教學(xué)課件-計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.1計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史1.2微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)1.3計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)1.4計(jì)算機(jī)分類(lèi)和發(fā)展方向1.5計(jì)算機(jī)病毒及其防治1.1.1計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的理論模型——圖靈機(jī)圖靈機(jī)有兩個(gè)動(dòng)作：寫(xiě)上或擦除某個(gè)符號(hào)；移動(dòng)到另一個(gè)位置；在每個(gè)階段，下一步的動(dòng)作，依賴于當(dāng)前所關(guān)注的的位置當(dāng)前思維的狀態(tài)

把人使用紙筆進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的過(guò)程進(jìn)行抽象，用一個(gè)虛擬機(jī)器模擬這個(gè)過(guò)程，這個(gè)自動(dòng)計(jì)算的虛擬機(jī)器就是圖靈機(jī)。圖靈機(jī)的第一個(gè)硬件實(shí)現(xiàn)是阿塔納索夫-貝瑞計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)也是第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。第一臺(tái)多用途通用計(jì)算機(jī)——ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndComputer)

1943年，由?？颂?、莫克利、戈?duì)査固?、博克斯組成的小組在美國(guó)軍方支持下，開(kāi)始研制通用電子計(jì)算機(jī)ENIAC。1946年，在賓夕法尼亞大學(xué)研制成功，在不斷的維護(hù)更新下，共運(yùn)行了9年。ENIAC的計(jì)算能力相當(dāng)于人力的20萬(wàn)倍，比當(dāng)時(shí)最快的計(jì)算工具快1000倍。ENIAC是使用電能與電子元件，能夠進(jìn)行邏輯運(yùn)算的計(jì)算工具，這是它與其它計(jì)算工具的本質(zhì)區(qū)別。ENIAC包含1.88萬(wàn)個(gè)電子管，30個(gè)操作臺(tái)，重達(dá)30噸，耗電量150千瓦時(shí)，占地面積約170平方米(大約半個(gè)籃球場(chǎng))，造價(jià)48萬(wàn)美元，每秒能夠執(zhí)行5000次加法或400次乘法。馮·諾依曼結(jié)構(gòu)——EDVAC（ElectronicDiscretevariableAutomaticComputer離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)）1944年，在ENIAC還沒(méi)有完成之前，另一臺(tái)計(jì)算機(jī)EDVAC的設(shè)計(jì)工作就已經(jīng)開(kāi)始，馮·諾依曼加入了這臺(tái)計(jì)算機(jī)的研制小組。

1945年，馮·諾依曼起草了“關(guān)于EDVAC的報(bào)告草案”，這份報(bào)告是計(jì)算機(jī)發(fā)展史上一個(gè)劃時(shí)代的文獻(xiàn)，報(bào)告明確了如下核心內(nèi)容：計(jì)算機(jī)由五個(gè)部分組成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備；計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制，程序和數(shù)據(jù)均用二進(jìn)制表示；計(jì)算機(jī)程序順序執(zhí)行。

根據(jù)這個(gè)思想制造的計(jì)算機(jī)被稱為馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)，這個(gè)結(jié)構(gòu)一直沿用至今，因此，馮·諾依曼被尊稱為“計(jì)算機(jī)之父”。這個(gè)設(shè)計(jì)思想后來(lái)被概括為“存儲(chǔ)程序控制”，它是計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的里程碑，是計(jì)算機(jī)時(shí)代的真正開(kāi)始。

EDVAC是世界上第一臺(tái)馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)，也是第一臺(tái)現(xiàn)代意義的通用計(jì)算機(jī)。

計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)階段計(jì)算機(jī)發(fā)展及其迅速，按照計(jì)算機(jī)主要元器件的不同，一般將計(jì)算機(jī)劃分為四個(gè)階段微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展

第四代計(jì)算機(jī)是計(jì)算機(jī)超速發(fā)展的階段，計(jì)算機(jī)性能基本以每18個(gè)月翻一倍的速度上升。在這個(gè)階段，面向個(gè)人的微型計(jì)算機(jī)成為計(jì)算機(jī)發(fā)展的主流，目前，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為微型計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱了。

最早的個(gè)人計(jì)算機(jī)已經(jīng)配備鍵盤(pán)、顯示器、小型打印機(jī)、軟盤(pán)、盒式磁盤(pán)等設(shè)備，且可以使用各種高級(jí)語(yǔ)言。

早期個(gè)人計(jì)算機(jī)主要產(chǎn)品包括蘋(píng)果公司的AppleⅡ、RadioShack公司的TRS－80等。IBM公司于1981年推出了處理器為Intel8088的IBM-PC(PersonalComputer)，IBM-PC設(shè)計(jì)先進(jìn)、軟件豐富、功能齊全、價(jià)格便宜，引起極大震動(dòng)。1984年，IBM又推出了基于Intel80286、性能更強(qiáng)的IBMPC/AT。

當(dāng)時(shí)，除了IBMPC外，還有大量的價(jià)格更便宜，性能略差的兼容機(jī)。兼容機(jī)使微型計(jì)算機(jī)更快的普及到全世界，推動(dòng)微型計(jì)算機(jī)進(jìn)入高速發(fā)展階段國(guó)外著名的計(jì)算機(jī)相關(guān)企業(yè)IBM公司：創(chuàng)立于1911年，是計(jì)算機(jī)發(fā)展史上最著名的公司，對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)作用。IBM在軟硬件領(lǐng)域都有著卓絕的成就。目前，IBM已經(jīng)退出個(gè)人計(jì)算機(jī)的市場(chǎng)，專(zhuān)注于大型機(jī)，超級(jí)計(jì)算機(jī)，服務(wù)器和信息服務(wù)市場(chǎng)。英特爾公司：全球最大的CPU制造商，創(chuàng)立于1968年。1971年，英特爾推出了全球第一個(gè)微處理器，為個(gè)人計(jì)算機(jī)的發(fā)展和普及做出了卓越的貢獻(xiàn)。最為著名的產(chǎn)品為微處理器和配套芯片組。微軟公司：創(chuàng)立于1975年，以研發(fā)電腦軟件服務(wù)業(yè)務(wù)為主，最為著名和暢銷(xiāo)的產(chǎn)品為MicrosoftWindows系列操作系統(tǒng)和MicrosoftOffice系列軟件。蘋(píng)果公司：創(chuàng)立于1976年，蘋(píng)果公司在高科技企業(yè)中以創(chuàng)新而聞名世界，無(wú)論是早期個(gè)人計(jì)算機(jī)AppleII，還是現(xiàn)在的iPhone智能手機(jī)、iPad平板電腦，無(wú)不體現(xiàn)出蘋(píng)果的創(chuàng)新能力。ARM公司：是專(zhuān)門(mén)從事RISC芯片設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的公司，本身不直接從事芯片生產(chǎn)，靠轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)許可由合作公司自行生產(chǎn)芯片。目前，采樣ARM設(shè)計(jì)的移動(dòng)芯片已經(jīng)壟斷了智能手機(jī)市場(chǎng)，并向著個(gè)人電腦市場(chǎng)進(jìn)軍。1.1.2我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展

我國(guó)從1957年開(kāi)始研制通用電子計(jì)算機(jī)，除了集成電路制造領(lǐng)域尚有欠缺外，其它技術(shù)已基本達(dá)到世界先進(jìn)水平，尤其是超級(jí)計(jì)算機(jī)的架構(gòu)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。我國(guó)著名計(jì)算機(jī)相關(guān)企業(yè)改革開(kāi)放后，我國(guó)計(jì)算機(jī)發(fā)展速度極快，涌現(xiàn)出一批富有創(chuàng)造能力的科技企業(yè)，最具代表的是聯(lián)想集團(tuán)和華為技術(shù)有限公司。聯(lián)想集團(tuán)，創(chuàng)建于1984年，是一家在信息產(chǎn)業(yè)內(nèi)多元化發(fā)展的大型企業(yè)集團(tuán)。主要生產(chǎn)臺(tái)式電腦、服務(wù)器、筆記本電腦、打印機(jī)、掌上電腦、主板、手機(jī)、一體機(jī)電腦等商品。從1996年開(kāi)始，聯(lián)想電腦銷(xiāo)量一直位居中國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)首位。2004年，聯(lián)想集團(tuán)收購(gòu)IBMPC事業(yè)部。2013年，聯(lián)想電腦銷(xiāo)售量升居世界第一，成為全球最大的PC生產(chǎn)廠商。2014年10月，聯(lián)想集團(tuán)收購(gòu)摩托羅拉移動(dòng)，進(jìn)軍移動(dòng)通訊領(lǐng)域。作為全球個(gè)人電腦市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，聯(lián)想從事開(kāi)發(fā)、制造并銷(xiāo)售可靠的、安全易用的技術(shù)產(chǎn)品及優(yōu)質(zhì)專(zhuān)業(yè)的服務(wù)，幫助全球客戶和合作伙伴取得成功。華為技術(shù)有限公司，創(chuàng)建于1987年，是一家生產(chǎn)銷(xiāo)售通信設(shè)備的通信科技公司，產(chǎn)品主要涉及通信網(wǎng)絡(luò)中的交換網(wǎng)絡(luò)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線及有線固定接入網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線終端產(chǎn)品，為世界各地通信運(yùn)營(yíng)商及專(zhuān)業(yè)網(wǎng)絡(luò)擁有者提供硬件設(shè)備、軟件、服務(wù)和解決方案。華為的產(chǎn)品和解決方案已經(jīng)應(yīng)用于全球170多個(gè)國(guó)家，服務(wù)全球1/3的人口，同時(shí)，華為在智能手機(jī)芯片領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到當(dāng)前業(yè)界領(lǐng)先水平，所生產(chǎn)的“海思麒麟920”芯片實(shí)現(xiàn)了高端智能手機(jī)芯片國(guó)產(chǎn)化。1.2計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)——馮?諾依曼結(jié)構(gòu)保存數(shù)據(jù)和程序進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算控制運(yùn)算器和存儲(chǔ)器將數(shù)據(jù)送入存儲(chǔ)器接受存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)運(yùn)算器存儲(chǔ)器控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備

馮?諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)，由存儲(chǔ)、運(yùn)算、控制、輸入和輸出五個(gè)部分組成。微機(jī)硬件結(jié)構(gòu)

微型計(jì)算機(jī)也稱為微機(jī)、電腦、個(gè)人計(jì)算機(jī)、PC機(jī)，準(zhǔn)確的稱謂應(yīng)該是微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是在微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)上增加外部設(shè)備和軟件構(gòu)成的實(shí)體。微機(jī)實(shí)體一般由五部分構(gòu)成：CPU、內(nèi)存、主板、硬盤(pán)、輸入輸出設(shè)備。硬盤(pán)等CPU（運(yùn)算器、控制器）

