大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)期末考試知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)期末考試知識(shí)點(diǎn)總結(jié)大學(xué)計(jì)算機(jī)根底期末考試學(xué)問(wèn)點(diǎn)總結(jié)

第1章計(jì)算機(jī)與信息化社會(huì)的進(jìn)展

①計(jì)算機(jī)的進(jìn)展階段

第一代其次代電子管晶體管主機(jī)電子器件第三代第四代中小規(guī)模集成電大規(guī)模/超大規(guī)模集路成電路

②計(jì)算機(jī)的進(jìn)展方向A巨型化B微型化C網(wǎng)絡(luò)化D智能化

③計(jì)算機(jī)的分類

A依據(jù)用途及其使用范圍分為：通用計(jì)算機(jī)；專用計(jì)算機(jī)B從計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度和性能等指標(biāo)來(lái)看可分為：高性能計(jì)算機(jī)；微型計(jì)算機(jī)；工作站；效勞器；嵌入式計(jì)算機(jī)④計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)A運(yùn)算速度快B計(jì)算精度高C存儲(chǔ)功能強(qiáng)

D具有規(guī)律推斷力量E具有自動(dòng)運(yùn)行的力量⑤計(jì)算機(jī)的應(yīng)用A科學(xué)計(jì)算B數(shù)據(jù)處理C電子商務(wù)D過(guò)程掌握

ECAD計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)CAM計(jì)算機(jī)幫助制造

CIMS計(jì)算機(jī)（現(xiàn)代）集成制造系統(tǒng)F多媒體技術(shù)G虛擬世界H人工智能

第2章計(jì)算機(jī)根底學(xué)問(wèn)

⑥計(jì)算機(jī)硬件由運(yùn)算器、掌握器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五個(gè)根本部件組成。⑦CPU：在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中，往往將運(yùn)算器和掌握器集中在一個(gè)集成電路芯片內(nèi)，稱為中心處理器，即CPU⑧計(jì)算機(jī)工作原理概括為三點(diǎn)：

A計(jì)算機(jī)硬件由運(yùn)算器、掌握器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5個(gè)根本部件組成；

B計(jì)算機(jī)采納二進(jìn)制來(lái)表示指令和數(shù)據(jù)

C計(jì)算機(jī)采納“存儲(chǔ)程序”方式，自動(dòng)逐條取出指令并執(zhí)行程序

馮諾依曼機(jī)工作原理是，計(jì)算機(jī)一啟動(dòng)，就能根據(jù)程序制定的規(guī)律挨次把指令從存儲(chǔ)器中讀取并逐條執(zhí)行，自動(dòng)完成指令規(guī)定的操作：

A把程序指令逐條取入掌握器

B在掌握器輸入命令的作用下，把需要的原始數(shù)據(jù)通過(guò)輸入設(shè)備送入計(jì)算機(jī)

C向存儲(chǔ)器和運(yùn)算器發(fā)出存數(shù)、取數(shù)和運(yùn)算的命令，并把結(jié)果存放在存儲(chǔ)器內(nèi)

D在掌握器發(fā)出的取數(shù)和輸出命令的作用下，通過(guò)輸出設(shè)備輸出結(jié)果

第3章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

⑨地址總線傳送地址信號(hào)；數(shù)據(jù)總線傳送數(shù)據(jù)；掌握總線傳送各種信號(hào)。

⑩在PC中，作為內(nèi)存的ROM芯片一般只有一片，用于存放BIOS；其他絕大局部程序和數(shù)據(jù)都是放在RAM中的，所以通常我們說(shuō)的“內(nèi)存”指的是RAM固態(tài)硬盤(pán)SSD

一般地，軟件可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類

系統(tǒng)軟件包括：BIOS、操作軟件、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及其處理程序、數(shù)據(jù)庫(kù)治理系統(tǒng)等操作系統(tǒng)的分類：

A根據(jù)使用環(huán)境和作業(yè)處理方式來(lái)分類：a批出操作系統(tǒng)，如DOS/VSEb分時(shí)處理操作系統(tǒng)，如Unixc實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，如VRTXB按硬件構(gòu)造來(lái)分類

a網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，如Netwareb分布式操作系統(tǒng)，如Amoebac多媒體操作系統(tǒng)，如Amiga⒂操作系統(tǒng)的功能A處理機(jī)治理B存儲(chǔ)器治理C設(shè)備治理D文件系統(tǒng)治理E作業(yè)治理

⒃微型計(jì)算機(jī)常用操作系統(tǒng)ADOSBUNIXCLinuxDWindowsEMacOSX

⒄程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及其處理程序A機(jī)器語(yǔ)言B匯編語(yǔ)言C高級(jí)語(yǔ)言

⒅微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

微型計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件硬件系統(tǒng)主機(jī)外部設(shè)備微處理器內(nèi)存輸入設(shè)備運(yùn)算器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器輸出設(shè)備掌握器只讀存儲(chǔ)器外存存放器⒆計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義：使分布在不同地點(diǎn)的多個(gè)自主的計(jì)算機(jī)物理上互連，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議相互通信，以共享硬件，軟件和數(shù)據(jù)資源為目標(biāo)的系統(tǒng)。

⒇計(jì)算機(jī)主要完成網(wǎng)絡(luò)通信和資源共享兩種功能。顧計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以看成一個(gè)兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)，即內(nèi)層的通信子網(wǎng)和外層的資源子網(wǎng)。（21）按傳輸技術(shù)分類：有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

（22）按網(wǎng)絡(luò)的地理位置進(jìn)展分類：廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)和城域網(wǎng)（23）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)錁?gòu)造：A總線型拓?fù)錁?gòu)造B環(huán)形拓?fù)錁?gòu)造C星型拓?fù)錁?gòu)造D網(wǎng)狀拓?fù)錁?gòu)造

(24)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三要素：語(yǔ)法，語(yǔ)義，同步（25）

OSI/RMTCP/IP應(yīng)用層表示層

應(yīng)用層會(huì)話層

運(yùn)輸層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)際層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)接口層

TCP/IP協(xié)議模型及于OSI參考模型對(duì)比關(guān)系

（26）以太網(wǎng)使用的傳輸介質(zhì)主要有雙絞線，同軸電纜和光纜

（27）域名采納分層次方法命名，每一層都有一個(gè)子域名，子域名之間用點(diǎn)號(hào)隔開(kāi)。“主機(jī)名.網(wǎng)絡(luò)名.機(jī)構(gòu)名.最高層域名”如“”含義是“主機(jī)名，數(shù)據(jù)局，天津，中國(guó)”（28）Internet應(yīng)用層A超文本傳輸協(xié)議B電子郵件協(xié)議C文本傳輸協(xié)議DTelnet協(xié)議

（29）計(jì)算機(jī)病毒的定義：指編制或者在計(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)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

（30）計(jì)算機(jī)病毒的特征：A傳染性B隱藏性C埋伏性D可激發(fā)性E破壞性F變種性

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大學(xué)計(jì)算機(jī)根底學(xué)問(wèn)點(diǎn)總結(jié)第一章計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)概述（了解）

1、計(jì)算機(jī)進(jìn)展歷史上的重要人物和思想

1、法國(guó)物理學(xué)家帕斯卡(1623-1662)：在1642年創(chuàng)造了第一臺(tái)機(jī)械式加法機(jī)。該機(jī)由齒輪組成，靠發(fā)條驅(qū)動(dòng)，用專用的鐵筆來(lái)?yè)軇?dòng)轉(zhuǎn)輪以輸入數(shù)字。

2、德國(guó)數(shù)學(xué)家萊布尼茨：在1673年創(chuàng)造了機(jī)械式乘除法器。根本原理繼承于帕斯卡的加法機(jī)，也是由一系列齒輪組成，但它能夠連續(xù)重復(fù)地做加減法，從而實(shí)現(xiàn)了乘除運(yùn)算。

3、英國(guó)數(shù)學(xué)家巴貝奇：1822年，在歷經(jīng)10年努力最終創(chuàng)造了“差分機(jī)”。它有3個(gè)齒輪式存放器，可以保存3個(gè)5位數(shù)字，計(jì)算精度可以到達(dá)6位小數(shù)。巴貝奇是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)思想的奠基人。

英國(guó)科學(xué)家阿蘭圖靈(理論計(jì)算機(jī)的奠基人)

圖靈機(jī)：這個(gè)在當(dāng)時(shí)看來(lái)是紙上談兵的簡(jiǎn)潔機(jī)器，隱含了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中“存儲(chǔ)程序”的根本思想。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，數(shù)學(xué)家們提出的各種各樣的計(jì)算模型都被證明是和圖靈機(jī)等價(jià)的。

美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮諾依曼(計(jì)算機(jī)鼻祖)計(jì)算機(jī)應(yīng)由運(yùn)算器、掌握器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件組成；應(yīng)采納二進(jìn)制簡(jiǎn)化機(jī)器的電路設(shè)計(jì)；

采納“存儲(chǔ)程序”技術(shù),以便計(jì)算機(jī)能保存和自動(dòng)依次執(zhí)行指令。七十多年來(lái)，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)根本構(gòu)造仍舊是“馮諾依曼計(jì)算機(jī)”。2、電子計(jì)算機(jī)的進(jìn)展歷程1、1946年2月由賓夕法尼亞大學(xué)研制勝利的ENIAC是世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)。“誕生了一個(gè)電子的大腦”致命缺陷：沒(méi)有存儲(chǔ)程序。2、電子技術(shù)的進(jìn)展促進(jìn)了電子計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代：電子管、晶體管、集成電路、大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路3、計(jì)算機(jī)的類型

按計(jì)算機(jī)用途分類：通用計(jì)算機(jī)和專用計(jì)算機(jī)

按計(jì)算機(jī)規(guī)模分類：巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)、工作站、效勞器、嵌入式計(jì)算機(jī)

按計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)分類：數(shù)字計(jì)算機(jī)、模擬計(jì)算機(jī)、數(shù)字模擬混合計(jì)算機(jī)1.1.4計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域

計(jì)算機(jī)是一種能根據(jù)事先存儲(chǔ)的程序，自動(dòng)、高速地進(jìn)展大量數(shù)值計(jì)算和各種信息處理的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備。（含義）1、運(yùn)算速度快2、計(jì)算精度高3、存儲(chǔ)容量大

4、具有規(guī)律推斷力量5、根據(jù)程序自動(dòng)運(yùn)行

應(yīng)用領(lǐng)域：科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、過(guò)程與實(shí)時(shí)掌握、人工智能、計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)與制造、遠(yuǎn)程通訊與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、多媒體與虛擬現(xiàn)實(shí)

1.1.5計(jì)算機(jī)進(jìn)展趨勢(shì)：巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化

1、光計(jì)算機(jī)2、生物計(jì)算機(jī)3、量子計(jì)算機(jī)1.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成

一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大局部組成

硬件系統(tǒng)是指能夠收集、加工、處理數(shù)據(jù)以及輸出數(shù)據(jù)所需的設(shè)備實(shí)體，是看得見(jiàn)、摸得著的部件總和。

軟件系統(tǒng)是指為了充分發(fā)揮硬件系統(tǒng)性能和便利人們使用硬件系統(tǒng)，以及解決各類應(yīng)用問(wèn)題而設(shè)計(jì)的程序、數(shù)據(jù)、文檔總和，它們?cè)谟?jì)算機(jī)中表達(dá)為一些觸摸不到的二進(jìn)制狀態(tài)，存儲(chǔ)在內(nèi)存、磁盤(pán)、閃存盤(pán)、光盤(pán)等硬件設(shè)備上。1.3.1信息技術(shù)概念

信息是一種學(xué)問(wèn)，是承受者事先不知道不了解的學(xué)問(wèn)。

數(shù)據(jù)是信息的載體。數(shù)值、文字、語(yǔ)言、圖形、圖像等都是不同形式的數(shù)據(jù)。4次信息革命：文字、造紙和印刷術(shù)、電報(bào)電話播送電視、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)代信息技術(shù)：計(jì)算機(jī)技術(shù)＋微電子技術(shù)＋通信技術(shù)1.3.1信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)與人才

信息產(chǎn)業(yè)是信息社會(huì)的支柱，主要包括：計(jì)算機(jī)硬件制造業(yè)、計(jì)算機(jī)軟件業(yè)、信息效勞業(yè)以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)中傳統(tǒng)行業(yè)的信息化

