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

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)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)發(fā)展歷史上的重要人物和思想1、法國物理學(xué)家帕斯卡(1623-1662)：在1642年發(fā)明了第一臺(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)，用專用的鐵筆來撥動(dòng)轉(zhuǎn)輪以輸入數(shù)字。2、德國數(shù)學(xué)家萊布尼茨：在1673年發(fā)明了機(jī)械式乘除法器?；驹砝^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、英國數(shù)學(xué)家巴貝奇：1822年，在歷經(jīng)10年努力終于發(fā)明了“差分機(jī)”。它有3個(gè)齒輪式寄存器，可以保存3個(gè)5位數(shù)字，計(jì)算精度可以達(dá)到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)看來是紙上談兵的簡單機(jī)器，隱含了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中“存儲(chǔ)程序”的基本思想。半個(gè)世紀(jì)以來，數(shù)學(xué)家們提出的各種各樣的HYPERLINK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、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件組成；應(yīng)采用二進(jìn)制簡化機(jī)器的電路設(shè)計(jì)；采用“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，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)仍然是“馮·諾依曼計(jì)算機(jī)”。2、電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程1、1946年2月由賓夕法尼亞大學(xué)研制成功的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：沒有存儲(chǔ)程序。2、電子技術(shù)的發(fā)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、服務(wù)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)是一種能按照事先存儲(chǔ)的程序，自動(dòng)、高速地進(jìn)行大量數(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、具有邏輯判斷能力5、按照程序自動(dòng)運(yùn)行應(yīng)用領(lǐng)域：科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、過程與實(shí)時(shí)控制、人工智能、計(jì)算機(jī)輔助設(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)發(fā)展趨勢：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)兩大部分組成·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、摸得著的部件總和?！ぼ浖到y(tǒng)是指為了充分發(fā)揮硬件系統(tǒng)性能和方便人們使用硬件系統(tǒng)，以及解決各類應(yīng)用問題而設(shè)計(jì)的程序、數(shù)據(jù)、文檔總和，它們在計(jì)算機(jī)中體現(xiàn)為一些觸摸不到的二進(jìn)制狀態(tài)，存儲(chǔ)在內(nèi)存、磁盤、閃存盤、光盤等硬件設(shè)備上。1.3.1

信息技術(shù)概念信息是一種知識(shí)，是接受者事先不知道不了解的知識(shí)。數(shù)據(jù)是信息的載體。數(shù)值、文字、語言、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)電話廣播電視、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)、信息服務(wù)業(yè)以及國民經(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、知識(shí)密集型、人才密集型的產(chǎn)業(yè)。信息技術(shù)教育包括：·

對信息科學(xué)的理解·

對信息應(yīng)用的實(shí)踐能力·

對信息社會(huì)的認(rèn)識(shí)和態(tài)度第二章

計(jì)算機(jī)信息基礎(chǔ)2.1.1

數(shù)制的概念位權(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)部分除以2取余，直至商為0；小數(shù)部分乘以2取整，直至小數(shù)部分為0或達(dá)到所需精度為止。十進(jìn)制轉(zhuǎn)八進(jìn)制：方法同上。整數(shù)部分除以8，小數(shù)部分乘以8。十進(jìn)制轉(zhuǎn)十六進(jìn)制：方法同上。整數(shù)部分除以16，小數(shù)部分乘以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)的基本單位(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：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)字串來標(biāo)識(shí)所處理對象的不同個(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滿足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。所有漢字分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)采用機(jī)內(nèi)碼，但輸出時(shí)必須轉(zhuǎn)換成字形碼，再根據(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，字形分辨率越好，字形也越美觀，但漢字存儲(chǔ)的字節(jié)數(shù)就多，字庫也就越龐大。2.3.6

多媒體信息的數(shù)字化數(shù)字化就是對模擬世界的一種量化，表示信息的最小單位是位(bit)——“0”或“1”。HYPERLINK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)行編碼。第三章計(jì)算機(jī)硬件體系結(jié)構(gòu)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、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五部分組成。其中：

中央處理器(簡稱CPU)=運(yùn)算器+控制器主機(jī)=中央處理器+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)的結(jié)構(gòu)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)程序概念的基本原理。馮·諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：(1)采用二進(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、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分組(3)程序和數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式存放在存儲(chǔ)器中。(4)控制器根據(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)的誕生與發(fā)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CPU3.2微型計(jì)算機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)微型機(jī)基本是由顯示器、鍵盤和主機(jī)構(gòu)成。在主機(jī)箱內(nèi)有CPU、主板、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)、電源等。3.2.1中央處理器CPUCPU：運(yùn)算器部件、寄存器部件和控制器部件。CPU從存儲(chǔ)器取出指令，放入CPU內(nèi)部的指令寄存器，并對指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作，然后發(fā)出各種控制命令，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，指CPU傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)）(3)地址總線寬度（決定了CPU可訪問的地址空間）(4)工作電壓（低電壓可減少CPU過熱，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)和邏輯運(yùn)算的部件，又稱算術(shù)和邏輯運(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)行的。運(yùn)算器的核心部件是:(1)運(yùn)算邏輯部件(2)寄存器部件2.控制器控制器負(fù)責(zé)從存儲(chǔ)器中取出指令，并對指令進(jìn)行譯碼，并根據(jù)指令譯碼的結(jié)果，按指令先后順序，負(fù)責(zé)向其它各部件發(fā)出控制信號(hào)，保證各部件協(xié)調(diào)一致地完成各種操作?？刂破髦饕梢韵虏考M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指令寄存器。保存現(xiàn)在正在執(zhí)行的指令；③指令譯碼器。用來識(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)控制信號(hào)，對各種微操作控制信號(hào)進(jìn)行定時(shí)控制。以協(xié)調(diào)各部件的工作順序；⑤微操作控制電路。一條指令的執(zhí)行可以分解為一系列不可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)的高成本和復(fù)雜性，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基本沒有區(qū)別。目前，CPU已從雙核向4核、8核和多核方向發(fā)3.2.3主板主板是電腦中各種設(shè)備的連接載體。它提供CPU、各種接口卡、內(nèi)存條和硬盤、軟驅(qū)、光驅(qū)的插槽，其它的外部設(shè)備也會(huì)通過主板上的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)改寫或存入，斷電后信息不會(huì)丟失，可靠性高。·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。開機(jī)前是空的，斷電后數(shù)據(jù)消失。RAM分類:(1)SRAM：靜態(tài)RAM。不需要充電來保持?jǐn)?shù)據(jù)完整性，成本高且集成低，一般做高速緩沖存儲(chǔ)器。(2)DRAM：動(dòng)態(tài)RAM。需要定時(shí)充電來保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性，通常所說的“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用的一種重要技術(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，大體與CPU的處理速度相當(dāng)。4.多級緩存最早的CPU緩存容量很低。當(dāng)集成在CPU內(nèi)核中的緩存已不能滿足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)，出現(xiàn)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緩存，而外部的稱為二級緩存?，F(xiàn)在多數(shù)CPU內(nèi)部也有二級緩存，于是二級緩存又可分為內(nèi)部二級緩存和外部二級緩存。較高端的CPU中還會(huì)帶有三級緩存。6.存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)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)器來實(shí)現(xiàn)。折衷的方法是采用層次結(jié)構(gòu)。3.3外部存儲(chǔ)器外部存儲(chǔ)器通常用來存放需要長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)，必須將其先調(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、硬盤、光盤、U盤等。3.3.2硬盤硬盤是微機(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)硬盤存儲(chǔ)格式硬盤是由多個(gè)涂有磁性物質(zhì)的金屬圓盤盤片組成，盤片的每一面都有一個(gè)讀寫磁頭，在對硬盤進(jìn)行格式化時(shí)，將對盤片進(jìn)行劃分磁道和扇區(qū)，對于大容量的硬盤還將多個(gè)扇區(qū)組織起來成為一個(gè)塊——“簇”，簇成為磁盤讀寫的基本單位。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)硬盤性能指標(biāo)①硬盤的容量?，F(xiàn)在微機(jī)上所配置的硬盤一般在200GB以上。

