附录一GIS的计算机基础 导读:本章讲述了掌握GIS功能所需要的计算机基础知识,包括 1)计算机组成原理:简单概述了计算机的发展历史,介绍了计算机的硬件组成,重 点是各种输入输岀设备,这是GS数据录入和制图输出所必需的,此外,虛拟现实 设备—包括数字手套、头盔显示器的介绍将有助于理解数字地球部分的虚拟现实 技术 2)数据库知识:介绍了数据库,数据库管理系统的基本概念以及层次、网状、关系 三种数据模型,并针对关系数据库讲述了其基本操作和SQL 3)数据结构和算法∶介绍了数据结构的基本概念,以及对于GIS软件实现非常重 要的两种数据结构—树和图,最后给岀了算法的定义以及算法效率的衡量指标, 可以作为GIS算法设计的指导 1.计算机组成原理 1.1计算机发展历史和展望 电子计算机的发展应该追溯到第二次世界大战期间,由于当时急需高速、精确的工具来 解决弹道计算问题,1943年4月,宾夕法尼亚大学摩尔电工学院开始试制一台被称为ENAC ( Electronic Numerical Integrator and Computer)的电子数字计算机,并于1946年2月15日 制造出了这台机器。1946年6月诺伊曼( Neumann)等发表了一份《关于电子计算装置逻辑 结构初探》的报告,这份报告,提出了以二进制和程序存储控制为核心的通用电子数字计算 机体系结构原理,奠定了电子数字计算机体系结构的基础,从此翻开了计算机发展的新篇章 在电子计算机问世后,它所采用的基本电子元器件已经经历了电子管一一晶体管一一集 成电路—一大规模集成电路四个发展阶段,通常称为计算机的四代(图A1-1) 1)电子管计算机时代,从1946年到1958年左右。这代计算机因采用电子管而体积大 耗电多,运算速度低,存贮容量小,可靠性差。虽然这个时期的计算机原始而笨重,但却确 立了计算机发展的技术基础,例如,二进制、自动计算及程序设计等。 2)晶体管计算机时代,约为1958~1964年。这代计算机比第一代计算机的性能提高了 数十倍。软件配置开始出现,一些高级程序设计语言相继问世,外围设备配置也由几种增加
附录一 GIS 的计算机基础 导读：本章讲述了掌握 GIS 功能所需要的计算机基础知识，包括： 1）计算机组成原理：简单概述了计算机的发展历史，介绍了计算机的硬件组成，重 点是各种输入/输出设备，这是 GIS 数据录入和制图输出所必需的，此外，虚拟现实 设备——包括数字手套、头盔显示器的介绍将有助于理解数字地球部分的虚拟现实 技术。 2）数据库知识：介绍了数据库，数据库管理系统的基本概念以及层次、网状、关系 三种数据模型，并针对关系数据库讲述了其基本操作和 SQL。 3）数据结构和算法：介绍了数据结构的基本概念，以及对于 GIS 软件实现非常重 要的两种数据结构——树和图，最后给出了算法的定义以及算法效率的衡量指标， 可以作为 GIS 算法设计的指导。 1．计算机组成原理 1．1 计算机发展历史和展望 电子计算机的发展应该追溯到第二次世界大战期间，由于当时急需高速、精确的工具来 解决弹道计算问题，1943 年 4 月，宾夕法尼亚大学摩尔电工学院开始试制一台被称为 ENIAC （Electronic Numerical Integrator and Computer）的电子数字计算机，并于 1946 年 2 月 15 日 制造出了这台机器。1946 年 6 月诺伊曼（Neumann）等发表了一份《关于电子计算装置逻辑 结构初探》的报告，这份报告，提出了以二进制和程序存储控制为核心的通用电子数字计算 机体系结构原理，奠定了电子数字计算机体系结构的基础，从此翻开了计算机发展的新篇章。 