第1章 计算机基础知识（课件）《计算机应用基础（第三版）》（水利电力出版社）

计算机基础知识 第1章 1 本章导航 1.1 认识计算机 1.2 计算机中数和字符的表示 1.3 计算机系统的组成和工作原理 1.4 微型计算机的硬件配置 1.5 计算机病毒及其防治 1.6 多媒体技术简介 1.1 认识计算机 1.1 认识计算机 第1章 1 计算机的发展 2 计算机的特点 3 计算机的应用 4 计算机的分类 1.1.1 计算机的发展 了解： 　　计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备。 　　程序就是指令的集合。 　　指令是让计算机动作的命令。 1．计算机的诞生 　　1946年第一台电子数字计算机（ENIAC）于美国宾夕法尼亚大学诞生： 18800多个电子管 1500多个继电器 占地面积170平方米 重约30余吨 耗电150千瓦 5000次加法或400次乘法运算/秒，相当于手工计算的20万倍 　　ENIAC的诞生具有划时代的意义，标识着计算机时代的到来。 1.1 1.1.1 计算机的发展 1．计算机的诞生 　　美籍匈牙利科学家冯·诺依曼提出了“存储程序”思想：把程序预先存放在存储器中，运行程序时，按照程序中指令的逻辑顺序，把指令从存储器取到中央处理器逐条执行，自动完成程序所描述的处理工作，随后设计出第一台“存储程序”计算机EDVAC。其核心部分是中央处理器（CPU），计算机所有功能均集中于其中，这种结构被称为“冯·诺依曼体系结构”，被人们普遍接受并延续至今。 1.1 1.1.1 计算机的发展 （1）第一代计算机（1946年～1957年） 　　计算机的主要逻辑元件采用电子管。其运算速度慢，每秒仅能完成几千次～几万次运算，内存容量小，仅有几千字节，使用机器语言或汇编语言编写程序，没有系统软件，输入输出设备简单，采用穿孔的纸带或卡片。 2．计算机的发展过程 　　这一时期的计算机体积庞大，耗电量高，可靠性差，维护困难，造价高，寿命短，使用不便，仅应用在少数尖端领域，一般在军事和科研部门用于科学计算。 1.1 1.1.1 计算机的发展 （2）第二代计算机（1958年～1964年） 　　计算机的主要逻辑元件采用晶体管。其运算速度提高，达到每秒几万次～几十万次，内存普遍使用磁芯，提高了存取速度和容量，内存容量可达数万字节，外存有了磁盘、磁带，存储容量大大提升，外设种类也有所增加。同时，计算机软件也有了较大的发展，提出了操作系统的概念，出现了高级程序设计语言，使编程工作变得简化方便，为计算机的广泛应用铺平了道路。 2．计算机的发展过程 　　这一时期的计算机除了科学计算外，还应用于数据处理和工业过程控制等领域。 1.1 1.1.1 计算机的发展 （3）第三代计算机（1965年～1970年） 　　计算机的主要逻辑元件采用中小规模集成电路技术。可以在几平方毫米的硅片上集成几十个甚至几百个电子元件，使计算机的体积和功耗大大降低，运算速度大幅提高，可达每秒几十万次～几百万次，存储器进一步发展，存储容量进一步提高。终端设备和远程终端设备迅速发展，为日后发展的计算机网络打下基础。 2．计算机的发展过程 　　高级程序设计语言有了很大的发展，出现了操作系统和会话式语言。 　　这一时期计算机的应用范围更广，计算机体系结构开始向标准化、通用化、系列化方向发展。 1.1 1.1.1 计算机的发展 （4）第四代计算机（1971年~今） 　　计算机的主要逻辑元件采用大规模、超大规模集成电路技术。其运算速度达到每秒几千万次～几千亿次，甚至十几亿亿次，高集成度的半导体存储器取代了磁芯存储器，存储容量大大提高。操作系统不断完善，软件配置空前丰富。 2．计算机的发展过程 　　微型计算机大量进入家庭，产品更新、升级速度加快，应用范围更加广泛，扩大到各行各业。 1.1 1.1.1 计算机的发展 （1）巨型化 3．计算机的发展趋势 （2）微型化 （3）网络化 （4）智能化 　　巨型化的计算机是指运算速度更快、存储容量更大、功能更强的计算机系统。在一些先进的国防、科技、资源勘探、极端气候预防应对等尖端技术部门，对计算机要求更快的处理速度、更高的运算精度、更大的存储容量、更高的可靠性。巨型化计算机将更加广泛地应用于气象、军事、航空航天、人工智能等领域。 　　集成电路的体积小、重量轻、可靠性高、能耗低等优点促进微型计算机的发展。微型计算机已从放在办公桌上的台式机发展到便携式笔记本电脑、平板电脑。未来微型计算机将朝着更快的处理速度、更大的存储容量、更友好的人机界面、更低廉的价格等方向发展，以满足人们生产、生活、学习、交流、娱乐的要求。 　　把计算机连成网络，使得用户可以在一个规模庞大、功能多样的网络系统中，方便快捷地传递信息，共享软件、硬件和数据资源。在信息化社会里，计算机网络已是不可缺少的社会环境，在交通、电信、企业管理、金融、教育、商业、娱乐等各行各业得到更广泛的应用。 　　智能计算机能够模拟人的感觉和思维过程，具有学习能力、解决问题、逻辑推理、知识处理、知识库管理的功能。能接受自然语言的命令，具有视觉、听觉和触觉。 　　