计算机基础第7章

第7章计算机和计算机基础知识本章主要介绍以下内容:计算机的分类及发展趋势。计算机系统的组成。计算机硬件和软件的概念。多媒体计算机计算机病毒的特点、主要症状、预防、检测与清除。计算机的数值和码制。7.1计算机和计算机系统

7.1.1计算机1．什么是计算机“计算机”实际是一种电子机器，是一种能对各种数字化信息进行处理的信息处理机。2．电子计算机的分代通常把计算机的发展分成四代第一代计算机。从1945年至1958年，主要是以用电子管为基本电子器件，体积大、耗电量大，运算速度慢，稳定性差。第二代计算机。从1958年至1964年，主要是以晶体管为基本电子器件，体积小、耗电量少，运算速度和稳定性明显提高。计算机在商业领域有了应用。7.1.1计算机（3）第三代计算机。从1964年至二十世纪70年代中期，主要是以中小规模集成电路为基本电子器件，体积更小，运算速度更快。计算机开始进入中小企业，扩大了普及程度。（4）第四代计算机。从二十世纪70年代中期至今，主要是以大规模和超大规模集成电路为基本电子器件，并且电路集成度正以飞快的速度向前发展，大约每两三年就会提高一代。目前一块集成电路芯片上可以集成几千万个晶体管。7.1.1计算机3．计算机的发展趋势根据目前的情况，计算机将继续向巨型化、微型化、网络化和智能化方向发展。巨型化。巨型化是指发展高速度、功能强和超大储存容量的巨型计算机，不断提高计算机的性能，以适应解决更加复杂的问题。巨型计算机也称为超级计算机，主要应用在天文、地理、气象和核武器等高尖端科学领域。微型化。微型化是指发展体积小、使用方便和灵巧的微型计算机。进一步拓宽计算机的应用领域。目前，微型计算机主要适用于家庭、娱乐、商业和办公等领域。网络化。网络化是指将不同地域的计算机通过通信线路连接而成的一个大规模的计算机网络系统，使计算机的资源得以充分的发挥。网络化是人类进入信息社会的重要标志，随着计算机网络技术的不断发展，计算机网络在我们生活中份量将会越来越重。智能化。智能化是指发展具有人智能的计算机。智能化将使得人与计算机之间更加容易沟通，智能计算机能够听懂人的语言、模拟人的感觉、行为和思维方式等。7.1.1计算机4．计算机的应用计算机自问世以来，被广泛地应用于社会的各个领域，并且不断呈上升和扩展的趋势。目前计算机的应用可以概括为以下几个方面。科学计算信息处理自动控制办公自动化（OA—OfficeAutomatic）计算机辅助系统网络通信人工智能7.1.1计算机5．计算机和信息处理“数据”和“信息”这两个词具有不同的含义。“数据”是一些未经加工的“事实”，一旦加工成有意义的形式后，就变成了“信息”。例如，下面是一些与汽车性能有关的测试数据：共驾驶了多少公里，时速是多少和使用了多少公升汽油。以这些原始数据为基础，通过适当的计算，便可获得有用的信息：该车的每百公里综合油耗是多少升、该车的最高时速是多少。“信息”必须是完整、准确、相关和及时的。信息系统用来处理相关数据，生成需要的信息，并保证信息能及时传到正确的用户手中。7.1.2计算机系统1．冯·诺依曼计算机在研制名为“电子数字积分器和计算器”（埃尼亚克ENIAC，ElectronicNumericalIntegratorandCalculator）的过程中，世界著名数学家冯·诺依曼（Von-Neumann，美籍匈牙利人）博士首先提出了计算机内存储程序的概念，并与莫尔小组合作设计了人类第一台具有内部存储程序功能的电子离散变量自动计算机（埃德瓦克EDVAC，ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer）这台计算机有两个特点：一是用二进制数模拟开关电路的两种状态，计算机要执行的指令和需要处理的数据都用二进制数表示；二是把指令和数据存储到计算机的内部，使计算机能够按照事先存储的程序自动执行，免去了机外编程的麻烦。EDVAC由控制器、运算器、存储器和输入、输出设备五部分组成，以运算器为中心，由控制器控制，采用二进制存储和运算，指令由操作码和地址码组成，程序在存储器中顺序存储、顺序执行。冯·诺依曼提出的计算机存储程序的概念和计算机硬件基本结构的思想，奠定了计算机发展的基础，现代计算机仍保留这些工作原理和特征，因此我们常称冯·诺依曼为“计算机之父”，把发展至今的整个四代计算机称为“冯氏计算机”或“冯·诺依曼机”7.1.2计算机系统2．计算机系统的组成计算机系统由两大部分组成:计算机的硬件系统软件系统硬件（Hardware）是指组成计算机的所有看得见、摸得着的装置。如CPU芯片、键盘、硬盘驱动器、软盘驱动器、显示器、打印机等，均是由电子元器件组成。7.1.2计算机系统从硬件规模上，计算机可以分为:巨型机大型机中型机小型机微型机但是由于硬件技术的飞速发展，不同时期的机型不能相提并论。7.1.2计算机系统一个完整的计算机系统的组成可以用图7-1描述。图7-1计算机系统的基本组成7.1.3计算机的硬件系统计算机的硬件系统一般由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五大部分组成。如图7-2所示。图7-2计算机结构示意图7.1.3计算机的硬件系统1．存储器（Memory）存储器是用来保存程序和数据的。存储器又分为主存储器和外存储器两部分。主存储器又称内存储器，简称内存。内存储器又分为两类:一种是随机存取存储器RAM（RandomAccessMemory）一种是只读存储器ROM（ReadOnlyMemory）计算机运行时，既可以从RAM中读出信息，也可以向RAM中写入信息。RAM是短期存储器，只要关闭计算机的电源，RAM中的信息将全部丢失。ROM是长期存储器，信息不会因为计算机关闭电源而丢失。ROM中的信息只能读出不能写入即“只读存储器”。ROM一般用于存放系统专用的程序和数据。