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文档简介

1.1计算机概述1.1.1计算机的发展从1946年美国人成功地制造第一台数字电子计算机至今,计算机的发展经历了如下4个时代。1.第一代为电子管时代(1946—1958年)2.第二代为晶体管时代(1959—1964年)3.第三代为集成电路时代(1965—1970年)4.第四代为大规模、超大规模集成电路时代(1970年至今)下一页返回1.1计算机概述1.1.2计算机的特点1.运算速度快2.运算精度高3.存储容量大4.具有逻辑判断能力5.具有自动控制能力6.通用性强1.1.3计算机的分类1.巨型机2.大型机3.小型机下一页上一页返回1.1计算机概述4.工作站5.微型机1.1.4计算机的应用1.科学计算2.过程控制3.信息处理4.计算机辅助工程①计算机辅助设计(ComputerAidedDesign,CAD):是指利用计算机来帮助设计人员进行设计工作。它的应用大致可以分为两大类:一是产品设计,二是工程设计。下一页上一页返回1.1计算机概述②计算机辅助制造(ComputerAidedManufacturing,CAM):是利用计算机进行生产设备的控制、操作和管理。它能提高产品质量、降低生产成本、缩短生产周期,并有利于改善生产人员的工作条件。③计算机辅助测试(ComputerAidedTest,CAT):是利用计算机来进行复杂而大量的测试工作。④计算机辅助教学(ComputerAidedInstruction,CAI):是利用计算机帮助学员进行学习,它将教学内容加以科学的组织,并编制好教学程序,使学生能通过人机交互自如地从提供的材料中学到所需要的知识并接受考核。⑤计算机集成制造系统(ComputerIntegratedManufacturingSystem,CIMS):它是集设计、制造、管理等三大功能于一体的现代化工厂生产系统。5.人工智能6.电子商务上一页返回1.2计算机入门1.2.1计算机系统一个完整的计算机系统包括硬件系统(简称硬件)和软件系统(简称软件)两大部分。硬件是指组成计算机的所有物理设备,称为“裸机”,简单地说就是看得见、摸得着的东西,包括计算机的输入设备、输出设备、存储器、CPU等。软件是指在硬件设备上运行的程序、数据及相关文档的总称。软件是以文件的形式存放在软盘、硬盘、光盘等存储器上,一般包括程序文件和数据文件两类。程序软件按照功能的不同,通常分为系统软件和应用软件两类。下一页返回1.2计算机入门

系统软件通常是指管理、监控和维护计算机资源(包括硬件和软件资源)的一种软件。主要包括操作系统、各种程序设计语言及其编译或解释系统、数据库管理系统等。应用软件是指利用计算机及系统软件为解决各种实际问题而编制的、具有专门用途的计算机程序。主要包括各种用于科学计算的软件包、各种字处理软件、各种图形软件、计算机辅助软件等。下一页上一页返回1.2计算机入门

随着计算机技术的不断发展,软件和硬件也在相互渗透、相互替代。原来由硬件完成的功能可以通过软件实现,由软件完成的功能也可以通过硬件实现。1.硬件的相对局限性2.软件的无限扩张性下一页上一页返回1.2计算机入门1.2.2计算机硬件系统

1944年,美籍匈牙利数学家冯·诺依曼提出了计算机基本结构和工作方式的设想,为计算机的诞生和发展提供了理论基础。时至今日,尽管计算机软硬件技术飞速发展,但计算机本身的体系结构并没有明显的突破。当今的计算机仍属于冯·诺依曼体系结构,即由五大部分组成:输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器,其中运算器和控制器又合称为中央处理器(CPU)。一个完整的微型计算机系统包括硬件系统和软件系统两部分,如图1-1所示。计算机的硬件结构可以用图1-2表示。其中的“总线”是条公共通路,通过它将计算机的各部分相互连接,并且所有的信息交换都必须通过总线实现。下一页上一页返回1.2计算机入门1.输入设备输入设备主要用于向计算机输入信息。人是通过眼看、耳听接受外部信息,从而决定下一步的行动的。让计算机做什么也必须给出相应命令,而计算机是通过输入设备来接受人发出的命令的。常用的输入设备有:键盘、鼠标、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、麦克风、摄像头、扫描仪等。2.输出设备输出设备的主要功能是将计算机处理的结果显示和打印出来。不管让计算机做什么,它必须将最终结果以某种方式送出,让人们能看到或使用这个结果。常用的输出设备有:显示器、打印机、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、绘图仪、音箱、耳机等。下一页上一页返回1.2计算机入门3.存储器计算机也被称为“电脑”,虽然这个称呼不够确切,但也能说明一些道理。计算机可以像人脑一样“记住”东西,完成此功能的器件称为存储器。计算机的存储器是计算机的记忆和存储部件,主要用于保存信息。存储器分为内存储器和外存储器。4.CPU