②硬盤的轉(zhuǎn)速。硬盤的轉(zhuǎn)速越快，硬盤尋找文件的速度也就越快?，F(xiàn)在的主流硬盤轉(zhuǎn)速一般為7200rpm以上。③緩存。硬盤自帶的緩存，緩存越多，越能提高硬盤的訪問速度。(3)硬盤接口硬盤接口分為IDE、SATA、SCSI和光纖通道四種，IDE接口硬盤多用于家用產(chǎn)品中，SATA是種新生的硬盤接口類型。(4)硬盤格式化①硬盤低級格式化。主要是對一個(gè)新硬盤劃分磁道和扇區(qū)。

②硬盤分區(qū)。把硬盤劃分為成若干個(gè)相對獨(dú)立的邏輯分區(qū)。③硬盤高級格式化。高級格式化主要是對指定的硬盤分區(qū)進(jìn)行初始化，建立文件分配表以便系統(tǒng)按指定格式存儲(chǔ)文件。。3.3.3光盤存儲(chǔ)器光盤簡稱CD(CompactDisc)是利用塑料盤片表面凹凸不平的特征，通過光的反射來記錄和識(shí)別二進(jìn)制的0、1信息。光盤的分類:1．只讀型光盤只讀光盤中的數(shù)據(jù)是在制作時(shí)寫入的，用戶只能讀數(shù)據(jù)，而不能寫入或修改光盤中的數(shù)據(jù)。音頻光盤CD-DA、數(shù)據(jù)光盤CD-ROM、VCD、DVD等都屬于只讀光盤。2．一次寫入光盤這種光盤允許一次寫入數(shù)據(jù)，但不能修改和擦除數(shù)據(jù)，如CD-R。3．可擦寫光盤這種光盤可多次寫入或修改數(shù)據(jù)，如CD-RW。從光盤中讀取數(shù)據(jù)的設(shè)備我們稱之為光驅(qū)。光驅(qū)把經(jīng)過聚焦后的激光投射到光盤上，利用光盤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)是指光盤的數(shù)據(jù)傳輸率（150KB/s為單倍，以此類推）。CD-ROM光盤驅(qū)動(dòng)器能讀除DVD以外的所有光盤。而DVD光盤要用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。DVD光盤DVD盤片的物理規(guī)格與CD盤片是一樣的，CD盤只使用一個(gè)面記錄一層的信息，而DVD盤可分為單面單層、單面雙層、雙面單層以及雙面雙層4種結(jié)構(gòu)。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DVD)、DVD-RAM或DVD±RW(可擦寫DVD)。另外，還有藍(lán)光高清DVD光盤。光盤刻錄機(jī)是指可讀寫的光盤驅(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。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CD-R盤的倍速，B表示寫CD-RW盤的倍速，C表示讀盤的倍速。②DVD刻錄機(jī)既具有DVD-ROM光驅(qū)的功能，也能夠刻錄DVD光盤和CD光盤。3.3.4

USB盤通過USB接口與電腦連接，實(shí)現(xiàn)即插即用，具有小巧、可靠、易于操作等特點(diǎn)。閃存盤中無任何機(jī)械式裝置，抗震性能強(qiáng)。U盤中的存儲(chǔ)模塊其實(shí)就是Flash-ROM。移動(dòng)硬盤一般由筆記本硬盤和硬盤盒組成。3.4.1輸入設(shè)備(1)鍵盤(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，通過對三基色的強(qiáng)度的控制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。由于只有在畫面內(nèi)容發(fā)生變化時(shí)才需要刷新，因此沒有閃爍感；②

液晶底板整體發(fā)光，真正的完全平面；③LCD顯示器基本上沒有輻射；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，耗材相對較便宜。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、噪聲及成本方面處于中等層次。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，最后印出文字和圖片。優(yōu)點(diǎn)是打印速度快、噪音低、質(zhì)量好，缺點(diǎn)是價(jià)格及打印成本較高。對三種打印機(jī)的打印效果對比來說，激光最好，噴墨其次，而針式相對較差。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)的最小語言單位。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)的處理能力?？煞譃橐韵滤膫€(gè)步驟：開始執(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

按照計(jì)數(shù)器中的地址從內(nèi)存中取出指令(070270H)，并送往指令寄存器。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

對指令寄存器中存放的指令(070270H)進(jìn)行分析，由譯碼器對操作碼(07H)進(jìn)行譯碼，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取指令階段開始下一指令的執(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。字長越長，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”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)行數(shù)據(jù)交換的速度。目前系統(tǒng)性能的瓶頸越來越多地體現(xiàn)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，是控制計(jì)算機(jī)所有操作的軟件。4.1.1

操作系統(tǒng)的概念操作系統(tǒng)：是管理計(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)程管理、內(nèi)存管理、文件管理、輸入/輸出系統(tǒng)管理、二級存儲(chǔ)管理、聯(lián)網(wǎng)、保護(hù)系統(tǒng)、命令解釋程序4.2.1

操作系統(tǒng)的類別經(jīng)過多年的發(fā)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，多道程序發(fā)展為分時(shí)操作系統(tǒng)。為了滿足計(jì)算機(jī)處理實(shí)時(shí)事件的需要，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)的需要又出現(xiàn)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)。為滿足網(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)總是與具體的計(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)境指普通意義下的獨(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)算被延伸到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)算相對比較簡單。4.3.1

進(jìn)程的概念什么是進(jìn)程？它與程序有什么區(qū)別？程序：用戶為完成某一個(gè)特定問題而編寫的操作步驟。進(jìn)程：可以簡單地被看作是正在執(zhí)行的程序。但是進(jìn)程需要一定的資源來完成它的任務(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)別在于進(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)建一個(gè)進(jìn)程，程序執(zhí)行結(jié)束后，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，就必然引發(fā)對CPU的爭奪。如何有效地利用CPU資源，如何在多個(gè)請求CPU的進(jìn)程中選擇取舍，這就是HYPERLINK進(jìn)程管理要解決的問題。4.3.3

進(jìn)程控制塊PCB(略)為了控制進(jìn)程，操作系統(tǒng)就必須知道進(jìn)程存儲(chǔ)在哪里，以及進(jìn)程的一些屬性。

進(jìn)程控制塊是進(jìn)程實(shí)體的一部分，是操作系統(tǒng)中記錄進(jìn)程的專用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一個(gè)新的進(jìn)程創(chuàng)建時(shí)，操作系統(tǒng)就會(huì)為該進(jìn)程建立一個(gè)進(jìn)程控制塊。操作系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)程控制塊對并發(fā)進(jìn)程進(jìn)行控制。4.3.4

