从事与信息产业有关职业的人数已占总人数的　60％以
上。在信息社会，各国之间的竞争主要是科学技术的竞争，信息和知识（加
工、提炼后的系统的信息）的竞争。对于企业和个人，要想取得事业上的成
功，能否及时地获取、有效地利用有关信息和知识，也是一个关键性的因素。
　　　　计算机是信息社会的基础
　　　　信息这种无形的宝贵资源之所以变得如此重要并能得到充分的利用，是
因为有了高效能的信息处理工具——电子计算机。以电子计算机为核心的信
息技术是信息社会赖以产生、存在和发展的物质基础和技术条件。从工业社
会到信息社会的过渡，经历着人类历史上第三次产业革命——信息革命。它
是指由于电子计算机的飞速发展而促成的以信息为中心的社会变革。如果说
工业革命的本质在于使用工具（起源于蒸气机的）对人类体力劳动的部分代
替和扩大，那么信息革命的本质则是使用工具对人类脑力劳动的部分代替和
扩大，而这个工具就是电子计算机。
　　　　在信息社会，可以毫不夸张地说，现代化水平的主要标志就是信息化的
水平，而信息化的水平又主要反映为计算机化的水平。因此，要现代化就要

实现计算机化，就要大力发展和普及计算机技术。
　　　　三、学电脑和写字一样重要
　　　　信息社会是科技、文化发展，知识爆炸的结果。据英国科学家詹姆斯·马
丁估计，19　世纪人类的知识每五十年翻一番，在　20　世纪初每三十年翻一番，
到　50　年代每十年翻一番，70　年代每五年翻一番，80　年代每三年就翻一番了。
据　70　年代初统计，全世界每年发表的科技文献达　450　万份，并且以每年　13
％的速度在增长。各种信息的大量增加，也使得承载信息的介质——纸张高
速增加。比如　1977　年美国仅制作表格用纸就达　4000　亿页。有人称之谓纸张
爆炸。为了节省存储费用，并且快速地查询、传播和利用如此浩瀚的信息，
必然要使用电子计算机，并且逐步发展了以计算机为核心的办公自动化系
统。目前，计算机以其不可替代的优势已广泛应用于各行各业。
　　　　如果说借助于纸张上的文字记录、存储和交流信息，将读书、写字称为
第一文化（纸张文化）的话，那么将大量信息存储于计算机系统的电磁介质
中，使用计算机和它的语言进行处理和交流，则可称为第二文化（计算机文
化）。不懂得计算机，将处于半文盲的境地。因此，对于计算机，不仅要作
为工具使用，已经是一项文化普及的要求。我们不仅要会使用计算机做一些
诸如文字处理等具体工作，更要培养一种计算机意识。要了解计算机的基本
知识，为什么要使用计算机，在自己的工作和生活中能用计算机做什么，不
能做什么，怎样做，有何作用等等。现在，计算机基本知识已经成为当代学
生知识结构中不可或缺的重要组成部分。
　　　　早在　1982　年，未来学家奈斯比特就在《大趋势》一书中预言：“到　1985
年，美国将有　75％的工作要涉及计算机。一个人如果不会使用计算机，必将
处于不利地位。在信息社会，有两种交流工具是必备的：一个是英语，另一
个就是计算机。”近年来，社会的发展证明确实如此。电脑已经进入各行各
业，不久的将来，就会成为基本的办公工具，不论从事什么行业的工作，都
需要会使用它。
　　　　事实上，许多国家都非常重视计算机教育，发达国家普遍在中小学开设
了计算机课程。邓小平同志早在　1984　年就曾指出：“计算机的普及要从娃娃
抓起”。国家教委已于　1994　年颁布了《中小学计算机课程指导纲要》，揭开
了全国中小学普及计算机教育的序幕。许多地区也开始组织高等院校非计算
机专业的计算机应用水平测试。在许多大专院校的校园里，继英语热之后，
又掀起了学习计算机的热潮。同时，国家教委还制订了面向社会的《全国计
算机等级考试大纲》，并于　1994　年开始举办等级考试；考试成绩作为用人单
位录用和考核工作人员的重要依据。不难预见，在全社会多层次、多方位地
普及计算机的浪潮必将为我国的现代化建设事业作出非凡的贡献。
　　　　学电脑具体学什么
　　　　“学电脑”这个讲法范围太广了。正因为电脑的应用已经非常普遍，学
电脑已经无法局限某一两门课，也难以对每个人一概而论了。事实上，现在
已经不再有谁能成为对电脑的各个方面都清楚的行家。而且，电脑的发展这
么快，学电脑不仅一朝一夕的事，而是要不断学习的，这一点可能比其他学
科都明显。只能大体上说，学电脑有两大类型：一种为了应用，一种是做为
专业。对这两方面，大家看看国家正式的要求。
　　　　计算机应用要学什么
　　　　应用根据各行业的需要选学计算机学科的有关内容。现在全国计算机级