輸入輸出設(shè)備內(nèi)存主板實(shí)現(xiàn)運(yùn)算和控制功能實(shí)現(xiàn)輸入輸出功能實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)功能實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)功能數(shù)據(jù)傳輸通道微機(jī)性能參數(shù)

微機(jī)應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜，性能需求各異，其性能一般用運(yùn)算能力和存儲(chǔ)能力衡量：主頻：CPU指標(biāo)之一，是指微機(jī)CPU的時(shí)鐘頻率，通常主頻越高，CPU的運(yùn)算速度就越快。內(nèi)核數(shù)量：CPU指標(biāo)之一，所謂內(nèi)核，可以看作一個(gè)單獨(dú)的CPU，多內(nèi)核是指在一個(gè)CPU芯片中封裝兩個(gè)或以上的內(nèi)核，通常內(nèi)核越多，CPU性能越高。字長(zhǎng)：CPU指標(biāo)之一，是指在CPU同一時(shí)間中處理二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，字長(zhǎng)越長(zhǎng)，微機(jī)的運(yùn)算速度就越快。內(nèi)存容量：內(nèi)存指標(biāo)之一，是指微機(jī)內(nèi)存的容量，內(nèi)存容量越大，所能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)就越多，程序運(yùn)行的速度就越快，系統(tǒng)運(yùn)行也越流暢。外存容量：外存指標(biāo)之一，一般指微機(jī)所安裝的硬盤(pán)容量。Windows體驗(yàn)指數(shù)

“Windows體驗(yàn)指數(shù)”是Windows7中的系統(tǒng)工具，可用于衡量計(jì)算機(jī)的性能。游戲和圖形密集型程序：運(yùn)行游戲或圖形密集型程序。內(nèi)存、桌面圖形、三維游戲圖形以及CPU需要的子分?jǐn)?shù)為3.0或更高。媒體中心體驗(yàn)：如果計(jì)算機(jī)用于高級(jí)多媒體體驗(yàn)，例如制作高清視頻，則CPU、硬盤(pán)和桌面圖形需要的子分?jǐn)?shù)為3.0或更高。

各項(xiàng)分?jǐn)?shù)用于衡量?jī)?nèi)存、CPU、硬盤(pán)、桌面圖形、三維游戲圖形的性能。辦公工作：處理辦公室常規(guī)工作，例如文字處理、電子表格、電子郵件等。CPU和內(nèi)存需要2.0或更高。1.2.2主板

主板是微機(jī)最基本也是最重要的部件。

主板多為矩形電路板，上面焊接了各種組件，主要是芯片組和接口：芯片組：用于提供各種功能；接口：用于連接其它設(shè)備。

擴(kuò)展槽顯卡接口I/O接口CPU接口內(nèi)存接口總線芯片組(北橋)硬盤(pán)接口總線芯片組(南橋)其它芯片芯片組——總線功能芯片組最主要的功能是提供總線功能，用于不同設(shè)備間的通信。按照信號(hào)類(lèi)型，總線可以劃分為：數(shù)據(jù)總線：傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)地址總線：傳輸?shù)刂沸盘?hào)控制總線：傳輸控制信號(hào)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)一般采用局部總線技術(shù)（多總線技術(shù)）技術(shù)，以解決各種設(shè)備交換數(shù)據(jù)速度不統(tǒng)一的問(wèn)題。南橋芯片：用于連接低速設(shè)備（鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等）北橋芯片：用于連接高速設(shè)備（內(nèi)存、顯卡等）

北橋芯片同時(shí)負(fù)責(zé)與南橋芯片通信。北橋芯片和南橋芯片實(shí)際是總線控制芯片，完整的總線還包括信號(hào)傳輸線路。

芯片組——其它功能主板的各種功能均由相應(yīng)的芯片實(shí)現(xiàn)

，無(wú)論那種主板，以下功能必須實(shí)現(xiàn)：基本輸入輸出功能（BIOS）；接口控制功能（I/O芯片）；主板還能夠提供很多附加功能，常見(jiàn)的功能包括：網(wǎng)卡（有線和無(wú)線）聲卡顯卡藍(lán)牙

芯片組是主板的核心組成部分，決定了主板的性能和功能，是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性起決定性的作用。主板接口和主板規(guī)格

主板生產(chǎn)廠商眾多，為了保證兼容性和通用性，主板上各元器件的布局、尺寸大小、形狀、電源規(guī)格等都需要遵循通用標(biāo)準(zhǔn)，稱為主板結(jié)構(gòu)，微機(jī)中常見(jiàn)結(jié)構(gòu)有ATX、BTX、EATX等。

主板只能提供有限數(shù)量和有限類(lèi)型的接口，部分老舊和不常用的接口可以使用轉(zhuǎn)接口進(jìn)行轉(zhuǎn)接。

CPU、顯卡和內(nèi)存接口存在多種型號(hào)，這限制主板的可使用范圍。一般情況下，CPU、顯卡和內(nèi)存接口無(wú)法轉(zhuǎn)接。1.2.3CPU

CPU（CentralProcessingUnit，中央處理器）是計(jì)算機(jī)最核心的部件，主要功能是執(zhí)行指令。微機(jī)的CPU是一種微處理器。微處理器大致可以分為三類(lèi)：通用微處理器：高性能，用于運(yùn)行通用軟件，適用于微機(jī)；嵌入式微處理器：運(yùn)行特定程序的處理器，適用于數(shù)碼產(chǎn)品；微控制器：指令簡(jiǎn)單，性能較低，適用于自控設(shè)備。

通用微處理器主體部分包括三個(gè)部分：寄存器：存儲(chǔ)指令和待處理的數(shù)據(jù)或中間數(shù)據(jù)運(yùn)算器：使用寄存器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)或邏輯運(yùn)算控制器：解析指令并按照指令指揮運(yùn)算器和寄存器工作

CPU指令計(jì)算機(jī)工作的過(guò)程就是CPU按順序執(zhí)行指令的過(guò)程。指令：是指揮計(jì)算機(jī)工作的命令，單獨(dú)的指令是非常簡(jiǎn)單的操作，例如加減乘除等。程序：由一系列排好順序的指令組成。執(zhí)行程序：依次執(zhí)行程序中的指令的過(guò)程。指令一般由兩部分組成：操作碼和操作數(shù)，執(zhí)行指令的過(guò)程就是按照操作碼處理操作數(shù)的過(guò)程。程序的執(zhí)行過(guò)程大致是：取指令→分析指令→執(zhí)行指令→轉(zhuǎn)下一條指令循環(huán)這個(gè)過(guò)程，直至程序結(jié)束。指令系統(tǒng)CPU能執(zhí)行的所有指令的全體，叫做CPU的指令系統(tǒng)。

目前，指令系統(tǒng)有兩個(gè)不同的發(fā)展方向：復(fù)雜指令系統(tǒng)(ComplexInstructionSetComputer，CISC)

復(fù)雜指令系統(tǒng)提供盡量多的指令以簡(jiǎn)化軟件開(kāi)發(fā)，指令結(jié)構(gòu)復(fù)雜，CPU硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能強(qiáng)、功耗大。精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)(ReducedInstructionSetComputer，RISC)精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)使用只包含常用指令的簡(jiǎn)化指令系統(tǒng)，指令結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)，CPU硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低。但軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)，程序源代碼也較長(zhǎng)。

CPU的指令系統(tǒng)由其電路設(shè)計(jì)決定，很顯然，支持的指令越多，電路就越復(fù)雜。兩種指令系統(tǒng)的優(yōu)劣對(duì)比

不同類(lèi)型的CPU，指令系統(tǒng)各不相同，軟件不通用。同一企業(yè)生產(chǎn)的CPU，一般都會(huì)保持向后兼容，保證舊程序能夠在新CPU上繼續(xù)運(yùn)行。精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)復(fù)雜指令系統(tǒng)單條指令執(zhí)行速度效率高效率低指令數(shù)量少多復(fù)雜功能執(zhí)行效率需要執(zhí)行較多指令執(zhí)行較少指令性能較弱較強(qiáng)通用性較差較好使用范圍專(zhuān)用設(shè)備、智能手機(jī)、智能家電等功能單一的設(shè)備通用計(jì)算機(jī)CPU性能參數(shù)

計(jì)算機(jī)的性能很大程度上取決于CPU的性能，CPU的性能參數(shù)很多，主要包括：外頻：是CPU與主板的同步頻率，外頻越高，則系統(tǒng)整體的吞吐量就越大。倍頻系數(shù)：CPU主頻與外頻之間的相對(duì)比例關(guān)系。主頻：CPU的主頻=外頻×倍頻系數(shù)?？偩€頻率：表示CPU和總線的數(shù)據(jù)傳輸速度。1000MHz的64位總線頻率每秒鐘CPU可接受的數(shù)據(jù)傳輸量是1000MHz×64bit÷8bit/Byte=8000MB/s；緩存（Cache）：CPU內(nèi)部的高速存儲(chǔ)器。制作工藝：CPU中電路與電路之間的距離，一般用nm（納米）表示，目前CPU的制造工藝已經(jīng)達(dá)到16nm。CPU的性能參數(shù)還包括指令集、多線程支持等。CPU是微機(jī)的核心部件，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)整體性能的關(guān)鍵部件，其技術(shù)要求可以概括為高性能小體積多功能低耗能1.2.4內(nèi)存

內(nèi)存也被稱為內(nèi)存儲(chǔ)器、主存，是與CPU直接通信的部件，作用是存放需要CPU運(yùn)算數(shù)據(jù)和程序，數(shù)據(jù)和程序來(lái)自外存儲(chǔ)器或輸入設(shè)備。

內(nèi)存有兩種類(lèi)型：動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（RandomAccessMemory，RAM）只讀存儲(chǔ)器（ReadOnlyMemory，ROM

）

在微機(jī)中，除了主內(nèi)存之外，還包括如下幾種內(nèi)存：CMOS：類(lèi)型為RAM，用于保存計(jì)算機(jī)基本信息。緩存（cache）：類(lèi)型為RAM，CPU和主存之間的高速內(nèi)存。BIOS：類(lèi)型為ROM，主要功能是為計(jì)算機(jī)提供最底層的、最直接的硬件設(shè)置和控制。

內(nèi)存金字塔結(jié)構(gòu)微機(jī)內(nèi)存設(shè)備中，速度越快的存儲(chǔ)設(shè)備，造價(jià)就越高。為了在性能和造價(jià)之間取得平衡，微機(jī)內(nèi)存體系設(shè)計(jì)為金字塔結(jié)構(gòu)。寄存器參與CPU運(yùn)算緩存（cache）中存儲(chǔ)內(nèi)存中可能會(huì)用到的內(nèi)容內(nèi)存用于存儲(chǔ)等待運(yùn)行的程序。

