大學計算機基礎第02講 計算機中的信息表示

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第三講計算機中信息的表示方法計算機中數(shù)的表示方法信息編碼4常用數(shù)制之間的轉換2計算機中常用的數(shù)制135信息計量單位教學內容與教學環(huán)節(jié)6小結信息編碼2常用數(shù)制之間的轉換1重點難點

理解數(shù)制相關的基本概念;

掌握計算機中常用數(shù)制之間的轉換方法;

了解信息在計算機中的編碼方式;

掌握各種信息計量單位之間的關系。學習目的1/31/20231計算機中常用數(shù)制

基本概念進制，即進位制：是指按進位的規(guī)則進行計數(shù)的方法。

基數(shù)：指在某種計數(shù)制中，每個數(shù)位上所能使用的數(shù)碼的個數(shù)，用R表示；權值：指在某種計數(shù)制中，每個數(shù)位上數(shù)碼“1”所代表的數(shù)值的大小。

1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結小結進制基數(shù)規(guī)則標志表示方法十進制(Decimal)0,1,2,3,4,5,6,7,8,9逢10進1，借1當10D234.57D(234.57)10二進制(Binary)0,1逢2進1，借1當2B1011010B(1011010)2八進制(Octal)0,1,2,3,4,5,6,7逢8進1，借1當8O257.43O(257.43)8十六進制(Hex)0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F逢16進1，借1當16HBF23.5AH(BF23.5A)16常用數(shù)制的轉換方法計算機中數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結

1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結十進制二進制（B）八進制（Q）十六進制（H）十進制二進制（B）八進制（Q）十六進制（H）000000081000108100011191001119200102210101012A300113311101113B401004412110014C501015513110115D601106614111016E701117715111117F常用進位計數(shù)制的對應關系小結2常用數(shù)制之間的轉換方法

按權展開多項式

1.3計算機概述計算機中常用數(shù)制常用數(shù)制的轉換方法計算機中數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結

1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結

非十進制十進制

按權展開求和例1：將1011.01B轉換為十進制數(shù)

1011.01B=1×23+0×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2

=8+2+1+0.25=11.25D

例2：將B7.FH轉換為十進制數(shù)

B7.FH=11×161+7×160+15×16-1

=176+7+0.975=183.9375D

例3：將372.6O轉換為十進制數(shù)

372.6O=3×82+7×81+2×80+6×8-1

=192+56+2+0.75=250.75D

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1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結小結

非十進制十進制整數(shù)部分：除基取余（倒排）小數(shù)部分：乘基取整例1：將27.75D

轉換為二進制數(shù)

27.75D=11011.11B

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1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結比27小的數(shù)里最大的數(shù)（2的倍數(shù)）是16，其次是8，但是4不能取，因為已經超過27了，但是2和1仍可以取。故16+8+2+1=2716+8++2+1=27110113常用數(shù)制之間的轉換方法例2：將1725.6875D

轉換為八進制數(shù)1725.6875D=3275.54O

例3：將12345.671875D

轉換為十六進制數(shù)12345.671875D

=3039.ACH

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1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結例4：將十進制小數(shù)0.6D轉換成二進制數(shù)。0.6D=1001B

提示：除到二進制小數(shù)點后4位并未除盡(余數(shù)仍未為0)。注意：有些十進制小數(shù)在轉換為非十進制數(shù)的時候,用“乘基取整法”無法得到精確值。

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1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結八進制二進制三位分組8=23一位八進制數(shù)需要三位進制數(shù)來表示。三位分組例1：將1101.01101B

轉換為八進制數(shù)首尾組不足三位時，首尾用“0”補足1101.01101B=15.32O

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1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結小結八進制二進制三位分組例2：將34.27O轉換為二進制數(shù)34.27O=11100.010111B

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1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結小結十六進制二進制四位分組16=24一位八進制數(shù)需要四位進制數(shù)來表示。四位分組例1：將11010101.11101001B

轉換為十六進制數(shù)11010101.11101001B=D5.E9H

1.3計算機概述計算機中常用數(shù)制常用數(shù)制的轉換方法計算機中數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結

1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結例2：將D3.E7H轉換為二進制數(shù)D3.E7H=11010011.11100111H

1.3計算機概述計算機中常用數(shù)制常用數(shù)制的轉換方法計算機中數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結