考试，以及全国高等院校非计算机专业的计算机教育方案，都是类似以下几
个层次的要求：
　　　　第一层次：微机系统应用基础。包括计算机基础知识和微机系统的操作
使用（包括　DOS　操作命令、中文文字处理和表处理，微机数据库的使用等）。
　　　　第二层次：高级语言程序设计。要求学生能用一种高级语言或一种数据
库语言熟练地编写程序。
　　　　第三层次：计算机硬件技术基础和软件技术基础。在原有基础上，进一
步学习计算机软件、硬件知识，具有开发应用软件的初步知识和能力或计算
机应用系统的初步分析设计能力。
　　　　第四层次：本专业计算机的应用与开发。
　　　　其中第一层次相当于国家计算机等级考试的一级考试要求，第二层次相
当于二级考试的要求。
　　　　高校计算机专业有哪些分科
　　　　借鉴美国《ACM／IEEE—CS　计算学科　91　教程》，全国高等学校计算机教
育研究会和中国计算机学会教育委员会联合主持制定了《计算机学科教学计
划（1993）》，作为向全国高校计算机专业本科推荐的教学计划。这个教学
计划把“计算学科”定义为：计算学科主要在系统地研究信息描述和变换的
算法过程，包括它们的理论、分析、设计、效率、实现和应用。它的研究对
象是信息处理技术和算法分析与设计。考虑到国内多数人对“计算”一词传
统的、狭义的理解，为避免误解，《93　教学计划》暂用“计算机学科”来代
替“计算学科”的称谓。
　　　　计算机学科既是一门科学分支，也是一项专门技术。它在理论和实践两
方面都有十分丰富的内容，而且一直在迅速地发展着。计算机学科的内容非
常广泛，《93　教学计划》列出了九个主要领域作为计算机学科教学计划公共
要求的主科目。它们是：
　　　　·算法与数据结构
　　　　·计算机体系结构
　　　　·人工智能和机器人
　　　　·数据库与信息检索
　　　　·人—机通信
　　　　·数值和符号计算
　　　　·操作系统
　　　　·程序设计语言
　　　　·软件方法学和工程
　　　　围绕这九个主科目，可以开设若干门课程。
　　　　在以上每一个领域中，都采用理论、抽象和设计三个教学过程。并归纳
出　12　个基本概念：关联、大问题的复杂性、概念和形式模型、一致性和完备
性、效率、演变、抽象层次、按空间排序、按时间排序、重用、安全性、折
衷和结论。
　　　　《93　教学计划》还要求学生了解计算机学科所固有的文化、社会、法律
和道德方面的基本问题，知道该学科的历史和现状，明白它的历史意义和作
用以及对社会的冲击，重视在该学科发展中起重要作用的哲学问题、技术问
题和美学问题，培养职业道德和法制观念。
　　　　中小学生需要学什么

　　　　对于中小学的同学来说，现在没必要限制自已将来的方向，是学应用还
是专业也不急于区分。但上面的两种要求可以参考。容易看出：计算机的基
本知识、DOS　使用、中英文输入和文书处理肯定是要学的。这里要提醒大家，
编程和数据管理也都是很重要的。数据管理在将来会与文书处理一样是基本
要求；而编程学习最有助于熟悉“计算机的思维方式”，在应用中可以很熟
悉“计算机的脾气”，学习其他有关的内容也很容易理解了。
　　　　另外，网络和多媒体正在成为电脑应用中最重要的内容，对此的学习是
越早越好。WINDOWS　很快会成为操作系统的主流，有条件的话也可应该早日
学习。