在电子计算机问世后，它所采用的基本电子元器件已经经历了电子管——晶体管——集 成电路——大规模集成电路四个发展阶段，通常称为计算机的四代（图 A1-1）。 1）电子管计算机时代，从 1946 年到 1958 年左右。这代计算机因采用电子管而体积大， 耗电多，运算速度低，存贮容量小，可靠性差。虽然这个时期的计算机原始而笨重，但却确 立了计算机发展的技术基础，例如，二进制、自动计算及程序设计等。 2）晶体管计算机时代，约为 1958～1964 年。这代计算机比第一代计算机的性能提高了 数十倍。软件配置开始出现，一些高级程序设计语言相继问世，外围设备配置也由几种增加
到十几种。除科学计算外,开始了数据处理和工业控制等方面的应用。 3)集成电路( IC. Integrated Circuit)计算机时代,约从1964年到1970年。这代计算机 主要由中、小规模集成电路组成。这种电路器件是在一块几平方毫米的芯片上集成了几十个 到几百个电子元件,使计算机的体积和耗电有了显著减小;而计算速度和存贮容量有较大提 高,可靠性也大大提高,计算机软件配置进一步完善:有了操作系统,系统结构方面有了很 大的改进。计算机机种多样化、系列化,并和通讯技术结合起来,使计算机应用进入许多科 学技术领域 4)大规模集成( LSI. Large Scale Integration)电路计算机时代,从0年代开始到现在。 大规模集成电路是在一块几平方毫米的半导体芯片上集成上千个到十万个电子元件,使得计 算机体积更小,耗电更少,运算速度提高到每秒几百万次。计算机可靠性也进一步提高。 七十年代初,出现了微处理器。它是把计算机的运算器、控制器制作在一片大规模集成 电路芯片上,从而可以把处理器和半导体存贮器芯片以及外围接口电路芯片等组装在一起构 成微型计算机。微型机体积小,价格便宜,灵活性大,使得计算机应用迅速发展,开始了个 人用计算机的时代 目前,计算机技术正在继续向巨型、微型、网络和人工智能等几个方向发展 1)为满足尖端科学研究的需要,还必须发展高速、大存贮容量和强功能的巨型机: 2)计算机另一个发展方向是要研制价格低廉、使用灵活方便的微型机,以适应各种应 用领域 3)计算机网络是计算机的又一发展方向,计算机网络提高了计算机系统资源,特别是 信息资源的综合利用,把分布在许多地区的计算机系统,特别是分布在各地的信息资源联结 在一起,组成一个规模更大、功能更强、可靠性更高的信息综合处理系统。 4)美国、日本等国正在硏制第五代“智能”计算机,它不是注重数学运算,而是注重 于逻辑推理或模拟人的“智能”。 手工时代 机械时代 500紀元16211541 筹轰 电子计算机 F+零学一潘装图 生物计算机 1971137919 I BM7000 IB360Inte14004IBM4300光学花片阿得拉受 十算实验 图A1-1:计算工具的发展概况 1.2计算机的基本组成 按照诺伊曼理论建立起来的当代计算机,应当具有输入/输出功能、存储记忆功能、计 算功能、判断功能和自我管理功能。从功能模拟的角度, Neumann计算机通常由与上述功能 对应的功能部件组成,这些部件主要包括输入/输出设备、存储器和中央处理单元 (CPU, Central Processing Unit)。它们之间的关系如图A1-2所示