信息產(chǎn)業(yè)屬資本密集型、學(xué)問(wèn)密集型、人才密集型的產(chǎn)業(yè)。信息技術(shù)教育包括：

對(duì)信息科學(xué)的理解對(duì)信息應(yīng)用的實(shí)踐力量對(duì)信息社會(huì)的熟悉和態(tài)度

其次章計(jì)算機(jī)信息根底

2.1.1數(shù)制的概念

數(shù)制也稱計(jì)數(shù)制，是指用一組固定的符號(hào)和統(tǒng)一的規(guī)章來(lái)表示數(shù)值的方法。常用數(shù)制數(shù)字符號(hào)基數(shù)十進(jìn)制0～910二進(jìn)制0，12八進(jìn)制0～78十六進(jìn)制0～9,A,B,C,D,E,F16基數(shù)：R進(jìn)制的基數(shù)=R位權(quán)：在數(shù)制中，各位數(shù)字所表示值的大小不僅與該數(shù)字本身的大小有關(guān)，還與該數(shù)字所在的位置有關(guān)，我們稱這關(guān)系為數(shù)的位權(quán)。位權(quán)：一個(gè)與數(shù)字位置有關(guān)的常數(shù)，位權(quán)=Rn2.1.3二進(jìn)制和其它進(jìn)制的轉(zhuǎn)換

十進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制：整數(shù)局部除以2取余，直至商為0；小數(shù)局部乘以2取整，直至小數(shù)局部為0或到達(dá)所需精度為止。

十進(jìn)制轉(zhuǎn)八進(jìn)制：方法同上。整數(shù)局部除以8，小數(shù)局部乘以8。

十進(jìn)制轉(zhuǎn)十六進(jìn)制：方法同上。整數(shù)局部除以16，小數(shù)局部乘以16。2.2計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)單位

位(bit)：計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最小單元(0、1)字節(jié)(Byte)：處理數(shù)據(jù)的根本單位(8bit/Byte)常用的字節(jié)計(jì)數(shù)單位：

1KB＝1024Byte(210B)1MB＝1024KB(220B)1GB＝1024MB(230B)1TB＝1024GB(240B)字長(zhǎng)：CPU一次處理數(shù)據(jù)的二進(jìn)制位數(shù)。2.3信息表示與編碼

所謂編碼，就是利用數(shù)字串來(lái)標(biāo)識(shí)所處理對(duì)象的不同個(gè)體。2.3.1整數(shù)的表示

在數(shù)學(xué)中，數(shù)值是用“＋”和“－”表示正數(shù)和負(fù)數(shù)的，而在計(jì)算機(jī)中只有0和1，所以正負(fù)號(hào)也用0和1表示，即數(shù)值符號(hào)數(shù)字化。補(bǔ)碼的概念是怎么來(lái)的？

“?！笔侵敢粋€(gè)系統(tǒng)所能表示的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。按模運(yùn)算是指運(yùn)算結(jié)果超過(guò)模時(shí)，模（或模的整數(shù)倍）將溢出而只剩下余數(shù)。

假設(shè)M為模，若數(shù)a，b滿意a＋b＝M，則稱a，b互為補(bǔ)數(shù)。在有模運(yùn)算中，減去一個(gè)數(shù)等于加上這個(gè)數(shù)對(duì)模的補(bǔ)數(shù)。2.3.2實(shí)數(shù)的表示

定點(diǎn)數(shù)：小數(shù)點(diǎn)位置固定的數(shù)稱為定點(diǎn)數(shù)。浮點(diǎn)數(shù)：小數(shù)點(diǎn)位置不固定的數(shù)稱為浮點(diǎn)數(shù)與漢字有關(guān)的編碼：（1）、輸入碼

(2)國(guó)標(biāo)碼和區(qū)位碼：每個(gè)漢字占兩個(gè)字節(jié)的編碼，且每個(gè)字節(jié)最高位均為0。全部漢字分94個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)94個(gè)漢字。由此構(gòu)成區(qū)位碼。而區(qū)位碼的區(qū)碼和位碼各加32就得到國(guó)標(biāo)碼。（3）機(jī)內(nèi)碼

（4）字型碼：漢字存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)采納機(jī)內(nèi)碼，但輸出時(shí)必需轉(zhuǎn)換成字形碼，再依據(jù)字形碼輸出漢字。字形碼又稱漢字字模，用于在顯示器或打印機(jī)上輸出各種文字和符號(hào)。點(diǎn)陣漢字：每一個(gè)漢字以點(diǎn)陣形式存儲(chǔ)，有點(diǎn)的地方為“1”，空白的地方為“0”。有16×16、24×24、48×48點(diǎn)陣等。點(diǎn)陣越大，字形辨別率越好，字形也越美觀，但漢字存儲(chǔ)的字節(jié)數(shù)就多，字庫(kù)也就越浩大。2.3.6多媒體信息的數(shù)字化

數(shù)字化就是對(duì)模擬世界的一種量化，表示信息的最小單位是位(bit)“0”或“1”。多媒體信息在計(jì)算機(jī)中也要轉(zhuǎn)換為0和1，因此也需要進(jìn)展編碼。

第三章計(jì)算機(jī)硬件體系構(gòu)造

3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成

一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由硬件和軟件組成。

硬件是由運(yùn)算器、掌握器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五局部組成。其中：中心處理器(簡(jiǎn)稱CPU)=運(yùn)算器+掌握器主機(jī)=中心處理器+主存儲(chǔ)器軟件是指各類程序和數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)軟件包括計(jì)算機(jī)本身運(yùn)行所需要的系統(tǒng)軟件和用戶完成任務(wù)所需要的應(yīng)用軟件。3.1.2馮諾依曼型計(jì)算機(jī)的構(gòu)造馮諾依曼型計(jì)算機(jī)是將程序和數(shù)據(jù)事先存放在外存儲(chǔ)器中，在執(zhí)行時(shí)將程序和數(shù)據(jù)先從外存裝入內(nèi)存中，然后使計(jì)算機(jī)在工作時(shí)自動(dòng)地從內(nèi)存中取出指令并加以執(zhí)行，這就是存儲(chǔ)程序概念的根本原理。馮諾依曼計(jì)算機(jī)體系構(gòu)造的主要特點(diǎn)是：(1)采納二進(jìn)制形式表示程序和數(shù)據(jù)。

(2)計(jì)算機(jī)硬件是由運(yùn)算器、掌握器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大局部組成。

(3)程序和數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式存放在存儲(chǔ)器中。

(4)掌握器依據(jù)存放在存儲(chǔ)器中的指令(程序)工作。3.1.3微型計(jì)算機(jī)的誕生與進(jìn)展

微型機(jī)屬于第四代電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)品，即大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)。微機(jī)的核心部件是CPU

3.2微型計(jì)算機(jī)主機(jī)構(gòu)造

微型機(jī)根本是由顯示器、鍵盤(pán)和主機(jī)構(gòu)成。在主機(jī)箱內(nèi)有CPU、主板、內(nèi)存、硬盤(pán)、光驅(qū)、電源等。3.2.1中心處理器CPU

CPU：運(yùn)算器部件、存放器部件和掌握器部件。

CPU從存儲(chǔ)器取出指令，放入CPU內(nèi)部的指令存放器，并對(duì)指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作，然后發(fā)出各種掌握命令，執(zhí)行微操作系列，從而完成一條指令的執(zhí)行。

CPU的主要性能指標(biāo)：

(1)主頻/外頻（主頻=外頻×倍頻，即CPU工作頻率）(2)數(shù)據(jù)總線寬度（即字長(zhǎng)，指CPU傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)）(3)地址總線寬度（打算了CPU可訪問(wèn)的地址空間）(4)工作電壓（低電壓可削減CPU過(guò)熱，降低功耗）(5)高速緩存Cache（加速CPU與其它設(shè)備間數(shù)據(jù)交換）(6)運(yùn)算速度（CPU每秒能處理的指令數(shù)）1.運(yùn)算器

運(yùn)算器是完成算術(shù)和規(guī)律運(yùn)算的部件，又稱算術(shù)和規(guī)律運(yùn)算單元。計(jì)算機(jī)所完成的全部運(yùn)算都是在運(yùn)算器中進(jìn)展的。運(yùn)算器的核心部件是:(1)運(yùn)算規(guī)律部件(2)存放器部件2.掌握器

掌握器負(fù)責(zé)從存儲(chǔ)器中取出指令，并對(duì)指令進(jìn)展譯碼，并依據(jù)指令譯碼的結(jié)果，按指令先后挨次，負(fù)責(zé)向其它各部件發(fā)出掌握信號(hào)，保證各部件協(xié)調(diào)全都地完成各種操作。

掌握器主要由以下部件組成：

①程序計(jì)數(shù)器。存放下一條將要執(zhí)行的指令在內(nèi)存中的地址；②指令存放器。保存現(xiàn)在正在執(zhí)行的指令；

③指令譯碼器。用來(lái)識(shí)別指令的功能，分析指令的操作要求；

④時(shí)序部件。產(chǎn)生計(jì)算機(jī)工作中所需的各種定時(shí)掌握信號(hào)，對(duì)各種微操作掌握信號(hào)進(jìn)展定時(shí)掌握。以協(xié)調(diào)各部件的工作挨次；

⑤微操作掌握電路。一條指令的執(zhí)行可以分解為一系列不行再分的微操作命令信號(hào)，即微命令，以指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)有條不紊地工作。3.2.2高級(jí)CPU技術(shù)1、超線程技術(shù)

2、雙核心CPU技術(shù)：由于組建雙CPU系統(tǒng)的高本錢(qián)和簡(jiǎn)單性，桌面電腦上并未得到普及。用“雙核”技術(shù)，就是在單個(gè)CPU中真正集成兩個(gè)物理運(yùn)行核心，因此在實(shí)際使用中，這種“雙核心處理器”和使用兩個(gè)獨(dú)立CPU組建的系統(tǒng)在工作原理和性能上根本沒(méi)有區(qū)分。目前，CPU已從雙核向4核、8核和多核方向進(jìn)展。

3.2.3主板

主板是電腦中各種設(shè)備的連接載體。它供應(yīng)CPU、各種接口卡、內(nèi)存條和硬盤(pán)、軟驅(qū)、光驅(qū)的插槽，其它的外部設(shè)備也會(huì)通過(guò)主板上的I/O接口連接到計(jì)算機(jī)上。早期的PC機(jī)主板是將快速的CPU、中速的內(nèi)存、慢速的外設(shè)都連接在一條總線上，使系統(tǒng)的總體性能得不到優(yōu)化。3.2.4內(nèi)存儲(chǔ)器

內(nèi)存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱內(nèi)存)，由半導(dǎo)體材料構(gòu)成。內(nèi)存分為只讀存儲(chǔ)器和隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器。

1.只讀存儲(chǔ)器ROM特點(diǎn)：存儲(chǔ)的信息只能讀出，不能隨機(jī)改寫(xiě)或存入，斷電后信息不會(huì)喪失，牢靠性高。ROM分類

(1)掩膜式ROM(MaskROM)

(2)可編程PROM(ProgrammableROM)(3)可擦除EPROM(ErasablePROM)

(4)電可擦EEPROM(ElectricallyEPROM)(5)快擦寫(xiě)ROM(FlashROM)2.隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM

特點(diǎn)：用于存放原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、最終結(jié)果。開(kāi)機(jī)前是空的，斷電后數(shù)據(jù)消逝。

RAM分類:

(1)SRAM：靜態(tài)RAM。不需要充電來(lái)保持?jǐn)?shù)據(jù)完整性，本錢(qián)高且集成低，一般做高速緩沖存儲(chǔ)器。

(2)DRAM：動(dòng)態(tài)RAM。需要定時(shí)充電來(lái)保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性，通常所說(shuō)的“內(nèi)存”主要由它構(gòu)成。一般指以下兩種類型：①SDRAM---同步動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器②DDR---雙倍速率內(nèi)存

(DDR2---四倍速率內(nèi)存\\DDR3)3.Cache(高速緩存)

Cache是一種高速緩沖存儲(chǔ)器，是為了解決CPU與主存之間速度不匹配而采納的一種重要技術(shù)。其中片內(nèi)Cache是集成在CPU芯片中，片外Cache是安插在主板上。高速緩沖存儲(chǔ)器的存取速度比主存要快一個(gè)數(shù)量級(jí)，大體與CPU的處理速度相當(dāng)。4.多級(jí)緩存