外存储器用来扩充存储器容量和存放“暂时不用”的程序和数据。外存储器的容量远大于内存储容量，但它存取信息的速度要比内存慢许多。常用的外存储器有磁带、磁盘、光盘。7.1.3计算机的硬件系统2．控制器控制器是计算机的神经中枢和指挥中心。它按照程序指挥计算机完成一定的功能。根据用户下达的加工处理指令，按时间的先后顺序，负责向其它各部件发出控制信号，并保证各部件协调一致地工作。它主要由指令寄存器、译码器、程序计数器、操作控制器等组成。3．运算器运算器是对信息进行加工和处理的主要部件。它能完成算术与逻辑运算。运算器由加法器（Adder）和补码器（Complement）等组成。运算器和控制器一起称为CPU（CentralProcessingUnit）即中央处理器。7.1.3计算机的硬件系统4．输入设备输入设备与输出设备建立了人与计算机间的联系。输入设备的作用是把程序和数据信息转换成计算机中的电信号，存入计算机中。常用的输入设备有键盘、鼠标、光笔等。5．输出设备输出设备是将计算机内部需要输出的信息以文字、数据、图形等人们能够识别的方式显示或打印出来。常用的输出设备有显示器和打印机。内存储器、运算器、控制器合在一起称为计算机的主机。输入设备、输出设备和外存储器统称为外部设备（简称外设）。7.1.3微型计算机的硬件系统1．微型计算机简介微型计算机也就是通常我们所说的PC机，即个人计算机。它产生于20世纪70年代末。微型计算机采用的是具有高集成度的器件，不仅体积小、重量轻、价格低、结构简单，而且操作方便、可靠性高。从基本的硬件结构上看，微型计算机和其它的计算机没有本质的区别。计算机的核心是处理器（Processor），也叫中央处理单元（CPU），微型计算机的核心是微处理器（Microprocessor）。从外观上看，微型计算机的基本硬件包括主机、显示器、键盘、鼠标。主机箱中还包括主板、硬盘存储器、软盘存储器、光盘存储器、电源和插在主板I/O总线扩展槽上的各种系统功能扩展卡。微型计算机还可以包括其它一些外部设备，如打印机、绘图仪等。7.1.3微型计算机的硬件系统2．微处理器（1）微处理器的结构微处理器是利用超大规模集成电路技术，把计算机的CPU部件集成在一小块芯片上，形成一独立的部件。微处理器中包括如下部件：运算器、控制器、寄存器、时钟发生器和内部总线等。有的微处理器中还包含存储器，如高速缓冲存储器Cache。7.1.3微型计算机的硬件系统微处理器是微型计算机的核心，它的性能代表了计算机的性能。衡量微处理器性能的主要指标之一是字长。微处理器中每个字包含的二进制位数叫字长。字是计算机信息交换、加工、存储的基本单元。一个字由一个字节或若干字节构成。微处理器的字长有8位、16位、32位和64位。字长越长，运算精度就越高，处理能力越强。微处理器的另一个重要性能指标是主频。主频是指微处理器的工作时钟频率，在很大程度上，它决定了微处理器的运行速度。主频越高，微处理器的运算速度也越快。主频通常用MHz（兆赫兹）表示。7.1.3微型计算机的硬件系统（2）总线计算机中连接各部件的公共线束称为总线（Bus）。计算机各部件之间的信息均是通过总线进行传送的。由于计算机处理的是二进制数据，所以总线也是用来传送二进制数据的，将一次传输信息的位数称为总线宽度。总线的分类方法有如下三种。第一种方法是根据所处的位置将总线分为内部总线和外部总线。内部总线是微处理器芯片内各部件的连线，外部总线是指计算机系统中各部分之间的连线。第二种方法是按传送方式将总线分为并行总线和串行总线。并行总线是指能同时传送二进制数所有位的总线，串行总线是指串行传送二进制数的总线。第三种方法是根据传送的内容将总线分为数据总线、地址总线和控制总线。数据总线用来传送数据信息，是CPU同各部件交换信息的通路。数据总线的宽度与计算机的字长相同，如32位的CPU芯片，数据总线的宽度为32位。7.1.3微型计算机的硬件系统（3）外存储器在微型计算机中，信息存储在外存储器上。外存储器主要有:硬盘存储器软盘存储器光盘存储器移动存储器7.1.3微型计算机的硬件系统软盘存储器软盘存储器由软盘驱动器（简称软驱）和软磁盘组成。软盘存储器是微型计算机的主要辅助存储设备。常用的软盘驱动器大小为3.5英寸、容量为1.44MB。硬盘存储器硬盘存储器由硬盘片、硬盘驱动器及适配卡组成。硬盘片和硬盘驱动器简称为硬盘（HardDisk）。硬盘的存储容量和存取速度都比软盘存储器要大得多，是计算机的主要外部存储设备。硬盘按其盘片直径大小可分为5.25、3.5、2.5、1.8英寸等多种规格。硬盘的一个主要性能指标是硬盘的存储容量。硬盘的另一个性能指标是硬盘的速度。7.1.3微型计算机的硬件系统光盘存储器光盘存储器由光盘（CD-ROM）驱动器和光盘组成。CD-ROM驱动器是专为光盘配套的驱动器设备，它是只读型的驱动器。光盘驱动器的大小为5.25英寸。光盘驱动器按照安装方式可分为:内置式外置式7.1.3微型计算机的硬件系统光盘驱动器按照数据传输速率可分为单倍速、双倍速、4倍速、8倍速、16倍速、24倍速、32倍速、48倍速和52倍速等，它们的数据传输率分别为150kb/s、300kb/s、600kb/s、900kb/s、1.2Mb/s、2.4Mb/s、3.6Mb/s、4.8Mb/s及7.6Mb/s。光盘存储器的优点:光盘还不易受到外界磁场的干扰，所以光盘的可靠性高，信息保存的时间长。在正常室温下，光盘盘片可保存100年之久。光盘的存储容量大，一张5.25英寸光盘可存储650兆字节的信息。7.1.3微型计算机的硬件系统根据光盘的性能不同，可分为:只读型光盘（CD-ROM）:只读型光盘是由厂家预先写入数据或程序，出厂后用户只能读取，用户不能写入和修改。一次写入型光盘和可擦除型光盘:一次写入型光盘允许用户一次写入多次读出。可擦除型光盘集中了软磁盘和硬磁盘的优势。