1.1 计算机概论 1.2 计算机系统的基本组成 1.3 多媒体技术基础 1.4 计算机安全及病毒防治 第1章 计算机基础知识 1.1 计算机概论 1.2 计算机系统的基本组成 1.3 多媒体技术基础 1.4 计算机安全及病毒防治

1.1 计算机概论 电子计算机最早应用于计算，它也就因此而得名。目前，电子计算机并不仅仅用于数学计算，更广泛地应用于信息处理、自动控制、辅助设计、辅助制造、辅助教学、人工智能和现代通信等。也就是说，电子计算机已经具有人脑的一些功能，可以代替人的一些脑力劳动，同时还可以开发人的智力，所以通常又称之为“电脑”。不仅如此，目前应用最多、最广的电子计算机是微型电子计算机，所以也称之为“微型计算机”、“微机”或“微电脑”等。

1.1.1 计算机的定义 计算机是一种能快速、高效、准确地进行信息处理的数字化电子设备，它能按照人们事先编写的程序自动地对信息进行加工和处理，输出人们所需要的结果，从而为人们的生产、生活服务。这里包括两个方面的含义： 一是计算机是进行信息处理的工具。 二是计算机能按照人们事先编制并存放在它内部的程序自动完成信息处理任务。

1.1.2 计算机的发展简介 世界上第一台电子计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator，即电子数字积分计算机）于1946年2月在美国宾夕法尼亚大学研制成功。它采用电子管作为计算机的基本部件，使用了18 800只电子管，10 000只电容器，7 000只电阻，每秒可进行5 000次加减运算。这台计算机占地面积170 m2，重30 t，耗电150 kW，是一个名符其实的“庞然大物”。

(3) 第三代集成电路计算机时代（1964年～1970年）。 (4) 第四代大规模、超大规模集成电路计算机时代（1971年至今）。 1. 大型计算机阶段 大型机（Mainframe）经历了第一代电子管计算机、第二代晶体管计算机、第三代中小规模集成电路计算机、第四代超大规模集成电路计算机的发展，使计算机技术逐步走向成熟。这四个时代是根据电子计算机采用的物理器件来划分的。 (1) 第一代电子管计算机时代（1946年～1958年）。 (2) 第二代晶体管计算机时代（1958年～1964年）。 (3) 第三代集成电路计算机时代（1964年～1970年）。 (4) 第四代大规模、超大规模集成电路计算机时代（1971年至今）。

2. 小型计算机阶段 3. 微型计算机阶段 4. 客户机—服务器阶段 5. 国际互联网阶段

1.1.3 计算机的特点 1. 运算速度快 2. 计算精度高 3. 记忆能力强 4.复杂的逻辑判断能力 5. 具有执行程序的能力

1.1.4 计算机的类型 按照其规模和功能，可把计算机分为巨型机、大型机、小型机、微型机和工作站。 1. 巨型机 2. 大型机 3. 小型机 4. 微型机∕个人计算机 5. 工作站

1.1.5 计算机的应用 正是由于计算机具有卓越的计算及信息处理能力，从而在现代社会中得到越来越广泛的应用。根据目前使用情况，计算机的应用大致划分为以下几个方面。 1. 科学计算 在自然科学中，诸如数学、物理、化学、天文、地理等领域；在工程技术中，诸如航天、汽车、造船、建筑等领域，计算工作量是非常大的，传统的计算工具是难以完成的，现在无一不利用计算机进行复杂的计算，使很多幻想变成现实。

2. 数据处理 现代社会是信息社会。信息是资源，信息已经和物质、能量一起被列为人类社会活动的三大基本要素。信息处理就是指对各种信息进行收集、存储、整理、统计、加工、利用、传播等一系列活动的统称，目的是获取有用的信息作为决策的依据。

3. 计算机辅助设计、制造、教学 利用计算机辅助人们完成某一个系统的任务，叫做“计算机辅助系统”。目前计算机辅助系统主要有以下3种： 1) 计算机辅助设计（CAD） CAD即利用计算机辅助人们进行设计工作，使设计过程实现半自动化或自动化。 2) 计算机辅助制造（CAM） CAM即利用计算机直接控制零件的加工，实现无图纸加工。 3) 计算机辅助教学（CAI） CAI即利用计算机辅助进行教学。

