第一章 計算機基礎(chǔ)知識.doc

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第一章 計算機基礎(chǔ)知識1.1 計算機概述 1. 電子計算機的發(fā)展 世界上第一臺名為ENIAC的數(shù)字電子計算機于1946年誕生在美國賓夕法尼亞大學(xué)， 在半個世紀(jì)的飛速發(fā)展過程中經(jīng)歷了4個時代。計算機 第一代 第二代 第三代 第四代 特 征 采用電子管作為計算機的邏輯元件，運算速度每秒僅幾千次，內(nèi)存容量僅幾KB 。 采用晶體管作為計算機的邏輯元件，運算速度每秒達(dá)幾十萬次，內(nèi)存容量擴大到幾十KB。 采用集成電路作為計算機的邏輯元件，運算速度每秒達(dá)幾十萬至幾百萬次 。 采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路作為計算機的邏輯元件，運算速度每秒達(dá)幾千萬至十萬億次 。 時 間 1946-1958 1958-1964 1964-1970 1971年至今 代表機型 IBM 650、IBM709 IBM7094、CDC7600 IBM360 應(yīng) 用 僅限于軍事和科研中的科學(xué)計算；用機器語言或匯編語言編寫程序。 由科學(xué)計算擴展到數(shù)據(jù)處理和自動控制；出現(xiàn)了FORTRAN等高級語言。 開始廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域；高級語言有了很大發(fā)展，并出現(xiàn)了操作系統(tǒng)和會話式語言。 應(yīng)用范圍已滲透到各行各業(yè)，并進入了以網(wǎng)絡(luò)為特征的時代；操作系統(tǒng)不斷完善，應(yīng)用軟件已成為現(xiàn)代工業(yè)的一部分。 2. 微型計算機的發(fā)展 1971年由美國Intel公司的工程師馬西安霍夫（MEHoff）設(shè)計了世界上第一臺名為MCS-4的4位微型計算機。該機是由一片4位微處理器Intel 4004 、一片320位（40字節(jié)）的隨機存取存儲器、一片256字節(jié)的只讀存儲器和一片10位的寄存器通過總線連接起來的。微處理器 第一代(8位) 第二代 (8位) 第三代 (16位) 第四代 (32位) 時 間 1972年 1973年 1978年 1985年 1993年 1995年 1997年 1999年 代表產(chǎn)品 Intel 8008 Intel 8085 Intel 8086 Intel 80386 Pentium Pentium Pro Pentium Pentium 3. 計算機的分類 巨型計算機可用作系統(tǒng)的服務(wù)器小巨型機大型機可用作部門的服務(wù)器小型計算機工作站 可用作客戶機個人計算機4.計算機的應(yīng)用(1) 科學(xué)計算如：計算量大、數(shù)值變化范圍大的天文學(xué)、量子化學(xué)、空氣動力學(xué)、核物理學(xué)和天氣預(yù)報等領(lǐng)域中的復(fù)雜運算。(2) 數(shù)據(jù)處理是計算機應(yīng)用的一個重要方面，如：辦公自動化、企業(yè)管理、事務(wù)管理、情報檢索等非數(shù)值計算的領(lǐng)域。(3) 過程控制如：冶金、石油、化工、紡織、水電、機械、航天等現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中的自動化控制。(4) 計算機輔助系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計 CAD：如飛機、船舶、建筑、機械、大規(guī)模集成電路等的設(shè)計。計算機輔助制造 CAM：用計算機進行生產(chǎn)設(shè)備的管理、控制和操作。計算機輔助教育 CBE：如計算機輔助教學(xué)CAI、計算機輔助測試 CAT、計算機管理教學(xué) CMI(5) 人工智能 AI是計算機應(yīng)用研究的前沿學(xué)科。(6) 信息高速公路（此即 “國家信息基礎(chǔ)設(shè)施” NII 的俗稱）我國已建立的大型計算機應(yīng)用工程��金字工程：金橋工程(全國經(jīng)濟信息網(wǎng))金卡工程(金融信息網(wǎng))金關(guān)工程(外貿(mào)海關(guān)信息網(wǎng))金智工程(教育科研信息網(wǎng))(7)電子商務(wù)利用國際互聯(lián)網(wǎng)Internet 進行網(wǎng)上商務(wù)活動，始于1996年，現(xiàn)已發(fā)展迅速，全球已有許多企業(yè)先后開展了“電子商務(wù)”活動。2.1 信息在計算機內(nèi)的表示 1. 基本概念數(shù) 據(jù)：是對事實、概念或指令的一種特殊表達(dá)形式，這種特殊的表達(dá)形式可以用人工的方式或用自動化的裝置進行通信、翻譯轉(zhuǎn)換或者進行加工處理。它包括數(shù)字、文字、圖畫、聲音、活動圖象等。數(shù)據(jù)處理： 是對數(shù)據(jù)進行加工、轉(zhuǎn)換、存儲、合并、分類、排序與計算的過程。信 息： 是對人有用的數(shù)據(jù)。媒 體： 是承載信息的載體。