內(nèi)存的速度和容量對(duì)系統(tǒng)性能影響極大。內(nèi)存速度過(guò)慢，則CPU會(huì)處于“等待”狀態(tài)；內(nèi)存過(guò)小，則需要反復(fù)讀寫(xiě)硬盤(pán)，造成CPU更長(zhǎng)時(shí)間的等待。

內(nèi)存指標(biāo)：內(nèi)存主頻：內(nèi)存主頻是內(nèi)存能夠穩(wěn)定工作的最高頻率，是CPU和內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的的理論速度，實(shí)際的頻率受主板和CPU制約。存儲(chǔ)容量：是內(nèi)存最重要的指標(biāo)，內(nèi)存容量受主板規(guī)格和操作系統(tǒng)限制。主板規(guī)格限定了內(nèi)存插槽數(shù)量和最大內(nèi)存容量；內(nèi)存由操作系統(tǒng)管理和使用，32位操作系統(tǒng)只能管理4G的內(nèi)存空間，實(shí)際系統(tǒng)中超出的部分無(wú)法被使用；64位操作系統(tǒng)能夠管理224T（264G）的內(nèi)存空間。內(nèi)存條目前還在使用內(nèi)存條主要有以下幾種類(lèi)型：SDRAM、DDR、DDR2、DDR3、DDR4。(DDR的含義DualDataRate，完整的名稱是DDRSDRAM)DDR3和DDR4是目前的主流產(chǎn)品。不同類(lèi)型的內(nèi)存條接口規(guī)范不同，無(wú)法混用；筆記本與臺(tái)式機(jī)使用不同規(guī)格的內(nèi)存條，無(wú)法混用。臺(tái)式機(jī)內(nèi)存條筆記本內(nèi)存條微機(jī)中，內(nèi)存一般指內(nèi)存條提供RAM存儲(chǔ)空間。1.2.5外存儲(chǔ)器

外存儲(chǔ)器中的內(nèi)容斷電后信息不丟失，一般容量很大。

外存儲(chǔ)器與只讀存儲(chǔ)器不同，后者固定在主板上，內(nèi)容不可改變且容量很小。

微機(jī)中常見(jiàn)的外存儲(chǔ)器有：硬盤(pán)U盤(pán)光盤(pán)硬盤(pán)

硬盤(pán)主要有三種類(lèi)型：機(jī)械硬盤(pán)、固態(tài)硬盤(pán)和混合硬盤(pán)。

機(jī)械硬盤(pán)由盤(pán)片組成，在盤(pán)片上以一定間距畫(huà)出同心圓狀磁道，并由外向內(nèi)編號(hào)（最外道編號(hào)為0），每條磁道上劃分出扇區(qū)，扇區(qū)是硬盤(pán)分配存儲(chǔ)空間的最小單位。

機(jī)械硬盤(pán)工作過(guò)程中受震動(dòng)或突然斷電會(huì)導(dǎo)致磁頭與盤(pán)面摩擦，從而使存儲(chǔ)內(nèi)容受損。機(jī)械硬盤(pán)的讀寫(xiě)速度較慢，但容量很大。固態(tài)硬盤(pán)

固態(tài)硬盤(pán)的接口、功能、外形、尺寸和使用方法與機(jī)械硬盤(pán)相同。

固態(tài)硬盤(pán)讀寫(xiě)速度快、防震抗摔、噪音低，但壽命相對(duì)較短。

固態(tài)硬盤(pán)用電子芯片制成的硬盤(pán)，一般使用Flash芯片或DRAM芯片作為存儲(chǔ)材料?；旌嫌脖P(pán)

混合硬盤(pán)是把機(jī)械硬盤(pán)和固態(tài)硬盤(pán)集成到一起的一種硬盤(pán)，其中的固態(tài)硬盤(pán)容量很小，一般僅為32G或64G，在休眠系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)，能比較明顯的提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，其它時(shí)間則影響不大。硬盤(pán)性能指標(biāo)容量：是指硬盤(pán)的總?cè)萘?，以GB或TB為單位。

目前的硬盤(pán)廠商一般使用1GB=1000MB的方式標(biāo)稱硬盤(pán)，而非操作系統(tǒng)定義的1GB=1024MB方式，所以會(huì)出現(xiàn)硬盤(pán)上的標(biāo)稱值大于系統(tǒng)顯示值的情況。讀寫(xiě)速率：又稱傳輸速率，是指硬盤(pán)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的速度。分為外部傳輸率和內(nèi)部傳輸率。

機(jī)械硬盤(pán)和固體硬盤(pán)外部傳輸率均與接口類(lèi)型有關(guān)，內(nèi)部傳輸率則差異很大。機(jī)械硬盤(pán)從接受讀寫(xiě)命令開(kāi)始到定位讀寫(xiě)位置為止，需要花費(fèi)時(shí)間等待磁頭機(jī)械運(yùn)動(dòng)到指定位置（尋道時(shí)間+旋轉(zhuǎn)等候時(shí)間），然后才能開(kāi)始傳輸，硬盤(pán)轉(zhuǎn)速對(duì)內(nèi)部傳輸率影響極大；固態(tài)硬盤(pán)無(wú)機(jī)械裝置，立刻就可以開(kāi)始傳輸，組成固體硬盤(pán)的存儲(chǔ)芯片和控制電路決定了硬盤(pán)的內(nèi)部傳輸率。

硬盤(pán)常見(jiàn)接口：微機(jī)常用接口：IDE和SATA接口服務(wù)器和高檔工作站常用接口：SCSI和SAS接口移動(dòng)設(shè)備常用接口：USB或IEEE1394

硬盤(pán)有不同的外部尺寸，適用于不同類(lèi)型的計(jì)算機(jī)：3.5英寸硬盤(pán)常用于各種臺(tái)式機(jī)2.5英寸硬盤(pán)常用于筆記本和移動(dòng)硬盤(pán)1.8英寸微型硬盤(pán)一般用于超薄筆記本電腦和移動(dòng)硬盤(pán)。

磁盤(pán)陣列技術(shù)（RAID）

用多個(gè)磁盤(pán)組合成一個(gè)容量巨大的磁盤(pán)組，將數(shù)據(jù)切割成多個(gè)區(qū)段，存放在各個(gè)磁盤(pán)上。多個(gè)磁盤(pán)同時(shí)提供數(shù)據(jù)將產(chǎn)生加成效果，從而提升整個(gè)磁盤(pán)系統(tǒng)讀寫(xiě)速度；同時(shí)，相同的數(shù)據(jù)區(qū)段在不同的磁盤(pán)上擁有備份，提升了數(shù)據(jù)的安全性。U盤(pán)U盤(pán)全稱USB閃存盤(pán)（USBFlashDisk），是一種使用USB接口的微型高容量移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品。U盤(pán)具有小巧便攜、容量大、價(jià)格低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。U盤(pán)的讀寫(xiě)次數(shù)有限制，正常使用狀況下可以讀寫(xiě)十萬(wàn)次左右，但到了壽命后期寫(xiě)入會(huì)變慢。標(biāo)準(zhǔn)傳輸速度USB1.112Mb/sUSB2.0480Mb/sUSB3.05.0Gb/s

USB接口是一個(gè)外部總線標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊，支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能。

USB有多個(gè)版本標(biāo)準(zhǔn)，支持不同的傳輸速度，目前使用的標(biāo)準(zhǔn)包括：光盤(pán)類(lèi)型 容量

常見(jiàn)類(lèi)型

說(shuō)明CD 650MB左右 CD-ROM只讀型

CD-R可寫(xiě)一次型

CD-RW反復(fù)讀寫(xiě)型 DVD 4.7GB～17GB DVD-ROM只讀型

雙面雙層技術(shù)

DVD-R可寫(xiě)一次型

DVD-RW反復(fù)讀寫(xiě)型 BD 25GB～400GB BD-ROM只讀型

多層技術(shù)，最多16層 BD-R可寫(xiě)一次型

BD-RW反復(fù)讀寫(xiě)型

光盤(pán)是利用激光進(jìn)行讀、寫(xiě)的外存儲(chǔ)器，具有價(jià)格低、容量大、易保存等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)光盤(pán)結(jié)構(gòu)，可分為CD、DVD、BD光盤(pán)等類(lèi)型。以下為各種光盤(pán)（120mm）的容量：

讀寫(xiě)光盤(pán)需要使用光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器（光驅(qū)），光驅(qū)同樣區(qū)分為CD、DVD、BD等類(lèi)型，并有普通光驅(qū)和刻錄機(jī)的區(qū)別。1.2.6輸入輸出設(shè)備

輸入輸出設(shè)備，簡(jiǎn)稱I/O設(shè)備，屬于計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備，主要用于計(jì)算機(jī)與人之間交換信息。輸入設(shè)備是向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)的設(shè)備，主要用于把人類(lèi)可讀的信息（文字，聲音，圖像等）轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以處理、存儲(chǔ)和傳輸?shù)亩M(jìn)制形式；輸出設(shè)備是從計(jì)算機(jī)輸出信息的設(shè)備，主要用于把計(jì)算機(jī)內(nèi)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為人類(lèi)可讀的文字，聲音，圖像等。輸入設(shè)備

常見(jiàn)輸入設(shè)備有鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、數(shù)字麥克風(fēng)、數(shù)字?jǐn)z像頭、掃描儀、手寫(xiě)板、條形碼閱讀器等。鍵盤(pán)

鍵盤(pán)是最常用的輸入設(shè)備，用于輸入字符和命令，是計(jì)算機(jī)必不可少的部件之一。

臺(tái)式機(jī)一般使用標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)，也稱全尺寸鍵盤(pán)，常見(jiàn)的有101鍵、104鍵和108鍵鍵盤(pán)，筆記本鍵盤(pán)一般以80鍵盤(pán)為主。

鍵盤(pán)常見(jiàn)的接口有USB、PS/2和RS232串口，目前以USB接口為主。

作為最常使用的設(shè)備，一般要求鍵盤(pán)具有良好的使用感覺(jué)（觸感、噪音控制等），常見(jiàn)的鍵盤(pán)技術(shù)包括：人體工程學(xué)技術(shù)，無(wú)線技術(shù)、多媒體支持技術(shù)、防水、背光等技術(shù)，這些技術(shù)一般可以混合使用，例如無(wú)線多媒體鍵盤(pán)。鍵盤(pán)人體工程學(xué)技術(shù)：是從21世紀(jì)初開(kāi)始流行的一種鍵盤(pán)技術(shù)，能夠使用戶以自然的姿勢(shì)敲擊鍵盤(pán)，不必有意識(shí)的夾緊雙臂，可以防止并有效減輕腕部肌肉的勞損。