到十几种。除科学计算外，开始了数据处理和工业控制等方面的应用。 3）集成电路（IC,Integrated Circuit）计算机时代，约从 1964 年到 1970 年。这代计算机 主要由中、小规模集成电路组成。这种电路器件是在一块几平方毫米的芯片上集成了几十个 到几百个电子元件，使计算机的体积和耗电有了显著减小；而计算速度和存贮容量有较大提 高，可靠性也大大提高，计算机软件配置进一步完善；有了操作系统，系统结构方面有了很 大的改进。计算机机种多样化、系列化，并和通讯技术结合起来，使计算机应用进入许多科 学技术领域。 4）大规模集成（LSI,Large Scale Integration）电路计算机时代，从 70 年代开始到现在。 大规模集成电路是在一块几平方毫米的半导体芯片上集成上千个到十万个电子元件，使得计 算机体积更小，耗电更少，运算速度提高到每秒几百万次。计算机可靠性也进一步提高。 七十年代初，出现了微处理器。它是把计算机的运算器、控制器制作在一片大规模集成 电路芯片上，从而可以把处理器和半导体存贮器芯片以及外围接口电路芯片等组装在一起构 成微型计算机。微型机体积小，价格便宜，灵活性大，使得计算机应用迅速发展，开始了个 人用计算机的时代。 目前，计算机技术正在继续向巨型、微型、网络和人工智能等几个方向发展： 1）为满足尖端科学研究的需要，还必须发展高速、大存贮容量和强功能的巨型机； 2）计算机另一个发展方向是要研制价格低廉、使用灵活方便的微型机，以适应各种应 用领域。 3）计算机网络是计算机的又一发展方向，计算机网络提高了计算机系统资源，特别是 信息资源的综合利用，把分布在许多地区的计算机系统，特别是分布在各地的信息资源联结 在一起，组成一个规模更大、功能更强、可靠性更高的信息综合处理系统。 4）美国、日本等国正在研制第五代“智能”计算机，它不是注重数学运算，而是注重 于逻辑推理或模拟人的“智能”。 图 A1-1：计算工具的发展概况 1．2 计算机的基本组成 按照诺伊曼理论建立起来的当代计算机，应当具有输入/输出功能、存储记忆功能、计 算功能、判断功能和自我管理功能。从功能模拟的角度，Neumann 计算机通常由与上述功能 对应的功能部件组成，这些部件主要包括输入/输出设备、存储器和中央处理单元 （CPU,Central Processing Unit）。它们之间的关系如图 A1-2 所示
程序 原始数据一输人 控制器 输出 运算器 存储器 结果 设备 图A1-2:计算机组成框图 1)输入/输出(I/0)设备 输入输出设备是接收外部信息(如输入原始数据和程序)或用来向外部输出信息(如计 算结果)的功能部件,包括打印机、显示器、键盘、磁带机、扫描仪、鼠标器、光笔、触摸 屏、条形码阅读器等。 2)中央处理单元(CPU, Central Processing Unit) CPU是计算机的核心,它主要由运算部件、控制器、寄存器组所组成: (2.1)控制器 控制器的主要功能是按时钟提供的统一节拍,把程序中每一条指令所含的各基本操作进 行时序分配,并发出相应的控制信号,驱动各部件按照节拍有秩序地完成程序规定的操作内 (2.2)运算部件(ALU 运算部件是直接进行数据变换与运算的部件。运算部件主要由逻辑电路构成的加法器组 成。加法与逻辑运算是运算器最基本的操作,由它们可以进一步实现四则运算(加、减、乘、 除)和逻辑操作(逻辑运算、条件运算等)。 (2.3)寄存器组 运算部件进行计算需要输入两个操作数,并产生两个输出:结果和运算特征。运算特征 也称运算状态,如操作结果是否为零、是正还是负、有无进位、操作是加还是减等等,取得 这些操作特征的目的是为了决定下一步的操作。 3)存储器 存储器是计算机的记忆装置,用以保存程序、原始数据以及中间结果。目前,计算机基 本上采用线性地址存取方式。每一个地址对应一个存储单元,存储单元可以按位(bit)或 按字节(8bit)、字(16bit)、半字(8bit)、双字(32bit)等编址。