既可以读信息，也可将记录的信息擦去再重新写入信息。它的存储能力大大超过软磁盘和硬磁盘。根据光盘的大小可分为：8英寸、5.25英寸、4.75英寸和3.5英寸等。我们最常见的光盘大小是5.25英寸。采用数字通用光盘DVD（DigitalVersatileDisc）存储时所占的物理空间要小于CD-ROM，但存储和读取资料的容量却大得多。第一张单面DVD-ROM有4.7GB的容量，大约是标准CD-ROM的7倍，现在DVD-ROM的存储容量可高达18GB。DVD-ROM正越来越广泛地被应用在计算机中。7.1.3微型计算机的硬件系统移动存储器目前，主要使用的移动存储器有：移动硬盘闪存移动硬盘移动硬盘顾名思义是以硬盘为存储介质，强调便携性的存储产品，它的特点是：容量大、传输速度快和使用方便。移动硬盘多采用USB、IEEE1394等传输速度较快的接口，可以有较高的速度与系统进行数据传输。7.1.3微型计算机的硬件系统闪存（优盘）闪存就是flashmemory。是采用一种新型的EEPROM内存（电可擦可写可编程只读内存），具有内存可擦可写可编程的优点，还具有体积小、重量轻、读写速度快、断电后资料可以保存的特点。被广泛应用用于数码相机、MP3播放及移动存储设备。闪存的接口一般都是USB接口，容量从8MB到2GB不等。7.1.3微型计算机的硬件系统3．输入设备（1）键盘键盘是最常用也是最主要的输入设备，通过键盘，可以将英文字母、数字和标点符号等信息输入到计算机的存储器中，从而向计算机发出命令和输入数据。它是计算机不可缺少的部件。目前微型计算机配备的键盘多为101键和104键的键盘。键盘按类型可分为:机械接触式键盘电容式键盘导电橡胶式键盘。7.1.3微型计算机的硬件系统（2）鼠标器鼠标器（Mouse）是计算机的一种主要输入设备。鼠标器具有操作方便快捷和较强的绘制图形功能等特点，目前大多数的应用程序都支持鼠标器。通常鼠标器总是与键盘混合使用。鼠标器分为:机械式:机械式鼠标器可直接在桌面上或塑料板上使用。光电式:光电式鼠标器需要放在由厂家提供的特制的反光板上使用，不能超出反光板的范围。除此之外，还有一种轨迹球鼠标器，它的工作原理与机电式鼠标器相同，工作时轨迹球在上面，球座固定不动，用手拨动球进行工作。鼠标器的主要性能指标是鼠标器的分辨率。鼠标器分辨率是指每移动一英寸所能检测出的点数，比较好的鼠标器的分辨率可高达320—400p/i(pointperinch)。微型计算机上常用的鼠标器接口有专用接口和串行接口（COM1或COM2）。7.1.3微型计算机的硬件系统（3）扫描仪扫描仪也是一种比较常见的输入设备。扫描仪是将各种形式的图像信息输入计算机的重要工具。使用扫描仪可以把照片、图画和书刊报纸等不同表现形式的信息扫描、转换为计算机能识别和处理的数据存入计算机中。扫描仪的最大优点是:能在最大程度上保留原稿的风貌,主要用途有桌面排版、制作照片档案、图文传真和图象处理等。扫描仪按照所能扫描出的色彩分为:单色扫描仪和彩色扫描仪。单色扫描仪又可分为黑白扫描仪和灰度扫描仪两类。扫描仪按照使用方式可分为:手持式扫描仪、台式扫描仪和滚筒式扫描仪。扫描仪的主要性能指标是:分辨率、灰度级和色彩数。分辨率表示了扫描仪对图像细节的表现能力，通常用每英寸长度上扫描图像所含的像素点来表示，记作d/i（dotperinch），目前扫描仪的分辨率在300d/i~1200d/i之间。灰度级表示灰度图像的亮度层次范围，级数多说明扫描仪图像的亮度范围大，层次丰富。目前多数扫描仪的灰度是1024级。色彩数表示彩色扫描仪所能产生的颜色范围，通常用表示每个像素点上颜色的数据位数（bit）表示。7.1.3微型计算机的硬件系统4．输出设备（1）显示器显示器是计算机最主要的输出设备，是人机对话的窗口。它可通过字母、数字、符号、汉字和图像等形式显示人们的输入或者计算机处理的结果。显示器由监视器和显示控制适配器（显示卡）组成。显示器主要分为三大类:字符显示器图形显示器图像显示器7.1.3微型计算机的硬件系统按显示器显示的颜色可分为:单色显示器彩色显示器按显示控制适配器的类型分为：MDA（MonochromeDisplayAdapter，单色显示适配器）CAG（ColourGraphicAdapter，彩色图形适配器）EGA（EnhancedGraphicAdapter，增强型彩色图形适配器）VGA（VideoGraphicArray，视频图形阵列）SVGA（SuperVideoGraphicAdaptor，超级视频图形阵列）。7.1.3微型计算机的硬件系统显示器的一个性能指标是分辨率。显示器一般采用光栅扫描方式，电子束从左向右，自上而下作水平扫描和垂直扫描，使屏幕逐点发光。每一个发光点称为一个象素。分辨率是指屏幕上有多少个象素点。例如640×480的分辨率是指屏幕上有640×480个象素点。分辨率越高，图像也就越清晰。显示器按象素点的多少分为高、中、低三种分辨率。低分辨率的范围约在300×200左右中分辨率的范围约在600×350左右高分辨率的范围约是640×768、1024×768、1280×1024等。7.1.3微型计算机的硬件系统打印机是计算机最常见的输出设备。用来将计算机的文字、图像输出到纸张上。打印机按印字传输方式可分为三种:串行式行式页式按照打印字符的方式分为两类:击打式打印机击打式打印机又分为字模式和点阵式两种。