4. 过程控制 工业生产过程自动控制能有效地提高劳动生产率。过去工业控制主要采用模拟电路，响应速度慢、精度低，现在已逐渐被微型机控制所取代。 5. 人工智能 人工智能是计算机应用的一个崭新领域，利用计算机模拟人的智能，用于机器人、医疗诊断专家系统、推理证明等各方面。 6. 网络应用 把具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和通信线路连接起来，在网络软件的支持下实现彼此之间的数据通信和资源共享的系统，称为“计算机网络”。

1.2 计算机系统的基本组成 计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成，如图 1.1所示。 计算机硬件系统是指构成计算机的所有实体部件的集合。这些部件通常由电子器件、机械装置等物理部件组成。硬件通常是指一切看得见、摸得到的设备实体，是计算机进行工作的物质基础，是计算机软件运行的场所。 计算机软件系统是指在硬件设备上运行的各种程序以及有关资料。

图1.1 计算机系统的基本组成 中央处理器 主 机 控制器 内存储器 硬件 外存储器 外部设备 输入设备 输出设备 计算机系统 操作系统 运算器 中央处理器 主 机 控制器 内存储器 硬件 外存储器 外部设备 输入设备 输出设备 计算机系统 操作系统 系统软件 语言处理程序 数据库系统 软件 科学计算程序 信息管理程序 应用软件 辅助设计程序 文字处理程序 过程控制程序等 计算机系统 图1.1 计算机系统的基本组成

1.2.1 硬件系统 计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。 1. 运算器 运算器也称为算术逻辑单元ALU，是执行算术运算和逻辑运算的功能部件。 2. 控制器 控制器是计算机的指挥中心，它的主要作用是按照人们预先确定的操作步骤，控制微机各部件步调一致地自动工作。

3. 存储器 存储器是计算机用来存储信息的重要功能部件。存储器分为内存储器和外存储器，通常简称为内存和外存。 从存储器中取出信息称为读出；将信息存入存储器称为写入。存储器读出信息后，原内容保持不变；向存储器写入信息后，则原内容被新内容所代替。 1) 内存储器（主存储器） 2) 外存储器（辅助存储器）

4. 输入设备 输入设备用来接收用户输入的原始数据和程序，并将它们转变为计算机能识别的形式（二进制数）存放到内存中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。 5. 输出设备 输出设备用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式。 磁盘及磁盘驱动器是计算机中的常用设备，计算机既能从它上面读取数据（输入），也能把数据保存到它上面（输出）。

1.2.2 软件系统 为了能让计算机完成各式各样的工作，人们设计出各种各样的程序，构成了与硬件系统相对应的软件系统。 1. 系统软件 系统软件一般是由计算机厂家或专业软件开发商提供的，是计算机系统的一个重要的组成部分。 2. 应用软件 应用软件是指计算机用户利用计算机及其提供的系统软件，为解决某一专门的应用问题而编制的计算机程序。

1.3 多媒体技术基础 1.3.1 媒体的概念 媒体是指信息表示和传播的载体。例如，文字、声音、图像等都是媒体，它们向人们传递各种信息。在计算机领域中，几种主要媒体的定义如下。 1. 感觉媒体 感觉媒体直接作用于人的感官，使人能直接产生感觉。

表示媒体是指各种编码，如语音编码、文本编码、图像编码等。这是为了加工、处理和传输感觉媒体而人为地进行研究、构造出来的一类媒体。 2. 表示媒体 表示媒体是指各种编码，如语音编码、文本编码、图像编码等。这是为了加工、处理和传输感觉媒体而人为地进行研究、构造出来的一类媒体。 3. 表现媒体 表现媒体是感觉媒体与计算机之间的界面，如键盘、摄像机、话筒、显示器、喇叭、打印机等。 4. 存储媒体 存储媒体用于存放表示媒体，即存放感觉媒体数字化后的代码。存放代码的存储媒体有软盘、硬盘、光盘等。