在按字节编址的情况 下,每个存储单元存储一个字节(1Byte)信息 存储器中存储单元的数量称为该存储器的容量,它是评价计算机功能的重要指标之 存储器容量愈大,所能存储的信息就越多,可处理的问题的复杂度就越高。容量、价格、存 取速度是评价计算机存储器的三大指标。但三者之间又互相制约:容量大,存取速度就要低 采用存取速度高的元件,成本就高:成本高,就不允许做得容量太大。为此,通常采用分级 存储方式来解决这三者之间的矛盾。最基本的分级存储结构是两级存储,即把存储器分为主 (内)存储器与辅助(外)存储器两级。主存储器采用半导体存储器,辅助存储器采用磁介 质存储器。磁盘就是广泛使用的一种辅助存储器。为了进一步提高计算机的性能,在主存和 CPU之间又增加一级比主存速度更高的高速缓冲存储器 Cache,形成三级存储体系 1.3存储系统 早期的诺伊曼计算机是以运算器为中心的,系统内各部件间的信息传送都要经过运算 器。随着计算机应用的深入和外部设备的发展,内存与外存等外部设备之间的信息交换日益 频繁,为适应这一情况,形成以存储器为中心的系统结构,主存同外部设备之间的信息交换 不再通过运算器。共享主存的多处理机的出现,更加强了存储器作为计算机系统的中心地位
图 A1-2：计算机组成框图 1）输入/输出（I/O）设备 输入输出设备是接收外部信息（如输入原始数据和程序）或用来向外部输出信息（如计 算结果）的功能部件，包括打印机、显示器、键盘、磁带机、扫描仪、鼠标器、光笔、触摸 屏、条形码阅读器等。 2）中央处理单元（CPU,Central Processing Unit） CPU 是计算机的核心，它主要由运算部件、控制器、寄存器组所组成： （2．l）控制器 控制器的主要功能是按时钟提供的统一节拍，把程序中每一条指令所含的各基本操作进 行时序分配，并发出相应的控制信号，驱动各部件按照节拍有秩序地完成程序规定的操作内 容。 （2．2）运算部件（ALU） 运算部件是直接进行数据变换与运算的部件。运算部件主要由逻辑电路构成的加法器组 成。加法与逻辑运算是运算器最基本的操作，由它们可以进一步实现四则运算（加、减、乘、 除）和逻辑操作（逻辑运算、条件运算等）。 （2．3）寄存器组 运算部件进行计算需要输入两个操作数，并产生两个输出：结果和运算特征。运算特征 也称运算状态，如操作结果是否为零、是正还是负、有无进位、操作是加还是减等等，取得 这些操作特征的目的是为了决定下一步的操作。 3）存储器 存储器是计算机的记忆装置，用以保存程序、原始数据以及中间结果。目前，计算机基 本上采用线性地址存取方式。每一个地址对应一个存储单元，存储单元可以按位（bit）或 按字节（8bit）、字（16bit）、半字（8bit）、双字（32bit）等编址。在按字节编址的情况 下，每个存储单元存储一个字节（1Byte）信息。 存储器中存储单元的数量称为该存储器的容量，它是评价计算机功能的重要指标之一。 存储器容量愈大，所能存储的信息就越多，可处理的问题的复杂度就越高。容量、价格、存 取速度是评价计算机存储器的三大指标。但三者之间又互相制约：容量大，存取速度就要低； 采用存取速度高的元件，成本就高；成本高，就不允许做得容量太大。为此，通常采用分级 存储方式来解决这三者之间的矛盾。最基本的分级存储结构是两级存储，即把存储器分为主 （内）存储器与辅助（外）存储器两级。主存储器采用半导体存储器，辅助存储器采用磁介 质存储器。磁盘就是广泛使用的一种辅助存储器。为了进一步提高计算机的性能，在主存和 CPU 之间又增加一级比主存速度更高的高速缓冲存储器 Cache，形成三级存储体系。 1．3 存储系统 早期的诺伊曼计算机是以运算器为中心的，系统内各部件间的信息传送都要经过运算 器。随着计算机应用的深入和外部设备的发展，内存与外存等外部设备之间的信息交换日益 频繁，为适应这一情况，形成以存储器为中心的系统结构，主存同外部设备之间的信息交换 不再通过运算器。共享主存的多处理机的出现，更加强了存储器作为计算机系统的中心地位