中央处理器(CentralProcessingUnit)简称CPU。CPU包括运算器和控制器两个部件,它是计算机系统的核心。CPU和内存储器构成了计算机的主机。CPU的主要功能是按照程序给出的指令序列分析指令、执行指令,完成对数据的加工处理。计算机的所有操作,如键盘的输入、显示器的显示、打印机的打印、结果的计算等都是在CPU的控制下进行的。下一页上一页返回1.2计算机入门1.2.3计算机工作过程1.地址的概念计算机的整个内存被分成若干个存储单元,每个存储单元一般可存放8位二进制数(如按字节编址)。每个存储单元可以存放数据或程序代码。为了能有效地对该单元内存储的内容进行操作,每个单元都给出了一个唯一的编号来标识,即地址。2.指令的概念指令是指计算机执行特定操作的命令。一条指令包括操作码和地址码两部分。操作码指出该指令完成操作的类型,地址码指出参与操作的数据和操作结果存放的位置。下一页上一页返回1.2计算机入门3.程序、编程、执行程序计算机工作过程并不是很复杂,因为它只有有限个完成固定功能的指令,它能做的事就是执行指令。人们让计算机做某件事,就必须根据此件事的需要将指令按一定的顺序编排好,然后让计算机把编排好顺序的指令从头到尾逐条执行,这就是计算机做此事的全过程。按一定顺序编排好的指令称为“程序”,编排指令顺序的过程称为“编程”,计算机做某事的过程也就是“执行程序”的过程。下一页上一页返回1.2计算机入门4.程序的执行顺序要计算机执行程序,首先应将程序送往内存里,CPU从内存中按顺序取指令然后执行,再根据执行结果取下一条指令然后执行,反复进行这一过程,直至程序执行完毕。由此可见,程序的执行顺序不一定是按照它们的先后位置顺序(物理顺序)执行,而是按照前一条指令的执行结果决定下一条应该执行的指令而顺序(逻辑顺序)执行。5.计算机的工作过程计算机的工作过程就是程序指令在CPU的控制下逐条执行的过程,如图1-3所示。可以描述如下。下一页上一页返回1.2计算机入门1.2.4操作系统1.操作系统的概念操作系统(OperatingSystem,OS)是管理计算机所有硬件和软件资源的程序集合。操作系统是最基本的系统软件,是系统软件的核心,它负责组织计算机各部分协调工作,为用户提供操作和编程界面,可以说没有操作系统计算机就无法工作。常见的操作系统有CP/M、DOS、Windows、UNIX、Linux、OS/2、NetWare等。下一页上一页返回1.2计算机入门2.操作系统的功能操作系统包括如下五个方面的功能。(1)存储器管理(2)处理器管理(3)设备管理(4)文件管理(5)作业管理3.操作系统的分类根据使用环境和对作业处理方式的不同,操作系统一般可分为批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、单用户操作系统、网络操作系统和分布式操作系统等6类。下一页上一页返回1.2计算机入门1.2.5计算机语言构成自然语言(如汉语、英语等)的基本要素之一是单词,由单词可以构成语句,每一个语句都有确切含义。同样,任何一种计算机语言都有它的语句,每一个语句的功能都是确切的。也就是说,人和人打交道需用一种语言,人和计算机打交道也需用一种语言——计算机语言。常见的计算机语言包括机器语言、汇编语言和高级语言。1.机器语言机器语言是以二进制代码形式表示的机器基本指令的集合,是计算机硬件唯一可以直接识别和执行的语言。它的特点是运算速度快,每条指令都是0和1的代码串,指令代码包括操作码与地址码。不同的计算机其机器语言不同,难阅读,难修改。下一页上一页返回1.2计算机入门2.汇编语言为了容易记忆二进制指令,可将二进制形式的每一条指令对应用一条人们容易接受的符号来表示,称为指令助记符。一条指令助记符对应一条语句,这就构成了汇编语言。这种语言不能被计算机直接接受,需要翻译(称为汇编)成机器语言。翻译工作由专业人员编写好的翻译软件来完成。3.高级语言为了推广计算机的使用,使一般使用者不需要学习很多的计算机知识就能使用计算机,并且和不同类型的计算机脱钩,人们创造了高级语言。高级语言的出现使计算机的普及和推广应用得到了很大的发展。下一页上一页返回1.2计算机入门1.2.6语言处理程序语言处理程序由编辑处理、语言处理和装配连接处理三部分组成。编辑处理是指计算机通过编辑程序将人们编写的源程序输入计算机,可以方便地使用户对源程序进行编辑(包括添加、删除、修改)等操作。语言处理是指将源程序转换成机器语言的形式,以便计算机能够运行。这一转化是由翻译程序来完成的。翻译程序又统称为语言处理程序。翻译程序有汇编程序、编译程序和解释程序三种。用任何一种语言的语句按一定的语法规则编排就可以构成一个程序,而计算机能够接受的只能是机器语言,所以执行非机器语言编写的程序必须首先翻译成机器语言,完成这种翻译工作的程序称为翻译程序。把翻译的对象称为源程序,编写源程序的语言称为源语言,翻译的结果称为目标程序,相应的语言称为目标语言。下一页上一页返回1.2计算机入门1.2.7应用软件1.应用软件包应用软件包主要有以下几种。①用于科学计算方面的数学计算软件包、统计软件包。②办公软件(如金山Office、MicroSoftOffice等)。③图像和动画处理软件(如Photoshop、3DSMAX等)。④辅助类和控制类软件(如CAI教学软件、CAD设计软件,过程控制软件等)。这类软件通常具有通用性和商业性、普通用户无法独力开发等特点。下一页上一页返回1.2计算机入门2.用户自定义软件这是用户根据自己的需要,通过应用软件包开发出来的、适合自身使用特点的软件,通常不具备通用性,如学籍管理软件、工资管理软件等。上一页返回1.3个人计算机入门