非击打式打印机非击打式的打印机主要有激光打印机和喷墨打印机。7.1.4计算机的软件系统软件系统是指计算机运行时所需的各种程序、数据以及有关的文档。软件不同于硬件，它看不见、摸不着，但又是计算机系统中非常重要的部分。人们通过软件控制计算机各种部件和设备的运行。硬件和软件是相互依赖和相互支持的。人们常把没有任何软件支撑的计算机称为“裸机”，这样的计算机没有任何用处。硬件是软件运行的物质基础。没有硬件，软件失去赖以支撑和运行的环境，同样无法运行。所以，二者缺一不可。软件一般分为两大类:系统软件应用软件7.1.4计算机的软件系统1．系统软件系统软件中包括操作系统和语言处理程序。（1）操作系统操作系统（OS，OperatingSystem）是使计算机能够运行的基本程序，操作系统是其他各种软件与硬件设备之间的界面与支撑。操作系统管理和控制所有的硬件设备。它控制CPU的运行，管理存储器的使用，对输入、输出设备合理地进行管理和控制，使其充分有效地工作。操作系统通常具有进程管理、存储管理、设备管理、文件管理、作业管理的功能。操作系统是计算机中所有硬件、软件资源的组织者和管理者。7.1.4计算机的软件系统（2）计算机程序设计语言计算机程序设计语言是人与计算机进行信息交换的工具。随着计算机技术的发展，计算机程序设计语言也在不断地发展，形成了功能、特点不同的各种程序设计语言。指令就是指挥计算机完成特定操作的命令。一台计算机所能执行的全部指令，称为这台计算机的指令系统。不同类型的计算机有不同的指令系统。7.1.4计算机的软件系统①机器语言机器语言是用二进制代码指令表达的计算机程序设计语言，又称机器码。机器语言能够直接指挥计算机硬件工作。由于机器语言是由二进制代码指令组成，所以机器语言只能为特定类型的计算机所识别。机器语言所采用的二进制代码能直接为计算机接受，所以程序执行的效率高。7.1.4计算机的软件系统②汇编语言由于机器语言的编写和阅读都非常困难。于是产生了用与机器语言相对应的符号来编写的语言，称为汇编语言，也称为符号语言。汇编语言也只能为特定的机器所识别，所以汇编语言和机器语言一样，都是面向机器的语言。汇编语言与机器语言的指令具有一一对应的关系，汇编语言的每一个执行语句对应一条机器语言指令，反之亦然。汇编语言执行速度快，占用内存小，用它编制的程序运行效率比较高。所以经常用来编写系统软件、实时控制程序和外部设备或端口数据输入输出的程序。汇编语言的源程序必须由翻译程序汇编成代码程序（机器语言程序）才能在机器中执行。这个代码程序称为相应源程序的目标程序，其转换过程如图7-7所示：7.1.4计算机的软件系统图7-7汇编语言转换为机器语言的过程7.1.4计算机的软件系统③高级语言与具体的计算机指令系统无关的计算机语言，称为高级语言。目前国际上使用的高级语言有上百种，比较常用的有几十种，如FORTRAN、Pascal、PROLOG、C、BASIC。用高级语言编写的程序不能直接在机器上运行，必须将它翻译成计算机能够识别的指令，即机器语言。完成这种翻译工作的程序称为翻译程序。翻译程序分为编译程序和解释程序两类。编译程序的功能是把高级语言所编写的源程序翻译为被称作目标程序的机器语言程序。编译程序的执行过程如图7-8所示。解释程序的功能是将用高级语言编写的程序逐句分析并立即执行。它的执行过程如图7-9所示：编译程序的处理与解释程序完全不同，编译程序是将整个程序先翻译成机器语言形式的目标程序，然后再执行。解释程序是按语句的顺序逐句进行分析翻译，解释一句，执行一句，不保存解释后的机器代码，下次运行此程序时还要重新解释执行。7.1.4计算机的软件系统图7-8编译过程

图7-9解释过程7.1.4计算机的软件系统（2）应用软件应用软件的定义有多种，我们这里的应用软件是指用户为了解决某些具体问题而开发的各种应用程序和广泛使用的软件包。例如：为解决具体问题开发的财务管理程序和人事管理程序等，广泛使用的文字处理软件如：文字处理方面的Word、WPS等。7.1.5微型计算机的软件系统1．系统软件（1）操作系统①Windows操作系统Windows操作系统是由美国Microsoft公司推出的一种窗口式的操作环境。Windows是一个完整的图形界面（GUI，GraphicalUserInterface）操作系统。Windows系统具有多任务处理功能，它可以同时运行多个应用程序，是一个多任务（Multiasking）的操作系统Windows操作系统支持多媒体技术，它把实现多媒体技术的各种程序融于操作系统中，如CD播放器（CDPlayer）和声音录音机（SoundRecorder）等。在用户配置了相应的硬件设备后，Windows操作系统就可以对声音、图像和影像等各种信息进行处理。7.1.5微型计算机的软件系统②汉字操作系统目前微型计算机使用的主要应用软件大多数来自国外，不具备处理汉字的能力。为了更有效地利用计算机的软硬件资源和符合我国计算机用户的使用习惯，需要增加汉字的处理能力。因为汉字的字数多、字形复杂，所以汉字的输入和存储都比西文要困难。只要计算机具备了汉字处理模块，计算机系统就具有了处理汉字的能力。一般将汉字处理模块装入操作系统，使它成为操作系统的组成部分，由操作系统直接管理，可常驻内存，使汉字处理模块与系统软件连接。③网络环境计算机网络是将多个计算机通过某种具体的物理方法连接在一起。7.1.5微型计算机的软件系统（2）计算机程序设计语言在微型计算机上可以使用很多种计算机程序设计语言。如C、Pascal、BASIC和FORTRAN等。这些语言的应用程序既有DOS操作系统下的TURBOC、TURBOBASIC等，也有Windows操作系统的VisualC++和VisualBasic等。7.1.5微型计算机的软件系统2．应用软件目前在微型计算机上使用的应用软件有很多。除了为解决某些具体问题而开发的各种应用程序外，应用软件包也很多，如中文办公软件WPS2003、Microsoft公司推出的办公套件Office2003、图像编辑软件Photoshop和计算机辅助设计软件AutoCAD2004等等。7.1.6常用数据单位计算机中，有多种表达存储单元的形式。我们给出如下简单的解释。位（bit），也叫比特，是计算机中最小的数据单位，是用0或1表示的一个二进制数值。