進(jìn)程調(diào)度及隊(duì)列圖計(jì)算機(jī)采用多道程序的目的是使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無論何時(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，如果存在多個(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控制權(quán)，然后再交給其它進(jìn)程使用，這就是進(jìn)程的調(diào)度。4.3.5

CPU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)該考慮的準(zhǔn)則包括：(1)CPU使用率。讓CPU盡可能地忙。(2)吞吐量。讓CPU在一定時(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)程從提交請求到產(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、先到先服務(wù)2、最短作業(yè)優(yōu)先3、優(yōu)先權(quán)4、輪轉(zhuǎn)5、多級隊(duì)列6、多級反饋隊(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)整它們之間的相對速度，以實(shí)現(xiàn)共同有序地推進(jìn)。換句話說,在操作系統(tǒng)中，允許多個(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，它們在系統(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)的一致性。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)程在競爭使用打印機(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)程在寫操作時(shí)，其它進(jìn)程則不允許同時(shí)寫或讀，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)程可能競爭一定數(shù)量的資源。一個(gè)進(jìn)程在申請資源時(shí)，如果所申請資源不足，該進(jìn)程就必須處于等待狀態(tài)。如果所申請的資源被其它進(jìn)程占有，那么進(jìn)程的等待狀態(tài)就可能無法改變，從而形成進(jìn)程之間相互一直等待的局面，這就是死鎖。

競爭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?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)程占有部分資源后還在等待其它資源，而該資源被其它進(jìn)程占有?！?/p>

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?！?/p>

循環(huán)等待：在出現(xiàn)死鎖的系統(tǒng)中，一定存在這樣一個(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。處理死鎖問題的三種方式：·

可使用協(xié)議預(yù)防和避免死鎖，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)，然后檢測出死鎖狀態(tài)，并加以恢復(fù)。·

可忽略進(jìn)程死鎖問題，并假裝系統(tǒng)中死鎖從來不會(huì)發(fā)生。即沒有必要把精力花在小概率事件上。處理死鎖優(yōu)先考慮的順序：先預(yù)防和避免

再檢測和恢復(fù)o

內(nèi)存物理地址空間劃分為若干個(gè)大小相等的塊(頁框)o

進(jìn)程的邏輯地址空間也劃分為同樣大小的塊(頁面)o內(nèi)存分配時(shí)每個(gè)頁面對應(yīng)地分配一個(gè)頁框，而一個(gè)進(jìn)程所分得頁框在位置上不必是連續(xù)的。頁表：操作系統(tǒng)為每個(gè)用戶程序建立一張頁表，該表記錄用戶程序的每個(gè)邏輯頁面存放在哪一個(gè)內(nèi)存物理頁框。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)器的邏輯模型，它不是任何實(shí)際的物理存儲(chǔ)器，它一般是借助硬盤來擴(kuò)大主存的容量。虛擬內(nèi)存：對于一個(gè)進(jìn)程來講，如果僅將當(dāng)前要運(yùn)行的幾個(gè)頁面裝入內(nèi)存便可以開始運(yùn)行，而其余頁面可暫時(shí)留在磁盤上，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，而是對原來運(yùn)行過的頁面進(jìn)行置換。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。而對用戶來講感覺到系統(tǒng)提供了足夠大的物理內(nèi)存，而實(shí)際上并非真實(shí)的，這就是虛擬內(nèi)存。4.5.2

頁面請求與頁面置換算法頁面請求:在虛擬內(nèi)存技術(shù)中，進(jìn)程運(yùn)行時(shí)并沒有將所有頁面裝入到內(nèi)存，在運(yùn)行過程中進(jìn)程會(huì)不斷地請求頁面，如果訪問的頁面已在內(nèi)存，就繼續(xù)執(zhí)行下去；但如果要訪問的頁面尚未調(diào)入到內(nèi)存，便請求操作系統(tǒng)將所缺頁面調(diào)入內(nèi)存，以便進(jìn)程能繼續(xù)運(yùn)行下去。頁面置換:如果請求頁面調(diào)入內(nèi)存時(shí)，分配給該進(jìn)程的頁框已用完，就無法立即裝入所請求頁面。此時(shí)，必須將進(jìn)程中的某個(gè)頁面從內(nèi)存的頁框調(diào)出到磁盤上，再從磁盤上將所請求的頁面調(diào)入到內(nèi)存的該頁框中。這個(gè)過程叫做頁面置換。4.6文件管理文件管理是操作系統(tǒng)最常見的組成部分。文件管理主要提供目錄及其文件的管理。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)行讀操作?！ぷx寫：只允許授權(quán)用戶進(jìn)行讀和寫的操作?！の臋n：允許任何用戶進(jìn)行讀寫操作。·隱藏：不允許用戶直接看到文件名。文件系統(tǒng)：是對文件進(jìn)行操作和管理的軟件，是用戶與外存之間的接口。這個(gè)系統(tǒng)將所有文件組織成目錄結(jié)構(gòu)保存在外存，一個(gè)文件對應(yīng)其中的一個(gè)目錄條。目錄條記錄有文件名、文件位置等信息。操作系統(tǒng)對文件的基本操作包括：創(chuàng)建文件、文件寫、文件讀、文件重定位、文件刪除、文件截短。對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

文件的物理結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)文件結(jié)構(gòu)分物理和邏輯結(jié)構(gòu)。其中物理結(jié)構(gòu)是文件在外存上的存儲(chǔ)組織形式，它與具體的存儲(chǔ)設(shè)備有關(guān)。文件邏輯結(jié)構(gòu)是指用戶能直接感受到的文件組織結(jié)構(gòu)，它與具體的存儲(chǔ)設(shè)備無關(guān)。無結(jié)構(gòu)文件文件的邏輯結(jié)構(gòu)有結(jié)構(gòu)文件

流式文件

順序文件

索引文件索引順序文件無結(jié)構(gòu)的流式文件：是一維的、連續(xù)的、無結(jié)構(gòu)的字符序列，可以看成是由一條無結(jié)構(gòu)的記錄組成的文件。有結(jié)構(gòu)的記錄式文件：是帶有結(jié)構(gòu)的、性質(zhì)相同的記錄的集合。順序文件：文件所包含的一系列記錄按照某種順序依次連續(xù)存儲(chǔ)。索引文件：由主文件和索引表構(gòu)成?？梢詫?shí)現(xiàn)快速訪問。(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索引表進(jìn)行排序，排序后的索引表和主文件一起就形成了索引文件。索引順序文件：順序文件和索引文件特點(diǎn)的結(jié)合。順序文件是按主關(guān)鍵字有序排列的，將順序文件的所有記錄分組，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)記錄順序查找。4.6.3

文件的訪問方式1.順序訪問方式順序訪問方式主要適合于對順序文件的訪問。其訪問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。而對寫操作，所寫的內(nèi)容總是添加到文件的尾部。順序訪問方式是基于磁帶的模型，不僅適合順序存儲(chǔ)設(shè)備(如磁盤)，對直接存儲(chǔ)設(shè)備(如磁盤)也適合。2.直接訪問方式直接訪問也稱隨機(jī)訪問，它指的是允許跳躍式地隨意存取文件中的任何記錄，而不需要任何順序限制。直接訪問是最為常見和高效的文件訪問方式。直接訪問方式是基于磁盤的模型。3.索引訪問方式在進(jìn)行文件訪問時(shí)，首先對索引文件按關(guān)鍵字進(jìn)行檢索，查找到指向數(shù)據(jù)記錄的指針，根據(jù)該指針實(shí)現(xiàn)對具體數(shù)據(jù)記錄的訪問。4.6.4