1.3.1个人计算机的发展最早比较有影响的个人计算机是苹果计算机,它采用的是Motorola公司生产的M6502微处理器。接着,计算机生产巨头IBM公司推出了个人计算机的标志性产品——IBMPC/XT,它采用的是Intel公司生产的8088微处理器。IBM公司此举使Intel公司的微处理器后来几乎主宰了个人计算机市场。IBM推出IBMPC/XT的同时,又推出了相应的操作系统软件——IBMDOS。也正是在同一个时期,出现了许多生产PC的小厂家,都采用Intel的微处理器生产与IBMPC/XT兼容的个人计算机。它们中的有一些后来变成了生产PC的大厂商。就在这一个时期,微软(Microsoft)公司产生了,它把IBMDOS操作系统作了改进,推出MSDOS操作系统,供兼容机使用。下一页返回1.3个人计算机入门

当Intel公司推出80386微处理器时,它的功能和速度已有很大的提高。由于IBM公司想推出自己的微处理器,没有及时推出使用80386微处理器的个人计算机,这给其他厂家一个极大的机会,它们迅速推出使用80386微处理器的个人计算机并很快占领了市场,使IBM公司在个人计算机市场失去了领头羊的地位。同时,由于市场的激烈竞争使得PC的价格不断下降。各软件公司针对PC开发的软件越来越丰富,使得PC被广泛用于科研、教学和办公自动化等领域,并逐步走向家庭。Intel公司之后又相继推出80486、奔腾(Pentium)、PentiumⅡ、PentiumⅢ、Pentium4系列的微处理器。在这一时期,经过竞争产生了许多新的个人计算机大厂商,如HP、DELL、Acer、联想等。微软公司在这一时期得到了飞速发展,先后推出操作系统MSDOS3.0、MSDOS6.0、MS-DOS6.2、MS-DOS6.22以及Windows3.0、Windows95、Windows98、Windows2000、WindowsXP等,并且得到了市场认可,成为世界上最大的软件公司。下一页上一页返回1.3个人计算机入门

