計算機應用基礎（Windows7+Office2010）高職PPT完整全套教學課件

項目1

計算機基礎概述項目１計算機基礎概述.pptx項目２計算機系統(tǒng)的組成.pptx項目３計算機網(wǎng)絡基礎及信息安全.pptx項目４多媒體技術基礎.pptx項目５Windows７的基礎操作.pptx項目６Word２０１０軟件的應用.pptx項目７Excel２０１０軟件的應用.pptx項目８PowerPoint２０１０軟件的應用.pptx項目９Internet基本應用.pptx全套PPT課件1.2信息表示與儲存1.1概述目錄CONTENTS1.1概述1.第一臺計算機的誕生1946年2月14日，世界上第一臺計算機ENIAC在美國賓夕法尼亞大學誕生。第二次世界大戰(zhàn)期間，美國軍方要求賓夕法尼亞大學的莫奇來（Mauchly）博士和他的學生愛克特（Eckert）設計真空管取代繼電器的“電子化”計算機——ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorandCalculator，電子數(shù)字積分器與計算器），目的是用來計算炮彈彈道。ENIAC使用了18800個真空管，長30.48米，寬1米，占地179平方米，重達30噸，耗電高達140千瓦。它的計算速度快，每秒可從事5000次的加法運算。ENIAC雖然每秒只能進行5000次加法運算，卻把科學家能從奴隸般的計算中解救了出來。ENIAC的問世，標志著計算機時代的到來，具有跨時代的意義。1.1.1計算機的發(fā)展2.計算機科學奠基人約翰?馮?諾依曼（JohnvonNeumann,1903－1957）。約翰·馮·諾依曼是美籍匈牙利人，著名的經(jīng)濟學家、物理學家、數(shù)學家和發(fā)明家。1954年他任美國原子能委員會委員；1951年至1953年任美國數(shù)學會主席；又被譽為“現(xiàn)代電子計算機之父”。馮·諾依曼首先提出了在計算機內(nèi)儲存程序的概念，使用單一處理部件來完成計算、存儲及通信工作?！按鎯Τ绦颉背闪爽F(xiàn)代計算機的重要標志。阿蘭·麥席森·圖靈（AlanMathisonTuring,1912－1954）。阿蘭·麥席森·圖靈是英國著名的數(shù)學家和邏輯學家，被譽稱為“人工智能之父”，是計算機邏輯的奠基者，提出了“圖靈機”和“圖靈測試”等重要概念。人們?yōu)榧o念其在計算機領域的卓越貢獻而設立“圖靈獎”。1.1概述1.1.1計算機的發(fā)展3.計算機發(fā)展的四個階段（1）第一代（1946～1957年）——電子管計算機（2）第二代（1958～1964年）——晶體管計算機（3）第三代（1965～1969年）——中小規(guī)模集成電路計算機（4）第四代（1971年至今）——大規(guī)模集成超大規(guī)模集成電路計算機1.1概述1.1.1計算機的發(fā)展1.計算機的特點現(xiàn)代計算機一般具有以下幾個重要特點。（1）運算速度快。（2）計算精度高。（3）具有“記憶”和邏輯判斷功能。計算機的存儲器可以存儲大量數(shù)據(jù)，這使計算機具有了“記憶”功能。（4）工作全自動、通用性強。1.1概述1.1.2計算機的特點、分類和用途2.計算機的分類（1）按處理的對象分類電子模擬計算機：電子模擬計算機所處理的電信號在時間上是連續(xù)的（稱為模擬量），采用的是模擬技術。電子數(shù)字計算機：電子數(shù)字計算機所處理的電信號在時間上是離散的（稱為數(shù)字量），采用的是數(shù)字技術。混合計算機：混合計算機是將數(shù)字技術和模擬技術相結合的計算機。1.1概述1.1.2計算機的特點、分類和用途2.計算機的分類（2）按性能規(guī)模分類巨型機：研究巨型機是現(xiàn)代科學技術，尤其是國防尖端技術發(fā)展的需要。巨型機的特點是運算速度快、存儲容量大。大型機通用機：大型機通用的特點表現(xiàn)在通用性強、具有很強的綜合處理能力、性能覆蓋面廣等，主要應用在公司、銀行、政府部門、社會管理機構和制造廠家等，通常人們稱大型機通用機為企業(yè)計算機。小型機：小型機規(guī)模小，結構簡單，設計周期短，便于及時采用先進工藝。1.1概述1.1.2計算機的特點、分類和用途2.計算機的分類（2）按性能規(guī)模分類巨型機：研究巨型機是現(xiàn)代科學技術，尤其是國防尖端技術發(fā)展的需要。巨型機的特點是運算速度快、存儲容量大。大型機通用機：大型機通用的特點表現(xiàn)在通用性強、具有很強的綜合處理能力、性能覆蓋面廣等，主要應用在公司、銀行、政府部門、社會管理機構和制造廠家等，通常人們稱大型機通用機為企業(yè)計算機。小型機：小型機規(guī)模小，結構簡單，設計周期短，便于及時采用先進工藝。微型計算機：微型機又稱個人計算機（PersonalComputer，PC），它是日常生活中使用最多、最普遍的計算機，具有價格低廉、性能強、體積小、功耗低等特點。工作站：工作站是一種高檔微機系統(tǒng)。它具有較高的運算速度，具有大小型機的多任務、多用戶功能，且兼具微型機的操作便利和良好的人機界面。1.1概述1.1.2計算機的特點、分類和用途2.計算機的分類（3）按功能和用途分類通用計算機具有功能強、兼容性強、應用面廣、操作方便等優(yōu)點，通常使用的計算機都是通用計算機。

專用計算機一般功能單一，操作復雜，用于完成特定的工作任務。1.1概述1.1.2計算機的特點、分類和用途3.計算機的應用（1）科學計算?？茖W計算也稱為數(shù)值計算，通常是指用于完成科學研究和工程技術中提出的數(shù)學問題的計算。假如在天文學、氣象、空氣動力學、核物理學等領域中，都需要依靠計算機進行復雜的運算。（2）數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理又稱信息處理，它是指信息的收集、分類、整理、加工、存儲等一系列活動的總稱。所謂信息是指可被人類感受的聲音、圖像、文字、符號、語言等。數(shù)據(jù)處理還可以在計算機上加工那些非科技工程方面的計算，管理和操縱任何形式的數(shù)據(jù)資料。其特點是處理的原始數(shù)據(jù)量大，而運算比較簡單，有大量的邏輯與判斷運算。1.1概述1.1.2計算機的特點、分類和用途3.計算機的應用（3）過程控制。過程控制亦稱實時控制，是用計算機及時采集數(shù)據(jù)，按最佳值迅速對控制對象進行自動控制或采用自動調節(jié)。利用計算機進行過程控制，不僅大大提高了控制的自動化水平，而且大大提高了控制的及時性和準確性。（4）計算機輔助系統(tǒng)。計算機輔助系統(tǒng)包括：計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助教學（CAI）、計算機輔助制造（CAM）等系統(tǒng)。（5）虛擬現(xiàn)實：虛擬現(xiàn)實是利用計算機生成的一種模擬環(huán)境，通過各種傳感設備實現(xiàn)任何環(huán)境直接互動的目的。1.1概述1.1.2計算機的特點、分類和用途巨型化微型化指計算機具有極高的運算速度、大容量的分布空間、更加強大和完善的功能，主要用于航空航天、軍事、氣象、人工智能、生物工程等學科領域。大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路發(fā)展的必然。從第一塊微處理器芯片問世以來，發(fā)展速度與日俱增。1.1概述1.1.3未來計算機的發(fā)展趨勢網(wǎng)絡化智能化多媒體化計算機技術和通信技術緊密結合的產(chǎn)物。計算機網(wǎng)絡將不同地理位置上具有獨立功能的不同計算機通過通信設備和傳輸介質互連起來，在通信軟件的支持下，實現(xiàn)網(wǎng)絡中的計算機之間共享資源、交換信息、協(xié)同工作。計算機網(wǎng)絡的發(fā)展水平已成為衡量國家現(xiàn)代化程度的重要指標，在社會經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著極其重要的作用。人工智能是研究使計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為（如學習、推理、思考、規(guī)劃等）的學科，主要包括計算機實現(xiàn)智能的原理、制造類似于人腦智能的計算機，使計算機能實現(xiàn)更高層次的應用。計算機多媒體化是當今信息技術領域發(fā)展最快、最活躍的技術，是新一代電子技術發(fā)展和競爭的焦點。多媒體技術融計算機、聲音、文本、圖像、動畫、視頻和通信等多種功能于一體，借助日益普及的高速信息網(wǎng)，可實現(xiàn)計算機的全球聯(lián)網(wǎng)和信息資源共享。