第十三輯 信息科學
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為什麼說信息與人類的生存密切相關
自有人類社會以來，信息就對人們的生活、工作起著舉足輕重的作用。例如，遠古時代人們遇到猛獸，就通過各種形式把這個信息傳播出去，減少受害的可能性。在現代社會，信息的作用更是難以估量，它的傳播方式也是多種多樣，例如你和好朋友在一起，當你遇到了某一件事情，他對你擠擠眼或搖搖頭，你就會從中得到你所需要的信息。當然你也可以通過越洋電話或計算機網絡和遠在國外的朋友交流信息。總之，信息在現代社會中處處皆是，你是生活、工作在信息的包圍之中，你只是通過各種手段和方式獲得自己所需要的信息。從這個意義上講，信息不等於數據，數據只是信息的載體，信息不隨載荷的物理設備形式的改變而改變。
醫生為病人看病，先了解病史、病情，再把脈、測量體溫，有時還看心電圖、X光片、化驗報告等，醫生從這些口述、文字及圖像資料中獲得對治療有用的信息。
氣象工程師利用各種儀器記錄風向、風速、降雨量、溫度、濕度等大批數據，再繪製出氣象雲圖，從而獲得氣象信息。
人利用眼、耳、鼻等器官感知文字、圖形、圖像、動畫、聲音、氣味等的存在和變化，並從中獲取信息。
總之，現代社會信息種類繁多，信息量極大。人們通過各種方式獲得大量原始信息，再對它們進行整理、精選，或用計算機對它們進行處理，以獲得有用的信息。
知識點：信息、信息傳播、數據
為什麼飛機失事後要找「黑匣子」
在發生飛機墜毀事故後，人們通常要尋找原先安裝在飛機上的「黑匣子」，以查明失事真相。這個黑匣子究竟是什麼東西呢?
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原來，「黑匣子」里記錄了很多重要的信息，這些信息主要有兩類：一類是飛行狀態信息，如飛機失事前的飛行高度、速度、航向，什麼時候打開了副機翼，什麼時候收回了起落架等，它是由傳感器之類的儀器儀表記錄的；另一類是機艙里的各種聲音信息，如正、副駕駛員的談話、與地面通信聯絡時的對話，還有警報聲、引擎聲，甚至飛機墜毀前可怕的撞擊聲、爆炸聲等等，它是由一個防震錄音器錄下的。黑匣子能始終保持機毀之前最後三十分鐘的這兩類信息。黑匣子上記錄的信息、資料，對專家們弄清飛機失事真相大有幫助。
那麼機毀人亡時，為什麼黑匣子會完好無損呢?這是因為黑匣子是用特殊的金屬材料和特殊的加工工藝製成的密封匣子，它防火、防水、耐腐蝕、抗撞擊，「牢不可破」。因此，可以說它往往是墜機後唯一生還的「見證人」。黑匣子一般被固定在飛機的機尾部分，以儘量減少飛機在爆炸、燃燒時給它帶來的影響。
有了黑匣子是否就一定能查明飛機失事的真相呢?事情往往不是那麼簡單!黑匣子固然是了解飛機失事真相的一把金鑰匙，但並不是靈丹妙藥，有時由於它只記錄了一個片斷，反而使疑團加深。
隨著科學技術的日新月異，當前採用了更先進的分析方法。專家們想方設法，巧妙地利用黑匣子所提供的信息建成一個「飛行模擬器」，逼真地模擬出飛機失事前的飛行高度、位置、狀態等情況，通過這個模擬過程來判定飛機的失事原因。此外，還可以利用計算機將黑匣子提供的所有信息與資料，製成「飛行動畫片」，專家們可以直觀地從計算機屏幕上看飛機失事的過程，從而進一步弄清真相。
黑匣子其實並不是黑色的，它的外殼一般都被塗成鮮艷奪目的橙色，這樣，它不管落到陸地上還是水裡，都容易被人發現。此外，為了讓人們容易找到它，設計師在黑匣子中還安裝了一種設備，它能不斷地發出特殊的超聲波信號，人們可以用搜索儀器迅速找到它。
知識點：黑匣子、飛行模擬器、超聲波信號
為什麼全自動洗衣機可以自動運行
如今，洗衣機已經進入千家萬戶，人們再也不用面對一大堆髒衣服發愁了，只要把髒衣服、洗衣粉放到洗衣機里，接通電源，輕輕地在洗衣機面板上按幾下就可以了，其他的不用再操心。等蜂鳴器發出叫聲，打開洗衣機一看，衣服已洗得乾乾淨淨。
洗衣機為什麼能自動運行呢?這要歸功於計算機。全自動洗衣機通常是由控制器(主要由微處理器構成)、電機、進水閥、排水閥、水位開關、安全開關、電磁鐵等部件組成。其中，「控制器」是控制、指揮、協調其他部件自動運行的「司令部」，裡面有許多事先編制好的運行程序，洗衣機自動運行的過程，其實就是控制器里的程序運行的過程，也是按程序「打開」相應的電路、執行相應的命令、完成相應的操作的過程。
