第1章計算機基礎知識

第1章計算機基礎知識

。1.1計算機概述

。1.2計算機入門

。1.3個人計算機入門

。1.4多媒體計算機入門

。1.5計算機病毒

o1.6數(shù)制與編碼

1.1計算機概述

01.1.1計算機的發(fā)展

1946年2月15日，世界上第一臺電子計算機ENIAC

（ElectronicNumericalIntegratorAnd

Calculator,電子數(shù)字計算機）在美國賓夕法尼亞大學誕

生了。ENIAC是為計算彈道和射擊而設計的，主要元件是電

子管，每秒鐘能完成5000次加法、300多次乘法運算，比

當時最快的計算工具快300倍。EN1AC有幾間房間那么大，

占地170平方米，使用了1500個繼電器，18800個電子

管，重達30多噸，每小時耗電150千瓦，耗資40萬美元，

真可謂“龐然大物”。至今人們公認，ENIAC的問世標志了

計算機時代的到來，它的出現(xiàn)具有劃時代的意義。

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1.1計算機概述

從1946年美國人成功地制造第一臺數(shù)字電子計算機

（ENIAC）至今，計算機的發(fā)展經(jīng)歷了如下4代。

o1.第1代為電子管時代（1946—1958年）

o2.第2代為晶體管時代（1959—1964年）

o3.第3代為集成電路時代（1965—1970年）

o4.第4代為大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路時代（1970年至今）

說明：計算機發(fā)展簡史是計算機等級考試的一個考點,

有70%的考試概率，要求記憶一些有意思的時間點和事件。

如第一臺計算機、計算機的4代分類等。

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1.1計算機概述

o1.1.2計算機的特點

計算機具有存儲容量大、運算速度快、運算精度高、程

序自動化控制、邏輯推理和判斷能力強、應用領域廣等主要

特點。

O1,運算速度快

O2.運算精度高

o3,存儲容量大

o4.具有邏輯判斷能力

o5.具有自動控制能力

o6.通用性強

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1.1計算機概述

O1.1.3計算機的分類

目前，國際上根據(jù)計算機的性能指標和應用對象，將計

算機分為巨型機、小巨型機、大型機、小型機、工作站、微

型機。

O1.巨型機

o2.大型機

o3.小型機

o4.工作站

o5.微型機

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1.1計算機概述

計算機的種類很多，可以用不同的標準來劃分和分類，

表」列舉了幾種不同的分類方法。

說明：計算機的分類是計算機等級考試的一個考點，有

20%的考試概率，要求在區(qū)分計算機類別的基礎上重要識記分

類的依據(jù)，如按性能分、按結(jié)構(gòu)分等。

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表1—1計算機的分類

摧字長掖原理掩域構(gòu)歸CPU

出陽計W機■■8檢機敷印機單片機285

專用H口機KWID機16位機懊抬機單板機38b

小未計?機32位機；'--?1名E片機48b

找咱11。機M般M專做機Pcntiuiri

工保站

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1.1計算機概述

o1.1.4計算機的應用

隨著微處理器和微型計算機的出現(xiàn)以及計算機網(wǎng)絡的發(fā)

展，計算機的應用已經(jīng)遍及科學技術、工業(yè)、交通、財貿(mào)、

農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事以及人們?nèi)粘Ｉ畹雀鱾€方面。從解

決數(shù)學難題到譜寫樂曲，從宇宙飛船的上天到電子游戲機，

從軍事指揮系統(tǒng)到電冰箱的自動控制，從銀行自動取款機到

電視、電影中的特技畫面，從氣象預報到機器人，到處都可

以看到計算機的應用蹤跡。計算機廣泛而深入的應用正在對

人類的社會生產(chǎn)、經(jīng)濟發(fā)展，乃至家庭生活和教育等各個方

面產(chǎn)生深遠的影響。

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1.1計算機概述

從計算機所處理的數(shù)據(jù)類型這個角度來看，計算機的應

用原則上應該分成科學計算（數(shù)值應用）和非數(shù)值應用兩大

類。后者包含過程控制、信息處理、計算機輔助設計、計算

機輔助制造、計算機輔助教學、生活應用等，其應用范圍遠

遠超過前者。

O1.科學計算

O2.過程控制

o3.信息處理

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1.1計算機概述

O4.計算機輔助工程：

(1)計算機輔助設計(ComputerAidedDesign,CAD)

(2)計算機輔助制造(ComputerAidedManufacturing,

CAM)

o5.人工智能

o6.電子商務

止匕外，計算機還在文化教育、娛樂等方面有著廣泛的應

用。

說明：計算機應用是計算機等級考試的一個考點，有

60%)的考試概率，要求重點識記，同時CAD、CAKCAM等的

意義要求記憶。

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1.2計算機入門

O1.2.1計算機系統(tǒng)

一個完整的計算機系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)（簡稱硬件）和軟

件系統(tǒng)（簡稱軟件）兩大部分。

硬件是指組成計算機的所有物理設備，我們稱為“裸

機”，簡單地說就是看得見、摸得著的東西，包括計算機的

輸入設備、輸出設備、存儲器、CPU等。

軟件是指在硬件設備上運行的程序、數(shù)據(jù)及相關文檔的

總稱。軟件以文件的形式存放在軟盤、硬盤、光盤等存儲器

上，一般包括程序文件和數(shù)據(jù)文件兩類。程序軟件按照功能

的不同，通常分為系統(tǒng)軟件和應用軟件兩類。

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1.2計算機入門

O：!■硬件的相對局限性

一臺計算機一旦組裝完畢，計算機的速度以及其他功能

就隨之確定。

o2.軟件的無限擴張性

計算機完成某項工作實際上是執(zhí)行預先編好的程序。通

過不斷編出新的更好的程序，使計算機做更多的事。

說明：計算機系統(tǒng)構(gòu)成是計算機等級考試的一個考點，

有90%）的考試概率。主要是記憶理解計算機的整體構(gòu)成。

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1.2計算機入門

O1.2.2計算機硬件系統(tǒng)

