第一章 認(rèn)識計(jì)算機(jī)

1計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)第一章認(rèn)識計(jì)算機(jī)

目錄【任務(wù)1-1計(jì)算機(jī)的發(fā)展和分類】 【任務(wù)1-2計(jì)算機(jī)的組成】【任務(wù)1-3計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)】【任務(wù)1-4計(jì)算機(jī)信息編碼】【任務(wù)1-5計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全與防護(hù)】

第一章認(rèn)識計(jì)算機(jī)任務(wù)1-1計(jì)算機(jī)的發(fā)展和分類1946年2月15日，世界上第一臺電子計(jì)算機(jī)ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）誕生于美國賓夕法尼亞大學(xué)。ENIAC（如圖1-1所示）有幾間房間那么大，占地170m2，使用了1500個(gè)繼電器，18800個(gè)電子管，重達(dá)30多噸，每小時(shí)耗電150kW，耗資40萬美元，真可謂龐然大物。至今人們公認(rèn)，ENIAC的問世標(biāo)志著計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來，它的出現(xiàn)具有劃時(shí)代的歷史意義。31、計(jì)算機(jī)的發(fā)展任務(wù)1-1計(jì)算機(jī)的發(fā)展和分類41、計(jì)算機(jī)的發(fā)展圖1-1第一臺電子計(jì)算機(jī)ENIAC一角任務(wù)1-1計(jì)算機(jī)的發(fā)展和分類51、計(jì)算機(jī)的發(fā)展在此后60多年的發(fā)展歷程中，計(jì)算機(jī)的發(fā)展已經(jīng)歷了四代，并正在向第五代過渡。習(xí)慣上，人們根據(jù)計(jì)算機(jī)所用的電子元件的變化來劃分計(jì)算機(jī)的“代”。第一代計(jì)算機(jī)（1946—1958年）組成計(jì)算機(jī)的基本電子元件是電子管。其特點(diǎn)是體積大、功耗高、存儲容量小、運(yùn)算速度在每秒數(shù)千次到數(shù)萬次之間，主要使用機(jī)器語言，并開始使用符號語言，主要用于科學(xué)計(jì)算。任務(wù)1-1計(jì)算機(jī)的發(fā)展和分類61、計(jì)算機(jī)的發(fā)展第二代計(jì)算機(jī)（1958—1964年）組成計(jì)算機(jī)的基本電子元件是晶體管，計(jì)算機(jī)主存儲器大量使用磁性材料制成的磁芯，并開始使用磁盤作為外存儲器。計(jì)算機(jī)的體積縮小了，功耗降低了，存儲容量增大了，穩(wěn)定性提高了，運(yùn)算速度也提高到每秒幾十萬次。開始使用操作系統(tǒng)及高級程序設(shè)計(jì)語言，主要應(yīng)用領(lǐng)域也從以科學(xué)計(jì)算為主轉(zhuǎn)向以數(shù)據(jù)處理為主。任務(wù)1-1計(jì)算機(jī)的發(fā)展和分類71、計(jì)算機(jī)的發(fā)展第三代計(jì)算機(jī)（1964—1972年）組成計(jì)算機(jī)的主要電子元件是集成電路，半導(dǎo)體存儲器取代了沿用多年的磁芯存儲器。與晶體管電路相比，集成電路計(jì)算機(jī)的體積、重量、功耗都進(jìn)一步減小，而穩(wěn)定性、運(yùn)算速度和邏輯運(yùn)算功能都進(jìn)一步提高。所使用的操作系統(tǒng)得到了進(jìn)一步發(fā)展，且出現(xiàn)了多種高級程序設(shè)計(jì)語言，主要應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理及過程控制等領(lǐng)域。任務(wù)1-1計(jì)算機(jī)的發(fā)展和分類81、計(jì)算機(jī)的發(fā)展第四代計(jì)算機(jī)（1972年至今）主要電子元件是大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路，磁盤的存取速度和存儲容量大幅度上升，開始使用光盤作為外存儲介質(zhì)，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾百萬次至上億次。而體積、重量和耗電量進(jìn)一步減少。微處理器的出現(xiàn)，使計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了微型化；多媒體技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、并行處理技術(shù)、多機(jī)系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都得以迅猛發(fā)展；軟件工程的標(biāo)準(zhǔn)化、多種計(jì)算機(jī)高級語言、Windows操作系統(tǒng)、各類數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的使用，使計(jì)算機(jī)的應(yīng)用滲透到了幾乎所有的領(lǐng)域。任務(wù)1-1計(jì)算機(jī)的發(fā)展和分類92、中國計(jì)算機(jī)發(fā)展史我國計(jì)算機(jī)工業(yè)從1956年起步，1958年第一臺電子管計(jì)算機(jī)DJS－1型試制成功。在1964年，我國制成了第一臺全晶體管電子計(jì)算機(jī)441－B型。1974年起步開始研制微型機(jī)，主要有長城、東海、聯(lián)想、方正等系列產(chǎn)品。在研制大型機(jī)及巨型機(jī)方面，國防科技大學(xué)研制的超級計(jì)算機(jī)有“銀河”系列和“天河一號”系列，而曙光信息產(chǎn)業(yè)有限公司和國家智能計(jì)算機(jī)研究開發(fā)中心研制推出“曙光”系列。