1.3.2个人计算机的性能指标1.字长字长(Word)是CPU能够直接处理二进制的位数,标志着计算机处理数据的精度。同时字长与指令长度相对应,因而也代表了指令系统功能的强弱以及处理数据的速度。字长是评价计算机的最主要的性能指标。当其他指标相同时,字长越大,计算机处理数据的速度就越快。2.运算速度运算速度是衡量计算机性能的一项重要指标。通常所说的计算机运算速度(平均运算速度),是指每秒钟所能执行的指令条数,一般用百万条指令/秒(MIPS,MillionInstructionPerSecond)来描述。下一页上一页返回1.3个人计算机入门

3.内存容量任何程序和数据的存取都要通过内存,内存容量的大小反映了存储程序和数据的能力,从而反映了信息处理能力的强弱。4.存取周期存取周期是指对内存储器完成一次完整的读或写操作所需的时间。存取周期越短,则存取速度越快。下一页上一页返回1.3个人计算机入门

1.3.3个人计算机基本结构个人计算机的基本结构特点是开放式设计。它充分考虑到个人购买计算机时的不同要求,预留了很多标准接口和扩充槽,可以方便地连接不同的设备。个人计算机有相对统一的标准,在这个相对统一的标准下,计算机生产的分工也越来越细,如生产CPU的企业专门生产CPU,生产硬盘的企业专门生产硬盘等。个人计算机的装配就像搭积木一样非常方便。下一页上一页返回1.3个人计算机入门