已研制出的机器人有的能与人下棋，有的可以代替人从事恶劣环境作业，这都从本质上扩充了计算机的能力，成为可以替代人的思维活动和脑力劳动的电脑。 1.1 1.1.1 计算机的发展 　　微型计算机即PC机（个人计算机），简称微型机或微机，是以微处理器为核心，配以内存储器、输入/输出接口电路及相应的辅助电路而构成的计算机。 　　微型计算机具有小巧、轻便、价廉、易用等优点。 　　微处理器是以单片超大规模集成电路制成的具有运算和控制功能的中央处理器。 　　1971年第一款微处理器Intel 4004的诞生拉开了微型计算机发展的序幕。 4．微型计算机的发展 1.1 1.1.1 计算机的发展 　　以微处理器为标志，主要表现在微处理器的字长、主频、结构和功能等方面： 4．微型计算机的发展 阶段 起止年份 典型微处理器 主频 4位和8位低档微处理器时代 1971--1973 Intel 4004、Intel8008 1 MHz 8位中高档微处理器时代 1974--1977 Intel 8080、Intel8085 2～5 MHz 16位微处理器时代 1978--1984 Intel 8086/8088、Intel80286 5～25 MHz 32位微处理器时代 1985--1992 Intel 80386、Intel80486 12～100 MHz 奔腾系列微处理器时代 （32/64位） 1993--2005 PentiumⅡ、PentiumⅢ、Pentium4、PentiumM 60 MHz～3.8GHz 酷睿系列微处理器时代 （64位） 2006至今 Core 2 Duo、Corei3、Corei5、Corei7、Corei9 1～4GHz多核心技术 微型计算机发展的六个阶段 1.1 1.1.2 计算机的特点 1．运算速度快 2．计算精度高 3．存储能力强 4．具有逻辑判断能力 5．工作自动化 6．具有网络与通信功能 1.1 1.1.3 计算机的应用 1．科学计算 2．数据处理 3．计算机辅助 4．过程控制 5．人工智能 6．网络通信 7．嵌入式系统 8．多媒体应用 1.1 1.1.4 计算机的分类 1、巨型机 2、大型机 3、微型机 4、工作站 5、服务器 　　巨型机又称超级计算机，是所有计算机类型中价格最高、功能最强的一类。其运算速度快、精确度高、存储容量大、功能强大、结构复杂，主要用于国防等国家尖端科学领域。 1.1 1.1.4 计算机的分类 　　大型机具有较高的运算速度、极强的综合处理能力和极大的性能覆盖，运算速度达每秒100万次至几千万次，主要应用于科研、商业和管理部门。大型机通常被人们称为“企业级”计算机，其通用性强，但价格较贵。 1、巨型机 2、大型机 3、微型机 4、工作站 5、服务器 1.1 1.1.4 计算机的分类 1、巨型机 2、大型机 3、微型机 4、工作站 5、服务器 　　微型机又称个人计算机，是微电子技术飞速发展的产物。其结构紧凑、体积小巧、灵活性强、通用性好、软件丰富、使用方便、价格便宜。 　　微型机广泛应用于社会的各个领域。 平板电脑 笔记本电脑 台式机 一体机 1.1 1.1.4 计算机的分类 　　工作站是一种高档的微型计算机，它比微型机有更大的存储容量和更快的运算速度，通常配有高分辨率的大屏幕显示器、大容量的内外存储器，以及专用软件，具有高性能的图形、图像处理能力，较强的数据处理和联网功能。 　　应用于图像处理、计算机辅助设计，商业、金融、办公等领域。 1、巨型机 2、大型机 3、微型机 4、工作站 5、服务器 1.1 1.1.4 计算机的分类 　　服务器专指某些高性能计算机，通过网络对外提供服务。相对于普通计算机，稳定性、安全性、运算速度、外部数据吞吐能力等方面要求更高，服务器可以是大型机、工作站或高档微型机。 　　服务器可以提供信息浏览、电子邮件、文件传送、数据库等多种业务服务，服务器作为网络节点，存储、处理网络上80%的数据、信息，在网络中起着举足轻重的作用。 1、巨型机 2、大型机 3、微型机 4、工作站 5、服务器 1.1 1.2 计算机中数和字符的表示 21 1.2 计算机中数和字符的表示 第1章 1 进位计数制 2 不同进制之间的相互转换 3 二进制数的运算规则 4 数据的表示单位 5 数值信息的表示 6 文字信息的表示 1.2.1 进位计数制 计算机中常用的几种计数制 计数制 基数 第r位的权 有效数码 进位规则 表示方法 二进制 2 2 r 0 1 逢二进一 借一当二 (1011.1)2 或1011.1B 八进制 8 8 r 0 1 2 3 4 5 6 7 逢八进一 借一当八 (702.03)8 或702.03Q 十进制 10 10 r 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 逢十进一 借一当十 (6801.2)10 或6801.2D 十六进制 16 16 r 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 逢十六进一 借一当十六 (2C9.E)16 或2C9.EH 1.2 1.2.2 不同进制之间的相互转换 【例1.1】 将二进制数1011.0101B转换为十进制数。 