最早的CPU緩存容量很低。當(dāng)集成在CPU內(nèi)核中的緩存已不能滿意CPU的需求，而制造工藝上的限制又不能大幅度提高緩存的容量時(shí)，消失了集成在與CPU同一塊主板上的緩存，此時(shí)把CPU內(nèi)核集成的緩存稱為一級(jí)緩存，而外部的稱為二級(jí)緩存。

現(xiàn)在多數(shù)CPU內(nèi)部也有二級(jí)緩存，于是二級(jí)緩存又可分為內(nèi)部二級(jí)緩存和外部二級(jí)緩存。較高端的CPU中還會(huì)帶有三級(jí)緩存。6.存儲(chǔ)器的層次構(gòu)造

既要速度快，又要求容量大，同時(shí)價(jià)格又要求合理，在目前技術(shù)條件下這三項(xiàng)指標(biāo)很難用單一種類的存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。折衷的方法是采納層次構(gòu)造。3.2.5總線

總線：是一組連接各個(gè)部件的公共通信線路，是計(jì)算機(jī)內(nèi)部傳輸指令、數(shù)據(jù)和各種掌握信息的高速通道，是計(jì)算機(jī)硬件的一個(gè)重要組成局部。

①地址總線。傳輸?shù)氖堑刂沸盘?hào)，一般是單向傳輸。當(dāng)CPU需要訪問(wèn)某個(gè)外設(shè)時(shí)，它向地址總線發(fā)出相應(yīng)外設(shè)的地址信號(hào)，以選擇某個(gè)外設(shè)。

②數(shù)據(jù)總線。傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)，一般是雙向傳輸。CPU進(jìn)展“讀”時(shí)，數(shù)據(jù)由外設(shè)流向CPU，當(dāng)CPU進(jìn)展“寫(xiě)”時(shí)，數(shù)據(jù)由CPU流向外設(shè)。

③掌握總線。有的是CPU向內(nèi)存或外部設(shè)備發(fā)出的信號(hào)；有的是內(nèi)存或外部設(shè)備向CPU發(fā)出的信號(hào)。對(duì)每條掌握線而言信號(hào)是單向傳送，但作為整體是雙向的。

總線按處于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中的位置來(lái)分：

①片內(nèi)總線(又稱內(nèi)部總線)。是指CPU芯片內(nèi)部的總線。

②片間總線(又稱局部總線)。是主板上各外圍芯片與CPU之間的總線，用于芯片一級(jí)互連。

③系統(tǒng)總線(又稱輸入/輸出總線)。是微機(jī)中各插件板與系統(tǒng)主板之間的總線，用于插件板一級(jí)的互連。

④外部總線(又稱通信總線)。是微機(jī)和外部中低速外部設(shè)備之間或外設(shè)與主機(jī)連接的總線。系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)

系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)大致可分為ISA總線、PCI總線、PCIExpress三個(gè)階段。①I(mǎi)SA總線。是最早的8位系統(tǒng)總線。后來(lái)擴(kuò)展到16位。ISA是現(xiàn)代個(gè)人計(jì)算機(jī)的根底。

②PCI總線。主要特點(diǎn)是傳輸速度高，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代微機(jī)中。③AGP總線。專為系統(tǒng)中一塊圖形顯示卡設(shè)計(jì)的總線。④PCIExpress總線。是新一代的總線接口。外部總線標(biāo)準(zhǔn)常見(jiàn)的I/O總線：①USB總線

屬高速串行接口總線。該總線最多可連接127個(gè)設(shè)備，支持熱拔插，支持即插即用，所以USB接口已經(jīng)成為很多外設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)接口。USB有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，即USB1.1和USB2.0。②IEEE1394總線

屬高速串行接口總線，主要用于連接DV產(chǎn)品。3.2.6接口

I/O接口是連接主機(jī)和外部設(shè)備之間的規(guī)律部件，由I/O接口電路、連接器(一般為連接電纜)和接口軟件(即設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序)組成。依據(jù)I/O接口是否內(nèi)嵌在主板中，可將I/O接口分為內(nèi)置I/O接口和外置I/O接口兩類。(1)內(nèi)置I/O接口

將I/O接口電路內(nèi)嵌在主板中，由主板供應(yīng)外設(shè)接口電路插座，如鍵盤(pán)接口、鼠標(biāo)接口、USB接口、串口、并口及軟硬盤(pán)接口等。(2)外置I/O接口

將I/O接口集成到一塊獨(dú)立的電路板(接口卡)上，接口卡必需插在總線擴(kuò)展插槽上(如PCI、PCIExpress插槽等)。3.3外部存儲(chǔ)器

外部存儲(chǔ)器通常用來(lái)存放需要長(zhǎng)期保存的各種程序和數(shù)據(jù)。當(dāng)需要執(zhí)行或處理這些程序和數(shù)據(jù)時(shí)，必需將其先調(diào)入到內(nèi)存中然后再被CPU處理，所以外存實(shí)際上屬于輸入／輸出設(shè)備。

目前微機(jī)常用的外存儲(chǔ)器主要有軟盤(pán)、硬盤(pán)、光盤(pán)、U盤(pán)等。3.3.2硬盤(pán)

硬盤(pán)是微機(jī)最重要的外部存儲(chǔ)器，常用于安裝微機(jī)運(yùn)行所需的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，以及存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)。(1)硬盤(pán)存儲(chǔ)格式

硬盤(pán)是由多個(gè)涂有磁性物質(zhì)的金屬圓盤(pán)盤(pán)片組成，盤(pán)片的每一面都有一個(gè)讀寫(xiě)磁頭，在對(duì)硬盤(pán)進(jìn)展格式化時(shí)，將對(duì)盤(pán)片進(jìn)展劃分磁道和扇區(qū)，對(duì)于大容量的硬盤(pán)還將多個(gè)扇區(qū)組織起來(lái)成為一個(gè)塊“簇”，簇成為磁盤(pán)讀寫(xiě)的根本單位。有的簇是一個(gè)扇區(qū)，有的有好幾個(gè)扇區(qū)，可以在格式化的參數(shù)中給定。(2)硬盤(pán)性能指標(biāo)

①硬盤(pán)的容量?，F(xiàn)在微機(jī)上所配置的硬盤(pán)一般在200GB以上。②硬盤(pán)的轉(zhuǎn)速。硬盤(pán)的轉(zhuǎn)速越快，硬盤(pán)查找文件的速度也就越快。現(xiàn)在的主流硬盤(pán)轉(zhuǎn)速一般為7200rpm以上。

③緩存。硬盤(pán)自帶的緩存，緩存越多，越能提高硬盤(pán)的訪問(wèn)速度。(3)硬盤(pán)接口

硬盤(pán)接口分為IDE、SATA、SCSI和光纖通道四種，IDE接口硬盤(pán)多用于家用產(chǎn)品中，SATA是種新生的硬盤(pán)接口類型。(4)硬盤(pán)格式化

①硬盤(pán)低級(jí)格式化。主要是對(duì)一個(gè)新硬盤(pán)劃分磁道和扇區(qū)。②硬盤(pán)分區(qū)。把硬盤(pán)劃分為成若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的規(guī)律分區(qū)。③硬盤(pán)高級(jí)格式化。高級(jí)格式化主要是對(duì)指定的硬盤(pán)分區(qū)進(jìn)展初始化，建立文件安排表以便系統(tǒng)按指定格式存儲(chǔ)文件。。3.3.3光盤(pán)存儲(chǔ)器

光盤(pán)簡(jiǎn)稱CD(CompactDisc)是利用塑料盤(pán)片外表凹凸不平的特征，通過(guò)光的反射來(lái)記錄和識(shí)別二進(jìn)制的0、1信息。光盤(pán)的分類:

1．只讀型光盤(pán)

只讀光盤(pán)中的數(shù)據(jù)是在制作時(shí)寫(xiě)入的，用戶只能讀數(shù)據(jù)，而不能寫(xiě)入或修改光盤(pán)中的數(shù)據(jù)。音頻光盤(pán)CD-DA、數(shù)據(jù)光盤(pán)CD-ROM、VCD、DVD等都屬于只讀光盤(pán)。2．一次寫(xiě)入光盤(pán)

這種光盤(pán)允許一次寫(xiě)入數(shù)據(jù)，但不能修改和擦除數(shù)據(jù)，如CD-R。3．可擦寫(xiě)光盤(pán)

這種光盤(pán)可屢次寫(xiě)入或修改數(shù)據(jù)，如CD-RW。

從光盤(pán)中讀取數(shù)據(jù)的設(shè)備我們稱之為光驅(qū)。光驅(qū)把經(jīng)過(guò)聚焦后的激光投射到光盤(pán)上，利用光盤(pán)的凹坑或非凹坑邊緣反射的激光強(qiáng)度不同而將其表示為不同的電信號(hào)。

光驅(qū)倍數(shù)是指光盤(pán)的數(shù)據(jù)傳輸率（150KB/s為單倍，以此類推）。CD-ROM光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器能讀除DVD以外的全部光盤(pán)。而DVD光盤(pán)要用DVD驅(qū)動(dòng)器才能讀，DVD驅(qū)動(dòng)器兼容CD-ROM所能讀的光盤(pán)。DVD光盤(pán)

DVD盤(pán)片的物理規(guī)格與CD盤(pán)片是一樣的，CD盤(pán)只使用一個(gè)面記錄一層的信息，而DVD盤(pán)可分為單面單層、單面雙層、雙面單層以及雙面雙層4種構(gòu)造。

DVD按用途可分為以下幾類：

應(yīng)用最廣的是DVD-Video格式，用于存儲(chǔ)影音信息。此外還有DVD-ROM(只讀DVD)、DVD-Audio(音頻DVD)、DVD±R(可寫(xiě)DVD)、DVD-RAM或DVD±RW(可擦寫(xiě)DVD)。

另外，還有藍(lán)光高清DVD光盤(pán)。光盤(pán)刻錄機(jī)

是指可讀寫(xiě)的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。包括CD和DVD兩種刻錄機(jī)。

①CD刻錄機(jī)既有CD-ROM光驅(qū)的功能，也能夠向刻錄CD光盤(pán)。其傳輸速率一般標(biāo)注為A/B/C的形式（如20/10/40），其中A表示寫(xiě)CD-R盤(pán)的倍速，B表示寫(xiě)CD-RW盤(pán)的倍速，C表示讀盤(pán)的倍速。

②DVD刻錄機(jī)既具有DVD-ROM光驅(qū)的功能，也能夠刻錄DVD光盤(pán)和CD光盤(pán)。3.3.4USB盤(pán)

通過(guò)USB接口與電腦連接，實(shí)現(xiàn)即插即用，具有小巧、牢靠、易于操作等特點(diǎn)。閃存盤(pán)中無(wú)任何機(jī)械式裝置，抗震性能強(qiáng)。U盤(pán)中的存儲(chǔ)模塊其實(shí)就是Flash-ROM。

移動(dòng)硬盤(pán)一般由筆記本硬盤(pán)和硬盤(pán)盒組成。3.4.1輸入設(shè)備(1)鍵盤(pán)(2)鼠標(biāo)(3)掃描儀

3.4.2輸出設(shè)備(1)顯示器(2)打印機(jī)(1)顯示器

CRT顯示器在工作時(shí)，電子槍發(fā)出電子束轟擊熒光粉層上的某一點(diǎn)，使該點(diǎn)發(fā)光，每個(gè)像素有紅、綠、藍(lán)三基色組成，通過(guò)對(duì)三基色的強(qiáng)度的掌握就能合成各種不同顏色。

液晶顯示器LCD的優(yōu)點(diǎn)在于：①圖像穩(wěn)定。由于只有在畫(huà)面內(nèi)容發(fā)生變化時(shí)才需要刷新，因此沒(méi)有閃耀感；

②液晶底板整體發(fā)光，真正的完全平面；③LCD顯示器根本上沒(méi)有輻射；

④能耗低。約為CRT顯示器的三分之一。(2)打印機(jī)

常用的有針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī)等。

①針式打印機(jī)特點(diǎn)。利用鋼針擊打色帶把色帶上的墨打印在紙上形成文本或圖形。缺點(diǎn)是打印質(zhì)量差、速度慢、噪聲大；優(yōu)點(diǎn)是可以打多聯(lián)紙，耗材相對(duì)較廉價(jià)。