1944年，美籍匈牙利數(shù)學家馮?諾依曼提出了計算機基

本結(jié)構(gòu)和工作方式的設想，為計算機的誕生和發(fā)展提供了理

論基礎。時至今日，盡管計算機軟硬件技術飛速發(fā)展，但計

算機本身的體系結(jié)構(gòu)并沒有明顯的突破。當今的計算機仍屬

于馮?諾依曼體系結(jié)構(gòu)，即由5大部分組成：輸入設備、輸出

設備、存儲器、運算器和控制器，其中運算器和控制器又合

稱為中央處理器（CPU）。一個完整的微型計算機系統(tǒng)包括硬

件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分，如圖1—1所示。

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圖1—1計算機系統(tǒng)的組成

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1.2計算機入門

計算機的硬件結(jié)構(gòu)可以用圖v表示。其中的“總線”

是條電通路，通過它將計算機的各部分相互連接，并且所有

的信息交換都必須通過總線實現(xiàn)。

o1.輸入設備

輸入設備主要用于向計算機輸入信息。人是通過眼看、

耳聽接受外部信息，從而決定下一步的行動的。讓計算機做

什么也必須給出相應命令，而計算機是通過輸入設備來接受

人發(fā)出的命令。常用的輸入設備有：鍵盤、鼠標、軟盤驅(qū)動

器、硬盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、麥克風、攝像頭、掃描儀等。

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圖1—2計算機的硬件結(jié)構(gòu)

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1.2計算機入門

o2.輸出設備

輸出設備的主要功能是將計算機處理的結(jié)果顯示和打印

出來。不管讓計算機做什么，它必須將最終結(jié)果以某種方式

送出，讓人們能看到或使用它。常用的輸出設備有：顯示器、

打印機、軟盤驅(qū)動器、硬盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、繪圖儀、

音箱、耳機等。

o3.存儲器

計算機也被稱為“電腦”，雖不夠確切，但也能說明一

些道理。計算機可以像人腦一樣“記住”東西，完成此功能

的器件稱為存儲器。計算機的存儲器是計算機的記憶和存儲

部件，主要用于保存信息。存儲器分為內(nèi)存儲器和外存儲器。

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1.2計算機入門

1)內(nèi)存儲器

內(nèi)存儲器又稱主存儲器，簡稱內(nèi)存，用來存放CPU正在

運行的程序和數(shù)據(jù)，大多采用半導體材料制成。內(nèi)存的特點

是容量小、速度快、直接和CPU交換信息、斷電后數(shù)據(jù)丟失。

內(nèi)存儲器基本分為兩種：只讀存儲器ROM(ReadOnly

Memory)和隨機存儲器RAM(RandomAccessMemory)0

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1.2計算機入門

2）外存儲器

外存儲器又稱輔助存儲器，簡稱外存，外存是用來存放

需要長時間保存的數(shù)據(jù)的部件，主要由磁介質(zhì)構(gòu)成，常見的

外存有磁盤、磁帶、光盤及可移動類存儲設備。

磁盤包括軟盤和硬盤兩種，軟盤因容量小、易損壞、使

用不方便等，逐漸被可移動類存儲器（如U盤、移動硬盤等）

取代?？梢苿宇惔鎯ζ鞑捎冒雽w材料制成，使用新興的USB

接口技術，使用、攜帶方便，容量也越來越大，如移動硬盤

的容量幾乎追上了普通硬盤的容量，因此被廣大電腦用戶普

遍使用。

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1.2計算機入門

3）存儲器的相關術語

?位（bit）：表示一位二進制信息，可存放一個0或1,位是計

算機中存儲信息的最小單位。

?字節(jié)（Byte）：是計算機中存儲器的一個存儲單元，由8個二

進制位組成。字節(jié)（B）是存儲容量的基本單位。常用的容量

單位有B（字節(jié)）、KB（千字節(jié)）、MB（兆字節(jié)）、GB（吉字

節(jié)）、TB（太字節(jié)），它們之間的換算關系是：

1KB=21OB=1O24B

1MB=21OKB=22OB

1GB=21OMB=23OB

1TB=21OGB=24OB

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1.2計算機入門

?字：由若干個字節(jié)組成，是信息處理的單位。

?讀/寫操作：保存信息到存儲單元的操作稱作“寫”操作，從

存儲單元中獲取信息的操作稱作“讀”操作，“讀”、“寫”

時一般都以字節(jié)為單位?！白x”操作不會影響存儲單元中的

信息，“寫”操作將新的信息取代存儲單元中原有的信息。

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1.2計算機入門

O4.CPU

中央處理器(CentralProcessingUnit)簡稱CPU,中

央處理器包括運算器和控制器兩個部件，它是計算機系統(tǒng)的

核心。CPU和內(nèi)存儲器構(gòu)成了計算機的主機。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(shù)

據(jù)的加工處理。計算機的所有操作，如鍵盤的輸入、顯示器

的顯示、打印機的打印、結(jié)果的計算等都是在CPU的控制下進

行的。

1)控制器

控制器是整個計算機的神經(jīng)中樞，用來協(xié)調(diào)和指揮整個

計算機系統(tǒng)的操作，它本身不具有運算功能，而是通過讀取

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1.2計算機入門

各種指令，并對其進行翻譯、分析，而后對各部件作出相應

的控制。它主要由指令寄存器、譯碼器、程序計數(shù)器、時序

電路等組成。

計算機系統(tǒng)各個部件在控制器的控制下協(xié)調(diào)地進行工作,

具體如下：

?控制器控制輸入設備將數(shù)據(jù)和程序從輸入設備輸入到內(nèi)存儲

器。

?在控制器指揮下，從存儲器取出指令送入控制器。

?控制器分析指令，指揮運算器、存儲器執(zhí)行指令規(guī)定的操作。

?運算結(jié)果由控制器控制，送到存儲器保存或送到輸出設備輸

出。

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1.2計算機入門

2）運算器

運算器主要完成各種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ALU

（ArithmeticalLogicUnit）、寄存器組組成。算術邏輯

部件主要完成對二進制數(shù)的加、減、乘、除等算術運算和與、

或、非等邏輯運算以及各種移位操作；寄存器組一般包括累

加器、數(shù)據(jù)寄存器等，主要用來保存參加運算的操作數(shù)和運

算結(jié)果，狀態(tài)寄存器則用來記錄每次運算結(jié)果的狀態(tài)，如結(jié)