1.1概述1.1.3未來計算機的發(fā)展趨勢數(shù)據(jù)是對客觀事物的符號表示。數(shù)值、文字、語言、圖形、形象等都是不同形式的數(shù)據(jù)。計算機科學中的信息通常被認為是能夠用計算機處理的有意義的內(nèi)容或消息，它們以數(shù)據(jù)的形式出現(xiàn)。1.2.2計算機中的數(shù)據(jù)1.2信息表示與儲存1.2.1數(shù)據(jù)與信息1.十進制（D）十進制的特點如下：①有10個數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。②基數(shù)：10。③逢十進一（加法運算），借一當十（減法運算）。④按權展開式。對于任意一個n位整數(shù)和m位小數(shù)的十進制數(shù)D，均可按權展開為：D=Dn-1·10n-1＋Dn-2·10n-2＋···＋D1·101＋D0·100＋D-1·10–1＋···＋D–m·10–m1.2信息表示與儲存1.2.2計算機中的數(shù)據(jù)2.二進制（B）二進制的特點如下：①有兩個數(shù)碼：0、1。②基數(shù)：2。③逢二進一（加法運算），借一當二（減法運算）。④按權展開式。對于任意一個n位整數(shù)和m位小數(shù)的二進制數(shù)D，均可按權展開為：D＝Bn-1·2n-1＋Bn-2·2n-2＋…＋B1·21＋B0·20＋B-1·2–1＋···＋B–m·2-m1.2信息表示與儲存1.2.2計算機中的數(shù)據(jù)3.八進制（O）八進制的特點如下：①有8個數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7。②基數(shù)：8。③逢八進一（加法運算），借一當八（減法運算）。④按權展開式。對于任意一個n位整數(shù)和m位小數(shù)的八進制數(shù)D，均可按權展開為：D＝On-1·8n-1＋···＋O1·81＋O0·80＋O-1·8–1＋…＋O–m·8-m1.2信息表示與儲存1.2.2計算機中的數(shù)據(jù)4.十六進制（H）十六進制的特點如下：①有16個數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。②基數(shù)：16。③逢十六進一（加法運算），借一當十六（減法運算）。④按權展開式。對于任意一n位整數(shù)和m位小數(shù)的十六進制數(shù)Ｄ，均可按權展開為：D＝Hn-1·16n-1＋···＋H1·161＋H0·160＋H-1·16–1＋···＋H–m·16-m在16個數(shù)碼中，A、B、C、D、E和F這6個數(shù)碼分別代表十進制的10、11、12、13、14和15，這是國際上通用的表示法。1.2信息表示與儲存1.2.2計算機中的數(shù)據(jù)1.二、八、十六進制數(shù)轉換為十進制數(shù)（1）二進制數(shù)轉換成十進制數(shù)將二進制數(shù)轉換成十進制數(shù)，只要將二進制數(shù)用計數(shù)制通用形式表示出來，計算出結果，便得到相應的十進制數(shù)。例：（1101100.111）2＝1×26＋1×25＋0×24＋1×23＋1×22＋0×21＋0×21＋0×20＋1×2-2＋1×2-3＝64＋32＋8＋4＋0.5＋0.25＋0.125＝（108.875）10（2）八進制數(shù)轉換為十進制數(shù)八進制數(shù)轉換成十進制數(shù)：以8為基數(shù)按權展開并相加。例：把（652.34）8轉換成十進制。解：（652.34）8＝6×82＋5×81＋2×80＋3×8-1＋4×8-2＝384＋40＋2＋0.375＋0.0625＝426.4375）101.2信息表示與儲存1.2.3常用計數(shù)制之間的轉換1.二、八、十六進制數(shù)轉換為十進制數(shù)（3）十六進制數(shù)轉換為十進制數(shù)十六進制數(shù)→十進制數(shù)：以16為基數(shù)按權展開并相加。例：將（19BC.8）16轉換成十進制數(shù)。解：（19BC.8）16＝1×163＋9×162＋B×161＋C×160＋8×16-1＝4096＋2304＋176＋12＋0.5＝（6588.5）101.2信息表示與儲存1.2.3常用計數(shù)制之間的轉換2.十進制轉換為二進制數(shù)（1）整數(shù)部分的轉換整數(shù)部分的轉換采用的是除2取余法。其轉換原則是：將該十進制數(shù)除以2，得到一個商和余數(shù)（K0），再將商除以2，又得到一個新商和余數(shù)（K1），如此反復，得到的商是0時得到余數(shù)（Kn-1），然后將所得到的各位余數(shù)，以最后余數(shù)為最高位，最初余數(shù)為最低位依次排列，即Kn-1Kn-2···K1K0，這就是該十進制數(shù)對應的二進制數(shù)。這種方法又稱為“倒序法”。例：將（126）10轉換成二進制數(shù)。結果為：（126）10＝（1111110）21.2信息表示與儲存1.2.3常用計數(shù)制之間的轉換2.十進制轉換為二進制數(shù)（2）小數(shù)部分的轉換小數(shù)部分的轉換采用乘2取整法。其轉換原則是：將十進制數(shù)的小數(shù)乘以2，取乘積中的整數(shù)部分作為相應二進制數(shù)小數(shù)點后最高位K-1，反復乘2，逐次得到K-2、K-3、···、K-m，直到乘積的小數(shù)部分為0或1的位數(shù)達到精確度要求為止。然后把每次乘積的整數(shù)部分由上而下依次排列起來（K-1K-2···K-m），即是所求的二進制數(shù)。這種方法又稱為“順序法”。1.2信息表示與儲存1.2.3常用計數(shù)制之間的轉換3.八進制與二進制數(shù)之間的轉換（421法）（1）八進制轉換為二進制數(shù)八進制數(shù)轉換成二進制數(shù)所使用的轉換原則是“一位拆三位”，即把一位八進制數(shù)對應于三位二進制數(shù)，然后按順序連接即可。例：將（64.54）8轉換為二進制數(shù)。64·54↓↓↓↓↓110100·101100結果為：（64.54）8＝（110100.101100）21.2信息表示與儲存1.2.3常用計數(shù)制之間的轉換3.八進制與二進制數(shù)之間的轉換（421法）（2）二進制數(shù)轉換成八進制數(shù)二進制數(shù)轉換成八進制數(shù)可概括為“三位并一位”，即從小數(shù)點開始向左右兩邊以每三位為一組，不足三位時補0，然后每組改成等值的一位八進制數(shù)即可。例：將（110111.11011）2轉換成八進制數(shù)。110111.110110↓↓↓↓↓67.66結果為：（110111.11011）2＝（67.66）81.2信息表示與儲存1.2.3常用計數(shù)制之間的轉換4.二進制數(shù)與十六進制數(shù)的相互轉換（8421法）（1）二進制數(shù)轉換成十六進制數(shù)二進制數(shù)轉換成十六進制數(shù)的轉換原則是“四位并一位”，即以小數(shù)點為界，整數(shù)部分從右向左每4位為一組，若最后一組不足4位，則在最高位前面添0補足4位，然后從左邊第一組起，將每組中的二進制數(shù)按權數(shù)相加得到對應的十六進制數(shù)，并依次寫出即可；小數(shù)部分從左向右每4位為一組，最后一組不足4位時，尾部用0補足4位，然后按順序寫出每組二進制數(shù)對應的十六進制數(shù)。例：將（1111101100.0001101）2轉換成十六進制數(shù)。001111101100.00011010↓↓↓↓↓↓3EC.1A結果為：（1111101100.0001101）2＝（3EC.1A）161.2信息表示與儲存1.2.3常用計數(shù)制之間的轉換4.二進制數(shù)與十六進制數(shù)的相互轉換（8421法）（2）十六進制數(shù)轉換成二進制數(shù)十六進制數(shù)轉換成二進制數(shù)的轉換原則是“一位拆四位”，即把1位十六進制數(shù)寫成對應的4位二進制數(shù)，然后按順序連接即可。例：將（C41.BA7）16轉換為二進制數(shù)。C41.BA7↓↓↓↓↓↓↓110001000001.101110100111結果為：（C41.BA7）16＝（110001000001.101110100111）21.2信息表示與儲存1.2.3常用計數(shù)制之間的轉換計算機數(shù)據(jù)的表示經(jīng)常用到以下幾個概念。