1.3.4个人计算机基本组成个人计算机由主板、CPU、内存、硬盘、光盘驱动器、软盘驱动器、显示器、各种适配器(卡)、键盘、鼠标、音箱、机箱、打印机、调制解调器等组成。一台典型的个人计算机如图1-4所示。上一页返回1.4多媒体计算机入门1.4.1多媒体计算机的概念1.媒体媒体(Media)在计算机领域中主要有两种含义:一是指用以存储信息的实体,如磁带、磁盘、光盘、光磁盘、半导体存储器等;二是指用以承载信息的载体,如数字、文字、声音、图形、图像、动画等。在多媒体技术中,媒体是后一种含义。2.多媒体多媒体(Multimedia)是指多种信息载体的表现形式和传递方式,就是用多种媒介方法传递信息。其中“多”指多种媒体的表现、多种感官的作用、多种的设备、多学科的交叉、多领域的应用;“媒体”指人与客观世界的中介,如传递知识的文字、图形、动画、图像、声音等。下一页返回1.4多媒体计算机入门3.多媒体的基本元素(1)文本(2)图形(3)图像(4)动画(5)音频(6)视频4.多媒体计算机多媒体计算机MPC(MultimediaPersonalComputer)是能对文本、声音、图形、图像、动画、视频等多种媒体进行获取、编辑、存储、处理、加工和表现的一种计算机系统。简单地讲,多媒体计算机是配备了声卡、显卡的计算机。下一页上一页返回1.4多媒体计算机入门5.多媒体技术多媒体技术是处理文字、图像、图形、动画、音频、视频等多种信息的综合技术,包括各种媒体的处理和信息压缩技术、多媒体计算机系统技术、多媒体数据库技术、多媒体通信技术及多媒体人机界面技术等。6.多媒体的特点(1)集成性(2)交互性(3)实时性(4)多样性(5)数字化下一页上一页返回1.4多媒体计算机入门1.4.2多媒体计算机的组成完整的多媒体计算机系统由多媒体硬件平台、多媒体操作系统、图形用户界面和支持多媒体开发的应用软件4部分组成。一个多媒体计算机系统最基本的硬件是声卡、光盘驱动器、显卡。在个人计算机上加上声卡、显卡和光盘驱动器,就构成了所谓的多媒体计算机。当然,在实际应用中,还应配置必要的其他硬件设备(如摄像机、扫描仪、触摸屏、打印机、影碟机、音响设备等)以及相应的软件,才能构成一个多媒体系统。下一页上一页返回1.4多媒体计算机入门1.4.3多媒体计算机的应用1.信息管理2.宣传广告3.教育与训练4.演示系统5.咨询系统6.多媒体电子出版物上一页返回1.5计算机病毒1.5.1计算机病毒的概念1.什么是计算机病毒计算机病毒是一段人为编制、有破坏性的计算机程序或代码,通过非法入侵而隐藏在程序或数据文件中,当计算机运行时,它可以把自身精确拷贝或有修改地拷贝到其他程序体内,不仅能够破坏计算机系统的正常运行,而且还具有很强的传染性。这种现象如同生物体感染了病毒一样,具有传染和破坏的特性。但生物上的病毒是天然存在的,而计算机病毒却是人为的产物。下一页返回1.5计算机病毒2.计算机病毒的特点(1)传染性(2)破坏性(3)隐蔽性(4)潜伏性(5)寄生性(6)激发性下一页上一页返回1.5计算机病毒3.计算机病毒的分类(1)按照传染方式和目标分类①引导型病毒。②文件型病毒。③混合型病毒。④宏病毒。⑤网络病毒。下一页上一页返回1.5计算机病毒(2)按照链接方式分类按照计算机病毒链接方式的不同,可将病毒分为源码型病毒、嵌入型病毒、外壳型病毒和操作系统型病毒。(3)按照破坏性分类计算机病毒按照破坏性可分为良性病毒、恶性病毒、极恶性病毒、灾难性病毒等。下一页上一页返回1.5计算机病毒1.5.2计算机病毒的检测与防治1.计算机病毒的传播途径(1)通过可移动存储设备传播(2)通过硬盘传播(3)通过计算机网络进行传播下一页上一页返回1.5计算机病毒2.计算机病毒的预防①重点保护的机器做到专机、专人、专盘、专用。②对于系统中的重要数据要定期与不定期地进行备份。③用杀毒软件对计算机系统定期检查。④及时升级操作系统补丁、更新杀毒软件的病毒库。⑤在任何情况下,应保留一张写保护的、无病毒的系统启动盘,用于清除病毒和维护系统。⑥严禁在存有重要数据的计算机上进行游戏、娱乐。⑦尊重知识产权,不随意拷贝、使用来历不明及未经安全检测的软件。⑧安装、设置防火墙,对计算机和网络实行安全保护,尽可能阻止病毒侵入。下一页上一页返回1.5计算机病毒⑨个人电脑中去掉不必要的协议,如关闭系统中的远程登录(Telnet)、NetBIOS等服务协议。⑩web服务器可以修改远程登录默认的3389端口、SQLServer数据库默认1433端口,并设置SQL足够复杂的SA管理员密码,以防黑客扫描、破解弱口令、服务器被提权入侵。⑪不要随意下载来路不明的可执行文件,不要随意打开来路不明的E-mail,尤其不要执行邮件附件中携带的可执行文件。⑫使用QQ等聊天软件时,不要轻易打开陌生人发来的页面链接,以防钓鱼网站或是网页木马。下一页上一页返回1.5计算机病毒3.感染计算机病毒的主要症状在计算机病毒的传播和潜伏期,计算机常常会有以下症状出现。①经常出现死机和重启动现象。②系统启动速度时间比平常长。③读写磁盘时嘎嘎作响并且读写时间变长,有时还出现“写保护”的提示。④有规律地出现异常画面或信息。⑤打印出现问题。⑥可用存储空间比平常小。⑦程序或数据“神秘”地丢失了。下一页上一页返回1.5计算机病毒⑧磁盘上的可执行文件变长或变短,甚至消失。⑨某些设备无法正常使用。⑩键盘输入的字符与屏幕反射显示的字符不同。⑪文件中无故多了一些重复或奇怪的文件。⑫网络速度变慢或者出现一些莫名其妙的链接。⑬电子邮箱中有来路不明的信件。这是感染电子邮件病毒的症状。⑭喇叭发出怪音、蜂鸣声或演奏音乐。⑮内存空间变小,原来可运行的文件无法装入内存。下一页上一页返回1.5计算机病毒4.计算机病毒的检测和清除一旦发现计算机染上病毒,应及时清除。清除病毒的方法有两种:一是使用手工清除,二是使用杀毒软件清除。上一页返回1.6数制与编码