②噴墨打印機(jī)特點(diǎn)。打印頭上有若干個(gè)噴頭，打印時(shí)，墨水以每秒近萬(wàn)次的頻率噴射到紙上。與其它兩類打印機(jī)相比，在打印質(zhì)量、速度、噪聲及本錢(qián)方面處于中等層次。

③激光打印機(jī)特點(diǎn)。利用激光可以形成很細(xì)的光點(diǎn)，將碳粉固著在紙上，加熱后碳粉固定在紙上，最終印出文字和圖片。優(yōu)點(diǎn)是打印速度快、噪音低、質(zhì)量好，缺點(diǎn)是價(jià)格及打印本錢(qián)較高。

對(duì)三種打印機(jī)的打印效果比照來(lái)說(shuō)，激光最好，噴墨其次，而針式相對(duì)較差。

3.4.3其他外部設(shè)備

(1)多媒體設(shè)備（第七章）(2)調(diào)制解調(diào)器3.5.1計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)

指令：是指計(jì)算機(jī)執(zhí)行特定操作的命令。是程序設(shè)計(jì)的最小語(yǔ)言單位。指令構(gòu)成：操作碼+地址碼

指令系統(tǒng)：是指一臺(tái)計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的全部指令的集合。不同型號(hào)的計(jì)算機(jī)有不同的指令系統(tǒng)。它反映了計(jì)算機(jī)的處理力量?？煞譃橐韵滤膫€(gè)步驟：開(kāi)頭執(zhí)行程序時(shí)，先給程序計(jì)數(shù)器PC賦以第一條指令的首地址0100H。①取指令根據(jù)計(jì)數(shù)器中的地址從內(nèi)存中取出指令(070270H)，并送往指令存放器。然后計(jì)數(shù)器PC自動(dòng)加1指向下一指令地址。

②分析指令對(duì)指令存放器中存放的指令(070270H)進(jìn)展分析，由譯碼器對(duì)操作碼(07H)進(jìn)展譯碼，由地址碼(0270H)確定操作數(shù)地址。

③執(zhí)行指令取出操作數(shù)，去完成該指令所要求的操作。例如做加法指令，取內(nèi)存單元(0270H)的值和累加器的值相加，結(jié)果還是放在累加器。④一條指令執(zhí)行完成，再回到①取指令階段開(kāi)頭下一指令的執(zhí)行。3.5.3計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的性能指標(biāo)

(1)CPU的主頻。主頻越高，單位時(shí)間內(nèi)完成的指令數(shù)也越多，CPU工作的速度也就越快。

(2)字長(zhǎng)。字長(zhǎng)越長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)一次所能處理信息的位數(shù)就越多，表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度越快。

(3)運(yùn)算速度。它是一項(xiàng)綜合性的性能指標(biāo)。是指計(jì)算機(jī)每秒鐘執(zhí)行的指令數(shù)，單位是MIPS，即每秒百萬(wàn)條指令。

(4)內(nèi)存容量。內(nèi)存容量越大，一次讀入的程序、數(shù)據(jù)就越多，計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。(5)內(nèi)存存取速度。內(nèi)存連續(xù)啟動(dòng)兩次獨(dú)立的“讀”或“寫(xiě)”操作所需的最短時(shí)間，稱為存取周期。

(6)I/O速度。I/O的速度是指CPU與外部設(shè)備進(jìn)展數(shù)據(jù)交換的速度。目前系統(tǒng)性能的瓶頸越來(lái)越多地表達(dá)在I/O速度上。

第四章計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)是配置在計(jì)算機(jī)硬件上的第一層軟件，是掌握計(jì)算機(jī)全部操作的軟件。4.1.1操作系統(tǒng)的概念操作系統(tǒng)：是治理計(jì)算機(jī)軟硬件資源的程序，同時(shí)它又是用戶與計(jì)算機(jī)硬件的接口。

4.1.2操作系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)程治理、內(nèi)存治理、文件治理、輸入/輸出系統(tǒng)治理、二級(jí)存儲(chǔ)治理、聯(lián)網(wǎng)、愛(ài)護(hù)系統(tǒng)、命令解釋程序4.2.1操作系統(tǒng)的類別經(jīng)過(guò)多年的進(jìn)展，操作系統(tǒng)多種多樣。為提高大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源利用率，操作系統(tǒng)從批處理，多道程序進(jìn)展為分時(shí)操作系統(tǒng)。為了滿意計(jì)算機(jī)處理實(shí)時(shí)大事的需要，就有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。為適應(yīng)個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的需要又消失了桌面操作系統(tǒng)。為適應(yīng)并行系統(tǒng)的需要，就有了多處理器操作系統(tǒng)。為滿意網(wǎng)絡(luò)和分布計(jì)算的需要，就有了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)。此外，還有為支持嵌入式計(jì)算機(jī)的嵌入式操作系統(tǒng)。4.2.2計(jì)算環(huán)境

從計(jì)算機(jī)誕生至今，操作系統(tǒng)總是與詳細(xì)的計(jì)算環(huán)境相聯(lián)系，它總是在某種計(jì)算環(huán)境中設(shè)置和使用，就目前來(lái)看計(jì)算環(huán)境可分為以下幾類：1.傳統(tǒng)計(jì)算環(huán)境

指一般意義下的獨(dú)立或聯(lián)網(wǎng)工作的通用計(jì)算機(jī)所形成的計(jì)算環(huán)境。2.基于Web的計(jì)算環(huán)境

互聯(lián)網(wǎng)的普及使得計(jì)算被延長(zhǎng)到Web環(huán)境。3.嵌入式計(jì)算環(huán)境

嵌入式計(jì)算機(jī)就是安裝在某些設(shè)備上的計(jì)算部件，其計(jì)算相比照較簡(jiǎn)潔。4.3.1進(jìn)程的概念

什么是進(jìn)程？它與程序有什么區(qū)分？

程序：用戶為完成某一個(gè)特定問(wèn)題而編寫(xiě)的操作步驟。進(jìn)程：可以簡(jiǎn)潔地被看作是正在執(zhí)行的程序。但是進(jìn)程需要肯定的資源來(lái)完成它的任務(wù)(例如CPU時(shí)間、內(nèi)存、文件和I/O設(shè)備)。

進(jìn)程與程序的區(qū)分在于進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的、有生命力的，而程序是靜態(tài)的。一個(gè)程序加載到內(nèi)存，系統(tǒng)就創(chuàng)立一個(gè)進(jìn)程，程序執(zhí)行完畢后，該進(jìn)程也就消亡了。在計(jì)算機(jī)中，由于多個(gè)程序共享系統(tǒng)資源，就必定引發(fā)對(duì)CPU的爭(zhēng)奪。如何有效地利用CPU資源，如何在多個(gè)懇求CPU的進(jìn)程中選擇取舍，這就是進(jìn)程治理要解決的問(wèn)題。4.3.3進(jìn)程掌握塊PCB(略)

為了掌握進(jìn)程，操作系統(tǒng)就必需知道進(jìn)程存儲(chǔ)在哪里，以及進(jìn)程的一些屬性。進(jìn)程掌握塊是進(jìn)程實(shí)體的一局部，是操作系統(tǒng)中記錄進(jìn)程的專用數(shù)據(jù)構(gòu)造。一個(gè)新的進(jìn)程創(chuàng)立時(shí)，操作系統(tǒng)就會(huì)為該進(jìn)程建立一個(gè)進(jìn)程掌握塊。操作系統(tǒng)依據(jù)進(jìn)程掌握塊對(duì)并發(fā)進(jìn)程進(jìn)展掌握。4.3.4進(jìn)程調(diào)度及隊(duì)列圖

計(jì)算機(jī)采納多道程序的目的是使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無(wú)論何時(shí)都有進(jìn)程運(yùn)行，單處理器的計(jì)算機(jī)在某一時(shí)刻CPU只能運(yùn)行一個(gè)進(jìn)程，假如存在多個(gè)進(jìn)程，其它進(jìn)程就需要等待CPU空閑時(shí)才能被調(diào)度執(zhí)行。

當(dāng)一個(gè)進(jìn)程處于等待或CPU時(shí)間片用完時(shí)，操作系統(tǒng)就會(huì)從該進(jìn)程中拿走CPU掌握權(quán)，然后再交給其它進(jìn)程使用，這就是進(jìn)程的調(diào)度。4.3.5CPU調(diào)度及其準(zhǔn)則

在設(shè)計(jì)CPU調(diào)度程序時(shí)主要應(yīng)當(dāng)考慮的準(zhǔn)則包括：(1)CPU使用率。讓CPU盡可能地忙。

(2)吞吐量。讓CPU在肯定時(shí)間內(nèi)完成的進(jìn)程數(shù)盡可能多。(3)周轉(zhuǎn)時(shí)間。讓進(jìn)程從提交到運(yùn)行完成的時(shí)間盡可能短。(4)等待時(shí)間。讓進(jìn)程在就緒隊(duì)列中等待所花時(shí)間之和盡可能短。

(5)響應(yīng)時(shí)間。讓進(jìn)程從提交懇求到產(chǎn)生第一響應(yīng)之間的時(shí)間盡可能短。主要的CPU調(diào)度算法1、先到先效勞2、最短作業(yè)優(yōu)先3、優(yōu)先權(quán)4、輪轉(zhuǎn)5、多級(jí)隊(duì)列

6、多級(jí)反應(yīng)隊(duì)列

4.3.7進(jìn)程的同步與互斥

進(jìn)程的同步就是指相互協(xié)作的進(jìn)程不斷調(diào)整它們之間的相對(duì)速度，以實(shí)現(xiàn)共同有序地推動(dòng)。

換句話說(shuō),在操作系統(tǒng)中，允很多個(gè)進(jìn)程并發(fā)運(yùn)行。然而，有些進(jìn)程之間本身存在某種聯(lián)系，它們?cè)谙到y(tǒng)中需要一種協(xié)作，以保證進(jìn)程能正確有序地執(zhí)行并維護(hù)數(shù)據(jù)的全都性。在操作系統(tǒng)中，可能存在著多個(gè)進(jìn)程。而系統(tǒng)中一些資源一次只允許一個(gè)進(jìn)程使用，這類資源被稱為臨界資源。在進(jìn)程中訪問(wèn)臨界資源的那段程序稱為臨界區(qū)。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)執(zhí)行時(shí)，其它進(jìn)程就不允許進(jìn)入臨界區(qū)執(zhí)行，否則就會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)果。由此得出:

多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行時(shí)，只允許一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)運(yùn)行，這就是進(jìn)程的互斥。例如：多個(gè)進(jìn)程在競(jìng)爭(zhēng)使用打印機(jī)時(shí)表現(xiàn)為互斥。

一個(gè)文件可供多個(gè)進(jìn)程共享，其中有一個(gè)進(jìn)程在寫(xiě)操作時(shí)，其它進(jìn)程則不允許同時(shí)寫(xiě)或讀，表現(xiàn)為互斥。4.3.8進(jìn)程的死鎖及處理方法

在多道程序設(shè)計(jì)中，多個(gè)進(jìn)程可能競(jìng)爭(zhēng)肯定數(shù)量的資源。一個(gè)進(jìn)程在申請(qǐng)資源時(shí)，假如所申請(qǐng)資源缺乏，該進(jìn)程就必需處于等待狀態(tài)。假如所申請(qǐng)的資源被其它進(jìn)程占有，那么進(jìn)程的等待狀態(tài)就可能無(wú)法轉(zhuǎn)變，從而形成進(jìn)程之間相互始終等待的局面，這就是死鎖。競(jìng)爭(zhēng)資源引起死鎖

引起死鎖的四個(gè)必要條件：

互斥：任一時(shí)刻只能有一個(gè)進(jìn)程獨(dú)占某一資源，若另一進(jìn)程申請(qǐng)?jiān)撡Y源則需延遲到該資源釋放為止。

占有并等待：即該進(jìn)程占有局部資源后還在等待其它資源，而該資源被其它進(jìn)程占有。

非搶占：某進(jìn)程已占用資源且不主動(dòng)放棄它所占有的資源時(shí)，其它進(jìn)程不能強(qiáng)占該資源，只有等其完成任務(wù)并釋放資源。

循環(huán)等待：在消失死鎖的系統(tǒng)中，肯定存在這樣一個(gè)進(jìn)程鏈，其中每個(gè)進(jìn)程至少占有其它進(jìn)程所必需的資源，從而形成一個(gè)等待鏈。處理死鎖問(wèn)題的三種方式：