1．二进制向十进制的转换 “按位权展开求和”法。 转换过程： 1011.0101B = 1×23+0×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2+0×2-3+1×2-4 　　　　　= 23+21+20+2-2+2-4 　　　　　=8+2+1+0.25+0.0625 　　　　　=11.3125D 1.2 1.2.2 不同进制之间的相互转换 【例1.2】 将十六进制数70B.A8H转换为十进制数。 2．十六进制向十进制的转换 “按位权展开求和”法。 转换过程： 70B.A8H = 7×162+0×161+B×160+A×16-1+8×16-2 　　　　=7×256+0×16+11×1+10×0.0625+8×16-2 　　　　=1792+0+11+0.625+0.03125 　　　　=1803.65625D 1.2 1.2.2 不同进制之间的相互转换 【例1.3】 将八进制数123.24Q转换为十进制数。 3．八进制向十进制的转换 “按位权展开求和”法。 转换过程： 123.24Q = 1×82+2×81+3×80+2×8-1+4×8-2 　　　　=1×64+2×8+3×1+2×0.125+4×8-2 　　　　=64+16+3+0.25+0.0625 　　　　=83.3125D 1.2 1.2.2 不同进制之间的相互转换 【例1.4】 将十进制数11.3125D转换为二进制数。 4．十进制向二进制的转换 整数部分的转换采用“除2取余”法， 小数部分的转换采用“乘2取整”法。 所以11D =1011B，0.3125D = 0.0101B。11.3125D =1011.0101B 整数部分转换过程： 小数部分转换过程： 1.2 1.2.2 不同进制之间的相互转换 【例1.5】 将十进制数1803. 65625D转换为十六进制数。 5．十进制向十六进制的转换 整数部分的转换采用“除16取余”法， 小数部分的转换采用“乘16取整”法。 所以1803D =70BH，0.65625D = 0.A8H。1803. 65625D = 70B.A8H 整数部分转换过程： 小数部分转换过程： 1.2 1.2.2 不同进制之间的相互转换 【例1.6】 将十进制数83.3125D转换为八进制数。 6．十进制向八进制的转换 整数部分的转换采用“除8取余”法， 小数部分的转换采用“乘8取整”法。 所以83D =123Q，0.3125D = 0.24Q。83.3125D =123.24Q 整数部分转换过程： 小数部分转换过程： 1.2 1.2.2 不同进制之间的相互转换 7．二进制与十六进制、八进制的相互转换 计算机中常用进制的对应关系 十进制(D) 二进制(B) 十六进制(H) 八进制(Q) 十进制)D) 二进制(B) 十六进制(H) 八进制(Q) 0 0000 0 0 8 1000 8 10 1 0001 1 1 9 1001 9 11 2 0010 2 2 10 1010 A 12 3 0011 3 3 11 1011 B 13 4 0100 4 4 12 1100 C 14 5 0101 5 5 13 1101 D 15 6 0110 6 6 14 1110 E 16 7 0111 7 7 15 1111 F 17 1.2 1.2.2 不同进制之间的相互转换 7．二进制与十六进制、八进制的相互转换 【例1.7】 将二进制数1101011.001B转换为十六进制数。 所以1101011.001B = 6B.2H 转换过程： 1.2 1.2.2 不同进制之间的相互转换 7．二进制与十六进制、八进制的相互转换 【例1.8】 将二进制数1101011.001B转换为八进制数。 所以1101011.001B =153.1Q 转换过程： 1.2 1.2.2 不同进制之间的相互转换 7．二进制与十六进制、八进制的相互转换 【例1.9】 将十六进制数27D.6H转换为二进制数。 所以27D.6H = 1001111101.011B 转换过程： 1.2 1.2.2 不同进制之间的相互转换 7．二进制与十六进制、八进制的相互转换 【例1.10】 将八进制数1175.3Q转换为二进制数。 所以1175.3Q = 1001111101.011B 转换过程： 1.2 1.2.3 二进制数的运算规则 1．算术运算规则 加法运算 减法运算 乘法运算 除法运算 0+0=0 0-0=0 0×0=0 0÷1=0 1+0=1 1-0=1 1×0=0 1÷1=1 0+1=1 0-1=1（有借位） 0×1=0 （0不能作除数） 1+1=0（有进位） 1-1=0 1×1=1   1.2 1.2.3 二进制数的运算规则 1．算术运算规则 【例1.11】 计算0011+1001，计算0101-0011。 【例1.12】 计算1101×0011，计算1000101÷1011。 1.2 1.2.3 二进制数的运算规则 2．逻辑运算规则 与运算 或运算 异或运算 非运算 0∧0=0 0∨0=0 0 　0=0 　=1 1∧0=0 1∨0=1 1　 0=1 　=0 0∧1=0 0∨1=1 0 　1=1   1∧1=1 1∨1=1 1　 1=0   1.2 1.2.3 二进制数的运算规则 2．