無(wú)線技術(shù)：是指鍵盤(pán)與電腦間通過(guò)紅外線或無(wú)線電波交互數(shù)據(jù)的技術(shù)，目前最常用的是藍(lán)牙（Bluetooth）技術(shù)，無(wú)線能夠免除電纜相互纏繞的麻煩。多媒體支持技術(shù)：是指增加了多媒體功能鍵和上網(wǎng)鍵的鍵盤(pán)，在操作系統(tǒng)支持下，可快速執(zhí)行播放/暫停、音量調(diào)節(jié)、瀏覽互聯(lián)網(wǎng)、電子郵件等操作。鼠標(biāo)

鼠標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)名稱是鼠標(biāo)器，用于控制光標(biāo)位置，鼠標(biāo)中有偵測(cè)部件，用來(lái)偵測(cè)用戶移動(dòng)光標(biāo)的傾向，多數(shù)鼠標(biāo)是偵測(cè)自身的移動(dòng)方向和距離。

鼠標(biāo)與主板的接口主要有USB、PS/2和RS232串口，目前以USB接口為主，其它兩種接口已逐漸被淘汰。

鼠標(biāo)的按鍵數(shù)量并無(wú)規(guī)定，普通鼠標(biāo)以3鍵（左鍵、右鍵、滾輪或中鍵）和2鍵為主。部分鼠標(biāo)有多個(gè)按鍵，稱為多鍵鼠標(biāo)，用于滿足辦公、游戲等的特定需求，增加了office、web鍵、自定義功能鍵等。鼠標(biāo)技術(shù)無(wú)線鼠標(biāo)：是指鼠標(biāo)與電腦間通過(guò)紅外線或無(wú)線電波交互數(shù)據(jù)的鼠標(biāo)，隨著人們對(duì)舒適性要求的提高，無(wú)線鼠標(biāo)日益普及。光電鼠標(biāo)：使用光電技術(shù)的鼠標(biāo)。人體工程學(xué)鼠標(biāo)：采用人體工學(xué)設(shè)計(jì)方案的鼠標(biāo)。軌跡球鼠標(biāo)：使用軌跡球定位光標(biāo)。適用于圖形設(shè)計(jì)，有定位精確，不易晃動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，但光標(biāo)移動(dòng)緩慢。3D鼠標(biāo)：適用于3D應(yīng)用程序（3DMAX等）的鼠標(biāo)，可在六個(gè)方向上移動(dòng)?？罩惺髽?biāo)：將陀螺儀與鼠標(biāo)結(jié)合起來(lái)，擺脫了鼠標(biāo)對(duì)桌面的依賴，可在空中移動(dòng)的鼠標(biāo)，適用于演講、授課等場(chǎng)合。觸摸板：適用于筆記本電腦，通過(guò)偵測(cè)用戶手指滑動(dòng)來(lái)定位光標(biāo)的設(shè)備。光標(biāo)操縱桿：又稱指點(diǎn)桿，一個(gè)能夠感受壓力的小觸桿。在ThinkPad系列筆記本電腦中廣泛使用，因其外形酷似一個(gè)紅色帽子而得名“小紅帽”；戴爾、惠普部分筆記本電腦上也使用該設(shè)備。其它輸入設(shè)備數(shù)字麥克風(fēng)：是將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的設(shè)備。數(shù)字?jǐn)z像頭：是將圖像視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的設(shè)備。掃描儀：是用光電技術(shù)，以掃描方式將圖形或圖像信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的設(shè)備。主要應(yīng)用在辦公領(lǐng)域，常見(jiàn)有三種類(lèi)型：滾筒式、平板式和筆式（又稱掃描筆或微型掃描儀）。手寫(xiě)板：用于將手寫(xiě)的文字、符號(hào)、圖形等輸入計(jì)算機(jī)，一般具備一定的光標(biāo)定位能力。條形碼閱讀器：用于讀取條形碼所包含的信息的一種設(shè)備，廣泛應(yīng)用于商品流通、圖書(shū)管理、郵政管理、銀行系統(tǒng)等許多領(lǐng)域。輸出設(shè)備——顯示器

顯示器也稱監(jiān)視器，是計(jì)算機(jī)最重要、最常見(jiàn)的輸出設(shè)備。顯示器發(fā)展至今，從單色到彩色、從模糊到清晰、從小到大，歷經(jīng)了多次變化。按照顯示原理，顯示器主要有四類(lèi)：陰極射線管顯示器（CRT）：色彩還原逼真，反應(yīng)速度快，但體積大、質(zhì)量大、功耗大。液晶顯示器（LCD）：體積小、重量輕、功耗小。LED顯示器：通過(guò)控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管產(chǎn)生圖像的顯示器，一般用于低精度儀表顯示或戶外大屏幕。等離子顯示器：利用離子氣體與熒光體發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生彩色影像。等離子顯示器最小尺寸42寸，較少作為微機(jī)顯示器。液晶顯示器主要性能指標(biāo)像素：顯示器上的圖像是由屏幕上獨(dú)立的“亮點(diǎn)”構(gòu)成的，這種獨(dú)立的亮點(diǎn)稱為像素。點(diǎn)距：兩個(gè)像素之間的距離稱為點(diǎn)距，常用每英寸像素?cái)?shù)（PixelsPerInch）衡量清晰度。尺寸：顯示屏的對(duì)角線長(zhǎng)度值，以英寸為單位。分辨率：顯示屏像素的數(shù)量，通常用水平像素?cái)?shù)×垂直像素?cái)?shù)表示。按照水平和垂直像素?cái)?shù)的比值，顯示器又分為方屏（4：3）和寬屏（16：9或16：10）兩類(lèi)。響應(yīng)速度：像素點(diǎn)對(duì)信號(hào)反應(yīng)的速度，以毫秒為單位。亮度和對(duì)比度：亮度指畫(huà)面的明亮程度，對(duì)比度指畫(huà)面黑與白的比值。顯卡

顯卡又被稱為顯示接口卡、顯示適配器或顯示加速卡，是計(jì)算機(jī)基本配件之一，作用是將計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為圖像信號(hào)。

目前的顯卡都具有獨(dú)立的處理器，用于處理圖像，稱之為GPU（GraphicProcessingUnit）。

顯卡有三種類(lèi)型：核芯顯卡：集成在CPU中的顯卡集成顯卡：集成在主板上的顯卡獨(dú)立顯卡：將GPU、顯存及其相關(guān)電路做在獨(dú)立的板卡上，性能較強(qiáng)但功耗大顯示器接口VGA：模擬信號(hào)接口，也是目前最通用的接口。DVI：全稱為DigitalVisualInterface，分為DVI-D和DVI-I。DVI-D接口只能接收數(shù)字信號(hào)，不兼容模擬信號(hào)；DVI-I接口，可同時(shí)兼容模擬和數(shù)字信號(hào)。HDMI：全稱為“HighDefinitionMultimedia”，是一個(gè)數(shù)字信號(hào)接口，能傳輸圖像和音頻信號(hào)。DP：全稱為“DisplayPort”，與HDMI接口很類(lèi)似，但傳輸速度更快。DVI-D接口DVI-I接口HDMI接口DP接口VGA接口打印機(jī)打印機(jī)是計(jì)算機(jī)的輸出設(shè)備，用于將計(jì)算機(jī)內(nèi)的文字或圖形打印到紙上。衡量打印機(jī)性能的指標(biāo)有三項(xiàng)：打印分辨率打印速度噪聲。

常見(jiàn)的打印機(jī)有四種：針式打印機(jī)噴墨式打印機(jī)激光打印機(jī)三維立體打印機(jī)三維打印機(jī)其它設(shè)備

計(jì)算機(jī)硬件還包括電源、聲卡、網(wǎng)卡、觸摸屏等。電源：將220V交流轉(zhuǎn)換為電腦中使用的5V，12V，3.3V直流電，供其它設(shè)備使用。聲卡：將數(shù)字聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬聲音信號(hào)送到音響設(shè)備上發(fā)出聲音。網(wǎng)卡：連接到Internet的重要設(shè)備。觸摸屏：輸入和輸出一體，操作簡(jiǎn)單、方便、自然。目前觸摸屏在個(gè)人微機(jī)上使用較少，主要用于手機(jī)、平板等便攜設(shè)備。1.3計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)軟件（Software，也稱軟件）是指計(jì)算機(jī)程序及其有關(guān)文檔。計(jì)算機(jī)程序是指為了得到某種結(jié)果而可以由計(jì)算機(jī)等具有信息處理能力的裝置執(zhí)行的代碼化指令序列，或者可以被自動(dòng)轉(zhuǎn)換成代碼化指令序列的符號(hào)化指令序列，或者符號(hào)化語(yǔ)句序列。文檔是指用來(lái)描述程序的內(nèi)容、組成、設(shè)計(jì)、功能規(guī)格、開(kāi)發(fā)情況、測(cè)試結(jié)果及使用方法的文字資料和圖表等，如程序設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、流程圖、用戶手冊(cè)等。1.3.1軟件分類(lèi)

計(jì)算機(jī)軟件是一種知識(shí)產(chǎn)品，與硬件相比，軟件沒(méi)有物理形態(tài)，只能通過(guò)實(shí)際運(yùn)行才能了解其功能、特性和質(zhì)量。軟件很容易被復(fù)制，不存在老化磨損等情況。

軟件產(chǎn)品一般都有缺陷，需要維護(hù)更新。軟件對(duì)運(yùn)行環(huán)境有一定的要求，軟件更換運(yùn)行環(huán)境的能力稱為可移植性。

計(jì)算機(jī)軟件分為應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件兩大類(lèi)。應(yīng)用軟件是用于解決實(shí)際需求；系統(tǒng)軟件用于管理硬件和應(yīng)用軟件，并為應(yīng)用軟件提供支持環(huán)境。系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件的基本作用是協(xié)助用戶使用計(jì)算機(jī)。用戶只需要按照約定的方式與軟件進(jìn)行交互，就能操作計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)軟件需要具有如下功能：管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的軟件和硬件；調(diào)度、監(jiān)控和維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；為軟件開(kāi)發(fā)、運(yùn)行提供支持環(huán)境；提供操作界面和必要的輔助功能。

系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和輔助處理程序。1）操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)的作用是管理計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源，一般直接運(yùn)行在“裸機(jī)”上，是最基本的系統(tǒng)軟件，其它軟件在操作系統(tǒng)的支持下才能運(yùn)行。

操作系統(tǒng)的基本功能包括：操作系統(tǒng)為用戶提供友善的人機(jī)界面操作系統(tǒng)通過(guò)硬件驅(qū)動(dòng)程序操縱計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件。操作系統(tǒng)為其它軟件提供服務(wù)。用戶通過(guò)操作系統(tǒng)補(bǔ)丁維護(hù)和升級(jí)操作系統(tǒng)。2）語(yǔ)言處理系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)語(yǔ)言分為：機(jī)器語(yǔ)言匯編語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言