當我們接通電源、準備洗衣服時，首先啟動「進水程序」，控制器立即輸出工作電壓，開啟進水閥進水；當水位達到預定的高度時，控制器就關閉進水閥，並啟動「洗滌程序」，驅使電機帶動洗滌盤正、反運轉，進行洗滌。這時，「計時器」開始倒計時。當預定的洗滌時間一到，計時器立即向控制器發出洗滌完成的信號，緊接著，自動運行「排水程序」，直到水位降到一定值(甚至排光)後執行脫水程序，然後執行「漂洗程序」；漂淨後，又執行「脫水程序」，將洗好的衣服甩干。脫水完畢，控制器就關閉排水閥，命令蜂鳴器發聲，宣告洗滌任務完成。先進的洗衣機，還有烘乾功能。
目前，洗衣機的種類和型號很多，根據功能可以分為普通型、半自動型、全自動型三種。目前，以模糊理論為基礎的新型全自動洗衣機已經問世，它將受到越來越多用戶的歡迎。
知識點：全自動洗衣機、程序、計算機
為什麼空調器能自動控制室內的溫度
在炎熱的夏天或寒冷的冬天，我們都希望呆在一個舒適的環境中——溫度適中、濕度不大、微風習習、空氣潔淨，在這樣的環境中學習或工作效率很高。而空調器正是一種能自動調節室內溫度的電器，它正越來越受到人們的青睞。
空調器中實現溫度控制的主要部件有壓縮機、冷凝器、蒸發器、溫控器等一些與溫度調節有關的部件。壓縮機是使製冷劑發生變化的動力機；冷凝機將壓縮機送來的高溫高壓蒸氣的熱量傳送給周圍的冷卻介質——空氣，並使它凝結成為高壓液體；蒸發器吸收室內物體產生的熱量，使室內溫度降低；溫度控制器由以微處理器為中心的電子線路組成，它將室內的溫度與已設定的溫度進行比較，然後確定空調器是啟動、停止還是繼續工作。為了達到這個目的，在微處理器里事先編制了一套「專用程序」來實現人們設定的功能，如定時、睡眠、去濕、自然風、製冷或制熱等等。要實現這些功能，操作起來十分簡單。
那麼空調器是如何判定室溫的高低，並自動控制室溫的呢?下面先看看夏天空調器是怎樣自動工作的。
空調器里有一個感溫器件，它能接收溫度變化的信息。這個感溫器件里有個熱敏電阻，電阻值隨溫度變化而變化。電阻值的變化，導致電路中某種電位變化，這個信息經過微處理器收集、加工處理後，變成命令來控制壓縮機等部件的啟動或停止。壓縮機等部件在工作時，室內空氣與空調器中的空氣不停地交換，使室內溫度不斷降低。當室溫低於預定溫度時，空調器通過微處理器作出判定，自動停止壓縮機工作，使製冷停止，或者只送出自然風。當室溫慢慢上升超過設定溫度時，壓縮機又自動啟動。空調器中的壓縮機就這樣周而復始地工作，使室溫始終保持在人們所希望達到的溫度上。
冬天空調器的工作原理相類似，只是溫度判斷方法不同，且壓縮機不是製冷，而是制熱。
知識點：空調器、微處理器、感溫器件
為什麼電梯能自動運行
隨著科技的進步，自動電梯越來越多，越來越普及了。較大的商店、賓館，或者高層公寓，一般都備有一台或幾台自動電梯。進了電梯，你只要按幾個按鈕，電梯就會迅速而準確地自動運行，將你送到目的地，又省力、又安全。
自動電梯能自動運行，是由於它安裝了微型計算機控制器，在這個控制器的內部，有預先編制好的控制程序，它能模仿人的思維進行工作。下面，看一看電梯是怎樣自動上升的。
電梯在關門前首先要判斷：電梯是否「超載」?如果「是」的話，立即發出「警報」，要求退出幾個乘客，直到「不超載」為止。此時，電梯才關門，開始上升。電梯一邊上升，一邊要判斷：到達上一層時電梯內是否有人要下去若有人下，到達上一層時，就自動停下來開門，讓乘客上下。若無人下，它還要判斷：電梯外是否有人要上電梯?若有人上，即使電梯內無人下它也要停下來，自動開門，請乘客上來。之後，繼續上升。只有在既無人上、也無人下的情況下，這一層才不停。這個過程周而復始，下降過程與上升過程類似。
微型計算機控制器在電梯自動運行中起到了關鍵作用。是它及時地收集電梯內和各樓層乘客需要進出電梯的信息，然後迅速地對這些信息進行加工、判斷、處理，並發出相應命令，從而保證電梯能自動、順利、安全地運行，忠實地為乘客日夜服務。
知識點：自動電梯、微型計算機、控制器
為什麼地鐵能夠實行無人駕駛
為了改善城市交通擁擠的局面，人們就把鐵道引入地下。目前，許多地方的地鐵已能自動運行，不需要人駕駛。
無人駕駛的自動化地鐵，其實是由「地鐵控制中心」控制的。地鐵控制中心的任務是使車輛中各電力系統協調動作，使機車安全、準確地到達目的地。通常「地鐵控制中心」建在某一車站內，與運行著的機車有一定的距離。那麼，它究竟是怎樣控制地鐵自動運行的呢?
