计算机基础知识

精品文档 1欢迎下载 计算机基础知识 一 计算机的发展 类型及其应用领域 1 计算机 computer 是一种能自动 高速进行大量算术运算和逻辑运算的电子设备 其特点为 速度快 精度高 存储容量大 通用性强 具有逻辑判断和自动控制能力 2 第一台计算机 ENIAC 美国 1946 年 宾夕法尼亚大学 冯 诺依曼 存储程序 和 程序控制 3 冯 诺依曼思想的核心要点是 1 计算机的基本结构应由五大部件组成 运算器 控制器 存储器 输入设备和输出设 备 2 计算机中应采用二进制形式表示数据和指令 3 采用 存储程序 和 程序控制 的工作方式 4 计算机的发展过程 阶段 年份 物理器件 软件特征应用范围 第一代 1946 1959 电子管 机器语言 汇编语言科学计算 第二代 1959 1964 晶体管 高级语言科学计算 数据处理 工业控制 第三代 1964 1970 小规模集成电路 操作系统科学计算 数据处理 工业控制 文字处理 图形处理 第四代 1970 至今 大规模集成电路 数据库网络等各个领域 5 主要特点 运算速度快 精确度高 具有记忆和逻辑判断能力 6 计算机的主要应用 科学计算 例如 气象预报 海湾战争中伊拉克导弹的监测 数据 信息处理 例如 高考招生中考生录取与统计工作 铁路 飞机客票的预定系统 银 行系统的业务管理 计算机控制 计算机辅助系统 例如 用 CAI 演示化学反应 人工智能 例如 代替人类到危险的环境中去工作 精品文档 2欢迎下载 办公自动化系统中的应用 例如 Internet 发 email CBE 计算机辅助教育 CAI 计算机辅助教学 CMI 计算机管理教学 CAD 计算机辅助设计 CAT 计算机辅助翻译 CAM 计算机辅助制造 CAE 计算机辅助工程 7 计算机的分类 1 根据规模大小分类 巨型机 大型通用机 微型机 工作站 服务器 2 根据用途分类 通用计算机 专用计算机 3 根据计算机处理数据的类型 模拟计算机 数字计算机 数字与模拟计算机 8 计算机科学研究与应用 人工智能 研究如何让计算机来完成过去只有人才能做的智能的工作 网格计算 专门针对复杂科学计算的新型计算模式 中间件技术 是介于应用软件和操作系统之间的系统软件 云计算 是分布式计算 网格计算 并行计算 网络存储及虚拟化计算机和网络技术发展 融合的产物 或者说是它们的商业实现 2 计算机中数据的表示与存储 1 数制 二进制的优点 技术实现简单 简化运算规则 适合逻辑运算 易于进行转换 各种进制的后缀 B 二进制 D 十进制 H 十六进制 O 八进制 2 数据的存储 1 数据 所有能够被计算机接受和处理的符号的集合都称为数据 精品文档 3欢迎下载 2 信息 有意义的数据的内容 指数据经过加工处理后得到的有价值的知识 3 位 Bit 每一个能代表 0 和 1 的电子线路称为一个二进制位 是数据的最小单位 4 字节 Byte 通常每 8 个二进制位组成一个字节 字节是最基本的存储单位 字节的容量一般用 KB MB GB TB 来表示 它们之间的关系如下 1KB 1024B 1MB 1024KB 1GB 1024MB 1TB 1024GB 5 字长 Word 在计算机中作为一个整体被存取 传送 处理的二进制数字串叫做一个 字或单元 每个字中二进制位数的长度 称为字长 一个字由若干个字节组成 不同的计 算机系统的字长是不同的 常见的有 8 位 16 位 32 位 64 位等 字长是计算机的一个 重要指标 直接反映一台计算机的计算能力和精度 字长越长 存放数的范围越大 计算 机的数据处理速度越快 6 地址 Address 为了便于存取 每个存储单元必须有唯一的编号 这个编号就称为地址 通过地址可以找到所需的存储单元 取出或存入信息 