逻辑运算规则 【例1.13】 计算0011∧1110。 　　　　　 计算0011∨1110。 　　　　　 计算0011　1110。 1.2 1.2.4 数据的表示单位 1．位（bit） 　　计算机中度量数据的最小单位，指一个二进制位，可以是0或1。 2．字节（Byte） 　　计算机中数据存储的基本单位，1个字节等于8个二进制位。 1KB = 1024B = 210B 1MB = 1024KB = 220B 1GB = 1024MB = 230B 1TB = 1024GB = 240B 1PB = 1024TB = 250B 1EB = 1024PB = 260B 3．字（word） 　　CPU通过数据总线一次存取、加工和传输的数据称为字，字是计算机内部信息交换和处理的基本单位。计算机的字长通常是字节的整数倍，如64位、128位。字长反映一台计算机的计算能力和计算精度。 1.2 1.2.5 数据信息的表示 1．无符号数 　　没有符号位的二进制编码。 2．有符号数 　　把二进制编码的最高位作为符号位，用0表示正数，用1表示负数，其余各位为数值位，表示数的大小。 字长 表示范围 8 　　0～28-1（0～255） 16 　　0～216-1（0～65535） n 　　0～2n-1 1.2 1.2.6 文字信息的表示 1．ASCII码 如：0001000—“退格”，0001101—“回车”，0100000—“空格” 　　1100001（97D）—“a”， 1000001（65D）—“A” 　　1100010（98D）—“b”， 1000010（66D）—“B” 　　0110000（48D）—“0”， 0110001（49D）—“1” 　　美国标准信息交换码（American Standard Code for Information Interchange，ASCII）是计算机中最常用的字符编码，由7位二进制编码组成，共128（27）个，包括： 26个大写字母、26个小写字母、10个数字、1个空格、32个标点符号和运算符号。 33个控制字符（在通信、打印、显示输出时起控制作用）。 1.2 1.2.6 文字信息的表示 2．汉字编码 国标码 打印汉字 显示汉字 搜狗拼音输入 五笔字型输入 自然码输入 ┇ 区位码输入 机内码 字形码 1.2 1.2.6 文字信息的表示 2．汉字编码 　　分为数字码、音码、形码、音形码。好的汉字输入码应具有简单、易学、易记、编码短、重码少等特点。 输入码（机外码） 机内码 　　汉字信息在计算机系统内部存储、处理、传输的编码，机内码用2个字节存储。机内码=国标码+8080H。 字形码 　　表示汉字形状的编码。对字形数字化，存储于汉字字库中，用于汉字的显示和打印。如48×48点阵汉字，占用288字节存储空间。 国标码（交换码） 　　国家汉字编码标准GB2312-1980，收录7445个图形符号和常用汉字(其中3755个一级汉字，3008个二级汉字)。每个汉字用双7位表示。 1.2 1.3 计算机系统的组成 和工作原理 1.3 计算机系统的组成和工作原理 第1章 1 计算机系统的组成 2 硬件系统的基本组成 3 软件系统的基本组成 4 计算机系统的层次结构 5 计算机的基本工作原理 1.3.1 计算机系统的组成 软件系统 硬件系统 主机部分 外设部分 计算机系统 中央处理器 运算器 控制器 应用软件包 用户程序 外存储器 输入设备 输出设备 系统软件 应用软件 操作系统 语言处理程序 数据库管理系统 系统服务程序 内存储器 1.3 1.3.2 硬件系统的基本组成 　冯·诺依曼提出的“存储程序”原理： 计算机硬件系统由五大部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。 计算机内部采用二进制编码表示指令和数据。 存储程序的思想：把程序预先存放在计算机的存储器中，运行时按程序顺序逐条执行。 计算机的基本结构 1.3 1.3.2 硬件系统的基本组成 1．运算器 2．控制器 3．存储器 4．I/O设备 5．总线 　　运算器的核心是算术逻辑单元（ALU），负责对数据加工处理，进行算术运算（加、减、乘、除）和逻辑运算（与、或、非）。 　　负责从内存储器中取指令并翻译，再根据指令的要求向各个部件发出控制信号，保证各个部件协调工作。 　　存储计算机的程序和数据。存储器分为外存储器（硬盘、U盘等）和内存储器（RAM、ROM、Cache）。 　　输入设备：负责接收用户输入的原始数据和程序，并转换为二进制存入计算机中。 　　输出设备：将计算机的处理结果或状态转换为人们能接受的形式。 　　以总线作为公共通信线路，负责各部件之间的信息交换。总线分为数据总线、地址总线、控制总线。 1.3 1.3.3 软件系统的基本组成 1．系统软件 　　指控制计算机的运行、管理计算机的各种资源、支持应用软件的开发和运行的软件。 　　