文件的目錄結(jié)構(gòu)通常，一個(gè)磁盤至少應(yīng)包含一個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)用來保存文件和目錄結(jié)構(gòu)。文件目錄的組成：每個(gè)文件有一個(gè)文件控制塊FCB，它是文件存在的標(biāo)志，存放了為管理文件所需的所有有關(guān)信息。把所有的文件控制塊組織在一起，就構(gòu)成了文件目錄，每個(gè)文件控制塊就是其中的一個(gè)目錄項(xiàng)。文件的目錄系統(tǒng)可以組織成單層目錄結(jié)構(gòu)、雙層目錄結(jié)構(gòu)、樹型目錄結(jié)構(gòu)、無環(huán)路目錄結(jié)構(gòu)和通用圖目錄結(jié)構(gòu)。樹型目錄結(jié)構(gòu)是目前使用最為廣泛的一種目錄結(jié)構(gòu)。這種目錄結(jié)構(gòu)在邏輯上的構(gòu)成是一棵樹，子目錄是樹枝，而文件是樹葉。一個(gè)用戶所擁有的子目錄位置不需要統(tǒng)一，在一個(gè)子目錄下可以再創(chuàng)建子目錄。4.7輸入／輸出系統(tǒng)管理每臺(tái)計(jì)算機(jī)都配備了許多外部設(shè)備，它們的性能和操作方式都不一樣。操作系統(tǒng)對設(shè)備(即輸入/輸出系統(tǒng))管理的主要目標(biāo)是：方便用戶使用外部設(shè)備，提高CPU和設(shè)備的利用率。4.7.1

基本概念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.控制器(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/輸出控制方式CPU通過端口對外設(shè)進(jìn)行控制的方式有以下幾種：(1)程序控制方式早期計(jì)算機(jī)采用的方式。CPU向設(shè)備控制器發(fā)出一條I/O指令啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行一個(gè)字節(jié)的輸入或輸出，然后CPU就等待I/O設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，直到一個(gè)字節(jié)傳送完畢。接下來，CPU按以上方式處理下一個(gè)字節(jié)的輸入或輸出。CPU絕大部分時(shí)間都用于循環(huán)等待及測試I/O是否完成，造成CPU資源的極大浪費(fèi)。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)備的控制器發(fā)出一條I/O命令，然后CPU立即返回繼續(xù)執(zhí)行原來的任務(wù)，設(shè)備控制器則按照命令的要求去控制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)器訪問方式引入設(shè)備DMA控制器，在其控制下，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)通道控制方式通道控制方式是DMA的發(fā)展，它把對每一塊數(shù)據(jù)的讀寫變成對一組數(shù)據(jù)塊的讀寫，可以進(jìn)一步減少CPU的干預(yù)。更大程度地提高了系統(tǒng)資源的利用率。4.7.3

I/O緩沖管理現(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)積累到一定程度時(shí)，再做批量處理。引入緩沖：(1)緩和CPU與I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾；(2)減少對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)程序與具體設(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)備具體的各種動(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)心設(shè)備的特性、I/O控制方式，這樣就實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序與設(shè)備的無關(guān)性。4.8典型操作系統(tǒng)4.8.1

UnixUnix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，難掌握。4.8.2

DOSDOS是單用戶、單任務(wù)和字符界面的HYPERLINK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。4.8.3

Windows界面圖形化，操作便捷采用多任務(wù)機(jī)制支持網(wǎng)絡(luò)功能出色的多媒體功能硬件更容易使用具有眾多應(yīng)用程序的支持4.8.4

LinuxLinux是一個(gè)免費(fèi)、源代碼開放、自由傳播、類似于Unix的操作系統(tǒng)。它既可以做各種服務(wù)器操作系統(tǒng)，也可以安裝在微機(jī)上，并提供上網(wǎng)軟件、文字處理軟件、繪圖軟件、動(dòng)畫軟件等，它除了命令操作外還提供了類似Windows風(fēng)格的圖形界面，我國自行開發(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。4.8.5MacOSMacOS是一運(yùn)行于蘋果系列微型計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)。蘋果機(jī)多用于圖形領(lǐng)域，它往往代表了潮流和時(shí)尚，代表精美的工業(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、磁帶、光盤、U盤等。而就多媒體計(jì)算機(jī)而言，媒體則是指信息載體。根據(jù)國際電信聯(lián)盟的定義，媒體可分為5種：感覺媒體、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、視頻等各種媒體在計(jì)算機(jī)統(tǒng)一管理下的有機(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)，使多種信息建立邏輯連接，集成為一個(gè)系統(tǒng)且具有交互性。7.1.2多媒體技術(shù)的發(fā)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)問世。1986年，推出光盤系統(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單的收集，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)，用戶可以根據(jù)需要來使用系統(tǒng)。關(guān)鍵技術(shù)，包括：①音頻視頻信號(hào)的獲取技術(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)處理和特技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、漢字等基本元素。2．圖形：又稱矢量圖。3．圖像：又稱位圖或像素圖。4.動(dòng)畫：采用編程或動(dòng)畫軟件創(chuàng)作的連續(xù)畫面。5.音頻：指人耳能聽到的連續(xù)變化的音波。6.視頻：動(dòng)態(tài)的影視圖像。7.1.5未來多媒體技術(shù)的發(fā)展(1)多媒體技術(shù)智能化把人工智能領(lǐng)域某些研究課題與多媒體計(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)境中通過五官和大腦的親自體驗(yàn)并參與到該虛擬環(huán)境中，可以與之交互。讓用戶感覺到如同置身于真實(shí)世界一樣，它是多媒體技術(shù)的最高境界。7.2.1

多媒體計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)(1)基本硬件設(shè)備:①光盤存儲(chǔ)器光盤存儲(chǔ)器由光盤和光盤驅(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)的基本配置。目前許多計(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還原設(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：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)提供的多媒體軟件、動(dòng)畫播放軟件、聲音播放軟件、光盤刻錄軟件等。7.3音頻信息的獲取和處理7.3.1

數(shù)字音頻基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，因而對于原聲音曲線的模擬也就越精確。主流聲卡的采樣頻率一般可分為22.05KHz、44.1KHz、48KHz三個(gè)等級，22.05只能達(dá)到FM廣播的聲質(zhì)，44.1KHz則是理論上的CD音質(zhì)界限，48KHz則更加精確一些。(2)量化—幅度上的離散量化的過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，并賦予相同的量化值。失真在采樣過程中是不可避免的，從下面兩幅圖我們可以直觀地看出，當(dāng)采用更高的采樣頻率、量化精度，就可以減少失真。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，所以一般要先對數(shù)字化的音頻信息進(jìn)行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：來源于對聲音模擬波形采樣，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：采用1:10～1:20壓縮率制作的數(shù)字音頻文件。必須經(jīng)過解壓縮才能播放，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)量優(yōu)于RA。(5)MID文件格式：是一種通過電子樂器彈奏，數(shù)字化合成的音頻文件，占用空間很小。(6)APE文件格式：是一種音頻無損壓縮格式，可壓縮到傳統(tǒng)無損格式WAV文件的一半；而在音質(zhì)上超越一般的MP3，達(dá)到和CD相同的音質(zhì)。(7)AIF文件格式：Apple計(jì)算機(jī)的音頻文件格式。7.4圖像信息的獲取和處理7.4.1