包括：感覺媒體、表示媒體、存儲媒體、表現(xiàn)媒體、傳輸媒體。2. 數(shù)制（1） 計算機中常用的幾種進制一覽表進位制 二進制 八進制 十進制 十六進制 規(guī)則 逢二進一 逢八進一 逢十進一 逢十六進一 基數(shù) r=2 r=8 r=10 r=16 數(shù)符 0，1 0，1，7 0，1，9 0，1，9，A，B，C，D，E，F(xiàn) 權(quán) 2i 8i 10i 16i 形式表示 B O D H （2） 不同進制之間的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換方式 示例 二進制 十進制 八進制 十進制 十六進制 十進制 十進制 二進制 (117.625)D=(1110101.101)B 整數(shù)部分 “除以2取余法” + 小數(shù)部分 “乘以2取整法” 十進制 八進制 (193.12)D(301.075)O 整數(shù)部分 “除以8取余法” + 小數(shù)部分 “乘以8取整法” 十進制 十六進制 （222.6875）D=（DE.B）H整數(shù)部分 “除以16取余法” + 小數(shù)部分 “乘以16取整法” 八進制 二進制 (16.3)O=(001 110 . 011)B=(1110.011)B 十六進制 二進制 (4C.2)H=(0100 1100 . 0010)B=(1001100.001)B 二進制 八進制 (11101.01)B =(011 101 . 010)B=(35.2)O 二進制 十六進制 (11101.01)B =(0001 1101 . 0100)B= (1D.4)H (3) 計算機中采用二進制碼的原因 二進制碼在物理上最容易實現(xiàn)二進制數(shù)的編碼、記數(shù)、加減運算規(guī)則簡單二進制碼的兩個符號“1” 和“0”正好與邏輯命題的兩個值“是”和“否” 相對應(yīng)，便于計算機實現(xiàn)邏輯運算。（4）二進制數(shù)的運算運算規(guī)則一覽表加法 減法 乘法 除法 “與”運算 “或”運算 “異或”運算 0+0=0 0-0=0 0x0=0 與十進制除法類似 按位進行與運算； 兩位均為1時， 其結(jié)果為1；否則為0 。與運算用符號或表示。 按位進行或運算；兩位中有一位為1時， 其結(jié)果為1；兩位均為0時，結(jié)果為0 ?；蜻\算用符號或 + 表示。 按位進行異或運算；兩位不相同時，其結(jié)果為1；兩位均為0時，結(jié)果為0 。異或運算用符號 表示。 0+1=1 1-0=1 0x1=0 1+1=10 有進位 1-1=0 1x0=0 1+1+1=11有進位 0-1=1 有借位 1x1=1 （5） 計算機中帶符號數(shù)的表示計算機中規(guī)定一個數(shù)的最高位代表符號，該位為0表示正，該為為 1表示負(fù)。例： 00110100 代表 +52 被稱作機器數(shù)10110100 代表 -52 而： +0110100 代表十進制數(shù) +52 被稱作機器數(shù)的真值-0110100 代表十進制數(shù) -52 機器數(shù)的三種表示法原碼 反碼 補碼 正數(shù)表示法 符號位用0表示 X反=X原 X補=X原 負(fù)數(shù)表示法 符號位用1表示 符號位不變，其余各位按位取反 X補=X反 +1注意：1 加在最低位上 數(shù)0表示法 X=+0 X原=0 0000000X=-0 X 原=1 0000000 X=+0 X反=00000000X=-0 X反=11111111 X=+0 +0補=00000000X=-0 -0反=00000000 引進補碼的目的：在二進制的算術(shù)運算中，乘法采用加法和移位來完成，除法采用減法和移位來完成。而在計算機中為節(jié)省設(shè)備，只設(shè)加法器，故引進補碼運算來將減法運算轉(zhuǎn)換成加法運算。計算機中，凡是涉及帶符號數(shù)都一定是用補碼表示的，運算的結(jié)果也用補碼表示。（6）二進制數(shù)的表示范圍8位二進制數(shù) 16位二進制數(shù) 無符號數(shù) 0255 （0 FFH） 065535 （0 FFFFH） 有符號數(shù) （補碼） 最大 01111111B +127 7FFFH +32767 最小 10000000B -128 8000H -32767 一個0 00000000B 0 0000H 0 3. 常用的信息編碼二進制編碼的由來： 由于計算機需要處理各種數(shù)據(jù)，而它只能識別二進制數(shù)，故對字符要用若干位二進制碼來表示。（1）二 - 十進制碼 �� BCD碼 （二進制編碼的十進制）定義： 用二進制編碼來表示十進制數(shù)的編碼。特點： 保留了十進制的權(quán)，而數(shù)字用0和1的組合來表示。最常用的BCD碼 是8421碼。8421碼：用4位二進制數(shù)來表示1位十進制數(shù)，且逢十進位。如：（0110）BCD =（6）D ， （0001 0101）BCD =（15）D 命名由來：因4位二進制數(shù)中從左至右的各位的權(quán)分別為：23=8，22=4，21=2，20=1， 即權(quán)重依次為8，4，2，1， 故被稱為 8421 BCD碼。注意不能與二進制數(shù)混淆起來。