这时,存储器除了要向一台或多台高速运行的CPU提供所需的指令和数据外,还要同并行工 作的外存及其它外设和终端等设备交换信息。存储系统的特性,已经成为影响整个系统最大 吞吐量的决定性因素。 广义地讲,在一定条件下,物质性质的改变,就是对过程条件的记忆,如果这些物理性 质可检测并且与其相应过程条件之间有确定的一一对应关系,则可用做记忆元件。基于二进 制逻辑的电子计算机所要求的记忆元件应当有两个明确定义的物理状态,以分别表示两个逻 辑值,并且这两个状态可以被检测并转换成电信号。信息的存取速度取决于测量与改变元件 的记忆状态所需的时间,能满足这一要求的物质有机械的、磁的、电子的、光学的、化学的 和生物的等等。 1.3.1主存储器组成 目前,主存储器中所使用的记忆元件是电子的,即半导体的,包括 1)半导体RAM( Random Access Memory)记忆元件 随机存取存储器RAM要求能随机地对存储器中的任何单元进行存取,且与存取的时间和 该单元的物理位置无关。具体地说,它要求元件有如下记忆特性 有两种稳定状态; 在外部信号的激励下,两种稳定状态能进行无限次相互转换 在外部信号激励下,能读出两种稳定状态 可靠地存储 2)半导体ROM(Read0n1 y Memory)记忆元件 RQOM是一种在机器运行过程中只能读出、不能写入信息的无源存储器,是一种非易失性 器件。它所存储的信息是用特殊方式写入的,主要用于存储器经常要用的一些固定信息 3)闪速存储器( Flash memory) 1.3.2辅助存储器 辅助存储器是主存储器的后援存储设备,用以存放当前暂时不用的程序或数据。对辅助 存储器的基本要求是:容量大、成本低、可以脱机保存信息。目前主要有磁读写、光读写两 类,如磁盘、磁带、光盘、光磁盘等 1)软盘存储器 软盘存储器由软磁盘、软盘驱动器、软盘适配器三部分组成。它们是目前个人计算机中 应用最为广泛的一种辅助存储器。 2)硬磁盘存储器 硬磁盘的盘片以铝合金为基体,因而“硬”’但存储原理与软磁盘相同,相对软盘,硬 盘存储器存储容量更大,访问速度更快 3)磁带存储器 磁带存储器是最早应用的磁表面存储器,其特点是存储容量大、价格便宜 4)光盘存储器 由于多媒体的发展,这促使了光盘技术的迅速发展。光盘存储器是把激光束聚焦成1um 左右的微小光点,使之能量高度集中,在记录介质上产生物理或化学变化而存储信息的。读 出时,激光束在介质上扫描,根据反射光的变化判断记录的数据 光盘存储技术记录密度高,存储容量大;可长期(60年~100年)保存信息:成本低廉 易于大量复制;存储密度高,体积小,能自由更换盘片;是很好的大容量存储技术。但是光