任務(wù)1-1計(jì)算機(jī)的發(fā)展和分類102、中國計(jì)算機(jī)發(fā)展史2010年11月14日，“天河一號”首次進(jìn)入全球超級計(jì)算機(jī)500強(qiáng)排行榜并排名全球第一。它是我國首臺千萬億次超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，如圖1-2所示，其系統(tǒng)峰值性能為每秒1206萬億次雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算。在“天河一號”中，共有6144個(gè)Intel處理器和5120個(gè)AMD圖像處理單元(相當(dāng)于普通電腦中的圖像顯示卡)，“天河一號”廣泛應(yīng)用于航天、勘探、氣象、金融等眾多領(lǐng)域。圖1-2“天河一號”超級計(jì)算機(jī)任務(wù)1-1計(jì)算機(jī)的發(fā)展和分類113、計(jì)算機(jī)的分類超級計(jì)算機(jī)超級計(jì)算機(jī)基本組成組件與個(gè)人電腦的概念無太大差異，是計(jì)算機(jī)中功能最強(qiáng)、運(yùn)算速度最快、存儲容量最大的一類計(jì)算機(jī)。擁有最強(qiáng)的并行計(jì)算能力，主要用于科學(xué)計(jì)算。在氣象、軍事、能源、航天、探礦等領(lǐng)域承擔(dān)大規(guī)模、高速度的計(jì)算任務(wù)。通常由大量的CPU和存儲設(shè)備組成，是一種專注于科學(xué)計(jì)算的高性能服務(wù)器，而且價(jià)格非常昂貴。任務(wù)1-1計(jì)算機(jī)的發(fā)展和分類123、計(jì)算機(jī)的分類小型機(jī)和刀片服務(wù)器服務(wù)器通常指一個(gè)管理資源并為用戶提供服務(wù)的計(jì)算機(jī)軟件，常見的服務(wù)器有文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用程序服務(wù)器等。通常情況下運(yùn)行上述軟件的計(jì)算機(jī)（系統(tǒng)）也被稱為服務(wù)器，這里提到的服務(wù)器，指的是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。小型機(jī)是指采用8-32顆處理器，性能和價(jià)格介于個(gè)人電腦服務(wù)器和大型主機(jī)之間的一種高性能64位計(jì)算機(jī)。小型機(jī)與普通個(gè)人電腦的區(qū)別在于，它具有高可靠性、高可用性、高服務(wù)性三個(gè)特點(diǎn)。任務(wù)1-1計(jì)算機(jī)的發(fā)展和分類133、計(jì)算機(jī)的分類刀片服務(wù)器是指在標(biāo)準(zhǔn)高度的機(jī)架式機(jī)箱內(nèi)可插裝多個(gè)卡式的服務(wù)器單元，從而實(shí)現(xiàn)高可用和高密度。每一塊“刀片”實(shí)際上就是一塊系統(tǒng)主板，加上主板上的CPU等組件，構(gòu)成了一個(gè)個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)，刀片服務(wù)器實(shí)際上是把若干臺計(jì)算機(jī)放到同一個(gè)機(jī)架式機(jī)箱中進(jìn)行統(tǒng)一管理。任務(wù)1-1計(jì)算機(jī)的發(fā)展和分類143、計(jì)算機(jī)的分類個(gè)人計(jì)算機(jī)個(gè)人計(jì)算機(jī)的概念由IBM公司于1981年最先提出，發(fā)展到現(xiàn)在包括了臺式機(jī)、筆記本、一體機(jī)、掌上電腦和平板電腦等不同類型的計(jì)算機(jī)。個(gè)人計(jì)算機(jī)不需要共享其他計(jì)算機(jī)的處理、磁盤和打印機(jī)等資源即可以獨(dú)立工作，是人們?nèi)粘Ｉ?、工作中接觸最多、最頻繁的計(jì)算機(jī)。任務(wù)1-1計(jì)算機(jī)的發(fā)展和分類153、計(jì)算機(jī)的分類工業(yè)計(jì)算機(jī)工業(yè)計(jì)算機(jī)大量的應(yīng)用在自動化、控制、監(jiān)測等領(lǐng)域，工業(yè)計(jì)算機(jī)由于其工作環(huán)境不同，因此在外形和輸入、輸出方面與普通計(jì)算機(jī)有很大的不同，例如一些工業(yè)計(jì)算機(jī)為了能夠適應(yīng)工廠粉塵工作環(huán)境，安裝了密封的防塵罩；一些工業(yè)計(jì)算機(jī)的輸入設(shè)備即各種不同的傳感器，將監(jiān)測數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)單元中，以方便進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理。任務(wù)1-1計(jì)算機(jī)的發(fā)展和分類163、計(jì)算機(jī)的分類移動終端移動終端指的是在移動中能夠使用的計(jì)算機(jī)，包括智能手機(jī)、掌上電腦、筆記本、POS機(jī)等類型的計(jì)算機(jī)。智能手機(jī)是最近幾年發(fā)展最快的移動終端設(shè)備，以致于移動終端目前基本上特指手機(jī)和平板電腦。智能手機(jī)像個(gè)人電腦一樣，具有獨(dú)立的處理器、存儲器等硬件系統(tǒng)，智能手機(jī)最大的特點(diǎn)是具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)，使用者能夠方便自主安裝和卸載軟件和應(yīng)用。任務(wù)1-1計(jì)算機(jī)的發(fā)展和分類173、計(jì)算機(jī)的分類新概念計(jì)算機(jī)新概念計(jì)算機(jī)主要在兩個(gè)方面體現(xiàn)出于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)不同，一個(gè)是在芯片的工藝材料商，另外一個(gè)就是在外形設(shè)計(jì)上，無論哪個(gè)方面都是對未來計(jì)算機(jī)的一個(gè)展望。