字节（Byte)，是计算机中基本的存储单位。一个字节由8个二进制位构成。它能表示从00000000到11111111的256种不同的状态。字（word），一个字由一个或多个字节构成，不同的计算机其字长不同。计算机处理的信息量越来越大，人们采用了更大的单位：千字节（kB），兆字节（MB），吉字节（GB）和太字节（TB）等。其关系如下：1kB=210B=1024B1MB=220B=1024kB1GB=230B=1024MB1TB=240B=1024GB7.2多媒体计算机概述在技术的发展史上，计算机、通信和广播电视一直是三个互相独立的技术领域，各自有着不相同的技术特点和服务范围。随着信息化社会发展的速度明显加快，这三个原本各自独立的领域互相渗透、互相融合，形成了一门崭新的技术——多媒体。自20世纪90年代以来，多媒体技术在数字化发展过程中发挥了极其重要的作用，改善了人类信息的交流，缩短了人类传递信息的路径。7.2.1多媒体技术的基本概念1．媒体与多媒体媒体（Medium）是信息的载体，也指计算机输入输出所采用的信息形式。媒体在计算机领域有两种含义：一是指存储信息的实体，如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等；二是指传递信息的载体，如数字、文字、声音、图形和图像等。

多媒体（Multimedia）就是指多种信息的载体，也就是将文字、图形、动画、视频、声音和特殊效果等集成一个有机的整体，具有交互作用、能实现一定功能的一个系统。根据国际电信联盟（ITU）的定义，媒体可以分为以下五类：（1）感觉媒体(Perceptionmedium)（2）表示媒体(Representationmedium)（3）显示媒体(Presentationmedium)（4）存储媒体(Storagemedium)（5）传输媒体(Transmissionmedium)7.2.1多媒体技术的基本概念（1）感觉媒体(Perceptionmedium)感觉媒体能直接作用于人们的感觉器官，并使人产生直接感觉的媒体，如语言、音乐、声音、图像、动画、文本等这些可以通过人类的感觉器官获取的媒体信息。（2）表示媒体(Representationmedium)表示媒体为了传送感觉媒体而人为研究和构造出来的媒体。借助于这类媒体，能更有效地将感觉媒体从一个地方传播到另一个地方，如文本编码、语言编码、视频编码、电报码、条形码等。7.2.1多媒体技术的基本概念（3）显示媒体(Presentationmedium)显示媒体将感觉媒体信息传送到计算机中或是由计算机将感觉媒体进行展示的媒体设备，如输入、输出设施，键盘、鼠标器、显示器、打印机等。（4）存储媒体(Storagemedium)存储媒体用于存放表示媒体数据的媒体介质，如软盘、磁带、磁盘、光盘等。（5）传输媒体(Transmissionmedium)传输媒体用于传输媒体信息的载体。常用的有电话线、电缆、光纤等。7.2.1多媒体技术的基本概念2．多媒体技术多媒体技术是专指于计算机程序中处理图形、影像、影音、声讯、动画等的计算机应用技术，是一种基于计算机对多种媒体处理能力的集成技术，是一种人机交互的技术。多媒体技术虽然包括多方面的技术内容，但大致可以分为以下两大方面：硬件技术软件技术7.2.1多媒体技术的基本概念（1）硬件技术硬件技术是构成多媒体技术的根本，包括对多媒体信息的采集、存储、处理和应用的所有物理设备。硬件技术要解决各种硬件设备和接口设备，如高分辨率的计算机屏幕、声卡、显示卡、视频卡、视频光盘机、录像机、光盘驱动器、语音及音响合成器等。多媒体计算机的任务不仅是把这些设备相互联接在一起，而且要形成一个完整的相互作用的整体。（2）软件技术软件技术主要包括多媒体信息的处理和多媒体系统工作的整合。7.2.1多媒体技术的基本概念3．多媒体技术的特点多媒体技术有四个显著特点：（1）多样性信息载体的多样性是多媒体的主要特征，也是多媒体技术研究需要解决的关键问题。信息载体的多样化是指信息媒体的多样化。多媒体技术的多样性体现在信息采集或生成、传输、存储、处理和显现的过程中，涉及到多种感知媒体、表示媒体、传输媒体、存储媒体或呈现媒体.。（2）交互性信息载体的交互性是指通过各种媒体信息，使参与的各方都可以进行编辑、控制和传递。交互性主要在于使用者对信息处理的全过程能进行完全有效的控制，并把结果综合地显现出来。这样，使人们对媒体有更多、更自由的选择权和更多角度的观察点，提供更加有效的控制和使用信息的手段和方法，即通过多媒体计算机系统对多媒体信息（如文字、图像、动画和语言等）进行加工和处理，并且控制多媒体信息的输入、输出和播放。7.2.1多媒体技术的基本概念（3）集成性信息载体的集成性是指处理多种信息载体集合的能力。多媒体的集成性主要表现在两个方面：一方面是多媒体信息的集成，即文字、图像、声音和视频等的各种信息媒体应能按照一定的数据模型和组织结构集成为一个有机的整体；另一方面是操作这些媒体信息的工具和设备的集成，即计算机、电视、摄像机和音响等的各种硬件的集成和软件的集成。（4）实时性多媒的实时性主要表现在媒体中的视频媒体和音频媒体都是与时间分不开的，音频和视频信息的存储及播放一定要保持连续性，这对于媒体信息的实时存取、数据的解压缩都有很高的要求。7.2.2多媒体技术的发展与应用1．多媒体技术的发展多媒体技术起源于20世纪80年代初期，1984年，美国Apple公司在研制的Macintosh计算机中率先引入了视窗和图标窗口界面，使计算机具有了处理图像和声音的功能。1985年，美国的Commodore公司推出的第一台多媒体计算机Amiga，并形成了一个多媒体计算机系列，如Amiga2000、Amiga2500、Amiga3000和Amiga4000等。