例： （0100 0111）BCD =（47）D （01000111）B =（71）D （2） 美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼 ASCIIASCII碼是目前計算機中用得最普遍的字符編碼。每個字符用7位二進制編碼表示，在計算機中用一個字節(jié)（8位）來表示一個ASCII碼，其第8位除在傳輸中作奇偶校驗用外，一般保持為0。ASCII碼是由128個字符組成的字符集， 其中編碼值031（00000000011111）不對應(yīng)任何可印刷字符，常稱為控制符，用于計算機中的通信控制或?qū)τ嬎銠C設(shè)備的功能控制；編碼值32（0100000）是空格字符SP；編碼值127（1111111）是刪除控制DEL；其余94個字符稱為可印刷字符。（3）漢字的編碼數(shù)字編碼： 用一串?dāng)?shù)字表示一個漢字的輸入。常用的有國標(biāo)區(qū)位碼（GB3212-80），它將6763個兩級漢字分成94個區(qū)，每個區(qū)94輸入碼： 位，區(qū)碼和位碼各兩位十進制數(shù)字，即每個漢字用4位數(shù)字表示。 拼音碼： 以漢語讀音為基礎(chǔ)的輸入方法。如：全拼、雙拼字形編碼： 以漢字的形狀確定的編碼。如：五筆字形、表形碼內(nèi)部碼：在設(shè)備和信息處理系統(tǒng)內(nèi)部存儲、處理、傳輸漢字用的代碼。一般用兩個字節(jié)（2個8位碼）來存放一個漢字機內(nèi)碼，且最高位均為1。WIN95中現(xiàn)采用中西文統(tǒng)一編碼“Unicode”（2字節(jié)編碼），支持2萬多漢字，我國確定為GB13000。為兼容GB2312，又推出了“國標(biāo)漢字?jǐn)U充碼”GBK。字形碼：用點陣、矢量函數(shù)等方式表示的漢字字形的字模碼。由于一個1616點陣的漢字就要占用32個字節(jié)，故字模點陣只能用來構(gòu)成字庫，而不能用于機內(nèi)存儲。各種代碼之間的關(guān)系：13 計算機系統(tǒng) 1. 計算機系統(tǒng)的組成2. 計算機的基本結(jié)構(gòu)馮諾依曼（美籍匈牙利數(shù)學(xué)家）對計算機結(jié)構(gòu)提出的設(shè)計思想：(1)計算機應(yīng)由五個基本部分組成：運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備；(2) 采用存儲程序的方式，程序和數(shù)據(jù)存放在同一個存儲器中；(3) 指令在存儲器中按執(zhí)行順序存放，由指令計數(shù)器指明要執(zhí)行的指令所在的單元地址，一般按順序遞增，但可按運算結(jié)果或外界條件而改變；(4) 機器以運算器為中心，輸入/輸出設(shè)備與存儲器間的數(shù)據(jù)傳送都通過運算器。由上圖可以看出，微機與通用計算機沒有本質(zhì)上的差別，但微機廣泛采用了集成度相當(dāng)高的器件和部件（如：將算術(shù)邏輯單元和控制器集成在一個單片上，形成微處理器），并采用了獨特的總線結(jié)構(gòu)，任何一個部件只要符合總線標(biāo)準(zhǔn)，就可以掛到采用這種總線標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中去。3. 計算機工作原理計算機的工作過程其實就是一個執(zhí)行指令和程序的過程。指令的執(zhí)行過程：第一階段，計算機將要執(zhí)行的指令從內(nèi)存取到CPU，此階段稱之為取指周期；第二階段，CPU對取入的指令進行分析譯碼，判斷該指令要完成的操作，然后向各部件發(fā)出完成該操作的控制信號，完成該指令的功能，此階段稱之為執(zhí)行周期。程序的執(zhí)行過程：就是逐條執(zhí)行指令的過程。取指令執(zhí)行指令取指令執(zhí)行指令 指 令：就是讓計算機完成某個操作所發(fā)出的命令，是計算機完成某個操作的依據(jù)。它包括操作碼和操作數(shù)兩部分。 操作碼：指明該指令要完成的操作。操作數(shù)：是指參加運算的數(shù)或者數(shù)所在的單元地址。指令的分類：包括： 數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)運算指令、邏輯運算指令、移位運算指令、位與位串操作指令、控制轉(zhuǎn)移指令、輸入/輸出指令、其他指令。指令系統(tǒng)：指一臺計算機的所有指令的集合。不同的計算機其指令系統(tǒng)不一定相同。程 序：是由一系列指令構(gòu)成的有序集合。4. 計算機的硬件系統(tǒng)計算機硬件主要由中央處理器、主存儲器、輔助存儲器、輸入/輸出設(shè)備和總線等組成。其中：中央處理器、主存儲器和總線構(gòu)成“主機” ， 輔助存儲器和輸入/輸出設(shè)備構(gòu)成“外設(shè)”。 微機的主機箱內(nèi)主要有下列部件： (1) 系統(tǒng)主板 是一塊集成電路板，是微機最主要的部件，它包括微處理器模塊、內(nèi)存模塊、基本I/O接口、中斷控制器、DMA（直接存取存儲器）控制器及連接其他部件的總線。微處理器 CPU ：是微機的核心部件，控制計算機的各項工作。Pentium 處理器主要由執(zhí)行單元、指令預(yù)取部件、指令譯碼部件、地址轉(zhuǎn)換與管理部件、指令快存（cache）和數(shù)據(jù)快存（cache）、總線接口部件和控制器等組成。