1 4 3 编码 1 字符编码 目前国际上通用的字符编码是 ASCII 码 即美国标准信息交换代码 ASCII 码用七位二进制数表示一个字符 可表示 27 共 128 个字符 包括 32 个通用控制 符 10 个十进制数字 52 个大小写英文字母和 34 个专用符号 在一个字节 8 个 Bit 中后 七位用于表示字符的编码 最高位为奇偶校验位 一般作 0 看待 2 汉字编码 ASCII 码只对英文字母 数字和标点符号进行了编码 同样 要想处理汉字 也要对汉 字进行统一编码 给每个汉字一个惟一的编码 我国于 1980 年发布了国家汉字编码标准 GB2312 1990 汉字数量庞大 用一个字节无法区分 故汉字编码采用 2 个字节 一个汉字占用二个字节 一个字符占用一个字节 N N 点阵的汉字所用的空间是 N N 8 精品文档 4欢迎下载 国标码 机内码 区位码的关系 国标码 区位码 2020H 机内码 国标码 8080H 机内码 区位码 a0a0H 三 计算机软硬件系统的组成及主要技术指标 计算机硬件系统均由运算器 控制器 存储器 输入设备和输出设备五大部分构成 运算器 算术运算和逻辑运行的实际执行部件 控制器 统一指挥和控制计算机各部件按时序协调操作的部件 中央处理器 CPU 运算器 控制器 是计算机的核心部件 内部存储器按其存储信息的方式可以分为只读存储器 ROM Read Only Memory 随机存 储器 RAM Random Access Memory 和高速缓冲存储器 Cache RAM 随机存储器 能读能写 断电后信息丢失 DRAM 动态 RAM 相当于 CACHE 高速缓冲存储器 CACHE CPU 与内存之间速度不彼配的问题 SRAM 静态 RAM 精品文档 5欢迎下载 ROM 只读存储器 能读不能写 断电后信息不丢失 输入设备 键盘 鼠标 扫描仪 光笔 输出设备 显示器 音箱 打印机 绘图仪 总线 数据总线 地址总线 控制总线 软件 由程序 数据和文档三部分内容组成 程序 是一系列有序指令的集合 计算机之所以能够自动而连续地完成预定的操作 就是运行特定程序的结果 计算机程 序通常是由计算机语言来编制 编制程序的工作称为程序设计 数据 指各种信息集合 数值的与非数值的 文档 用自然语言 汉语或英语 对程序进行描述的文本称为文档 1 系统软件 是指管理 监控和维护计算机资源 包括硬件和软件 的软件 系统软件主要 包括操作系统 各种语言处理程序 数据库管理系统 网络系统及服务性程序 核心是 操作系统 语言处理程序和各种服务性程序 1 操作系统 操作系统是管理 控制计算机的软 硬件和数据资源的大型程序 是用户和计算机之间 的接口 并提供了软件的开发和应用环境 微机操作系统当前主流是 Microsoft 公司的 DOS 单用户单任务 操作系统和 Windows 单 用户多任务 操作系统 2 语言处理程序 精品文档 6欢迎下载 机器语言是用二进制代码编写 能够直接被机器识别的程序设计语言 高级语言编写的程序 称为 源程序 翻译成机器语言程序 称为 目的程序 然后 计算机才能执行 这种翻译过程一般有两种方式 解释方式和编译方式 CPU 的主要性能指标有两个 字长和主频 字长 位 CPU 进行运算和数据处理的最基本 最有效的信息位长度 字长越长 性能 越强 PC 机的字长 已由 8088 的准 16 位 运算用 16 位 I O 用 8 位 发展到现在的 32 位 64 位 主频 Mhz CPU 工作的时钟频率 主频越高处理数据速度越快 目前最常用的外存有软盘 硬盘和光盘 用于存放暂时不用的程序和数据 它不能直 接被 CPU 访问 但它可以与内存成批交换信息 即外存中的信息只有被调入内存才能被 CPU 访问 