在計算機內(nèi)部，數(shù)據(jù)都是以二進制的形式存儲和運算的。1.位二進制數(shù)據(jù)中的一個位（bit）簡寫為b，音譯為比特，是計算機存儲數(shù)據(jù)的最小單位。一個二進制位只能表示0或1兩種狀態(tài)，要表示更多的信息，就要把多個位組合成一個整體，一般以8位二進制組成一個基本單位。1.2信息表示與儲存1.2.4計算機中數(shù)據(jù)的單位1.2信息表示與儲存1.2.4計算機中數(shù)據(jù)的單位2.字節(jié)字節(jié)是計算機數(shù)據(jù)處理的最基本單位，并主要以字節(jié)為單位解釋信息。字節(jié)（Byte）簡記為B，規(guī)定一個字節(jié)為8位，即1B＝8bit。每個字節(jié)由8個二進制位組成。一般情況下，一個ASCII碼占用一個字節(jié)，一個漢字國際碼占用兩個字節(jié)。為了便于衡量存儲器的大小，統(tǒng)一以字節(jié)（Byte，B）為單位。千字節(jié)1KB＝1024B＝B兆字節(jié)1MB＝1024KB＝B吉字節(jié)1GB＝1024MB＝B太字節(jié)1TB＝1024GB＝B1.2信息表示與儲存1.2.4計算機中數(shù)據(jù)的單位3.字（字長）一個字通常由一個或若干個字節(jié)組成。字（Word）是計算機進行數(shù)據(jù)處理時，一次存取、加工和傳送的數(shù)據(jù)長度。由于字長是計算機一次所能處理信息的實際位數(shù)，所以，它決定了計算機數(shù)據(jù)處理的速度，是衡量計算機性能的一個重要指標，字長越長，性能越好。計算機型號不同，其字長是不同的，常用的字長有8、16、32和64位。一般情況下，IBMPC/XT的字長為8位，80286微機字長為16位，80386/80486微機字長為32位，Pentium系列微機字長為64位。如何表示正負和大小，在計算機中采用什么計數(shù)制，是學習計算機的一個重要問題。數(shù)據(jù)是計算機處理的對象，在計算機內(nèi)部，各種信息都必須通過數(shù)字化編碼后才能進行存儲和處理。由于技術原因，計算機內(nèi)部一律采用二進制，而人們在編程中經(jīng)常使用十進制，有時為了方便還采用八進制和十六進制。理解不同計數(shù)制及其相互轉換是非常重要的。1.2信息表示與儲存1.2.5字符的編碼字符的編碼包括（字母、數(shù)字、各種符號）和中文符號。由于計算機是以二進制的形式儲存和處理數(shù)據(jù)，因此字符也必須按特定的規(guī)則進行二進制編碼才能進入計算機。字符編碼的方法很簡單，首先確定需要編碼的字符總數(shù)，然后將每一個字符按順序確定順序編碼，編號值的大小無意義，僅作為識別與使用這些字符的依據(jù)。字符形式的多少涉及編碼的位數(shù)。對西文與中文字符，由于形式的不同，使用不同的編碼。1.西文字符的編碼計算機中常用的字符編碼有EBCDIC碼和ASCII碼。IBM系列大型機采用EBCDIC碼，微型機采用ASCII碼是美國標準信息交換碼，被國際化組織指定為國際標準。它有7位碼和8位碼兩種版。國際的7位ASCII碼是用7位二進制數(shù)表示一個字符的編碼，其編碼范圍從0000000B-1111111B，共有7-128個不同的編碼值，相應可以表示128個不同的編碼。1.2信息表示與儲存1.2.5字符的編碼（1）漢字信息的交換碼漢字信息交換碼簡稱交換碼，也叫國標碼。規(guī)定了7445個字符編碼，其中有682個非漢字圖形符和6763個漢字的代碼。有一級常用字3755個，二級常用字3008個。兩個字節(jié)存儲一個國標碼。國標碼的編碼范圍121H-7E7EH。區(qū)位碼和國標碼之間的轉換方法是將一個漢字的十進制區(qū)號和十進制位號分別轉換成十六進制數(shù)，然后再分別加上20H，就成為此漢字的國標碼：漢字國標碼=區(qū)號（十六進制數(shù)）＋20H位號（十六進制數(shù)）＋20H而得到漢字的國標碼之后，我們就可以使用以下公式計算漢字的機內(nèi)碼：漢字機內(nèi)碼＝漢字國標碼＋8080H2.漢字的編碼1.2信息表示與儲存1.2.5字符的編碼（2）漢字內(nèi)碼漢字內(nèi)碼是在計算機內(nèi)部對漢字進行存儲、處理的漢字代碼，它應能滿足存儲、處理和傳輸?shù)囊?。一個漢字輸人計算機后就轉換為內(nèi)碼。內(nèi)碼需要兩個字節(jié)存儲，每個字節(jié)以最高位置“1”作為、內(nèi)碼的標識。2.漢字的編碼（3）漢字字型碼漢字字型碼也叫字?；驖h字輸出碼。在計算機中，8個二進制位組成一個字節(jié)，它是度量空間的基本單可見一個16x16點陣的字型碼需要16x16/8=32字節(jié)存儲空間。漢字字型通常分為通用型和精密型兩類。（4）漢字地址碼漢字地址碼是指漢字庫中存儲漢字字型信息的邏輯地址碼。它與漢字內(nèi)碼有著簡單的對應關系，以簡化內(nèi)碼到地址碼的轉換。1.2信息表示與儲存1.2.5字符的編碼（5）各種漢字代碼之間的關系漢字的輸人、處理和輸出的過程，實際上是漢字的各種代碼之間的轉換過程。表示了這些漢字代碼在漢字信息處理系統(tǒng)中的位置及它們之間的關系。2.漢字的編碼輸入設備輸入處理漢字庫輸出設備漢字輸入碼漢字機內(nèi)碼漢字字型碼1.2信息表示與儲存1.2.5字符的編碼（5）各種漢字代碼之間的關系漢字的輸人、處理和輸出的過程，實際上是漢字的各種代碼之間的轉換過程。表示了這些漢字代碼在漢字信息處理系統(tǒng)中的位置及它們之間的關系。2.漢字的編碼輸入設備輸入處理漢字庫輸出設備漢字輸入碼漢字機內(nèi)碼漢字字型碼THANK

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項目2計算機系統(tǒng)的組成2.2計算機軟件系統(tǒng)2.1計算機硬件系統(tǒng)目錄CONTENTS2.1計算機硬件系統(tǒng)盡管各種計算機在性能、用途和規(guī)模上有所不同，但其基本結構都遵循馮·諾依曼型體系結構。人們稱符合這種設計的計算機為馮·諾依曼模型。這就決定了計算機硬件系統(tǒng)是由運算、控制、存儲、輸入、輸出五個部分組成，這五個部分又可以歸為兩個大類，即主機部分和外設部分，如圖2.1計算機硬件系統(tǒng)運算器（ArithmeticandLogicUnit，ALU）是計算機處理數(shù)據(jù)形成信息的加工廠，它的主要功能是對二進制數(shù)碼進行算術或邏輯運算。所以，也稱為算數(shù)邏輯部件（ArithmeticandLogicUnit，ALU）。所謂算數(shù)運算就是常用的加、減、乘、除以及乘方、開方等數(shù)學運算；而邏輯運算則指的是邏輯變量之間的運算，即通過與、或、非等基本操作對二進制數(shù)進行邏輯判斷。2.1.1運算器2.1計算機硬件系統(tǒng)2.1.1運算器以“1+3=？”的簡單算術運算為例，看計算機的運算過程。在控制器的作用下，計算機分別從內(nèi)存中讀取操作數(shù)和，并將并將其暫存在寄存器A和寄存器B中。運算時，兩個操作數(shù)同時傳至ALU，在ALU中完成加法操作。執(zhí)行后的結果根據(jù)需要被傳送至存儲器的指定單元或運算器的某個寄存器中，如圖2.1計算機硬件系統(tǒng)2.1.1運算器字長：指計算機部件一次能同時處理的二進制數(shù)的位數(shù)。作為存儲數(shù)據(jù)，字長越長，則計算機的運算精度就越高；作為存儲指令，字長越長則計算機的處理能力越強。目前普遍使用的Intel公司和AMD公司的微處理器的微機大多支持32位字長或64位字長的，這就意味著該類型的機器可以并行處理32位或64位二進制數(shù)的算術運算或邏輯運算。運算速度：計算機的運算速度通常是指每秒中能執(zhí)行加法指令的數(shù)目。通常百萬次/秒（MillionInstructionsPerSecond，MIPS）來表示，這個更能直觀的反映機器的速度。2.1計算機硬件系統(tǒng)2.1.2控制器控制器（ControlUnit，CU）是計算機的心臟，由它指揮全機各個部件自動、協(xié)調地工作。控制器的基本功能是根據(jù)指令計數(shù)器中指定的地址從內(nèi)存取出一條指令，對其操作碼進行譯碼，再由操作控制部件有序地控制各部件完成操作碼規(guī)定的功能。控制器由指令寄存器（InstructionsRegister，IR）、指令譯碼器（InstructionsDecoderID）、程序計數(shù)器（ProgramCounter，PC）和操作控制（OperationController，OC）4個部件組成?？