(1) 操作系统：Windows、UNIX、Linux、 DOS等 　　(2) 程序设计语言及语言处理程序 　　　　　机器语言、汇编语言、高级语言 　　　　　翻译程序（汇编、编译、解释） 　　(3) 数据库管理系统：MySQL、Access、Oracel等 　　(4) 系统服务程序：编辑程序、连接程序、调试程序等 2．应用软件 　　为支持某一应用领域、解决某个实际问题，使用各种程序设计语言而开发的软件。 　　(1) 应用软件包：Microsoft Office、WPS Office等 　　(2) 用户程序：针对某具体应用问题而定制的专用软件 1.3 1.3.4 计算机系统的层次结构 用 户 应用软件 语言处理程序 数据库管理系统 系统服务程序 操作系统 裸 机 计算机系统的层次结构 1.3 1.3.5 计算机的基本工作原理 1．指令和程序 　　每条指令由操作码和操作数两部分构成。 　　操作码指出执行什么操作，操作数指出参与操作的数据或数据所在的地址。 例如： MOV AL , 2 　　程序就是按一定规则排列的一系列指令的集合，计算机的工作过程就是执行程序的过程。 1.3 1.3.5 计算机的基本工作原理 2．计算机的工作原理 计算机执行一条指令的3个步骤： （1）取指令： （2）分析指令： （3）执行指令： 　　从内存储器取出要执行的指令，并送入控制器。 　　对该指令进行译码分析，即根据指令中的操作码，确定将做何操作。 　　按照分析的结果，控制器向相关部件发出一系列控制信号，指挥各部件完成各种操作。 　一台计算机所能执行的所有指令称为计算机指令系统。 1.3 1.4 微型计算机的硬件配置 1.4 微型计算机的硬件配置 第1章 1 微型计算机系统的主要性能指标 2 主板 3 CPU 4 内存条 5 外存储器 6 输入设备 7 输出设备 1.4.1 微型计算机系统的主要性能指标 显示器 键盘 机箱 鼠标 评价一台计算机的性能时，主要以性能指标进行综合评价。 1.4 1.4.1 微型计算机系统的主要性能指标 1．字长 2．主频 3．内存容量 4．存取周期 5．运算速度 6．外设配置 7．软件配置 　　主频：CPU内核电路的运行频率。主频越高，CPU运算速度就越快。当前Core i9主频已达4GHz以上。 　　字长：运算器一次直接处理的二进制数据的最多位数。如32位、64位等。字长越大，精度就越高，数据处理的速度就越快。 　　内存容量：内存储器的总字节数。表示单位：B、KB、MB、GB、TB等，如4GB、8GB、16GB、32GB等。 　　存取周期：CPU从内存储器存取一个数据所需的时间。反映了内存的读/写速度。 　　运算速度：计算机每秒执行的指令数目。一般以MIPS（百万条指令/秒）为单位。受主频、字长、内存的容量、速度等因素影响。 1.4 1.4.2 主板 PS/2接口（紫色，接键盘） PS/2接口（绿色，接鼠标） PCI插槽 网络接口 音频接口 USB接口 PCI-E插槽 CPU插座 内存插槽 SATA接口 1.4 1.4.3 CPU 　　微型计算机的中央处理器（CPU）又称微处理器，是微型计算机硬件系统的核心。将运算器、控制器及相关部件集成在一块超大规模集成电路芯片上。 　　CPU负责各种算术运算和逻辑运算，并控制各部件自动、协调地工作。 1.4 1.4.4 内存条 　　微型计算机的内存储器以内存条的形式出现。 　　在一块长方形的电路板上并列焊接了多个存储器芯片构成的内存组。当内存容量不够用时，可以通过内存插槽进行扩充。 　　内存用于存放CPU正在使用或将要使用的程序和数据。 1.4 1.4.5 外存储器 　　外存储器的种类较多（硬盘、U盘、移动硬盘、光盘等），具有存储容量大、非易失性、经济实惠等特点。 　　适于软件存储、数据备份。是微型计算机必不可少的外部设备。 CPU 内存储器 外存储器 总线 1.4 1.4.5 外存储器 1．硬盘 2．光盘 3．U盘 4．移动硬盘 5．存储卡 　（1）机械硬盘（HDD）：由多张盘片叠加组成，按柱面（所有盘面同磁道构成柱面）、扇区管理，数据读写以扇区为单位，每个扇区存储4096字节。硬盘驱动器负责对硬盘数据进行读写。 　　机械硬盘也被称为内置硬盘，被固定在机箱内，通过专用的线缆和标准接口（SATA或SAS）与主板相连。容量常见有1TB、2TB、3TB、4TB、6TB、8TB等。 移动臂 盘片 主轴 读写磁头 传动轴 扇区 磁道 硬盘物理存储结构 机械硬盘 1.4 1.4.5 外存储器 1．硬盘 2．光盘 3．U盘 4．移动硬盘 5．存储卡 　（2）固态硬盘（SSD）：用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘。多用闪存作为存储介质，相比传统的机械硬盘，读写速度快、抗震动、低功耗、轻便、零噪音。 　　与主板相连的接口标准多种，常见有SATA接口、M.2接口。容量常见有250GB、500GB、1TB、2TB、4TB等。 SATA接口固态硬盘 M.2接口固态硬盘 机械硬盘容量大、固态硬盘读写速度快，人们常把这两种硬盘混合使用。 1.4 1.4.5 外存储器 1．硬盘 2．光盘 3．U盘 4．移动硬盘 5．存储卡 　　光盘：以光信息作为存储信息的载体来存储数据的一种圆形盘片，由光盘驱动器（简称光驱）通过激光原理对其进行数据的读写。 　　