1987年，美国RCA公司首次推出了交互式数字视频系统DVI（DigitalVideoInteractive）。它以计算机技术为基础，用标准光盘存储和检索静止图像、动态图像、音频信息和其他的媒体信息。1990年，由微软公司、菲利普公司等与多家厂商成立了“多媒体计算机协会”，制定了第一个多媒体计算机的标准MPC-I。1993年，公布了MPC-II标准。1995年，公布了MPC-III标准。1992年，活动图像专家组（MovingPictureExpertsGroup）公布了第一个数字电视标准MPEG-1。1993年，公布了MPEG-2标准。1998年，公布了MPEG-4标准。2001年，公布了MPEG-7标准。1997年，Intel公司在所生产的PentiumPro微处理器CPU芯片中加入了MMX（MultimediaExtension）多媒体扩展技术，极大地促进了多媒体计算机的发展。7.2.2多媒体技术的发展与应用2．流媒体所谓流媒体是指采用流式传输技术在网络上传输的多媒体文件的媒体格式，如音频、视频或多媒体文件，而流式传输技术主要指将整个音频和视频及三维媒体数据等多媒体文件经过特定的压缩方式压缩成一个个的数据压缩包后放到网站服务器上，由服务器向用户计算机顺序或实时传送媒体数据的网络传输技术。Microsoft公司的WindowsMedia、RealNetworks公司的RealMedia和苹果公司的QuickTime一起并称为流媒体三剑客。7.2.2多媒体技术的发展与应用3．多媒体技术的应用多媒体技术的应用领域主要在以下几个方面：（1）教育与培训（2）办公自动化（3）电子出版物（4）多媒体通信（5）多媒体声光艺术作品的创作7.2.3多媒体计算机系统的组成多媒体计算机系统是一个由多媒体硬件系统和多媒体软件系统有机结合的综合系统。它把音频、视频等媒体与计算机系统融合起来，并由计算机系统对各种媒体进行数字化处理。1．多媒体计算机的硬件系统多媒体硬件系统主要由以下几部分构成：计算机主机多媒体外部设备接口卡多媒体外部设备构成7.2.3多媒体计算机系统的组成（1）多媒体计算机的主机多媒体计算机的主机可以是大/中型计算机、工作站和微型计算机。目前，使用最广泛的是微型计算机系统。多媒体个人计算机就是一种将声音、图像、视频等和通用计算机集成在一起的人机交互系统，简单地说就是一种配备了声卡、视频卡，具有多媒体功能的微型计算机系统，被称为“多媒体个人计算机”，简称MPC（MultimediaPersonalComputer）。7.2.3多媒体计算机系统的组成①MPC标准的具体内容：对个人计算机增加多媒体功能所需要的硬件和软件的最低标准的规范。规定了多媒体个人计算机硬件设备和操作系统等的量化指标。制定了高于MPC标准的计算机部件的升级规范。制定了MPC的三级工业标准，即MPC1、MPC2和MPC3。7.2.3多媒体计算机系统的组成②多媒体个人计算机具有五个技术特点：具有光盘驱动器。具有对包括声音在内的活动图像处理、存储和显示的能力。输入手段丰富多彩，输入出种类多、质量高。解决了在时间上紧密相关的数字信号的同步问题。具有丰富的软件资源，可以满足多媒体素材的处理以及程序的编制需求。7.2.3多媒体计算机系统的组成③MPC的基本配置多媒体个人计算机（MPC）的基本硬件结构可以分为七个部分：至少有一个功能强大、速度快的中央处理器（CPU）。可管理、控制各种接口与设备的配置。具有一定容量（尽可能大）的存储空间。高分辨率显示接口与设备。可处理音响的接口与设备。可处理图像的接口设备。可存放大量数据的配置等。7.2.3多媒体计算机系统的组成④MPC的扩充配置包括如下几个方面

光盘驱动器：包括CD-ROM驱动器、可读写的光盘驱动器（CD-RW)等。声卡：用于连接外部的音频输入输出设备，主要包括话筒、音频播放设备、MIDI合成器、耳机、扬声器等。视频卡：是一种专门用于对视频信号进行实时处理的设备，包括视频捕捉卡、视频转换卡、视频压缩卡和视频合成卡等，其功能是用于连接摄像机、录像机、TV等设备。图形加速卡：图文并茂的多媒体表现需要分辨率高，而且同屏显示色彩丰富的显示卡的支持，同时还要求具有Windows的显示驱动程序，并在Windows下的像素运算速度要快。交互控制接口：它是用来连接触摸屏、鼠标、光笔等人机交互设备的网络接口：是实现多媒体通信的重要MPC扩充部件。通过网络接口相接的设备包括视频电话机、传真机、LAN和ISDN等。7.2.3多媒体计算机系统的组成（2）多媒体外部设备接口卡多媒体外部设备接口卡指的是插接在计算机上的与音频、视频相关的采集卡。常用的有声卡、视频压缩卡、VGA/TV转换卡、视频捕捉卡、视频播放卡和光盘接口卡等。（3）多媒体外部设备多媒体外部设备十分丰富，按功能可以分为音频设备、视频/图像设备、人机交互设备和数据存储设备四类：①音频设备②视频/图像设备③人机交互设备④数据存储设备7.2.3多媒体计算机系统的组成2．多媒体计算机的软件系统多媒体软件系统按功能可分为系统软件和应用软件两大类。①系统软件多媒体系统软件主要包括多媒体操作系统、多媒体外部设备驱动软件和驱动器接口程序、媒体素材制作软件、多媒体创作工具与开发环境等。系统软件是多媒体系统的核心，它不仅具有综合管理和使用各种媒体，还具有控制多媒体数据进行媒体的传输和处理的能力。②应用软件应用软件是在多媒体硬件平台上设计开发的面向应用领域的软件系统，通常由多媒体应用专家和多媒体软件开发人员共同完成。这些软件广泛地应用于教育、电子图书、视频会议、影视特技、动画制作等。7.3计算机病毒及其防治