圖像與圖形的區(qū)別圖像由像素構(gòu)成，像素是組成圖像最基本的元素，每個(gè)圖像點(diǎn)用若干個(gè)二進(jìn)制位進(jìn)行描述。圖像通常用于表現(xiàn)自然景觀、人物、動(dòng)物、植物等復(fù)雜的場景。

圖形是由具有方向和長度的矢量線段構(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)行描述，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，不適于描述色彩豐富、復(fù)雜的自然影像。7.4.2

顏色的基本概念(1)顏色的基本描述彩色可用亮度、色調(diào)和飽和度來描述，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)所引起的明亮程度的感覺。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明。自然界常見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，這就是色彩學(xué)中最基本的原理——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，包含所有的色彩。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、亮分離顏色空間(YUV、HSL等)。①RGB色彩空間：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色彩空間：三基色是青、品紅和黃，簡稱為CMY，適用于彩色印刷或彩色打印。③YUV和YIQ色彩空間：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、日本采用YIQ彩色系統(tǒng)，Y仍為亮度信號(hào)，IQ表示色差信號(hào)。④HSL色彩空間: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)行處理之前必須先轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式。圖像數(shù)字化過程可分為采樣、量化和編碼。(1)采樣：圖像采樣就是對圖像在水平方向和垂直方向上等間隔地分割成矩形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)矩形網(wǎng)格稱為像素點(diǎn)。像素總數(shù)就是圖像的分辨率。(2)量化：是將采樣值劃分成各種等級，用一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)來表示采樣的值。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)表示量化的色彩值(或灰度值)所需的二進(jìn)制位數(shù)稱為量化字長。一般可用8位、16位、24位或更高的量化字長來表示圖像的顏色。(3)編碼：圖像編碼是按一定的規(guī)則，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)圖像分辨率是指打印圖像時(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)圖像的顏色深度達(dá)到或高于24bit時(shí)，其顏色數(shù)量已經(jīng)足夠多，且圖像的色彩和表現(xiàn)力非常強(qiáng)，基本上還原了自然影像，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基色分量的數(shù)值直接決定。每個(gè)基色分量占一個(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1600萬種顏色。而32位真彩色是用其中的24位描述顏色部分，另外8位記錄256級灰度，用以加強(qiáng)真彩色的質(zhì)量。7.4.6

圖像信息的獲取方法(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，是最簡單的獲取圖像的手段。(2)使用掃描儀掃描在掃描圖像時(shí)，應(yīng)根據(jù)圖像的使用場合，選擇合適的掃描分辨率。分辨率越大，圖像的細(xì)節(jié)部分越清晰，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光盤或互聯(lián)網(wǎng)上獲得。7.5.1動(dòng)畫的概念和發(fā)展歷史動(dòng)畫由多幅畫面組成，當(dāng)畫面快速連續(xù)地播放時(shí)，由于人類眼睛存在“視覺滯留效應(yīng)”而產(chǎn)生動(dòng)感。所謂“視覺滯留效應(yīng)”是指當(dāng)被觀察的物體消失后，物體仍在大腦視覺神經(jīng)中停留的時(shí)間約為1/24s。換句話說，如果每秒快速更換24個(gè)畫面或更多的畫面，那么，前一個(gè)畫面在腦海中消失之前，下一個(gè)畫面已經(jīng)映入眼簾，大腦感受的影像是連續(xù)的。7.5.2電腦動(dòng)畫電腦動(dòng)畫有兩大類，一類是幀動(dòng)畫，另一類是矢量動(dòng)畫。幀動(dòng)畫以幀作為動(dòng)畫構(gòu)成的基本單位，很多幀組成一部動(dòng)畫片。幀動(dòng)畫借鑒傳統(tǒng)動(dòng)畫的概念，一幀對應(yīng)一個(gè)畫面，每幀的內(nèi)容不同。當(dāng)連續(xù)演播時(shí)，形成動(dòng)畫視覺效果。矢量動(dòng)畫是經(jīng)過電腦計(jì)算而生成的動(dòng)畫，其畫面只有一幀，主要表現(xiàn)變化的圖形、線條、文字和圖案。矢量動(dòng)畫通常采用編程或矢量動(dòng)畫制作軟件來完成。7.5.3制作動(dòng)畫的設(shè)備和軟件制作動(dòng)畫應(yīng)盡可能采用高速CPU，足夠大的內(nèi)存容量，以及大的硬盤空間，制作三維動(dòng)畫時(shí)最好配置較高檔的顯示卡。常用的動(dòng)畫制作軟件：Flash——網(wǎng)頁動(dòng)畫軟件。3DStudioMax——三維造型和動(dòng)畫軟件。7.5.4視頻處理視頻與動(dòng)畫沒有本質(zhì)的區(qū)別。視頻來自于數(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)場景。動(dòng)畫則是借助于編程或動(dòng)畫制作軟件生成一系列景物畫面。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)畫和視頻常見的文件格式(1)GIF格式：有兩種類型，一種是固定畫面的圖像文件；另一種是多畫面動(dòng)畫文件，均采用256色。(2)SWF格式：用Flash軟件制作的動(dòng)畫文件格式。該格式的動(dòng)畫主要在網(wǎng)絡(luò)上演播，特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量小，動(dòng)畫流暢，但不能進(jìn)行修改和加工。(3)AVI格式(標(biāo)準(zhǔn))：通用的視頻文件格式。兼容好、調(diào)用方便、圖像質(zhì)量好，但缺點(diǎn)是文件體積過于龐大。(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：采用DivX編碼的AVI格式。它可把DVD視頻壓縮為原來的10%，質(zhì)量接近DVD視頻光盤的效果。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。特別適合帶寬較小的網(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。它的文件大小比DivX影片減少了近45%，而視聽覺效果與其相當(dāng)。(9)ASF格式：微軟開發(fā)的適合在網(wǎng)頁中插播的流格式視頻文件。(10)WMV：也是微軟開發(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)壓縮起源于人們對概率的認(rèn)識(shí)。當(dāng)我們對文字信息進(jìn)行壓縮編碼時(shí)，如果為出現(xiàn)概率較高的字母賦予較短的編碼，為出現(xiàn)概率較低的字母賦予較長的編碼，總的編碼長度就能縮短不少。壓縮就是去掉信息中的冗余，即保留不確定的信息，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，是因?yàn)槠渲写嬖谥哂嘈畔ⅰ?.空間冗余：圖像中的某個(gè)區(qū)域相鄰像素的顏色信息相同，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.結(jié)構(gòu)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，可以通過某一過程生成圖像。4.知識(shí)冗余：有些圖像的理解與某些基礎(chǔ)知識(shí)有相當(dāng)大的相關(guān)性。例如，人臉的圖像有固定的結(jié)構(gòu)。5.視覺冗余：是指人的視覺分辯率要低于實(shí)際圖像而產(chǎn)生的冗余。例如，人的視覺對灰度的分辯率為26，而一般圖像量化采用的灰度等級為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、預(yù)測編碼、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。

