大學計算機基礎（第3版）PPT完整全套教學課件

大學計算機基礎第1章計算機基礎知識第2章計算機系統(tǒng)第3章計算機中信息的表示與存儲第4章中文操作系統(tǒng)Windows7第5章文字處理軟件Word2010第7章演示文稿制作軟件PowerPoint第8章程序設計基礎第9章網絡基礎與應用第1章計算機基礎知識學習目標計算機在日常生活與科學研究中發(fā)揮著越來越重要的作用。本章將學習有關計算機的發(fā)展階段、計算機的分類、計算機安全使用及計算機病毒方面的基礎知識。本章學習內容1.1計算機概述1.2計算機安全使用知識1.3計算機病毒1.1計算機概述計算機是一種能夠存儲程序，并能按照程序自動、高速、精確地進行大量計算和信息處理的電子機器。科技的進步促使計算機產生和迅速發(fā)展，而計算機的產生和發(fā)展又反過來促使科學技術和生產水平的提高。1.1.1計算機的誕生目前，人們公認的第一臺計算機是在1946年2月由美國賓夕法尼亞大學莫爾學院研制成功的ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator)，即電子數字積分計算機。第一臺電子數字計算機ENIAC1.1.2計算機的發(fā)展歷程第一代——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、半導體存儲器半導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