外存相对于内存而言 其特点是 存取速度较慢 但存储容量大 价格较低 信息不会因掉电而丢失 按工作原理鼠标可分为 机械式和光电式 目前广泛使用的监视器是阴极射线管 CRT 监视器和液晶 LCD 监视器 后者主要用于笔 记本电脑 显示器最重要的性能指标是分辨率 打印机分为击打式和非击打式两大类 击打式打印机主要有针式打印机 又称点阵打印机 非击打式以喷墨打印机和激光打印机为代表 多媒体技术 1 多媒体技术的概念与应用 2 1 多媒体的概念 多媒体一词来源于英文单词 Multimedia 其中 Multi 为 多 media 为 媒体 的意 思 媒体也称介质或媒质 是信息表示和传播的载体 它在计算机领域中有两种含义 一 是指用以存储信息的实体 如磁盘 磁带 光盘和半导体存储器 另一种含义是指信息的载 体 如数字 文字 声音 图形和图像 多媒体技术是指把文字 音频 视频 图形 图像 动画等多媒体信息通过计算机进行 数字化采集 获取 压缩 解压缩 编辑 存储等加工处理 再以单独或合成形式表现出来 的一体化技术 精品文档 7欢迎下载 2 多媒体的特征 交互性 集成性 多样性 实时性 3 媒体的数字化 声音的数字化的过程 采样 量化 编码 位图图像 bitmap 位图放大称为点阵图像或绘制图像 是由称作像素 图片元素 的单 个点组成的 这些点可以进行不同的排列和染色以构成图样 当放大位图时 可以看见赖 以构成整个图像的无数单个方块 扩大位图尺寸的效果是增多单个像素 从而使线条和形 状显得参差不齐 然而 如果从稍远的位置观看它 位图图像的颜色和形状又显得是连续 的 矢量图 矢量图使用直线和曲线来描述图形 这些图形的元素是一些点 线 矩形 多边形 圆 和弧线等等 它们都是通过数学公式计算获得的 例如一幅花的矢量图形实际上是由线段 形成外框轮廓 由外框的颜色以及外框所封闭的颜色决定花显示出的颜色 由于矢量图形 可通过公式计算获得 所以矢量图形文件体积一般较小 矢量图形最大的优点是无论放大 缩小或旋转等不会失真 二 计算机病毒的特征 分类与防治 1 计算机病毒的概念 计算机病毒 Computer Viruses CV 是一种人为编制的具有破坏作用的计算机程序 2 计算机病毒的的特征 特点 破坏性 传染性 隐蔽性 潜伏性 可激发性 3 计算机病毒的分类 根据病毒存在的媒体分类 根据病毒存在的媒体 病毒可以划分为网络病毒 文件病毒 引导型病毒 根据病毒破坏的能力分类 无害型 除了传染时减少磁盘的可用空间外 对系统没有其它影响 精品文档 8欢迎下载 无危险型 这类病毒仅仅是减少内存 显示图像 发出声音及同类音响 危险型 这类病毒在计算机系统操作中造成严重的错误 非常危险型 这类病毒删除程序 破坏数据 清除系统内存区和操作系统中重要的信息 根据病毒特有的算法分类 伴随型病毒 这一类病毒并不改变文件本身 它们根据算法产生 EXE 文件的伴随体 具 有同样的名字和不同的扩展名 COM 例如 XCOPY EXE 的伴随体是 XCOPY COM 蠕虫 型病毒 通过计算机网络传播 不改变文件和资料信息 利用网络从一台机器的 内存传播到其它机器的内存 计算网络地址 将自身的病毒通过网络发送 有时它们在系 统存在 一般除了内存不占用其它资源 寄生型病毒 除了伴随和 蠕虫 型 其它病毒均可称为寄生型病毒 它们依附在系统 的引导扇区或文件中 通过系统的功能进行传播 按算法分为 练习型病毒 病毒自身包含错误 不能进行很好的传播 例如一些病毒在调试阶段 还不 具备发作的条件 诡秘型病毒 它们一般不直接修改 DOS 中断和扇区数据 而是通过设备技术和文件缓冲 区等 DOS 内部修改 不易看到资源 使用比较高级的技术 利用 DOS 空闲的数据区进行工 作 变型病毒 又称幽灵病毒 