　　　　　　　　　　　　　电脑的基础原理


　　　　电脑使用二进制
　　　　电脑与数据
　　　　要用计算机做任何工作，首先要将有关信息以计算机能够识别的方式存
储。现在使用计算机时，不会感觉到这是一个问题。但事实上，计算机内部
的信息不是以我们熟悉的十进制，面是以二进制编码的形式表示和存储的。
　　　　计算机处理的信息通常称为数据。它不仅指数字，还包括文字、符号、
声音、图像等。
　　　　数据是信息的具体表示形式，是信息的载体；信息是数据有意义的表现，
是数据的内涵。数据是物理性的，信息是观念性的。它们是一个密不可分的
有机的整体，在有些场合难以严格区分它们。在计算机领域，信息和数据这
两个名词常常可以通用。比如，信息存储，也可以称为数据存储。本章将向
大家介绍计算机中为何要使用二进制以及怎样用二制编码表示和存储信息。
　　　　什么是数制
　　　　数制就是记数法、进位制。目前人们通用的数制是十进制，但使用十进
制并非是天经地义的，它只不过是来源于远古时代用十指记数的一种约定俗
成的习惯。事实上，在我们的生活中也有使用非十进制的实例，比如日期、
时间的表示和进位以及英制度量衡等。
　　　　不同数制之间的区别主要是基数不同，它们的书写规则和运算规律是一
致的。为区别非十进位制数与十进制数，非十进制数应使用进位制注脚。下
面我们通过二进制（BinarySystem）与十进制（DecimalSystem）的对比来初
步了解二进制的概念。
　　　　1．数字的个数等于基数
　　　　十进制有　0～9　共十个数字。以此类推，二进制应当只有两个数字，记为
0、1。基数不是一个独立的数字。
　　　　2．逢基数进一
　　　　凡某位运算结果为基数就要进位，本数位的值记为　0，进位值为　1。在十
进制中，逢十进一。在二进制中，逢二进一。
　　　　3．每一位的权（数位值）是基数的方幂，指数自右至左递增　1
　　　　十进制：…104　103　102　101　100　10…1　10…2　10…3……
　　　　二进制：…24　23　22　21　20　2…1　2…2　2…3……
　　　　需要特别指出的是，为说明方便，此处二进制数是用十进制数的数字表
达的。

　　　　4．每一位的数值等于该位上的权与数字的乘积
　　　　例如：
　　　　1995＝1000×1＋100×9＋100×9＋1×5
　　　　1001．101B＝23×1＋20×1＋2…1×1＋2…3×1
　　　　同样，为说明方便，此处等号右边的二进制数是用十进制数字表达的。
　　　　电脑为何采用二进制
　　　　1．二进制只需用两种状态表示数字，容易实现
　　　　计算机是由电子元、器件构成的，二进制在电气、电子元器件中最易实
现。它只有两个数字，用两种稳定的物理状态即可表达，而且稳定可靠。比
如磁化与未磁化，晶体管的载止与导通（表现为电平的高与低）等。而若采
用十进制，则需用十种稳定的物理状态分别表示十个数字，不易找到具有这
种性能的元器件。即使有，其运算与控制的实现也极复杂。
　　　　2．二进制的运算规则简单
　　　　加法是最基本的运算。乘法是连加，减法是加法的逆运算（利用补码原
理，还可以转化为加法运算，类似钟表拨针时的计算），除法是乘法的逆运
算。其余任何复杂的数值计算也都可以分解为基本算术运算复合进行。为提
高运算效率，在计算机中除采用加法器外，也直接使用乘法器。
　　　　众所周知，十进制的加法和乘法运算规则的口诀各有　100　条，根据交换
率去掉重复项，也各有　55　条。用计算机的电路实现这么多运算规则是很复杂
的。
　　　　相比之下，二进制的算术运算规则非常简单，加法、乘法各仅四条：
　　　　　　　　　　　　　0＋0＝0　　　0×0＝0
　　　　　　　　　　　　　0＋1＝1　　　0×1＝0
　　　　　　　　　　　　　1＋0＝1　　　1×0＝0
　　　　　　　　　　　　　1＋1＝10　　1×1＝1
　　　　根据交换率去掉重复项，实际各仅　3　条。用计算机的脉冲数字电路是很
容易实现的。
　　　　3．用二进制容易实现逻辑运算
　　　　计算机不仅需要算术运算功能，还应具备逻辑运算功能，二进制的　0，1
分别可用来表示假（false）和真（true），用布尔代数的运算法则很容易实
现逻辑运算。
　　　　4．二进制的弱点可以克服
　　　　二进制主要的弱点是表示同样大小的数值时，其位数比十进制或其它数
制多得多，难写难记，因而在日常生活和工作中是不便使用的。但这个弱点
对计算机而言，并不构成困难。在计算机中每个存储记忆元件（比如由晶体
管组成的触发器）可以代表一位数字，“记忆”是它们本身的属性，不存在
“记不住”或“忘记”的问题。至于位数多，只要多排列一些记忆元件就解
决了，鉴于集成电路芯片上元件的集成度极高，在体积上不存在问题。对于
电子元、器件，0　和　1　两种状态的转换速度极快，因而运算速度是很高的。
　　　　二进制运算
　　　　1．算术运算
　　　　前面已经讲过，二进制算术运算规则非常简单，现举二例加以说明。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　1110
　　　　　　　　　　　　　　　　　＋1011
　　　　　　　　　　　　　　　　　11001
　　　　　　　　　　　　　　　　　　即　1110B＋1011B＝11001B
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1110
　　　　　　　　　　　　　　　　×　1011
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1110
　　　　　　　　　　　　　　　　　　1110
　　　　　　　　　　　　　　　　　0000
　　　　　　　　　　　　　　　　1110
　　　　　　　　　　　　　　　10011010
　　　　　　　　　　　　　　　　　　即　1110B×1011B＝10011010B
　　　　2．逻辑运算
　　　　在计算机中还经常用二进制数进行逻辑运算。逻辑运算在二进制数位之
间进行，不存在进位或借位。在逻辑运算中，二进制数中的“1”表示“真”，
“0”表示“假”。
　　　　（1）或（OR）运算
　　　　或运算又称逻辑加，运算符为“∨”或者“＋”。运算规则是：
　　　　　　　　　　　　　0∨0＝0
　　　　　　　　　　　　　0∨1＝1
　　　　　　　　　　　　　1∨0＝1
　　　　　　　　　　　　　1∨1＝1
　　　　也就是说，参加运算的逻辑值只要有一个为　1，运算结果即为　1，否则为
0。
　　　　（2）与（AND）运算
　　　　与运算又称逻辑乘，运算符为“∧”或者“×”。运算规则是：
　　　　　　　　　　　0∧0＝0
　　　　　　　　　　　0∧1＝0
　　　　　　　　　　　1∧0＝0
　　　　　　　　　　　1∧1＝1
　　　　也就是说，当参加运算的逻辑值均为　1　时，运算结果才为　1，否则为　0。
　　　　（3）非（NOT）运算
　　　　非运算即对每个二进制位的逻辑值取反，运算符为在二进制数字上方加
一横线。运算规则是
　　　　　　　　　　　　　0　=1
　　　　　　　　　　　　　1=　0
　　　　（4）异或（XOR）运算