網絡操作系統(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1.1.3計算機的分類與應用1.計算機的分類計算機的種類很多，從不同角度對計算機有不同的分類方法，根據計算機的處理數據方式、使用范圍、規(guī)模和處理能力等不同角度可做如下分類。(1)按計算機處理數據的方式分類按計算機處理數據的方式可以分為數字計算機(DigitalComputer)、模擬計算機(AnalogComputer)和數字模擬混合計算機(HybridComputer)3類。(2)按計算機使用范圍分類按計算機使用范圍可分為通用計算機(GeneralPurposeComputer)和專用計算機(SpecialPurposeComputer)兩類。(3)按計算機的規(guī)模和處理能力分類規(guī)模和處理能力主要是指計算機的體積、字長、運算速度、存儲容量、外部設備、輸入和輸出能力等主要技術指標，大體上可分為巨型機、大型機、中型機、小型機、微型機、工作站和服務器等幾類。2.計算機的主要應用領域隨著計算機科學技術的不斷發(fā)展，計算機的應用領域越來越廣泛，應用水平越來越高，已經滲透到各行各業(yè)，正在改變著人們傳統(tǒng)的工作、學習和生活方式，推動著人類社會的不斷發(fā)展。概括起來，主要包括以下幾個方面。(1)科學計算(2)數據處理(3)過程控制(4)人工智能(5)計算機輔助工程(6)網絡應用1.1.4計算機未來發(fā)展趨勢隨著計算機技術的發(fā)展、網絡的發(fā)展及軟件業(yè)的發(fā)展，使計算機的發(fā)展已經進入了一個嶄新的時代。目前，計算機正向巨型化、微型化、網絡化和智能化的方向發(fā)展。1.功能巨型化2.體積微型化3.資源網絡化4.處理智能化1.1.5計算機新熱點云計算、移動互聯(lián)網、物聯(lián)網、大數據等產業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)式，全球的信息技術產業(yè)正在經歷著深刻的變革。1.云計算云計算將計算任務分布在大量分布式計算機構成的資源池上（并非本基計算機），使用各種應用系統(tǒng)能夠根據需要獲取計算能力、存儲空間和服務信息。云計算之所以稱之為“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，但是它確實存在某處。所以可以借用云的這些特點來形容云計算中服務能力和信息資源的伸縮性，以及后臺服務設施位置的透明性。2.移動互聯(lián)網移動互聯(lián)網(MobileInternet,簡稱MI)，是指將智能移動終端和互聯(lián)網兩者結合起來成為一體。移動互聯(lián)網是互聯(lián)網的技術、平臺、商業(yè)模式和應用與移動通信技術結合并實踐的活動的總稱。3.物聯(lián)網1999年，美國MITAuto-ID中心提出了物聯(lián)網（InternetofThings）的概念：“通過射頻識別（RFID）(RFID+互聯(lián)網）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡。4.大數據目前，人們對大數據還沒有一個準確的定義，大數據是一個正在形成的、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容。即數量（Volume）、多樣性（Variety）、速度（Velocity）和真實性（Veracity），簡稱4V特征。1.2計算機安全使用知識隨著計算機的日益發(fā)展和普及，計算機安全問題受到越來越多的重視。計算機應用領域的拓展要求人們必須利用加密和入侵檢測等措施使計算機內存儲的數據和相關的個人權利受到保護；同時，計算機本身同樣需要保護，以避免自然災害、偷竊、破壞的行為發(fā)生。計算機安全防衛(wèi)無論對個人用戶還是企業(yè)用戶來說，都非常重要。1.2.1信息安全1.計算機信息安全國際標準化組織（InternationalOrganizationforStandardization）將信息安全定義為"為數據處理系統(tǒng)所采取的技術和管理的安全保護，保護計算機硬件、軟件、數據不因偶然的或惡意的原因而遭到破壞、更改、顯露。"我國公安部計算機管理監(jiān)察司將信息安全定義為“計算機安全是指計算機資產安全，即計算機信息系統(tǒng)資源和信息資源不受自然和人為有害因素的威脅和危害”?？梢姡嬎銠C信息系統(tǒng)安全的范疇主要包括：實體安全、信息安全、運行安全和人員安全。2.計算機系統(tǒng)面臨的安全問題（1）物理安全（2）計算機的系統(tǒng)故障（3）對計算機信息的攻擊（4）其他的不安全因素1.2.2計算機黑客1.什么是計算機黑客黑客(Hacker)一般指的是計算機網絡的非法入侵者，他們大都是程序員，對計算機技術和網絡技術非常精通，了解系統(tǒng)的漏洞及其原因所在，喜歡非法闖入并以此作為一種智力挑戰(zhàn)而沉醉其中。有些黑客僅僅是為了驗證自己的能力而非法闖入，并不一定會對信息系統(tǒng)或網絡系統(tǒng)產生破壞作用，但也有很多黑客非法闖入是為了竊取機密的信息、盜用系統(tǒng)資源或出于報復心理而惡意毀壞某個信息系統(tǒng)等。為了盡可能地避免受到黑客的攻擊，我們有必要先了解黑客常用的攻擊手段和方法，然后才能有針對性地進行預防。2.黑客攻擊的步驟一般來說，黑客對用戶計算機進行攻擊的步驟大致相同，主要包括以下幾步。(1)掃描漏洞(2)試探漏洞(3)取得權限與提升權限(4)木馬入侵(5)建立后門與清理痕跡3.防止黑客攻擊的方法防止黑客攻擊最基本的方法有以下幾種。(1)不要使用簡單的密碼(2)定期給操作系統(tǒng)和應用軟件升級補丁(3)安裝防火墻和殺毒軟件，并保持病毒庫更新到最新狀態(tài)(4)做好IE瀏覽器的安全設置(5)不要輕易訪問不知名的網站或運行從其下載的軟件(6)不要輕易打開或運行電子郵件中的附件(7)盡可能禁止文件共享1.2.3計算機犯罪計算機犯罪是隨著計算機技術的發(fā)展與普及而產生的一種新型犯罪。它是指行為人利用計算機操作所實施的危害計算機信息系統(tǒng)(包括內存數據和程序)安全和其他嚴重危害社會的犯罪行為。可包括兩種形式：一種是以計算機為犯罪工具而進行的犯罪，如利用計算機進行金融詐騙、盜竊、貪污、挪用等犯罪；另一種是以計算機為破壞對象而實施的犯罪，如非法侵入計算機系統(tǒng)罪、破壞計算機信息系統(tǒng)罪等犯罪行為。1.計算機犯罪的類型主要包括：①非法入侵計算機信息系統(tǒng)；②利用計算機實施貪污、盜竊、詐騙和金融犯罪等活動；③利用計算機傳播反動和色情等有害信息；④知識產權的侵犯；⑤網上經濟詐騙；⑥網上誹謗，個人隱私和權益遭受侵犯；⑦利用網絡進行暴力犯罪；⑧破壞計算機系統(tǒng)(如病毒危害等)。2.計算機犯罪的手段主要包括：①數據欺騙；②特洛伊木馬；③香腸術；④邏輯炸彈；⑤陷阱術；⑥寄生術；⑦超級沖殺；⑧異步攻擊；⑨廢品利用；⑩偽造證件。1.2.4漏洞與補丁程序1.漏洞漏洞（Bug）是指設計應用程序或者操作系統(tǒng)時，因考慮不周全而存在著弱點或缺陷，從而導致應用程序或者操作系統(tǒng)遇到一個看似合理、而實際上無法處理的問題時引發(fā)的不可預見的錯誤。漏洞通常會導致兩種問題：一種是因漏洞產生的應用程序或系統(tǒng)癱瘓、文件丟失等給用戶帶來使用上的不便；另外這些缺陷、錯誤或不合理之處可能會被惡意用戶利用，如黑客的入侵，導致用戶數據被篡改、重要資料被竊取，造成無法挽回的信息泄露。2.補丁程序一般來說，程序或多或少的都存在著漏洞，程序越復雜，存在漏洞的可能性就越大。當程序的漏洞被發(fā)現(xiàn)之后，程序的開發(fā)人員會通過升級的方式，對漏洞進行修復，這些用來修復程序漏洞的升級包稱為漏洞的補丁程序（Patch）。1.2.5防火墻1.防火墻的定義防火墻原指古人在房屋之間修建的一道墻，這道墻可以防止火災發(fā)生的時候蔓延到別的房屋。網絡安全系統(tǒng)中的防火墻則是一道位于內部網絡或計算機與外部網絡之間的屏障，實質就是一個軟件或者是軟件與硬件設備的組合。用戶通過設置防火墻提供的應用程序和服務以及端口訪問規(guī)則，達到過濾進出內部網絡或計算機的不安全訪問，從而提高網絡和計算機系統(tǒng)的安全性和可靠性。2.防火墻的功能防火墻用于監(jiān)控進出內部網絡或計算機的信息，保護內部網絡或計算機的信息不被非授權訪問、非法竊取或破壞，并記錄了內部網絡或計算機與外部網絡進行通信的安全日志，如通信發(fā)生的時間和允許通過的數據包和被過濾的數據包信息等，還可以限制內部網絡用戶訪問某些特殊站點，防止內部網絡的重要數據外泄等。3.防火墻的類型按照使用對象的不同可分為個人防火墻和企業(yè)防火墻。(1)個人防火墻個人防火墻一般就是一個軟件，用戶安裝好防火墻軟件以后再進行一些簡單的訪問規(guī)則的設置即可實現(xiàn)對計算機的實時監(jiān)控，只允許正常的網絡通信數據進出計算機，而將非授權訪問拒絕。3.防火墻的類型按照使用對象的不同可分為個人防火墻和企業(yè)防火墻。(2)企業(yè)防火墻企業(yè)防火墻一般是軟件與硬件設備的組合，大多數防火墻產品都是把防火墻的功能集成在路由器或網關等設備中，將防火墻置于內部網絡與外部網絡之間。4.個人防火墻應用舉例——Windows防火墻在WindowsXP操作系統(tǒng)中自帶了一個Windows防火墻，用于阻止未授權用戶通過Internet或網絡訪問用戶計算機，從而幫助保護用戶的計算機。(1)Windows防火墻的作用在WindowsXP的SP3版本中，Windows防火墻默認處于啟用狀態(tài)，時刻監(jiān)控計算機的通信信息。Windows防火墻的主要作用如下：①阻止從Internet或網絡傳入的“未經允許”的嘗試連接。②允許某些應用程序訪問外部網絡并設置訪問的范圍。③開放某些端口，允許外部網絡通過這些端口進行通信。雖然防火墻可以保護用戶計算機不被非法授權訪問，但是防火墻的功能還是有限的。能做到不能做到阻止計算機病毒和蠕蟲到達用戶的計算機檢測計算機是否感染了病毒或清除已有病毒請求用戶的允許，以阻止或取消阻止某些連接請求阻止用戶打開帶有危險附件的電子郵件創(chuàng)建安全日志，記錄對計算機的成功連接嘗試和不成功的連接嘗試阻止垃圾郵件或未經請求的電子郵件表Windows防火墻的功能(2)Windows防火墻的設置打開“控制面板”中的“Windows防火墻”，在“Windows防火墻”對話框的“常規(guī)”選項卡中可以啟用或關閉防火墻。切換到“例外”選項卡，列出了當前系統(tǒng)允許進行網絡連接訪問的應用程序，單擊“編輯”按鈕可以對該應用程序允許的網絡訪問地址范圍進行修改。單擊“添加程序”或“添加端口”按鈕則可以設置其他應用程序或端口的限制訪問規(guī)則。1.3計算機病毒在計算機網絡日益普及的今天，幾乎所有的計算機用戶都受到過計算機病毒的侵害。有時，計算機病毒會對人們的日常工作造成很大的影響，因此，了解計算機病毒特征，學會如何預防、消滅計算機病毒是非常必要的。1.3.1計算機病毒的概念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據，影響計算機使用，并能自我復制的一組計算機指令或程序代碼。1.3.2計算機病毒的特點及分類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，如可觸發(fā)性和不可預見性等。2.計算機病毒的分類計算機病毒種類繁多，根據其特點不同，可按不同的準則進行分類。(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，可分為磁盤引導區(qū)傳染的病毒、操作系統(tǒng)文件傳染的病毒和一般應用程序傳染的病毒。(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。1.3.3計算機病毒的癥狀計算機感染病毒的常見癥狀(1)文件大小無故增加；(2)磁盤空間或內存空間無故變??；(3)文件的日期/時間值被修改(用戶自己并沒有修改)；(4)感染病毒后的可執(zhí)行文件的長度通常會明顯增加；(5)正常情況下可以運行的程序卻突然因RAM區(qū)不足而不能裝入；(6)程序加載時間或程序執(zhí)行時間比正常時的明顯變長；(7)驅動器無故亮燈現(xiàn)象；(8)磁盤的壞簇數增加；(9)計算機經常出現(xiàn)死機現(xiàn)象或不能正常啟動；(10)顯示器上經常出現(xiàn)一些莫名其妙的信息或異常現(xiàn)象；(11)程序執(zhí)行時間明顯變長。1.計算機病毒的預防預防病毒首先要在思想上重視，加強管理，防止病毒的入侵。一般來說，可采取下列措施：(1)及時下載、安裝最新操作系統(tǒng)安全漏洞補??；(2)安裝防火墻軟件和殺毒軟件，并定期對其進行升級；(3)及時取消不必要的共享目錄；(4)不運行來路不明的軟件；(5)不使用來路不明的軟盤、光盤和可移動磁盤。如要必須使用，則先使用殺毒軟件查殺病毒；(6)慎重對待垃圾郵件、慎用網上下載；1.3.4計算機病毒的預防與清除(7)上網瀏覽時，開啟殺毒軟件的實時監(jiān)控功能，不隨便單擊不安全陌生網站，避免訪問非法網站；(8)定期使用殺毒軟件對計算機進行全面查殺病毒；(9)定期對計算機硬盤數據進行備份，一旦系統(tǒng)被病毒破壞，可以短時間內恢復系統(tǒng)和數據。2.計算機病毒的清除一般來說，計算機如果被病毒感染，應該立即清除掉。通常采用人工處理和反病毒軟件清除兩種方法。人工的方法主要有格式化磁盤、刪除被感染的文件或者是覆蓋被病毒感染的文件。運用反病毒軟件清除病毒是較經濟、省時省力的方法。(2)計算機病毒的查殺病毒的檢測和清除主要是靠殺毒軟件來完成。目前市面上的殺毒軟件種類很多，例如瑞星殺毒軟件、江民KV2010、金山毒霸、卡巴斯基、NortonAntiVirus等，這些殺毒軟件功能強大、界面友好，并且廠商的技術支持完善，可以及時下載升級包更新病毒信息庫，以檢測和清除層出不窮的新病毒。通常，殺毒軟件可以對U盤、硬盤、光盤、內存、引導區(qū)、郵件等進行病毒掃描，及時刪除檢測到的病毒，對暫時無法刪除的病毒文件進行隔離。同時，殺毒軟件提供了病毒防火墻，用于抵御通過網絡傳播的病毒的入侵。1.3.5反病毒軟件的介紹