果是零還是非零、是正還是負等。

運算器的主要工作是數(shù)據(jù)處理（運算）和暫存運算數(shù)據(jù)。

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1.2計算機入門

O1.2.3計算機工作過程

馮?諾依曼在1946年提出了關于計算機組成和工作方式

的基本設想?？梢院喴馗爬橐韵氯c：

?計算機應包括運算器、存儲器、控制器、輸入和輸出設備五

大基本部件。

?計算機內(nèi)部應采用二進制來表示指令和數(shù)據(jù)。每條指令一般

具有一個操作碼和一個地址碼。其中操作碼表示運算性質(zhì)，

地址碼指出操作數(shù)在存儲器中的地址。

?將編好的程序送入內(nèi)存儲器中，然后啟動計算機工作，計算

機無須操作人員干預，能自動逐條取出指令和執(zhí)行指令。

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1.2計算機入門

O1.地址的概念

整個內(nèi)存被分成若干個存儲單元，每個存儲單元一般可

存放8位二進制數(shù)（如按字節(jié)編址）。每個存儲單元可以存放

數(shù)據(jù)或程序代碼。為了能有效地對該單元內(nèi)存儲的內(nèi)容進行

操作，每個單元都給出了一個唯一的編號來標志，即地址。

o2.指令的概念

指令是指計算機執(zhí)行特定操作的命令。一條指令包括操

作碼和地址碼兩部分。操作碼指出該指令完成操作的類型，

地址碼指出參與操作的數(shù)據(jù)和操作結(jié)果存放的位置。

o3.程序、編程、執(zhí)行程序

計算機工作過程并不是很復雜，因為它只有有限個完成

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1.2計算機入門

固定功能的指令，它能做的事就是執(zhí)行指令。人們讓計算機

做某件事，就必須根據(jù)此件事的需要將指令按一定的順序編

排好，然后讓計算機把編排好順序的指令從頭到尾逐條執(zhí)行,

這就是計算機做此事的全過程。按一定順序編排好的指令稱

為“程序”，編排指令順序的過程稱為“編程”，計算機做

某事的過程也就是“執(zhí)行程序”的過程。

o4.程序的執(zhí)行順序

要計算機執(zhí)行程序，首先應將程序送往內(nèi)存里，CPU從

內(nèi)存中按順序取指令然后執(zhí)行，再根據(jù)執(zhí)行結(jié)果取下一條指

令然后執(zhí)行，反復進行這一過程，直至程序執(zhí)行完畢。由此

可見，程序的執(zhí)行順序不一定是按照它們的先后位置順序

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1.2計算機入門

（物理順序）執(zhí)行，而是按照前一條指令的執(zhí)行結(jié)果決定下

一條應該執(zhí)行的指令而順序（邏輯順序）執(zhí)行。

o5.計算機的工作過程

如圖—所示計算機的工作過程就是程序指令在CPU的

控制下逐條執(zhí)行的過程，可以描述如下：

（1）由輸入設備（如鍵盤）在CPU的控制下，通過總線將編好

的程序輸入內(nèi)存中。當然，如果程序已經(jīng)存在于輸入設備

（如硬盤）中，則可以是將其從輸入設備（如硬盤）上調(diào)入

內(nèi)存。

（2）CPU從內(nèi)存中通過總線，順序（邏輯順序）取出并執(zhí)行指

令。

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1.2計算機入門

(3)在執(zhí)行指令的過程中，有關的輸出結(jié)果通過總線，將在顯

示器上顯示，此時用戶看到計算機正在工作。

(4)通過輸出設備將最終的結(jié)果加以輸出，如顯示器顯示、打

印機打印、硬盤保存。

說明：計算機硬件是計算機等級考試的一個重要考點，

有100%的考試概率，對存儲器來說要求掌握存儲器、內(nèi)存、

外存的概念、分類(RAM、ROM要重點理解)，以及各自的特

點、容量、讀寫等；對CPU來說要求掌握CPU的組成、運算器

和控制器的功能等；對輸入、輸出設備來說要求掌握定義、

功能及如何區(qū)分等。

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圖1一3計算機的工作原理

注：-表示數(shù)據(jù)信息流

，?表示控制信息流向

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1.2計算機入門

O1,2.4操作系統(tǒng)

O1.操作系統(tǒng)的概念

操作系統(tǒng)(OperatingSystem,OS)是管理計算機所有

硬件和軟件資源的程序集合。操作系統(tǒng)是最基本的系統(tǒng)軟件,

是系統(tǒng)軟件的核心，它負責組織計算機各部分協(xié)調(diào)工作，為

用戶提供操作和編程界面，可以說沒有操作系統(tǒng)計算機就無

法工作。常見的操作系統(tǒng)有CP/M、DOS、Windows>UNIX、

Linux、0S/2>NetWare等。

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1.2計算機入門

o2.操作系統(tǒng)的功能

操作系統(tǒng)包括如下五個方面的功能。

1）存儲器管理

2）處理器管理

3）設備管理

4）文件管理

5）作業(yè)管理

o3.操作系統(tǒng)的分類

根據(jù)使用環(huán)境和對作業(yè)處理方式的不同，操作系統(tǒng)一般

可分為批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)、單

用戶操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)6類。

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1.2計算機入門

o1.2?5計算機語言

構(gòu)成自然語言（如漢語、英語等）的基本要素之一是單

詞，由單詞可以構(gòu)成語句，每一個語句都有確切含義。同樣,

任何一種計算機語言都有它的語句，每一個語句的功能都是

確切的。也就是說，人和人打交道需用一種語言，人和計算

機打交道也需用一種語言——計算機語言。常見的計算機語

言包括機器語言、匯編語言和高級語言。

O1.機器語言

o2.匯編語言

o3.高級語言

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1.2計算機入門

O1.2?6語言處理程序

語言處理程序由編輯處理、語言處理和裝配連接處理三

部分組成。編輯處理是指計算機通過編輯程序?qū)⑷藗兙帉懙?/p>

源程序輸入計算機，可以方便地使用戶對源程序進行編輯

（包括添加、刪除、修改）等操作。

語言處理是指將源程序轉(zhuǎn)換成機器語言的形式，以便計

算機能夠運行。這一轉(zhuǎn)化是由翻譯程序來完成的。翻譯程序

又統(tǒng)稱為語言處理程序。翻譯程序有匯編程序、編譯程序和

解釋程序三種。

用任何一種語言的語句按一定的語法規(guī)則編排就可以構(gòu)