其核心是執(zhí)行單元（即運算器），它的任務(wù)是高速完成各種算術(shù)和邏輯運算。 主（內(nèi)）存儲器： 用來存放要執(zhí)行的程序和要使用的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)板上的主存一般都采用 DRAM。目前微機中的半導(dǎo)體存儲器主要有三種類型：動態(tài)隨機存取存儲器DRAM：一般由MOS型電路構(gòu)成，其中的信息是以電荷形式保存在小電容器（屬于無源器件），由于電容器放電，超過一定時間其中的信息就會丟失，需用外部支持邏輯電路來刷新。存放在其中的信息斷電后丟失。其特點是：與CPU的接口較SRAM復(fù)雜，但功耗低，集成度高，成本低。靜態(tài)隨機存取存儲器SRAM通過一個雙穩(wěn)態(tài)電路來保存其中的信息，只要電源不斷，其中的信息就不會丟失，其特點是：與CPU接口簡單，使用方便，速度快，但功耗大，成本高。只讀存儲器 ROM 存放在其中的信息斷電后不丟失，但不可以隨便修改。用來存放基本輸入/輸出系統(tǒng)BIOS（BIOS是一組機器語言程序，負(fù)責(zé)對計算機進行加電后自動檢測）。ROM分類掩膜 ROM：其中信息由廠家寫入，只能讀出不能改變?？删幊蘎OM（PROM）：由用戶編程寫信息，但只能寫一次。用光擦除的可編程ROM（EPROM）：可用紫外線照射來重復(fù)擦寫全部內(nèi)容。用電擦除的可編程ROM（EEPROM）：通過加擦除電壓來重復(fù)擦寫，可以全部也可以以字節(jié)為單位進行擦除和改寫。CMOS存儲器： 用來存放用戶對計算機的配置參數(shù)。存放在其中的信息可以在計算機開機時進行修改，關(guān)機后可保持設(shè)置不變。其中的信息要依靠小電池來維持，電池放電后，會使其中的信息全部丟失。I/O總線： 包括傳送數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)總線DB（是雙向的）、傳送地址信號的地址總線AB（是單向的）、傳送控制信號的控制總線CB 。常用的有PCI（外圍設(shè)備接口）總線、 ISA（工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)）總線、EISA（擴展的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)）總線.通用串行總線（USB）：可以連接幾乎所有外部設(shè)備。輸入/輸出接口電路：并行接口、 串行接口、軟盤接口、IDE（智能設(shè)備電子接口）硬盤接口、鍵盤接口 等 中斷控制器、DMA控制器 （2） 硬盤驅(qū)動器（3） 軟盤驅(qū)動器（4） 光盤驅(qū)動器（5） 電源（6） 顯示卡（7） 其他卡（聲卡、視卡、網(wǎng)卡、）計算機常用的外部設(shè)備有：（1） 輸出設(shè)備：顯示器：常見的有單色CRT（陰極射線管）顯示器、彩色CRT顯示器、平板顯示器。主要技術(shù)指標(biāo)是：分辨率、彩色數(shù)目、屏幕尺寸打印機：常見的有針式打印機、噴墨打印機、激光打印機繪圖儀：常見的有平板式繪圖儀 、滾筒式繪圖儀音箱（2） 輸入設(shè)備：鼠標(biāo)： 常見的有機械式、光電式和光機式三類鼠標(biāo)。筆記本電腦上用跟蹤球代替鼠標(biāo)。鍵盤： 常見的有101鍵盤、 104鍵盤。掃描儀：常見的有手持式掃描儀、平板式掃描儀。其他輸入設(shè)備：數(shù)字化儀、條形碼讀入器、磁卡閱讀機、話筒、攝象機等（3）計算機通訊設(shè)備 調(diào)制解調(diào)器（Modem）： 在Internet 中，微機之間常通過電話線來傳送數(shù)據(jù)，通過電話線傳送的信號是模擬信號，而計算機中的信號是數(shù)字信號，Modem的作用就是實現(xiàn)這兩種信號的轉(zhuǎn)換。調(diào)制：將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的過程解調(diào)：將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的過程Modem有外置式、內(nèi)置式、PC卡式（是專為筆記本電腦設(shè)計的）三種。3. 計算機軟件系統(tǒng)軟件：是利用計算機本身提供的邏輯功能，合理地組織計算機的工作，簡化或代替人們在使用計算機過程中的各個環(huán)節(jié)，提供給用戶的一個便于掌握操作的工作環(huán)境。不論是支持計算機工作還是支持用戶應(yīng)用的程序都是軟件。（1） 計算機軟件的發(fā)展機器語言 匯編語言 高級語言 操作系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)軟件 數(shù)據(jù)庫軟件 （2）軟件分類與簡介幾個基本概念：系統(tǒng)軟件：指那些為整個計算機系統(tǒng)所配置的、不依耐于特定應(yīng)用的通用軟件。系統(tǒng)軟件可供所有用戶使用。應(yīng)用軟件：指用于解決各種不同具體應(yīng)用問題的專門軟件。它包括定制軟件（特定用戶使用）和通用應(yīng)用軟件。