下面將對當今主流的殺毒軟件進行簡要介紹。①卡巴斯基殺毒軟件卡巴斯基反病毒軟件被專業(yè)評測機構譽為病毒防護的最佳產品。該軟件的使用客戶遍布全球，包括空中客車公司、英國BBC公司和法國電信公司等。②瑞星殺毒軟件瑞星殺毒軟件是北京瑞星科技股份有限公司的產品，是中國最早的計算機反病毒標志。該軟件殺毒能力強，內含多種系統(tǒng)工具，功能強大，并于2011年3月18日宣布面向個人用戶的殺毒軟件產品全面、永久免費。瑞星殺毒軟件最新免費版的主界面如圖1.8所示。360殺毒軟件是360安全中心出品的一款免費的云安全殺毒軟件。該軟件運行速度快，有“快速掃描”、“全盤掃描”和“自定義掃描”3種殺毒方式可供選擇，可以第一時間防御新出現(xiàn)的病毒、木馬。大學計算機基礎第2章計算機系統(tǒng)學習目標隨著計算機技術的快速發(fā)展，計算機應用已滲透到社會的各個領域。為了更好地使用計算機，必須對計算機系統(tǒng)有個全面的了解。通過本章的學習需要同學們掌握計算機系統(tǒng)的基本組成和工作原理、硬件組成以及總線及接口及軟件的相關知識。本章學習內容2.1計算機系統(tǒng)的組成與工作原理2.2微型計算機的硬件組成2.3微型計算機的軟件系統(tǒng)