成一個程序，而計算機能夠接受的只能是機器語言，所以

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1.2計算機入門

執(zhí)行非機器語言編寫的程序必須首先翻譯成機器語言，完成

這種翻譯工作的程序稱為翻譯程序。把翻譯的對象稱為源程

序，編寫源程序的語言稱為源語言；翻譯的結(jié)果稱為目標程

序，相應的語言稱為目標語言。

依據(jù)源語言的不同，相應的翻譯程序又有不同的名稱。

當源語言為匯編語言時，對應的翻譯程序稱為匯編程序；當

源語言為高級語言時，對應的翻譯程序稱為編譯程序。

實際上，高級語言所寫的程序的執(zhí)行有兩種方式：一種

是編譯方式，它通過編譯程序?qū)⒃闯绦蚍g為機器語言程序

然后再執(zhí)行；另一種是解釋方式，它通過解釋程序?qū)⒃闯绦?/p>

動態(tài)地逐條翻譯為機器代碼，翻譯一條執(zhí)行一條。

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1.2計算機入門

經(jīng)過匯編或編譯后生成的目標程序通常不能直接運行，

目標程序可能需要調(diào)用一系列內(nèi)部函數(shù)、外部過程和庫函數(shù)

或其他程序模塊，這就需要裝配連接程序?qū)⑷康哪繕顺绦?/p>

塊、和系統(tǒng)庫連接起來，使其成為一個可調(diào)入內(nèi)存運行的程

序模塊，這種程序模塊稱為可執(zhí)行程序。

系統(tǒng)軟件除了操作系統(tǒng)和語言處理程序外，還有各種服

務性程序，如機器的調(diào)試、故障檢查和診斷程序、殺毒程序

等；各種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，如SQLSever、Oracle.

Informix、FoxPro等。

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1.2計算機入門

o1.2.7應用軟件

應用軟件是為解決各種實際問題而編制的計算機應用程

序及其有關資料的總稱，又分為應用軟件包和用戶自定義軟

件兩類。

O1.應用軟件包

主要有以下幾種：

?用于科學計算方面的數(shù)學計算軟件包、統(tǒng)計軟件包。

?辦公軟件（如金山Office、MicrosoftOffice等）。

?圖像和動畫處理軟件（如Photoshop、3DsMAX等）。

?輔助類和控制類軟件（如CAI教學軟件、CAD設計軟件、過程

控制軟件等）。

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1.2計算機入門

O2.用戶自定義軟件

是用戶根據(jù)自己的需要，通過應用軟件包開發(fā)出來的，

適合自身使用特點的軟件，通常不具備通用性，如學籍管理

軟件、工資管理軟件等。

說明：計算機軟件系統(tǒng)的分類是計算機等級考試的一個

考點，有100%考試概率，主要是一些軟件類別的識別，學生

應該掌握哪些是系統(tǒng)軟件，哪些是應用軟件；計算機語言的

種類、特點、編譯等。

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1.3個人計算機入門

O1.3.1個人計算機發(fā)展

最早比較有影響的個人計算機是蘋果計算機，它采用的

是Motorola公司生產(chǎn)的M6502微處理器。接著，計算機生產(chǎn)巨

頭IBM公司推出了個人計算機的標志性產(chǎn)品——IBMPC/XT,

它采用的是Intel公司生產(chǎn)的8088微處理器。IBM公司此舉使

Intel公司的微處理器后來幾乎主宰了整個個人計算機市場。

IBM推出IBMPC/XT的同時，推出了相應的操作系統(tǒng)軟件——

IBM-DOSo也正是在同一個時期，冒出了許多生產(chǎn)PC的小廠家,

都采用Intel的微處理器生產(chǎn)和IBMPC/XT兼容的個人計算機。

它們中有一些后來變成了生產(chǎn)PC的大廠商。就在這一個時期，

微軟(Microsoft)公司產(chǎn)生了，它把IBM-DOS操作系統(tǒng)作了

改進，推出MS-DOS操作系統(tǒng)，供兼容機使用。

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1.3個人計算機入門

當Intel公司推出80386微處理器時，它的功能和速度已

有很大的提高。由于IBM公司想推出自己的微處理器，沒有及

時推出使用80386微處理器的個人計算機。這給其他廠家一個

極大的機會，他們迅速推出使用80386微處理器的計算機并很

快占領了市場，使IBM公司在個人計算機市場失去了“領頭羊”