在新的工藝上，主要是采用一些納米、光電子技術(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的集成電路技術(shù)，并且在輸入和輸出端都進(jìn)行了極大的改進(jìn)。在外形上，智能眼鏡、智能手表等形形色色的電子產(chǎn)品不斷推出，都顛覆了傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)概念，未來計(jì)算機(jī)將成為一個(gè)更廣泛的概念。從發(fā)展趨勢看，今后計(jì)算機(jī)將繼續(xù)朝著巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和多媒體各個(gè)方向發(fā)展。任務(wù)1-1計(jì)算機(jī)的發(fā)展和分類184、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)之所以在信息處理中起了至關(guān)重要的作用，是與其處理問題的特點(diǎn)密不可分，其主要特點(diǎn)有：處理速度快。存儲容量大，存儲時(shí)間長。計(jì)算精確度高。具有邏輯判斷能力。應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，其中最主要的應(yīng)用包括科學(xué)計(jì)算、信息處理、過程控制、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)CAI、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD、計(jì)算機(jī)輔助制造CAM、計(jì)算機(jī)輔助測試CAT）、人工智能和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等。任務(wù)1-2計(jì)算機(jī)的組成19計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通常由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成，如圖1-3所示。硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)的結(jié)合體，是組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩個(gè)不可分割的部分，相輔相成，缺一不可。圖1-3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成任務(wù)1-2計(jì)算機(jī)的組成20計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)是看得見、摸得著的物理實(shí)體，是計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著計(jì)算機(jī)功能的不斷增強(qiáng)，應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)展，計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)也越來越復(fù)雜，但是其基本組成和工作原理還是大致相同的。至今，計(jì)算機(jī)硬件體系結(jié)構(gòu)基本上還是采用馮?諾依曼結(jié)構(gòu)，即由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件組成，其中運(yùn)算器和控制器構(gòu)成了中央處理器（CPU）。它們之間的關(guān)系如圖1-4所示，其中細(xì)線箭頭表示由控制器發(fā)出的控制信息的流向，粗線箭頭為數(shù)據(jù)信息的流向。馮?諾依曼結(jié)構(gòu)的基本思想是程序存儲和程序控制，即程序和數(shù)據(jù)一樣進(jìn)行存儲，然后按程序編排的順序一步一步地取出指令，自動完成指令規(guī)定的操作。任務(wù)1-2計(jì)算機(jī)的組成21圖

1-4計(jì)算機(jī)硬件的體系結(jié)構(gòu)任務(wù)1-2計(jì)算機(jī)的組成22中央處理器（CPU）（如圖1-5所示）是計(jì)算機(jī)最核心的部件，負(fù)責(zé)統(tǒng)一指揮、協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)所有的工作，它的速度決定了計(jì)算機(jī)處理信息的能力，其品質(zhì)的優(yōu)劣決定了計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)性能。中央處理器由運(yùn)算器和控制器組成。目前市面上流行的品牌主要有Intel、AMD、VIA（威盛）等。1、中央處理器圖1-5Intel酷睿i5微處理器任務(wù)1-2計(jì)算機(jī)的組成23主板（Mainboard）（如圖

1-6所示）是計(jì)算機(jī)中最大的電路板，相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的軀干，是計(jì)算機(jī)最基本、最重要的部件之一。主板為中央處理器、內(nèi)存條、顯卡、硬盤、網(wǎng)卡、聲卡、鼠標(biāo)、鍵盤等部件提供了插槽和接口，計(jì)算機(jī)的所有部件都必須與它結(jié)合才能運(yùn)行，它對計(jì)算機(jī)所有部件的工作起著統(tǒng)一協(xié)調(diào)的作用。目前，大部分主板上都集成了聲卡和網(wǎng)卡，部分主板還集成了顯卡。常見主板品牌有華碩、技嘉、微星、精英、七彩虹等。2、主板圖