5. 传输媒体 传输媒体是用来将媒体从一处传送到另一处的物理载体，如双绞线、同轴电缆、光纤等。

多媒体技术的集成性是指将多种媒体有机地组织在一起，共同表达一个完整的多媒体信息，使声、文、图、像一体化。 1.3.2 多媒体技术的特点 多媒体技术是指利用计算机技术把文字、声音、图形和图像等多媒体综合一体化，使它们建立起逻辑联系，并能进行加工处理的技术。这里所说的加工处理主要是指对这些媒体的录入和对信息进行压缩和解压缩、存储、显示、传输等。 多媒体技术具有以下一些特点。 1. 集成性 多媒体技术的集成性是指将多种媒体有机地组织在一起，共同表达一个完整的多媒体信息，使声、文、图、像一体化。

交互性是指利用图形菜单、图标、多窗口等图形界面使得人和计算机能“对话”，以便进行人工干预控制。交互性是多媒体技术的关键特征。 2. 交互性 交互性是指利用图形菜单、图标、多窗口等图形界面使得人和计算机能“对话”，以便进行人工干预控制。交互性是多媒体技术的关键特征。 3. 数字化 数字化是指多媒体中的各个单媒体都以数字形式存放在计算机中。 4. 实时性 多媒体技术是多种媒体集成的技术，在这些媒体中，有些媒体（如声音和图像）是与时间密切相关的，这就决定了多媒体技术必须 支持实时处理。

1.3.3 多媒体计算机系统的组成 多媒体计算机是指能综合处理多媒体信息，使多种信息建立联系，并具有交互性的计算机系统。多媒体计算机系统一般由多媒体计算机硬件系统和多媒体计算机软件系统组成。 1. 多媒体计算机硬件系统 多媒体计算机硬件系统主要包括以下几部分： (1) 多媒体主机，如微型机、工作站、超级微机等。

(2) 多媒体输入设备，如摄像机、电视机、话筒、录像机、录音机、扫描仪、光驱等。 (3) 多媒体输出设备，如打印机、绘图仪、音响、电视机、录音机、录像机、高分辨率监视器等。 (4) 多媒体存储设备，如硬盘、光盘、声像磁带等。 (5) 多媒体适配器（卡），如视频卡、声卡、压缩卡、家电控制卡、调制解调器等。 (6) 操纵控制设备，如鼠标、操纵杆、键盘、触摸屏等。 2. 多媒体计算机软件系统 多媒体计算机的软件系统是以操作系统为基础的。

多媒体技术为丰富多彩的教学方式又增添了一种新的手段。 1.3.4 多媒体技术的应用 多媒体技术是以计算机技术为核心，将现代声像技术与通信技术融为一体，以追求更自然、更丰富的接口界面，同时具有高速运算和大量存储能力的商用和工业用机器为目标的、不断发展的新技术。 1. 教育与培训 多媒体技术为丰富多彩的教学方式又增添了一种新的手段。 2. 商业领域 多媒体技术在商业领域中的应用也是十分广泛的，例如，多媒体技术用于商品广告、商品展示、商业演讲等方面，使人们有一种身临其境的感觉。

3. 信息领域 利用光盘大容量的存储空间，与多媒体声像功能结合，可以提供大量的信息产品，如百科全书、地理地图系统、旅游指南等电子工具，还有电子出版物、多媒体电子邮件、多媒体会议等都是多媒体在信息领域中的应用。 4. 娱乐与服务 多媒体技术用于计算机后，使声音、图像、文字融于一体，用计算机既能听音乐，又能看影视节目，使家庭文化生活进入到一个更加美妙的境地。

1.4 计算机安全及病毒防治 1.4.1 计算机安全知识 计算机安全是全社会都十分重视和关注的问题。常见的计算机安全（Computer Security）定义有下面两种。 1.4.2 计算机的安全措施 要保证计算机的安全，应采取两个方面的措施：一是非技术性措施，如制定有关法律、法规，加强各方面管理；二是技术性措施，如硬件安全保密、通信网络安全保密、软件安全保密和数据安全保密等措施。

