大學(xué)計算機基礎(chǔ)（第四版） 第1章 計算機基礎(chǔ)知識

計算機基礎(chǔ)知識第1章〖本章教學(xué)重點〗了解計算機的發(fā)展掌握計算機中信息的表示與存儲掌握計算機病毒及防治方面的基礎(chǔ)知識。計算機的發(fā)展計算機中信息的表示與發(fā)展1.11.21.3計算機病毒及防治1.1計算機的發(fā)展

1.1.1電子計算機的誕生目前，人們公認(rèn)的第一臺計算機是在1946年2月由美國賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院研制成功的ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator)，即電子數(shù)字積分計算機。第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC1.1.1電子計算機的誕生在計算機的發(fā)展過程中有兩位杰出的科學(xué)家、重要的奠基人，分別是英國科學(xué)家阿蘭·圖靈(AlanMathisonTuring)和美籍匈牙利科學(xué)家馮·諾依曼(JohnvonNeumann)。阿蘭·圖靈的貢獻是建立了對數(shù)字計算機有深遠影響的圖靈機理論模型，該模型奠定了人工智能的基礎(chǔ)，而馮·諾依曼則提出了計算機的存儲體系結(jié)構(gòu)，并沿用至今。阿蘭·圖靈

馮·諾依曼1.1.2計算機的發(fā)展歷程及未來趨勢第一代——電子管計算機(1949年—1957年)第二代——晶體管計算機(1958年—1964年)第三代——集成電路計算機(1965年—1970年)第四代——大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計算機(1970年至今)年代器件第一代

1946—1957年第二代

1958—1964年第三代

1965—1970年第四代

1970年至今電子器件電子管晶體管中、小規(guī)模集成電路大規(guī)模和超大

規(guī)模集成電路主存儲器陰極射線管或汞延遲磁芯、磁鼓磁芯、磁鼓、半導(dǎo)體存儲器半導(dǎo)體存儲器外部輔助存儲器紙帶、卡片磁帶、磁鼓磁帶、磁鼓、磁盤磁帶、磁盤、光盤處理方式機器語言

匯編語言監(jiān)控程序

連續(xù)處理作業(yè)

高級語言程序多道程序

實時處理實時、分時處理

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)運算速度5千～3萬次/秒幾十萬～百萬次/秒百萬～幾百萬次/秒幾百萬～千億次/秒表