1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結不能直接轉換，需要通過轉換成二進制來完成例1：將53.61O轉換為十六進制數(shù)53.61O=2B.C4H

十六進制八進制四位分組二進制三位分組

1.3計算機概述計算機中常用數(shù)制常用數(shù)制的轉換方法計算機中數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結

1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結例2：將C4.28H轉換為八進制數(shù)C4.28H=304.126O

1.3計算機概述計算機中常用數(shù)制常用數(shù)制的轉換方法計算機中數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結

1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結

1.3計算機概述計算機中常用數(shù)制常用數(shù)制的轉換方法計算機中數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結

1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結計算機中的數(shù)據表示數(shù)值數(shù)據的表示(1)機器數(shù)的定點和浮點表示機器數(shù)的符號是數(shù)字化處理的，用一位二進制數(shù)字編碼表示，通常用0表示正數(shù)，1表示負數(shù)。

機器數(shù)的小數(shù)點的位置是事先約定的，它在機器數(shù)表示格式中并不出現(xiàn)，但根據硬件設計時約定的數(shù)的格式，計算機在運算處理中卻清楚地知道其位置。按規(guī)定格式，機器數(shù)有定點和浮點兩種表示形式。計算機中的數(shù)據表示數(shù)值數(shù)據的表示(1)機器數(shù)的定點和浮點表示①定點表示。由于采用進位計數(shù)制，任何一個二進制數(shù)Ｎ都可表示為：N=2±j×S其中：j是一個二進制整數(shù)，稱為數(shù)Ｎ的階碼；２為底數(shù)，S是二進制尾數(shù)，它表示該數(shù)的全部有效數(shù)字；而階碼j則指明小數(shù)點的位置，表明數(shù)值范圍。對任一個數(shù)N=2±j×S，若階碼j固定不變，則小數(shù)點的位置也就是固定的，這種表示稱為數(shù)的定點表示，該數(shù)稱為定點數(shù)。計算機中的定點數(shù)通常有兩種約定：其一是取j=0，把小數(shù)點固定在尾數(shù)最高位之前，這種表示稱為定點小數(shù)；其二是取j=n（n為尾數(shù)的位數(shù)），則是把小數(shù)點位置約定在尾數(shù)的最末位之后，這種表示稱為定點整數(shù)計算機中的數(shù)據表示數(shù)值數(shù)據的表示機器數(shù)的這兩種定點表示，小數(shù)點的位置都是固定的，所以它們的階碼無需表示。但要指出的是：a)小數(shù)點的位置為假想的位置，當計算機設計時將表示形式約定好，則各種部件及運算線路均按約定形式進行設計。b)采用定點表示法的計算機稱為定點機，定點機要求所有參加運算的數(shù)都是定點數(shù)。計算機中的數(shù)據表示數(shù)值數(shù)據的表示②浮點表示。當階碼的值不固定時，數(shù)中小數(shù)點的實際位置將根據階碼相對浮動，這就構成數(shù)的浮點表示。浮點表示要把機器數(shù)分成兩部分，一部分表示階碼，另一部分表示尾數(shù)，階碼和尾數(shù)均有各自的符號位。例如，二進制數(shù)+0.0110110的浮點表示形式:2-1×0.1101101010110110其中，二進制數(shù)-1是階碼，二進制數(shù)0.110110是尾數(shù)。在浮點計算機中這個數(shù)表示如圖1-4所示。這里，階碼為2位，尾數(shù)為6位，階符和數(shù)符各占1位。4.1、機器數(shù)在計算機中，只有“0”和“1”兩種形式，為了表示數(shù)的正、負號，也必須用“0”和“1”來表示。通常把一個數(shù)的最高位定義為符號位，用0表示正，1表示負，稱為數(shù)符；其余位仍表示數(shù)值。若用8位(即8bit寬)來表達一個帶符號的二進制數(shù)(-101100)B，其表示形式如下圖。把在機器中存放的正負號數(shù)碼化的數(shù)稱為機器數(shù)把機器外部由正負號表示的數(shù)稱為真值數(shù)例如：真值數(shù)(-01100101)B和(+100111)B，分別表示成機器數(shù)則為11100101和00100111，在機器中表示為下圖的形式：機器數(shù)總是與具體的計算機的硬件及型號相關聯(lián)的。在現(xiàn)代微機中，機器數(shù)的長度達到64位（在運算中一次指令可處理的數(shù)據長度）。Ｎ＝Ｍ×ＲC