的地位。同時，由于市場的激烈競爭使得PC的價格不斷下降。

各軟件公司針對PC開發(fā)的軟件越來越豐富，使得PC被廣泛用

于科研、教學和辦公自動化等，并逐步走向家庭。Intel公司

之后又相繼推出80486、奔騰（Pentium）、PentiumII>

PentiumllRPentiumlV系列的微處理器。在這一時期，經(jīng)過

競爭產(chǎn)生了許多新的個人計算機大廠商，如HP、DELL、Acer、

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1.3個人計算機入門

聯(lián)想等。微軟公司在這一時期得到了飛速發(fā)展，先后推出操

作系統(tǒng)MS-DOS3.0、MS-DOS6.0、MS-DOS6.2、MS-DOS

6.22以及Windows3.0>Windows95、Windows98>Windows

2000、WindowsXP等，并且得到了市場認可，成為世界上最

大的軟件公司。

在過去20多年中，個人計算機使用的CPU芯片平均每兩

年集成度增加一倍，處理速度提高一倍，價格卻降低一半。

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1.3個人計算機入門

01.3.2個人計算機的性能指標

O1.字長

字長(Word)是CPU能夠直接處理二進制的位數(shù)，標志

著計算機處理數(shù)據(jù)的精度。同時字長與指令長度相對應，因

而也代表了指令系統(tǒng)功能的強弱以及處理數(shù)據(jù)的速度。字長

是評價計算機的最主要的性能指標。在其他指標相同時，字

長越大計算機處理數(shù)據(jù)的速度就越快。

由于字長是由CPU決定的，而同期的CPU字長通常是相同

的，所以往往被忽視。如目前Intel的Pentium、AMD的

Athlon都是64位的CPU。早期的個人計算機的字長有過8位、

16位和32位。

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1.3個人計算機入門

01.3.2個人計算機的性能指標

o2.運算速度

計算機的運算速度通常指平均運算速度，即每秒鐘所能

執(zhí)行的指令條數(shù)，一般用百萬條指令每秒（Million

InstructionPerSecond,MIPS）作單位。

運算速度是衡量計算機性能的一項重要指標。通常所說

的計算機運算速度（平均運算速度），是指每秒鐘所能執(zhí)行

的指令條數(shù)，一般用“百萬條指令/秒”來描述。同一臺計算

機，執(zhí)行不同的運算所需時間可能不同，因而對運算速度的

描述常采用不同的方法。常用的有CPU時鐘頻率（主頻）、每

秒平均執(zhí)行指令數(shù)（ips）等。微型計算機一般采用主頻來描

述運算速度,例如，Pentium/133的主頻為133MHz,

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1.3個人計算機入門

PentiumIH/800的主頻為800MHz,Pentium41.5G的主頻

為1.5GHzo一般說來，主頻越高，運算速度就越快。主頻的

單位用Hz、MHz、GHz等表示，1GHz=103MHZ=109Hz。

最早的個人計算機主頻為4.7MHz,現(xiàn)在Intel公司和

AMD公司CPU的主頻已在3GHz左右。

o3.內(nèi)存容量

任何程序和數(shù)據(jù)的存取都要通過內(nèi)存，內(nèi)存容量的大小

反映了存儲程序和數(shù)據(jù)的能力，從而反映了信息處理能力的

強弱。存儲容量越大，運行軟件的速度越快。內(nèi)存儲器容量

的大小反映了計算機即時存儲信息的能力。隨著操作系統(tǒng)的

升級，應用軟件的不斷豐富及其功能的不斷擴展，人們對計

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1.3個人計算機入門

算機內(nèi)存容量的需求也不斷提高。

內(nèi)存的性能指標如下：

1）存儲容量

2）存儲器的可靠性

3）性能價格比

o4.存取周期

存取周期是指對內(nèi)存儲器完成一次完整的讀或?qū)懖僮魉?/p>

需的時間。存取周期越短，則存取速度越快。

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1.3個人計算機入門

O1.3.3個人計算機基本結(jié)構(gòu)

個人計算機的基本結(jié)構(gòu)特點是開放式設計。它充分考慮

到個人購買時的不同要求，預留了很多標準接口和擴充槽，

可以方便地連接不同的設備。

個人計算機有相對統(tǒng)一的標準，在這個相對統(tǒng)一的標準

下，計算機生產(chǎn)的分工也越來越細，如生產(chǎn)CPU的企業(yè)專門生

產(chǎn)CPU,生產(chǎn)硬盤的企業(yè)專門生產(chǎn)硬盤等。個人計算機的裝配

就像搭積木一樣非常方便。

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1.3個人計算機入門

O1.3.4個人計算機基本組成

個人計算機由主板、CPU、內(nèi)存、硬盤、光盤驅(qū)動器、

軟盤驅(qū)動器、顯示器、各種適配器（卡）、鍵盤、鼠標、音

箱、機箱、打印機、調(diào)制解調(diào)器等組成。如圖1—4所示。

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圖1-4微機硬件系統(tǒng)的基本組成

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1.3個人計算機入門

O1.主板

主板(MainBoard)又稱為系統(tǒng)板(SystemBoard)或

母板(MotherBoard),是裝在主機箱中的一塊最大的多層

印刷電路板(圖1-5),主板的中心任務是維系CPU與外部設

備之間的協(xié)同工作，使之不出差錯。主板上面分布著構(gòu)成微

機主系統(tǒng)電路的各種元器件和接插件。盡管它的面積不同，

但基本布局和安裝孔位都有嚴格的標準，使其能夠方便地安

裝在任何標準機箱中。主板的性能不斷提高而面積并不增大,

主要原因是采用了集成度極高的專用外圍芯片組和非常精細

的布線工藝。

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圖1一5主板

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1.3個人計算機入門

o2.CPU

目前廣泛使用的個人計算機，其CPU芯片主要是由Intel

公司、AMD公司和VIA公司生產(chǎn)的。Intel的主要產(chǎn)品有奔騰、

賽揚、至強、安騰系列，AMD的主要產(chǎn)品有速龍、閃龍、皓龍

系列，VIA的主要產(chǎn)品有C3、C7系列。其中Intel公司在市場

上占有的份額最大，影響也最大。

CPU內(nèi)部可分為控制單元、邏輯單元和存儲單元三大部

分。這三大部分相互協(xié)調(diào)，進行分析、判斷、運算并控制計

算機各部分協(xié)調(diào)工作，是整個微機系統(tǒng)的核心。

CPU的性能指標直接決定了由它構(gòu)成的微機系統(tǒng)的性能

指標。CPU的主要性能指標包括字長和時鐘頻率（主頻）。

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1.3個人計算機入門

1）字長

字長是指微機能直接處理的二進制信息的位數(shù)。人們通

常所說的16位機、32位機就是指該微機中的CPU可以同時處理

16位、32位的二進制數(shù)據(jù)。早期有代表性的IBMPC/XT、IBM

PC/AT與28期采用的CPU都是16位CPU,386、486及后來的

Pentium等采用的CPU都是32位CPU,Intel推出的Inanium

（安騰）和AMD推出的K8則為64位CPU,如圖1—6所示。

2）主頻

主頻是決定微處理器性能優(yōu)劣的另一個重要指標。一般

說來，主頻越高，CPU處理數(shù)據(jù)的速度越快。現(xiàn)在常用的計算

機的主頻有2.4GHz、3.2GHz、4.4GHz、6.0GHz等。

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圖1—6CPU

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1.3個人計算機入門

3）外頻

CPU外頻是指外部系統(tǒng)總線的工作頻率，是主板為CPU提

供的基準時鐘頻率，而且目前的絕大部分電腦系統(tǒng)中，外頻

也是內(nèi)存與主板之間的同步運行頻率。

4）一級高級緩存（LICache）

它是封閉在CPU內(nèi)部的高速緩存，用于暫時存儲CPU運算

時的部分指令和數(shù)據(jù)，容量單位一般為KB。

5）二級高級緩存（L2Cache）

一般與CPU封裝在一起，可以提高內(nèi)存和CPU之間的數(shù)據(jù)