JPEG2000：JPEG的升級版，其壓縮率比JPEG高約30％左右。(2)MPEG標(biāo)準(zhǔn)：針對運(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采用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)獲得最佳圖像質(zhì)量。它的目的是用來做互聯(lián)網(wǎng)視像傳送、交互式視頻游戲，實(shí)時(shí)可視通信等。MPEG-7主要用于多媒體信息檢索服務(wù)，本質(zhì)上說就是我們常常在網(wǎng)上使用的搜索引擎，只不過它提供的是多媒體的信息查詢服務(wù)。(3)H.261視聽通信編碼H.261是國際電聯(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)，其中發(fā)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)生與發(fā)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)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化)第4階段：大型高速網(wǎng)絡(luò)階段(全球以美國為核心的高速計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)即Internet已經(jīng)形成，并迅速普及。)設(shè)備：網(wǎng)卡、雙絞線、交換機(jī)。特點(diǎn)：控制簡單、故障診斷容易、容易在網(wǎng)絡(luò)中增加新的站點(diǎn)。缺點(diǎn)是中心節(jié)點(diǎn)負(fù)擔(dān)較重。說明：該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在局域網(wǎng)中應(yīng)用最廣。(3)環(huán)型網(wǎng)絡(luò)環(huán)型網(wǎng)絡(luò)各個(gè)結(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中形成一個(gè)閉合的環(huán)，信息在環(huán)中作單向流動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的通信。說明：該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本被淘汰。(4)樹型網(wǎng)絡(luò)樹型網(wǎng)絡(luò)是星型網(wǎng)絡(luò)的一種變體，它是一個(gè)樹形層次結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?5)網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都與其他節(jié)點(diǎn)有一條專業(yè)線路相連。在上述5種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，前3種主要用于局域網(wǎng)。另外，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，特別是大型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般是上述幾種網(wǎng)絡(luò)相互連接而成，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)并沒有一個(gè)統(tǒng)一的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。8.1.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)·帶寬：網(wǎng)絡(luò)上能夠同時(shí)傳輸信息的最大容量?！r(shí)延：指一個(gè)數(shù)據(jù)分組從網(wǎng)絡(luò)的一端傳輸?shù)侥繕?biāo)端所需要的時(shí)間。

·網(wǎng)絡(luò)容量：指一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中所能容納的最大的網(wǎng)絡(luò)終端數(shù)目?！ぶС值膮f(xié)議與服務(wù)：網(wǎng)絡(luò)所支持的協(xié)議越多，則能提供的服務(wù)也越多。8.2.1網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中為進(jìn)行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。一個(gè)協(xié)議定義了通信內(nèi)容是什么，通信如何進(jìn)行以及何時(shí)進(jìn)行。相互通信的兩個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)地工作，而這種“協(xié)調(diào)”是相當(dāng)復(fù)雜的。采用“分層”的方式可將復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為若干比較易于研究和處理的局部問題。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)就是指網(wǎng)絡(luò)所劃分的各層及在這些層上所使用的協(xié)議的集合。分層是一種很有用的思想，它簡化了協(xié)議的設(shè)計(jì)，每一層完成一定的功能。網(wǎng)絡(luò)功能分層的好處是這些層次可以各司其職，由不同廠家開發(fā)的各層軟硬件設(shè)備可以配合使用。一個(gè)層次的設(shè)備更新或軟件重寫不會(huì)影響到其它層次。8.2.2

ISO

OSI/RM模型OSI是一個(gè)七層網(wǎng)絡(luò)模型，包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。每一層均有自己的一套功能集，并與緊鄰的上層和下層交互作用。需要指出的是OSI參考模型僅僅是一個(gè)為制定標(biāo)準(zhǔn)而提供的概念性框架。在所有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)參考模型中OSI參考模型和TCP/IP參考模型最重要的兩個(gè)。物理層：該層負(fù)責(zé)原始的比特流數(shù)據(jù)信號(hào)的傳送以及定義計(jì)算機(jī)和通訊設(shè)備之間的接口標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)鏈路層：負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的幀傳輸，用于建立、維護(hù)和釋放數(shù)據(jù)鏈路，以及傳輸差錯(cuò)的檢出與恢復(fù)。網(wǎng)絡(luò)層：解決的是網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間的通信問題。即無論兩臺(tái)計(jì)算機(jī)相距多遠(yuǎn)，中間相隔多少個(gè)網(wǎng)絡(luò)，這一層保障它們可以互相通信。傳輸層：作用是把數(shù)據(jù)可靠地從一方送到另一方，解決的是數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)之間傳輸?shù)馁|(zhì)量問題。該層傳送的信息單位是報(bào)文。會(huì)話層：功能包括：負(fù)責(zé)建立和終止網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸。表示層：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的表示，比如發(fā)送數(shù)據(jù)之前的加密，接收數(shù)據(jù)時(shí)的解密，中英文的翻譯等等。應(yīng)用層：該層提供網(wǎng)絡(luò)與用戶應(yīng)用軟件之間的接口服務(wù)。常用的電子郵件服務(wù)，文件傳輸服務(wù)等都是這一層提供的。例如，主機(jī)A向主機(jī)B傳送數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)用進(jìn)程要把數(shù)據(jù)逐層向下傳，經(jīng)過傳輸層后進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)層，該層將報(bào)文拆成若干IP數(shù)據(jù)報(bào)(分組)，再往下傳到數(shù)據(jù)鏈路層組成幀，然后經(jīng)物理層形成比特流進(jìn)入HYPERLINK通訊網(wǎng)絡(luò)。每層向下傳時(shí)加入該層相關(guān)控制信息，傳入主機(jī)B后再一層層地剝?nèi)タ刂菩畔?，最后完成?shù)據(jù)的傳送。在OSI的7層模型中，網(wǎng)絡(luò)層以下3層表現(xiàn)為通訊子網(wǎng)，之上的各層表現(xiàn)為資源子網(wǎng)。8.2.3TCP/IP模型TCP/IP意為傳輸控制協(xié)議/互連網(wǎng)協(xié)議。TCP/IP實(shí)際上已經(jīng)成為互連網(wǎng)通信的標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)接口層：該層由數(shù)據(jù)鏈路層和物理層合并而成，利用原有數(shù)據(jù)鏈路層和物理層標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)層：主要協(xié)議是網(wǎng)際協(xié)議IP，由它處理分組在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。傳輸層：主要為兩臺(tái)主機(jī)上的應(yīng)用程序提供有連接（TCP協(xié)議）或無連接（UDP協(xié)議）通信。應(yīng)用層：綜合了OSI應(yīng)用層、表示層、會(huì)話層的功能。8.3

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信介質(zhì)8.3.1雙絞線類型:屏蔽雙絞線（STP）；非屏蔽雙絞線（UTP）5類和超5類雙絞線是目前網(wǎng)絡(luò)布線的主流。6類雙絞線主要用于的千兆網(wǎng)上，現(xiàn)在也普遍用于局域網(wǎng)中。8.3.2同軸電纜同軸電纜用于總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲小６壳巴S電纜大多已被光纖取代。但有線電視和某些局域網(wǎng)還有使用。8.3.3光纖光纖采用非常細(xì)的石英玻璃纖維作為纖芯，外涂一層低折射率的包層和保護(hù)層。8.3.4微波微波是一種重要的無線傳輸介質(zhì)。數(shù)字微波設(shè)備所接收與傳送的是數(shù)字信號(hào)，有較好的通信品質(zhì)。8.4.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件主要包括網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備兩大類。常見的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)設(shè)備有服務(wù)器、客戶機(jī)。(1)服務(wù)器：是提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的主機(jī)，一般網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器要安裝相關(guān)的服務(wù)軟件并能被網(wǎng)絡(luò)中的其它計(jì)算機(jī)訪問。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器有文件服務(wù)器、WWW服務(wù)器、郵件服務(wù)器、通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。(2)客戶機(jī)：有時(shí)也稱為工作站，通過它可以訪問服務(wù)器上的資源。