數(shù)的指數(shù)表示形式:階碼C(Characteristic)

尾數(shù)M(Mantissa)

進制數(shù)的基R2056D=0.2056×1040.000029=0.29×10-4(1011011)2=0.1011011×2111(0.00110101)2=0.110101×2-10浮點數(shù)

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1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結浮點數(shù)例:-0.11011×2—011在機內的表示形式如下：符號位

假定一個浮點數(shù)用4個字節(jié)來表示，則一般階碼占用1個字節(jié)，尾數(shù)占用3個字節(jié)，且每部分的最高位均用以表示該部分的正負號。

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1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結4.3、原碼下面以整數(shù)為例，假定字長為8位。4.4、反碼

對于正數(shù)與原碼相同；對于負數(shù)，數(shù)符位為1，其數(shù)值絕對值取反(又稱為邏輯非運算，即1的反為0，0的反為1)。例如：4.5、補碼

對于正數(shù)與原碼相同；對于負數(shù)，數(shù)符位為1，其數(shù)值位的絕對值取反后加1，即負數(shù)的補碼等于其反碼加1。例如：

簡捷方法求負數(shù)的補碼：在原碼基礎上，首先符號位不變。然后從右邊開始，當遇到第一個1不變，其它位依次分別取反

(除符號外)即可。

注意：補碼的補碼回到原碼。為什么計算機要使用原碼、反碼和補碼？計算機內部的加減運算采用補碼，二進制的減法可用補碼加法實現(xiàn)，所以使用較廣泛。假設機器字長為8位。通過下面２例子簡要地說明運用補碼妙處，且符號參與運算！必須記?。悍舱撌鲈a、反碼和補碼必定是在給定某種定長的機器數(shù)的情況下進行的討論。軟件至今沒有一個確切的定義。軟件的功能是利用計算機本身提供的邏輯功能來合理地組織計算機的工作，以便簡化或代替人們使用計算機過程中的各個環(huán)節(jié)，并為用戶提供一個便于掌握、操作簡便的工作環(huán)境。101000110100010100111001001010010101………

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5.1數(shù)值型數(shù)據的兩種表示方法純二進制數(shù)，前面介紹的就是這種形式。壓縮十進制數(shù)形式(BinaryCodeDicemal)每位十進制數(shù)用四位二進制數(shù)表示。1111842123222120十進制數(shù)BCD碼十進制數(shù)BCD碼000005010110001601102001070111300118100040100910015

信息編碼

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1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結例:126D的純二進制方式和BCD方式表示純二進制方式：126D=1111110BBCD方式：126D=000100100110B126

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1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結5.2西文字符編碼ASCII碼ASCII-AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美國標準信息交換碼

；7位編碼，存儲時占一個字節(jié)(Byte)，第８位一般為0(書上的說法有些不準確)；共128個編碼，27＝128包括大小寫英文字母（各26個）阿拉伯數(shù)字（10個）標點符號和運算符（32個）控制碼（34個）編碼從A到Z、從a到z和從0到9碼值均為+1趨勢大小比較：數(shù)字<大寫字母<小寫字母；如0<A<a

1.3計算機概述計算機中常用數(shù)制常用數(shù)制的轉換方法計算機中數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結

1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結

1.3計算機概述計算機中常用數(shù)制常用數(shù)制的轉換方法計算機中數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結

1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結5.3漢字編碼轉換輸出映射用戶輸入碼國標碼機內碼字形碼顯示、打印輸入轉換、存儲漢字在計算機中的處理過程與編碼的關系：相關處理：輸入、存儲、輸入。編碼：輸入碼、國標碼、機內碼、字形碼。

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1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結信息編碼小結隨著科技的發(fā)展還有其它方式輸入漢字：語音輸入、手寫輸入、OCR識別等。例:輸入漢字“張”時的區(qū)位碼，拼音碼和五筆碼“張”區(qū)位碼:5337“張”拼音碼:zhang“張”五筆碼:xt注意:同一個漢字，不同的輸入法，它的輸入碼是不同的。漢字輸入碼數(shù)字編碼，區(qū)位碼；拼音編碼，智能ABC，全拼;字形編碼，五筆;