語(yǔ)言處理系統(tǒng)的作用是將匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言轉(zhuǎn)換為機(jī)器語(yǔ)言，轉(zhuǎn)換的方法包括編譯、匯編和解釋。編譯：高級(jí)語(yǔ)言轉(zhuǎn)換為匯編語(yǔ)言或機(jī)器語(yǔ)言匯編：匯編語(yǔ)言轉(zhuǎn)換為機(jī)器語(yǔ)言稱解釋?zhuān)簩⒏呒?jí)語(yǔ)言逐條編譯運(yùn)行稱

機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言又被稱為低級(jí)語(yǔ)言，低級(jí)語(yǔ)言的運(yùn)行效率較高，但編寫(xiě)繁瑣且只能在指定CPU上運(yùn)行。3）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)數(shù)據(jù)容器，用于容納“格式化”的數(shù)據(jù)。格式化是指數(shù)據(jù)需要按照一定的方式組織起來(lái)——數(shù)據(jù)模型。常見(jiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)模型有：層次結(jié)構(gòu)模型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)模型關(guān)系結(jié)構(gòu)模型

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DatabaseManagementSystem，DBMS)是一種操縱和管理數(shù)據(jù)庫(kù)的軟件。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)按照地理位置可以分成單機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，前者用于管理本機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)，后者能夠管理分散在網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)庫(kù)。常見(jiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)包括：ACCESS、ORACLE等。4）輔助處理程序輔助處理程序沒(méi)有固定的用途，常見(jiàn)的如Windows中工具程序、第三方工具軟件（如360衛(wèi)士）、中間件。輔助處理程序與應(yīng)用軟件之間沒(méi)有清晰的界線，一般按照是否服務(wù)于系統(tǒng)大致加以區(qū)分。

“中間件”主要應(yīng)用于分布式應(yīng)用程序中，其作用是管理本地計(jì)算機(jī)資源、申請(qǐng)網(wǎng)絡(luò)資源和協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)通訊，使運(yùn)行在一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)器上的多個(gè)軟件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互連和交互。

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，分布式應(yīng)用程序進(jìn)入高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，中間件發(fā)展極快，在世界范圍內(nèi)呈現(xiàn)出迅猛發(fā)展的勢(shì)頭，已經(jīng)形成一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)。應(yīng)用軟件

應(yīng)用軟件指用于解決特定問(wèn)題或者有特定用途的軟件。種類(lèi)繁多，按照應(yīng)用對(duì)象的不同，可以分為通用軟件和專(zhuān)用軟件。通用軟件：是為解決某一類(lèi)問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的，這類(lèi)問(wèn)題具有普遍性。如圖像處理軟件Photoshop、辦公軟件Office等。專(zhuān)用軟件：針對(duì)特殊用戶設(shè)計(jì)的軟件，如制造業(yè)使用的控制系統(tǒng)軟件。

軟件是一種知識(shí)產(chǎn)品，受法律保護(hù)，使用軟件需要獲得授權(quán)許可，按照授權(quán)狀況，軟件有如下幾種情況：商品軟件：此類(lèi)授權(quán)付費(fèi)獲得，通常不允許用戶隨意的復(fù)制、研究、修改或散布該軟件。違反此類(lèi)授權(quán)通常會(huì)有法律責(zé)任。傳統(tǒng)的商業(yè)軟件公司會(huì)采用此類(lèi)授權(quán)，例如微軟的Windows7和Office2010。應(yīng)用軟件自由軟件：此類(lèi)授權(quán)免費(fèi)獲得，但會(huì)有其它的限制，賦予用戶復(fù)制、研究、修改和散布該軟件的權(quán)利，并提供源碼給用戶自由使用，例如Linux。共享軟件：此類(lèi)授權(quán)的有條件免費(fèi)，免費(fèi)版一般有功能或使用時(shí)間的限制。不設(shè)限制的完整軟件為商品軟件，用戶可以從各種渠道免費(fèi)得到免費(fèi)版本，也可以自由傳播免費(fèi)版。免費(fèi)軟件：此類(lèi)授權(quán)免費(fèi)，作者一般不提供源碼，也無(wú)法修改。部分軟件對(duì)于免費(fèi)范圍有限制，例如WPSOFFICE，只對(duì)個(gè)人用戶免費(fèi)。公共軟件：原作者已放棄權(quán)利，或著作權(quán)過(guò)期，或作者未知。

幾乎所有軟件都有缺陷存在，稱為bug，安裝版權(quán)軟件時(shí)，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)閱讀軟件廠商的最終用戶許可協(xié)議（EULA），了解軟件相關(guān)約定，確定是否能接受其中的條款。1.3.2操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)簡(jiǎn)化了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作步驟，是對(duì)硬件功能的第一次擴(kuò)充，其基本概念包括：用戶應(yīng)用程序進(jìn)程和線程服務(wù)優(yōu)先級(jí)。操作系統(tǒng)的作用人機(jī)交互界面為軟件運(yùn)行和開(kāi)發(fā)提供一個(gè)高效環(huán)境管理和分配資源有效的安全機(jī)制。操作系統(tǒng)居于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)核心的位置，主要功能是：操作系統(tǒng)的組成

操作系統(tǒng)是硬件和應(yīng)用軟件之間的橋梁，通常由四個(gè)組成部分：內(nèi)核：操作系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)管理和調(diào)度系統(tǒng)資源。驅(qū)動(dòng)程序：是計(jì)算機(jī)和硬件設(shè)備通信的特殊程序，操作系統(tǒng)通過(guò)這個(gè)程序，控制硬件設(shè)備，假如某設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序未能正確安裝，該設(shè)備便不能正常工作。接口庫(kù)：系統(tǒng)資源被包裝成特殊的程序或服務(wù)，供其它程序調(diào)用。外圍：除以上三類(lèi)以外的部分，通常用于提供特定服務(wù)。如系統(tǒng)時(shí)間更新等需要周期性執(zhí)行或等待的事件。

以上四個(gè)組成部分適用于大多數(shù)操作系統(tǒng)，尤其是現(xiàn)代操作系統(tǒng)，但并不是所有的操作系統(tǒng)都嚴(yán)格包括這四大部分，早期的操作系統(tǒng)有很多例外，并不嚴(yán)格。操作系統(tǒng)的發(fā)展

最早期的計(jì)算機(jī)并沒(méi)有操作系統(tǒng)，那時(shí)的計(jì)算機(jī)的性能不足，無(wú)法運(yùn)行操作系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)性能的提升，20世紀(jì)50年代開(kāi)始出現(xiàn)操作系統(tǒng)。人工操作階段（20世紀(jì)40年代開(kāi)始）批處理操作系統(tǒng)階段（20世紀(jì)50年代開(kāi)始）分時(shí)操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（20世紀(jì)70年代開(kāi)始）現(xiàn)代操作系統(tǒng)（20世紀(jì)80年代開(kāi)始）

現(xiàn)代操作系統(tǒng)的特征是網(wǎng)絡(luò)化，分為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)兩種：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是在普通操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加網(wǎng)絡(luò)功能；分布式操作系統(tǒng)是以網(wǎng)絡(luò)為核心，將網(wǎng)絡(luò)上的多臺(tái)計(jì)算機(jī)虛擬成一臺(tái)計(jì)算機(jī)。操作系統(tǒng)的分類(lèi)

操作系統(tǒng)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)很多，常用如下：按照操作系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域：分為桌面操作系統(tǒng)、服務(wù)器操作系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)；按照所支持用戶數(shù)：分為單用戶操作系統(tǒng)、多用戶操作系統(tǒng)；按照源碼開(kāi)放程度：分為開(kāi)源操作系統(tǒng)和閉源操作系統(tǒng)；按照硬件結(jié)構(gòu)：分為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、多媒體操作系統(tǒng)、和分布式操作系統(tǒng)等；按照響應(yīng)限制：分為批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；按照計(jì)算機(jī)尋址寬度：分為8位、16位、32位、64位、128位的操作系統(tǒng)；按照操作系統(tǒng)復(fù)雜程度：分為智能卡操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、傳感器節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)、個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、多處理器操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和大型機(jī)操作系統(tǒng)。

目前最常見(jiàn)的分類(lèi)方式是：?jiǎn)斡脩舨僮飨到y(tǒng)、批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。這個(gè)分類(lèi)方式來(lái)自于操作系統(tǒng)的歷史發(fā)展順序，比較清晰的反映了操作系統(tǒng)的使用場(chǎng)合與特征。典型操作系統(tǒng)UNIX：UNIX是一個(gè)強(qiáng)大的多用戶、多任務(wù)分時(shí)操作系統(tǒng)，具有易移植，易伸縮的特征，可以在目前幾乎所有的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，無(wú)論是微機(jī)還是超級(jí)計(jì)算機(jī)。Linux：Linux是1991年推出的一個(gè)多用戶、多任務(wù)的操作系統(tǒng)。Linux是一個(gè)源碼公開(kāi)的操作系統(tǒng)，主要用作個(gè)人計(jì)算機(jī)或服務(wù)器操作系統(tǒng)。Android（安卓）：是以Linux為基礎(chǔ)的源碼公開(kāi)操作系統(tǒng)，主要使用于移動(dòng)設(shè)備。MacOS和IOS：MacOS和IOS是由蘋(píng)果公司開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng)，前者用于蘋(píng)果電腦之上，后者用于蘋(píng)果智能手機(jī)。Windows系列：Windows系列操作系統(tǒng)是由微軟公司開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng)，是目前世界上使用最廣泛的操作系統(tǒng)。有很多版本，適用于服務(wù)器、智能手機(jī)和個(gè)人電腦等，目前最新版本為Windows10。1.3.3應(yīng)用軟件

應(yīng)用軟件數(shù)量繁多，常見(jiàn)的有以下四類(lèi)：辦公室軟件：

指用于滿足文字處理、表格制作、幻燈片制作、簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用等需求的軟件，代表軟件有Office，WPS等?；ヂ?lián)網(wǎng)軟件

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，用于支持?jǐn)?shù)據(jù)通信和各種網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)的軟件，代表軟件有QQ、網(wǎng)頁(yè)瀏覽器等。多媒體軟件

用于將文、圖、聲、像等信息組合表現(xiàn)的軟件，代表軟件有Windows媒體播放器、各種計(jì)算機(jī)游戲等。分析軟件

用于數(shù)字統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、分析等，代表軟件有社會(huì)科學(xué)統(tǒng)計(jì)軟件包（SPSS）、MATLAB、Excel等。1.3.4計(jì)算機(jī)應(yīng)用