这一类病毒使用一个复杂的算法 使自己每传播一份都具有不 同的内容和长度 4 计算机病毒的防治 病毒的防范 计算机病毒的传播途径主要有两个 软盘和网络 要防止病毒的侵入 就要以预防为主 堵塞病毒的传播途径 病毒的检测和消除 检测和消除病毒的方法有两种 一是人工检测和消除 一是软件检测和消除 三 计算机网络的概念 组成和分类 计算机网络概述 1 计算机网络的定义 精品文档 9欢迎下载 计算机网络指利用通信设备和线路将地理位置不同的功能 多个计算机系统互联起来 以功能完善的网络软件实现网络中资源共享和信息交换的系统 资源共享 是计算机网络的功能 资源包括计算机硬件资源和软件资源 2 计算机网络的主要功能 资源共享 基础 信息交换 分布式处理 集中管理 3 计算机网络的分类 依据不同有不同的分类 1 根据规模大小 距离远近分类 局域网 LAN 城域网 MAN 广域网 WAN 2 根据网络操作系统分类 NIX 网络 NOVELL 网络 Windows NT 网络 3 根据信息传输技术分类 广播式网络 点到点网络 4 根据连接方式分类 总线型 星型 环型 树型和混合型等 4 计算机网络的基本组成 网络操作系统 网络适配器 网卡 网络电缆 网络线 服务器和工作站等 计算机网络的互联技术 1 网络的拓扑结构 总线结构 星型结构 环型结构 树型结构 混合型结构 2 网络体系结构 1 通信协议 在计算机网络中 信息传输顺序 信息格式和信息内容等都有一系列的约定 这些约定 或规则统称为计算机网络通信协议 2 开放式系统互连 OSI Open System Interconnection 参考模型 国际标准化组织 ISO 于 1978 年制定了 OSI 参考模型 3 常见的传输介质 1 双绞线电缆 三类线 最高传输速率为 10Mbps 五类线 最高传输速率为 100Mbps 六类线 传输速率至少为 250Mbps 七类线 传输速率至少为 600Mbps 精品文档 10欢迎下载 2 同轴电缆 同轴电缆由内 外两个导体组成 内导体可为单股线或多股线 外导体为金属编织网 内 外导体之间有绝缘材料 3 光缆 光缆分为单模光缆和多模光缆 4 无线传送介质 微波 红外线 卫星通信 激光等 4 互联网络设备 1 计算机设备 服务器 是网络的核心设备 负责网络资源管理和用户服务 工作站 是具有独立处理能力的个人计算机 负责用户的信息处理业务 共享设备 是指为众多用户提供共享的打印机 磁盘子系统等公用的设备 2 常用网络连接设备 网络适配器 网络适配器也称网卡 它是网络中计算机与计算机之间互相通信的接口 中继器 在网络中起到扩展局域网络连网距离的作用 在 OSI 模型的最低层 物理层 集线器 集线器 Hub 是网络中的中心设备 它为一组计算机用户提供网络连接 网桥 为网间连接设备 它对网络中的数据包起到 过滤和转发 的作用 它工作在 OSI 模型的第二层 数据链路层 路由器 为不同类型的网络提供互联 不仅具有网桥的全部功能 还具有路径的选择功 能 它属于 OSI 模型第三层设备 网络层 4 计算机与网络信息安全的概念和防控 1 计算机安全定义 国际标准化组织 ISO 对计算机安全的定义是 为数据处理系统建立和采取的技术上和管 理上的安全保护 保护计算机硬件 软件不因偶然的或恶意的原因而遭破坏 更改和暴露 2 计算机安全立法 精品文档 11欢迎下载 国务院于 1994 年 2 月 18 日颁布的 中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例 第 一章第三条的定义是 计算机信息的安全保护 应当保障计算机及其相关的配套设备设施 含网络 的安全 运行环境的安全 保障信息的安全 保障计算机功能的正常发挥 以维 