地鐵控制中心裝有與各機車電子控制網絡緊密聯繫的大型地鐵計算機網絡系統，裡面存儲著地鐵上運行的機車的有關信息，如載客容量、載貨清單、出發時間、機車序列號等。計算機系統根據這些信息自動排好調度時間表，運行實時交通管理程序。到了該發車的時候，它就會自動、快速地搜索被調度的機車。一旦搜索到，就立即向該車輛的電子控制網絡發出調度指令。機車上還裝有電子測速器，不斷地將測出的實際運行速度反饋給地鐵中心。地鐵中心的計算機根據這一反饋信息控制車輛運行速度，保證車輛安全行駛。例如：當車輛下坡時，下坡瞬間車速增加，若電子測速器實測速度超出安全範圍，地鐵控制中心便「下令」讓機車自動減速運行。以上這一系列的反饋、控制及動作都在瞬間完成，安全可靠。這些工作若由人工完成，則會因機車速度快、情況複雜等諸多原因造成行車不安全。
有時我們會看到地鐵機車上有幾位工作人員，他們其實並不是在那兒駕馭機車，而是做一些日常的機械維護工作。當然，在機車發生緊急故障時，他們要做應急處理工作。
知識點：地鐵、地鐵控制中心、無人駕駛、自動化地鐵
為什麼雨天電話容易串音
一到夏天或梅雨季節，電話串音現象特別多，有時電話聲音還變小，雜音加大。碰到這種情況，有人認為是電話機壞了，或是埋怨電話局沒有把線路接好。其實，問題出在電話線路上。
電話線是有線電話的動脈，話音信號是沿著電話線傳送到對方的。信號在傳輸過程中，要經過許多岔道和接頭，線路越長，岔道接頭越多。如果這些岔道處的接頭沒有進行很好的封接和絕緣處理，電流就會泄漏出去，這種現象就叫「漏電現象」。
在晴朗的天氣或冬季，空氣很乾燥，乾燥的電纜外皮對電流的阻力很大，電流會乖乖地沿著電纜傳給對方。但是，在夏季或梅雨季節，，雨水較多，周圍空氣潮濕，電纜內的棉紗、接口處的絕緣膠帶受潮發霉，使得絕緣性能降低，嚴重時絕緣膠帶不但不能隔絕導線間的電流，反而發生漏電現象，在各導線之間搭起了「導電橋」。用戶通話時，有一部分電流就會通過「導電橋」竄入其他線路，造成串音。有些地方的地下電纜井蓋封得不嚴，雨水會順著井口流入電纜管道，地面的積水也會滲漏到電纜井裡。電纜中的鐵線或銅線受潮生鏽後，會擠破絕緣外皮，水汽便乘隙而入，導致通話中的串音現象；嚴重時電纜浸泡在雨水裡，會使電纜短路，通信中斷。
電話電纜並不都埋在地下，有些架設在露天，電話線上難免會有一些鳥巢，還可能纏繞上風箏。在雨季、潮濕的日子裡，這往往會導致災害，因為這些東西被雨水淋濕了，就會成為導體，使話音電流中途泄漏掉，導致電話聲音變小，甚至話音電流接到了另一條電話通路上，造成嚴重的串音現象。
所以，夏天、雨季要加強電纜、電話線的維護，採取防潮措施，如：及時排除電纜井裡的積水，用紅外烘烤的辦法排除潮氣，使接頭離開地面，以防串音、漏電現象產生。
知識點：串音、漏電、電話線
為什麼一條電話線路上可以通多路電話
如今要想與朋友說說知心話，不必出門，打個電話就行；長途電話更是將相距遙遠的人們拉得更近了。然而，建立一條長途電話線路的投資是驚人的，且不說敷設電纜、跋山涉水所花費的人力、物力，單就所用的電話電纜而言，僅100千米長，就要耗費銅12噸、鉛50噸。
在這樣一條昂貴的長途線路上，如果每一對電纜線只通一路電話，實在是太浪費了。於是人們便設想在一對導線上傳送多路電話。
1918年，美國最先研製成了載波電話機。從此，在一條線路上通多路電話的夢想得以實現。
那麼載波電話機是怎樣實現多路通信的呢?