計(jì)算機(jī)發(fā)展至今，其應(yīng)用領(lǐng)域已滲透到了各行各業(yè)，正在改變著傳統(tǒng)的工作、學(xué)習(xí)和生活方式。目前，計(jì)算機(jī)主要的應(yīng)用領(lǐng)域如下：科學(xué)計(jì)算信息處理計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)（CAD、CAM、CIMS、CAI）過(guò)程控制人工智能網(wǎng)絡(luò)通信1.4計(jì)算機(jī)分類(lèi)

1.4.2發(fā)展方向

從人們對(duì)計(jì)算機(jī)的需求和計(jì)算機(jī)技術(shù)本身的特點(diǎn)看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)為：巨型化：速度更快、容量更大、功能更完善、可靠性更高。微型化：計(jì)算機(jī)在功能變強(qiáng)的同時(shí)，體積更小，更便攜，同時(shí)

價(jià)格更低廉。智能化：是指用計(jì)算機(jī)模擬人類(lèi)的智力活動(dòng)，從而具備理解自

然語(yǔ)言、聲音、文字和圖像的能力。網(wǎng)絡(luò)化：是指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接不同計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)間資源共

享、信息交換、協(xié)同工作。未來(lái)的計(jì)算機(jī)目前的計(jì)算機(jī)還存在著兩個(gè)不足，一是計(jì)算能力不足，二是“智力”不足。新一代計(jì)算機(jī)是使用新型元器件的計(jì)算機(jī)，目前可能性最大的有四種：量子計(jì)算機(jī)光子計(jì)算機(jī)生物計(jì)算機(jī)納米計(jì)算機(jī)

智能方面，以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，具有學(xué)習(xí)、思考、判斷和對(duì)話能力的計(jì)算機(jī)。模糊計(jì)算機(jī)1.5計(jì)算機(jī)病毒及其防治

計(jì)算機(jī)病毒（ComputerVirus）指“編制者在計(jì)算機(jī)程序中插入的破壞計(jì)算機(jī)功能或者破壞數(shù)據(jù)，影響計(jì)算機(jī)使用并且能夠自我復(fù)制的一組計(jì)算機(jī)指令或者程序代碼”。

計(jì)算機(jī)病毒是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物,目前已知原因主要有如下幾種：一些計(jì)算機(jī)愛(ài)好者出于好奇、興趣、表現(xiàn)欲或其他心理因素，特意編制的一些具有病毒特征的計(jì)算機(jī)程序。如臺(tái)灣陳盈豪編寫(xiě)CIH病毒。一些商業(yè)軟件公司為了防止自己的軟件被非法復(fù)制和使用，編寫(xiě)一些病毒程序附在正版軟件上，如遇非法使用，則自動(dòng)激活，如C-Brain。產(chǎn)生于編程人員在無(wú)聊時(shí)游戲，如最早的“磁芯大戰(zhàn)”。為了研究或?qū)嶒?yàn)特別設(shè)計(jì)的程序，由于某種原因失去控制而擴(kuò)散出來(lái)。由于政治、經(jīng)濟(jì)和軍事等特殊目的而編制一些程序。病毒的特征寄生性：計(jì)算機(jī)病毒寄生在其它程序中，當(dāng)宿主程序運(yùn)行時(shí)，

病毒被激活運(yùn)行。傳染性：病毒把病毒代碼寄生到其它程序中。隱蔽性：即使計(jì)算機(jī)病毒已經(jīng)被激活，只要還沒(méi)有到破壞階段，

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)看上去依然正常。潛伏性：病毒代碼一般都很小，或者以隱藏文件方式存在，目

的是不讓用戶發(fā)現(xiàn)，從而繼續(xù)傳染和傳播。破壞性：“破壞”泛指給用戶帶來(lái)的損失。

計(jì)算機(jī)病毒無(wú)法光明正大的傳播和運(yùn)行，一般需要將自身隱藏起來(lái)或偽裝成其它程序。當(dāng)病毒被激活后，開(kāi)始持續(xù)影響計(jì)算機(jī)，直到最后的破壞階段。在整個(gè)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)病毒表現(xiàn)出如下特征：計(jì)算機(jī)病毒的分類(lèi)

按照病毒的傳染方式，可以分為如下五類(lèi)：引導(dǎo)區(qū)型病毒文件型病毒宏病毒混合型病毒：指具有引導(dǎo)型病毒和文件型病毒寄生方式的計(jì)算機(jī)病毒。網(wǎng)絡(luò)病毒：網(wǎng)絡(luò)病毒是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳播的病毒，常見(jiàn)的有蠕蟲(chóng)、木馬、黑客程序。

除了以上五類(lèi)病毒外，流氓軟件同樣臭名昭著（流氓軟件不屬于我國(guó)法律規(guī)定的計(jì)算機(jī)病毒范疇，但其行為比較類(lèi)似）。流氓軟件：有一定使用價(jià)值但同時(shí)具備一些電腦病毒和黑客程序特征的軟件，表現(xiàn)為：強(qiáng)制安裝、難以卸載、瀏覽器劫持、廣告彈出等其他侵犯用戶知情權(quán)、選擇權(quán)的惡意行為。計(jì)算機(jī)病毒的危害計(jì)算機(jī)病毒主要的危害性有:破壞計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，或者竊取用戶隱私信息；利用被病毒控制的用戶計(jì)算機(jī)進(jìn)行非法行為；計(jì)算機(jī)病毒自我復(fù)制、傳播會(huì)占用磁盤(pán)扇區(qū)。同時(shí)會(huì)搶占內(nèi)存空間，影響計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度，影響正常的系統(tǒng)運(yùn)行和軟件使用、造成系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定或癱瘓。干擾正常使用計(jì)算機(jī)，使用戶無(wú)法正常輸入或者使系統(tǒng)功能無(wú)法正常使用，包括：干擾屏幕正常顯示、干擾鍵盤(pán)、干擾打印機(jī)等，破壞計(jì)算機(jī)硬件BIOS內(nèi)容，導(dǎo)致硬件無(wú)法正常使用，甚至能使計(jì)算機(jī)無(wú)法開(kāi)機(jī)。計(jì)算機(jī)病毒的征兆計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行速度明顯減慢；經(jīng)常無(wú)緣故地死機(jī)或重新啟動(dòng)；丟失文件或文件損壞；文件名稱，擴(kuò)展名，日期，屬性被更改過(guò)文件無(wú)法正確讀取、復(fù)制或打開(kāi)；打開(kāi)某網(wǎng)頁(yè)后彈出大量對(duì)話框或網(wǎng)頁(yè)；瀏覽器自動(dòng)鏈接到一些陌生的網(wǎng)站；頻繁出現(xiàn)不尋常的錯(cuò)誤信息；出現(xiàn)異常對(duì)話框，要求用戶輸入密碼；顯示器屏幕出現(xiàn)花屏、奇怪的信息或圖像；鼠標(biāo)或鍵盤(pán)不受控制等；磁盤(pán)可利用的空間突然減少。計(jì)算機(jī)病毒的預(yù)防及時(shí)關(guān)注國(guó)家計(jì)算機(jī)病毒應(yīng)急處理中心（）的公告。

有效管理計(jì)算機(jī)的賬戶和密碼，尤其是Guest賬戶的情況；如果可以，禁用遠(yuǎn)程功能；不要隨便瀏覽陌生的網(wǎng)站；對(duì)公用軟件和共享軟件要謹(jǐn)慎使用；從網(wǎng)上下載任何文件后，必須先掃描后使用；對(duì)重要的文件要做備份，以免遭到病毒侵害時(shí)不能立即恢復(fù)，造成不必要的損失。安裝有效的防火墻和殺毒軟件，并及時(shí)升級(jí),以保證您的計(jì)算機(jī)受到持續(xù)地保護(hù)，同時(shí)定期查毒；及時(shí)更新系統(tǒng)補(bǔ)丁，針對(duì)系統(tǒng)漏洞的病毒是最難以預(yù)防的，尤其是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中；使用U盤(pán)時(shí)要先殺毒，以防U盤(pán)攜帶病毒傳染計(jì)算機(jī)。不輕易打開(kāi)陌生的電子郵件附件，更加不要隨便回復(fù)陌生人的郵件。收到電子郵件時(shí)要先進(jìn)行病毒掃描，不要隨便打開(kāi)不明電子郵件里攜帶的附件。歷史上的超級(jí)病毒名稱損失說(shuō)明CIH約5億美元1998年6月爆發(fā)于中國(guó)，是臺(tái)灣大學(xué)生陳盈豪的所編寫(xiě)的。CIH的危險(xiǎn)之處在于能夠使硬盤(pán)和主板失效（攻擊硬件的病毒）。梅利莎(Melissa)約5億美元1999年3月26日，這個(gè)Word宏腳本病毒感染了全球15%~20%的商用計(jì)算機(jī)。愛(ài)蟲(chóng)(ILOVEYOU)超過(guò)100億美元2000年5月3日，“愛(ài)蟲(chóng)”病毒首次在香港被發(fā)現(xiàn)。愛(ài)蟲(chóng)會(huì)在受到感染的機(jī)器上搜索用戶的賬號(hào)和密碼，并發(fā)送給病毒作者。紅色代碼(CodeRed)約26億美元2001年7月13日，“紅色代碼”是一種蠕蟲(chóng)病毒，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播。感染了近40萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，多達(dá)百萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)受到感染。沖擊波(Blaster)數(shù)百億美元2003年8月11日被檢測(cè)出來(lái)并迅速傳播，兩天之內(nèi)就達(dá)到了攻擊頂峰。它向計(jì)算機(jī)用戶展示一個(gè)對(duì)話框，提示系統(tǒng)將關(guān)閉。霸王蟲(chóng)(Sobig.F)50～100億美元2003年8月19日開(kāi)始迅速傳播，在最初的24小時(shí)之內(nèi)，自身復(fù)制了超過(guò)百萬(wàn)次MyDoom約百億美元2004年1月26日幾個(gè)小時(shí)之間，MyDoom通過(guò)電子郵件在互聯(lián)網(wǎng)上以史無(wú)前例的速度迅速傳播，。震蕩波(Sasser)5～10億美元“震蕩波”是德國(guó)一名高中生編寫(xiě)的，他在18歲生日那天釋放了這個(gè)病毒。它使系統(tǒng)反復(fù)重啟，無(wú)法正常使用。結(jié)束第二章多媒體技術(shù)基礎(chǔ)2.1計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示與存儲(chǔ)2.2文本數(shù)字化2.3聲音2.4圖像數(shù)字化2.5數(shù)據(jù)壓縮2.6多媒體應(yīng)用和常用軟件介紹2.1計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示與存儲(chǔ)二進(jìn)制和比特幾乎所有的數(shù)字式計(jì)算機(jī)都設(shè)計(jì)為二進(jìn)制計(jì)算機(jī)。二進(jìn)制使用“0”和“1”兩個(gè)符號(hào)表示數(shù)字；書(shū)面和口頭表示二進(jìn)制數(shù)可以使用數(shù)學(xué)符號(hào)（負(fù)號(hào)、小數(shù)點(diǎn)等），但計(jì)算機(jī)中的數(shù)只使用“0”和“1”；一個(gè)二進(jìn)制位包含的信息稱為一個(gè)比特（bit），比特是狀態(tài)值（0或1），兩個(gè)值之間是沒(méi)有大小概念，僅說(shuō)明處于那種狀態(tài)中。比特是數(shù)字設(shè)備處理、存儲(chǔ)和傳輸信息的最小單位（用字母“b”表示）。