計算機發(fā)展階段示意表1.1.2計算機的發(fā)展歷程及未來趨勢隨著硅芯片技術(shù)的高速發(fā)展，硅技術(shù)越來越接近于其自身的物理發(fā)展極限，因此，迫切要求計算機從結(jié)構(gòu)變革到器件與技術(shù)的變革這一系列的技術(shù)都要產(chǎn)生一次質(zhì)的飛躍。2015年中國紫光股份有限公司自主研發(fā)的第一代云計算機“紫云1000”問世。中國紫光股份有限公司將云計算機定義為采用與個人計算機和超級計算機完全不同的分布式體系架構(gòu)，借助于云計算的虛擬化技術(shù)，由多個成本相對較低的計算資源融合而成具有強大計算能力的計算機。它可高效支持大數(shù)據(jù)處理、高吞吐率和高安全信息服務(wù)等多類應(yīng)用需求，其計算能力和存儲能力可動態(tài)伸縮并無限擴展。隨著技術(shù)的革新和理念的變革，預(yù)測未來新型計算機的類型如下：量子計算機光子計算機分子計算機納米計算機1.1.3計算機發(fā)展的新熱點云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)式，全球的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷著深刻的變革。1.云計算2006年，Google首席執(zhí)行官埃里克·施密特(EricSchmidt)在搜索引擎大會上首次提出“云計算”(CloudComputing)的概念。云計算將計算任務(wù)分布在大量分布式計算機構(gòu)成的資源池中(并非本地計算機)，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計算能力、存儲空間和服務(wù)信息。云計算之所以稱為“云”，主要原因是它在某些方面具有云的特征。比如，云可大可小、可動態(tài)伸縮、邊界模糊。而且云在空中的位置飄忽不定，雖然無法確定它的具體位置，但是它確實存在于某處。所以可以借用云的這些特點來形容云計算中服務(wù)能力和信息資源的伸縮性，以及后臺服務(wù)設(shè)施位置的透明性。1.1.3計算機發(fā)展的新熱點云計算的優(yōu)點很多，可以提供最可靠、最安全的數(shù)據(jù)存儲中心，使用戶不用再擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵等問題帶來的麻煩；云計算對用戶端的設(shè)備要求最低，使用起來也最方便，可以輕松實現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用的共享。另外，云計算為網(wǎng)絡(luò)的使用提供了無限多的可能性，為數(shù)據(jù)的存儲和管理提供了幾乎無限多的空間，也幾乎為各類應(yīng)用提供了無限大的計算能力。云計算目前已經(jīng)發(fā)展到云安全和云存儲兩大領(lǐng)域，微軟、谷歌公司涉足的是云存儲領(lǐng)域，國內(nèi)的瑞星公司已經(jīng)推出了云安全產(chǎn)品。1.1.3計算機發(fā)展的新熱點2.移動互聯(lián)網(wǎng)移動互聯(lián)網(wǎng)(MobileInternet，MI)，是指將智能移動終端和互聯(lián)網(wǎng)兩者結(jié)合起來成為一體。移動互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)、平臺、商業(yè)模式和應(yīng)用與移動通信技術(shù)相結(jié)合并實踐的活動的總稱。隨著寬帶無線接入技術(shù)和移動終端技術(shù)的飛速發(fā)展，人們迫切希望能夠隨時隨地，甚至在移動的過程中都能夠高速地接入互聯(lián)網(wǎng)，便捷地獲取信息和服務(wù)。可見，移動與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的趨勢是歷史的必然。3.物聯(lián)網(wǎng)1999年，美國MITAuto-ID中心提出了物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings)的概念：“通過射頻識別(RFID)(RFID+互聯(lián)網(wǎng))、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)?！?.1.3計算機發(fā)展的新熱點物聯(lián)網(wǎng)的概念包含兩種含義：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)就是利用網(wǎng)絡(luò)連接所有能夠被獨立尋址的普通物理對象，從而實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。它具有普通對象設(shè)備化、自治終端互聯(lián)化、普適服務(wù)智能化的重要特征。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用目的在于建立一個更加智能的社會。