人們說話的聲音頻率範圍在300-3400赫茲。如果把3個人的聲音同時送上同一條電話線路，那麼它們相互之間準會「打架」，讓收聽者無法分辨。如何解決這個難題呢?人們想到了鐵路運輸貨物的方式，要通過鐵路把不同的貨物運往遠方，只要把它們分別裝在不同的列車上，讓列車載著貨物跑就行了。如果我們把聲音頻率在發送端分別「搬移」到高低不等的頻率上，再把它們送上電話線路進行傳輸，幾種聲音不就能在一條電話線路上各走各的「路」，互不影響了嗎?到達對方後，接收端再把所需的話音信號從載波頻率上「搬卸」下來，恢復原貌，送給受話人。在這個過程中，話音信號是經過幾次變化才到達對方的，通話的雙方根本感覺不到，就好像在打普通電話。這種話音信號通過變頻處理，在一條電話線上傳送多路電話的通信方式，叫做載波通信。
就像火車在鐵路線上奔馳會受到摩擦力和空氣阻力作用一樣，電話信號在長途線路上傳輸時，也會遇到阻力，能量不斷消耗，信號變得越來越弱。為了使信號不減弱，人們就在長途載波通信線路上，每隔一定距離設一個增音機，不斷將減弱的信號放大，使它精神百倍地繼續長途旅行，完成長途通話任務。
在不同材料的電話線上，載波電話的傳輸距離和通話路數不盡相同。比如，鐵線只能傳輸12路電話，而同軸電纜最多可以開通4380路電話。
載波電話的發明，大大提高了線路的利用率，節省了投資。由於傳輸時對話音信號進行了變換，因此載波電話保密性好，不易竊聽。但是，載波電話是模擬通信，隨著通信技術的發展，特別是數字通信的出現，載波通信將逐漸被光纖通信取代。
知識點：載波通信、頻率搬移、增音機
為什麼行動電話的聲音沒有普通電話清晰
電話鈴響了。拎起電話聽筒，傳來了對方的聲音，聽起來很清晰。這是固定安裝在室內的普通電話，它給人們帶來了便捷的通信方式。如果在外出途中需要打電話，可以使用可攜式的行動電話(俗稱手機)。但是，在行動電話里聽到的聲音，有時候就沒有在普通電話里聽到的聲音那樣清晰了。
固定安裝在室內的普通電話，在打市內電話時，要通過電話局內的程控交換機和線路，才能將通話雙方聯接起來。雙方在通電話時的聲音信號，要先變成相應的電信號，在有形的金屬線路中來回傳送。這種電話在通信技術上叫有線電話。有線電話上的電信號是在封閉的線路中傳送的，很少會受到外界環境中電磁的干擾，所以當電信號在電話機中還原出聲音信號時，很少有干擾引起的噪聲，聽起來十分清晰。
行動電話通信是一種無線電通信。它在傳送模擬聲音的電信號時，不使用金屬線路，而使用高頻率的無線電波作為載體，在空間向四面八方傳播，並與無線電基站內的發射機和接收機及安裝在每台行動電話內的微型收發信號器，組成無線電雙向通信。這與使用普通電話進行有線通信是不一樣的，它很容易受到外界電磁干擾而產生噪聲。宇宙中的銀河系、大氣中的電閃雷鳴、工業設備和用電器具上迸爆的電火花等都能產生頻率範圍極寬的電磁波，其頻率一旦與行動電話接收的無線電波頻率吻合，它們就會長驅直入，被行動電話接收到而產生於擾噪聲。
另外，由於技術和設備上的原因，行動電話還會受到兩個相同或相鄰頻率的無線電波的同頻或鄰頻干擾，產生討厭的噪聲。在高樓林立的大城市中，受到地理位置和建築物影響，無線電波傳播不到或只能傳播到很少一部分的地區，行動電話的聲音會很輕甚至聽不到，而噪聲會很大，使通信質量變差。
行動電話在傳輸過程中信號沒有放大，這也是聲音不清晰的原因之一。
採用數字電信號的行動電話(俗稱數字機)比起採用模擬電信號的行動電話(俗稱模擬機)來，通話清晰度已有了很大的提高。隨著通信技術的發展，將在移動通信全系統中採用更優化的設計。到那時，行動電話的通話清晰度就可與普通固定電話相媲美了。
知識點：電話、無線電通信、行動電話
為什麼有些城市的電話號碼特別長
如果你仔細觀察過電話號碼的編排，你會發現，有些城市的電話號碼特別長，而有的很短，這是為什麼呢?
原來，電話要互相接通，每一部電話機必須有一個電話號碼，而且這個號碼是電話網中獨一無二的。為了實現電話間的自動撥號，各個國家電話號碼的編排，必須符合國際電話電報諮詢委員會對國際電話號碼編號的規則。國際電話號碼是由國家代碼、國內長途區號、電話局號和用戶號碼組成的，採用不等位編號。也就是說，國家或地區的電話容量不同，國家代碼的位數也就不同。但是，總的號長不能超過15位。
我國的長途電話號碼是由郵電部統一規劃制訂的。它由長途區號、電話局號和用戶號碼組成，最長不超過10位。為了使電話交換機能判別電話是否是長途電話，打長途電話時要加撥長途字冠：打國際長途時要加撥「00」；打國內長途時要加撥「0」。
有趣的是，一個城市電話網的號碼編排，還與這個城市的地域環境、經濟狀況、政治地位、人口數量及電話的普及率有很大關係呢。