1.6.1关于数制的几个概念1.基数一个计数制所包含的数字符号的个数称为该数制的基数,用R表示。2.位权任何一个R进制的数都是由一串数码表示的,其中每一位数码所表示的实际值大小,除数字本身的数值外,还与它所处的位置有关。该位置上的基准值就称为位权(或称位值)。位权用基数R的i次幂表示。对于R进制数,小数点前第一位的位权为R0,小数点前第二位的位权为R1,小数点后第1位的位权为R-1,小数点后第2位的位权为

R-2,依此类推。下一页返回1.6数制与编码

3.按权展开类似十进制数值的表示,任一R进制数的值都可表示为:各位数码本身的值与其所在位位权的乘积之和。1.6.2常用数制介绍1.十进制数人们在日常生活中习惯使用十进制数。十进制数有两个基本特点:逢十进位;每一位上可用10个数码(即0~9)来表示。2.二进制数据在计算机内部都采用二进制表示,这是因为二进制的“0”和“1”两种状态在电路的实现上非常方便。如用开关电路的开与关、二极管的截止与导通等就可以分别表示“0”和“1”两种状态。下一页上一页返回1.6数制与编码

3.八进制数八进制数的特点是:逢八进位,每一位用0~7来表示。八进制数的基数为8,位权为8i。4.十六进制数十六进制数的特点是:逢十六进位,每一位用0~9、A、B、C、D、E、F来表示。十六进制数的基数为16,位权为16i。下一页上一页返回1.6数制与编码

1.6.3数的二进制表示和二进制运算1.数的二进制表示用二进制数码可以表示为:2.计算机中的算术运算二进制数的算术运算与十进制的算术运算类似,但其运算规则更为简单,如表1-3所示。下一页上一页返回1.6数制与编码

1.6.4各类数制间的转换1.非十进制数转换成十进制数利用按位权展开的方法,可以把任意数制的一个数转换成十进制数。2.十进制数转换成非十进制数将十进制数转换成非十进制数时,整数部分和小数部分分别处理,总的原则是:对于整数部分,除基取余,反向排列;对于小数部分,乘基取整,正向排列。3.二进制、八进制、十六进制间的相互转换用二进制数编码,存在这样一个规律:n位二进制数最多能表示2n种状态,分别对应:0,1,2,3,…,2n-1。可见,用三位二进制数就可对应表示一位八进制数。同样,用四位二进制数就可对应表示一位十六进制数。下一页上一页返回1.6数制与编码

(3)二进制数转换成十六进制数将一个二进制数转换成十六进制数的方法与将一个二进制数转换成八进制数的方法类似,只要从小数点开始分别向左、向右按每四位二进制数一组划分,不足四位的组以0补足,然后将每组四位二进制数代之以一位十六进制数字表示即可。下一页上一页返回1.6数制与编码

1.6.5西文字符的编码西文字符集由英文字母、数字、标点符号和一些特殊符号组成。字符集中的每一个符号都采用二进制编码。目前计算机中使用得最广泛的西文字符集是ASCII字符集,其编码称为ASCII码,它是AmericanStandardCodeforInformationInterchange的缩写(即美国标准信息交换码),已被国际标准化组织ISO采纳,作为国际通用的信息交换标准代码。ASCII码有7位ASCII码和8位ASCII码两种,7位ASCII码称为标准ASCII码,8位ASCII码称为扩展ASCII码。标准ASCII码采用一个字节表示一个字符,但只使用字节的低7位,因此可以表示0~27-1共128个字符。其中包括0~9数字字符、52个大写的英文字母和小写的英文字母,以及各种英文的标点符号、运算符号和控制符号等。下一页上一页返回1.6数制与编码

1.6.6汉字及其编码1.汉字输入码通过西文键盘将汉字输入到计算机所采用的代码称为汉字的输入码,又称为汉字的外码。目前我国的汉字输入码编码方案有几百种甚至上千种,但是常用的输入码只有二十多种,这些输入码的编码方案分为四类。①顺序码:将汉字和符号按一定的规则排序成的编码,如区位码、电报码等。②音码:根据汉字的读音确定汉字的编码,如全拼、智能ABC等。③形码:根据汉字的字形、结构特征确定的汉字编码,如王码五笔、笔形码等。④音形码:结合汉字的读音、字形确定汉字的编码,如自然码、华厦码等。下一页上一页返回1.6数制与编码

2.汉字交换码汉字的数量极多,目前的编码方案也有多种,诸如GB2312—1980、GBK和GB

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