不同的設(shè)備使用不同的元器件表示比特，當(dāng)設(shè)備與設(shè)備交換數(shù)據(jù)時(shí)，由接口負(fù)責(zé)翻譯設(shè)備間的比特表示方式。信息、數(shù)據(jù)和數(shù)字化信息

計(jì)算機(jī)中的信息是指能夠用計(jì)算機(jī)處理的內(nèi)容或消息，必須以二進(jìn)制方式表示。數(shù)字化

日常生活中，信息最常見(jiàn)的表現(xiàn)形式（載體）是文字、聲音、圖像等，這些表示形式必須轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，才能夠被計(jì)算機(jī)處理，這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程就稱為數(shù)字化。數(shù)字化就是用數(shù)字描述信息。通常將數(shù)字化后的信息稱為數(shù)據(jù)。日常生活中，信息和數(shù)據(jù)經(jīng)常被混為一談，但在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，信息一般是供人使用的，數(shù)據(jù)是供計(jì)算機(jī)使用的。數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)處理后，翻譯成為人能夠使用的信息。數(shù)字化用數(shù)字描述信息的過(guò)程一般包含三個(gè)步驟：首先建立適當(dāng)?shù)臄?shù)字模型；其次將非數(shù)字信息（文本，聲音，圖像等）按模型以數(shù)字方式量化或表示；最后將數(shù)字模型和數(shù)字描述引入計(jì)算機(jī)，統(tǒng)一進(jìn)行處理。數(shù)字化一般使用專(zhuān)門(mén)的電子設(shè)備進(jìn)行，如數(shù)碼相機(jī)等。數(shù)字化產(chǎn)生的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)處理，包括：運(yùn)算、存儲(chǔ)、傳輸、編碼、壓縮、解碼、還原等。數(shù)字化和數(shù)據(jù)處理技術(shù)合稱為數(shù)字技術(shù)。數(shù)字技術(shù)和微電子技術(shù)是當(dāng)代信息技術(shù)的兩項(xiàng)核心基礎(chǔ)技術(shù)。2.1.2二進(jìn)制和轉(zhuǎn)換——常用數(shù)制的表示設(shè)有R進(jìn)制數(shù)序列，R被稱為基數(shù)，所有允許的符號(hào)稱為R進(jìn)制的數(shù)碼。

計(jì)算機(jī)中，常用進(jìn)制數(shù)包括2、8、16和10，為了避免混淆，數(shù)字必須明確標(biāo)識(shí)所使用的進(jìn)制(十進(jìn)制可以不做標(biāo)識(shí))。數(shù)制符號(hào)大小寫(xiě)均可，但對(duì)八進(jìn)制，謹(jǐn)防與數(shù)字0混淆。常用數(shù)制的值對(duì)于R進(jìn)制數(shù)序列稱為的位權(quán)，或者第i位的位權(quán)稱為R進(jìn)制數(shù)序列的位權(quán)展開(kāi)式。實(shí)際計(jì)算時(shí)，需要使用等值的十進(jìn)制數(shù)替換。

位權(quán)展開(kāi)式計(jì)算結(jié)果就是該數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)的結(jié)果。若R大于10，則需要給出附加數(shù)碼對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)，常用的進(jìn)制數(shù)碼對(duì)照表如下表所示。R進(jìn)制轉(zhuǎn)換十進(jìn)制示例二進(jìn)制數(shù)第i位的位權(quán)為2i，位權(quán)展開(kāi)式如下例：八進(jìn)制數(shù)第i位的位權(quán)為8i，位權(quán)展開(kāi)式如下例：十六進(jìn)制數(shù)第i位的位權(quán)為16i，位權(quán)展開(kāi)式如下例：R進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)R進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)時(shí)，整數(shù)部分必定可以轉(zhuǎn)換為有限位的十進(jìn)制整數(shù)，但小數(shù)部分可能會(huì)出現(xiàn)有限小數(shù)被轉(zhuǎn)換為無(wú)限小數(shù)的情況，例如三進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)小數(shù)時(shí)必定是無(wú)限小數(shù)?！璂十進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制

十進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制時(shí)，整數(shù)和小數(shù)分開(kāi)轉(zhuǎn)換。整數(shù)部分采取“除2取余直到0”法進(jìn)行轉(zhuǎn)換；小數(shù)部分采取“乘2取整直到0”；越先取得的數(shù)越靠近小數(shù)點(diǎn)。二進(jìn)制和八進(jìn)制互相轉(zhuǎn)換

二進(jìn)制與八進(jìn)制的互相轉(zhuǎn)換非常簡(jiǎn)單，因?yàn)槎M(jìn)制與八進(jìn)制存在特殊關(guān)系（23=8）所以二進(jìn)制的三位相當(dāng)于八進(jìn)制的一位，類(lèi)似于將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為千進(jìn)制。從小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始，向左右將二進(jìn)制數(shù)字每三個(gè)一組進(jìn)行劃分，若有不足，則補(bǔ)0。每組二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制對(duì)應(yīng)數(shù)碼即可。按原順序組合八進(jìn)制數(shù)碼，小數(shù)點(diǎn)保持原位。八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)二進(jìn)制數(shù)只需要將八進(jìn)制的每位轉(zhuǎn)換成為二進(jìn)制數(shù)的三位，按原順序組合二進(jìn)制位（去前后除多余的0）。二、八進(jìn)制互轉(zhuǎn)例2-2將二進(jìn)制數(shù)1010111.01011轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)。

對(duì)二進(jìn)制數(shù)分組補(bǔ)0（斜體部分），只能在小數(shù)點(diǎn)前最左端或小數(shù)點(diǎn)后最右端補(bǔ)0。001101021117..01021106例2-3將八進(jìn)制數(shù)123.567轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。

一個(gè)八進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)3個(gè)二進(jìn)制數(shù)，轉(zhuǎn)換后消去多余的0（斜體部分）。100120103011..510161107111二進(jìn)制和十六進(jìn)制互相轉(zhuǎn)換

二進(jìn)制的四位等價(jià)于十六進(jìn)制的一位，類(lèi)似于將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為萬(wàn)進(jìn)制。從小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始，向左右將二進(jìn)制數(shù)字每四個(gè)一組進(jìn)行劃分，不足補(bǔ)0。每組二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制對(duì)應(yīng)數(shù)碼。按原順序組合十六進(jìn)制數(shù)碼，小數(shù)點(diǎn)保持原位。十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)二進(jìn)制數(shù)只需要將十六進(jìn)制的每位轉(zhuǎn)換成為二進(jìn)制數(shù)的四位，按原順序組合二進(jìn)制位（去前后除多余的0）。二、十六進(jìn)制互轉(zhuǎn)010151111F..01004例2-4將二進(jìn)制數(shù)1011111.01轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)。對(duì)二進(jìn)制數(shù)分組補(bǔ)0（斜體部分）。1000191001A1010..A10109100140100例2-5將十六進(jìn)制數(shù)19A.A94轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)換后消去多余的0（斜體部分）2.1.3計(jì)算機(jī)中整數(shù)的表示在二進(jìn)制計(jì)算機(jī)中，數(shù)被轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制形式，二進(jìn)制的每個(gè)位使用實(shí)際的電子元器件比特表示。表示數(shù)的比特稱為該數(shù)的存儲(chǔ)空間。在存儲(chǔ)數(shù)時(shí)，存儲(chǔ)空間的大小會(huì)被固定——8、16、32、64等。數(shù)字二進(jìn)制形式比特（電子元器件表示）由于比特只能描述0和1，負(fù)數(shù)和小數(shù)無(wú)法直接進(jìn)入計(jì)算機(jī)。對(duì)此，還需要約定負(fù)數(shù)和小數(shù)的描述方式。無(wú)符號(hào)整數(shù)

無(wú)符號(hào)整數(shù)可以直接轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，一般使用8、16、32、64或更多個(gè)存儲(chǔ)位。若數(shù)字較小，則置0多余的位（紅色字體部分）；反之，則超出的部分被丟棄。例2-6：計(jì)算機(jī)中表示10二進(jìn)制轉(zhuǎn)換： 10D=1010B計(jì)算機(jī)8位存儲(chǔ)：10D=0000

1010B計(jì)算機(jī)16位存儲(chǔ)：10D=0000000000001010B例2-7：計(jì)算機(jī)中表示256二進(jìn)制轉(zhuǎn)換： 256D=100000000B計(jì)算機(jī)8位存儲(chǔ)：256D=00000000B（從高位開(kāi)始舍棄）計(jì)算機(jī)16位存儲(chǔ)：256D=0000000100001010B（位數(shù)足夠，不舍棄）這種超出表示范圍的情況稱之為溢出，溢出一般舍棄高位。位數(shù)范圍80～28-1160～216-1320～232-1640～264-1有符號(hào)整數(shù)

計(jì)算機(jī)中一般使用符號(hào)位（分配空間的最高位）表示有符號(hào)整數(shù)，”0”表示為正數(shù)，”1”表示負(fù)數(shù)。

正數(shù)只需要轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制即可，表示法是唯一的。負(fù)數(shù)有三種表示法，分別稱為原碼、反碼和補(bǔ)碼?！霸a”僅僅依靠符號(hào)位區(qū)分正負(fù)數(shù)，例如：01100100B=+100D11100100B=-100D（原碼）“反碼”將正數(shù)按位取反表示負(fù)數(shù)，例如：01100100B=+100D10011011B=-100D（反碼，符號(hào)不參與取反過(guò)程）“補(bǔ)碼”將正數(shù)按位取反加1表示負(fù)數(shù)，例如：01100100B=+100D10011011B=-100D（反碼）10011100B=-100D（補(bǔ)碼）

目前的通用計(jì)算機(jī)都使用補(bǔ)碼方式表示負(fù)數(shù)，原因有二：補(bǔ)碼比其它兩種碼制多表示一個(gè)數(shù)字，例如，8個(gè)二進(jìn)制位表示的有符號(hào)數(shù)，原碼和反碼均為-27+1～