一座城市地域偏僻，經濟不發達，信息閉塞，電話普及率就低，電話數量就少，當然電話號碼的位數也少。我國已統一規定，首位號碼為「0」，用作長途自動撥號代碼，「1」用作各種特別服務號碼字冠，例如：112表示障礙台，119表示火警，168表示信息台等。故只能用2-9作為首位號，實際上只有80％的號碼分配給用戶。一個4位制的電話局，最多有8000個電話號碼。依此類推，8位時，最大容量為8000萬門。
上海是我國經濟較發達的大城市，又是世界上人口最多的城市之一，人口數量達1400萬。這幾年，通信事業發展很快，電話普及率近30％。按照專家們測定，一般電話交換機裝容量達到號碼數的30％-50％時，電話號碼就要升位。所以，為了保證上海的通信事業有大的發展，上海於1995年11月15日，將電話號碼由7位升至8位，成為繼巴黎、東京、香港之後，世界上第四個實行電話號碼8位制的城市。因為電話號碼的長短受長途區號的限制，所以長途區號短的城市，市內電話號碼就長。8位電話號碼是世界上城市電話號碼中最長的。
知識點：電話號碼、電話普及率
為什麼撥打「114」很快能查詢到所需電話號碼
查詢電話號碼通常有兩種辦法，一種是翻閱電話簿，一種是撥打「114」(電話號碼查詢台)。電話簿不是到處都有，而且查找起來也不那麼輕鬆，而撥打「114」，只要你提出要求，它就會迅速而準確地告訴你答案，所以「114」查詢台越來越受到人們的青睞。
早期的「114」靠的是人工查詢。專職查詢員上崗前，往往要背熟成百上千個常用電話號碼，身邊還得準備不少分門別類的卡片，以備隨時查找。當你問到她熟知的號碼時，她便立即告訴你，否則她就得翻閱卡片，找到後再回答你。這樣，你查詢號碼時往往需要等待一些時間。
現在的查詢業務基本上由計算機來完成。計算機里存儲了比電話簿上多得多的信息。當查詢員接到你的詢問後，她只要簡短地在計算機上按幾個鍵，計算機就會很快查找到你所要的電話號碼，並通過專用的「模擬器」，模仿人的聲音報出號碼。
為了使計算機迅速、正確地完成查詢工作，通常需要在其內部建立一個「資料庫」，將千千萬萬個電話號碼按一定規則、有條不紊地排列存儲在裡面，以備隨時查詢。
電話號碼的排列方法有很多，如可按行業分，有工業、農業、商業、交通、司法、文教、旅遊等等，而工業又可分重工業、輕工業等，輕工業又可分紡織、日用家電等，日用家電又可分洗衣機、電視機等眾多不同的專業。又如，可以把所有單位名稱，按拼音字母順序排列。
當然，建庫和查找方法還有很多，而且實際情況也複雜得多。但由於計算機運算速度極快，每秒鐘在十億次以上，所以這類查詢即使再複雜，對計算機來說也只是「小菜一碟」，處理起來很輕鬆，瞬間就能給出答案，幾乎不需要查詢者等待。
知識點：資料庫、查詢、電話號碼
為什麼計算機又稱電腦
人類在與大自然的鬥爭中，逐漸創造出各種各樣的工具和器械，這些工具和器械其實就是人的各種器官的「延伸」。例如：鋤頭、鐵鍬、錘子、鉗子、車床、大吊車、挖土機等是人手功能的延伸，用它們可以改變物體的位置和形狀；汽車、火車、自行車、輪船、飛機、宇宙飛船等是人腿功能的延伸，它們可以將人們方便、快速地從一個地方帶到另一個地方；放大鏡、電子顯微鏡、電子望遠鏡、傳真機、掃描儀等是人眼功能的延伸，它們可以幫助人們看清楚微小或遙遠的物體；電話機、收音機、高級組合音響等可以看作是人耳功能的延伸，它們可以幫助人們聽到遠處的聲音……
那麼有沒有一種工具或器械可以看作是人腦的延伸呢?有！那就是電子計算機。
電子計算機具有強大的計算功能，能代替人腦又快又準確地完成複雜的計算工作。你一定很熟悉圓周率π吧！π是個無理數，根據一定的法則可以一直計算下去。幾千年來，多少偉大的數學家都為計算π的精確值耗盡畢生精力。19世紀，英國學者威廉·欣克花了整整30年的時間，將π值算到了小數點後的707位，把圓周率計算提高到一個新的水平。然而自從1946年發明了第一台電子計算機埃尼亞克，值這個難題很快被攻克了。1949年，有人用埃尼亞克計算π值，只花了70小時就算到了小數點後的2037位，對照威廉·欣克的計算結果，發現小數點後第528位是錯誤的，由於這個錯誤他後面的所有計算被一筆勾銷，他等於白白浪費了10多年的寶貴光陰。
電子計算機不僅能用於計算，而且還具有很強的記憶儲存、邏輯判斷和邏輯推理的功能，而這些功能可以代替人的部分腦力勞動，從這個意義上說，它是人腦功能的延伸。人是種生物體，靠攝取食物維持生命，電子計算機依賴電「生存」，所以在一些國家和地區，人們將電子計算機稱為電腦，把微型電子計算機稱為微腦。
知識點：計算機、電腦、代替、腦力勞動
為什麼計算機能和你玩遊戲
說起玩遊戲，一些同學可能會很起勁，但接觸最多的恐怕還是電子遊戲機。你可知道，在計算機上玩遊戲，真是趣味無窮!計算機遊戲五花八門，天上、地下、海中，人類、動物、妖怪、古代、現代、未來幾乎都涉及到了。這些新奇的遊戲，為人們的想像力插上了翅膀。其中不論是模擬戰爭、探險還是下棋，無不體現了計算機的機智。