2.1計算機系統(tǒng)的組成隨著計算機技術的快速發(fā)展，計算機應用已滲透到社會的各個領域。為了更好地使用計算機，必須對計算機系統(tǒng)有個全面的了解。下面介紹計算機系統(tǒng)的基本組成和它的工作原理。2.1.1計算機系統(tǒng)的組成一個完整的計算機系統(tǒng)是由計算機硬件系統(tǒng)和計算機軟件系統(tǒng)兩個部分組成。計算機硬件系統(tǒng)是組成計算機系統(tǒng)的各種物理設備的總稱，是計算機系統(tǒng)的物質基礎，如CPU、存儲器、輸入設備、輸出設備等。計算機硬件系統(tǒng)又稱為裸機，裸機只能識別由0、1組成的機器代碼，沒有軟件系統(tǒng)的計算機幾乎是沒有用的。計算機軟件系統(tǒng)是指為使計算機運行和工作而編制的程序和全部文檔的總和。硬件系統(tǒng)的發(fā)展給軟件系統(tǒng)提供了良好的開發(fā)環(huán)境，而軟件系統(tǒng)的發(fā)展又給硬件系統(tǒng)提出了新的要求。2.1.2計算機的主要技術指標1.字長字長是計算機性能的一個重要指標，是指計算機中每個字所包含的二進制的位數，由計算機CPU的類型所決定。根據計算機的不同，字長有固定字長和可變字長兩種，固定字長即字的長度在任何情況下都不發(fā)生改變。可變字長，是指在一定范圍內，字的長度可以發(fā)生變化。計算機處理數據的速率與一次能進行加工的二進制的位數以及運行的快慢有關。對于相同運算速度的計算機來說，同等時間內字長長的運算速度快。一般來說字長越長，計算機一次處理的信息位就越多，精度就越高，要注意字與字長的區(qū)別，字是單位，而字長是指標。2.主頻主頻是指計算機的時鐘頻率，即CPU每秒內的平均操作次數，單位用兆赫茲（MHz）表示。在很大程度上決定了計算機的運算速度（每秒所能執(zhí)行的指令條數，MIPS）。3.內存容量內存容量是指內存儲器中能夠存儲信息的總字節(jié)數，一般以KB、MB為單位。該指標直接影響計算機的工作能力，內存越大，機器處理信息能力越強。4.存取周期存取周期與存儲器的訪問時間有關，存儲器的訪問時間是指存儲器進行一次性讀或寫操作所需的時間。存取周期越短，存取的速度越快。5.硬盤性能主要指硬盤的存儲容量和存取速度。6.外設配置外設一般指計算機根據實際需要配置的輸入/輸出設備，如顯示器、音箱、顯卡等。7.軟件配置包括操作系統(tǒng)、數據庫管理系統(tǒng)、網絡通信軟件、漢字支持軟件及其他各種應用軟件。8.運算速度運算速度是指計算機每秒中所能執(zhí)行的指令條數，一般用MIPS（百萬條指令/秒）為單位。影響計算機運行速度的因素主要是CPU的主頻和存儲器存取周期。2.1.3計算機的工作原理在介紹計算機的基本工作原理之前，先說明幾個相關的概念。所謂指令，是指揮計算機進行基本操作的命令，是計算機能夠識別的一組二進制編碼。通常一條指令由兩部分組成：第一部分指出應該進行什么樣的操作，稱為操作碼；第二部分指出參與操作的數據本身或該數據在內存中的地址。在計算機中，可以完成各種操作的指令有很多，計算機所能執(zhí)行的全部指令的集合稱為計算機的指令系統(tǒng)。把能夠完成某一任務的所有指令(或語句)有序地排列起來，就組成程序，即程序是能夠完成某一任務的指令的有序集合。現(xiàn)代計算機的基本工作原理是存儲程序和程序控制。這一原理是美籍匈牙利數學家馮·諾伊曼于1946年提出的，因此，又稱為馮·諾伊曼原理。其主要思想是：(1)計算機硬件由5個基本部分組成：運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備。(2)在計算機內采用二進制的編碼方式。(3)程序和數據一樣，都存放在存儲器中(即存儲程序)。(4)計算機按照程序逐條取出指令加以分析，并執(zhí)行指令規(guī)定的操作(即程序控制)。按照馮·諾伊曼原理構造的計算機稱為馮·諾伊曼計算機，其體系結構稱為馮·諾伊曼體系結構。馮·諾伊曼計算機的基本特點如下：(1)程序和數據在同一個存儲器中存儲，二者沒有區(qū)別，指令與數據一樣可以送到運算器中進行運算，即由指令組成的程序是可以修改的；(2)存儲器采用按地址訪問的線性結構，每個單元的大小是一定的；(3)通過執(zhí)行指令直接發(fā)出控制信號控制計算機操作。指令在存儲器中按順序存放，由指令計算器指明將要執(zhí)行的指令在存儲器中的地址。指令計算器一般按順序遞增，但執(zhí)行順序也可以隨外界條件的變化而改變；(4)整個計算過程以運算器為中心，輸入輸出設備與存儲器間的數據傳送都要經過運算器。2.2微型計算機的硬件組成微型計算機是發(fā)展最快的一類計算機，被廣泛地應用在各個方面。一臺典型微型計算機系統(tǒng)的硬件，宏觀上可分為主機箱、顯示器、鍵盤、鼠標、打印機等幾個部分，主機箱內部有電源、系統(tǒng)主板、光盤驅動器、硬盤等，系統(tǒng)主板上插有CPU、內存和各種適配器。2.2.1主板主板是微型計算機的主體。主板上布滿了各種電子元件、插槽、接口等。它為CPU、內存和各種功能卡(聲、圖、通信、網絡、TV、SCSI等)提供安裝插座(槽)；為各種存儲設備、I/O設備、多媒體和通信設備提供接口。芯片組(Chipset)是主板的靈魂，決定了主板的性能和價格。北橋芯片提供對CPU的類別和主頻、內存的類型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC糾錯等支持。南橋芯片則提供對KBC(鍵盤控制器)、RTC(實時時鐘控制器)、USB(通用串行總線)、ACPI(高級能源管理)等的支持。其中北橋芯片起著主導性的作用，也稱為主橋(HostBridge)。(a)南橋芯片(b)北橋芯片2.2.2中央處理器中央處理器(CentralProcessingUnit，CPU)，又稱微處理器。它包括運算器和控制器兩個部件，是計算機系統(tǒng)的核心。CPU的主要功能是按照程序給出的指令序列分析指令、執(zhí)行指令，完成對數據的加工處理。計算機所發(fā)生的全部動作都受CPU的控制?？刂破饔脕韰f(xié)調和指揮整個計算機系統(tǒng)的操作，本身不具有運算功能，而是通過讀取各種指令，并對其進行翻譯、分析，然后對各部件作出相應的控制。它主要由指令寄存器、譯碼器、程序計算器、時序電路等組成。運算器主要完成算術運算和邏輯運算，是對信息加工和處理的部件，它主要由算術邏輯部件和寄存器組成。衡量CPU的性能有以下幾個主要指標。(1)主頻(2)內部數據總線(3)外部數據總線(4)地址總線(a)第1代Intel處理器4004(b)Intel486(c)Core2Duo2.2.3存儲器存儲器是計算機的記憶和存儲部件，用來存放信息。對存儲器而言，容量越大，存取速度越快越好。計算機的操作，大量是與存儲器之間交換信息，存儲器的工作速度相對CPU的運算速度要低得多，因此存儲器的工作速度是制約計算機運算速度的主要因素之一。目前計算機的存儲系統(tǒng)由各種不同的存儲器組成。通常至少有兩級存儲器：一個是包含在計算機中的內存儲器，它直接和運算器、控制器聯(lián)系，容量小，但存取速度快，用于存放那些急需處理的數據或正在運行的程序；另一個是外存儲器，它間接和運算器、控制器聯(lián)系，存取速度慢，但存取容量大，價格低廉，用來存放暫時不用的數據。1.內存儲器內存儲器又稱為主存儲器，實質上是一組或多組具備數據輸入輸出和存儲功能的集成電路。內存儲器的主要作用是用來存放計算機系統(tǒng)執(zhí)行時所需要的數據，存放各種輸入、輸出數據和中間計算結果，以及與外部存儲器交換信息時作為緩沖。內存儲器存取速度較快，由于價格上的原因，一般容量較小。(1)內存儲器的主要技術指標①存儲器容量②讀寫時間(2)內存的分類①只讀存儲器ROM存儲在ROM中的數據理論上是永久的，即使在關機后保存在ROM中的數據也不會丟失。因此，ROM中常用于存儲微型機的重要信息，如主板上的BIOS等。②隨機存取存儲器(RAM)RAM主要用來存放系統(tǒng)中正在運行的程序、數據和中間結果，以及用于與外部設備的信息交換。它的存儲單元根據需要可以讀出、也可以寫入，但它只能用于暫時存放信息，一旦關閉電源或發(fā)生斷電，其中的數據就會丟失。(a)SDRAM內存條(b)DDRSDRAM內存條(c)RDRAM內存條③高速緩沖存儲器高速緩沖存儲器是位于CPU和主內存DRAM之間的規(guī)模較小但速度很高的存儲器，通常由SRAM組成。把在一段時間內一定地址范圍被頻繁訪問的信息集合，成批地從主存中讀到一個能高速存取的小容量存儲器中存放起來，供程序在這段時間內隨時采用，而減少或不再去訪問速度較慢的主存，就可以加快程序的運行速度。這個介于CPU和主存之間的高速小容量存儲器就稱之為高速緩沖存儲器，簡稱Cache。顯然，程序訪問的局部化性質是Cache得以實現(xiàn)的基礎。目前，CPU一般設有一級緩存(L1Cache)和二級緩存(L2Cache)。2.外存儲器內存由于技術及價格上的原因，容量有限，不可能容納所有的系統(tǒng)軟件及各種用戶程序，因此，計算機系統(tǒng)都要配置外存儲器。外存儲器又稱為輔助存儲器，它的容量一般都比較大，而且大部分可以移動，便于不同計算機之間進行信息交流。目前常見的外存儲器有硬盤、光盤以及可移動磁盤等。(1)硬盤硬盤(HardDisk)是計算機中不可缺少的存儲設備。由一組大小相同、涂有磁性材料的鋁合金或玻璃片環(huán)繞一個共同的軸心組成。通常，硬盤盤片和驅動裝置合為一體，盤片完全密封在驅動器內，不可更換。每個磁盤的表面都裝有一個讀寫磁頭，在控制器的統(tǒng)一控制下沿著磁盤表面徑向同步移動。硬盤的外觀及內部結構如圖所示。(a)硬盤外形(b)硬盤的內部結構硬盤的結構和軟盤差不多，是由磁道(Tracks)、扇區(qū)(Sectors)、柱面(Cylinders)和磁頭(Heads)組成的。硬盤的性能指標：①硬盤容量②硬盤轉速③平均尋道時間④高速緩存⑤硬盤接口類型(2)光盤光盤是近年來迅速發(fā)展的一種輔助存儲器，可以存放各種文字、圖形、圖像、聲音、動畫等信息，是多媒體技術迅速獲得推廣的重要推動力之一。光盤系統(tǒng)包括光盤盤片和光盤驅動器，其中光盤盤片由聚碳酸酯注塑而成，表面有大量凸凹，用來存儲數據信息；光盤驅動器通過激光束照射到帶凹坑的光盤上反射光的強弱不同來讀取光盤數據。光盤