光盘分为：只读型、一次性写入型、可擦写型。 　　市场上主要有CD、DVD、蓝光光盘（BD）三类。 　　CD光盘最大容量约为700MB。 　　DVD光盘单面最大容量为4.7GB，双面为8.5GB。 　　蓝光光盘单面单层容量为25GB，双面为50GB。 　　光驱通过专用线缆和标准接口与主机相连。 1.4 1.4.5 外存储器 1．硬盘 2．光盘 3．U盘 4．移动硬盘 5．存储卡 　　U盘：又称闪存盘、优盘，以闪存为存储介质的外置式移动存储器。一般以USB接口标准与主机连接，可以热插拔，即插即用。 　　具有外形小巧、稳定性好、携带方便、价格低廉等特点，是数据存储、传递和备份的最佳媒介。 　　常见容量有32GB、64GB、128GB、256GB，甚至更大。 1.4 1.4.5 外存储器 1．硬盘 2．光盘 3．U盘 4．移动硬盘 5．存储卡 　　移动硬盘：也是外置式移动存储器，其内部结构与内置硬盘几乎相同。 　　具有存储容量大、数据安全性好、传输速度快、使用方便等特点，只要通过专用线缆与主机连接，就可以像使用内置硬盘一样进行读写操作。 　　移动硬盘的容量多为1TB、2TB、4TB、5TB、6TB，更大容量的也越来越多。 1.4 1.4.5 外存储器 1．硬盘 2．光盘 3．U盘 4．移动硬盘 5．存储卡 　　存储卡：一种独立的存储介质，以卡片的形态，嵌于手机、数码相机、数码摄像机、行车记录仪等数码产品中，也可嵌于便携式电脑或台式机中。 　　具有体积小巧、携带方便、使用简单的特点，多具有良好的兼容性，便于在不同的数码产品之间交换数据。 　　存储卡的存储容量有32GB、64GB、128GB、256GB等。 1.4 1.4.6 输入设备 1．键盘 2．鼠标 3．其他输入设备 　　键盘：微型计算机必备的输入设备。可以将数字、字母、汉字、标点符号以及一些操作命令输入到计算机。 　　键盘通过主板上的PS/2接口或USB接口与主机相连；或无线键盘。 1.4 1.4.6 输入设备 1．键盘 2．鼠标 3．其他输入设备 　　鼠标：微型计算机的基本输入设备。外形轻巧、操纵简便快捷，通过鼠标按键和滚轮能够控制屏幕上的游标准确定位，并对游标所经过位置的屏幕元素进行操作。 　　鼠标通过主板上的PS/2口或USB接口与主机相连；或无线鼠标。 右键 左键 翻页滚轮 1.4 1.4.6 输入设备 1．键盘 2．鼠标 3．其他输入设备 　　扫描仪：利用光电技术和数字处理技术，以扫描方式捕获书稿、图片等图像信息，并转换成计算机能识别的数据格式输入到计算机。 　　麦克风：拾取和传送声音的音频输入设备。 　　摄像头：将捕捉到的影像输入到计算机的视频输入设备。 扫描仪　　　　　　 　 　 麦克风　 　　　 　摄像头 1.4 1.4.7 输出设备 1．显示器 2．打印机 3．其他输出设备 　　显示器：微型计算机必备的输出设备。可以把文字、图形、图像等在屏幕上显示出来。显示器通过显卡接入主机。 　　主要性能指标有屏幕尺寸、分辨率等。 　　显卡（显示适配器）：对主机送出的显示信息转换并控制显示器正确显示输出。 液晶显示器 CRT显示器 显卡 1.4 1.4.7 输出设备 1．显示器 2．打印机 3．其他输出设备 　　打印机：将计算机的处理结果输出到相关介质上，是办公场所必备的外部设备。 　　主要性能指标：打印速度、分辨率等。 　　常见类型：激光打印机、喷墨打印机、针式打印机。 　　打印机大多通过USB接口与主机相连，或无线接入主机。 喷墨打印机 激光打印机 针式打印机 1.4 1.4.7 输出设备 1．显示器 2．打印机 3．其他输出设备 　　投影仪：将图像或视频投射到幕布上的设备，广泛应用于教学、会议、娱乐等场合。通过显卡连入主机。 　　音箱：将音频信号变换为声音并放大回放的设备。音箱和麦克风等音频设备通过声卡接入主机。 投影仪 音箱 1.4 1.5 计算机病毒及其防治 1.5 计算机病毒及其防治 第1章 1 计算机病毒概述 2 计算机病毒的分类 3 计算机病毒的防治 1.5.1 计算机病毒概述 1．计算机病毒的定义 　　计算机病毒：指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者破坏数据，影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或者程序代码。 　　计算机病毒代码不独立存在，能自我复制，非法入侵并隐藏在存储媒介的引导部分、可执行程序、数据文件中。当载有病毒代码的程序或文件被调入内存、病毒被激活时，源病毒把自身复制到其他程序体内，影响程序执行，破坏数据。一旦感染，病毒迅速扩散，常常难以清除。 1.5 1.5.1 计算机病毒概述 2．计算机病毒的特征 （1）寄生性 （2）破坏性 （3）传染性 （4）隐蔽性 （5）潜伏性 （6）可触发性 　　寄生性：计算机病毒是一种短小精悍的可执行程序，又不独立存在，通常寄生在其他可执行程序内或某些数据文件内，不易被察觉，所以能享有被寄生的程序、文件所能得到的一切权利。 　　破坏性：计算机病毒会对计算机系统造成不同程度的破坏，带来不同程序的损失。