當然，計算機遊戲也是一類軟體，這類軟體除充分利用了計算機的圖形功能、聲響效果之外，或多或少地採用了人工智慧的技術。
計算機遊戲大體可以分為體育類、打鬥類、桌面類、探險類、解謎類及博弈類。一般說來，在這六個類中，前四類涉及到的人工智慧技術較少，主要是考驗遊戲者的反應和速度。這些遊戲中設計了豐富的場景和動聽的背景音樂，在不同的場景下，遊戲者利用鍵盤或遊戲操縱杆控制屏幕上的某個影像對象，例如賽車、飛機、王子等等。計算機根據遊戲者在鍵盤或遊戲操縱杆上的輸入，使該對象在屏幕上相應地進行動作。這類遊戲的設計重點是遊戲場景和音樂，一般不需要遊戲者動腦筋，只需要他們有快速的動作和隨機應變能力。
一些簡單的遊戲，具有初步程序設計知識的人也可以設計出來，例如，「俄羅斯方塊」這個遊戲，我們可以利用程序設計語言來編寫它。不過，不是所有的遊戲都可以簡單地設計完成的，解謎類遊戲和博弈類遊戲就涉及人工智慧技術，沒有人工智慧方面的知識，就難以完成這兩類遊戲程序的設計。「計算機下棋」實際上也是一種遊戲，而這種計算機博弈問題是一個經典的人工智慧研究領域。最後，我們應該看到，計算機遊戲可以增加樂趣、緩解人們的精神壓力，自己動手來改進或設計遊戲程序，還能增進計算機知識，提高程序設計技能。但是，如果因著迷於玩計算機遊戲而荒廢學業，養成不良生活習慣，那就不好了。
知識點：計算機遊戲、軟體、人工智慧技術
為什麼要用滑鼠器
長期以來，鍵盤是計算機使用的標準輸入設備，但是人們普遍感到鍵盤很不直觀。用鍵盤輸入前，必須首先記住命令的內容，然後鍵入相應鍵才能讓計算機執行這項命令，稍有差錯，計算機就不聽「指揮」了。如果能找到一種工具像人手一樣在屏幕上自由移動，將會給計算機的使用帶來極大的方便。滑鼠器就這樣應運而生了。它的外形是個橢圓形小盒，尾部拖著一條信號電纜，像一條尾巴，整個形狀像一隻小老鼠，故被命名為滑鼠。早期的滑鼠器結構上還有許多缺陷，如精度很低、反應不靈敏等等。直至1983年發明了機械光學式滑鼠之後，精度和使用壽命都有了極大的提高。windows開發成功並廣泛流行後，滑鼠已成為PC一類計算機的標準外圍設備。
滑鼠的基本功能是將手的移動轉換為屏幕上光標的移動，將手指擊鍵轉換為點取。雖然滑鼠不能像鍵盤那樣方便地輸入程序、數據，發出各種高度靈活的綜合指令，但滑鼠能完成許多由鍵盤操作難以完成的複雜控制，彌補鍵盤在某些方面的不足。目前，滑鼠在計算機系統中是不可缺少的人機通信工具。
滑鼠的發明使人機交流大為方便，被美國電子和電氣工程師協會列為計算機誕生50年來最重大的事件之一。
當今廣泛使用的滑鼠器還普遍存在著一個問題，就是同樣的計算機，軟體配置不同，「本領」就不一樣。許多人都知道，只有硬體沒有軟體的計算機，稱為「裸機」，而裸機是台「死」的機器，不能做任何工作。只有當計算機配備了一定數量和一定質量的軟體後，才能正常運行、發揮作用。軟體分成系統軟體和應用軟體等。系統軟體有「作業系統」、「編譯系統」等，它們起到了管理、使用計算機所有資源的作用；應用軟體種類繁多，文字處理軟體「WORD」、「WPS」等，能輸入、存儲、編輯、列印文字材料；輔助設計軟體「AUTOCAD」能夠高效地繪製、修改工程圖紙，進行設計中的常規計算，幫助人們尋求最佳的設計方案。計算機軟、硬體之間既相互依存、相互支持，又可以相互轉化。
此外，當配備了網絡軟體且已聯在相應的網絡中，你的計算機便可以和其他機器一起，按授權規定，共享有關的軟、硬體資源和信息資源。
知識點：軟體、系統軟體、應用軟體、網絡軟體
為什麼會出現計算機病毒
計算機病毒和人體中的病毒不一樣，它實際上是一些能破壞計算機工作的程序。它是由某些懂計算機知識，但缺乏職業道德的人編制的。這些人或者是為了「惡作劇」，以顯示自己的「才華」，或者是出於別的動機，編了病毒程序，輸入到計算機中，一旦計算機運行了這些程序，輕則屏幕上出現不正常的圖像或文字，重則停止工作，或丟失大量重要數據，造成不可估量的損失。
計算機病毒的發源地在美國。20世紀60年代，美國某公司的一群年輕科研人員，常常在工作之餘，津津有味地玩一種他們自己創造的「遊戲」：每人編一段小程序，輸入到計算機里運行，相互展開攻擊，設法毀掉別人的程序。這種程序，實際上就是計算機病毒的「雛形」。
計算機病毒在全球蔓延、傳播得極快，超出了人們的預料，至今已發現上百種，我國也不能倖免。我國從1984年4月發現首例計算機病毒後不久，它就迅速地、悄悄地傳遍神州大地，較為流行的病毒不下十幾種，如：小球病毒、大麻病毒、黑色星期五病毒、巴基斯坦病毒、兩點病毒、楊基都督病毒、磁碟殺手病毒、維也納病毒、瘋狂繁殖病毒、CIH病毒等等。
計算機病毒常有以下一些特點：
1．破壞性。它能修改正常程序，破壞正常程序的原有功能，甚至使計算機作出錯誤的判斷，造成的損失往往出乎人們的意料。例如：1988年11月3日，美國最大的計算機網絡網際網路系統遭到病毒的襲擊，使得6200台小型機、工作站都染上了病毒，造成的經濟損失高達9200多萬美元。