1-6主板任務(wù)1-2計(jì)算機(jī)的組成24內(nèi)存儲器（如圖1-7所示）是計(jì)算機(jī)的記憶中心，主要用于存放當(dāng)前計(jì)算機(jī)運(yùn)行所需的臨時(shí)程序和數(shù)據(jù)。根據(jù)作用不同，內(nèi)存儲器分為只讀存儲器（ROM）和隨機(jī)存儲器（RAM）。只讀存儲器只能讀取而不能寫入信息，斷電或關(guān)機(jī)后存儲的信息不會丟失；隨機(jī)存儲器既可讀取又可寫入信息，但斷電或關(guān)機(jī)后存儲的信息會丟失。常見的內(nèi)存條品牌有三星、金士頓、威剛、現(xiàn)代、宇瞻等。3、內(nèi)存儲器（內(nèi)存條）圖1-7內(nèi)存條任務(wù)1-2計(jì)算機(jī)的組成25硬盤（HardDisk）（如圖1-8所示）是計(jì)算機(jī)中最重要的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，計(jì)算機(jī)中的文件都存儲在硬盤中。硬盤通常被固定在主機(jī)箱內(nèi)部，其性能直接影響計(jì)算機(jī)的整體性能。其特點(diǎn)是速度快、容量大、可靠性高。常見硬盤接口有SATA、IDE和SCSI接口，轉(zhuǎn)速通常為7200轉(zhuǎn)/分鐘，容量一般有320GB、500GB、1TB、2TB、3TB等。常見品牌有希捷、西部數(shù)據(jù)等。4、硬盤圖

1-8硬盤任務(wù)1-2計(jì)算機(jī)的組成26光盤驅(qū)動器（如圖

1-9所示）主要用于讀取光盤，光盤具有價(jià)格低、壽命長、存儲量大、可靠性高等特點(diǎn)。光盤有CD光盤和DVD光盤，CD光盤的容量約為680MB，單面單層DVD光盤的容量約為4.7GB。光盤驅(qū)動器分CD-ROM與DVD-ROM?？啼洐C(jī)是指能將數(shù)據(jù)刻錄在光盤上的一種光盤驅(qū)動器。DVD光盤刻錄機(jī)是時(shí)下比較流行的裝機(jī)選擇，這種刻錄機(jī)既能讀又能寫，不僅能刻錄CD-R光盤、CD-RW光盤，還能刻錄DVD光盤。5、光盤驅(qū)動器圖1-9光驅(qū)任務(wù)1-2計(jì)算機(jī)的組成27鍵盤是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的基本輸入設(shè)備，用戶通過鍵盤給計(jì)算機(jī)下達(dá)各種命令、輸入各種數(shù)據(jù)。鼠標(biāo)是另一個(gè)使用頻繁的輸入設(shè)備，因其外形像一只拖著長尾巴的老鼠而得名，它利用自身的移動來改變光標(biāo)在顯示器上的位置，以實(shí)現(xiàn)各種操作。6、鍵盤和鼠標(biāo)任務(wù)1-2計(jì)算機(jī)的組成28顯示器（如圖1-10所示）是計(jì)算機(jī)最重要的輸出設(shè)備，通過顯示器能方便地查看輸入的內(nèi)容和經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理后的各種信息。目前市場上常見的顯示器有CRT（陰極射線管）顯示器和LCD（液晶）顯示器，大小一般有17英寸（1英寸＝2.54厘米）、19英寸、22英寸、24英寸等，長寬比例有4：3和16：9（寬屏）兩種。常見品牌有三星、LG、飛利浦、宏基（Acer）、冠捷（AOC）等。7、顯示器圖1-10CRT顯示器和液晶顯示器任務(wù)1-2計(jì)算機(jī)的組成29顯卡又稱顯示卡、顯示適配器。顯卡是主機(jī)與顯示器之間連接的“橋梁”，用于控制計(jì)算機(jī)的圖形輸出，它的質(zhì)量和性能決定了計(jì)算機(jī)的顯示質(zhì)量。顯卡可分為獨(dú)立顯卡（如圖

1-11所示）和集成顯卡。獨(dú)立顯卡是塊獨(dú)立芯片，常用于3D游戲和對圖形顯示要求較高的場合；而集成顯卡是在主板的芯片組中集成了顯示芯片，以實(shí)現(xiàn)普通的顯示要求。8、顯卡圖

1-11獨(dú)立顯卡任務(wù)1-2計(jì)算機(jī)的組成30聲卡是多媒體技術(shù)中最基本的組成部分，是實(shí)現(xiàn)聲波和數(shù)字信號相互轉(zhuǎn)換的一種硬件。聲卡常集成在主板中，一般有音頻輸出接口（Lineout），音頻輸入接口（Linein），麥克風(fēng)接口（Mic）等。9、聲卡任務(wù)1-2計(jì)算機(jī)的組成31網(wǎng)卡又名網(wǎng)絡(luò)適配器，是計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)中最重要的連接設(shè)備，計(jì)算機(jī)主要通過網(wǎng)卡連接網(wǎng)絡(luò)，它負(fù)責(zé)在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)卡常集成在主板中。10、網(wǎng)卡任務(wù)1-2計(jì)算機(jī)的組成32機(jī)箱是計(jì)算機(jī)的外殼，從外觀上可分為臥式和立式兩種。機(jī)箱一般包括外殼、用于固定軟硬盤驅(qū)動器的支架、面板上必要的開關(guān)、指示燈等。配套的機(jī)箱內(nèi)還有電源。11、機(jī)箱及電源任務(wù)1-2計(jì)算機(jī)的組成33打印機(jī)（如圖

1-12所示）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最基本的輸出形式，可以把文字或圖形在紙張上輸出，供用戶閱讀和長期保存。打印機(jī)按工作原理分為擊打式打印機(jī)和非擊打式打印機(jī)兩類。針式打印機(jī)是典型的擊打式打印機(jī)，它將字模通過色帶和紙張直接接觸而打印出來，針式打印機(jī)打印速度慢，噪聲大，但特別適合打印票據(jù)。非擊打式打印機(jī)主要有噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī)。噴墨打印機(jī)具有打印質(zhì)量高、體積小、噪聲低、可打印彩色的特點(diǎn)，但打印的墨水價(jià)格昂貴。激光打印機(jī)打印效果清晰，質(zhì)量高，而且速度快、噪聲低，它是目前打印速度最快的一種打印機(jī)。隨著價(jià)格的下降和出色的打印效果，已經(jīng)被越來越多的人所接受。12、打印機(jī)圖