可使用協(xié)議預(yù)防和避開(kāi)死鎖，確保系統(tǒng)從不會(huì)進(jìn)入死鎖狀態(tài)。可允許系統(tǒng)進(jìn)入死鎖狀態(tài)，然后檢測(cè)出死鎖狀態(tài)，并加以恢復(fù)。

可忽視進(jìn)程死鎖問(wèn)題，并假裝系統(tǒng)中死鎖從來(lái)不會(huì)發(fā)生。即沒(méi)有必要把精力花在小概率大事上。

處理死鎖優(yōu)先考慮的挨次：先預(yù)防和避開(kāi)再檢測(cè)和恢復(fù)4.4內(nèi)存治理

內(nèi)存是現(xiàn)代操作系統(tǒng)的核心。內(nèi)存用于容納操作系統(tǒng)和各種用戶進(jìn)程，是可以被CPU和I/O設(shè)備所共同訪問(wèn)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。計(jì)算機(jī)的全部程序運(yùn)行時(shí)都要調(diào)入內(nèi)存。

內(nèi)存治理的主要工作是：為每個(gè)用戶進(jìn)程合理地安排內(nèi)存，以保證各個(gè)進(jìn)程之間在存儲(chǔ)區(qū)不發(fā)生沖突；當(dāng)內(nèi)存缺乏時(shí)，如何把內(nèi)存和外存結(jié)合起來(lái)，給用戶供應(yīng)一個(gè)比實(shí)際內(nèi)存大得多的虛擬內(nèi)存，使得程序能順當(dāng)執(zhí)行。內(nèi)存治理包括內(nèi)存安排、地址映射、內(nèi)存愛(ài)護(hù)和擴(kuò)大。4.4.1用戶程序執(zhí)行與地址映射用戶編寫(xiě)程序在執(zhí)行前，需要多個(gè)處理步驟，這些步驟可將源程序轉(zhuǎn)變?yōu)槎M(jìn)制機(jī)器代碼，然后在內(nèi)存中等待執(zhí)行。固然有時(shí)并非每個(gè)步驟都是必需的。

通常，將指令和數(shù)據(jù)的地址映射成內(nèi)存地址可以發(fā)生在以下三個(gè)執(zhí)行階段。(了解)

1.編譯階段:假如在編譯時(shí)就知道進(jìn)程將在內(nèi)存中的什么位置駐留，那么編譯器就可以直接以生成肯定地址代碼。

2.加載階段:不知道進(jìn)程將駐留在什么位置，那么編譯器就必需生成程序的規(guī)律地址，在加載階段再轉(zhuǎn)變成內(nèi)存的肯定地址。

3.執(zhí)行階段:假如進(jìn)程在執(zhí)行時(shí)可以從一個(gè)內(nèi)存段移動(dòng)到另一個(gè)內(nèi)存段，那么進(jìn)程的肯定地址映射工作只能延遲到執(zhí)行時(shí)進(jìn)展。4.4.2物理地址空間與規(guī)律地址空間

物理地址:是計(jì)算機(jī)內(nèi)存單元的真實(shí)地址。

物理地址空間:由物理地址所構(gòu)成的地址范圍。規(guī)律地址:用戶程序地址，從0開(kāi)頭編址。

規(guī)律地址空間:由規(guī)律地址所構(gòu)成的地址范圍。

地址映射:用戶程序在運(yùn)行時(shí)要裝入內(nèi)存，這就需要將規(guī)律地址變換成物理地址，這個(gè)過(guò)程稱為地址映射，也稱重定位。

用戶編寫(xiě)的源程序是不考慮地址的，源程序經(jīng)CPU編譯后產(chǎn)生規(guī)律地址。從CPU產(chǎn)生的規(guī)律地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存中的物理地址的映射是由計(jì)算機(jī)中被稱為內(nèi)存治理單元的硬件設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的，將規(guī)律地址與內(nèi)存治理單元中存放的內(nèi)存基址相加就得到了物理地址。4.4.3進(jìn)程使用內(nèi)存的交換技術(shù)為了更加有效地使用內(nèi)存，進(jìn)程在不運(yùn)行時(shí)，可以臨時(shí)從內(nèi)存移至外存上，直到需要再運(yùn)行時(shí)再重新調(diào)回到內(nèi)存中。也就是說(shuō)內(nèi)存治理程序可將剛剛運(yùn)行過(guò)的進(jìn)程從內(nèi)存中換出以釋放出占用的內(nèi)存空間，然后將另一個(gè)要運(yùn)行的進(jìn)程占據(jù)前者釋放的內(nèi)存空間。計(jì)算機(jī)工作時(shí)，為了將多個(gè)進(jìn)程放入到內(nèi)存就必需考慮在內(nèi)存中如何放置這些進(jìn)程。

4.4.4內(nèi)存安排方案-連續(xù)

對(duì)于連續(xù)內(nèi)存安排方案，開(kāi)頭時(shí)全部?jī)?nèi)存是一個(gè)大的孔，隨著內(nèi)存安排的進(jìn)展就會(huì)形成位置上不連續(xù)的大小不一的孔。在連續(xù)內(nèi)存安排方案中，當(dāng)新進(jìn)程需要內(nèi)存時(shí)，為其查找適宜的孔，實(shí)現(xiàn)內(nèi)存安排。該方案為每個(gè)進(jìn)程所安排的內(nèi)存物理地址空間在位置上是連續(xù)的。4.4.5內(nèi)存安排方案-分頁(yè)式分頁(yè)治理根本思想：o內(nèi)存物理地址空間劃分為若干個(gè)大小相等的塊(頁(yè)框)o進(jìn)程的規(guī)律地址空間也劃分為同樣大小的塊(頁(yè)面)o內(nèi)存安排時(shí)每個(gè)頁(yè)面對(duì)應(yīng)地安排一個(gè)頁(yè)框，而一個(gè)進(jìn)程所分得頁(yè)框在位置上不必是連續(xù)的。頁(yè)表：操作系統(tǒng)為每個(gè)用戶程序建立一張頁(yè)表，該表記錄用戶程序的每個(gè)規(guī)律頁(yè)面存放在哪一個(gè)內(nèi)存物理頁(yè)框。4.5虛擬內(nèi)存方案

虛擬內(nèi)存是一個(gè)容量很大的存儲(chǔ)器的規(guī)律模型，它不是任何實(shí)際的物理存儲(chǔ)器，它一般是借助硬盤(pán)來(lái)擴(kuò)大主存的容量。虛擬內(nèi)存：對(duì)于一個(gè)進(jìn)程來(lái)講，假如僅將當(dāng)前要運(yùn)行的幾個(gè)頁(yè)面裝入內(nèi)存便可以開(kāi)頭運(yùn)行，而其余頁(yè)面可臨時(shí)留在磁盤(pán)上，待需要時(shí)再調(diào)入內(nèi)存，并且調(diào)入時(shí)也不占用新的內(nèi)存空間，而是對(duì)原來(lái)運(yùn)行過(guò)的頁(yè)面進(jìn)展置換。這樣，就可以在計(jì)算機(jī)有限的內(nèi)存中同時(shí)駐留多個(gè)進(jìn)程并運(yùn)行。而對(duì)用戶來(lái)講感覺(jué)到系統(tǒng)供應(yīng)了足夠大的物理內(nèi)存，而實(shí)際上并非真實(shí)的，這就是虛擬內(nèi)存。4.5.2頁(yè)面懇求與頁(yè)面置換算法

頁(yè)面懇求:在虛擬內(nèi)存技術(shù)中，進(jìn)程運(yùn)行時(shí)并沒(méi)有將全部頁(yè)面裝入到內(nèi)存，在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)程會(huì)不斷地懇求頁(yè)面，假如訪問(wèn)的頁(yè)面已在內(nèi)存，就連續(xù)執(zhí)行下去；但假如要訪問(wèn)的頁(yè)面尚未調(diào)入到內(nèi)存，便懇求操作系統(tǒng)將所缺頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存，以便進(jìn)程能連續(xù)運(yùn)行下去。

頁(yè)面置換:假如懇求頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存時(shí)，安排給該進(jìn)程的頁(yè)框已用完，就無(wú)法馬上裝入所懇求頁(yè)面。此時(shí)，必需將進(jìn)程中的某個(gè)頁(yè)面從內(nèi)存的頁(yè)框調(diào)出到磁盤(pán)上，再?gòu)拇疟P(pán)上將所懇求的頁(yè)面調(diào)入到內(nèi)存的該頁(yè)框中。這個(gè)過(guò)程叫做頁(yè)面置換。4.6文件治理

文件治理是操作系統(tǒng)最常見(jiàn)的組成局部。文件治理主要供應(yīng)名目及其文件的治理。

4.6.1文件的概念

文件：保存在外部存儲(chǔ)設(shè)備上的相關(guān)信息的集合。文件命名：文件主名+擴(kuò)展名文件存取屬性：

只讀：只允許授權(quán)用戶進(jìn)展讀操作。

讀寫(xiě)：只允許授權(quán)用戶進(jìn)展讀和寫(xiě)的操作。文檔：允許任何用戶進(jìn)展讀寫(xiě)操作。隱蔽：不允許用戶直接看到文件名。

文件系統(tǒng)：是對(duì)文件進(jìn)展操作和治理的軟件，是用戶與外存之間的接口。這個(gè)系統(tǒng)將全部文件組織成名目構(gòu)造保存在外存，一個(gè)文件對(duì)應(yīng)其中的一個(gè)名目條。名目條記錄有文件名、文件位置等信息。操作系統(tǒng)對(duì)文件的根本操作包括：

創(chuàng)立文件、文件寫(xiě)、文件讀、文件重定位、文件刪除、文件截短。對(duì)文件的其它操作包括：文件復(fù)制、重命名、更改屬性等。4.6.2文件的物理構(gòu)造和規(guī)律構(gòu)造

文件構(gòu)造分物理和規(guī)律構(gòu)造。其中物理構(gòu)造是文件在外存上的存儲(chǔ)組織形式，它與詳細(xì)的存儲(chǔ)設(shè)備有關(guān)。文件規(guī)律構(gòu)造是指用戶能直接感受到的文件組織構(gòu)造，它與詳細(xì)的存儲(chǔ)設(shè)備無(wú)關(guān)。無(wú)構(gòu)造文件

文件的規(guī)律構(gòu)造有構(gòu)造文件

流式文件挨次文件索引文件索引挨次文件

無(wú)構(gòu)造的流式文件：是一維的、連續(xù)的、無(wú)構(gòu)造的字符序列，可以看成是由一條無(wú)構(gòu)造的記錄組成的文件。

有構(gòu)造的記錄式文件：是帶有構(gòu)造的、性質(zhì)一樣的記錄的集合。挨次文件：文件所包含的一系列記錄根據(jù)某種挨次依次連續(xù)存儲(chǔ)。索引文件：由主文件和索引表構(gòu)成。可以實(shí)現(xiàn)快速訪問(wèn)。(1)按輸入記錄的先后次序建立數(shù)據(jù)區(qū)和索引表。

(2)待全部記錄輸入完畢后對(duì)索引表進(jìn)展排序，排序后的索引表和主文件一起就形成了索引文件。

索引挨次文件：挨次文件和索引文件特點(diǎn)的結(jié)合。挨次文件是按主關(guān)鍵字有序排列的，將挨次文件的全部記錄分組，索引表中為每組的首記錄建立一索引項(xiàng)，組與組之間按關(guān)鍵字大小有序排列，組內(nèi)記錄挨次查找。4.6.3文件的訪問(wèn)方式1.挨次訪問(wèn)方式

挨次訪問(wèn)方式主要適合于對(duì)挨次文件的訪問(wèn)。其訪問(wèn)的位置是由指針定位的。讀操作是讀取指針?biāo)甘疚恢玫膬?nèi)容，并自動(dòng)將指針向后移動(dòng)，以指示下一次讀的位置。而對(duì)寫(xiě)操作，所寫(xiě)的內(nèi)容總是添加到文件的尾部。

挨次訪問(wèn)方式是基于磁帶的模型，不僅適合挨次存儲(chǔ)設(shè)備(如磁盤(pán))，對(duì)直接存儲(chǔ)設(shè)備(如磁盤(pán))也適合。2.直接訪問(wèn)方式