光盤驅動器(3)可移動磁盤目前，一種用半導體集成電路制成的電子盤正在逐漸成為可移動外存的主流。這種電子盤又分為U盤和移動硬盤兩種，其中，U盤采用閃存(FlashMemory)作為存儲介質，可反復存取數據，使用時只要插入計算機中的USB插口即可。另外，移動硬盤是通過一個轉接電路把2.5或3.5英寸的硬盤連接到USB接口上，具有容量大、便于攜帶的優(yōu)點，適合大量數據的移動存儲或備份。(a)U盤(b)移動硬盤2.2.4輸入/輸出設備1.輸入設備輸入設備用于將系統(tǒng)文件、用戶程序及文檔、計算機運行程序所需的數據等信息輸入到計算機的存儲設備中以備使用。常見的輸入設備有鍵盤、鼠標、光筆、掃描儀、數碼相機等。2.輸出設備輸出設備是將計算機內部以二進制代碼形式表示的信息轉換為用戶所需要并能識別的形式，如十進制數字、文字、符號、圖形、圖像、聲音，或者其他系統(tǒng)所能接受的信息形式輸出。在微型機系統(tǒng)中，主要的輸出系統(tǒng)是顯示器、打印機和繪圖儀等。(1)顯示器系統(tǒng)顯示器系統(tǒng)是由顯示器和圖形適配器(Graphicsadapter，也稱為圖形卡或顯卡)組成。它們共同決定了圖像輸出的質量。(a)CRT顯示器(b)LCD顯示器顯示器的技術參數主要有以下幾個。①顯示模式②點距③刷新頻率④分辨率⑤可視角度⑥帶寬⑦輻射與環(huán)保顯示適配卡簡稱顯示卡或顯卡，是連接顯示器與主機的接口電路板。顯卡主要用于圖形數據處理、傳輸數據給顯示器并控制顯示器的數據組織方式。顯示卡的主要性能指標包括顯示內存的額度大小、支持分辨率、產生的色彩多少、刷新速率以及圖形加速性能等。顯示卡(2)打印機打印機是計算機的重要輸出設備之一，可用來打印字符、數字、圖形和表格等。打印機的種類很多，按照打印原理，可分為擊打式打印機和非擊打式打印機。擊打式打印機是用機械方法，使打印針或字符錘擊打色帶，在打印紙上引出字符，其產品主要是針式打印機。非擊打式打印機是通過激光、噴墨、熱升華或熱敏等方式將字符印在打印紙上，其產品主要有噴墨打印機和激光打印機。(a)針式打印機(b)噴墨打印機(c)激光打印機(3)繪圖儀繪圖儀(Plotter)是一種輸出圖形硬拷貝的輸出設備。打印機雖然也能輸出圖形硬拷貝，但對復雜、精確的圖形無能為力。繪圖儀可以在繪圖軟件的支持下，繪制出各種復雜、精確的圖形，成為計算機輔助設計必不可少的設備。繪圖儀微型計算機的總線總線(Bus)是計算機內部傳輸指令、數據和各種控制信息的高速通道，是微機中各組成部分在傳輸信息時共同使用的“公路”。微型計算機中的總線分為內部總線、系統(tǒng)總線和外部總線3個層次。內部總線位于CPU芯片內部，用于連接CPU的各個組成部件；而系統(tǒng)總線是指主板上連接微型計算機中各大部件的總線；外部總線則是微型計算機和外部設備之間的總線，通過該總線和其他設備進行信息與數據交換。2.2.5微型計算機的總線如果按總線內傳輸的信息種類，可將總線分類為：(1)數據總線(DataBus，DB)用于CPU與內存或I/O接口之間的數據傳遞，它的條數取決于CPU的字長，信息傳送是雙向的(可送入到CPU，也可由CPU送出)。(2)地址總線(AddressBus，AB)用于傳送存儲單元或I/O接口的地址信息，信息傳送是單向的，它的條數決定了計算機內存空間的范圍大小，即CPU能管轄的內存數量。(3)控制總線(ControlBus，CB)傳送控制器的各種控制信息，它的條數由CPU的字長決定。微處理器、總線、存儲器、接口電路和外設邏輯關系目前，微型計算機常用的系統(tǒng)總線標準有：(1)PCI(PeripheralComponentInterconnect，外部設備互連)總線PCI總線于1991年由Intel公司推出，它為CPU與外部設備之間提供了一條獨立的數據通道，讓每種設備都能與CPU直接聯(lián)系，使圖形、通信、視頻、音頻設備都能同時工作。PCI總線的數據傳送寬度為32位，可以擴展到64位，工作頻率為33MHz，數據傳輸可達133MB/s。(2)AGP(AdvancedGraphicsPort，加速圖形接口)總線AGP總線是Intel公司配合Pentium處理器開發(fā)的總線標準，它是一種可自由擴展的圖形總線結構，能增加圖形控制器的可用帶寬，并為圖形控制器提供必要的性能，有效地解決了3D圖形處理的瓶頸問題。AGP總線寬為32位，時鐘頻率有66MHz和133MHz兩種。接口就是設備與計算機或其他設備連接的端口，主要用來傳送信號。一部分是數據信號，另一部分是控制信號，它們都是為傳輸數據服務的。數據傳輸方式可分為串行、并行兩種方式。用于串行傳輸的接口就叫串行接口(SerialPort)。被傳送的數據排成一串，一次發(fā)送，其特點是傳輸穩(wěn)定、可靠、傳輸距離長，但數據傳輸速率較低。用于并行傳輸的接口就是并行接口(ParallelPort)。特點是數據傳輸速率較大、協(xié)議簡單、易于操作；由于并行傳輸在傳輸時容易受到干擾、傳輸距離短、有時會發(fā)生數據丟失等問題，所以并口設備的連接電纜一般比較短，否則不能保證正常使用。2.2.6組裝微型計算機案例1.組裝電腦前的準備工作組裝計算機之前需要準備好裝機所需要的各種硬件：機箱、顯示器、主板、CPU、內存、顯卡、聲卡、網卡、硬盤、光驅、鍵盤鼠標、電源、各種數據線和電源線等。2.組裝過程中的注意事項(1)防止靜電(2)防止液體進入微機內部(3)運用正確的安裝方法3.微機硬件組裝的步驟(1)將CPU安放在主板上①選擇與CPU相匹配的主板，用適當的力向下微壓固定CPU的壓桿，同時用力向外推壓桿，使其脫離固定卡扣。②將CPU處理器一角的三角形標識與主板上的三角形標識對齊，然后慢慢地將CPU處理器輕壓到位。這種安裝方法適用于當前的所有處理器，尤其是對于采用針腳式設計的處理器，如果方向沒有對齊則無法將CPU安裝到位，甚至有可能壓彎或者損壞處理器的針腳。③將CPU準確安放以后，蓋好扣蓋將一旁用來固定CPU的壓桿反方向用力扣下來。安裝CPU示例圖(2)安裝CPU的散熱器先將散熱器上4個扣具的旋鈕順時針輕轉至不能轉動為止，將散熱器的四角對準主板相應的位置，然后用力壓下四角扣具，再將旋鈕逆時針轉動半圈卡緊。散熱器固定好之后，需要將散熱風扇的電源接到主板的供電接口，主板上的風扇電源接口采取了防呆式設計，反向是無法插入的。安裝CPU的散熱器示例圖(3)安裝內存主板上的內存插槽一般都采用兩種不同的顏色來區(qū)分插槽的單、雙通道。在相同顏色的插槽上插入規(guī)格相同的內存即可構成內存雙通道，內存雙通道的設計可以提升系統(tǒng)的整體性能。安裝內存時，先用手將內存插槽兩端的扣具打開，然后按照內存條與插槽的缺口調整內存條的插入方向(防呆式設計，反向將無法插入)將內存條垂直地插入到內存插槽中，用雙手拇指按住內存條的兩端輕微向下壓，聽到“啪”的聲響之后，內存插槽兩端的扣具會彈起，將內存條固定，內條存安裝完畢。(a)內存插槽(b)內存安裝方法(4)在機箱中固定主板將機箱中的主板墊腳螺母安放至機箱主板托架的對應位置，雙手水平托住主板放入機箱當中，通過機箱背部的擋板來確定主板的安放位置是否到位。