1-12針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、激光打印機(jī)任務(wù)1-3計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)34一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成的。一臺沒有軟件只有硬件的計(jì)算機(jī)是無法正常工作的，必須為計(jì)算機(jī)安裝軟件系統(tǒng)，它才能正常工作。計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩類。系統(tǒng)軟件的任務(wù)是控制和維護(hù)計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行，管理計(jì)算機(jī)的各種資源。而應(yīng)用軟件則是幫助用戶處理實(shí)際任務(wù)的，我們可以使用應(yīng)用軟件播放視頻、處理照片或編寫論文。而系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件又分成很多子類，如圖1-14所示。圖1?14計(jì)算機(jī)的軟件分類任務(wù)1-3計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)35系統(tǒng)軟件的核心是操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)是用來控制和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件資源和軟件資源的組織者和管理者。它在用戶和程序之間分配系統(tǒng)資源，為用戶訪問計(jì)算機(jī)提供了工作環(huán)境，并使之協(xié)調(diào)一致地、高效地完成各種復(fù)雜的任務(wù)，每個(gè)用戶都是通過操作系統(tǒng)來使用計(jì)算機(jī)資源的。比如，程序執(zhí)行前必須獲得內(nèi)存資源才能將程序裝入內(nèi)存；程序執(zhí)行時(shí)要依靠處理器完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算；執(zhí)行過程中可能還要使用外部設(shè)備輸入原始數(shù)據(jù)和輸出計(jì)算結(jié)果。操作系統(tǒng)會根據(jù)用戶的需要合理而有效地進(jìn)行資源分配。操作系統(tǒng)既是用戶和計(jì)算機(jī)的接口，也是計(jì)算機(jī)硬件和其它應(yīng)用軟件的接口，操作系統(tǒng)與其他軟件、用戶和硬件的相互關(guān)系如圖1-15所示。1、操作系統(tǒng)任務(wù)1-3計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)36微軟的Windows系列目前大部分的個(gè)人計(jì)算機(jī)都安裝了微軟的Windows操作系統(tǒng)。微軟最初是為IBM開發(fā)的個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡稱為IBMPC）提供操作系統(tǒng)的，而IBMPC標(biāo)準(zhǔn)因?yàn)椴捎昧碎_放式架構(gòu)而獲得大部分硬件廠商的支持，逐漸成為個(gè)人桌面計(jì)算機(jī)的主流。微軟開發(fā)的操作系統(tǒng)也隨著IBMPC系列個(gè)人計(jì)算機(jī)的發(fā)展，而成為目前使用最廣泛的桌面計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。微軟開發(fā)的個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)經(jīng)歷了DOS、Windows3.0、Windows95、WindowsXP、Windows7、Windows8等幾個(gè)階段，近幾年還為超便攜式計(jì)算機(jī)設(shè)備和智能手機(jī)推出了WindowsPhone系列操作系統(tǒng)。2、個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)任務(wù)1-3計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)37蘋果公司的OS系列蘋果公司是一家非常著名的電子科技產(chǎn)品生產(chǎn)商，蘋果公司的產(chǎn)品既有計(jì)算機(jī)設(shè)備也有其他的電子科技產(chǎn)品。蘋果公司為它的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品提供的是MacOS系列操作系統(tǒng)，后來為全觸摸式平板電腦和智能手機(jī)專門開發(fā)了IOS系列操作系統(tǒng)。蘋果先于微軟使用圖形界面和鼠標(biāo)，它的開發(fā)人員總是走在直觀的用戶界面設(shè)計(jì)領(lǐng)域的前沿。蘋果的操作系統(tǒng)是被公認(rèn)的易用、可靠而且安全的操作系統(tǒng)。蘋果操作系統(tǒng)上運(yùn)行的軟件與其他操作系統(tǒng)是不兼容的，這意味著很多我們非常熟悉的軟件在蘋果的系統(tǒng)上無法運(yùn)行。蘋果桌面計(jì)算機(jī)的價(jià)格相對其他相同性能的IBMPC系列計(jì)算機(jī)價(jià)格會高一些。2、個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)任務(wù)1-3計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)38LinuxLinux是一種開放源碼操作系統(tǒng)，存在著許多不同的Linux版本。