直接訪問(wèn)也稱隨機(jī)訪問(wèn)，它指的是允許跳動(dòng)式地隨便存取文件中的任何記錄，而不需要任何挨次限制。直接訪問(wèn)是最為常見(jiàn)和高效的文件訪問(wèn)方式。直接訪問(wèn)方式是基于磁盤(pán)的模型。3.索引訪問(wèn)方式

在進(jìn)展文件訪問(wèn)時(shí)，首先對(duì)索引文件按關(guān)鍵字進(jìn)展檢索，查找到指向數(shù)據(jù)記錄的指針，依據(jù)該指針實(shí)現(xiàn)對(duì)詳細(xì)數(shù)據(jù)記錄的訪問(wèn)。4.6.4文件的名目構(gòu)造

通常，一個(gè)磁盤(pán)至少應(yīng)包含一個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)用來(lái)保存文件和名目構(gòu)造。文件名目的組成：每個(gè)文件有一個(gè)文件掌握塊FCB，它是文件存在的標(biāo)志，存放了為治理文件所需的全部有關(guān)信息。把全部的文件掌握塊組織在一起，就構(gòu)成了文件名目，每個(gè)文件掌握塊就是其中的一個(gè)名目項(xiàng)。

文件的名目系統(tǒng)可以組織成單層名目構(gòu)造、雙層名目構(gòu)造、樹(shù)型名目構(gòu)造、無(wú)環(huán)路名目構(gòu)造和通用圖名目構(gòu)造。

樹(shù)型名目構(gòu)造是目前使用最為廣泛的一種名目構(gòu)造。這種名目構(gòu)造在規(guī)律上的構(gòu)成是一棵樹(shù)，子名目是樹(shù)枝，而文件是樹(shù)葉。一個(gè)用戶所擁有的子名目位置不需要統(tǒng)一，在一個(gè)子名目下可以再創(chuàng)立子名目。4.7輸入／輸出系統(tǒng)治理

每臺(tái)計(jì)算機(jī)都配備了很多外部設(shè)備，它們的性能和操作方式都不一樣。操作系統(tǒng)對(duì)設(shè)備(即輸入/輸出系統(tǒng))治理的主要目標(biāo)是：便利用戶使用外部設(shè)備，提高CPU和設(shè)備的利用率。4.7.1根本概念1.端口（port）：I/O設(shè)備與計(jì)算機(jī)通信的連接點(diǎn)被稱為端口。

2.掌握器(controller)：用于操作端口、總線和設(shè)備的一組電子器件，是設(shè)備與總線的連接裝置。

4.7.2輸入/輸出掌握方式

CPU通過(guò)端口對(duì)外設(shè)進(jìn)展掌握的方式有以下幾種：(1)程序掌握方式

早期計(jì)算機(jī)采納的方式。CPU向設(shè)備掌握器發(fā)出一條I/O指令啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)展一個(gè)字節(jié)的輸入或輸出，然后CPU就等待I/O設(shè)備進(jìn)展數(shù)據(jù)傳送，直到一個(gè)字節(jié)傳送完畢。接下來(lái)，CPU按以上方式處理下一個(gè)字節(jié)的輸入或輸出。CPU絕大局部時(shí)間都用于循環(huán)等待及測(cè)試I/O是否完成，造成CPU資源的極大鋪張。CPU和外圍設(shè)備只能串行工作。(2)中斷驅(qū)動(dòng)方式

當(dāng)某進(jìn)程要啟動(dòng)某個(gè)I/O設(shè)備工作時(shí)，首先由CPU向相應(yīng)設(shè)備的掌握器發(fā)出一條I/O命令，然后CPU馬上返回連續(xù)執(zhí)行原來(lái)的任務(wù)，設(shè)備掌握器則根據(jù)命令的要求去掌握I/O設(shè)備工作。這時(shí)，CPU與I/O設(shè)備并行工作。這種方式CPU的利用率較高。但這種方式的缺點(diǎn)是在一次數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，發(fā)生中斷次數(shù)較多(每次只傳送一個(gè)字節(jié))，這將耗去大量CPU處理時(shí)間。(3)直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)方式

引入設(shè)備DMA掌握器，在其掌握下，以數(shù)據(jù)塊為單位，將數(shù)據(jù)從設(shè)備直接送入內(nèi)存或相反，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊傳送完畢時(shí)才需要CPU干預(yù)。該方式CPU的利用率高。(4)通道掌握方式

通道掌握方式是DMA的進(jìn)展，它把對(duì)每一塊數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)變成對(duì)一組數(shù)據(jù)塊的讀寫(xiě)，可以進(jìn)一步削減CPU的干預(yù)。更大程度地提高了系統(tǒng)資源的利用率。4.7.3I/O緩沖治理

現(xiàn)代操作系統(tǒng)中，I/O設(shè)備與CPU(實(shí)際指內(nèi)存)交換數(shù)據(jù)時(shí)，需要使用緩沖技術(shù)。也就是為I/O設(shè)備設(shè)置緩沖區(qū)暫存數(shù)據(jù)，等到數(shù)據(jù)積存到肯定程度時(shí)，再做批量處理。

引入緩沖：

(1)緩和CPU與I/O設(shè)備間速度不匹配的沖突；(2)削減對(duì)CPU中斷頻率；

(3)提高CPU與I/O設(shè)備間的并行性。4.7.4設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與詳細(xì)設(shè)備有關(guān)，用戶安裝好硬件后還要再安裝驅(qū)動(dòng)程序，計(jì)算機(jī)才能識(shí)別和使用該設(shè)備。每個(gè)外部設(shè)備都有相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，它也是硬件的身份識(shí)別標(biāo)志，負(fù)責(zé)完成設(shè)備詳細(xì)的各種動(dòng)作(輸入/輸出操作)。

一旦為I/O設(shè)備安裝了驅(qū)動(dòng)程序，那么應(yīng)用程序在使用I/O設(shè)備時(shí)，就

不必關(guān)懷設(shè)備的特性、I/O掌握方式，這樣就實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序與設(shè)備的無(wú)關(guān)性。4.8典型操作系統(tǒng)4.8.1Unix

Unix是一個(gè)通用、交互式、分時(shí)多用戶并支持網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)，是可以運(yùn)行在各種機(jī)型(從微機(jī)到巨型機(jī)在內(nèi))上的通用操作系統(tǒng)。主要適用于網(wǎng)絡(luò)、大中小型機(jī)。

缺點(diǎn)：軟件少，價(jià)格貴，難把握。4.8.2DOS

DOS是單用戶、單任務(wù)和字符界面的操作系統(tǒng)，主要為16位微型計(jì)算機(jī)而設(shè)計(jì)，DOS目前仍在一些微型計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，但屬于淘汰產(chǎn)品。4.8.3Windows

界面圖形化，操作便捷采納多任務(wù)機(jī)制支持網(wǎng)絡(luò)功能精彩的多媒體功能硬件更簡(jiǎn)單使用

具有眾多應(yīng)用程序的支持4.8.4Linux

Linux是一個(gè)免費(fèi)、源代碼開(kāi)放、自由傳播、類似于Unix的操作系統(tǒng)。它既可以做各種效勞器操作系統(tǒng)，也可以安裝在微機(jī)上，并供應(yīng)上網(wǎng)軟件、文字處理軟件、繪圖軟件、動(dòng)畫(huà)軟件等，它除了命令操作外還供應(yīng)了類似Windows風(fēng)格的圖形界面，我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的有紅旗、藍(lán)點(diǎn)Linux、麒麟Linux等。缺點(diǎn)是兼容性差，應(yīng)用軟件安裝困難，操作性差，使用不習(xí)慣。4.8.5MacOS

MacOS是一運(yùn)行于蘋(píng)果系列微型計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)。蘋(píng)果機(jī)多用于圖形領(lǐng)域，它往往代表了潮流和時(shí)尚，代表精致的工業(yè)設(shè)計(jì)，但它不兼容Windows軟件，所以叫好不叫座。

第七章多媒體技術(shù)

7.1多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)概述7.1.1多媒體計(jì)算機(jī)的概念從一般意義上講，在計(jì)算機(jī)或通訊領(lǐng)域，媒體是指信息的載體或者信息的存儲(chǔ)實(shí)體，信息載體包括數(shù)字、文字、聲音、圖形、圖像、視頻，信息的存儲(chǔ)實(shí)體包括磁盤(pán)、磁帶、光盤(pán)、U盤(pán)等。而就多媒體計(jì)算機(jī)而言，媒體則是指信息載體。

依據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟的定義，媒體可分為5種：感覺(jué)媒體、表示媒體、顯示媒體存儲(chǔ)媒體、傳輸媒體

多媒體：通常所指的多媒體就是文字、聲音、圖像、圖形、動(dòng)畫(huà)、視頻等各種媒體在計(jì)算機(jī)統(tǒng)一治理下的有機(jī)結(jié)合。

多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)：計(jì)算機(jī)綜合處理多種媒體信息(文本、圖形、圖像、音頻、視頻和動(dòng)畫(huà))，使多種信息建立規(guī)律連接，集成為一個(gè)系統(tǒng)且具有交互性。7.1.2多媒體技術(shù)的進(jìn)展歷史

1984年，Apple公司推出Machintosh圖形操作系統(tǒng)。1985年，世界上第一臺(tái)多媒體計(jì)算機(jī)問(wèn)世。1986年，推出光盤(pán)系統(tǒng)。

1990年，多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)制定MPC1標(biāo)準(zhǔn)。1995年，Windows95操作系統(tǒng)問(wèn)世。7.1.3多媒體技術(shù)的特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)多媒體特點(diǎn)是：

(1)多樣性：多媒體不只處理一種媒體，而是綜合處理多種媒體，包括圖文聲像信息。

(2)集成性：多媒體不是多種媒體簡(jiǎn)潔的收集，而是被有機(jī)地集成為系統(tǒng)。(3)交互性：多種媒體系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)，用戶可以依據(jù)需要來(lái)使用系統(tǒng)。關(guān)鍵技術(shù)，包括：

①音頻視頻信號(hào)的獵取技術(shù)

②多媒體數(shù)據(jù)的壓縮編碼和解碼技術(shù)③音頻視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和絕技④音頻視頻數(shù)據(jù)的輸出技術(shù)多媒體信息的主要元素

1．文本：包含字母、數(shù)字、漢字等根本元素。2．圖形：又稱矢量圖。

3．圖像：又稱位圖或像素圖。

4.動(dòng)畫(huà)：采納編程或動(dòng)畫(huà)軟件創(chuàng)作的連續(xù)畫(huà)面。5.音頻：指人耳能聽(tīng)到的連續(xù)變化的音波。6.視頻：動(dòng)態(tài)的影視圖像。7.1.5將來(lái)多媒體技術(shù)的進(jìn)展(1)多媒體技術(shù)智能化

把人工智能領(lǐng)域某些討論課題與多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合。(2)多媒體信息實(shí)時(shí)處理和壓縮編碼算法芯片化

把多媒體信息實(shí)時(shí)處理和壓縮編碼算法直接放置到CPU芯片中，從而大大改善多媒體計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)。(3)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

是指運(yùn)用多種技術(shù)綜合形成一種模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的人造環(huán)境，用戶在該環(huán)境中通過(guò)五官和大腦的親自體驗(yàn)并參加到該虛擬環(huán)境中，可以與之交互。讓用戶感覺(jué)到猶如置身于真實(shí)世界一樣，它是多媒體技術(shù)的最高境地。7.2.1多媒體計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)(1)根本硬件設(shè)備:①光盤(pán)存儲(chǔ)器

光盤(pán)存儲(chǔ)器由光盤(pán)和光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成。②音頻卡

又名“聲卡”，主要用于處理聲音，是多媒體計(jì)算機(jī)的根本配置。目前很多計(jì)算機(jī)的主板上都集成了聲卡的功能，聲卡不再以單獨(dú)形式存在。聲卡的作用主要有：

①A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換將作為模擬量的自然聲音轉(zhuǎn)化成數(shù)字化的聲音，然后以文件形式保存在計(jì)算機(jī)中。

②D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換把數(shù)字化的聲音轉(zhuǎn)換成模擬量的自然聲音并輸出到聲音復(fù)原設(shè)備(例如耳機(jī)、有源音箱、音箱放大器等)中。