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1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結信息編碼信息編碼小結漢字國標碼GB2312-80字符集(簡體)《信息交換用漢字編碼字符集——基本集》該字符集收錄了6763個常用漢字，其中一級漢字3755個，二級漢字3008個。另外還收錄了各種符號682個，合計7445個GBK字符集(簡體＋繁體)《漢字內碼擴展規(guī)范》

即漢字擴充內碼規(guī)范，又稱大字符集，是目前見到的收錄漢字最多的漢字系統(tǒng)。BIG-5碼(繁體)通用于臺灣、香港地區(qū)的一個繁體字編碼方案。

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1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結小結漢字內碼轉換每個漢字用兩個字節(jié)的空間存儲將起始編碼從第32號位置開始。加20H是為了避免與基本ASCII碼中的控制碼沖突

區(qū)位碼機內碼每個字節(jié)的最高位置為1輸入轉換存儲

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1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結+2020H=國標碼國標碼+8080H=小結漢字字形碼漢字輸出（顯示，打?。┑淖帜?shù)據編碼；有點陣表示和矢量表示兩種表示方式；

例：漢字“次”的16×16點陣字形碼

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1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結信息編碼小結點陣字形編碼占用存儲空間計算方法1字節(jié)=8位1Byte=8bit例：用16×16點陣和48×48點陣表示一個“次”字，分別需要多大的存儲空間？

解：16×16點陣占空間：16×16/8=32字節(jié)

48×48點陣占空間：48×48/8=288字節(jié)

方法：字節(jié)數(shù)=點陣行數(shù)×點陣列數(shù)÷8原理：點陣中的每個點需要一個二進制的位來存儲。

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1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結信息編碼小結5.4圖像信息編碼圖像在計算機中以點陣方式編碼存儲；點陣中的點稱為“像素”（Pixel）；點陣規(guī)模的大小稱為圖像的“分辨率”（Resolution）；每個像素中存儲該位置的顏色信息。分辨率：320*240=76800像素

1.3計算機概述計算機中常用數(shù)制常用數(shù)制的轉換方法計算機中數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結

1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結信息編碼信息編碼小結1.黑白圖像(也稱二值圖像)2.灰度圖像(256級)3.RGB彩色圖像(24位)圖像中每個像素只需要1位空間存儲顏色信息，1-白，0-黑256級灰度圖像中每個像素需要8位空間存儲灰度信息，256=2824位真彩色RGB圖像中每個像素需要24位空間存儲顏色信息，顏色數(shù)可達224=16777216種

1.3計算機概述計算機中常用數(shù)制常用數(shù)制的轉換方法計算機中數(shù)的表示方法信息計量單位小結

1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結信息編碼小結圖像占存儲空間大小計算公式：大小=行分辨率×列分辨率×每個像素所需位數(shù)÷

8

=1024*768*24/8Bytes=2.25MB分辨率：1024*768顏色數(shù)：24位類型：位圖大小=行分辨率×列分辨率×每個像素所需位數(shù)÷

8

1.3計算機概述計算機中常用數(shù)制常用數(shù)制的轉換方法計算機中數(shù)的表示方法信息計量單位小結

1.3信息的表示方法常用數(shù)制數(shù)制的轉換方法數(shù)的表示方法信息編碼信息計量單位小結

1.4信息安全計算機病毒的危害正確區(qū)分計算機在不同領域的應用

計算機病毒的特點2計算機病毒的概念1教學重點與難點3

1.4安全知識

了解計算機系統(tǒng)安全的內容；

掌握基本的計算機病毒知識;

了解計算機安全的一些法律法規(guī)。學習目的1/31/2023計算機系統(tǒng)的安全計算機安全：是為數(shù)據處理系統(tǒng)建立采取的技術和管理的安全保護，保護計算機硬件、軟件、數(shù)據不因偶然的或惡意的原因而遭破壞、更改或顯露。計算機系統(tǒng)的安全一般包括以下幾個方面：

1.4計算機安全知識計算機系統(tǒng)安全計算機病毒知識小結相關法律法規(guī)1.實體安全2.軟件安全3.數(shù)據安全4.網絡安全5.運行安全1.4.1影響計算機系統(tǒng)的安全因素人為因素技術因素物理因素軟件因素數(shù)據因素計算機病毒因素計算機通信信道因素自然災害因素