刂破浣Y構簡圖，如圖2.1計算機硬件系統(tǒng)2.1.2控制器1.機器指令機器指令通常有操作碼和操作數(shù)兩部分組成。（1）操作碼：指明指令所要完成操作的性質和功能。（2）操作數(shù)：指明操作碼執(zhí)行時的操作數(shù)。操作數(shù)的形式可以是數(shù)據(jù)本身，也可以是存放數(shù)據(jù)的內(nèi)存單元地址或寄存器名稱。指令的基本格式如表2-1所示。操作碼源操作數(shù)（或地址）目的操作數(shù)地址2.1計算機硬件系統(tǒng)2.1.2控制器2.指令的執(zhí)行過程一條機器指令的執(zhí)行需要獲得指令、分析指令、執(zhí)行指令。大致過程如下：①取指令：從存儲單元地址等于當前程序計數(shù)器PC的內(nèi)容的那個儲存單元中讀取當前要執(zhí)行的指令，并把它存放到指令寄存器IR中。②分析指令：指令譯碼器ID分析該指令（稱為譯碼）。③生成控制信號：操作控制器根據(jù)指令譯碼器ID的輸出（譯碼結果），按一定的順序產(chǎn)生該指令所需的控制信號。④執(zhí)行指令：在控制信號的作用下，計算機各部件完成相應的操作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理和結果的保存。⑤重復執(zhí)行：計算機分局PC中新的指令地址，重復執(zhí)行上述4個過程，直至執(zhí)行到指令結束。2.1計算機硬件系統(tǒng)2.1.2控制器2.指令的執(zhí)行過程控制器和運算器是計算機的核心部件，這兩個部分合成為計算機的中央處理器（CentralProcessingUnit，CPU），如圖2-5所示。時鐘主屏指CPU的時鐘頻率，是微機性能的一個重要指標，它的高低一定程度地決定了計算機速度的高低。主屏以吉赫茲（GHz）為單位，一般的說，主屏越高，速度越快。由于微處理器發(fā)展迅速，微機的主屏也在不斷的提高?！氨简v”（Pentium）處理器目前CPU的主屏已達到1—5GHz。2.1計算機硬件系統(tǒng)2.1.3存儲器存儲器（Memory）是計算機存儲信息的“倉庫”。所謂“信息”是指計算機系統(tǒng)所要處理的數(shù)據(jù)和程序。程序是一組指令的集合。存儲器是有記憶能力的部件，用來存儲程序和數(shù)據(jù)，從存儲器中取出信息，不破壞原有的內(nèi)容，這種操作稱為存儲器的讀出；把信息寫入存儲器，原來的內(nèi)容被抹掉，這種操作稱為存儲器的寫入。存儲器可分為兩大類：內(nèi)存儲器和外存儲器。2.1計算機硬件系統(tǒng)2.1.3存儲器內(nèi)存一般采用半導體存儲器。根據(jù)工作方式的不同，內(nèi)存又可分為隨機存儲器和只讀存儲器兩部分。①隨機存儲器（RAM）：在計算機運行過程中所儲存內(nèi)容可隨時讀出，又可以隨時寫入新的內(nèi)容或修改已存入的內(nèi)容。斷電后所儲存的內(nèi)容全部丟失。隨機存儲器又可以分為靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM兩種。?靜態(tài)RAM的特點是只要不斷電，信息就可長時間的保存。其優(yōu)點是速度快，不需要刷新，工作狀態(tài)穩(wěn)定；缺點是功耗大，集成度低，成本高。?動態(tài)RAM的優(yōu)點是使用組件少，功耗低，集成度高；缺點是存取速度較慢且需要刷新。2.1計算機硬件系統(tǒng)2.1.3存儲器②只讀存儲器（ROM）：所儲存的內(nèi)容只能讀出，不能寫入。只讀存儲器的內(nèi)容不可隨便改變，所以斷電后所儲存的內(nèi)容不會丟失。關于RAM和ROM之間，以及動態(tài)RAM和靜態(tài)RAM之間的區(qū)別如表內(nèi)存類型靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM之間的區(qū)別RAM和ROM的區(qū)別區(qū)別點靜態(tài)RAM動態(tài)RAM信息可以隨時寫入。寫入時，原數(shù)據(jù)被沖掉。加電時信息完好，一旦斷電，信息消失，無法恢復隨機存儲器（RAM）1集成度低集成度高2價格高價格低3存取速度快存取速度慢4不需要刷新需要刷新只讀存儲器（ROM）分類可編程只讀存儲器（PROM）可擦寫的可編程只讀擦除器（EPROM）掩模型只讀存儲器（MROM）信息是永久性的，即使關機也不會消失2.1計算機硬件系統(tǒng)2.1.3存儲器外儲存器設置在主機外部，簡稱外存（又稱輔助存儲器，簡稱輔存），外存是內(nèi)存的擴充，外存的存儲容量大，存取速度慢。主要用來長期存放“暫時不用”的程序和數(shù)據(jù)。通常外存不和計算機的其他部件直接交換數(shù)據(jù)，只和內(nèi)存交換數(shù)據(jù)。常見的外存有U盤、磁帶、光盤等2.1計算機硬件系統(tǒng)2.1.4輸入輸出設備輸入/輸出設備（Input/Outputdevices，I/O設備，也稱外部設備）是計算機系統(tǒng)不可缺少的組成部分，是計算機與外部世界進行信息交換的中介，是人與計算機聯(lián)系的橋梁。1.輸入設備輸入設備（InputDevice）是向計算機輸入數(shù)據(jù)和信息的設備。是計算機與用戶或其他設備通信的橋梁。鍵盤，鼠標、攝像頭、掃描儀、光筆、手寫輸入板、游戲桿、語音輸入裝置等都屬于輸入設備。輸入設備是人或外部與計算機進行交互的一種裝置，用于把原始數(shù)據(jù)和處理這些數(shù)的程序輸入到計算機中。計算機能夠接收各種各樣的數(shù)據(jù)，既可以是數(shù)值型的數(shù)據(jù)，也可以是各種非數(shù)值型的數(shù)據(jù)，如圖形、圖像、聲音等都可以通過不同類型的輸入設備輸入到計算機中，進行存儲、處理和輸出。2.1計算機硬件系統(tǒng)2.1.4輸入輸出設備2.輸出設備輸出設備（OutputDevice）是計算機的終端設備，用于接收計算機數(shù)據(jù)的輸出顯示、打印、聲音、控制外圍設備操作等。也是把各種計算結果數(shù)據(jù)或信息以數(shù)字、字符、圖像、聲音等形式表示出來。主要功能是將內(nèi)存中計算機處理后的信息以能為人或其它設備所接受的形式輸出。輸出設備種類也很多。常見的有顯示器、打印機、繪圖儀、影像輸出系統(tǒng)、語音輸出系統(tǒng)、磁記錄設備等。打印機和顯示設備已成為每臺計算機和大多數(shù)終端所必需的設備。2.1計算機硬件系統(tǒng)2.1.4輸入輸出設備3.其他輸入/輸出設備目前，不少設備同時集成了輸入/輸出兩種功能，例如，調制解調器（Modem），它是數(shù)字信號和模擬信號之間的橋梁。一臺調制解調器將計算機的數(shù)字信號轉換成模擬信號，通過電話線傳送到另一臺調制解調器上，經(jīng)過解調，再將模擬信號轉化為數(shù)值信號送入計算機，實現(xiàn)兩臺計算機之間的數(shù)據(jù)通信；再比如觸摸屏既可以用“顯示器”身份作為計算機輸出設備，又可以用“鍵盤”的身份作為計算機輸入設備。2.1計算機硬件系統(tǒng)2.1.5計算機的結構1.直接連接最早的計算機基本上采用直接連接的方式，運算器、存儲器、控制器和外部設備等組成部件之中的任意兩個組成部件，相互之間基本上都有單獨的連接線路。這樣的結構可以獲得最高的連接速度，但不易擴展。如由馮·諾依曼在1952年研制的計算機IAS，基本上就采用了直接連接的結構。2.1計算機硬件系統(tǒng)2.1.5計算機的結構2.總線結構（1）數(shù)據(jù)總線一組用來在存儲器、運算器、控制器和I/O部件之間傳輸數(shù)據(jù)信號的公共通道。一方面是用于CPU向主存儲器和I/O接口傳送數(shù)據(jù)，另一方面是用于主存儲器和I/O接口向CPU傳送數(shù)據(jù)，是雙向的總線。數(shù)據(jù)總線的位數(shù)是計算機的一個重要指標，它體現(xiàn)了傳輸數(shù)據(jù)的能力，通常與CPU的位數(shù)相對應。2.1計算機硬件系統(tǒng)2.1.5計算機的結構2.總線結構（2）地址總線地址總線是CPU向主存儲器和I/O接口傳送地址信息的公共通路。地址總線傳送地址信息，地址是識別信息存放位置的編號，地址信息可能是存儲器的地址，也可能是I/O接口的地址。它是自CPU向外傳輸?shù)膯蜗蚩偩€。由于地址總線傳輸?shù)刂沸畔ⅲ缘刂房偩€的位數(shù)決定了CPU可以直接尋址的內(nèi)存范圍。2.1計算機硬件系統(tǒng)2.1.5計算機的結構2.總線結構（3）控制總線一組用來在存儲器、運算器、控制器和I/O部件之間傳輸控制信號的公共通路?？