4.大數(shù)據(jù)“大數(shù)據(jù)”(BigData)，研究機構(gòu)Gartner認(rèn)為：“大數(shù)據(jù)”是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。目前，人們對大數(shù)據(jù)還沒有一個準(zhǔn)確的定義，大數(shù)據(jù)是一個正在形成的、發(fā)展中的階段性概念，一般從四個方面的特征來理解其內(nèi)容。Volume：數(shù)據(jù)量大Variety：數(shù)據(jù)類型繁多Velocity：獲得數(shù)據(jù)的速度快、時效高Veracity：數(shù)據(jù)真實性高1.1.3計算機發(fā)展的新熱點5.可穿戴計算機許多人認(rèn)為，可穿戴計算機“無非是一個小的PC機掛在身上”，一些計算機基礎(chǔ)研究者對其也不以為然。可穿戴機雖然看起來是穿戴在人體上工作，但并不能僅僅理解為將計算機穿在身上，在可穿戴計算工程中有11項關(guān)鍵技術(shù)，如無線自組網(wǎng)、System-on-Chip(一個芯片一臺機)、無線通訊、嵌入式操作系統(tǒng)等都是當(dāng)前計算機科學(xué)的難關(guān)。業(yè)內(nèi)專家也曾宣稱：“任何有利于縮小人機隔閡的研究都是有生命力價值的！”正是基于這一點，國內(nèi)計算機的先鋒“青年計算機科技論壇”曾專門以此為論題召開了可穿戴計算機新技術(shù)報告會。加拿大傳媒學(xué)家麥克盧漢在上個世紀(jì)60年代就提出了“媒介是人的延伸”，今天的可穿戴計算機正在實現(xiàn)著人各個器官的功能，并延長著每一個功能。1.1.3計算機發(fā)展的新熱點6.虛擬仿真技術(shù)虛擬仿真又稱虛擬現(xiàn)實技術(shù)或模擬技術(shù)，就是用一個虛擬的系統(tǒng)模仿另一個真實系統(tǒng)的技術(shù)。從狹義上講，虛擬仿真是指20世紀(jì)40年代伴隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而逐步形成的一類試驗研究的新技術(shù)；從廣義上來說，虛擬仿真則是在人類認(rèn)識自然界客觀規(guī)律的歷程中一直被有效地使用著。由于計算機技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)逐步自成體系，成為繼數(shù)學(xué)推理、科學(xué)實驗之后人類認(rèn)識自然界客觀規(guī)律的第三類基本方法，而且正在發(fā)展成為人類認(rèn)識、改造和創(chuàng)造客觀世界的一項通用性、戰(zhàn)略性技術(shù)。虛擬仿真技術(shù)具有以下四個基本特性：沉浸性（Immersion）：交互性（Interaction）：虛幻性（Imagination）：逼真性（reality）：1.1.3計算機發(fā)展的新熱點7.人工智能人工智能（ArtificialIntelligence），英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計算機科學(xué)的一個分支，它企圖了解智能的實質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機器，該領(lǐng)域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能從誕生以來，理論和技術(shù)日益成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴大，可以設(shè)想，未來人工智能帶來的科技產(chǎn)品，將會是人類智慧的“容器”。人工智能可以對人的意識、思維的信息過程的模擬。人工智能不是人的智能，但能像人那樣思考、也可能超過人的智能。（1）競賽LOEBNER（人工智能類）（2）強人工智能(BOTTOM-UPAI)（3）弱人工智能(TOP-DOWNAI)(4)弱人工智能(TOP-DOWNAI)(5)對強人工智能的哲學(xué)爭論在計算機中，所有的信息都是以二進制的形式表示與存儲的，二進制是用0和1兩個數(shù)碼來表示的數(shù)，是計算機技術(shù)采用的一種數(shù)制。它的基數(shù)為2，進位規(guī)則是“逢二進一”，借位規(guī)則是“借一當(dāng)二”。1.基數(shù)和位權(quán)數(shù)制的類型不同，但具有共同的計算和運算的規(guī)律。數(shù)制中有基數(shù)和位權(quán)兩個概念?；鶖?shù)是進位制的基本特征數(shù)，即所用到的數(shù)碼的個數(shù)。例如十進制：用0～9十個數(shù)碼表示，基數(shù)為10。而權(quán)則是處在不同位置上的數(shù)字代表的值不同，各進位制中位權(quán)的值是基數(shù)的若干次冪。如十進制數(shù)每個數(shù)位上的權(quán)則是10的某次冪。1.2計算機中信息的表示與存儲