Linux以它的高效性和靈活性著稱，Linux模塊化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，使得它既能在價(jià)格昂貴的工作站上運(yùn)行，也能夠在普通的個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。不過目前能在Linux上運(yùn)行的程序相對比較有限，需要的修補(bǔ)程序較多，普通用戶使用起來還不是很方便。2、個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)任務(wù)1-3計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)39Android系統(tǒng)Android是谷歌公司推出的，它是一種以Linux為基礎(chǔ)的開放源代碼操作系統(tǒng)，主要用于便攜式計(jì)算機(jī)設(shè)備和智能手機(jī)。因?yàn)槭情_放式平臺架構(gòu)，所以它獲得了很多移動設(shè)備生產(chǎn)商的支持。Android目前在智能手機(jī)上的占有率是世界第一，遙遙領(lǐng)先于其他的智能手機(jī)操作系統(tǒng)。2、個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)任務(wù)1-3計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)40辦公自動化軟件辦公軟件主要是指能提高日常辦公效率的應(yīng)用軟件。應(yīng)用較為廣泛的有微軟公司開發(fā)的Office套裝，它由文字處理軟件Word、電子表格Excel、幻燈片演示軟件PowerPoint等組成。類似的還有金山公司的WPS、IBM的Lotus等軟件。圖像圖形處理軟件圖形圖像處理軟件分為兩大類，一種是擅長處理圖像的AdobePhotoshop，另一種是主要處理圖形的Adobeillustrator和Coreldraw等軟件。3、常用應(yīng)用軟件任務(wù)1-3計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)41輔助設(shè)計(jì)軟件如機(jī)械、建筑輔助設(shè)計(jì)軟件AutoCAD、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)軟件Visio、電子電路輔助設(shè)計(jì)軟件Protel。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件如網(wǎng)頁瀏覽器軟件IE和Chrome、即時(shí)通訊軟件QQ和MSN、網(wǎng)絡(luò)下載軟件FlashGet和迅雷。多媒體制作軟件有動畫設(shè)計(jì)軟件Flash、音頻處理軟件COOLEdit、視頻處理軟件Premiere、多媒體創(chuàng)作軟件Authorware等。3、常用應(yīng)用軟件任務(wù)1-3計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)42企業(yè)管理軟件國內(nèi)比較知名的有用友、金蝶、速達(dá)、管家婆等。安全防護(hù)軟件瑞星、NortonAntiVirus、卡巴斯基、安全衛(wèi)士360等。系統(tǒng)維護(hù)工具軟件文件壓縮與解壓縮軟件WinRAR、系統(tǒng)管理軟件360軟件管家、磁盤克隆軟件Ghost、數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件EasyRecoveryPro等。3、常用應(yīng)用軟件任務(wù)1-4計(jì)算機(jī)信息編碼43計(jì)算機(jī)要處理各種信息，首先要將信息表示成具體的數(shù)據(jù)形式。計(jì)算機(jī)內(nèi)的信息都是以二進(jìn)制數(shù)的形式來表示，這是因?yàn)槎M(jìn)制數(shù)在電路上具有容易實(shí)現(xiàn)、可靠性高、運(yùn)算規(guī)則簡單、可直接進(jìn)行邏輯運(yùn)算等優(yōu)點(diǎn)。人們生活中習(xí)慣使用的是十進(jìn)制數(shù)，為了簡化二進(jìn)制數(shù)的表示，又引入了八進(jìn)制和十六進(jìn)制。二進(jìn)制數(shù)與其他進(jìn)制數(shù)之間存在一定的聯(lián)系，相互之間也能進(jìn)行轉(zhuǎn)換。任務(wù)1-4計(jì)算機(jī)信息編碼44計(jì)算機(jī)中常用的數(shù)制是二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制和十六進(jìn)制，它們都采用進(jìn)位計(jì)數(shù)制。所謂進(jìn)位計(jì)數(shù)制，就是按進(jìn)位的方法進(jìn)行計(jì)數(shù)。下面主要介紹人們習(xí)慣使用的十進(jìn)制數(shù)以及與計(jì)算機(jī)密切相關(guān)的二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)。1、進(jìn)位計(jì)數(shù)制任務(wù)1-4計(jì)算機(jī)信息編碼45基數(shù)基數(shù)指某計(jì)數(shù)制中數(shù)字符號的個(gè)數(shù)；進(jìn)位規(guī)則是指何時(shí)向高一位進(jìn)位。如：十進(jìn)制數(shù)：有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十個(gè)數(shù)字符號，基數(shù)是十，進(jìn)位規(guī)則是逢十進(jìn)一。二進(jìn)制數(shù)：有0、1兩個(gè)數(shù)字符號，基數(shù)是二，進(jìn)位規(guī)則是逢二進(jìn)一。八進(jìn)制數(shù)：有0、1、2、3、4、5、6、7八個(gè)數(shù)字符號，基數(shù)是八，進(jìn)位規(guī)則是逢八進(jìn)一。