刂瓶偩€是CPU向主存儲器和I/O接口發(fā)出命令信號的通道，又是外界向CPU傳送狀態(tài)信息的通道。2.1計算機硬件系統(tǒng)2.1.5計算機的結構3.總線標準總線在發(fā)展過程中已逐步標準化，常見的總線標準有ISA總線、PCI總線、AGP總線和EISA總線等，分別簡要介紹如下：ISA總線采用了16位的總線結構，適用范圍廣，有一些接口卡就是根據(jù)ISA標磚產(chǎn)生的。PCI總線采用了32位的高性能總線結構，可擴展到64位，與ISA總線兼容。目前，高性能微型計算機主板上都設有PCI總線。該總線標準性能先進、成本較低、可擴充性強，現(xiàn)已成奔騰級以上計算機普遍采用的外設接插總線。AGP總線是隨著三維圖形的應用而發(fā)展起來的一種總線標準。AGP總線在圖形與內(nèi)存之間提供了一條直接的訪問途徑。EISA總線是對ISA總線的擴展?？偩€結構是當今計算機普遍采用的節(jié)后，其特點是結構簡單清晰、易于擴展，尤其是在I/O接口的擴展功能方面，由于采用了總線結構和I/O接口標準，幾乎可以隨心所欲的在計算機中加入新的I/O接口卡。2.2計算機軟件系統(tǒng)2.2.1軟件系統(tǒng)的概述隨著計算機應用的不斷發(fā)展，計算機軟件在不斷積累和完善的過程中，形成了極為寶貴的軟件資源。它在用戶和計算機之間架起了橋梁，給用戶的操作帶來極大的方便。在計算機系統(tǒng)中，硬件和軟件之間并沒有一條明確的分界線。一般來說，任何一個由軟件完成的操作也可以直接由硬件來實現(xiàn)，而任何一個由硬件執(zhí)行的指令也能夠用軟件來完成。硬件和軟件有一定的等價性，例如，圖像的解壓，以前低檔計算機是用硬件解壓，現(xiàn)在高檔計算機則用軟件來實現(xiàn)。軟件和硬件之間的界線是經(jīng)常變化的。要從價格、速度、可靠性等多種因素綜合考慮，來確定哪些功能用硬件實現(xiàn)合適，哪些功能由軟件實現(xiàn)合適。2.2計算機軟件系統(tǒng)2.2.2軟件系統(tǒng)組成軟件是指程序、程序運行所需要的數(shù)據(jù)，以及開發(fā)、使用和維護這些從程序所需要的文檔的集合。計算機軟件極為豐富，要對軟件進行恰當?shù)姆诸愂窍喈斃щy的。通常的分類方法是將軟件分為系統(tǒng)軟件和應用軟件兩大類，如圖2.2計算機軟件系統(tǒng)2.2.2軟件系統(tǒng)組成系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是控制計算機的運行，管理計算機的各種資源，并為應用軟件提供支持和服務的一類軟件。在系統(tǒng)軟件的支持下，用戶才能運行各種應用軟件。系統(tǒng)軟件通常包括操作系統(tǒng)、語言處理程序和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。（1）操作系統(tǒng)（OperatingSystem，簡稱OS）：為了使計算機系統(tǒng)的所有軟、硬件資源協(xié)調一致、有條不紊地工作，就必須有一個軟件來進行統(tǒng)一的管理和調度，這種軟件就是操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)的主要功能就是管理和控制計算機系統(tǒng)的所有資源（包括硬件和軟件資源）。操作系統(tǒng)通常分成以下5類。?單用戶操作系統(tǒng)。微軟的MS-DOS、Windows屬于此類。?批處理操作系統(tǒng)。IBM的DOS/VSE屬于此類。?分時操作系統(tǒng)。UNIX是國際最流行的分時操作系統(tǒng)。?實時操作系統(tǒng)。?網(wǎng)絡操作系統(tǒng)。2.2計算機軟件系統(tǒng)2.2.2軟件系統(tǒng)組成（2）語言處理程序：軟件經(jīng)歷了由機器語言、匯編語言到高級語言的發(fā)展階段，當計算機硬件能唯一識別和執(zhí)行的是由機器指令組成的機器語言程序。機器語言實際上就是一串串的二進制代碼，它雖然能被計算機直接識別，但對使用計算機的人來說，這些代碼難認、難記、難改，因此就產(chǎn)生了有利于人們編寫程序的匯編程序設計語言和高級程序設計語言，比如常用的C語言、VB等就是屬于高級語言。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）：專門用于管理大量數(shù)據(jù)和開發(fā)數(shù)據(jù)管理軟件的系統(tǒng)軟件，比如SQLServer、Oracle等。2.2計算機軟件系統(tǒng)2.2.2軟件系統(tǒng)組成2.應用軟件應用軟件一般都具有特定應用目的。它往往是適用于某些用戶、某些用途的應用程序，如管理軟件、計算機輔助設計軟件、游戲和教學軟件等。一般說來，它有比較強的特定功能。THANK

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項目3計算機網(wǎng)絡基礎及信息安全3.2信息安全3.1計算機網(wǎng)絡基礎目錄CONTENTS3.1計算機網(wǎng)絡基礎計算機網(wǎng)絡（ComputerNetwork）是利用通信線路和通信設備，把分布在不同地理位置、具有獨立功能的多臺計算機、終端及其附屬設備互相連接，按照網(wǎng)絡協(xié)議進行數(shù)據(jù)通信，利用功能完善的網(wǎng)絡軟件實現(xiàn)資源共享的計算機系統(tǒng)的集合。計算機網(wǎng)絡是計算機技術與通信技術結合的產(chǎn)物。3.1計算機網(wǎng)絡基礎1.計算機網(wǎng)絡的基本概念3.1.1計算機網(wǎng)絡概述“網(wǎng)絡”主要包含連接對象（即元件）、連接介質、連接控制機制（如約定、協(xié)議、軟件）和連接方式與結構四個方面。計算機網(wǎng)絡連接的對象是各種類型的計算機（如大型計算機、工作站、微型計算機等）或其他數(shù)據(jù)終端設備（如各種計算機外部設備、終端服務器等）。計算機網(wǎng)絡的連接介質是通信線路（如光纖、同軸電纜、雙絞線、地面微波、衛(wèi)星等）和通信設備（網(wǎng)關、網(wǎng)橋、路由器、Modem等），其控制機制是各層的網(wǎng)絡協(xié)議和各類網(wǎng)絡軟件。所以計算機網(wǎng)絡是利用通信線路和通信設備，把地理上分散的，并具有獨立功能的多個計算機系統(tǒng)互相連接起來，按照網(wǎng)絡協(xié)議進行數(shù)據(jù)通信，用功能完善的網(wǎng)絡軟件實現(xiàn)資源共享的計算機系統(tǒng)的集合。它是指以實現(xiàn)遠程通信和資源共享為目的，大量分散但又互聯(lián)的計算機的集合?；ヂ?lián)的含義是兩臺計算機能互相通信。3.1計算機網(wǎng)絡基礎2.計算機網(wǎng)絡的產(chǎn)生與發(fā)展3.1.1計算機網(wǎng)絡概述計算機網(wǎng)絡也經(jīng)歷了從簡單到復雜，從單機到多機的發(fā)展過程，其演變過程主要可分為面向終端的計算機網(wǎng)絡、計算機通信網(wǎng)絡、計算機互聯(lián)網(wǎng)絡和高速互聯(lián)網(wǎng)絡四個階段，如表時期類別特點20世紀50年代簡單計算機網(wǎng)絡主計算機有獨立的數(shù)據(jù)處理能力，終端設備均無獨立處理數(shù)據(jù)的能力。20世紀60年代若干個計算機互連起來的系統(tǒng)計算機間可通信、資源共享；1969年，APPANET網(wǎng)的建立，開啟了軍事方面的用途。20世紀70年代計算機網(wǎng)絡商業(yè)化，計算機網(wǎng)絡體系的標準化。20世紀80年代末期至今Internet網(wǎng)絡互連，網(wǎng)絡技術迅速發(fā)展3.1計算機網(wǎng)絡基礎3.計算機網(wǎng)絡的組成和功能3.1.1計算機網(wǎng)絡概述（1）計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的組成從網(wǎng)絡邏輯功能來看，可以將計算機網(wǎng)絡分成通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩部分。（2）計算機網(wǎng)絡的功能信息交換：通過網(wǎng)絡實現(xiàn)計算機之間的信息通信和數(shù)據(jù)交換。資源共享：包括硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源的共享。分布式：指網(wǎng)絡系統(tǒng)中的若干臺計算機可以相互協(xié)作共同完成一個任務。