常見的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備有網(wǎng)卡、中繼器、網(wǎng)橋、集線器、交換機(jī)、路由器等。(1)網(wǎng)絡(luò)接口卡：簡稱網(wǎng)卡，它能夠使工作站、服務(wù)器、打印機(jī)或其他節(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)接收并發(fā)送數(shù)據(jù)。全球每個(gè)網(wǎng)卡都有一個(gè)唯一的網(wǎng)卡地址(MAC)，網(wǎng)卡屬于OSI模型的物理層的設(shè)備。(2)中繼器：由于信號(hào)在傳輸過程中有衰減，中繼器作用是放大信號(hào)以使其傳輸?shù)酶h(yuǎn)一些。中繼器屬于OSI模型的物理層的設(shè)備。(3)集線器：也稱為HUB，它只是一個(gè)信號(hào)放大和中轉(zhuǎn)的設(shè)備，有多個(gè)端口連接一組工作站。集線器的基本功能是信號(hào)分發(fā)，把一個(gè)端口接收的信號(hào)向所有端口分發(fā)出去。因而容易形成數(shù)據(jù)堵塞。集線器屬于OSI模型的物理層的設(shè)備。(4)網(wǎng)橋：具有單個(gè)的輸入端口和輸出端口的設(shè)備，它像一個(gè)聰明的集線器，將兩個(gè)相似的網(wǎng)絡(luò)連接起來，并對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的流通進(jìn)行管理。網(wǎng)橋?qū)儆贠SI模型的數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備。(5)交換機(jī)：交換機(jī)又叫智能集線器或多端口網(wǎng)橋，它的每一個(gè)端口都扮演一個(gè)網(wǎng)橋的角色，即數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)發(fā)過程中具有過濾作用，在交換機(jī)內(nèi)部有一個(gè)端口與網(wǎng)卡地址對照表，它負(fù)責(zé)將每一信息包獨(dú)立地從源端口送至指定網(wǎng)卡地址的目的端口，一個(gè)端口工作時(shí)不會(huì)影響到其它端口的傳輸(例如，一個(gè)8端口的交換機(jī)理論上在同一時(shí)刻允許4對網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備交換數(shù)據(jù))，功能和效率均優(yōu)于集線器。它屬于OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，主要用于局域網(wǎng)內(nèi)部各端口間的數(shù)據(jù)交換。

交換機(jī)的最基本功能就是集中連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如服務(wù)器、工作站、路由器、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等），共同構(gòu)成星形網(wǎng)絡(luò)。(6)路由器：主要用于互連局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)互相通信。在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，信息從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，有一個(gè)選擇最佳路徑進(jìn)行通信的問題，這個(gè)最佳路徑由路由器提供。路由器屬于OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備。(7)網(wǎng)關(guān)：是最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，主要用于連接差別非常大的異種網(wǎng)絡(luò)，與路由器相比，網(wǎng)關(guān)主要工作在OSI的傳輸層以上。網(wǎng)關(guān)按功能可分為以下三類：①協(xié)議網(wǎng)關(guān)。能夠?qū)蓚€(gè)網(wǎng)絡(luò)中的使用不同傳輸協(xié)議

的數(shù)據(jù)進(jìn)行相互翻譯轉(zhuǎn)換。②應(yīng)用網(wǎng)關(guān)。是為特定應(yīng)用而設(shè)置的網(wǎng)關(guān)，如各種常見的代理服務(wù)器。③安全網(wǎng)關(guān)。是使用防火墻技術(shù)設(shè)置的網(wǎng)關(guān)，對本地網(wǎng)具有安全保護(hù)作用。網(wǎng)關(guān)是硬件和軟件的結(jié)合產(chǎn)品，既可以是帶網(wǎng)關(guān)功能的路由器，也可以是運(yùn)行在服務(wù)器、微機(jī)或大型機(jī)上的網(wǎng)關(guān)軟件，也可以是專業(yè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備。8.4.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)主要包括有：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議；網(wǎng)絡(luò)工具軟件；網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件8.5

Internet技術(shù)8.5.1Internet概述(1)Internet產(chǎn)生在90年代以前，Internet的使用一直僅限于研究與學(xué)術(shù)領(lǐng)域。1991年，美國的三家公司分別開始經(jīng)營自己的網(wǎng)絡(luò)，于是出現(xiàn)了Internet商業(yè)化服務(wù)提供商，從此世界各地?zé)o數(shù)企業(yè)及個(gè)人紛紛涌入Internet，由此帶來Internet發(fā)展史上一個(gè)飛躍。1997年10月10日，美國政府在此基礎(chǔ)上提出下一代Internet計(jì)劃。(2)Internet在中國到目前為止，我國已建成了包括中國長城互聯(lián)網(wǎng)、中國聯(lián)通網(wǎng)、中國移動(dòng)通訊網(wǎng)、中國網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)、中國對外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易網(wǎng)等10個(gè)全國范圍的公用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。8.5.2網(wǎng)絡(luò)IP地址為了使計(jì)算機(jī)相互識(shí)別并進(jìn)行通信，每臺(tái)連入互聯(lián)網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)都有一個(gè)“號(hào)碼”，這個(gè)“號(hào)碼”稱為該計(jì)算機(jī)的因特網(wǎng)地址，由于這個(gè)地址是在IP協(xié)議中定義并由該協(xié)議處理的，因此通常稱為IP地址。IP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議族中最為核心的協(xié)議，它是網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議。在TCP/IP中，IP地址是一個(gè)很基本的概念，是理解網(wǎng)絡(luò)通信的一個(gè)重要基礎(chǔ)。