下面介绍如何实现这两方面的安全措施。 1. 计算机安全立法 2. 计算机安全管理措施 3. 计算机实体安全 4. 计算机的正确使用与维护 5. 存储器保护与通信网络安全 6. 软件与数据库安全

1.4.3 计算机病毒概述 随着计算机技术的飞速发展和广泛应用，出现了计算机病毒。如今计算机病毒已泛滥全球，严重威胁着计算机信息系统的安全。因此，如何适时有效地检测与防治计算机病毒已成为人们普遍关注的重要课题。 1. 计算机病毒的产生和发展 2. 计算机病毒的定义 3. 计算机病毒程序的结构

1.4.4 计算机病毒的分类 纵观目前流行的计算机病毒，常见有以下3种分类方法。 1. 按病毒的寄生媒介进行分类 按病毒的寄生媒介可分为入侵型、源码型、外壳型和操作系统型4种类型。 入侵型病毒：这种病毒一般入侵到主程序作为主程序的一部分。

2. 按病毒的表现性质进行分类 按病毒的表现性质可分为良性病毒和恶性病毒两种类型。 良性病毒：这种病毒只是扩散和感染，浪费一些存储空间，降低系统工作效率。 恶性病毒：这种病毒可破坏系统的资源，如破坏数据、删除文件、格式化硬盘等。

3. 按病毒感染的目标进行分类 按病毒感染的目标可分为引导型病毒、文件型病毒和混合型病毒3种类型。 引导型病毒：这类病毒使磁盘引导扇区的内容转移，取而代之的是病毒引导程序。 文件型病毒：这类病毒可将病毒程序嵌入到可执行文件中并取得执行权。 混合型病毒：这种病毒既可感染磁盘引导扇区，也可感染可执行文件。

1.4.5 计算机病毒的工作过程 计算机病毒程序的一般工作过程如下： (1) 检查系统是否感染上病毒，若未染上，则将病毒程序装入内存同时修改系统的敏感资源（一般是中断向量），使其具有传染病毒的机能。 (2) 检查磁盘上的系统文件是否感染上病毒，若未染上，则将病毒传染到系统文件上。 (3) 检查引导扇区是否染上病毒，若未染上则将病毒传染到引导扇区。 (4) 完成上述工作后，才执行源程序。

1.4.6 计算机病毒的主要特征 从计算机病毒的表现形式和分类可以看出，计算机病毒具有以下特征。 1. 传染性 计算机病毒具有很强的再生机制。一旦计算机病毒感染了某个程序，当这个程序运行时，病毒就能传染到这个程序有权访问的所有其他程序和文件，如同生物体传染病一样。

2. 隐蔽性 病毒程序一般隐藏在正常程序之中，若不对其执行流程分析，一般不易察觉和发现。 3. 破坏性 计算机病毒的最终目的是破坏程序和数据，不论是单机还是网络，病毒程序一旦加到正在运行的程序中，就开始搜索可进行感染的程序，从而使病毒很快扩散到整个系统，造成灾难性后果。

4. 扩散性 病毒程序入侵后，一般不立即产生破坏作用。但在此期间进行传染扩散，当病毒炮制者设定的控制条件满足时，激活病毒并开始进行破坏。

1.4.7 计算机病毒的防治 1. 计算机病毒的预防措施 对于计算机病毒，必须以预防为主。 2. 计算机病毒的症状 计算机病毒所表现的症状完全由病毒的设计者确定。 1) 屏幕显示异常 2) 计算机系统异常 3) 打印机异常

3. 计算机病毒的检测和消除 可以利用软件或硬件技术来检测和消除计算机病毒。目前，经常使用的有消病毒软件和防病毒卡。 防病毒卡是被固化在一块电路板上的硬卡，使用时应插在计算机主板的标准插槽内，并使其在系统内存中的安装地址与出厂时的地址吻合