1.4計算機安全知識計算機系統(tǒng)安全計算機病毒知識小結相關法律法規(guī)1.4.2計算機系統(tǒng)的硬件維護硬件系統(tǒng)故障原因災害人為環(huán)境硬件系統(tǒng)維護與管理硬件本身的性能電壓靜電操作規(guī)程及時發(fā)現(xiàn)

1.4計算機安全知識計算機系統(tǒng)安全計算機病毒知識小結相關法律法規(guī)1.4.3數(shù)據的安全維護數(shù)據的有效保存軟件運行與日常維護磁盤整理、病毒檢測與清除、密碼管理、數(shù)據備份與恢復數(shù)據備份備份時間、備份地點一個教訓權限策略功能控制、數(shù)據控制、人機接口控制病毒防范軟件、磁盤、網絡及時處理

1.4計算機安全知識計算機系統(tǒng)安全計算機病毒知識小結相關法律法規(guī)1.4.3數(shù)據的安全維護數(shù)據的安全保密權限控制數(shù)據加密入侵檢測加強管理系統(tǒng)設計與實施階段安全保密策略物理可靠性信息系統(tǒng)的安全設計原則計算機信息系統(tǒng)的安全性設計計算機信息系統(tǒng)的安全標志設計時遵循的原則

1.4計算機安全知識計算機系統(tǒng)安全計算機病毒知識小結相關法律法規(guī)

計算機病毒，是指編制或者在計算機程序中插入的破壞計算機功能或者毀壞數(shù)據，影響計算機使用，并能自我復制的一組計算機指令或者程序代碼。1.4.4計算機病毒及防治一、計算機病毒的概念

1.4計算機安全知識計算機系統(tǒng)安全計算機病毒知識小結相關法律法規(guī)可觸發(fā)性二、計算機病毒的特點（舉例）病毒名稱：Win32.Troj.Lmir.pc病毒中文名：“傳奇大盜”變種PC病毒類型：木馬危險級別：★影響系統(tǒng)：Win9X/ME/NT/2000/XP/2003WinXP專殺工具：金山專殺工具病毒描述：該病毒通過網絡傳播，是會潛伏在用戶的電腦系統(tǒng)里，伺機獲取網游“魔獸世界”的登錄窗口，記錄帳號和密碼等有效信息，并將竊取的信息通過電子郵箱發(fā)送給木馬種植者，造成用戶的虛擬財產的丟失。

非授權的可執(zhí)行、破壞性潛伏性隱蔽性傳染性計算機病毒知識計算機病毒分類本章小結計算機安全知識

1.4計算機安全知識

1.4計算機安全知識計算機系統(tǒng)安全計算機病毒知識小結相關法律法規(guī)三、計算機病毒的命名病毒名稱：Dropper.BingHe.2c前綴名稱后綴表明病毒的種類例如：Dropper.BingHe.2c

Dropper表明是后門病毒病毒家簇的標識例如：Dropper.BingHe.2c

BingHe

名稱為冰河播種者的病毒病毒的變種，有26個字母或數(shù)字組成

前綴：后綴：名稱：

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1.4計算機安全知識計算機系統(tǒng)安全計算機病毒知識小結相關法律法規(guī)四、計算機病毒的分類引導型病毒文件型病毒復合型病毒良性病毒惡性病毒單機病毒網絡病毒1.按寄生方式分：2.按破壞程度分：3.按傳播媒介分：

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1.4計算機安全知識計算機系統(tǒng)安全計算機病毒知識小結相關法律法規(guī)五、計算機病毒的結構引導模塊在一定的條件下表現(xiàn)其破壞功能。首先檢查運行環(huán)境,如確定操作系統(tǒng)類型,內存容量等,其次是將病毒引入內存使其激活。是尋找感染目標以及其是否已被感染。表現(xiàn)模塊傳染模塊

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1.4計算機安全知識計算機系統(tǒng)安全計算機病毒知識小結相關法律法規(guī)對計算機數(shù)據信息的直接破壞占用磁盤空間搶占系統(tǒng)資源影響計算機運行速度六、計算機病毒的危害

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