7.3.1有关病毒的概念1．病毒的起源1977年，一位美国科普作家托·J·雷恩推出轰动一时的科幻小说《AdolescenceofPI》。雷恩在小说中构思了一种能够自我复制、利用信息通道传播的计算机程序，并称之为计算机病毒（简称病毒）。1986年巴基斯坦智囊病毒（PakstaniBrain）在全球广为流行。1988年，美国康乃尔大学研究生罗伯特·莫里斯（Robbet·T·Morris）编制了一个蠕虫程序（Tapworm）。该程序侵入了美国重要的计算机网络Internet，并感染了6000多台联网的计算机，蠕虫程序无限制地繁殖自身，抢占了大量的时间和空间资源，使许多系统被迫停机，造成了至少6000万美元的损失。这一事件使病毒的危害为大众所知。从1986年发现的第一例PC机上的病毒巴基斯坦智囊病毒开始，随着微型计算机的普及，病毒在全球不断蔓延。在1989年1月时，病毒不足100种，现在，全世界发现的病毒种类超过数万种。全球病毒数量在以每月数百种左右的速度在不断增加。7.3.1有关病毒的概念2．病毒的定义计算机病毒的定义有很多种，在《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》中给出的定义是：“计算机病毒，是指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者毁坏数据，影响计算机使用，并能自我复制的一组计算机指令或者程序代码”。计算机病毒的本质是一组计算机的指令或者程序代码。7.3.1有关病毒的概念3．病毒的特点计算机病毒像生物病毒一样具有传染性，只不过计算机病毒是在满足一定条件时被激活，在计算机内部到处传染，产生极大的危害性。病毒具有以下的几个特点：（1）传染性传染性是指计算机病毒具有把自身的拷贝传染给其它程序的特性。（2）破坏性破坏性是指计算机病毒具有破坏文件或数据、扰乱系统正常工作的特性。（3）潜伏性病毒侵入系统后，可能很长一段时间都不会发作，往往有一段潜伏期，我们把病毒的这种特性称作潜伏性。（4）隐蔽性每一种计算机病毒都寄生在一个合法的程序中，常常使用嵌入的方法隐蔽在其它程序中，不易被人发觉。7.3.1有关病毒的概念4．病毒的种类目前计算机病毒共有几万种，并且新病毒在不断的产生。计算机病毒大致可以分为以下5类。（1）文件型病毒也称为外壳病毒，该类型病毒感染计算机内的执行文件，运行带毒文件时被激活。（2）引导型病毒该类型病毒感染计算机的引导系统（主引导区或系统引导区），当计算机启动系统时被激活。（3）宏病毒

该类型的病毒感染Word文档和Excel文档，用VBA语言编写，在打开带毒的文档时被激活。（4）脚本型病毒该类型病毒感染VBS、HTML和脚本文件，用VBScrip语言编写，通过电子邮件、网页等传播。（5）蠕虫病毒该类型病毒会自动搜索本地网络上的系统或Internet上邮件地址，发送病毒程序或带病毒的邮件。7.3.1有关病毒的概念5．什么是“黑客”？“黑客”（Hacker）在计算机病毒出现之前就已经存在。最早的“黑客”是指那些对计算机内部细节了如指掌、无所不知的人，是计算机技术发展的主要力量。这些人具有丰富的计算机知识，不仅求知欲很强，而且还有高超的编程能力。现在“黑客”是指利用通讯软件，通过网络非法进入他人的计算机系统，获取或篡改各种数据，危害信息安全的入侵者或入侵行为。“黑客”的行为直接威胁着政府、军队、金融、电信、交通等各领域。商业机密被窃取、金融数据被篡改和军事情报被泄露等等，都严重干扰经济建设并危及国家的安全。目前在互连网上已发现NetBus和Backdoor等十几种“黑客”程序。7.3.2计算机病毒的防治1．计算机病毒的传播途径计算机病毒传播的一般途径有以下4种：（1）使用已感染病毒的机器（2）使用已感染病毒的软盘等磁介质（3）通过计算机网络上的电子通信，如拷贝文件、访问网络上的数据、程序时，病毒也会得以传播（4）使用盗版光盘7.3.2计算机病毒的防治2．预防计算机病毒的一般方法对付计算机病毒，应以预防为主，常见的预防措施如下：（1）尽量不使用来历不明的软盘、光盘和非法软件。不要玩来历不明的游戏。（2）将不需再写入数据的软盘都应加上写保护。（3）重要的文件要经常备份。（4）尽量不用软盘启动计算机。（5）数据文件和系统文件要分开存放。（6）不打开不知底细的网站。（7）不打开来路不明的文档文件和来路不明的电子邮件。（8）使用外来的程序或文件时，应先进行查毒再使用。（9）安装杀毒软件，启动病毒监控功能，病毒库要经常更新。7.3.2计算机病毒的防治3．病毒的初步识别检查病毒可以从以下几方面着手：（1）系统启动或运行速度无故明显变慢或无故死机现象增多。（2）系统的某些文件无故不能正常运行。（3）不该常驻的程序占用内存或可用内存无故减少。（4）某些文件的长度被改变。（5）磁盘出现异常文件，文件莫名其妙地消失。（6）喇叭出现异常声响。（7）用户未对磁盘读写，却观察到磁盘指示灯亮。（8）对磁盘的访问时间比平时长。（9）屏幕上有规律地出现异常画面和信息，如小球、雪花、提示语等。（10）磁盘空间变小或出现许多坏簇。（11）打印机或通讯端口异常。7.3.2计算机病毒的防治4．病毒的清除可以通过防计算机病毒的软件来检测和清除病毒。防病毒软件主要有以下几种类型：一是检测病毒软件二是清除病毒软件三是预防病毒软件反病毒软件的基本功能是检查文件、发现病毒、提出警告和清除病毒。检测病毒程序采用的是特征扫描法，根据已知病毒的特征代码来确定病毒的存在与否，能用来检测已经发现的病毒；采用虚拟机技术和启发式扫描方式来检测未知病毒和变形病毒。7.3.2计算机病毒的防治反病毒软件的使用也有二种方式：一种是发现自已的计算机可能染上病毒了，才用反病毒软件去检测和清除病毒，与病毒的斗争处在被动的地位另一种是利用反病毒软件的实时监控功能，在每次系统启动后自动将其加载，然后监视所有对文件的操作，包括拷贝、运行、改名、创建、从网上下载、打开E-mail附带文件等，在系统执行这些操作之前自动检测文件是否被病毒感染，如果发现病毒则采用由用户选择的处理手段（如清除）处理文件，防止病毒的感染和破坏形为。