护计算机信息系统的安全运行 3 计算机安全操作 计算机使用环境 温度在室温 15 C 35 C 之间 相对湿度在 20 80 之间 对电源 一要要求稳 二是在机器工作时供电不能间断 在计算机的附近避免磁场干扰 计算机的维护 要注意防潮 防水 防尘 防火 在使用时注意通风 不用时应盖好防 尘罩 机器表面要用软布沾中性清洁剂经常擦拭 开机顺序为 先对外设加电 再对主机加电 而关机顺序正好与此相反 每次开机与关机 之间的间隔不应少于 10 秒 在加电情况下 机器的各种设备不要随意搬动 也不要插拔各 种接口卡 应避免频繁开关机器 计算机要经常使用 不要长期闲置不用 4 计算机安全管理 为了保证计算机的安全使用 在日常工作中要做好以下方面的工作 系统启动盘要专用 对来历不明的软件不应马上装入自己的计算机系统 要先检测 后安装使用 对系统文件和重要数据 要进行备份和写保护 对外来软盘和盗版光盘 必须进行检测方可使用 不要轻易装入各种游戏软件 游戏软件通过存储介质将病毒带入计算机系统的可能性 极大 定期对所使用的磁盘进行病毒的检测与防治 若发现系统有任何异常现象 及时采取措施 对于连网的计算机 在下载软件时要特别注意 不要因此而将病毒一并带入计算机 五 因特网网络服务的概念 原理和应用 1 Internet 的定义 Internet 因特网 是由全球范围内的开放式计算机网络连接而成的 计算机互联网 也可以简单定义为网络的网络 网络的集合 2 我国 Internet 发展现状 至 2000 年底 全国性的互联网有 8 个 其中经营性的 5 个 非经营性的 3 个 经营性的 5 个 精品文档 12欢迎下载 中国公用计算机互联网 CHINANET 由中国电信负责建设与经营管理 中国金桥信息网 CHINAGBNET 由吉通通信有限公司建设与经营管理 中国联通公用计算机互联网 UNINET 由中国联合通信有限公司负责建设与经营管理 中国网通公用互联网 CNCNET 由中国网络通信有限责任公司负责建设与经营管理 中国移动互联网 CMNET 中国移动通信集团公司负责建设与经营管理 非经营性 3 个 中国教育科研网 CERNET 中国教育科研网由国家投资建设 教育部负责管理 中国科技网 CSTNET 中国科技网由国家投资和世界银行贷款建设 由中国科学院网络运 行中心负责运行管理 中国国际经济贸易互联网 CIETNET 面向全国外经贸系统事业单位的专用互联网 由外 贸经济合作部下属的中国国际电子商务中心负责建设和管理 Internet 的几个关键概念 1 TCP IP 协议 TCP IP 协议是 Internet 互联网的信息交换 规则 规范的集合体 分类 TCP 传输控制协议和 IP 网间协议 四个层次 应用层 传输层 互联层 主机至网络层 2 IP 地址 Internet 中每一台计算机都有一个在世界范围内惟一的标记 这个标记我们称为 IP 地址 IP 地址是一个 32 位的二进制数 一般用圆点分隔的十进制数表示 如 210 37 7 18 范围 0 255 3 DNS 域名系统 域名系统 DNS 是完成 Internet 主机名和 IP 地址的映射 把域名翻译成 IP 地址的系统 同时也可以将 IP 地址翻译成域名 域名的一般格式为 机 构 com 商业机构 edu 教育机构 gov 政府机构 int 国际组织 mil 军事部门 net 网络机 构 org 社会组织 专业协会 Internet 接入方式 精品文档 13欢迎下载 1 拨号入网 主要适用于单位或家庭单机入网 除需要一台微机外 还需要 1 一个调制解调器 Modem 传输速率 33 6Kbps 以上 2 电话线 脉冲 音频 直线 分机均可 3 拨号上网软件和 IE 浏览器 4 账号 2 局域网接入方