27-1，但補(bǔ)碼表示范圍為-27～

27-1。補(bǔ)碼可以統(tǒng)一計(jì)算機(jī)中的加減運(yùn)算（只有加法運(yùn)算），簡(jiǎn)化CPU電路設(shè)計(jì)。例如：的補(bǔ)碼運(yùn)算過(guò)程：1-1→1+（-1）→00000001B+11111111B00000001B+11111111B=00000000B=0浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算機(jī)中，整數(shù)和純小數(shù)又被稱為定點(diǎn)數(shù)，定點(diǎn)的意思是小數(shù)點(diǎn)位置固定不變。浮點(diǎn)數(shù)是指帶有小數(shù)部分的數(shù)，計(jì)算機(jī)表示為一個(gè)整數(shù)乘冪和一個(gè)純小數(shù)之積，乘冪和純小數(shù)都是定點(diǎn)數(shù)。例如：其中0.101101B稱為尾數(shù)，是一個(gè)純小數(shù)；11B稱為階碼，是一個(gè)整數(shù)。尾數(shù)和階碼均為有符號(hào)整數(shù)。使用尾數(shù)和階碼表示浮點(diǎn)數(shù)的方法被稱為“浮點(diǎn)表示法”，由美國(guó)電氣與電子工程協(xié)會(huì)（IEEE）制定，目前，絕大多數(shù)的CPU均支持這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。2.1.5數(shù)據(jù)的單位

”位”(bit，b)是計(jì)算機(jī)中的最小單位，一位就是一個(gè)比特存儲(chǔ)單位

字節(jié)（Byte，B）是存儲(chǔ)信息的基本單位。一個(gè)字節(jié)，由8個(gè)位構(gòu)成。計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)度量單位還有KB、MB、GB、TB等，這些單位都以

210遞增。1B＝8b1KB=210B=1024B1MB=210KB=220B=1024×1024B1GB=210MB=230B=1024×1024×1024B1TB=210GB=240B=1024×1024×1024×1024B存儲(chǔ)單位

在移動(dòng)存儲(chǔ)和數(shù)碼設(shè)備領(lǐng)域，存儲(chǔ)容量位雖然沿用KB、MB、GB、TB這些符號(hào)，但其遞增方式是

103而非210

。各單位之間的關(guān)系如下：1B＝8b1KB=1000B1MB=1000KB=1000×1000B1GB=1000MB=1000×1000×1000B1TB=1000GB=1000×1000×1000×1000B所以，如果你購(gòu)買(mǎi)一個(gè)16G的U盤(pán)，在計(jì)算機(jī)中只有大約14.9G的容量。處理單位和傳輸單位處理單位CPU一次運(yùn)算能夠同時(shí)處理的二進(jìn)制位數(shù)稱為計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)。字長(zhǎng)一般是字節(jié)長(zhǎng)度的整數(shù)倍，8、16、32等。早期的微機(jī)字長(zhǎng)一般是8位、16位或32位，目前的微機(jī)字長(zhǎng)一般都是64位，一些大型機(jī)或巨型機(jī)甚至已經(jīng)達(dá)到128位。傳輸單位在數(shù)字通信技術(shù)中，傳輸速率是以每秒多少比特衡量的，最小單位為b/s，一般寫(xiě)成bps，例如100bps，表示每秒傳輸100個(gè)比特。其他常用的傳輸單位包括Kbps、Mbps、Gbps等。1Kbps=1000bps1Mbps=1000Kbps=1000×1000bps1Gbps=1000Mbps=1000×1000×1000bps2.2文本數(shù)字化英文編碼

所有非數(shù)值的內(nèi)容進(jìn)入計(jì)算機(jī)都必須數(shù)字化，文本的數(shù)字化模型被稱為字符編碼（字符集）。

字符編碼的方法非常簡(jiǎn)單，將所有需要編碼的字符排序，序號(hào)的大小并無(wú)實(shí)際意義，僅僅作為識(shí)別這些字符的依據(jù)。ASCII編碼是目前英語(yǔ)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。ASCII編碼使用7個(gè)二進(jìn)制位對(duì)128個(gè)字符編碼。編碼字符分為3類(lèi)：英文字母、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等94個(gè)可打印字符（編碼33～126）?；剀?chē)、刪除等33個(gè)控制字符（編碼0～31和127）?？崭褡址ň幋a32），包括空格在內(nèi)，共計(jì)34個(gè)非圖形字符。說(shuō)明：編碼值大小是無(wú)意義的；碼表中的0～9均為字符，不是數(shù)字。編碼字符編碼字符編碼字符編碼字符編碼字符編碼字符0NUL22SYN44,66B88X110n1SOH23TB45-67C89Y111o2STX24CAN46.68D90Z112p3ETX25EM47/69E91[113q4EOT26SUB48070F92\114r5ENQ27ESC49171G93]115s6ACK28FS50272H94^116t7BEL29GS51373I95—117u8BS30RS52474J96、118v9HT31US53575K97a119w10LF32(space)54676L98b120x11VT33！55777M99c121y12FF34”56878N100d122z13CR35#57979O101e123{14SO36$58:80P102f124|15SI37%59;81Q103g125}16DLE38&60<

82R104h126~17DCI39'61=83X105i127DEL18DC240(62>

84T106j

19DC341)63?85U107k

20DC442*64@86V108l

21NAK43+65A87W109m

文本處理和存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)處理文本，實(shí)際是處理文本的編碼，將文本編碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，用0補(bǔ)足8位，就是文本在計(jì)算機(jī)中的內(nèi)容。例如，字符“0”的編碼為48，二進(jìn)制形式為110000，補(bǔ)足8位后就是“0”在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的00110000。文本文件中存儲(chǔ)的也是文本的編碼。例如，有一個(gè)文本文件，其內(nèi)容為“1a3b5”，則文件在計(jì)算機(jī)內(nèi)實(shí)際存儲(chǔ)內(nèi)容為：2.2.2漢字編碼1980年,中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)總局發(fā)布《信息交換用漢字編碼字符集-基本集》，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為GB2312-1980，簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo)碼。GB2312包含:一級(jí)漢字3755個(gè)二級(jí)漢字3008個(gè)682個(gè)全角的非漢字字符GB2312的編碼方式是：首先構(gòu)造一個(gè)94行94列的表格，每一行稱為一個(gè)“區(qū)”，每一列稱為一個(gè)“位”然后將所有字符填寫(xiě)到表格中所有的字符都可以用區(qū)號(hào)、位號(hào)表示，稱為字符的區(qū)位碼。GB2310符號(hào)分布表區(qū)類(lèi)型區(qū)類(lèi)型01區(qū)中文標(biāo)點(diǎn)、數(shù)學(xué)符號(hào)以及一些特殊字符08區(qū)中文拼音字母表02區(qū)各種各樣的數(shù)學(xué)序號(hào)09區(qū)制表符號(hào)03區(qū)全角西文字符10－15區(qū)無(wú)字符04區(qū)日文平假名16－55區(qū)一級(jí)漢字（以拼音字母排序）05區(qū)日文片假名56－87區(qū)二級(jí)漢字（以部首筆畫(huà)排序）06區(qū)希臘字母表88－94區(qū)無(wú)字符07區(qū)俄文字母表

區(qū)位碼、國(guó)標(biāo)碼和機(jī)內(nèi)碼十六進(jìn)制處理過(guò)程：區(qū)號(hào)進(jìn)制轉(zhuǎn)換：16D=10H位號(hào)進(jìn)制轉(zhuǎn)換：01D=01H區(qū)號(hào)處理：10H+20H=30H位號(hào)處理：01H+20H=21H國(guó)標(biāo)碼：3021H區(qū)位碼轉(zhuǎn)換國(guó)標(biāo)碼區(qū)位碼是一個(gè)4位十進(jìn)制數(shù)字（前兩位為區(qū)號(hào)，后兩位為行號(hào)），區(qū)號(hào)和位號(hào)換為十六進(jìn)制后加上20H，就獲得國(guó)標(biāo)碼，或者先加32后轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制。十進(jìn)制處理過(guò)程：區(qū)號(hào)處理：16+32=48位號(hào)處理：1+32=33區(qū)號(hào)進(jìn)制轉(zhuǎn)換：48D=30H位號(hào)進(jìn)制轉(zhuǎn)換：33D=21H國(guó)標(biāo)碼：3021H漢字“啊”位于第16行第1列，區(qū)位碼為1601，轉(zhuǎn)換過(guò)程如下：國(guó)標(biāo)碼轉(zhuǎn)換機(jī)內(nèi)碼國(guó)標(biāo)碼加8080H轉(zhuǎn)換為機(jī)內(nèi)碼。漢字“啊”在計(jì)算機(jī)內(nèi)表示為B0A1H（3021H+8080H=B0A1H）。說(shuō)明：國(guó)標(biāo)碼與ASCII碼有沖突，所以需要轉(zhuǎn)換為機(jī)內(nèi)碼機(jī)內(nèi)碼的用途機(jī)內(nèi)碼是漢字在計(jì)算機(jī)的實(shí)際編碼。例如，有一個(gè)文本文件，其內(nèi)容為“是機(jī)內(nèi)碼啊”，則計(jì)算機(jī)中實(shí)際的內(nèi)容如圖所示。

漢字信息以機(jī)內(nèi)碼方式進(jìn)入計(jì)算機(jī)，每個(gè)漢字需要2個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)空間，這兩個(gè)字節(jié)的最高位必定是1，而存儲(chǔ)ASCII碼的字節(jié)最高位必定是0，從而避免了兩者之間的沖突。GB2312中包含英文字符（區(qū)位碼第3區(qū)）的編碼，英文字符若以ASCII編碼，需要一個(gè)字節(jié)，若以GB2312編碼，則需要2個(gè)字節(jié)，前者被稱為半角英文符號(hào)，而后者被稱為全角英文符號(hào)。除了英文字母外，那些兩種語(yǔ)言都支持的標(biāo)點(diǎn)符號(hào)存在半角全角的區(qū)別。漢字輸入

漢字輸入方法主要有：鍵盤(pán)輸入：目前使用最廣泛的漢字輸入法，操作系統(tǒng)一般提供了多種中文輸入法軟件，當(dāng)需要輸入中文時(shí)，必須使用一種輸入法，常見(jiàn)的漢字輸入法有區(qū)位碼輸入法、拼音輸入法、五筆字型輸入法等。語(yǔ)音輸入：由計(jì)算機(jī)識(shí)別用戶的講話聲音，進(jìn)行漢字輸入的方法。語(yǔ)音輸入需要數(shù)字麥克風(fēng)支持。手寫(xiě)輸入：將字直接寫(xiě)在觸摸屏或類(lèi)似設(shè)備上，由軟件進(jìn)行識(shí)別的方法。印刷體漢字識(shí)別輸入（OCR）：指用電子設(shè)備（如掃描儀或數(shù)碼相機(jī)等）檢查紙上的字符，然后用軟件識(shí)別的方法。任何輸入方式都只是漢字輸入的手段，計(jì)算機(jī)內(nèi)部只有機(jī)內(nèi)