主板上一般有5～7個固定孔，選擇合適的固定孔將固定主板的螺絲擰到一定程度，等全部螺絲都安裝到位之后，再將每顆螺絲擰緊，這樣做可以方便對主板的位置進行隨時調整。(a)固定螺母(b)主板的安裝(5)安裝硬盤、光驅的數據線與電源線安裝硬盤的方法與安裝光驅類似，將硬盤放入機箱的硬盤托架上，擰緊螺絲使其固定即可。若機箱內置可拆卸的硬盤機箱托架，可以將其拆下來，將硬盤裝入托架中，并擰緊螺絲，再將托架重新裝入機箱，并將固定扳手拉回原位固定好硬盤托架。(a)安裝硬盤(b)固定硬盤托架下圖分別為IDE硬盤、SATA硬盤的數據線與電源線的接口圖，這兩種硬盤的接口全部采用防呆式設計，反方向無法插入。IDE硬盤數據線、電源線、硬盤連接SATA硬盤數據線(左)與電源線(右)安裝光驅之前需要將機箱面前的面板拆除，并將光驅放入對應的位置，擰緊螺絲或把扣具扣好即可。光驅的數據線、電源線的連接方法與IDE硬盤的安裝方法相同。(6)安裝電源機箱電源的安裝方法比較簡單，放入到位后，擰緊螺絲即可，如圖所示。主板的電源插座上都有防呆設置，插錯是插不進去的。機箱的電源插頭很多，在“主板其余接口連線方法”這一部分會詳細敘述。(a)機箱電源(b)安裝后(7)安裝顯卡顯卡、聲卡、網卡等插卡式設備的安裝方法是類似的。聲卡、網卡一般集成在主板上，這樣就只需要安裝顯卡了。用手輕握顯卡兩端，將顯卡金手指部分垂直對準主板上的顯卡插槽，向下輕壓到位后，再用螺絲固定即可，然后把顯卡上的擋板用螺絲固定在機箱上面。(a)顯卡插槽(b)安裝顯卡(8)主板其余接口連線方法①主板供電接口如下圖，主板上的長方形插槽部分，是電源為主板供電的插槽，主板供電的接口主要有24針與20針兩種，兩種接口插法相同。為主板供電的接口采用了防呆式的設計，反向無法插入。(a)24Pin主板供電接口(b)24Pin的供電接口②CPU供電接口主板上提供給CPU單獨供電的接口主要有3種：4針、6針和8針，如圖所示，采用了防呆式的設計，反向無法插入。(a)4pin、6pin、8pin供電接口(b)主板上的8pin與4pin供電接口③光驅與硬盤接口a)IDE接口IDE接口是曾經普遍使用的外部接口，主要連接硬盤和光驅。主要的特點是體積小，數據傳輸快，兼容性強，性價比高。但是數據傳輸速度慢，纜線長度過短。b)SATA串口具備更高傳輸速度的SATA串口逐漸取代IDE接口成為硬盤接口的主流。此外，SATA硬盤的供電接口也與普通的四針梯形供電接口有所不同。(a)IDE接口(長)與SATA接口(短)(b)IDE數據線(左)與SATA數據線(右)(c)SATA硬盤數據線④認識主板上機箱電源、重啟按鈕機箱上前置電源線的接線插頭上面都有表明自己身份的英文或者英文字母標注。機箱前置電源線的插頭有以下幾種：電源開關：POWERSW(PowerSwicth)，機箱前面的“開機”按鈕。復位/重啟開關：RESETSW(ResetSwicth)，機箱前面的“復位”按鈕。報警器：SPEAKER，主板工作異常報警器。硬盤狀態(tài)指示燈：HDDLED(Harddiskdrivelightemittingdiode)。電源指示燈：POWERLED+/-。這些前置電源線需要接在主板上的相應位置。如圖所示，黃色基座部分是比較流行的9Pin的開關/復位/電源燈/硬盤燈跳線方式，通常位于主板的右下角，在針腳旁會有英文標示每個針腳的用途，其中電源開關針腳(POWERSW)和復位開關針腳(RESETSW)是不區(qū)分正負極的，但硬盤指示燈針腳(HDDLED)和電源指示燈針腳(POWERLED+/-)是需要區(qū)分的，正極所在第一針的位置旁邊會有一個特殊印制的粗線。⑤前置USB接口主板上的USB接口分為前置接口與背部面板接口其中前置接口每一組可以外接兩個USB接口，USB針腳的接線一般是一個整體。主板上的USB連接插座有10個針腳，但有一個是空余的，同樣USB針腳的接線也會提供10個插口，但對應的地方也會有一個堵死的插孔。在接線時，這種防呆式設計確保不會反向接入。連接前置USB接口時要仔細閱讀主板說明書，如連接不當，容易造成主板的燒毀。(a)USB前置插口(b)前置USB主背插槽⑥主板背部的其他接口下圖為某型號主板的背部接口，該主板接口說明如下：a)PS/2接口，老式的鼠標和鍵盤連接接口，其中紫色PS/2接口用于連接鍵盤，綠色PS/2的是鼠標接口。b)同軸音頻接口，該接口將輸入接口(麥克風接口)和輸出接口(耳機或音響接口)整合在一起，同時擁有輸入輸出功能。主要提供數字音頻信號的傳輸。c)光纖音頻接口，該接口為高端音頻設備傳輸音頻信號。d)DVI接口，該接口傳輸的是數字信號，抗干擾性和傳輸穩(wěn)定性較好。e)VGA接口，該接口傳輸模擬信號。f)HDMI接口，高清晰度多媒體接口。用于連接高清平板電視，并且可以同時傳輸高清視頻信號和音頻信號。g)USB接口h)網絡接口i)多聲道音頻接口，該接口傳輸的是模擬信號。藍色是聲道輸入接口，綠色聲道輸出接口，粉紅色是麥克風輸入接口，其他顏色接口為配置多聲道的輔助接口。4.通電測試、安裝完畢經過以上的安裝過程，一臺微機就組裝完畢了，接下來可以對微機進行通電測試，先打開顯示器電源，按下機箱上的電源鍵，如果聽到“滴”聲表明微機組裝成功，可以進一步進行操作系統(tǒng)的安裝了。2.3.1軟件概述通常我們所說的計算機是指由硬件和軟件兩部分組成的。而在計算機問世的初期，提到計算機，實際上是指計算機的硬件。隨著程序設計技術的發(fā)展，計算機運行的程序和數據被存放在柔軟的紙帶上，相對于計算機硬件，這些承載著程序和數據的柔軟紙帶被稱為計算機軟件。1983年，IEEE（國際電氣與電子工程協(xié)會）提出的軟件定義是：計算機程序、方法、規(guī)則和相關的文檔資料以及在計算機上運行時所必需的數據?？梢?，計算機軟件是相對于硬件而言的，它包括程序、相關數據及其說明文檔。硬件是軟件運行的基礎，軟件則是發(fā)揮計算機功能的關鍵。在計算機中軟件與硬件相互依存的，沒有軟件，計算機僅是一臺沒有任何功能的機器。有了軟件，人們可以繞開計算機本身的硬件結構和運行原理來使用計算機。2.3.2軟件分類1.按照軟件功能劃分（1）系統(tǒng)軟件：一般將靠近硬件部分的軟件稱為系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)軟件包含操作系統(tǒng)、設備驅動程序和編譯系統(tǒng)等等。（2）支撐軟件：是指支持應用軟件開發(fā)的軟件。支撐軟件用于提供軟件開發(fā)者研制程序的開發(fā)環(huán)境。如數據庫、編程語言、編輯程序、程序庫、圖形軟件包等。（3）應用軟件：是為滿足用戶的各種需求，解決計算機各類應用問題使用計算機語言編制的應用程序的集合，具有很強的實用性。一般是在系統(tǒng)軟件支持下開發(fā)的，分為應用軟件包和用戶程序兩類。2.按照軟件規(guī)模劃分按照軟件的規(guī)模，如參加人數、源代碼行數、研發(fā)時間等可以將軟件分為：微型、小型、中型、大型、甚大型、極大型。如下表所示。類