2．傳染性。有病毒的程序會把自己複製到正常的程序中，使它們也染上病毒而不能正常工作。如果你用了帶有病毒的優盤，你的計算機就會受到病毒的侵害；如果一個沒有病毒的優盤，在有病毒的計算機上使用，該優盤也會染上病毒；如果一些計算機聯成了網絡，那麼一台計算機上的病毒，會通過網絡傳播給其他計算機。
3．潛伏性。它可以在幾天、幾周，甚至幾個月、幾年的時間裡隱藏在程序里「隱而不發」。一旦有了「觸發條件」，如：到了預定的某個時間、日期，特定的某個文件出現，它就會像「定時炸彈」一樣「發難」，但它不會使人受到感染。
知識點：計算機病毒、破壞性、傳染性、潛伏性
為什麼計算機能「思考」
「思考」是人的一種思維活動，它最能體現人的智慧。但計算機能思考嗎?能。不過，計算機的「思考」只是對人腦思考過程的一種模擬。
大家知道，人們進行有意識的思考，總要以一定的知識為依據。計算機也不例外。為了使計算機有知識，首先要解決如何把知識表示成計算機能夠接受、儲存、檢索、使用和修改的形式。如同人腦要對信息進行組織存儲一樣，計算機也要用有效的方法對所存儲的知識進行組織和管理。再為其加上相應的推理機制，使它能根據已有的知識作出自己的判斷，或者推導出「新知識」。
在計算機中，「思考」過程都轉換為一條條計算機指令，依次執行這些指令，便可得出相應的結論。按照某種次序組合起來的這一條條計算機指令就是程序。這種程序是由計算機工程師設計，並事先裝入計算機的。
計算機的「思考」過程，實際上是用符號計算的方法來模擬人腦思考。這說明，計算機能在一定程度上模仿人類的抽象邏輯思維過程。可以這樣說，人的思維過程一旦有了規律就可以由計算機來(模擬)實現。但是，人腦在發展，計算機是人製造的，從這點看，計算機只能部分地代替人腦，而不能完全地代替人腦。
知識點：計算機思考、模擬、推理機制、計算機指令
為什麼成千上萬人在同一網絡上
工作不會發生混亂
人類社會正以不可阻擋的步伐邁向21世紀，一個嶄新的資訊時代已經到來，全球信息高速公路的建設熱潮正方興未艾，而作為國際信息高速公路雛形的網際網路已遍布全世界170多個國家和地區，它的用戶目前已有1億以上。為什麼這麼多的人能在網上各取所需，不產生混亂呢?這是因為人們在網上通信時都遵守網絡協議。
在計算機網絡中，每台計算機在與其他計算機交換信息時必須遵守的一些規則和約定，就叫網絡協議。
其實，我們打電話與人交談時，也自覺或不自覺地遵守一些規則和約定，例如：打電話時先撥電話號碼，如遇忙音待會兒再打；接通後，介紹自己或詢問對方，弄清是與誰在打電話等等。
顯然，計算機網絡也需要有一些協議。原因是計算機很死板，只能做人們預先編排好的事。計算機通信涉及的方面比較多，如通信線路、傳輸技術、計算機硬體、軟體、應用類別、安全等，比較複雜，因而計算機網絡不僅需要協議，而且需要許多協議，這樣，網上通信才會井然有序。
那麼計算機網絡協議是如何分類和管理的呢?在計算機科學中，一種常用的方法是分層次。舉例來說，人們會話通信可以分為三個層次：內容、語言和傳輸。在內容層上，關心的是談什麼和如何談；在語言層上，考慮的是利用雙方都懂的語言(如普通話)和詞彙，如何把通話內容組織成句子；在傳輸層上，考慮的是通話手段以及如何用這種手段實現通信，如書信、電報和電話等手段。
可以看出，分層次的方法有許多優點。每一層相對獨立，功能明確，容易管理。特別是每一層上可以相對獨立地制訂約定，而且可以針對不同情況制訂不同的約定。上面的例子中，傳輸手段從電話改為書信，只需要增加書信郵寄規範，不必更改有關內容層和語言層的規定。
國際標準化組織給計算機網絡體系結構制訂了一個標準，稱為開放系統互連參考模式。它規定，計算機網絡中每一個開放系統(可以是計算機，也可以是個計算機網絡)都應具有下述七層功能：應用層、表示層、會話層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層和物理層。
計算機網絡的協議也分為這樣七層，每一個網絡協議都是各系統同一層之間的協議。
知識點：網絡建議、網絡協議、分層次、功能
為什麼要用網際網路
網際網路是從美國本土發展起來的，現在已經成為世界範圍的網絡。網際網路雖然是當今世界上最大的計算機網絡，但它實際上是由許許多多小網絡組成的。
網際網路有兩個重要的特點。一是大。據1998年7月的統計，網際網路已經覆蓋212個國家和地區，目前全世界登記的域名達650多萬個，網際網路的用戶有一億多人。二是規範統一。網際網路統一使用「TCP／IP」網絡協議，為各種應用的開發提供統一的平台，因而已經有了許多標準的應用。
現在，上網際網路已經成為一股熱潮，政府、單位、個人、家庭都在紛紛上網。上網際網路的目的是為了使用網際網路。那麼，大家為什麼要用網際網路呢?