1.2.1信息的表示形式位權(quán)的表示法是指，數(shù)字的總個數(shù)為基數(shù)，每個數(shù)字都要乘以基數(shù)的冪次，而該冪次由每個數(shù)所在的位置決定。排列方式是以小數(shù)點為界，整數(shù)部分自右向左分別為0次冪、1次冪、2次冪、……，小數(shù)部分自左向右分別為負(fù)1次冪、負(fù)2次冪、負(fù)3次冪、……。2.常用的進位記數(shù)制（1）十進制

所使用的數(shù)碼有10個，即0、1、2、…、9，基數(shù)為10，各位的位權(quán)是10i，進位規(guī)則是“逢十進一”。例如，十進制數(shù)(124.56)10可以表示為：(124.56)10=1×102+2×101+4×100+5×10-1+6×10-21.2.1信息的表示形式（2）二進制所使用的數(shù)碼有2個，即0、1，基數(shù)為2，各位的位權(quán)為2i，進位規(guī)則是“逢二進一”。例如，二進制數(shù)(1101.01)2可以表示為：(1101.01)2=1×23+1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2

（3）八進制所使用的數(shù)碼有8個，即0、1、2…、7，基數(shù)為8，各位的位權(quán)是8i，進位規(guī)則是“逢八進一”。例如，八進制數(shù)(35.21)8可以表示為：(35.21)8=3×81+5×80+2×8-1+1×8-2

1.2.1信息的表示形式（4）十六進制所使用的數(shù)碼有15個，即0、1、2…、9、A、B、C、D、E和F（其中A、B、C、D、E、F分別表示10、11、12、13、14、15），基數(shù)為16，各位的位權(quán)是16i，進位規(guī)則是“逢十六進一”。例如，十六進制數(shù)(2C7.1F)16可以表示為：(2C7.1F)16=2×162+12×161+7

×160+1×16-1+15×16-21.2.1信息的表示形式表

常用數(shù)制的特點3.不同數(shù)制間轉(zhuǎn)換（1）十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進制數(shù)十進制轉(zhuǎn)換成二進制，需要將整數(shù)部分與小數(shù)部分分別進行轉(zhuǎn)換。整數(shù)部分采用“除基取余法”，小數(shù)部分采用“乘基取整法”。