③輸入、輸出功能利用聲卡的輸入/輸出端口可以將模擬信號(hào)引入聲卡并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；也可以將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)送到輸出端口驅(qū)動(dòng)音響設(shè)備發(fā)出聲音。

聲卡的主要接口：①總線(Bus)

②線路輸入(Linein)③話筒輸入(Micin)④線路輸出(Lineout)

⑤揚(yáng)聲器輸出(SpeakerOut)⑥嬉戲棒/MIDI(Joystick/MIDI)聲卡中的關(guān)鍵部件

(1)數(shù)字信號(hào)處理器DSP：聲卡的核心部件，用于治理聲音的輸入輸出以及音頻信號(hào)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)/模轉(zhuǎn)換。

(2)混音器：可以將幾個(gè)不同聲源進(jìn)展混合錄音。(3)音樂(lè)合成器：主要用于MIDI音樂(lè)文件的播放。(2)擴(kuò)展設(shè)備:

具有代表性的擴(kuò)展設(shè)備有：觸摸屏、視頻卡、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、各種彩色打印機(jī)、彩色投影儀等。

①觸摸屏：屬于輸入設(shè)備，可通過(guò)手指直接觸及屏幕上的菜單、光標(biāo)、接鈕等。

系統(tǒng)主要由傳感器、掌握部件、驅(qū)動(dòng)程序組成。當(dāng)用手指或其它設(shè)備觸摸顯示器前面的觸摸屏?xí)r，所摸到的位置以坐標(biāo)形式被觸摸屏掌握器檢測(cè)到，并通過(guò)接口送到CPU，從而確定用戶所輸入的信息。②視頻卡：插在主機(jī)板的擴(kuò)展槽內(nèi)，可以對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)展數(shù)字化轉(zhuǎn)換、編輯和處理，以及保存數(shù)字化文件。

通常使用的視頻采集卡可接收模擬視頻源的信號(hào)(如錄像機(jī)、電視機(jī)、LD影碟機(jī)等)，并對(duì)該類信號(hào)進(jìn)展數(shù)字化處理，然后再壓縮編碼成數(shù)字視頻信號(hào)。

此外，還有一種比擬流行的視頻采集卡，我們稱之為IEEE1394數(shù)字視頻采集卡。它主要的作用是將數(shù)碼攝像機(jī)中存放在數(shù)碼攝像帶上的視頻數(shù)據(jù)傳送到電腦硬盤(pán)中，和模擬采集不同的是它在傳送數(shù)據(jù)的過(guò)程中沒(méi)有任何質(zhì)量損失③掃描儀：是一種圖形輸入設(shè)備。協(xié)作適當(dāng)?shù)膽?yīng)用軟件后，掃描儀還可以進(jìn)展中、英文智能識(shí)別。掃描儀工作原理：把原件面朝下放在掃描儀的玻璃臺(tái)上，掃描儀內(nèi)發(fā)出光照耀原件，反射光線經(jīng)光學(xué)鏡面導(dǎo)向后，照耀到CCD的光敏器件上。CCD將不同顏色光的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成等價(jià)的電信號(hào)，再送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換成代表每個(gè)像素色調(diào)或顏色的數(shù)字值。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)掃描頭沿平臺(tái)作微增量運(yùn)動(dòng),每移動(dòng)一步，即獲得一行像素值。④數(shù)碼照相機(jī)

數(shù)碼相機(jī)采納CCD作為記錄圖像的介質(zhì)，CCD實(shí)際上是一塊布滿光敏元件的感光板，它通過(guò)光照的不同引起的電荷分布的不同來(lái)記錄被攝入的物體。幾個(gè)技術(shù)指標(biāo)(簡(jiǎn)介)

1、CCD和像素：CCD上感光元件越多則像素就越多，像素越多則圖像越清楚。2、存儲(chǔ)卡：數(shù)碼相機(jī)攝入的像片直接存儲(chǔ)在相機(jī)存儲(chǔ)卡中。3、對(duì)焦和變焦：對(duì)焦，是指將透過(guò)鏡頭折射后的影像精確投射到CCD感光板上，形成清楚的影像。

7.2.2多媒體計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

1.多媒體設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，用于在啟動(dòng)操作系統(tǒng)時(shí)把設(shè)備的狀態(tài)、型號(hào)、工作模式等信息供應(yīng)給操作系統(tǒng)，并駐留在內(nèi)存中供系統(tǒng)調(diào)用。2.多媒體產(chǎn)品制作軟件，主要包括圖像、視頻、音頻的編輯制作。3.多媒體平臺(tái)軟件，用于多媒體素材的組合。

4.工具軟件，用于加工和處理數(shù)據(jù)，如壓縮、加密等。

5.應(yīng)用軟件包括，Windows系統(tǒng)供應(yīng)的多媒體軟件、動(dòng)畫(huà)播放軟件、聲音播放軟件、光盤(pán)刻錄軟件等。7.3音頻信息的獵取和處理7.3.1數(shù)字音頻根本概念

聲音是一種機(jī)械振動(dòng)。模擬音頻技術(shù)把這種機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并以模擬電壓的幅度表示聲音強(qiáng)弱。

模擬音頻信號(hào):聲音波形在時(shí)間和幅度上都是連續(xù)的，一般用不同的電壓表示。由于模擬音頻信號(hào)是連續(xù)的，所以不能由計(jì)算機(jī)直接處理。數(shù)字音頻信號(hào):是把表示聲音強(qiáng)弱的模擬電壓用數(shù)字表示。7.3.2音頻信息的數(shù)字化

數(shù)字音頻信號(hào)是由模擬聲音經(jīng)采樣、量化和編碼得來(lái)的。其信號(hào)在時(shí)間和幅度上都用離散的數(shù)字序列表示。(1)采樣時(shí)間上的離散

其過(guò)程是每隔一個(gè)時(shí)間間隔在模擬聲音的波形上取一個(gè)幅度值，把時(shí)間上的連續(xù)信號(hào)變成時(shí)間上的離散信號(hào)。采樣頻率是指計(jì)算機(jī)每秒鐘采集多少個(gè)聲音樣本。

奈奎斯特(Nyquist)采樣定理：采樣頻率≥聲音信號(hào)最高頻率×2采樣頻率越高，單位時(shí)間所得到的振幅值就會(huì)越多，因而對(duì)于原聲音曲線的模擬也就越準(zhǔn)確。

主流聲卡的采樣頻率一般可分為22.05KHz、44.1KHz、48KHz三個(gè)等級(jí)，22.05只能到達(dá)FM播送的聲質(zhì)，44.1KHz則是理論上的CD音質(zhì)界限，48KHz則更加準(zhǔn)確一些。

(2)量化幅度上的離散

量化的過(guò)程是將采樣后的信號(hào)按整個(gè)聲波的幅度劃分成有限個(gè)區(qū)段(量化間距)，然后把落入某個(gè)間距內(nèi)的值歸為一類，并給予一樣的量化值。

失真在采樣過(guò)程中是不行避開(kāi)的，從下面兩幅圖我們可以直觀地看出，當(dāng)采納更高的采樣頻率、量化精度，就可以削減失真。但由此得到的數(shù)字音頻信號(hào)數(shù)據(jù)量也就越大。(3)編碼

由于經(jīng)采樣和量化后的音頻信號(hào)數(shù)據(jù)量很大，所以一般要先對(duì)數(shù)字化的音頻信息進(jìn)展壓縮和編碼后再在計(jì)算機(jī)內(nèi)傳輸和存儲(chǔ)。在播放這些聲音時(shí)，還需要經(jīng)解碼器將二進(jìn)制編碼恢復(fù)成原來(lái)的模擬聲音信號(hào)播放。7.3.3數(shù)字音頻文件格式

(1)WAV文件格式：來(lái)源于對(duì)聲音模擬波形采樣，量化、編碼。這種文件最大的缺點(diǎn)是占用存儲(chǔ)空間大。適用領(lǐng)域：音頻原始素材保存。該格式是通用音頻格式。

未壓縮的波形音頻文件WAV和CD音頻光盤(pán)的存儲(chǔ)容量計(jì)算如下：存儲(chǔ)量=采樣頻率×采樣量化位數(shù)×聲道數(shù)×?xí)r間/8

舉例：采樣頻率為44.1KHz，采樣數(shù)據(jù)量化位數(shù)(或稱采樣精度)為16位、雙聲道，一張60分鐘的CD唱片所占存儲(chǔ)容量為：(44.1×1000×16×2×3600)/8=635040000(B)≈606(M)(2)MP3文件格式：采納1:10～1:20壓縮率制作的數(shù)字音頻文件。必需經(jīng)過(guò)解壓縮才能播放，數(shù)據(jù)量小。

(3)RA文件格式：最早的因特網(wǎng)流媒體音頻，音質(zhì)相對(duì)較差。特點(diǎn)是可在低的帶寬下在網(wǎng)上實(shí)時(shí)播放。

(4)WMA文件格式：因特網(wǎng)流媒體音頻，用于在互聯(lián)網(wǎng)上播放的壓縮音頻文件。質(zhì)量?jī)?yōu)于RA。

(5)MID文件格式：是一種通過(guò)電子樂(lè)器彈奏，數(shù)字化合成的音頻文件，占用空間很小。

(6)APE文件格式：是一種音頻無(wú)損壓縮格式，可壓縮到傳統(tǒng)無(wú)損格式WAV文件的一半；而在音質(zhì)上超越一般的MP3，到達(dá)和CD一樣的音質(zhì)。(7)AIF文件格式：Apple計(jì)算機(jī)的音頻文件格式。7.4圖像信息的獵取和處理7.4.1圖像與圖形的區(qū)分圖像由像素構(gòu)成，像素是組成圖像最根本的元素，每個(gè)圖像點(diǎn)用若干個(gè)二進(jìn)制位進(jìn)展描述。圖像通常用于表現(xiàn)自然景觀、人物、動(dòng)物、植物等簡(jiǎn)單的場(chǎng)景。圖形是由具有方向和長(zhǎng)度的矢量線段構(gòu)成。圖形使用坐標(biāo)、運(yùn)算關(guān)系以及顏色數(shù)據(jù)進(jìn)展描述，因此把圖形叫做“矢量圖”。圖形的數(shù)據(jù)量小，常用于表現(xiàn)直線、曲線以及由各種線段圍成的圖形，不適于描述顏色豐富、簡(jiǎn)單的自然影像。7.4.2顏色的根本概念(1)顏色的根本描述

彩色可用亮度、色調(diào)和飽和度來(lái)描述，人眼看到任意彩色光都是這三個(gè)特性的綜合效果。亮度是光作用于人眼時(shí)所引起的光明程度的感覺(jué)。色調(diào)是反映的是顏色的種類。飽和度是指顏色的純度，飽和度越深顏色越鮮亮。自然界常見(jiàn)的各種彩色光都可以由紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三種顏色光按不同比例相配而成，這就是顏色學(xué)中最根本的原理三基色原理。把三種基色光按不同比例結(jié)合時(shí)便產(chǎn)生一個(gè)完整的光譜，包含全部的顏色。通常稱之為相加混色。(2)顏色空間表示

顏色通常用三個(gè)獨(dú)立的屬性來(lái)描述，三個(gè)獨(dú)立的變量綜合就構(gòu)成了一個(gè)空間坐標(biāo)，這就是顏色空間。顏色空間可分為兩大類：基色顏色空間(RGB、CMY等)和色、亮分別顏色空間(YUV、HSL等)。

①RGB顏色空間：由紅、綠、藍(lán)3種顏色光按不同比例相配而成，主要用于計(jì)算機(jī)顯示。

②CMY顏色空間：三基色是青、品紅和黃，簡(jiǎn)稱為CMY，適用于彩色印刷或彩色打印。

③YUV和YIQ顏色空間：適用于彩色電視系統(tǒng)，其中Y表示亮度信號(hào)，UV表示色差信號(hào)。美國(guó)、日本采納YIQ彩色系統(tǒng)，Y仍為亮度信號(hào)，IQ表示色差信號(hào)。

④HSL顏色空間:H表示色調(diào)，S表示顏色的飽和度，L表示光的亮度。7.4.3圖像信息的數(shù)字化

一幅圖像在用計(jì)算機(jī)進(jìn)展處理之前必需先轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式。圖像數(shù)字化過(guò)程可分為采樣、量化和編碼。