常用的反病毒软件有NortonAntiVirus、KV2004、瑞星、金山毒霸等。用防病毒卡来防治病毒。防病毒卡和反病毒软件相比，具有自身不易被病毒感染、可以阻止外界病毒侵入、能够检测具有某种共性的、包括未遇到过的同一类病毒的优点。常用的防病毒卡有华能反病毒卡、瑞星防病毒卡等等。7.4计算机的数值和码值信息在计算机中都使用二进制编码，在实际应用中，除了十进制和二进制外，人们还使用了其他的进制，不同进制的数可以相互转换。字符和汉字都是计算机中常用的信息，它们各自都有自己的编码标准。7.4.1数值1．十进制数十进制数用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数字表示。十进制数的特点是逢十进一。例如：一个十进制数3057.5可以用如下数学式表示：3057=3×103＋0×102＋5×101＋7×100＋57×10-1一个n位十进制数a1a2a3……an可以表示为：a1×10n-1＋a2×10n-2＋……＋an×100这里的10n-1，10n-2，……，100称为该位上的权。相邻两位中高位的权与低位的权之比称为基数。所以十进制数的基数为10。7.4.1数值2．二进制数基数为2的计数制称为二进制。二进制数用0和1两个数字表示。二进制数的特点是逢二进一。一个n位二进制数a1a2a3……an可以表示为：N=（a1a2a3……an）2N为这个二进制数所代表的十进制数的值。把二进制数按权展开再求和所得到的值即为这个二进制数代表的十进制数值。N=a1×2n-1＋a2×2n-2＋……＋an×20例如：一个二进制数11011可按权展开为：（11011）2=1×24＋1×23＋0×22＋1×21＋1×20=（27）10二进制数11011代表的十进制数为27。7.4.1数值二进制数的运算规则如下所述。（1）加法 0＋0=0 0＋1=1 1＋0=11＋1=10（有进位）（2）减法 0－0=0 1－0=11－1=0 10－1=1（有借位）（3）乘法 0×0=00×1=0 1×0=01×1=1（4）除法 0÷1=01÷1=17.4.1数值3．八进制数基数为8的计数制称为八进制。八进制数用0、1、2、3、4、5、6、7八个数字表示。八进制数的特点是逢八进一。一个n位八进制数a1a2a3……an，可以表示为：N=（a1a2a3……an）8N为这个八进制数所代表的十进制数的值。把八进制数按权展开求和所得到的值即为这个八进制数代表的十进制数值。N=a1×8n-1＋a2×8n-2＋a3×8n-3＋……＋an×80例如：一个八进制数127可按权展开为：（1427）8=1×83＋4×82＋2×81＋7×80=（791）10八进制数1427代表的十进制数为791。7.4.1数值4．十六进制数

基数为16的计数制称为十六进制。十六进制数用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9和A、B、C、D、E、F（大小写字母均可）表示。其中，A、B、C、D、E、F分别表示十进制数10、11、12、13、14、15。十六进制数的特点是逢十六进一。一个n位十六进制数a1a2a3……an可以表示为：N=（a1a2a3……an）16N为这个十六进制数所代表的十进制数的值。把十六进制数按权展开求和所得到的值即为这个十六进制数代表的十进制数值。 N=a1×16n-1＋a2×16n-2＋a3×16n-3＋……＋an×160例如：一个十六进制数A2F可按权展开为：（A5D6）16=A×163＋5×162＋D×161＋6×160=10×163＋5×162＋13×161＋6×160=（42454）10十六进制数A5D6代表的十进制数为2607。7.4.1数值5．各种数制间的相互转换（1）十进制数转换为二进制数、八进制数和十六进制数转换方法是：整数部分通过除2（或8、16）取余数的运算，直到商为0为止，将所得到的余数按出现的顺序逆序书写；小数部分通过乘2（或8、16）取整数的运算，直到小数部分为0或达到有效位数为止，将所得到的整数部分按出现的顺序写出。7.4.1数值例如：把18.6875转换为二进制数，可以用以下方法：整数部分商余数小数部分取整数18÷2=9………00.6875×2=1.375……19÷2=4………10.375×2=0.75….…04÷2=2………00.75×2=1.5…..…12÷2=1………00.5×2=1.0……..11÷2=0………1十进制数（18.6875）10=（10010.1011）27.4.1数值例如：把207.4转换为八进制数，小数部精确到4位整数部分商余数小数部分取整数207÷8=25……70.4×8=3.2………325÷8=3….…10.2×8=1.6………13÷8=0….…30.6×8=4.8………4

十进制数（207.4）10=（317.3314）87.4.1数值例如：把1023.7转换为十六进制数，小数部精确到4位

整数部分商余数小数部分取整数1023÷16=63…..15(F)0.7×16=11.2……11(B)63÷16=3…...15(F)0.2×16=3.2………33÷16=0……30.2×16=3.2………30.2×16=3.2………3十进制数（1203.7）10=（3FF.B333）167.4.1数值（2）二进制数与八进制数、十六进制数间的转换①二进制数转换为八进制数和十六进进制数因为23=8、24=16，所以3位二进制数可以表示1位八进制数，4位二进制数可以表示1位十六进制数。将二进制数转换为八进制数和十六进制数的方法很简单，以二进制数的小数点为界，整数部分从最右至左每3位（或4位）组成一组；小数部分从左至右每3位（或4位）组成一组，最后不足3位（或4位）时，用