裸機：沒裝任何軟件的計算機虛擬計算機：具有操作系統(tǒng)的計算機 計算機軟件系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)DOS ： 是基于字符界面的單用戶單任務(wù)的操作系統(tǒng)Windows： 是基于圖形界面的單用戶多任務(wù)的操作系統(tǒng)UNIX： 是一個通用的交互式的分時操作系統(tǒng)，用于各種計算機NetWare： 是基于文件服務(wù)和目錄服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)Windows NT： 是基于圖形界面32位多任務(wù)、對等的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)語言處理程序機器語言：計算機能直接執(zhí)行的、由一串“0”或“1”所組成的二進制程序或指令代碼。 是一種低級語言。匯編語言：一種用符號表示的、面向機器的低級程序設(shè)計語言，需經(jīng)匯編程序翻譯成機器語言程序才能被計算機執(zhí)行。高級語言：按照一定的“語法規(guī)則”、由表達(dá)各種意義的“詞”和“數(shù)學(xué)公式”組成的、易被人們理解的程序設(shè)計語言，需經(jīng)編譯程序翻譯成目標(biāo)程序（機器語言）才能被計算機執(zhí)行。如：FORTRAN、C、BASIC等。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)普及式關(guān)系型：FoxPro、Paradox、Access大型關(guān)系型： Oracle、Sybase、SQL Server實用程序與軟件工具QAPLUS、PCTOOLS應(yīng)用軟件文字處理軟件Word 、WPS表格處理軟件Excel 、Lotus1-2-3圖形、圖象處理軟件AutoCAD、Photoshop網(wǎng)絡(luò)通信軟件Terminal、Mail簡報軟件Powerpoint統(tǒng)計軟件SPAA、SAS實時控制軟件FIX、INTouch、 Lookout多媒體軟件Xingmpeg、Authorware、Director （3） 系統(tǒng)軟件的基本概念源程序：用高級語言編寫出來的程序。目標(biāo)程序：由源程序翻譯出來的機器語言程序或匯編語言程序。編譯程序：將高級語言源程序翻譯成機器語言或匯編語言的程序，如：FL.EXE 翻譯有“編譯”和“解釋”兩種方式。編譯方式： 首先將源程序翻譯成等價的目標(biāo)程序，然后再執(zhí)行此程序，運行速度較快。如：C 、FORTRAN解釋方式：是把源程序逐句翻譯，翻譯一句執(zhí)行一句，邊翻譯邊執(zhí)行，運行速度較慢。解釋程序不產(chǎn)生將被執(zhí)行的目標(biāo)程序，而是借助解釋程序直接執(zhí)行源程序本身。如：BASIC 、 LISP聯(lián)接程序：把目標(biāo)程序變成可執(zhí)行的程序。也稱組合編譯程序或聯(lián)接編譯程序。將源程序轉(zhuǎn)換成可執(zhí)行的目標(biāo)程序一般分為兩個階段：翻譯階段和聯(lián)接階段。翻譯階段的目標(biāo)模塊由于沒有分配存儲器的絕對地址，仍然不能執(zhí)行，只有經(jīng)過聯(lián)接階段，把目標(biāo)程序以及所需要的功能庫轉(zhuǎn)換成一個可執(zhí)行的裝入程序，該裝入程序分配有地址，故可以執(zhí)行。14 軟件工程1 基本概念軟件工程：是指使用工程化的概念、思想、方法和技術(shù)來研制、設(shè)計、生產(chǎn)和管理軟件開發(fā)的全過程。 2. 軟件的生命周期 軟件的生命周期大致分為三步：（1） 定義期： 其任務(wù)是決定要開發(fā)的軟件應(yīng)具有什么特性， 包括問題定義、可行性論證、系統(tǒng)分析。（2） 開發(fā)期： 其任務(wù)是設(shè)計出滿足要求的軟件產(chǎn)品，包括系統(tǒng)初步設(shè)計、系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計、編碼、單元測試、綜合測試。（3） 維護期： 其任務(wù)是在軟件使用過程中進行錯誤修正和功能擴展，包括修改、更新等。 3 軟件開發(fā)（1） 需求分析 ：確定軟件的功能和適用范圍、與外界的接口關(guān)系、所需的軟硬件支持等。（2） 軟件設(shè)計： 包括總體設(shè)計（確定軟件的程序模塊設(shè)計和模塊間的接口）和詳細(xì)設(shè)計（決定每個模塊內(nèi)部的具體算法）兩步，每步完成后都要進行階段評審。（3） 編碼與調(diào)試：編制程序并按軟件設(shè)計的要求調(diào)試到正確。（4） 軟件測試：測試的目的是盡可能多的發(fā)現(xiàn)軟件產(chǎn)品中的錯誤和缺陷。主要進行三種測試：模塊測試、集成測試、驗收測試。（5） 軟件維護：修改軟件運行中發(fā)現(xiàn)的錯誤和缺陷；改進設(shè)計，增加新功能，并使已運行的軟件適應(yīng)硬件和數(shù)據(jù)的更新、變化。