3.1計算機網(wǎng)絡基礎4.計算機網(wǎng)絡的分類3.1.1計算機網(wǎng)絡概述按照分布范圍可把計算機網(wǎng)絡分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)三類。（1）局域網(wǎng)。局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)又稱為局部區(qū)域網(wǎng)，覆蓋范圍為幾百米到幾公里，一般連接一幢或幾幢大樓。信道傳輸速率可達1—20Mbps，結構簡單，布線容易。（2）城域網(wǎng)。城域網(wǎng)MAN（MetropolitanAreaNetwork）是由不同的局域網(wǎng)通過網(wǎng)間連接構成一個覆蓋在整個城市范圍之內(nèi)的網(wǎng)絡。它是比局域網(wǎng)規(guī)模大一些的中型網(wǎng)絡，提供全市的信息服務。在一個學校范圍內(nèi)的計算機網(wǎng)絡通常稱為校園網(wǎng)。（3）廣域網(wǎng)。廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)其作用范圍通常為幾十到幾千公里，可以分布在一個省內(nèi)、一個國家或幾個國家。3.1計算機網(wǎng)絡基礎5.計算機網(wǎng)絡的拓撲結構3.1.1計算機網(wǎng)絡概述計算機網(wǎng)絡拓撲是通過網(wǎng)絡節(jié)點與通信線路之間的幾何關系來表示網(wǎng)絡結構。（1）星型結構。星型布局是以中央結點為中心與各結點連接而組成的，各結點與中央結點通過點與點方式連接，中央結點執(zhí)行集中式通信控制策略，各節(jié)點間不能直接通信，需要通過該中心處理機轉發(fā)。星型結構的優(yōu)點是結構簡單、建網(wǎng)容易、控制相對簡單。其缺點是集中控制，主機負載過重，可靠性低，通信線路利用率低，如圖。3.1計算機網(wǎng)絡基礎3.1.1計算機網(wǎng)絡概述（2）總線結構。用一條稱為總線的中央主電纜，將相互之間以線性方式連接的工作站連接起來的布局方式，稱為總線結構。在總線結構中，所有網(wǎng)上微機都通過相應的硬件接口直接連在總線上，任何一個結點的信息都可以沿著總線向兩個方向傳輸擴散，并且能被總線中任何一個結點所接收。由于其信息向四周傳播，類似于廣播電臺，故總線網(wǎng)絡也被稱為廣播式網(wǎng)絡，如圖3.1計算機網(wǎng)絡基礎3.1.1計算機網(wǎng)絡概述（3）環(huán)型結構。環(huán)型結構將各個連網(wǎng)的計算機由通信線路連接形成一個首尾相連的閉合的環(huán)。在環(huán)型結構的網(wǎng)絡中，信息按固定方向流動，或順時針方向，或逆時針方向。其傳輸控制機制較為簡單，實時性強，但可靠性較差，網(wǎng)絡擴充復雜。環(huán)形網(wǎng)也是微機局域網(wǎng)常用拓撲結構之一，適合信息處理系統(tǒng)和工廠自動化系統(tǒng)。如圖3.1計算機網(wǎng)絡基礎3.1.1計算機網(wǎng)絡概述（4）樹型結構。樹型結構實際上是星型結構的一種變形，它將原來用單獨鏈路直接連接的節(jié)點通過多級處理主機進行分級連接。這種結構與星型結構相比降低了通信線路的成本，但增加了網(wǎng)絡復雜性。網(wǎng)絡中除最低層節(jié)點及其連線外，任何一個節(jié)點連線的故障均影響其所在支路網(wǎng)絡的正常工作，如圖3.1計算機網(wǎng)絡基礎3.1.1計算機網(wǎng)絡概述（5）網(wǎng)狀結構。網(wǎng)狀結構其優(yōu)點是節(jié)點間路徑多，碰撞和阻塞可大大減少，局部的故障不會影響整個網(wǎng)絡的正常工作，可靠性高；網(wǎng)絡擴充和主機入網(wǎng)比較靈活、簡單，如圖3.1計算機網(wǎng)絡基礎6.網(wǎng)絡協(xié)議與網(wǎng)絡體系機構3.1.1計算機網(wǎng)絡概述（1）計算機網(wǎng)絡協(xié)議為了減少網(wǎng)絡協(xié)議設計和實現(xiàn)的復雜性，大多數(shù)網(wǎng)絡按層的方式來組織。層和協(xié)議的集合稱為網(wǎng)絡體系結構。目前有兩大網(wǎng)絡體系結構：一個是OSI體系結構，另一個是TCP/IP體系結構。3.1計算機網(wǎng)絡基礎6.網(wǎng)絡協(xié)議與網(wǎng)絡體系機構3.1.1計算機網(wǎng)絡概述（2）OSI七層協(xié)議模型它是OSI組織對計算機網(wǎng)絡協(xié)議制定的參考標準，把體系結構分為七層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。如圖3.1計算機網(wǎng)絡基礎3.1.1計算機網(wǎng)絡概述物理層。物理層提供數(shù)據(jù)鏈路實體之間監(jiān)理、保持和中止物理連接，對通信介質、調制技術、傳輸速率、插頭等具體特征加以說明，實現(xiàn)二進制位流的交換。數(shù)據(jù)鏈路層。數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)以幀為單位的數(shù)據(jù)塊交換，包括幀的裝配、分解及差錯處理的管理。網(wǎng)絡層。網(wǎng)絡層主要任務是交換和路由。傳輸層。傳輸層提供兩個會話實體之間透明的數(shù)據(jù)傳輸，并進行差錯恢復、流量控制等，實現(xiàn)獨立于網(wǎng)絡通信的端到端報文交換，為計算機結點之間的連接提供服務。會話層。會話層為用戶提供建立、管理和中止連接的服務。為建立對話，雙方的會話層應核實對方是否有權參加會話，確定由哪一方支付通信費用，并在選擇功能（如全雙工或半雙工通信）方面取得一致。該層是用戶連接到網(wǎng)絡上的接口。3.1計算機網(wǎng)絡基礎3.1.1計算機網(wǎng)絡概述⑥

表示層。表示層提供應用程序在數(shù)據(jù)表示差異上的獨立性，保證通信設備之間的互操作性。表示層以下各層主要關心的是可靠傳輸比特流，而表示層要關心的是所傳輸信息的語法和語義。⑦

應用層。應用層提供給用戶對OSI環(huán)境的訪問和分布式信息服務。應用

層以下均通過應用層向應用程序提供服務，為用戶提供了接口，為電子郵件、文件傳輸?shù)刃畔⒎仗峁┲С帧?.1計算機網(wǎng)絡基礎3.1.1計算機網(wǎng)絡概述⑥

表示層。表示層提供應用程序在數(shù)據(jù)表示差異上的獨立性，保證通信設備之間的互操作性。表示層以下各層主要關心的是可靠傳輸比特流，而表示層要關心的是所傳輸信息的語法和語義。⑦

應用層。應用層提供給用戶對OSI環(huán)境的訪問和分布式信息服務。應用

層以下均通過應用層向應用程序提供服務，為用戶提供了接口，為電子郵件、文件傳輸?shù)刃畔⒎仗峁┲С帧?.1計算機網(wǎng)絡基礎3.1.1計算機網(wǎng)絡概述（3）TCP/IP體系結構TCP/IP是行業(yè)標準，在計算機網(wǎng)絡體系結構中占有非常重要的地位。Internet主要采用的協(xié)議就是TCP/IP。它將網(wǎng)絡分為四層：網(wǎng)絡接口層、網(wǎng)絡層、傳輸層和應用層，它與OSI體系結構的對應關系如圖3.1計算機網(wǎng)絡基礎3.1.1計算機網(wǎng)絡概述網(wǎng)絡接口層。網(wǎng)絡接口層是TCP/IP參考模型的最低層，與OSI的鏈路層和物理層相對應，負責管理設備和網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)絡層。網(wǎng)絡層也叫網(wǎng)際層。是TCP/IP參考模型的第二層，與OSI的網(wǎng)絡層相對應，負責將源主機的報文分組發(fā)送到目的主機，源主機與目的主機可以在同一個網(wǎng)上，也可以在不同的網(wǎng)上。傳輸層。傳輸層是TCP/IP參考模型的第三層，與OSI的傳輸層的功能相對應，它負責在應用進程之間的“端—端”通信。應用層。應用層是TCP/IP參考模型的最高層，與OSI模型的上三層相對應（應用層、表示層和會話層），為各種應用層序提供了使用的協(xié)議，主要有以下幾種：3.1計算機網(wǎng)絡基礎3.1.1計算機網(wǎng)絡概述HTTP：超文本傳輸協(xié)議，用來訪問在WWW服務器上的各種頁面。FTP：文件傳輸協(xié)議，為文件的傳輸提供途徑（上傳、下載文件）。DNS：域名系統(tǒng)，用于實現(xiàn)從主機（域名）到IP地址的轉換。