交換頻率，提高計算機的總體性能。

6）指令集

指令集是指CPU能夠執(zhí)行的全部指令的集合。

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1.3個人計算機入門

O3.內(nèi)存

隨著集成電路集成度的提高，同樣容量的內(nèi)存體積越來

越小?，F(xiàn)在內(nèi)存都是做成條狀的電路板，稱為內(nèi)存條，它可

以直接插在主板上，如圖1—7所示。

除內(nèi)存外，位于內(nèi)存和CPU之間還有一組高速暫存寄存

器（Cache）,用于存儲CPU經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)，使CPU能以較快

的速度訪問數(shù)據(jù)。Cache分為兩種：一種集成在CPU內(nèi)部，工

作速度是CPU的一半，大小由CPU型號決定；另一種在主板上,

工作速度與內(nèi)存相同，大小由主板型號決定。

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圖1—7內(nèi)存條

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1.3個人計算機入門

o4.適配器（卡）

適配器是一個控制電路，由它控制一個設備和計算機的

連接。適配器經(jīng)常被制作成卡狀，可以插入擴充槽，也稱為

適配卡。所有的設備（如硬盤、光盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、

顯示器、打印機、音箱）與計算機的連接，包括計算機與計

算機之間的連接都需要適配器。

o5.硬盤、光盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器和U盤

硬盤、光盤驅(qū)動器是個人計算機必選的外存儲器，如圖

1—8和圖1—9所示。軟盤和軟驅(qū)配套使用，軟盤最常見的是

3.5英寸軟盤，容量為1.44MB（圖1—10）oU盤是新推出的

一種外存儲器，如圖1—H所示。

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圖1—8硬盤外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)

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圖1—9光盤驅(qū)動器

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圖1—10軟驅(qū)及軟盤

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圖1—11U盤

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1.3個人計算機入門

o6.顯示器和打印機

顯示器是個人計算機必選的輸出設備，主要有陰極射線

管(CathodeRayTube,CRT)顯示器和液晶顯示器(Liquid

CrystalDisplay,LCD)兩類。LCD的優(yōu)勢是輕便、低輻射。

選擇CRT顯示器的主要標準是屏幕尺寸、顯像管品牌以及帶寬。

打印機主要有激光打印機、針式打印機和噴墨打印機，

優(yōu)缺點各異，可以根據(jù)個人情況加以選擇。

o7.鍵盤和鼠標

鍵盤和鼠標是個人計算機必選的輸入設備。鍵盤經(jīng)歷了

101鍵和104鍵的演變，現(xiàn)在常見的104鍵在原來101鍵的基礎

上增加了3個Windows按鍵，接口包括ATX和早期的AT接口。

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1.3個人計算機入門

O8.音箱

音箱通常在多媒體計算機中和聲卡配套使用，實現(xiàn)音頻

信號的輸出。主要分為雙聲道和多聲道兩大類。

o9.調(diào)制解調(diào)器

調(diào)制解調(diào)器是可選設備，當計算機需要通過電話線路連

接Internet時，就必須配備調(diào)制解調(diào)器。調(diào)制器負責將計算

機向外要傳送的信息（數(shù)字信號）轉(zhuǎn)變成能用電話線傳送的

形式（模擬信號），解調(diào)器負責把用電話線傳送來的信息

（模擬信號）轉(zhuǎn)變成計算機能接受的形式（數(shù)字信號）。調(diào)