第一，網際網路上有豐富的信息資源，各種信息應有盡有，還有豐富的功能強大的檢索和獲取信息的工具，如瀏覽器、搜尋引擎等。如果你願意，那麼你就可以立刻從網上找到你要的資訊。
第二，網際網路提供了多種多樣的人與人之間的交流工具。你可以通過網際網路向你的朋友發送電子函件，可以通過網際網路向國外朋友打長途電話，你還可以與許多朋友一起在網際網路的聊天室聊天，也可以在網際網路的新聞組裡討論問題，或者在網上一起玩遊戲。
第三，企業可以通過網際網路了解市場需求，及時開發適銷的產品，為用戶提供更好的服務；還可以在網上做GG，開展網上營銷。
第四，企業可以利用網際網路來建造自己的網絡。
正因為如此，這幾年上網際網路的用戶數急劇增加，大約每十個月就翻一倍。
知識點：網際網路、網絡協議、信息、交流工具
為什麼能用計算機管理城市管網設施
在城市建設中，需要在地上和地下架設或埋設密如蛛網的管網，如自來水管網、煤氣天然氣管網、排雨水污水管網、供電網、電信網等等。這些管網分屬不同的管理部門，由它們各自進行日常管理。隨著城市建設的發展，這些管網的管線長度需要不斷增加，管徑容量需要不斷擴大。我們常常看到，馬路今年開挖，埋自來水管，明年又重新開挖，安裝煤氣管道……這樣填了又挖，挖了又填，造成了人力、物力的驚人浪費。據南京、重慶、濟南等城市的不完全統計，僅此一項在城市中造成的經濟損失，每年就超過千萬元。
為了使城市管網設施的建設與管理高效、合理和科學化，並由現代化的手段替代手工方式，管理者使用一種稱為地理信息系統的軟體，將這個軟體結合具體應用，進行二次開發，形成城市管網設施信息管理系統，用計算機進行輔助管理。
用計算機來管理城市管網設施，在擴建管網時就可以做到有的放矢。例如，煤氣公司要新鋪設輸氣管線，在施工前就可以在計算機上查詢，得到該段路其他管網的詳細地圖，這樣施工時就能做到不誤挖、不誤傷。一旦管網中有突發事件，就可以用計算機輔助選擇處理方案。例如，當某處自來水管爆裂時，計算機能幫助管理人員迅速確定截斷水源的關閘方案；當排水管出現意外或地面出現大面積積水時，計算機能輔助制定導流方案等等。
此外，計算機管理系統還能幫助管理人員預測管網設施可能發生的故障及其影響的範圍，做好管網設施的維護、保養和更換工作。
知識點：城市管網設施、信息管理系統、地理信息系統
為什麼有時收到的中文電子郵件是一堆亂碼
接收電子郵件，偶爾會收到「一堆亂碼」。這是發送方與接收方所使用的中文操作不一致造成的。中文電子郵件發送要經過編碼，即將漢字編成ASCII碼方式進行發送，接收時又要經過解碼，即由本地的漢字操作環境自動地將ASCII碼還原成漢字。所以發送方與接收方所用的漢字操作環境要一致，編碼和解碼的方法要相對應，否則就會出現亂碼現象。
中文操作環境又叫中文平台。一般來說，中國大陸使用的是一種簡體中文平台，而台灣地區使用的是一種繁體中文平台。假如將「沉默寡言、埋頭工作」這句話從大陸發到台灣，那麼接收到的將是「閹口口糗走晴。」。同樣，將這句話從台灣傳到大陸，也會得到一堆亂碼。
那麼在中文平台不一致的情況下，有沒有辦法接收到正確的中文呢?有。這就是運用漢字操作環境所提供的工具——文本轉換器進行轉碼，這樣得到的中文就和原文一致了。
當然，也可直接將發送文件掃描成圖像文件格式，或用傳真軟體將它轉換為圖像文件，以圖像格式文件放在E-mail附件中發送給對方，這樣就不會因中文平台不同而造成種種麻煩。
知識點：電子郵件、中文平台、文本交換器
為什麼防火牆不是萬能的
防火牆和實際生活中採取的各種消防措施一樣，只能最大限度地減少災害，而不能消滅災害。近來，網際網路上的「黑客」攻擊程序大量出現，這些「黑客」攻擊程序正常文件為載體，以病毒方式傳播，突破了防火牆系統針對「黑客」攻擊程序採取的防衛措施，巧妙地潛入並隱蔽在系統內部，開設後門，與外部「黑客」進行「裡應外合」。之所以產生這種情況，是因為網絡防火牆技術有一定的局限性。
當前的防火牆技術的局限性主要表現為：
1．由於防火牆對信息流進行過濾的基本依據是網絡主機的源地址和目的地址，而這種主機地址比較容易偽造，且如果同一地址中有多個用戶，防火牆也無法進行區分。
2．由於防火牆只對地址進行判別，沒有雙向身份鑑別，因而給偽造伺服器提供機會。
3．防火牆對訪問的控制是粗略的，不能管理信息流的傳輸進程。
4．防火牆的物理結構是防外不防內的，它不能防止來自內部的攻擊，對進了網的用戶的操作和訪問缺乏審計能力。
因此，要更好地保證網絡安全，除不斷改進防火牆技術外，還要使用各種加密技術、身份鑑別技術，注重認證和授權，並加強管理，才能使網絡系統有一個良好的安全的環境，確保本系統的信息財富不遭盜竊和破壞。
知識點：防火牆、黑客、網絡安全
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