Telnet：遠程登錄協(xié)議，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中工作站（終端）登錄到遠程服務器的能力。SMTP：簡單郵件傳輸協(xié)議，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中電子郵件的傳送功能。3.1計算機網(wǎng)絡基礎3.1.1計算機網(wǎng)絡概述7.計算機網(wǎng)絡的構成計算機網(wǎng)絡是一個非常復雜的系統(tǒng)，它要完成數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)通信兩大任務。因此，它通常由計算機硬件、軟件及通信設備組成，如圖3.1計算機網(wǎng)絡基礎3.1.2Internet基礎知識中國從1994年正式接入Internet。目前，我國直接接入Internet的網(wǎng)絡主要有：中國公用計算機互聯(lián)網(wǎng)CHINANET；中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET；中國科學技術網(wǎng)CSTNET；中國金橋信息網(wǎng)CHINAGBN；中國聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)UNINET；中國網(wǎng)通公用互聯(lián)網(wǎng)CNCNET；中國移動互聯(lián)網(wǎng)CMNET。其中前四大網(wǎng)絡發(fā)展最早、影響最廣泛，稱為我國的四大互聯(lián)網(wǎng)。3.1計算機網(wǎng)絡基礎3.1.3IP地址和子網(wǎng)劃分Internet上的網(wǎng)絡地址有兩種表示形式：IP地址和域名地址。這兩者是相對應的，與日常用的電話號碼一樣，他們也是唯一的。無論是從使用Internet的角度還是從運行Internet的角度看，IP地址和域名地址都是十分重要的概念。1.IP地址IP地址是以IP協(xié)議為標識的主機所使用的地址，它是32位的無符號二進制數(shù)（可用十進制表示），分為4個字節(jié)，中間用圓點分隔，以X.X.X.X表示，每個X為8位，對應的十進制取值為0～255,這樣的地址也被稱為點分十進制地址，如。IP地址的管理是由一個叫國際互聯(lián)網(wǎng)絡中心（NIC）的國際組織統(tǒng)一管理的，中國也有相應的組織叫中國國際互聯(lián)網(wǎng)絡中心（CNNIC）。3.1計算機網(wǎng)絡基礎3.1.3IP地址和子網(wǎng)劃分2.IP地址的種類為了適應不同規(guī)模的網(wǎng)絡，Internet組織已經(jīng)將IP地址進行了分類，根據(jù)網(wǎng)絡規(guī)模中主機總數(shù)的大小主要分為A、B、C三類。A類地址。最高位用二進制0標識，其網(wǎng)絡號占用7位，其余24位表示主機號，總共有126個網(wǎng)絡。A類網(wǎng)絡地址數(shù)量較少，一般分配給少數(shù)擁有大量主機的大型網(wǎng)絡，其可用地址范圍是：～54。B類地址。最高兩位用二進制10標識其網(wǎng)絡號占用14位，可分配的網(wǎng)絡地址為16384個（214）。B類網(wǎng)絡地址一般適用于中等規(guī)模的網(wǎng)絡，其可用地址范圍是：～54。C類地址。最高三位用二進制110標識，七網(wǎng)絡號占用21位，可分配的網(wǎng)絡地址為2097152個（221）。C類網(wǎng)絡地址數(shù)量最多，適用于小規(guī)模的局域網(wǎng)絡，其可用地址范圍是：～54。3.1計算機網(wǎng)絡基礎3.1.3IP地址和子網(wǎng)劃分3.域名的格式一個完整的域名一般由兩個或兩個以上部分構成，中間由點號“.”分隔開，如，。域名由字母、數(shù)字和連字符組成，不區(qū)分大小寫，完整的域名總長度不超過255個字符。實際使用中，每個域名長度一般小于8個字符。3.1計算機網(wǎng)絡基礎3.1.3IP地址和子網(wǎng)劃分4.域名的分類我們常見的域名可分為國際頂級域名、CN頂級域名和中文域名三類。（1）國際頂級域名。國際頂級域名是以“國際通用域”為后綴的域名，不同的后綴代表不同的含義。表3-2是頂級域名表。頂級域名意義新增的7類頂級域名域名意義com商業(yè)組織biz商業(yè)edu教育部門info信息服務機構gov政府部門name個體或個人mil軍事部門pro專業(yè)人士net網(wǎng)絡機構aero宇航業(yè)org非盈利組織coop合作型企業(yè)int國際組織museum博物館國家代碼見表6-2

3.1計算機網(wǎng)絡基礎3.1.3IP地址和子網(wǎng)劃分（2）CN頂級域名。CN頂級域名通常是以“國際通用域”和“國家域”兩部分或直接以“國家域”為后綴的域名。具體見表3-3。代碼國家或地區(qū)代碼國家或地區(qū)cn中國jp日本hk中國香港fr法國tw中國臺灣sg新加坡au澳大利亞uk英國ca加拿大se瑞典ch瑞士fi芬蘭us美國nl荷蘭de德國no挪威3.1計算機網(wǎng)絡基礎3.1.3IP地址和子網(wǎng)劃分5.中文域名中文域名根據(jù)頂級域的不同分為以下四種類型：.cn、.中國、.公司和.網(wǎng)絡。例如，北京大學的中文域名就是“北京大學.cn”或者“北京大學.中國”作為中文形式的域名。用戶只需在IE瀏覽器地址欄直接輸入中文域名即可訪問相應網(wǎng)站。6.域名系統(tǒng)DNS（DomainNameSystem）在Internet上域名與IP地址之間是一一對應的，域名雖然便于人們記憶，但機器之間只能互相認識IP地址，因此還需要將域名地址翻譯成對應的IP地址，這一命名方法及域名地址轉換成IP地址的翻譯系統(tǒng)就構成了域名系統(tǒng)（DomainNameSystem，簡稱DNS）。3.2信息安全3.2.1信息安全知識影響信息系統(tǒng)安全因素很多，主要有：（1）計算機信息系統(tǒng)的使用與管理人員。包括普通用戶、數(shù)據(jù)庫管理員、網(wǎng)絡管理員、系統(tǒng)管理員，其中各級管理員對系統(tǒng)安全承擔重大的責任。（2）信息系統(tǒng)的硬件部分。包括服務器、網(wǎng)絡通信設備、終端設備、通信線路和個人使用的計算機等。保證信息安全的機制有：信息加密、訪問控制、數(shù)字簽名、數(shù)據(jù)完整性、鑒別交換和公證機制等。3.2信息安全3.2.2計算機病毒及其防范1.計算機病毒的特點（1）寄生性。計算機病毒寄生在其他程序之中，當執(zhí)行這個程序時，病毒就起破壞作用，而在未啟動這個程序之前，它是不易被人發(fā)覺的。（2）傳染性。計算機病毒不但本身具有破壞性，更有害的是具有傳染性，一旦病毒被復制或產(chǎn)生變種，其速度之快令人難以預防。（3）潛伏性。一個編制精巧的計算機病毒程序，進入系統(tǒng)之后一般不會馬上發(fā)作，可以在幾周或者幾個月內(nèi)甚至幾年內(nèi)隱藏在合法文件中，對其他系統(tǒng)進行傳染，而不被人發(fā)現(xiàn)，潛伏性愈好，其在系統(tǒng)中的存在時間就會愈長，病毒的傳染范圍就會愈大。（4）隱蔽性。計算機病毒具有很強的隱蔽性，有的可以通過病毒軟件檢查出來，有的根本就查不出來，有的時隱時現(xiàn)、變化無常，這類病毒處理起來通常很困難。（5）破壞性。計算機中毒后，可能會導致正常的程序無法運行，把計算機內(nèi)的文件刪除或受到不同程度的損壞。通常表現(xiàn)為：增、刪、改、移，嚴重的會摧毀整個計算機系統(tǒng)。3.2信息安全3.2.2計算機病毒及其防范2.計算機病毒的傳播途徑U盤光盤硬盤電子布告欄（BBS）網(wǎng)絡3.2信息安全3.2.2計算機病毒及其防范3.計算機病毒的預防（1）建立良好的安全習慣。對一些來歷不明的郵件及附件不要打開，不要上一些不太了解的網(wǎng)站、不要執(zhí)行從Internet下載后未經(jīng)殺毒處理的軟件等。（2）關閉或刪除系統(tǒng)中不需要的服務。默認情況下，許多操作系統(tǒng)會安裝一些輔助服務，如FTP客戶端、Telnet和Web服務器。（3）經(jīng)常升級安全補丁。據(jù)統(tǒng)計，有80%的網(wǎng)絡病毒是通過系統(tǒng)安全漏洞進行傳播的，像蠕蟲王、沖擊波、震蕩波等，所以我們應該定期到微軟網(wǎng)站去下載最新的安全補丁，以防范未然。（4）迅速隔離受感染的計算機。當您的計算機發(fā)現(xiàn)病毒或異常時應立刻斷網(wǎng)，以防止計算機受到更多的感染，或者成為傳播源，再次感染其它計算機。（5）安裝專業(yè)的殺毒軟件進行全面監(jiān)控。THANK