制器和解調(diào)器通常被制作為一個整體，稱為調(diào)制解調(diào)器。

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1.3個人計算機入門

說明：微型計算機的系統(tǒng)構(gòu)成是計算機等級考試的一個

考點，有90%的考試概率。主要要求學生掌握微機的硬件構(gòu)成、

主要性能指標等。

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1.4多媒體計算機入門

o1.4.1多媒體計算機的概念

20世紀90年代是多媒體技術迅猛發(fā)展的時代，多媒體技

術是一門融合了微電子技術、計算機技術、通信技術、數(shù)字

化聲像技術、高速網(wǎng)絡技術和智能化技術于一體的綜合的高

新技術。它的出現(xiàn)為人們展現(xiàn)出一個豐富多彩的視聽世界，

隨著多媒體技術應用不斷地發(fā)展和深化，必將對人類工作、

生活的各個領域和思想觀念上產(chǎn)生巨大的作用。

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1.4多媒體計算機入門

O1.媒體

媒體(Media)在計算機領域中主要有兩種含義，一是

指用以存儲信息的實體，如磁帶、磁盤、光盤、光磁盤、半

導體存儲器等；二是指用以承載信息的載體，如數(shù)字、文字、

聲音、圖形、圖像、動畫等。在多媒體技術中，媒體是后一

種含義。

o2.多媒體

多媒體(Multimedia)是指多種信息載體的表現(xiàn)形式和

傳遞方式，就是用多種媒介方法傳遞信息。其中“多”指多

種媒體的表現(xiàn)、多種感官的作用、多種的設備、多學科的交

叉、多領域的應用；“媒體”指人與客觀世界的中介，如傳

遞知識的文字、圖形、動畫、圖像、聲音等。

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1.4多媒體計算機入門

o3.多媒體的基本元素

1）文本

2）圖形

3）圖像

4）動畫

5）音頻

6）視頻

o4.多媒體計算機

多媒體計算機（MultimediaPersonalComputer,MPC）

是能對文本、聲音、圖形、圖像、動畫、視頻等多種媒體進

行獲取、編輯、存儲、處理、加工和表現(xiàn)的一種計算機系統(tǒng)。

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1.4多媒體計算機入門

O5.多媒體技術

多媒體技術是處理文字、圖像、圖形、動畫、音頻、視

頻等多種信息的綜合技術，包括各種媒體的處理和信息壓縮

技術、多媒體計算機系統(tǒng)技術、多媒體數(shù)據(jù)庫技術、多媒體

通信技術及多媒體人機界面技術等。

o6.多媒體的特點

1）集成性

2）交互性

3）實時性

4）多樣性

5）數(shù)字化

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1.4多媒體計算機入門

。1.4.2多媒體計算機的組成

完整的多媒體計算機系統(tǒng)由多媒體硬件平臺、多媒體操

作系統(tǒng)、圖形用戶界面和支持多媒體開發(fā)的應用軟件4部分組

成。

一個多媒體計算機系統(tǒng)最基本的硬件是聲卡、光盤驅(qū)動

器、顯卡。在個人計算機上加上聲卡、顯卡和光盤驅(qū)動器，

就構(gòu)成了目前所謂的多媒體計算機。當然，在實際應用中，

還應配置必要的其他硬件設備（如攝像機、掃描儀、觸摸屏、

打印機、影碟機、音響設備等）以及相應的軟件，才能構(gòu)成

一個多媒體系統(tǒng)。

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1.4多媒體計算機入門

。1.4.3多媒體計算機的應用

多媒體技術的應用領域非常廣泛，幾乎遍布各行各業(yè)以

及人們生活的各個角落。由于多媒體技術具有直觀、信息量

大、易于接受和傳播迅速等顯著的特點，因此多媒體應用領

域的拓展十分迅速。近年來，隨著國際互聯(lián)網(wǎng)的興起，多媒

體技術也應用到國際互聯(lián)網(wǎng)上，并隨著網(wǎng)絡的發(fā)展和延伸，

不斷地成熟和進步。

目前，多媒體技術的應用主要在如下幾個方面。

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1.4多媒體計算機入門

O1.信息管理

多媒體信息管理的內(nèi)容是多媒體與數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，用計

算機管理數(shù)據(jù)、文字、圖形、靜態(tài)圖像和聲音資料。利用多

媒體技術，把人事資料、文件、圖紙、照片、錄音、錄像等

通過掃描儀、錄音機和錄像機等設備輸入計算機，存儲于光

盤。在數(shù)據(jù)庫技術支持下，通過計算機進行放音、放像和顯

示等，實現(xiàn)資料的查詢。

O2.宣傳廣告

多媒體系統(tǒng)聲像圖文并茂，在宣傳廣告效果上有特殊的

優(yōu)勢。制作廣告節(jié)目要用專門的多媒體節(jié)目制作軟件工具。

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1.4多媒體計算機入門

o3.教育與訓練

多媒體在教育上的應用，實質(zhì)上是通過多媒體系統(tǒng)閱讀

電子書刊、演放教育類的多媒體節(jié)目。多媒體技術是傳統(tǒng)計

算機輔助教學軟件的表現(xiàn)手段，從文字、圖形和動畫擴展成

聲音、動態(tài)圖像，并具有極為強大的交互能力，便于學生自

己調(diào)整進度，達到因材施教的效果。

o4.演示系統(tǒng)

演示系統(tǒng)是指諸如在博物館等場合用計算機向觀眾介紹

各種知識，并把立體聲、圖形、圖像、動畫等結(jié)合起來。

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1.4多媒體計算機入門

o5.咨詢系統(tǒng)

如旅游、郵電、交通、商業(yè)、金融、證券、賓館咨詢等,

利用多媒體系統(tǒng)提供高質(zhì)量的無人咨詢服務。

o6.多媒體電子出版物

利用CD-ROM的大容量存儲介質(zhì)，代替各種傳統(tǒng)出版物，

特別是各種手冊、百科全書、年鑒、音像、辭典等電子出版

物。

o7.多媒體通信

多媒體計算機技術在通信工程中應用，如可視電話、視

頻會議系統(tǒng)等。

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1.5計算機病毒

o1.5.1計算機病毒的概念

O1.什么是計算機病毒

計算機病毒是一段人為編制、有破壞性的計算機程序或

代碼，通過非法入侵而隱藏在程序或數(shù)據(jù)文件中，當計算機

運行時，它可以把自身精確復制或有修改地復制到其他程序

體內(nèi)，不僅能夠破壞計算機系統(tǒng)的正常運行，而且還具有很

強的傳染性。這種現(xiàn)象如同生物體感染了病毒一樣，具有傳

染和破壞的特性。但生物上的病毒是天然存在的，而計算機

病毒卻是人為的產(chǎn)物。

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1.5計算機病毒

o2.計算機病毒的特點

1）傳染性

2）破壞性

3）隱蔽性

4）潛伏性

5）寄生性

6）激發(fā)性

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1.5計算機病毒

O3.計算機病毒的分類

?計算機病毒按傳染方式和目標可分為如下5類。

1）引導型病毒

2）文件型病毒

3）混合型病毒

4）宏病毒

5）網(wǎng)絡病毒

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1.5計算機病毒

?按照計算機病毒鏈接方式分類。

按照計算機病毒鏈接方式的不同，可將病毒分為源碼型

病毒、嵌入型病毒、外殼型病毒和操作系統(tǒng)型病毒。

?按照破壞性分類。

按照破壞性可分為良性病毒、惡性病毒、極惡性病毒、

災難性病毒等。

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1.5計算機病毒

o1.5.2計算機病毒的檢測與防治

O1.計算機病毒的傳播途徑

1）通過可移動存儲設備傳播

如通過軟盤、光盤、U盤等傳播。

2）通過硬盤傳播

將帶毒的機器帶到其他地方使用或維修時傳播。

3）通過計算機網(wǎng)絡進行傳播

大多是通過電子郵件傳播。

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1.5計算機病毒

o2.計算機病毒的預防

(1)重點保護的機器做到專機、專人、專盤、專用。

(2)對于系統(tǒng)中的重要數(shù)據(jù)要定期與不定期地進行備份。

(3)用殺毒軟件對計算機系統(tǒng)定期檢查。

(4)定期升級操作系統(tǒng)和殺毒軟件。

(5)不要用軟盤啟動，這樣可防止引導型病毒的感染。

(6)在任何情況下，應保留一張寫保護的、無病毒的系統(tǒng)啟動

盤，用于清除病毒和維護系統(tǒng)。

(7)嚴禁在存有重要數(shù)據(jù)的計算機上玩游戲。

(8)尊重知識產(chǎn)權，不隨意復制、使用來歷不明及未經(jīng)安全檢

測的軟件。

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1.5計算機病毒

(9)安裝、設置防火墻，對計算機和網(wǎng)絡實行安全保護，盡可

能阻止病毒侵入。

(10)將單機系統(tǒng)或服務器中去掉不必要的協(xié)議，如去掉系統(tǒng)