　　　　可以看出，如果参加运算的两个逻辑值相同，运算结果为　0，否则为　1。
　　　　下面举例说明二进制数的逻辑运算。
　　　　设　X＝10110101B　　　　Y＝11010110B
　　　　则　　X∨Y＝11110111B
　　　　　　　　　　　　X∧Y＝10010100B
　　　　　　　　　　　　X＝01001010B　　　Y＝00101001B


　　　　十进制数与二进制数的转换
　　　　我们在日常生活和工作中使用十进制数，在计算机中使用二进制数，因
此在计算机输入时要将十进制数转换为二进制数，在计算机输出时要将二进
制数转换为十进制数。这种转换过程，是由计算机自动完成的。为简便起见，
这里我们只介绍整数间的转换。
　　　　十进制数与二、八、十六进制数的转换参见表　1．1。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表　1．1

　　　　　　　　　　　十进制　　　　　　　　　　　二进制　　　　　　　　　八进制　　十六进制

　　　　　　　　　　　　　　　0　　　　　　　　　　　　　　　　0　　　　　　　　　　　　　0　　　　　　0

　　　　　　　　　　　　　　　1　　　　　　　　　　　　　　　　1　　　　　　　　　　　　　1　　　　　　1

　　　　　　　　　　　　　　　2　　　　　　　　　　　　　　10　　　　　　　　　　　　　　2　　　　　　2

　　　　　　　　　　　　　　　3　　　　　　　　　　　　　　11　　　　　　　　　　　　　　3　　　　　　3

　　　　　　　　　　　　　　　4　　　　　　　　　　　　　　100　　　　　　　　　　　　　4　　　　　　4

　　　　　　　　　　　　　　　5　　　　　　　　　　　　　　101　　　　　　　　　　　　　5　　　　　　5

　　　　　　　　　　　　　　　6　　　　　　　　　　　　　　110　　　　　　　　　　　　　6　　　　　　6

　　　　　　　　　　　　　　　　　7　　　　　　　　　　　　　　111　　　　　　　　　　　　7　　　　　　　7


　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　十进制　　　　　　　　　　　二进制　　　　　　　　　　　八进制　　十六进制

　　　　　　　　　　　　　8　　　　　　　　　　　　　　1000　　　　　　　　　　　　　10　　　　　　8

　　　　　　　　　　　　　9　　　　　　　　　　　　　　1001　　　　　　　　　　　　　11　　　　　　9

　　　　　　　　　　　　　10　　　　　　　　　　　　　1010　　　　　　　　　　　　　12　　　　　　A

　　　　　　　　　　　　　11　　　　　　　　　　　　　1011　　　　　　　　　　　　　13　　　　　　B

　　　　　　　　　　　　　12　　　　　　　　　　　　　1100　　　　　　　　　　　　　14　　　　　　C

　　　　　　　　　　　　　13　　　　　　　　　　　　　1101　　　　　　　　　　　　　16　　　　　　D

　　　　　　　　　　　　　14　　　　　　　　　　　　　11