（6） 文檔編制：編制用戶文檔（用戶手冊、安裝手冊、操作手冊等）、開發(fā)文檔（軟件需求說明書、數(shù)據(jù)要求說明書、總體設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、測試計劃與測試報告等）、管理文檔（可行性報告、項目開發(fā)計劃、開發(fā)進度報告、開發(fā)總結(jié)報告、維護修改報告等） （7） 項目管理：包括制定計劃、建立組織、配備人員、技術(shù)指導(dǎo)與檢驗。15 計算機安全1. 計算機病毒（1） 病毒的定義：是一些人蓄意編制的一種寄生性的計算機程序，它能在計算機系統(tǒng)中生存，通過自我復(fù)制來傳播，在一定條件下被激活，會給計算機系統(tǒng)造成一定損害，甚至嚴(yán)重破壞。據(jù)估計，至今在計算機上流行的病毒已有一萬多種，且每天有5-7種新病毒產(chǎn)生。（2） 病毒的特點：病毒一般具有這5個特點：傳染性、破壞性、針對性、變種性、潛伏性。（3） 病毒的結(jié)構(gòu)：一般而言，計算機病毒（并非任何病毒）包括三大功能模塊： 引導(dǎo)模塊、傳染模塊、表現(xiàn)或破壞模塊。（4） 病毒的類型：一般可分為4種主要類型：引導(dǎo)區(qū)型病毒：主要通過軟盤在DOS 操作系統(tǒng)里傳播。病毒隱藏在軟盤第一扇區(qū)，在系統(tǒng)文件裝入內(nèi)存之前先進入內(nèi)存，從而獲得對DOS的完全控制，先侵染軟盤的引導(dǎo)區(qū)，再蔓延到硬盤，并能侵染硬盤中的主引導(dǎo)記錄。文件型病毒：它運作在計算機存儲器里，通常感染擴展名為COM、EXE、DRV、BIN、OVL、SYS等的文件，被激活時，感染文件把自身復(fù)制到其他文件中?；旌闲筒《荆壕哂幸龑?dǎo)區(qū)型和文件型病毒二者的特征。宏病毒：一般是指用Basic書寫的病毒程序，寄存在 Microsoft Office文檔上的宏代碼。它影響對文檔的各種操作。當(dāng)文檔打開時，宏病毒就處于活動狀態(tài)，當(dāng)觸發(fā)條件滿足時，宏病毒就開始傳染、表現(xiàn)和破壞。它能通過電子郵件、軟盤、Web下載、文件傳輸和合作應(yīng)用等途徑傳播。據(jù)統(tǒng)計，目前宏病毒占全部病毒的80% ，是發(fā)展最快的病毒。（5） 病毒的傳染：目前，病毒主要通過軟盤、硬盤、網(wǎng)絡(luò)這三種途徑來傳染。（6） 病毒的癥狀：病毒常見的癥狀有： 屏幕出現(xiàn)異常情況：如：出現(xiàn)異常圖形、異常滾動、異常的信息提示 系統(tǒng)運行異常：如：速度突然減慢、異常死機、系統(tǒng)不能啟動 磁盤存取異常：如：磁盤空間異常減少、讀寫異常、磁盤驅(qū)動器“丟失” 文件異常： 如：文件長度無故加長、文件無故變化或丟失 打印機異常：如；系統(tǒng)丟失打印機、打印機狀態(tài)發(fā)生變化、無故打不出漢字 蜂鳴器無故發(fā)聲（7） 病毒的預(yù)防與清除：病毒的預(yù)防：不在帶病毒的計算機上使用軟盤、不在計算機上使用帶病毒的軟盤和光盤（不要輕易使用來歷不明的軟盤、光盤）、經(jīng)常對計算機和軟盤進行病毒檢測、在自己的計算機上安裝病毒預(yù)防軟件。病毒的清除：當(dāng)發(fā)現(xiàn)計算機有異常情況時，用正版殺毒軟件對計算機進行一次全面的清查，注意不要用那些盜版的、解密的、從別處拷貝的殺毒軟件。目前常用的殺毒軟件有：KV3000、KILL、VRV、AV95等。2. 數(shù)據(jù)的安全維護由于計算機硬件故障、病毒、用戶誤操作等多種意外情況都會導(dǎo)致計算機中的系統(tǒng)數(shù)據(jù)或其它重要數(shù)據(jù)丟失或破壞，為安全起見，應(yīng)將硬盤上的有用數(shù)據(jù)定期地復(fù)制到其他的存儲設(shè)備上，如：軟盤、磁帶、ZIP、MO等設(shè)備上，并放在安全的地方保管。平時對這些數(shù)據(jù)備份介質(zhì)，也要防止霉變和其他自然災(zāi)害。3. 軟件的法律保護可用于保護計算機軟件的法律有三種：著作權(quán)法、專利法、商業(yè)秘密法。1991年6月由國務(wù)院正式頒布了計算機軟件保護條例，作為我國保護軟件著作權(quán)的專門性行政法規(guī)。1.6 多媒體技術(shù)1. 多媒體的基本概念多媒體：是一種以交互方式將文本、圖形、圖象、音頻、視頻等多種媒體信息，經(jīng)過計算機設(shè)備的獲取、操作、存儲等綜合處理后，以單獨或合成的形式表現(xiàn)出來的技術(shù)和方法。多媒體的特性：1）多樣化：指信息媒體的多樣化 2）交互性：指提供人們多種交互控制的能力 3）集成性：指不同媒體、不同視聽設(shè)備及軟、硬件的有機結(jié)合。超文本: 是一種采用非線性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來組織信息的信息管理技術(shù)。超媒體: 指基于多媒體信息結(jié)點的超文本。數(shù)字音頻文件： 包括： WAVE（波形）文件（后綴為 .WAV） ；MIDI（樂器數(shù)字化接口）文件（后綴為 .MID）。 WAVE文件記錄的是自然界實際的聲音，以波形曲線表示，可以用軟件進行再編輯。不僅可以通過麥克風(fēng)錄音，還可以通過line in輸入，錄下電視、廣播、收音機以及放像機中的聲音。MIDI文件記錄的是能夠產(chǎn)生聲音的動作（用什么樂器演奏、每個音的力度等），以五線譜的形式表示，是用來演奏的曲譜（但比普通曲譜的信息豐富得多），也可以用專門的軟件進行編輯。