中的遠程登錄Telnet、NetBIOS等服務協(xié)議。

(11)不要隨意下載來路不明的可執(zhí)行文件，不要隨意打開來

路不明的E-mail,尤其不要執(zhí)行郵件附件中攜帶的可執(zhí)行文

件。

(12)禁用WindowsScriptingHost(WSH),以防求職信

(Klez)及其變種病毒的攻擊。

(13)使用QQ聊天軟件時，不要輕易打開陌生人傳來的頁面鏈

接，以防^W321eave.Worm"之類的HTML網(wǎng)頁陷阱的攻擊。

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1.5計算機病毒

o3.計算機病毒的主要癥狀

計算機病毒在傳播和潛伏期，常常會有以下癥狀出現(xiàn)：

(1)經(jīng)常出現(xiàn)死機和重啟動現(xiàn)象。

(2)系統(tǒng)啟動速度時間比平常長。

(3)讀寫磁盤時嘎嘎作響并且讀寫時間變長，有時還出現(xiàn)

“寫保護”的提示。

(4)有規(guī)律地出現(xiàn)異常畫面或信息。

(5)打印出現(xiàn)問題。

(6)可用存儲空間比平常小。

(7)程序或數(shù)據(jù)神秘地丟失了。

(8)磁盤上的可執(zhí)行文件變長或變短，甚至消失。

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1.5計算機病毒

(9)某些設備無法正常使用。

(10)鍵盤輸入的字符與屏幕反射顯示的字符不同。

(11)文件中無故多了一些重復或奇怪的文件。

(12)網(wǎng)絡速度變慢或者出現(xiàn)一些莫名其妙的連接。

(13)電子郵箱中有不明來路的信件。這是電子郵件病毒的

癥狀。

(14)喇叭發(fā)出怪音、蜂鳴聲或演奏音樂。

(15)內(nèi)存空間變小，原來可運行的文件無法裝入內(nèi)存。

一旦出現(xiàn)以上情況，則表明計算機可能染上了病毒，需

要作進一步的病毒診斷。

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1.5計算機病毒

o4.計算機病毒的檢測和清除

一旦發(fā)現(xiàn)計算機染上病毒后應及時清除，清除病毒的方

法有兩種：一是使用手工清除，二是使用殺毒軟件清除。

目前常用的殺毒軟件有瑞星殺毒軟件、江民殺毒軟件、

金山毒霸、卡巴斯基、諾頓殺毒軟件等。

說明：計算機病毒及其防治是計算機等級考試的一個考

點，有100%的考試概率。主要要求學生理解病毒的本質(zhì)、病

毒的特點和病毒的類型，預防病毒的手段以及殺毒軟件的作

用等。

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1.6數(shù)制與編碼

人們在生產(chǎn)實踐和日常生活中，創(chuàng)造了多種表示數(shù)的方

法，這些數(shù)的表示規(guī)則稱為數(shù)制，也稱為進位制或記數(shù)制。

例如，人們常用的十進制，鐘表計時中使用的1小時等于60分、

1分等于60秒的六十進制。計算機領域中通常所使用的數(shù)制有

4種:二進制(Binary)、八進制(Octal)、十進制

(Decimal)和十六進制(Hexadecimal)。

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1.6數(shù)制與編碼

O1.6.1關于數(shù)制的幾個概念

O1.基數(shù)

一個計數(shù)制所包含的數(shù)字符號的個數(shù)稱為該數(shù)制的基數(shù)，

用R表小o

?十進制（Decimal）：任意一個十進制數(shù)可用0、1、2、3、4、

5、6、7、8、9十個數(shù)字符號表示，它的基數(shù)R=10。

?二進制（Binary）：任意一個二進制數(shù)可用0、1兩個數(shù)字符

號表示，其基數(shù)R=2。

?八進制（Octal）：任意一個八進制數(shù)可用0、1、2、3、4、5、

6、7八個數(shù)字符號表示，它的基數(shù)R=8。

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1.6數(shù)制與編碼

?十六進制(Hexadecimal)：任意一個十六進制數(shù)可用0、1、

2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F十六個數(shù)字符

號表示，它的基數(shù)R=16。

為區(qū)分不同數(shù)制的數(shù)，約定對于任一R進制的數(shù)N,記作:

(N)Ro如(1010)2、(703)8、(AE05)16分別表示二進

制數(shù)1010、八進制數(shù)703和十六進制數(shù)AE05。不用括號及下標

的數(shù)，默認為十進制數(shù)，如256。人們也習慣在一個數(shù)的后面

加上字母D(十進制)、B(二進制)、0(八進制)、H(十

六進制)來表示其前面的數(shù)用的是什么進位制，如1010B表示

二進制數(shù)1010,AEO5H表示十六進制數(shù)AE05。

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1.6數(shù)制與編碼

o2.位權

任何一個磁制的數(shù)都是由一串數(shù)碼表示的，其中每一

位數(shù)碼所表示的實際值大小，除數(shù)字本身的數(shù)值外，還與它

所處的位置有關。該位置上的基準值就稱為位權（或稱位

值）。位權用基數(shù)那，次嘉表示。對于破制數(shù)，小數(shù)點前第

一位的位權為小數(shù)點前第二位的位權為Rl小數(shù)點后

第1位的位權為Tri小數(shù)點后第2位的位權為火一2,依此類推。

假設一個磁制數(shù)具有M立整數(shù)，加位小數(shù)，那么其位權

為R，，其中，二-勿?Z7-/。

顯然，對于任一磁制數(shù)，其最右邊數(shù)碼的位權最??；

最左邊數(shù)碼的位權最大。

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1.6數(shù)制與編碼

o3.按權展開

類似十進制數(shù)值的表示，任一R進制數(shù)的值都可表示為:

各位數(shù)碼本身的值與其所在位位權的乘積之和。例如：

十進制數(shù)256.16的按位權展開為：

256.16=2x1()2+5X101+6x10。d-lxio1+6xW2

二進制數(shù)101.01的按位權展開為：

101.01=1x22+0x21+1x2°+0x2-i+1XW2

八進制數(shù)307.4的按位權展開為：

307.4=3x82+0x81+7x80+4x8」

十六進制數(shù)F2B的按位權展開為：

F2B=15xl62+2xl6i+llxl60

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