病毒一旦入侵计算机，触发后，就会影响系统正常运行，浪费系统资源，往往删除或修改数据并使之无法恢复，甚至造成网络中大面积的计算机瘫痪。 　　传染性：是计算机病毒的基本特性，计算机病毒能主动将自身的复制品或变种通过U盘、移动硬盘、网络等途径迅速传播出去，感染未感染的计算机。计算机病毒只有在运行时才具有传染性，一旦得到运行，就会寻找符合传染条件的程序或文件，然后将病毒代码嵌入其中，从而达到传染的目的。 　　隐蔽性：病毒程序通常短小并寄生在其他程序上，将自身伪装成正常的程序代码，使其难以被发现，具有很强的隐蔽性。计算机病毒的隐蔽性，使得整个计算机系统看上去一切如常，计算机用户对病毒失去应有的警惕性，造成严重的安全隐患。 　　潜伏性：病毒感染计算机后不会马上发作，会继续在计算机内的程序中潜伏、传播。一旦外界触发条件成熟便立即发作，对系统进行破坏。 　　可触发性：计算机病毒什么时间发作是预先设计好的。计算机病毒一般都有一个或者几个触发条件，只要满足触发条件，病毒就会实施攻击。触发的实质是一种条件控制，这个条件可以是某个事件或数值的出现，比如黑色星期五病毒，每逢13号的星期五发作。 1.5 1.5.2 计算机病毒的分类 1．引导区型病毒 2．文件型病毒 3．混合型病毒 4．宏病毒 5．网络病毒 　　这种病毒寄生在磁盘引导区或主引导区，取代正常的引导记录。在计算机引导系统文件时，病毒先一步进驻内存，获得控制权，监视系统运行，伺机传染和破坏。 　　当计算机感染这种病毒后，病毒就企图感染每个插入计算机进行读写的移动盘的引导区，从而进行传播。 　　如大麻病毒、火炬病毒、小球病毒等。 　　这种病毒主要感染可执行文件和命令文件，寄生在文件内，并修改程序的第一条指令。计算机一旦执行了感染病毒的文件，就先跳转去执行病毒程序，病毒就会驻留内存，进行传染和破坏。 　　这类病毒只有当染毒文件执行时才能进入内存，一旦符合触发条件就发作。 　　如黑色星期五病毒、CIH病毒等。 　　这种病毒既可以感染磁盘引导区又可以感染可执行文件，兼具上述两类病毒的特性，从而扩大了病毒传染途径，传染性更强，破坏性更大，也是最难杀灭的。 　　这类病毒不管以哪种方式传染，只要染毒，就会经开机或者执行文件而感染其他的磁盘或文件。 　　如One_half病毒、新世纪病毒等。 　　这是一种寄生在Microsoft Office文档或模板的宏中的计算机病毒，只感染Microsoft Word文件，当对感染病毒的文档操作时，其中的宏病毒就被激活，进行传播和破坏。 　　宏病毒可致文档不能打印、改变文件名、封闭或改变存储路径、删除或随意复制文件、封闭有关菜单等，最终无法正常编辑文件。 　　如台湾一号病毒等。 　　是在计算机网络中传播的病毒，感染速度快、传播面广、破坏性强、清除难度大。 　　(1)蠕虫病毒：可以自我复制并通过网络传播的代码。蠕虫病毒入侵并完全控制一台计算机之后，以此机为宿主，对网络中其他计算机扫描，寻找漏洞并入侵感染，如此，按照指数增长的规律在网络中快速蔓延，造成网络瘫痪。 　　如熊猫烧香病毒。 　　(2)木马病毒：是网络黑客用于远程控制计算机的恶意程序。木马病毒伪装隐藏在正常程序中，通过E-mail、网页、游戏等途径，吸引用户下载执行，并向黑客提供被感染的计算机后门，里应外合，由黑客远程监控，伺机窃取、篡改用户信息和重要文件。 　　木马病毒有很多种，尤其是一些网银木马，给用户的隐私和财产安全带来极大危害。 1.5 1.5.3 计算机病毒的防治 1．计算机感染病毒的症状 计算机经常无故死机或重启，或者不能正常启动。 以前能正常运行的软件经常发生内存不足的错误。 计算机运行速度明显变慢、卡顿。 屏幕上出现莫名其妙的提示信息，出现图像、字符异常的现象。 磁盘文件数目无故增多，磁盘空间变小。 可执行文件的长度明显增加。 文件的日期时间值被修改。 无缘无故文件丢失或损坏。 收到来历不明的电子邮件。 浏览器自动链接到陌生的网站 常用的帐户、密码出现异常。 1.5 1.5.3 计算机病毒的防治 2．计算机病毒的清除 　　若计算机感染了病毒，就要及时处理，一般使用杀毒软件对病毒进行清除或删除，如：360杀毒、金山毒霸、卡巴斯基、诺顿、瑞星、腾讯管家等，既方便又有效。 　清除：把病毒从感染文件中除掉，恢复原文件内容。 　删除：把被感染文件删除。 　　要对杀毒软件及时升级，以便更新病毒库的特征码，提高查杀病毒的能力。 　　养成备份磁盘数据的习惯，在感染病毒后，可以格式化磁盘彻底清除病毒，然后再将备份的数据恢复。 1.5 1.5.3 计算机病毒的防治 3．计算机病毒的预防 对各类程序、数据、文档要分类管理，定期备份。 安装杀毒软件、防火墙软件，实时监控，定期升级，经常查杀病毒。 关注当下流行病毒的相关信息，预先防范，若感染要及时查杀。 定期扫描系统漏洞，及时更新系统补丁；修改浏览器安全设置；禁用远程功能。 浏览网页、下载文件时尽量选择正规的网站。 尽量使用具有查毒功能的电子邮箱，不打开陌生可疑的邮件。 不安装来历不明的软件。 有效管理系统内建的帐户、密码，增加密码复杂度。 公共办公、教学场所的公用计算机，将系统盘“写保护”。 