這兩種文件都可以通過操作系統(tǒng)中的媒體播放機、錄音機和聲卡自帶的播放程序進行播放。音頻信息的技術(shù)指標(biāo)：1）聲道： 單聲道 、雙聲道2）取樣頻率： 11025 kHz、 22.05 kHz、 441 kHz3）取樣大?。?8 位、 16 位其中：雙聲道、441 kHz、16 位 產(chǎn)生的是CD音質(zhì)；（計算機常用此音質(zhì)）單聲道、11025 kHz、8 位 產(chǎn)生的是電話音質(zhì)。 數(shù)字視頻文件： 1）AVI文件（Microsoft 的標(biāo)準(zhǔn)）： 可用WIN98中的媒體播放機播放。2）MOV文件（Apple的標(biāo)準(zhǔn)）： 安裝專門的驅(qū)動程序后播放3）MPEG文件（VCD標(biāo)準(zhǔn)）： 可用XING軟件在WIN95中播放 位 圖：是圖象在計算機內(nèi)存中的一種表示方法，每個圖象元素都被表示成數(shù)個位而存于內(nèi)存中。位圖采用的是寫實的手法，忠實地記錄每個像素的顏色，再把這些像素點組合成一幅圖象。一般用來表達(dá)真實的照片，也可以表現(xiàn)復(fù)雜繪畫的某些細(xì)節(jié)。位圖可以用掃描儀、視頻采集設(shè)備和繪圖軟件手工制作。常用的位圖制作軟件有： PHOTOSHOP、PUBLISHER 等，它們可對位圖進行特殊效果處理。位圖文件常見格式： .BMP 、 .PCX 、 .GIF 、 .TIF 、 .JPG 矢量圖：采用的是一種計算的方法，它記錄的是生成圖形的算法，每次顯示時都要重新計算再生成。無論如何放大圖形，矢量圖打印出來時都不會失真。常用的矢量圖制作軟件有：CORELDRAW！、FREEHAND 等。矢量圖文件常見格式： .CDR 、 .AI 、 .FHx同樣一張圖 用位圖格式表示所占內(nèi)存大，但顯示速度快；用矢量圖格式表示所占內(nèi)存小，但顯示速度慢（因需要計算再生成）。 2. 幾個常見縮寫詞的解釋JPEG（Joint Photographic Experts Group）是一種主要針對靜止圖象的圖象壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)，廣泛用于多媒體CD-ROM、彩色圖象傳真、圖文檔案管理等方面。它對單色和彩色圖象的壓縮比通常分別為10：1和15：1。MPEG（Moving Picture Experts Group）是數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)，它是針對CD-ROM式有線電視傳播的全動態(tài)影象的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，其平均壓縮比為50：1。其中MPEG-1的設(shè)計目標(biāo)是達(dá)到CD-ROM的傳輸速率（150KBps）和盒式錄象機的圖象質(zhì)量； MPEG-2的設(shè)計目標(biāo)是在一條線路上傳輸更多的有線電視信號，其數(shù)據(jù)傳輸速率更高，圖象質(zhì)量更好。CD（Compact Disc）光盤，相對于VCD小影碟，一般人們特指其為激光唱片。CD-ROM（Compact Disc-Read Only Memory）光盤存儲器，其上存儲的信息在計算機上一般是只讀的，不象軟盤那樣可進行讀/寫操作。要在光盤上存儲信息時，需用光盤刻錄機。VCD（Video Compact Disc）視頻光盤 ，采用MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)進行圖象的壓縮與解壓，每張盤只能記錄74分鐘的彩色圖象，播放質(zhì)量比LD（激光視盤）差。DVD（Digital Video Disc）數(shù)字式視頻光盤 ，既可以存儲視頻數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)，也可以存儲計算機數(shù)據(jù)。它采用MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)進行圖象的壓縮與解壓，單層容量達(dá)4.7GB，每張盤播放時間可達(dá)135分鐘 ，播放質(zhì)量超過LD 。3. 多媒體計算機（MPC）的組成多媒體計算機的基本硬件組成是：PC機 + 聲頻卡（及音箱） + CD-ROM驅(qū)動器 + 視頻卡(可選）+ 電影解壓卡(可選)聲頻卡（聲卡）：是計算機中處理聲音的硬件，多媒體計算機一般都應(yīng)配聲卡。其主要功能是：（1）將話筒或音響輸入的聲音進行數(shù)字化處理并將處理后的數(shù)字波形聲音還原為模擬信號聲音，經(jīng)功率放大后輸出；（2）可外接MIDI鍵盤，將彈奏的樂曲以MIDI形式輸入計算機并合成為音樂聲音后輸出；（3）與CD-ROM相連直接播放激光唱片的聲音。視頻卡（視卡）：是計算機中將采集到的視頻信息（特指運動圖象）進行數(shù)字化處理和實時壓縮編碼所用的硬件。一般的計算機用戶不配視頻卡（注意不要與顯示卡搞混，顯示卡是與微機顯示器相對應(yīng)的部件）。電影解壓卡：是利用硬解壓方式看VCD小影碟時所用的硬件，直接插在計算機主板上。