这时，存储器除了要向一台或多台高速运行的 CPU 提供所需的指令和数据外，还要同并行工 作的外存及其它外设和终端等设备交换信息。存储系统的特性，已经成为影响整个系统最大 吞吐量的决定性因素。 广义地讲，在一定条件下，物质性质的改变，就是对过程条件的记忆，如果这些物理性 质可检测并且与其相应过程条件之间有确定的一一对应关系，则可用做记忆元件。基于二进 制逻辑的电子计算机所要求的记忆元件应当有两个明确定义的物理状态，以分别表示两个逻 辑值，并且这两个状态可以被检测并转换成电信号。信息的存取速度取决于测量与改变元件 的记忆状态所需的时间，能满足这一要求的物质有机械的、磁的、电子的、光学的、化学的 和生物的等等。 1．3．1 主存储器组成 目前，主存储器中所使用的记忆元件是电子的，即半导体的，包括： 1）半导体 RAM（Random Access Memory）记忆元件 随机存取存储器 RAM 要求能随机地对存储器中的任何单元进行存取，且与存取的时间和 该单元的物理位置无关。具体地说，它要求元件有如下记忆特性。 ⚫ 有两种稳定状态； ⚫ 在外部信号的激励下，两种稳定状态能进行无限次相互转换； ⚫ 在外部信号激励下，能读出两种稳定状态； ⚫ 可靠地存储。 2）半导体 ROM（Read Only Memory）记忆元件 ROM 是一种在机器运行过程中只能读出、不能写入信息的无源存储器，是一种非易失性 器件。它所存储的信息是用特殊方式写入的，主要用于存储器经常要用的一些固定信息。 3）闪速存储器（Flash memory） 1．3．2 辅助存储器 辅助存储器是主存储器的后援存储设备，用以存放当前暂时不用的程序或数据。对辅助 存储器的基本要求是：容量大、成本低、可以脱机保存信息。目前主要有磁读写、光读写两 类，如磁盘、磁带、光盘、光磁盘等。 1）软盘存储器 软盘存储器由软磁盘、软盘驱动器、软盘适配器三部分组成。它们是目前个人计算机中 应用最为广泛的一种辅助存储器。 2）硬磁盘存储器 硬磁盘的盘片以铝合金为基体，因而“硬”，但存储原理与软磁盘相同，相对软盘，硬 盘存储器存储容量更大，访问速度更快。 3）磁带存储器 磁带存储器是最早应用的磁表面存储器，其特点是存储容量大、价格便宜。 4）光盘存储器 由于多媒体的发展，这促使了光盘技术的迅速发展。光盘存储器是把激光束聚焦成 lum 左右的微小光点，使之能量高度集中，在记录介质上产生物理或化学变化而存储信息的。读 出时，激光束在介质上扫描，根据反射光的变化判断记录的数据。 光盘存储技术记录密度高，存储容量大；可长期（60 年～100 年）保存信息；成本低廉， 易于大量复制；存储密度高，体积小，能自由更换盘片；是很好的大容量存储技术。但是光
盘的数据存取速率比磁盘低,目前一般为50~150MB/S,因此还不能完全取代磁盘 5)磁盘阵列RAID RAID( Redundant Arrays of Inexpensive Disk)是并行处理技术在磁盘系统中的应用 它把多台小型的磁盘存储器(或光盘存储器)按一定的条件组织成同步化的阵列,利用类似 于存储器中的多体交叉技术,将数据展开存储在多台磁盘上,提高了数据传输的带宽,并用 冗余技术提高了系统的可靠性。 1.4输入/输出系统 输入/输出系统是计算机主机与外界交换信息时需要的硬、软件设备的总称,简称外设 系统。一般说来,外设系统的硬件由以下几个方面组成,这里主要介绍外部设备 1)外部设备:围绕主机而设置的各种信息媒体转换和传递的设备 2)设备控制器与接口:控制主机与外部设备之间的信息格式、交换过程、外部设备运 行状态的硬、软件,也称设备适配器,它与外部设备的特性有关。 3)I/0总线;主机与外部设备之间的信息传送通路 1.4.1外部设备及其分类 “外部设备”也称为外围设备。它们是指计算机系统中,除主机以外,直接或间接与计 算机交换信息、改变信息媒体或载体形式的装置。从使用的角度,外部设备大致可以分为如 下三类 1)人一一机交互设备 人一机交互设备,就是用户和计算机间交流信息的设备,其功能是把用户可以识别的信 息媒体,转换成计算机可以识别的信息,如键盘、图形扫描仪、摄像机、语言识别器等:或 者把计算机处理的结果信息,转换为用户可以识别的信息媒体,如打印机、显示器、绘图仪、 语音合成器等。 