插入的U盘、移动硬盘等移动存储设备，先用杀毒软件进行查毒。 若常在公共场所使用个人U盘，应选购有“写保护”开关的产品。 若发现计算机感染了病毒或异常，应及时断开网络，避免病毒在网络中传播。 1.5 1.6 多媒体技术简介 1.6 多媒体技术简介 第1章 1 多媒体的基本特征 2 媒体的数字化 3 多媒体编辑软件简介 1.6.1 多媒体的基本特征 （1）多样性 （2）交互性 （3）实时性 （4）集成性 　　多媒体：融合两种或两种以上表示媒体的一种人机交互式信息交流和传播的媒体。主要包括文本、声音、图像、动画、视频等媒体。 　　多媒体技术：指能够同时对两种或两种以上媒体进行采集、操作、编辑、存储等综合处理技术。 　　多媒体信息是多样化的，包括文字、声音、图像、动画等。多媒体技术的多样性体现在信息采集或生成、传输、存储、处理和显现手段的多样化。 　　交互就是通过各种媒体信息，使参与的各方都可以进行编辑、控制和传递，能为用户提供有效的控制和使用信息的手段。 　　指当操作人员给出操作命令时，相应的多媒体信息都能够得到实时控制。能对静态媒体，尤其是动态媒体进行实时处理。 　　多媒体技术是多种媒体的有机集成。一方面，它集文本、图形、图像、动画、音频、视频等多种媒体信息于一体；另一方面，还包括传输、存储和显示媒体设备的集成。 1.6 1.6.2 媒体的数字化 1．声音的数字化 　　计算机内部处理的是离散的数字信号，声音是连续的模拟信号。数字化就是将连续的模拟信号变成离散的数字信号。 　　声音数字化的基本技术——脉冲编码调制PCM包括采样、量化、编码的过程。 　　采样和量化使用的主要硬件是A/D转换器（模拟/数字转换器）。反之，声音播放时，主要硬件是D/A转换器（数字/模拟转换器）。 1.6 1.6.2 媒体的数字化 1．声音的数字化 　　　声音三要素： 音色 ：即特色的声音。 音调 ：代表声音的高低，体现在声波的频率上，与周期相关。 音强 ：指声音的强度，体现在声波压力上，与振幅相关。 振幅 ：声波的振幅就是通常所说的音量。 周期 ：声音信号以规则时间间隔重复出现。以秒（s）为单位。 频率 ：指信号每秒钟变化的次数，用赫兹（Hz）表示。 带宽 ：指在一条通信线路上可以传输的载波频率范围。 　　音频采样、量化和编码： 采样频率：对声音每秒钟采样的次数。 量化位数：采样点幅值的二进制位数，常用8位、16位。 单/双声道：每次记录声音时，生成1个/2个声波数据。 （采样频率、采样位数、声道数越高，音质、听觉越好） 音频数据量(B)=采样时间(S)×采样频率(Hz)×量化数位(b) 　　　　　　　×声道数/8 例：对音频信号进行采样，采样频率44.l kHz，采样数位16位， 　　双声道立体声，录制1分钟音乐需要的存储量为：　 60×44.1×1000×l6×2/8=10,584,000(字节)=10.584MBytes 　　存储声音文件的格式：WAV、MIDI、MP3、WMA、MP4等。 1.6 1.6.2 媒体的数字化 2．图像的数字化 （1）静态图像的数字化 （2）动态图像的数字化 　　利用人类视觉暂留几毫秒的特性，以每秒钟播放≥25幅静态图像，使视觉产生动态的效果。 图形、图像文件格式：BMP、JPEG、TIFF、GIF、PNG、PSD、SWF等。 视频文件格式：AVI、MOV、ASF、WMV、MPEG等。 　　　图像的数字化过程：采样、量化与编码。 采样 ：用点（像素）来描述（颜色、属性）一幅图像。 量化 ：将采集到的信息转换成相应的数值。 　　生成的一幅位图图像的技术参数： 分辨率：以水平、垂直像素点表示图像的大小，如320×240。 图像灰度：每个图像的最大颜色数。黑白图像的灰度等级； 　　　　　　位图图像中每个像素所占的位数——图像深度。 图像文件大小：图像分辨率×灰度位数/8（单位：字节） 调色板：包含在图像中各种颜色的颜色表。 1.6 1.6.2 媒体的数字化 3．多媒体数据压缩 　　受计算机存储资源和网络带宽的限制，声音、图像、视频等多媒体又有很大的冗余度，为了利于多媒体信息的存储和实时传输数据压缩技术。 （1）无损压缩：利用数据统计冗余进行压缩，可完全恢复原始数据而不失真。 　　无损压缩的图像质量好，可以完全还原，但是压缩比不高，占用内存和磁盘空间较大。 　　应用于：文本数据、程序和特殊应用场合的图像数据的压缩（如指纹图像，医学图像）。 （2）有损压缩：利用人类对图像或声波中某些频率成分不敏感的特性，允许压缩过程中损失一定的信息。 　　有损压缩的图像节省存储空间，压缩比高，但是压缩还原后有一定的失真。 　　应用于：因特网尤其是流媒体以及电话领域。 1.6 1.6.3 媒多媒体编辑软件简介 1．音频编辑软件 　　如SoundEdit、WaveStudio、Adobe Audition。 2 ．图形和图像编辑软件 　（1）静态图像：如Photoshop、CoreDraw、AutoCAD。 　（2）动态图像：如Flash、3D Studio MAX。 3．视频编辑软件 　　如绘声绘影、Adobe Premiere、After Effects。 1.6 第1章结束 第1章 $$