別參加人數研制期限產品規(guī)模（源代碼行數）微

型11–4周500小

型11–6月103–2*103中

型2-51–2年5–5*104大

型5-202–3年50–5*105甚大型100-10004–5年106極大型2000-50005–10年106–1073.按照軟件工作方式劃分實時處理軟件：一般是指時間性要求很強的應用軟件，如工業(yè)過程控制、武器制導系統(tǒng)等。這些軟件系統(tǒng)往往要求計算機對采集的多路信息分輕重緩急分別在若干秒、若干毫秒，甚至是若干微秒內完成處理并恰當的反應。交互式軟件：基于人機交互的目的而為計算機所編寫的軟件。

批處理軟件：是指能夠自動地連續(xù)執(zhí)行多條命令的軟件。4.按照軟件服務對象的范圍劃分

項目軟件：由客戶委托開發(fā)的軟件。

產品軟件：由軟件開發(fā)機構開發(fā)，提供給市場的。2.3.3軟件的功能軟件是計算機系統(tǒng)中運行、維護、程序開發(fā)所需要的程序集合。一般來說軟件可以實現(xiàn)以下功能：管理、監(jiān)控和維護計算機的軟件、硬件資源。如驅動程序、打印管理程序、測試和診斷程序等。運用計算機語言進行程序設計的工具，如運用Java或者C#語言設計的手機游戲。搜集、存儲、加工、檢索、發(fā)布以及過濾無關數據的一些數據處理功能。如操作系統(tǒng)的文件管理功能。提供解決各種實際問題的應用軟件。如自動化辦公軟件、圖形與圖形處理軟件。2.3.4軟件與硬件的關系計算機系統(tǒng)是由計算機軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)組成的，其結構是層次結構，如表所示。用戶計算機軟件系統(tǒng)應用軟件辦公軟件、信息管理軟件、圖形圖像編輯軟件等支持軟件數據庫管理系統(tǒng)、網絡軟件、各種語言的開發(fā)平臺等系統(tǒng)軟件驅動程序、操作程序、編譯程序等計算機硬件系統(tǒng)2.3.5軟件開發(fā)過程軟件開發(fā)是將用戶需求轉化為軟件設計需求，并運用計算機語言進行程序設計并實現(xiàn)軟件需求，以及對設計的程序代碼進行測試的系統(tǒng)工程。從系統(tǒng)工程的角度出發(fā)，軟件開發(fā)過程包括規(guī)劃、設計、分析、設計、編碼、測試和維護等階段。通常是運用軟件開發(fā)工具進行軟件開發(fā)的。1.規(guī)劃(Program)2.需求分析(RequirementAnalysis)3.設計(Design)4.編碼(coding)5.測試(Test)6.運行與維護(OperationandMaintenance)2.3.6軟件系統(tǒng)維護軟件系統(tǒng)維護（SoftwareSystemMaintenance）是指在軟件產品發(fā)布之后，因修正軟件錯誤、提升軟件性能或根據用戶需求變化或硬件環(huán)境的變化對軟件的源程序進行部分或全部的修改。軟件的系統(tǒng)維護主要有四種類型：糾錯性維護、適應性維護、完善性維護和預防性維護。糾錯性維護是指改正在軟件開發(fā)之初已存在而在系統(tǒng)測試時尚未發(fā)現(xiàn)的錯誤。適應性維護是指為了適應信息技術的變化和管理需求的變化而對軟件進行的相應修改。完善性維護是為擴充軟件功能和改善軟件性能而進行的必要修改，主要是指在當前的軟件功能基礎之上增加一些在原有的分析和設計階段中尚未規(guī)定的功能和性能。預防性維護是指為了適應未來的軟硬件環(huán)境的變化，主動地增加預防性的新功能，以改進應用軟件的可靠性和可維護性。大學計算機基礎第3章計算機中信息表示與存儲學習目標本章介紹了二進制、不同進制間的轉換方法、數值在計算機中的表示以及信息編碼等知識。通過本章的學習需要同學們掌握二進制運算及數制間的轉換，原碼反碼補碼的表示與應用，理解計算機編碼的方法與應用。本章學習內容3.1信息表示的形式3.2信息存儲形式3.3信息編碼

3.1.1二進制數隨著計算機技術的快速發(fā)展，二進制是用0和1兩個數碼來表示的數，是計算機技術采用的一種數制。它的基數為2，進位規(guī)則是“逢二進一”，借位規(guī)則是“借一當二”。計算機系統(tǒng)使用二進制的主要原因是在設計電路、進行運算的時候更加簡便、可靠、邏輯性強。因為計算機是由電來驅動的，電路實現(xiàn)“開/關”的狀態(tài)可以用數字”0/1”來表示，這樣計算機中所有信息的轉換電路都可以用這種方式表示，也就是說計算機系統(tǒng)中數據的加工、存儲與傳輸都可以用電信號的“高/低”電平來表示。3.1.2數制數制，又進位計數制，是指用少量的數字符號，按照先后次序把它們排成數位，由低到高進行計數，計滿進位。1.基數和位權數制的類型不同，但具有共同的計算和運算的規(guī)律。數制中有基數和位權兩個概念?；鶖凳沁M位制的基本特征數，即所用到的數碼的個數。例如十進制：用0～9十個數碼表示，基數為10。而權則是處在不同位置上的數字代表的值不同，各進位制中位權的值是基數的若干次冪。如十進制數每個數位上的權則是10的某次冪。位權的表示法是指，數字的總個數為基數，每個數字都要乘以基數的冪次，而該冪次由每個數所在的位置決定。排列方式是以小數點為界，整數部分自右向左分別為0次冪、1次冪、2次冪、……，小數部分自左向右分別為負1次冪、負2次冪、負3次冪、……。2.常用的進位記數制（1）十進制所使用的數碼有10個，即0、1、2、…、9，基數為10，各位的位權是10i，進位規(guī)則是“逢十進一”。例如，十進制數(124.56)10可以表示為：(124.56)10=1×102+2×101+4×100+5×10-1+6×10-2（2）二進制所使用的數碼有2個，即0、1，基數為2，各位的位權為2i，進位規(guī)則是“逢二進一”。例如，二進制數(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）八進制所使用的數碼有8個，即0、1、2…、7，基數為8，各位的位權是8i，進位規(guī)則是“逢八進一”。例如，八進制數(35.21)8可以表示為：(35.21)8=3×81+5×80+2×8-1+1×8-2

（4）十六進制所使用的數碼有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），基數為16，各位的位權是16i，進位規(guī)則是“逢十六進一”。例如，十六進制數

(2C7.1F)16可以表示為：(2C7.1F)16=2×162+12×161+7

×160+1×16-1+15×16-2數制基數數碼進位規(guī)則十進制100、1、2、3、4、5、6、7、8、9逢十進一二進制20、1逢二進一八進制80、1、2、3、4、5、6、7、8、9逢八進一十六進制160、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F逢十六進一常用數制的特點如表3-1所示。1.1.3不同數制間轉換1.十進制數轉換為非十進制數十進制轉換成二進制，需要將整數部分與小數部分分別進行轉換。整數部分采用“除基取余法”，小數部分采用“乘基取整法”。（1）十進制整數轉換為非十進制整數例如：用“除基取余法”將十進制整數327轉換為二進制整數?！俺∮喾ā鞭D換過程如下：（2）十進制小數轉換為非十進制小數十進制小數轉換為非十進制小數采用“乘基取整法”。即把給定的十進制小數乘以基數，取其整數作為二進制小數的第一位，然后取小數部分繼續(xù)乘以基數，將所的整數部分作為第二位小數，重復操作直至得到所需要的二進制小數。2.非十進制數轉換為十進制數非十進制數轉換為十進制數采用“按權展開法”，即先把各位非十進制數按權展開，寫成多項式,然后計算十進制結果。例如:寫出(1101.01)2，(237)8，(10D)16的十進制數。3.二進制與八、十六進制數的轉換二進制數與八進制數，以及十六進制數存在著倍數的關系，例如23=8,24=16所以它們之間的轉換非常方便。