十六進(jìn)制數(shù)：有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F十六個(gè)數(shù)字符號，基數(shù)是十六，進(jìn)位規(guī)則是逢十六進(jìn)一。1、進(jìn)位計(jì)數(shù)制任務(wù)1-4計(jì)算機(jī)信息編碼46位權(quán)處在不同位上的數(shù)字所代表的值不同，一個(gè)數(shù)字在某個(gè)固定位置上所代表的值是固定的、這個(gè)固定位上的值稱為位權(quán)。位權(quán)與基數(shù)的關(guān)系是：各進(jìn)位制中位權(quán)的值恰巧是基數(shù)的若干次冪。因此、任何一種數(shù)制表示的數(shù)都可以寫成按位權(quán)展開的多項(xiàng)式之和。例如下列數(shù)制的按權(quán)展開式：十進(jìn)制數(shù)：3561.71=3×103+5×102+6×101+1×100+7×10-1+1×10-2二進(jìn)制數(shù)：1011.11=1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1+1×2-2十六進(jìn)制數(shù)：101.2=1×162+0×161+1×160+2×16-11、進(jìn)位計(jì)數(shù)制任務(wù)1-4計(jì)算機(jī)信息編碼47任意進(jìn)制數(shù)（用R表示）轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)按權(quán)相加法：把R進(jìn)制數(shù)每位上的權(quán)數(shù)與該位上的數(shù)碼相乘，然后求和即得要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制數(shù)。例如：(1101.11)2=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-2=8+4+1+0.5+0.25=(13.75)10在將八進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制時(shí)同樣采用數(shù)碼乘位權(quán)的方法。例如：(17.1)8=1×81+7×80+1×8-1=(15.125)10(3E.B)16=3×161+14×160+11×16-1=(62.6875)102、不同進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換任務(wù)1-4計(jì)算機(jī)信息編碼48十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為R進(jìn)制數(shù)在將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成R進(jìn)制數(shù)時(shí)，需對整數(shù)部分和小數(shù)部分進(jìn)行分別處理。例如：把(98.6875)10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。(1)十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù)方法：除以2反取余數(shù)法，即用2不斷地去除要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制數(shù)，直到商為0。第一次除以2所得余數(shù)是二進(jìn)制數(shù)的最低位，最后一次除以2所得余數(shù)是二進(jìn)制的最高位。2、不同進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換任務(wù)1-4計(jì)算機(jī)信息編碼49所以，(98)10=(1100010)2。2、不同進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換任務(wù)1-4計(jì)算機(jī)信息編碼50(2)十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制小數(shù)方法：乘以2正取整數(shù)法，即用2多次乘被轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制數(shù)的小數(shù)部分，每次相乘后，所得乘積的整數(shù)部分就為對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。第一次乘所得整數(shù)部分是二進(jìn)制小數(shù)的最高位，其次為次高位，最后一次是最低位。（注意：這種方法可能產(chǎn)生取不完的情況，也就是說一個(gè)十進(jìn)制數(shù)可能無法精確的轉(zhuǎn)換成R進(jìn)制數(shù)，這就是“存儲誤差”，可根據(jù)要求保留若干位）。所以(0.6875)10=(0.1011)2。因此，(98.6875)10=(1100010.1011)2。十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制、十六進(jìn)制可相應(yīng)采用除以八、十六取余（對整數(shù)部分），乘以八、十六取整（對小數(shù)部分）的方法。2、不同進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換任務(wù)1-4計(jì)算機(jī)信息編碼51二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換(1)二進(jìn)制與八進(jìn)制之間轉(zhuǎn)換二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制時(shí)，從小數(shù)點(diǎn)開始，分別向左向右每三個(gè)二進(jìn)制位劃分為一組，不足三位用0補(bǔ)齊。