例如：用“除基取余法”將十進制整數(shù)327轉(zhuǎn)換為二進制整數(shù)。

“除基取余法”轉(zhuǎn)換過程如下：1.2.1信息的表示形式（2）十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進制小數(shù)十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進制小數(shù)采用“乘基取整法”。即把給定的十進制小數(shù)乘以基數(shù)，取其整數(shù)作為二進制小數(shù)的第一位，然后取小數(shù)部分繼續(xù)乘以基數(shù)，將所的整數(shù)部分作為第二位小數(shù)，重復(fù)操作直至得到所需要的二進制小數(shù)。1.2.1信息的表示形式（2）非十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)非十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)采用“按權(quán)展開法”，即先把各位非十進制數(shù)按權(quán)展開，寫成多項式,然后計算十進制結(jié)果。例如:寫出(1101.01)2，(237)8，(10D)16的十進制數(shù)。1.2.1信息的表示形式（3）二進制與八、十六進制數(shù)的轉(zhuǎn)換二進制數(shù)與八進制數(shù)，以及十六進制數(shù)存在著倍數(shù)的關(guān)系，例如23=8,24=16所以它們之間的轉(zhuǎn)換非常方便。

在二進制數(shù)與八進制數(shù)進行轉(zhuǎn)換的時候，可以用“三位并一位”的方式，以小數(shù)點為界，將整數(shù)部分從右側(cè)向左側(cè)，每三位一組，當(dāng)最后一組不足三位時，在該組的最左方添“0”補足三位；小數(shù)部分從左側(cè)至右側(cè)，每三位一組，當(dāng)最后一組不足三位時，在該組的最右方添“0”補足三位。然后各組的三位二進制數(shù)，按照各自的位權(quán)22、21、20展開后相加，就得到了一位八進制數(shù)。1.2.1信息的表示形式例如，將二進制小數(shù)10110111.01101轉(zhuǎn)換為八進制小數(shù)，轉(zhuǎn)換過程如下：1.2.1信息的表示形式八進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)，用“一位拆三位”的方法，即將每位八進制數(shù)用對應(yīng)的三位二進制數(shù)展開表示。例如，將八進制數(shù)123.46轉(zhuǎn)化為二進制數(shù)表示。1.2.1信息的表示形式結(jié)果為：(123.46)8=(1010011.10011)2同理，二進制數(shù)轉(zhuǎn)為十六進制數(shù)時，采用“四位并一位”的方法，十六進制數(shù)轉(zhuǎn)為二進制數(shù)時，采用“一位拆四位”的表示方法。例如，用“四位并一位”的方法將二進制數(shù)110110111.01101轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)。1.2.1信息的表示形式（4）八、十六進制之間的轉(zhuǎn)換八、十六進制之間的轉(zhuǎn)換可以借助二進制來實現(xiàn)。如：八進制轉(zhuǎn)換成十六進制，先將八進制轉(zhuǎn)換成二進制，然后再將二進制轉(zhuǎn)換成十六進制。同理，十六進制轉(zhuǎn)換成八進制，先將十六進制轉(zhuǎn)換成二進制，再將二進制轉(zhuǎn)換成八進制。1.2.1信息的表示形式1.2.1信息的表示形式4.二進制數(shù)的算術(shù)運算(1)二進制數(shù)的加法運算規(guī)則0+0=0，1+0=1，0+1=1，1+1=10(向高位進位)。例如，完成(1101)2＋(1011)2=(11000)2的運算。(2)二進制數(shù)的減法運算規(guī)則0-0=0，1-0=1，1-1=0，0-1=1。例如，完成(1010)2－(0101)2=(0101)2的運算。1.2.1信息的表示形式(3)二進制數(shù)的乘法運算規(guī)則0×0=0，0×1=1，1×0=1，1×1=1。例如，完成(1010)2×(0101)2=(0110010)2的運算。(4)二進制數(shù)的除法運算規(guī)則0÷1=0，(1÷0無意義)，1÷1=1。例如，完成(10100)2÷(100)2=(101)2的運算1.信息的存儲單位（1）位(bit)讀作“比特”，簡寫為“b”，表示二進制中的1位。計算機中的數(shù)據(jù)都是以0和1來表示的。一個二進制位只有能有一種狀態(tài)，即只能存放二進制數(shù)“0”或者“1”。（2）字節(jié)(Byte)：字節(jié)，簡寫為“B”，讀作“拜特”，是計算機信息中用于描述存儲容量和傳輸容量的一種計量單位，在一些計算機編程語言中也表示數(shù)據(jù)類型和語言字符。計算機中是以字節(jié)為單位解釋信息的。一個字節(jié)由8個二進制位組成，即“1B=8b”。1.2.2數(shù)值型數(shù)據(jù)的編碼（3）字長前面介紹計算機技術(shù)指標(biāo)的時候介紹過“字”和“字長”的概念，字是指計算機的CPU在同一時間內(nèi)處理的一組二進制數(shù)，而這組二進制數(shù)的位數(shù)就是“字長”。字長與計算機的功能和用途有很大的關(guān)系，是計算機的一個重要技術(shù)指標(biāo)。字長直接反映了計算機的計算精度，字長越大，計算機一次性處理的數(shù)字位數(shù)越多，處理數(shù)據(jù)的速度就越快。（4）擴展存儲單位計算機的基本存儲單位是字節(jié)，用B表示，常用的存儲單位還有KB、MB、GB、TB，它們之間換算關(guān)系為：KB：千字節(jié)KB=1024B=210BMB:兆字節(jié)MB=1024KB=220BGB:吉字節(jié)GB=1024MB=230BTB:太字節(jié)TB=1024GB=240B1.2.2數(shù)值型數(shù)據(jù)的編碼2.數(shù)值型數(shù)據(jù)編碼方式（1）原碼正數(shù)的符號位用0表示，負(fù)數(shù)的符號位用1表示，數(shù)值部分用二進制數(shù)的絕對值表示，這種表示稱為原碼表示。例如，求“+69”和“-69”的原碼1.2.2數(shù)值型數(shù)據(jù)的編碼數(shù)0也有“正零”和“負(fù)零”之分，“+0”的原碼=00…00，“-0”的原碼=10…00。（2）