其工作原理是： 影片的視頻和音頻信息是用MPEG技術(shù)壓縮在VCD光盤中的，計算機通過光驅(qū)讀取這些數(shù)據(jù)后，解壓卡使用MPEG實時解壓縮技術(shù)對數(shù)據(jù)進行快速解碼，再把解碼后的音頻和視頻數(shù)據(jù)分別送到音頻轉(zhuǎn)換器和顯示卡。解壓卡每秒鐘能連續(xù)播放20或30 幀的全屏幕彩色視頻圖象及其立體聲配音。若想用低檔微機看VCD必須配此卡。用電影卡看VCD時，圖象和聲音都是有電影卡直接解壓播放的，與顯示卡、聲卡無關(guān)。一般高檔計算機可以不配電影解壓卡而用軟件解壓方式看VCD， 但必須配聲卡。4. 多媒體實用操作（1） 更改操作系統(tǒng)中事件的聲音 （2） 在文檔中加入WAVE、MIDI或AVI文件 （3） 為解說詞配背景音樂 （4） 在計算機上唱卡拉OK （5） 通過計算機在電視上看VCD （6） 將VCD轉(zhuǎn)錄到錄象帶上 （7） 將計算機與家中高級音響連接起來聽音樂 （8） 用視頻捕捉卡將攝象機拍攝的錄象制作成計算機中的小電影 （9） 電腦畫像（用攝象頭捕捉圖象，再通過彩色打印機打印出來） （10） 用計算機創(chuàng)作音樂（11） 用計算機收看電視5. 多媒體技術(shù)的應(yīng)用（1）多媒體出版物以光盤為載體的多媒體電子出版物 ：各種文化、娛樂作品以國際互聯(lián)網(wǎng)為載體的電子網(wǎng)絡(luò)出版物：訂閱報紙、雜志、書籍等（2）多媒體廣播電視數(shù)字音頻廣播：不僅音質(zhì)好，而且在聽到聲音的同時，還可以看到文字、圖形數(shù)字電視：不僅可以看到更多、更清晰的電視節(jié)目，還可以點播電視、實時響應(yīng)用戶中斷。（3）多媒體通信可視電話 視頻會議 遠(yuǎn)程會診 遠(yuǎn)程教學(xué)1.7 計算機網(wǎng)絡(luò)1 網(wǎng)絡(luò)定義計算機網(wǎng)絡(luò)是利用通信設(shè)備和線路將地理位置不同的、功能獨立的多個計算機系統(tǒng)互聯(lián)起來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（包括網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、信息交換方式及網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等）實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享和信息交換的系統(tǒng)。2. 網(wǎng)絡(luò)組成若干主機、一個通信子網(wǎng) 、一系列通信協(xié)議 3. 網(wǎng)絡(luò)功能1）信息交換 如：傳送電子郵件、發(fā)布新聞、電子購物、遠(yuǎn)程教育等2）資源共享 如：計算處理能力、磁盤、打印機、繪圖儀、數(shù)據(jù)庫、文件等3）分布式處理：由網(wǎng)絡(luò)內(nèi)多臺計算機分別完成一項復(fù)雜任務(wù)的各部分4）提高計算機系統(tǒng)的可靠性和可用性：網(wǎng)絡(luò)中的計算機可互為備用4. 網(wǎng)絡(luò)分類 按規(guī)模和距離分為：廣域網(wǎng)WAN（Wide Area Network）、局域網(wǎng)LAN（Local Area Network）5. 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)：有雙絞線電纜、同軸電纜、光導(dǎo)纖維、激光、紅外線、微波和衛(wèi)星通信等。網(wǎng)內(nèi)連接設(shè)備： 網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡）、中繼器、集線器網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備： 傳輸線網(wǎng)間連接設(shè)備：網(wǎng)橋、路由器6. 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指各節(jié)點（網(wǎng)絡(luò)上的計算機、大容量磁盤、高速打印機等）在網(wǎng)絡(luò)上的連接方式。它影響網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的選擇和控制方法的確定，會影響網(wǎng)上節(jié)點的運行速度和網(wǎng)絡(luò)軟、硬件接口的復(fù)雜度。常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有：總線結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)、混合型結(jié)構(gòu)7. 網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)是對構(gòu)成計算機網(wǎng)絡(luò)的各個組成部分以及計算機網(wǎng)絡(luò)本身所必須實現(xiàn)的功能的一組定義、規(guī)定和說明。ISO制定的開放式系統(tǒng)互連網(wǎng)絡(luò)模型將網(wǎng)絡(luò)的通信功能分為七個層次：