8.5.3Internet接入方式從用戶的角度看，將計(jì)算機(jī)接入Internet的最基本的方式有三種：通過局域網(wǎng)接入、電話線接入、有線電視電纜接入。另外，還可以通過無線方式接入。用戶一般是通過ISP接入Internet的。(1)電話撥號(hào)上網(wǎng)PSTN（公用電話交換網(wǎng)）：即“撥號(hào)接入”，就是指通過普通電話線上網(wǎng)。有根電話線，再加個(gè)MODEM就行了。由于MODEM的帶寬只有最快56Kbps，限制了其使用范圍，一般適合于有直拔電話的家庭臨時(shí)上網(wǎng)使用。(2)ISDN撥號(hào)上網(wǎng)ISDN即綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(一線通)，可同時(shí)打電話與上網(wǎng)，僅能提供128Kbps的傳輸速率。(3)ADSL撥號(hào)上網(wǎng)不對稱數(shù)字用戶網(wǎng)絡(luò)?？商峁┥闲?40Kbps到1Mbps，下行1Mbps到8Mbps的網(wǎng)速，用戶需要安裝的ADSL設(shè)備包括：ASDLModem、濾波器，主機(jī)需要安裝網(wǎng)卡。ADSL上網(wǎng)方式：a、虛擬撥號(hào)上網(wǎng)用戶在電腦上運(yùn)行一個(gè)專用客戶端軟件，當(dāng)通過身份驗(yàn)證時(shí)，獲得一個(gè)動(dòng)態(tài)的IP，即可連通網(wǎng)絡(luò)。b、專線方式如果你申請ADSL是為了能自己做主頁，讓別人來瀏覽，你可以申請固定IP地址的上網(wǎng)方式，但上網(wǎng)費(fèi)用會(huì)高一些。虛擬拔號(hào)對于上網(wǎng)時(shí)不懂如何保護(hù)自己電腦的人更適合，因?yàn)樯暇W(wǎng)時(shí)的IP是不固定的，那么也防止有些人通過查找你的固定IP而攻擊你。(4)LAN專線上網(wǎng)這是一種基于高速光纖局域網(wǎng)技術(shù)的接入方式，用戶的計(jì)算機(jī)連接到某個(gè)局域網(wǎng)(如校園網(wǎng))上，成為該局域網(wǎng)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。然后再將局域網(wǎng)通過主干網(wǎng)專線連接到Internet上。(5)有線寬帶上網(wǎng)Cabel－Modem是廣電系統(tǒng)普遍采用的接入方式，有線電視網(wǎng)光纜天然就是一個(gè)高速寬帶網(wǎng)，可以提供上行8M、下行30M的理論接入速率。(6)無線上網(wǎng)無線接入技術(shù)可以分為固定接入(無線局域網(wǎng))和移動(dòng)接人(無線廣域網(wǎng)GSM、CDMA)兩大類。無線局域網(wǎng)上網(wǎng)需要電腦有無線網(wǎng)卡，周圍有無線路由器AP開放。無線廣域網(wǎng)上網(wǎng)分移動(dòng)GPRS和聯(lián)通CDMA兩種。只要在有手機(jī)信號(hào)的地方就可以上網(wǎng)。8.6.1域名系統(tǒng)域名:為方便記憶而為計(jì)算機(jī)進(jìn)行命名。與IP地址作用同，但便于記憶。(通常95%的個(gè)人用戶入網(wǎng)后由ISP提供一個(gè)動(dòng)態(tài)IP地址，沒有域名)域名系統(tǒng)DNS:完成域名向IP地址的轉(zhuǎn)換。是由若干個(gè)域名服務(wù)器程序完成的。域名解析就是將域名翻譯成IP地址的過程。8.6.2WWW服務(wù)WWW服務(wù)是在Internet上最熱門的服務(wù)之一，它已成為很多人在網(wǎng)上查找、瀏覽信息的主要手段，具有強(qiáng)大的信息連接功能。(1)Web(萬維網(wǎng))所謂WWW(WorldWideWeb)，也稱或Web，是建立在客戶機(jī)/服務(wù)器模型之上，以HTML語言和HTTP協(xié)議為基礎(chǔ)，能夠提供面向各種Internet服務(wù)的信息瀏覽系統(tǒng)。萬維網(wǎng)的工作方式:WWW是基于客戶機(jī)/服務(wù)器方式工作的。客戶機(jī)與服務(wù)器各自完成不同的功能，其中：①瀏覽器。是一種安裝在客戶端專門用于定位和訪問Web信息，獲取相關(guān)資源的導(dǎo)航工具。通過瀏覽器，除了可以訪問WWW資源空間的信息外，還可以訪問包括Telnet、FTP、電子郵件等全部的Internet資源。②WWW服務(wù)器(又稱Web服務(wù)器)。存放有網(wǎng)頁，即瀏覽器中所看到的畫面?？蛻舫绦蛳蚍?wù)器程序發(fā)出請求，服務(wù)器程序向客戶程序送回客戶所要的網(wǎng)頁文檔。(2)URL(統(tǒng)一資源定位符)也稱為Web地址或網(wǎng)址。一個(gè)完整的URL包含三個(gè)部分：第一部分使用的是通訊協(xié)議；第二個(gè)部分是服務(wù)器的名稱或IP地址；第三是部分是網(wǎng)頁或文件的文件名。三者組合起來，就是完整的URL。例如:http://主機(jī)全名[：端口號(hào)]/文件路徑/文件名ftp://用戶名@服務(wù)器域名/目錄文件telnet://服務(wù)器域名例：/Softlib/大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)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)發(fā)展歷史上的重要人物和思想1、法國物理學(xué)家帕斯卡(1623-1662)：在1642年發(fā)明了第一臺(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)，用專用的鐵筆來撥動(dòng)轉(zhuǎn)輪以輸入數(shù)字。2、德國數(shù)學(xué)家萊布尼茨：在1673年發(fā)明了機(jī)械式乘除法器。基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、英國數(shù)學(xué)家巴貝奇：1822年，在歷經(jīng)10年努力終于發(fā)明了“差分機(jī)”。它有3個(gè)齒輪式寄存器，可以保存3個(gè)5位數(shù)字，計(jì)算精度可以達(dá)到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)看來是紙上談兵的簡單機(jī)器，隱含了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中“存儲(chǔ)程序”的基本思想。半個(gè)世紀(jì)以來，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、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件組成；應(yīng)采用二進(jìn)制簡化機(jī)器的電路設(shè)計(jì)；采用“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，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)仍然是“馮·諾依曼計(jì)算機(jī)”。2、電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程1、1946年2月由賓夕法尼亞大學(xué)研制成功的ENIAC是世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)?！罢Q生了一個(gè)電子的大腦”致命缺陷：沒有存儲(chǔ)程序。2、電子技術(shù)的發(fā)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、服務(wù)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)是一種能按照事先存儲(chǔ)的程序，自動(dòng)、高速地進(jìn)行大量數(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、具有邏輯判斷能力5、按照程序自動(dòng)運(yùn)行應(yīng)用領(lǐng)域：科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、過程與實(shí)時(shí)控制、人工智能、計(jì)算機(jī)輔助設(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)發(fā)展趨勢：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)兩大部分組成·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、摸得著的部件總和?！ぼ浖到y(tǒng)是指為了充分發(fā)揮硬件系統(tǒng)性能和方便人們使用硬件系統(tǒng)，以及解決各類應(yīng)用問題而設(shè)計(jì)的程序、數(shù)據(jù)、文檔總和，它們在計(jì)算機(jī)中體現(xiàn)為一些觸摸不到的二進(jìn)制狀態(tài)，存儲(chǔ)在內(nèi)存、磁盤、閃存盤、光盤等硬件設(shè)備上。1.3.1

信息技術(shù)概念信息是一種知識(shí)，是接受者事先不知道不了解的知識(shí)。數(shù)據(jù)是信息的載體。數(shù)值、文字、語言、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)電話廣播電視、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)、信息服務(wù)業(yè)以及國民經(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、知識(shí)密集型、人才密集型的產(chǎn)業(yè)。信息技術(shù)教育包括：·

對信息科學(xué)的理解·

對信息應(yīng)用的實(shí)踐能力·

對信息社會(huì)的認(rèn)識(shí)和態(tài)度第二章

計(jì)算機(jī)信息基礎(chǔ)2.1.1

數(shù)制的概念位權(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)部分除