反碼計算機中規(guī)定，反碼的最高位為符號位。正數(shù)的反碼與原碼相同，負(fù)數(shù)的反碼是對原碼除符號位外各位按位取反，即“1”取反變?yōu)椤?”，“0”取反變?yōu)椤?”。例如，求十進制數(shù)“+5”與“-5”的反碼。若用一個字節(jié)表示，將十進制數(shù)5轉(zhuǎn)化為二進制數(shù)為00000101。因為“+5”是正數(shù)，轉(zhuǎn)化為二進制數(shù)的原碼為00000101，所以反碼與原碼相同，(+5)反＝00000101；1.2.2數(shù)值型數(shù)據(jù)的編碼（3）

補碼正數(shù)的補碼就是其原碼，負(fù)數(shù)的補碼是先求其反碼，然后在最低位+1。例如，十進制數(shù)“+5”與“-5”的補碼用一個字節(jié)表示為：(+5)10=(00000101)原=(00000101)反=(00000101)補(-5)10=(10000101)原=(11111010)反=(11111011)補補碼沒有“+0”和“-0”的區(qū)別，即0補碼只有一種形式。1.2.2數(shù)值型數(shù)據(jù)的編碼（4）定點數(shù)與浮點數(shù)數(shù)值除了有正負(fù)之分外，還有整數(shù)和小數(shù)之分。計算機不僅能處理帶符號的數(shù)值問題，還能解決數(shù)值中存在的小數(shù)點問題。計算機系統(tǒng)規(guī)定，小數(shù)點是用隱含規(guī)定位置的方式來表示，并不占用二進制位。同時，根據(jù)小數(shù)點位置是否固定，數(shù)的表示方法可分為定點數(shù)和浮點數(shù)。定點數(shù)：定點數(shù)指小數(shù)點在數(shù)中的位置是固定不變的，通常有定點整數(shù)和定點小數(shù)之分。定點整數(shù)是將小數(shù)點位置固定在數(shù)值的最右端，定點小數(shù)是將小數(shù)點位置固定在有效數(shù)值的最左端，符號位之后。1.2.2數(shù)值型數(shù)據(jù)的編碼在十進制系統(tǒng)中，如果規(guī)定小數(shù)點左邊存放7個數(shù)碼，右邊存放3個數(shù)碼，當(dāng)我們存儲數(shù)字5.623166時，小數(shù)后只能保留3位，即5.623，其精度受損；而當(dāng)存放的數(shù)超過8位時，也會導(dǎo)致其數(shù)值的不正確。所以，當(dāng)存放的數(shù)字整數(shù)部分很大或者小數(shù)部分很長時，定點數(shù)顯然不適合，于是又引入了浮點數(shù)，主要用來解決數(shù)據(jù)溢出、精度受損問題。1.2.2數(shù)值型數(shù)據(jù)的編碼浮點數(shù)小數(shù)點位置浮動變化的數(shù)稱為浮點數(shù)。對十進制來說，浮點數(shù)是以10的n次方表示的數(shù)。例如，十進制數(shù)245.78，使用浮點表示法為0.24578×103。其中0.24578為一個定點數(shù)，3表示小數(shù)點向右移動3位。當(dāng)浮點數(shù)采用指數(shù)形式表示時，指數(shù)部分稱為“階碼”，小數(shù)部分稱為“尾數(shù)”。尾數(shù)和階碼有正負(fù)之分，例如，二進制數(shù)“-0.00111”，浮點表示為“-0.111×2-2”，這里尾數(shù)（-0.111）和階碼（-2）都是負(fù)數(shù)。尾數(shù)的符號表示數(shù)的正負(fù)，階碼的符號則表明小數(shù)點的實際位置。浮點數(shù)的格式多樣化，假設(shè)一個浮點數(shù)有32位二進制的長度，其最左端第1位為該數(shù)指數(shù)的符號位，也就是10的n次方的n的符號位；從第2位～第8位為該數(shù)的指數(shù)位，也就是n的二進制值；第9位是該數(shù)的符號位，其余的第10位～第32位為底數(shù)位。1.2.2數(shù)值型數(shù)據(jù)的編碼例如，二進制數(shù)“+111100011”，使用浮點表示為“+0.111100011×29”，則階碼為9(即二進制定點整數(shù)為1001)，尾數(shù)為“+0.111100011”，存儲在計算機中的浮點數(shù)表示形式如圖所示。1.2.2數(shù)值型數(shù)據(jù)的編碼1.字符編碼即用規(guī)定的二進制數(shù)表示輸入到計算機中文字和符號的方法。字符編碼是人與計算機進行通信、交互的重要方式。國際上采用的是美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼（AmericanStandardCodeForInformationInterchange），即ASCII碼。在計算機內(nèi)，每個字符的ASCII碼用1字節(jié)(8位)來存放，字節(jié)的最高位(b7)為校驗位，通常用“0”來填充，后7位(b6b5b4b3b2b1b0)為編碼值，7位二進制共有128種狀態(tài)(27=128)，可表示128個字符，即26個小寫字母、26個大寫字母、10個數(shù)字、32個符號、33個控制符號和一個空格，7位編碼的ASCII碼是目前使用最為廣泛的字符編碼，稱為標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼字符集。1.2.3非數(shù)值型數(shù)據(jù)的編碼2.漢字編碼計算機在處理英文、漢字、數(shù)字等文字信息的時候，會將它們看成由一些基本字和符號組成的字符串，比如說中文詞組“計算機”是由“計”、“算”、“機”三個漢字組成的。英文單詞“Hello”是由“H”、“e”、“l(fā)”、“l(fā)”、“o”五個字符組成的。這些基本的字符都對應(yīng)著一組二進制代碼，計算機對文字信息的處理實際上就是對這些二進制代碼進行處理的。對于英語這類拼音文字來說，基本的符號少，編碼容易，所以在計算機中對這類拼音文字的處理，如輸入、輸出，存儲等都是用統(tǒng)一的代碼的，例如ASCII碼。而漢字?jǐn)?shù)量眾多、編碼相對困難，所以對漢字進行編碼的時候，用同一代碼很難解決漢字輸入、漢字儲存與交換、漢字輸出的問題，所以計算機中對漢字的處理采取了不同的編碼，分別是漢字輸入碼、交換碼、內(nèi)碼、字形碼。1.2.3非數(shù)值型數(shù)據(jù)的編碼（1）

漢字輸入碼漢字輸入碼也稱外碼，是為了將漢字輸入計算機而編制的代碼，是代表某一漢字的一串鍵盤符號。同一個漢字，輸入法不同，輸入碼也會不同。例如，輸入“國”字，用拼音輸入法輸入時，先輸入拼音guo，然后再選擇字，而用五筆輸入法輸入時，輸入碼是lg。無論使用哪種輸入法，輸入的漢字都會轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的機內(nèi)碼并進行存儲。