(1)采樣：圖像采樣就是對(duì)圖像在水平方向和垂直方向上等間隔地分割成矩形網(wǎng)狀構(gòu)造，每個(gè)矩形網(wǎng)格稱為像素點(diǎn)。像素總數(shù)就是圖像的辨別率。(2)量化：是將采樣值劃分成各種等級(jí)，用肯定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示采樣的值。量化位數(shù)越大，則越能真實(shí)地反映原有圖像的顏色，但得到的數(shù)字圖像容量也越大。

在量化時(shí)表示量化的顏色值(或灰度值)所需的二進(jìn)制位數(shù)稱為量化字長(zhǎng)。一般可用8位、16位、24位或更高的量化字長(zhǎng)來(lái)表示圖像的顏色。

(3)編碼：圖像編碼是按肯定的規(guī)章，將量化后的數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)在文件中。

7.4.4圖像的屬性(1)圖像辨別率

是指打印圖像時(shí)，在每英寸上打印的像素?cái)?shù)。(圖像的像素大小是指位圖在高、寬兩個(gè)方向的像素?cái)?shù)相乘的結(jié)果。)(2)顏色數(shù)量和深度

顏色深度是指在某一顏色系統(tǒng)中圖像的每個(gè)顏色所用的二進(jìn)制位數(shù)，而顏色數(shù)量是指該顏色系統(tǒng)中共有多少種顏色。

顏色深度小于24bit的圖像稱為索引彩色圖像，其像素顏色取自一個(gè)顏色查找表中最接近的顏色，這種方法顯示的顏色不是圖像本身真正的顏色，稱為偽彩色。當(dāng)某個(gè)圖像的顏色深度到達(dá)或高于24bit時(shí)，其顏色數(shù)量已經(jīng)足夠多，且圖像的顏色和表現(xiàn)力特別強(qiáng)，根本上復(fù)原了自然影像，習(xí)慣上把這種圖像叫做“真彩色圖像”。

真彩色的每個(gè)像素的顏色由RGB基色重量的數(shù)值直接打算。每個(gè)基色重量占一個(gè)字節(jié)，共有3個(gè)字節(jié)即24bit，可生成的顏色數(shù)為224=16777216，即1600萬(wàn)種顏色。

而32位真彩色是用其中的24位描述顏色局部，另外8位記錄256級(jí)灰度，用以加強(qiáng)真彩色的質(zhì)量。7.4.6圖像信息的獵取方法(1)使用數(shù)碼相機(jī)拍照

利用數(shù)碼相機(jī)或者數(shù)碼攝像機(jī)直接拍攝自然影像，是最簡(jiǎn)潔的獵取圖像的手段。(2)使用掃描儀掃描

在掃描圖像時(shí)，應(yīng)依據(jù)圖像的使用場(chǎng)合，選擇適宜的掃描辨別率。辨別率越大，圖像的細(xì)節(jié)局部越清楚，但是圖像的數(shù)據(jù)量也會(huì)越大。(3)使用現(xiàn)成圖像

可從正式出版的圖片庫(kù)光盤(pán)或互聯(lián)網(wǎng)上獲得。7.5.1動(dòng)畫(huà)的概念和進(jìn)展歷史

動(dòng)畫(huà)由多幅畫(huà)面組成，當(dāng)畫(huà)面快速連續(xù)地播放時(shí)，由于人類眼睛存在“視覺(jué)滯留效應(yīng)”而產(chǎn)生動(dòng)感。所謂“視覺(jué)滯留效應(yīng)”是指當(dāng)被觀看的物體消逝后，物體仍在大腦視覺(jué)神經(jīng)中停留的時(shí)間約為1/24s。換句話說(shuō)，假如每秒快速更換24個(gè)畫(huà)面或更多的畫(huà)面，那么，前一個(gè)畫(huà)面在腦海中消逝之前，下一個(gè)畫(huà)面已經(jīng)映入眼簾，大腦感受的影像是連續(xù)的。7.5.2電腦動(dòng)畫(huà)

電腦動(dòng)畫(huà)有兩大類，一類是幀動(dòng)畫(huà)，另一類是矢量動(dòng)畫(huà)。

幀動(dòng)畫(huà)以幀作為動(dòng)畫(huà)構(gòu)成的根本單位，許多幀組成一部動(dòng)畫(huà)片。幀動(dòng)畫(huà)借鑒傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)的概念，一幀對(duì)應(yīng)一個(gè)畫(huà)面，每幀的內(nèi)容不同。當(dāng)連續(xù)演播時(shí)，形成動(dòng)畫(huà)視覺(jué)效果。

矢量動(dòng)畫(huà)是經(jīng)過(guò)電腦計(jì)算而生成的動(dòng)畫(huà)，其畫(huà)面只有一幀，主要表現(xiàn)變化的圖形、線條、文字和圖案。矢量動(dòng)畫(huà)通常采納編程或矢量動(dòng)畫(huà)制作軟件來(lái)完成。7.5.3制作動(dòng)畫(huà)的設(shè)備和軟件

制作動(dòng)畫(huà)應(yīng)盡可能采納高速CPU，足夠大的內(nèi)存容量，以及大的硬盤(pán)空間，制作三維動(dòng)畫(huà)時(shí)最好配置較高檔的顯示卡。常用的動(dòng)畫(huà)制作軟件：

Flash網(wǎng)頁(yè)動(dòng)畫(huà)軟件。

3DStudioMax三維造型和動(dòng)畫(huà)軟件。7.5.4視頻處理

視頻與動(dòng)畫(huà)沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)分。視頻來(lái)自于數(shù)碼攝像機(jī)拍攝和經(jīng)數(shù)字化的模擬攝像資料等，常用于表現(xiàn)真實(shí)場(chǎng)景。動(dòng)畫(huà)則是借助于編程或動(dòng)畫(huà)制作軟件生成一系列景物畫(huà)面。

常用的視頻編輯軟件：

Premiere視頻編輯軟件。繪聲繪影視頻編輯軟件。7.5.4動(dòng)畫(huà)和視頻常見(jiàn)的文件格式

(1)GIF格式：有兩種類型，一種是固定畫(huà)面的圖像文件；另一種是多畫(huà)面動(dòng)畫(huà)文件，均采納256色。

(2)SWF格式：用Flash軟件制作的動(dòng)畫(huà)文件格式。該格式的動(dòng)畫(huà)主要在網(wǎng)絡(luò)上演播，特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量小，動(dòng)畫(huà)流暢，但不能進(jìn)展修改和加工。

(3)AVI格式(標(biāo)準(zhǔn))：通用的視頻文件格式。兼容好、調(diào)用便利、圖像質(zhì)量好，但缺點(diǎn)是文件體積過(guò)于浩大。

(4)DVAVI格式：數(shù)碼AVI格式。它不同于傳統(tǒng)AVI格式，數(shù)碼攝像機(jī)就是使用這種格式記錄視頻數(shù)據(jù)的。

(5)DivX格式：采納DivX編碼的AVI格式。它可把DVD視頻壓縮為原來(lái)的10%，質(zhì)量接近DVD視頻光盤(pán)的效果。經(jīng)壓縮后的視頻文件擴(kuò)展名也是.avi。(6)MPEG格式：用MPEG算法壓縮得到的視頻文件。VCD是用MPEG-1格式壓縮的，DVD則是用MPEG-2格式壓縮的。

(7)RM格式：視頻流媒體技術(shù)始創(chuàng)者。圖像質(zhì)量較差。特殊適合帶寬較小的網(wǎng)絡(luò)用戶在網(wǎng)上實(shí)時(shí)觀看。

(8)RMVB格式：它是RM格式的升級(jí)。它的文件大小比DivX影片削減了近45%，而視聽(tīng)覺(jué)效果與其相當(dāng)。

(9)ASF格式：微軟開(kāi)發(fā)的適合在網(wǎng)頁(yè)中插播的流格式視頻文件。(10)WMV：也是微軟開(kāi)發(fā)的一種可在網(wǎng)上實(shí)時(shí)播放流格式視頻文件。效果好于ASF和RM格式的視頻文件。7.6.1多媒體數(shù)據(jù)壓縮概述

嚴(yán)格意義上的數(shù)據(jù)壓縮起源于人們對(duì)概率的熟悉。當(dāng)我們對(duì)文字信息進(jìn)展壓縮編碼時(shí)，假如為消失概率較高的字母給予較短的編碼，為消失概率較低的字母給予較長(zhǎng)的編碼，總的編碼長(zhǎng)度就能縮短不少。壓縮就是去掉信息中的冗余，即保存不確定的信息，去除確定的信息(可推知的)。(1)多媒體數(shù)據(jù)壓縮的必要性圖像（30萬(wàn)像素，真彩色）

(640×480×24)÷8÷1024=900KB視頻（PAL制式,每秒25幀）(900×25)÷1024≈22MB/s聲音（采樣頻率44.1KHz，16位量化，雙聲道）(44.1×1000×16×2)÷8÷1024=172KB/s(2)多媒體數(shù)據(jù)壓縮的可能性

多媒體數(shù)據(jù)可以被壓縮，是由于其中存在著冗余信息。

1.空間冗余：圖像中的某個(gè)區(qū)域相鄰像素的顏色信息一樣，則該相鄰像素在數(shù)字化圖像中就表現(xiàn)為空間冗余。

2.時(shí)間冗余：在一個(gè)圖像序列的兩幅相鄰圖像中，后一幅圖像與前一幅圖像之間有著較大的相關(guān)。

3.構(gòu)造冗余：有些圖像的紋理區(qū)，圖像的像素值存在著明顯的分布模式。于是，已知分布模式，可以通過(guò)某一過(guò)程生成圖像。

4.學(xué)問(wèn)冗余：有些圖像的理解與某些根底學(xué)問(wèn)有相當(dāng)大的相關(guān)性。例如，人臉的圖像有固定的構(gòu)造。

5.視覺(jué)冗余：是指人的視覺(jué)分辯率要低于實(shí)際圖像而產(chǎn)生的冗余。

例如，人的視覺(jué)對(duì)灰度的分辯率為26，而一般圖像量化采納的灰度等級(jí)為28。7.6.2多媒體數(shù)據(jù)壓縮的主要方法

多媒體數(shù)據(jù)壓縮的主要方法可分為統(tǒng)計(jì)編碼、猜測(cè)編碼、變換編碼等。7.6.3多媒體的主要壓縮標(biāo)準(zhǔn)

(1)JPEG標(biāo)準(zhǔn)：適合靜態(tài)彩色和灰度圖像。一般對(duì)單色和彩色圖像的壓縮比通常分別為10:1和15:1。以JPEG方式壓縮的文件擴(kuò)展名為.JPG。JPEG201*：JPEG的升級(jí)版，其壓縮率比JPEG高約30％左右。(2)MPEG標(biāo)準(zhǔn)：針對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像設(shè)計(jì)的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-1是一個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn)。VCD采納MPEG-1壓縮標(biāo)準(zhǔn)。

MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)適合HDTV高清電視的視頻及伴音信號(hào)壓縮，DVD采也用MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)。

MPEG-4可利用很窄的帶寬壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，以求用最少數(shù)據(jù)獲得最正確圖像質(zhì)量。它的目的是用來(lái)做互聯(lián)網(wǎng)視像傳送、交互式視頻嬉戲，實(shí)時(shí)可視通信等。

MPEG-7主要用于多媒體信息檢索效勞，本質(zhì)上說(shuō)就是我們經(jīng)常在網(wǎng)上使用的搜尋引擎，只不過(guò)它供應(yīng)的是多媒體的信息查詢效勞。(3)H.261視聽(tīng)通信編碼

H.261是國(guó)際電聯(lián)為可視電話和電視會(huì)議制定的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。其主要缺點(diǎn)是圖像質(zhì)量較差。

第八章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)主要有三種：電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其中進(jìn)展最快并起核心作用的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(ComputerNetwork)。7.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生與進(jìn)展第1階段：網(wǎng)絡(luò)誕生階段(一臺(tái)主機(jī)聯(lián)接多個(gè)終端)第2階段：網(wǎng)絡(luò)形成階段

(用通信線路將若干臺(tái)主機(jī)互連,實(shí)現(xiàn)資源共享)第3階段：互聯(lián)互通階段

(計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)得到普及化的階段,網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)化)第4階段：大型高速網(wǎng)絡(luò)階段

(全球以美國(guó)為核心的高速計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)即Internet已經(jīng)形成，并快速普及。)8.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義與分類

定義:計(jì)算機(jī)