按對應(yīng)位置寫出與每一組二進(jìn)制數(shù)等值的八進(jìn)制數(shù)碼。所以(11110111.01)2=(367.2)8。2、不同進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換任務(wù)1-4計(jì)算機(jī)信息編碼52八進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制時(shí)，只要將每位八進(jìn)制數(shù)用三位二進(jìn)制數(shù)替換。例如：將八進(jìn)制數(shù)317.321轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制所以(317.321)8=(110011111.011010001)2。2、不同進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換任務(wù)1-4計(jì)算機(jī)信息編碼53二進(jìn)制與十六進(jìn)制之間轉(zhuǎn)換二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制，每四位二進(jìn)制數(shù)可用一位十六進(jìn)制數(shù)表示。例如：將二進(jìn)制11111101101.0101101轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)所以(11111101101.0101101)2=(7ED.5A)16。2、不同進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換任務(wù)1-4計(jì)算機(jī)信息編碼54十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，只需將一位十六進(jìn)制數(shù)用四位相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)表示。例如：將十六進(jìn)制數(shù)3AB.3D轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)所以(3AB.3D)16=(111010101100111101)2。2、不同進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換任務(wù)1-5計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全與防護(hù)55計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全主要是保護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各種資源（包括硬件、軟件、存儲介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和數(shù)據(jù)等）、甚至于可以通過網(wǎng)絡(luò)交易的個(gè)人財(cái)產(chǎn)、免受毀壞、替換、盜竊或丟失等。任務(wù)1-5計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全與防護(hù)56數(shù)據(jù)信息是計(jì)算機(jī)中的一種重要資源、有些數(shù)據(jù)的價(jià)值是無法用金錢來衡量的、有些數(shù)據(jù)丟失后其損失可能是無法彌補(bǔ)的、所以對數(shù)據(jù)信息的安全維護(hù)是非常重要的。大多數(shù)情況下、應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總是保存在硬盤上、雖然這樣做操作方便、但完全依賴一個(gè)硬盤保存數(shù)據(jù)是不安全的。因?yàn)橛脖P有時(shí)可能會出現(xiàn)故障、導(dǎo)致硬盤中的數(shù)據(jù)丟失或不可讀出；有時(shí)計(jì)算機(jī)會感染病毒、數(shù)據(jù)可能會遭到破壞等。1、數(shù)據(jù)備份任務(wù)1-5計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全與防護(hù)57為了保護(hù)數(shù)據(jù)信息、必須將重要的數(shù)據(jù)定期復(fù)制到其他的存儲設(shè)備上、如復(fù)制到移動硬盤、U盤或刻錄在光盤中；有些非常重要的數(shù)據(jù)如公司的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)不但要備份在存儲器上、還要打印到紙張上并妥善加以保管；現(xiàn)在部分計(jì)算機(jī)生產(chǎn)商也提供在線數(shù)據(jù)備份服務(wù)、將用戶指定的重要文件定期上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上。為了防止計(jì)算機(jī)系統(tǒng)崩潰、可以用數(shù)據(jù)備份軟件如Ghost將整個(gè)硬盤壓縮成一個(gè)鏡像文件、日后在計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)出現(xiàn)問題不能正常工作時(shí)、可以用鏡像文件還原當(dāng)初硬盤的內(nèi)容、這樣既方便又省時(shí)。1、數(shù)據(jù)備份任務(wù)1-5計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全與防護(hù)58惡意軟件是指任何用來暗中進(jìn)入計(jì)算機(jī)、非法訪問數(shù)據(jù)或擾亂正常處理操作的計(jì)算機(jī)程序。惡意軟件包括計(jì)算機(jī)病毒、蠕蟲、特洛伊木馬、Office宏病毒和機(jī)器人程序等。計(jì)算機(jī)病毒所謂的計(jì)算機(jī)病毒是一種在計(jì)