2)机一一机通信设备 机——机通信设备就是一台计算机与其他计算机或别的系统之间通信的设备,如两台相 同型号或不同型号之间的计算机利用电话线路进行通信时,所需的调制解调器( MODEM)以 及用计算机进行实时控制时的数/模(D/A, Analog/ Digital)—一模/数(A/D)转换设备等 3)计算机信息的驻在设备 计算机信息的驻在设备,即计算机的外存储设备,如磁盘、光盘、磁带等。这些已在前 面介绍过了。本节主要偏重于介绍人一一机交互设备 1.4.2字符输入/输出设备 1)键盘 字符输入设备的实质是将要输入的字符转换成相应的0、1码。目前,键盘是最重要的 字符输入设备,键盘的基本组成元件是按键开关,它的种类很多,一般可分为触点式和无触 点式两大类 2)打印设备 打印设备是一种硬拷贝设备,它的作用是将输出信息打印在纸上,产生永久性记录。打 印设备种类繁多,有多种分类方法。按印字原理分类,可以分为
盘的数据存取速率比磁盘低，目前一般为 50～150MB/S，因此还不能完全取代磁盘。 5）磁盘阵列 RAID RAID（Redundant Arrays of Inexpensive Disk）是并行处理技术在磁盘系统中的应用。 它把多台小型的磁盘存储器（或光盘存储器）按一定的条件组织成同步化的阵列，利用类似 于存储器中的多体交叉技术，将数据展开存储在多台磁盘上，提高了数据传输的带宽，并用 冗余技术提高了系统的可靠性。 1．4 输入/输出系统 输入/输出系统是计算机主机与外界交换信息时需要的硬、软件设备的总称，简称外设 系统。一般说来，外设系统的硬件由以下几个方面组成，这里主要介绍外部设备。 1）外部设备：围绕主机而设置的各种信息媒体转换和传递的设备。 2）设备控制器与接口：控制主机与外部设备之间的信息格式、交换过程、外部设备运 行状态的硬、软件，也称设备适配器，它与外部设备的特性有关。 3）I/O 总线；主机与外部设备之间的信息传送通路。 1．4．1 外部设备及其分类 “外部设备”也称为外围设备。它们是指计算机系统中，除主机以外，直接或间接与计 算机交换信息、改变信息媒体或载体形式的装置。从使用的角度，外部设备大致可以分为如 下三类。 1）人——机交互设备 人一机交互设备，就是用户和计算机间交流信息的设备，其功能是把用户可以识别的信 息媒体，转换成计算机可以识别的信息，如键盘、图形扫描仪、摄像机、语言识别器等；或 者把计算机处理的结果信息，转换为用户可以识别的信息媒体，如打印机、显示器、绘图仪、 语音合成器等。 2）机——机通信设备 机——机通信设备就是一台计算机与其他计算机或别的系统之间通信的设备，如两台相 同型号或不同型号之间的计算机利用电话线路进行通信时，所需的调制解调器（MODEM）以 及用计算机进行实时控制时的数/模（D/A，Analog/Digital）——模/数（A/D）转换设备等。 3）计算机信息的驻在设备 计算机信息的驻在设备，即计算机的外存储设备，如磁盘、光盘、磁带等。这些已在前 面介绍过了。本节主要偏重于介绍人——机交互设备。 1．4．2 字符输入/输出设备 1）键盘 字符输入设备的实质是将要输入的字符转换成相应的 0、1 码。目前，键盘是最重要的 字符输入设备，键盘的基本组成元件是按键开关，它的种类很多，一般可分为触点式和无触 点式两大类。 2）打印设备 打印设备是一种硬拷贝设备，它的作用是将输出信息打印在纸上，产生永久性记录。打 印设备种类繁多，有多种分类方法。按印字原理分类，可以分为：