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項目4多媒體技術基礎4.2音頻4.1多媒體技術概述目錄CONTENTS4.3數(shù)字圖像和計算機動畫4.1多媒體技術概述1.媒體4.1.1多媒體的基本概念媒體(medium)是信息表示、傳遞和存儲的載體。在計算機行業(yè)里有兩種含義：其一是指傳播信息的載體，如語言、文本、圖像、視頻、音頻等等；其二是指存儲信息的載體，如ROM、RAM、磁帶、磁盤、光盤等，目前，主要的載體有CD-ROM、VCD、網(wǎng)頁等。4.1多媒體技術概述4.1.1多媒體的基本概念感覺媒體表示媒體表現(xiàn)媒體存儲媒體傳輸媒體4.1多媒體技術概述2.多媒體4.1.1多媒體的基本概念多媒體技術是指能同時捕捉、處理、編輯和展示多種媒體信息，實現(xiàn)人—機交互的技術，其核心是利用計算機中的數(shù)字化技術和交互式處理能力，綜合處理文字、聲音、圖像、圖形等信息。將文字、聲音、圖像、視頻等多種媒體的系統(tǒng)與計算機系統(tǒng)集成而形成的系統(tǒng)稱為多媒體系統(tǒng)，由計算機系統(tǒng)對多媒體信息進行輸入、存儲、加工和輸出處理等。4.1多媒體技術概述4.1.2多媒體技術的特點(1)集成性：是指將不同的媒體信息合理、協(xié)調地結合在一起,形成一個完整的整體。在過去,計算機中的信息往往是孤立存在的。在加工處理時,很少會出現(xiàn)互相之際關聯(lián)的情況。(2)數(shù)字化無論是文本、圖形、圖像、還是聲音、視頻，各種媒體都是以數(shù)字化的形式在計算機中存儲和處理的。4.1多媒體技術概述4.1.2多媒體技術的特點(3)交互性是指人可以介入到各種媒體加工、處理的過程中,從而使用戶更有效地控制和應用各種媒體信息。(4)多樣性是指媒體種類的多樣性,如最簡單的文本信息,與空間有關的圖形、圖像,與時間有關的音頻信息,與時間有關的視頻信息等。4.1多媒體技術概述4.1.2多媒體技術的特點(5)實時性音頻和視頻都是與時間有關的媒體。在加工、存儲和播放它們時,需要考慮時間特性。例如，在播放音頻文件時,一定要保證聲音的連續(xù)性。(6)超媒體結構多媒體信息的組織形式是以超文本的結構形式存在的。所謂超文本結構,就是信息的組織方式不是像書本那樣一頁頁按順序安排的,而是以信息內(nèi)容本身所具有的互相聯(lián)系的特性進行組織的。4.1多媒體技術概述4.1.3多媒體信息的類型1.文本(Text)文本是以文字和各種專用符號表達的信息形式，它是現(xiàn)實生活中使用得最多的一種信息存儲和傳遞方式。用文本表達信息給人充分的想象空間，它主要用于對知識的描述性表示，如闡述概念、定義、原理和問題以及顯示標題、菜單等內(nèi)容。2.超文本超文本是一種文本，它和書本上的文本是一樣的。但與傳統(tǒng)的文本文件相比，它們之間的主要差別是，傳統(tǒng)文本是以線性方式組織的，而超文本是以非線性方式組織的。這里的"非線性"是指文本中遇到的一些相關內(nèi)容通過鏈接組織在一起，用戶可以很方便地瀏覽這些相關內(nèi)容。4.1多媒體技術概述4.1.3多媒體信息的類型3.圖形和圖像圖形是指點、線、面到三維空間的黑白或彩色幾何圖；圖像是由像素點陣組成的畫面；圖像是多媒體軟件中最重要的信息表現(xiàn)形式之一，它是決定一個多媒體軟件視覺效果的關鍵因素。4.動畫動畫是利用人的視覺暫留特性，快速播放一系列連續(xù)運動變化的圖形圖像，也包括畫面的縮放、旋轉、變換、淡入淡出等特殊效果。通過動畫可以把抽象的內(nèi)容形象化，使許多難以理解的教學內(nèi)容變遷生動有趣。4.1多媒體技術概述4.1.3多媒體信息的類型5.聲音聲音是人們用來傳遞信息、交流感情最方便、最熟悉的方式之一。在多媒體課件中，按其表達形式，可將聲音分為講解、音樂、效果三類。6.視頻影像視頻影像具有時序性與豐富的信息內(nèi)涵，常用于交待事物的發(fā)展過程。視頻非常類似于我們熟知的電影和電視，有聲有色，在多媒體中充當起重要的角色。4.2音頻4.2.1模擬音頻和數(shù)字音頻1.模擬音頻的記錄就是通過唱片(LP)表面的起伏跌宕(當然細小到你很難看見，而且并非是表面紋路形成的溝痕的底部，因為底部容易積灰——事實上這些跌宕起伏是存在于紋路的兩側)或者是磁帶上的磁粉引起的磁場強度來表示音箱上振膜的即時位置，比如說，當唱片表面在某一時刻比前一時刻的紋路呈下降趨勢時，音箱上的振膜就會向里收縮；如果呈上升趨勢，音箱上的振膜就會向外舒張。傳統(tǒng)的信號都是以模擬手段進行處理的，稱為模擬信號處理。模擬音頻信號處理有很多弊端，如抗干擾能力很差，容易受機械振動、模擬電路的影響產(chǎn)生失真，遠距離傳輸受環(huán)境影響較大等。4.2音頻4.2.1模擬音頻和數(shù)字音頻2.數(shù)字音頻信號是多媒體技術經(jīng)常采用的一種形式，它的主要表現(xiàn)形式是語音、自然聲和音樂。通過這些媒介，能夠有力地烘托主題的氣氛，尤其對于自學型多媒體系統(tǒng)和多媒體廣告、視頻特技等領域，數(shù)字音頻信號顯得更加重要。數(shù)字音頻信號的處理主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)采樣和編輯加工兩個方面。其中，數(shù)據(jù)采樣的作用是把自然聲轉換成計算機能夠處理的數(shù)據(jù)音頻信號；對數(shù)字音頻信號的編輯加工則主要表現(xiàn)在剪輯、合成、靜音、增加混響、調整頻率等方面。數(shù)字信號是以數(shù)字化形式對模擬信號進行處理，它在時間和幅度上都是離散的。4.2音頻4.2.1模擬音頻和數(shù)字音頻3.模/數(shù)轉換(A/D)轉換過程包括三個階段，把模擬的電信號變?yōu)閿?shù)字電信號這一過程稱為模擬信號數(shù)字化，即模/數(shù)轉換(A/D)。(A/D)轉換通常采用PCM(脈沖編碼調制)技術來實現(xiàn)。A/D轉換過程包括三個階段，即取樣、量化、編碼。4.2音頻4.2.2聲音的獲取聲音(Sound)是文字、圖形之外表達信息的另一種有效方式。從物理學角度來認識，空氣振動而被人們耳朵所感知的就是聲音。通常，聲音用一種連續(xù)的隨時間變化的波形來表示，該波形描述了空氣的振動，如圖4.2音頻4.2.2聲音的獲取(1)采樣采樣指的是以固定時間間隔對波形的值進行抽取。如果以Xa(t)表示聲音的連續(xù)波形，則采樣后得到的是一個離散的序列X(n)。如果以T作為時間間隔(稱為采樣周期)，則采樣后得到的聲音信號序列為：X(n)＝Xa(nt)n＝1，2，....序列中的每一個信號，稱為“樣本”。采樣后得到的樣本，其數(shù)值仍然是模擬量。采樣過程最重要的參數(shù)是采樣頻率。采樣頻率越高，聲音保真度越好，但要求的數(shù)據(jù)存貯量也就越大。理論研究表明，采樣頻率為聲音信號的最高頻譜分量的兩倍時，即可不失真地還原了原始聲音信號，若超過此采樣頻率，則就包含某些冗余信息；若低于此頻率，則產(chǎn)生失真。4.2音頻4.2.2聲音的獲取(2)量化量化是將每個采樣點得到的幅度值以數(shù)字存儲。量化位數(shù)(即采樣的精度)表示存放采樣點振幅值的二進制位數(shù)，它決定了模擬信號數(shù)字化以后的動態(tài)范圍。通常，量化位數(shù)有8位、16位，分別表示有28、216個等級。量化位數(shù)越多，聲音的質量越高，而需要的存儲空間越大。4.2音頻4.2.2聲音的獲取(3)編碼編碼是將采樣和量化后的數(shù)字數(shù)據(jù)以一定得格式記錄下來。編碼的方式很多，常用的編碼方式是脈沖編碼調制抗干擾能力強失真小傳輸特性穩(wěn)定4.3數(shù)字圖像和計算機動畫4.3.1圖像的表示方法與壓縮編碼1.數(shù)據(jù)壓縮技術①無損壓縮無損壓縮用于要求重構的信號與原始信號完全相同的場合。一個常見的例子是磁盤文件的壓縮存儲，要求解壓縮后不能有任何差錯。根據(jù)目前的技術水平，無損壓縮可以把數(shù)據(jù)壓縮到原來的1/2～1/4。一些常用的無損壓縮算法有哈弗曼算法和LZW壓縮算法。②有損壓縮有損壓縮適用于重構信號不一定非要與原始信號完全相同的場合。其做法是在采樣過程中設置一個門限值，只取起過門限的數(shù)據(jù)，即以丟失部分信息達到壓縮目的。4.3數(shù)字圖像和計算機動畫4.3.1圖像的表示方法與壓縮編碼(2)數(shù)據(jù)壓縮方法的評價①壓縮比要大。②壓縮算法要簡單。也就是壓縮、解壓縮的速度要快。最好