（2）漢字交換碼漢字交換碼是指不同的具有漢字處理功能的計算機系統(tǒng)之間在交換漢字信息時所使用的代碼標(biāo)準(zhǔn)。目前國內(nèi)計算機系統(tǒng)所采用的標(biāo)準(zhǔn)信息處理交換碼，是基于1980年制定的國家標(biāo)準(zhǔn)《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)信息交換漢字編碼》（“GB2312-80”）修訂的國標(biāo)碼。國標(biāo)碼是一個簡化字的編碼標(biāo)準(zhǔn)。1.2.3非數(shù)值型數(shù)據(jù)的編碼國標(biāo)碼表一共收錄了6763個漢字和682個圖形符號，共7445個。其中，6763個漢字按照使用的頻率和用途，又分為一級常用漢字3755個，二級次常用漢字3008個。其中一級漢字按拼音字母順序排列，二級漢字按偏旁部首排列。每個漢字采用兩個字節(jié)對進行編碼，每個字節(jié)各取七位，這樣可對128×128＝16384個字符進行編碼。為了與ASCII碼兼容和統(tǒng)一，以及留出控制字符等因素預(yù)留出0到32號和127號，共34個控制字符，也就是說每個字節(jié)的有效取值為第33號—第126號（即對應(yīng)的十六進制數(shù)為21H—7EH），這個取值范圍可以“獨立”地表示94*94，共8836個漢字字符。另外，組成漢字的兩個字節(jié)中，第一個稱為“區(qū)”，第二個稱為“位”。也就是說，該字符集有94個區(qū)，每個區(qū)分94位。例如“中”字的國標(biāo)碼為5650H（16進制）。1.2.3非數(shù)值型數(shù)據(jù)的編碼（3）漢字內(nèi)碼漢字內(nèi)碼，又稱為機內(nèi)碼，是指在計算機內(nèi)部用于存儲、交換、檢索漢字信息的編碼，是漢字系統(tǒng)中使用的二進制字符編碼，一般采用兩個字節(jié)表示。向計算機輸入漢字時可以通過不同的輸入法輸入，但是漢字的內(nèi)碼在計算機中是唯一的，這些通過鍵盤等輸入設(shè)備輸入的輸入碼被計算機接收后，由漢字操作系統(tǒng)的“輸入碼轉(zhuǎn)換模塊”轉(zhuǎn)換為漢字內(nèi)碼，通過漢字內(nèi)碼可以達到通用和高效率傳輸文本信息的目的。（4）漢字字形編碼

ASCII碼和GB-2312國標(biāo)碼解決了漢字的輸入、傳輸、存儲、計算等問題，但漢字在顯示器顯示或打印輸出時，需要另外對“字形”進行編碼。所有字形編碼的集合稱為字庫。字庫存放在硬盤中，漢字輸出時，先在字庫中找到對應(yīng)的字形編碼，再輸出到顯示器或打印機中。字形編碼分為點陣字形編碼和矢量字形編碼兩種。點陣字形編碼

矢量字形編碼1.2.3非數(shù)值型數(shù)據(jù)的編碼我國在1994年正式頒布的《中華人民共和國計算機信息系統(tǒng)安全保護條例》中對計算機病毒的定義為：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損壞數(shù)據(jù)，影響計算機使用，并能自我復(fù)制的一組計算機指令或程序代碼。1.3計算機病毒及防治

1.3.1計算機病毒的概念1.計算機病毒的特點計算機病毒具有生物病毒的某些特性，如破壞性、傳染性、潛伏性、寄生性；同時還具有其自身獨有的性質(zhì)，如可觸發(fā)性和不可預(yù)見性等。2.計算機病毒的分類計算機病毒種類繁多，根據(jù)其特點不同，可按不同的準(zhǔn)則進行分類。（1）

按病毒的破壞能力，可分為良性病毒和惡性病毒。（2）

按病毒的傳染方式，可分為磁盤引導(dǎo)區(qū)傳染的病毒、操作系統(tǒng)文件傳染的病毒和一般應(yīng)用程序傳染的病毒。（3）按病毒程序特有的算法，可分為伴隨型病毒、蠕蟲病毒、特洛伊木馬、寄生型病毒等。1.3.2計算機病毒的特點及