在二進制數與八進制數進行轉換的時候，可以用“三位并一位”的方式，以小數點為界，將整數部分從右側向左側，每三位一組，當最后一組不足三位時，在該組的最左方添“0”補足三位；小數部分從左側至右側，每三位一組，當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，按照各自的位權22、21、20展開后相加，就得到了一位八進制數。例如，將二進制小數10110111.01101轉換為八進制小數，轉換過程如下：八進制數轉換為二進制數，用“一位拆三位”的方法，即將每位八進制數用對應的三位二進制數展開表示。例如，將八進制數123.46轉化為二進制數表示。同理，二進制數轉為十六進制數時，采用“四位并一位”的方法，十六進制數轉為二進制數時，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110110111.01101轉換為十六進制數。4.八、十、十六進制之間的轉換八、十、十六進制之間的轉換可以借助二進制來實現(xiàn)。如：八進制轉換成十六進制，先將八進制轉換成二進制，然后再將二進制轉換成十六進制。同理，十六進制轉換成八進制，先將十六進制轉換成二進制，再將二進制轉換成八進制。常用的數制對應關系如表3-2所示。十進制二進制八進制十六進制000000100111201022301133410044510155611066711177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F16100002010表3-2常用的數制對照表3.2.1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。計算機中的數據都是以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“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據類型和語言字符。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”。3.字長前面介紹計算機技術指標的時候介紹過“字”和“字長”的概念，字是指計算機的CPU在同一時間內處理的一組二進制數，而這組二進制數的位數就是“字長”。字長與計算機的功能和用途有很大的關系，是計算機的一個重要技術指標。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字位數越多，處理數據的速度就越快。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=240B3.2.2原碼、反碼和補碼1.原碼正數的符號位用0表示，負數的符號位用1表示，數值部分用二進制數的絕對值表示，這種表示稱為原碼表示。例如，求“+69”和“-69”的原碼數0也有“正零”和“負零”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。正數的反碼與原碼相同，負數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“+5”與“-5”的反碼。若用一個字節(jié)表示，將十進制數5轉化為二進制數為00000101。因為“+5”是正數，轉化為二進制數的原碼為00000101，所以反碼與原碼相同，(+5)反＝00000101；正數反碼負數反碼+00000-01111+10001-11110+20010-21101+30011-31100+40100-41011+50101-51010+60110-61001+70111-71000用4位二進制表示的反碼正/負數如下：3.補碼正數的補碼就是其原碼，負數的補碼是先求其反碼，然后在最低位+1。例如，十進制數“+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。正數補碼負數補碼+00000-11111+10001-21110+20010-31101+30011-41100+40100-51011+50101-61010+60110-71001+70111-81000用4位二進制可以表示的補碼正/負數如下：3.2.3定點數與浮點數數值除了有正負之分外，還有整數和小數之分。計算機不僅能處理帶符號的數值問題，還能解決數值中存在的小數點問題。計算機系統(tǒng)規(guī)定，小數點是用隱含規(guī)定位置的方式來表示，并不占用二進制位。同時，根據小數點位置是否固定，數的表示方法可分為定點數和浮點數。1.定點數：定點數指小數點在數中的位置是固定不變的，通常有定點整數和定點小數之分。定點整數是將小數點位置固定在數值的最右端，定點小數是將小數點位置固定在有效數值的最左端，符號位之后，在十進制系統(tǒng)中，如果規(guī)定小數點左邊存放7個數碼，右邊存放3個數碼，當我們存儲數字5.623166時，小數后只能保留3位，即5.623，其精度受損；而當存放的數超過8位時，也會導致其數值的不正確。所以，當存放的數字整數部分很大或者小數部分很長時，定點數顯然不適合，于是又引入了浮點數，主要用來解決數據溢出、精度受損問題，2.浮點數小數點位置浮動變化的數稱為浮點數。對十進制來說，浮點數是以10的n次方表示的數。例如，十進制數245.78，使用浮點表示法為0.24578×103。其中0.24578為一個定點數，3表示小數點向右移動3位。當浮點數采用指數形式表示時，指數部分稱為“階碼”，小數部分稱為“尾數”。尾數和階碼有正負之分，例如，二進制數“-0.00111”，浮點表示為“-0.111×2-2”，這里尾數（-0.111）和階碼（-2）都是負數。尾數的符號表示數的正負，階碼的符號則表明小數點的實際位置。3.3.1二——十進制編碼計算機輸入輸出時，通常采用十進制數，而計算機只能識別0和1，所以必須進行二進制編碼。二—十進制編碼方法很多，常用的有BCD碼即8421碼，是指用4位二進制編碼表示1位十進制數。4位二進制數權值分別為23、22、21、20，即8、4、2、1。BCD碼與十進制數的轉換直觀、簡單，對于一個多位十進制數，只需將它的每一位數字按照表3-3中所列的對應關系用BCD直接列出即可。

表3-3十進制與BCD轉換對照表十進制數BCD碼十進制數BCD碼000005010110001601102001070111300118100040100910013.3.2.字符編碼字符編碼，即用規(guī)定的二進制數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準碼（AmericanStandardCodeForInformationInterchange），即ASCII碼。在計算機內，每個字符的ASCII碼用1個字節(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，稱為標準的ASCII碼字符集。3.3.3漢字編碼計算機只識別由0、1組成的代碼，ASCII碼是英文信息處理的標準編碼，漢字信息處理也必須有一個統(tǒng)一的標準編碼。1981年，我國頒布了《信息交換用漢字編碼字符集·基本集》（GB2312-1980），也稱為“國標碼”，共對6763個漢字和682個圖形字符進行了編碼。國標碼規(guī)定：漢字用兩個字節(jié)表示，每個字節(jié)用七位碼（高位為0）。國標碼將漢字和圖形符號排列在一個94行94列的二維代碼表中，每兩個字節(jié)分別用兩位十進制編碼，前字節(jié)的編碼稱為區(qū)碼，后字節(jié)的編碼稱為位碼，這樣得到GB2312—80的區(qū)位圖，用區(qū)位圖的位置來表示的漢字編碼，稱為區(qū)位碼。如“?！弊衷诙S代碼表中處于17區(qū)第3位，區(qū)位碼即為“1703”。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。目前，漢字輸入碼有很多種，最常用的是拼音編碼和字形編碼。（1）拼音編碼拼音編碼是按照拼音規(guī)則輸入漢字，只要會拼音就可以輸入漢字。如，搜狗拼音，微軟拼音、智能ABC等都屬于拼音編碼，這種編碼簡單清晰、容易記憶，操作方便，適合廣大用戶。缺點：重碼率高，生僻字難輸入。（2）字形編碼字形編碼是指按漢字的筆畫用字母或數字進行編碼。如，五筆字型屬于此類編碼。字形編碼不像拼音編碼那么簡單，需要熟記上千個字根和上百個筆畫，在鍵盤上打入字根和筆畫才能從計算機中選出漢字，所以需要經過專門的訓練學習才能掌握。字形編碼重碼少，輸入速度快，效率高，適合打字員或發(fā)音不準的用戶使用。2.漢字內碼漢字通過鍵盤或其他設備輸入到計算機系統(tǒng)后，計算機內部會根據國標碼將漢字轉換為計算機內部可以識別和使用的二進制數，也就是機內碼，即漢字內碼，漢字的內碼在計算機中是唯一的。通過漢字內碼可以達到通用和高速傳輸文本信息。3.漢字字形編碼

ASCII碼和GB-2312國標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