第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成硬件和軟件1.1.1計(jì)算機(jī)發(fā)展階段電子管計(jì)算機(jī)、晶體管計(jì)算機(jī)、集成電路計(jì)算機(jī)、大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)1.1.2 “存儲(chǔ)程序”工作原理馮諾

第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成

硬件和軟件

1.1.1計(jì)算機(jī)發(fā)展階段

電子管計(jì)算機(jī)、晶體管計(jì)算機(jī)、集成電路計(jì)算機(jī)、大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)

1.1.2 “存儲(chǔ)程序”工作原理

馮諾依曼奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)工作原理的基礎(chǔ)，特點(diǎn)：

1）執(zhí)行程序和處理數(shù)據(jù)時(shí)必須將程序和數(shù)據(jù)裝入存儲(chǔ)器中，然后才能使計(jì)算機(jī)在工作時(shí)自動(dòng)的從存儲(chǔ)器中讀取指令并執(zhí)行

2）用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令

3）隨計(jì)算進(jìn)行集中的順序控制

4）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備組成

1.1.3 計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)

1 計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)的發(fā)展

2 指令類型：數(shù)據(jù)傳送類指令、算術(shù)邏輯類指令、判定控制類指令

3 尋址方式：立即尋址、寄存器尋址、直接尋址、寄存器間接尋址、寄存器相對(duì)尋址

1.1.4 計(jì)算機(jī)硬件組成

運(yùn)算器：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算

控制器：控制計(jì)算機(jī)各部分自動(dòng)協(xié)調(diào)的工作，完成對(duì)指令的解釋和執(zhí)行

存儲(chǔ)器：存放程序和數(shù)據(jù)，程序是計(jì)算機(jī)操作的依據(jù)，數(shù)據(jù)是計(jì)算機(jī)操作的對(duì)象 輸入設(shè)備：光筆、模數(shù)轉(zhuǎn)換器

輸出設(shè)備：數(shù)模轉(zhuǎn)換器、繪圖儀

將運(yùn)算器和控制器合稱中央處理器，中央處理器和內(nèi)存儲(chǔ)器合稱主機(jī)，中央處理器能夠直接訪問的存儲(chǔ)器只有內(nèi)存儲(chǔ)器。

1.1.5 微處理器

微處理器就是具有中央處理器功能的大規(guī)模集成電路器件

分類：通用微處理器（用于運(yùn)行通用軟件，配備完備、復(fù)雜的操作系統(tǒng)）、嵌入式微處理器（用于各種嵌入式系統(tǒng)中，如工業(yè)控制，移動(dòng)電話，彩色電視機(jī)等數(shù)字智能設(shè)備領(lǐng)域）、數(shù)字信號(hào)處理器(用于需要快速處理大量復(fù)雜數(shù)字信號(hào)的領(lǐng)域，如雷達(dá)、通信設(shè)備、數(shù)字圖像處理設(shè)備、數(shù)字音視頻設(shè)備中）

多核微處理器

1.1.6 總線

計(jì)算機(jī)部件之間可共享連接的信息傳輸通道稱為總線

分類：數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線 傳統(tǒng)分類：CPU-內(nèi)存總線、I/O總線 常見的總線

1.1.7 計(jì)算機(jī)的軟件組成 系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件

1 系統(tǒng)軟件：

程序設(shè)計(jì)語言處理程序、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及各種通用的服務(wù)程序

（1）計(jì)算機(jī)語言與語言處理程序

計(jì)算機(jī)語言：是一類面向計(jì)算機(jī)的人工語言，又稱程序設(shè)計(jì)語言。分為機(jī)器語言、匯編語言、高級(jí)語言。 用匯編語言或高級(jí)語言編寫的程序稱為源程序，源程序經(jīng)翻譯或編譯后得到的機(jī)器語言程序稱目標(biāo)程序，目標(biāo)程序才能在機(jī)器上直接執(zhí)行。

語言處理程序：任務(wù)就是將各種高級(jí)語言編寫的源程序編譯成機(jī)器語言表示的目標(biāo)程序。 第1頁 共5頁

第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

按處理方式不同可分為解釋型程序和編譯型程序，前者邊解釋邊執(zhí)行，不產(chǎn)生目標(biāo)程序

（2）操作系統(tǒng)（OS ）

操作系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件的重要組成和核心，是管理計(jì)算機(jī)軟硬件資源，調(diào)度用戶作業(yè)程序和處理各種中斷，從而保證計(jì)算機(jī)各部分協(xié)調(diào)有效工作的軟件

1.1.8 計(jì)算機(jī)的配置和技術(shù)指標(biāo)

1 運(yùn)算速度 MIPS(百萬條指令每秒）主要影響因素：CPU 的主頻和存儲(chǔ)器的存取周期

2 主頻 MHz（每秒鐘百萬赫茲）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中控制微處理器運(yùn)算速度的時(shí)鐘頻率 主頻越高，運(yùn)算速度就越快

3 字長 ：微處理器能夠直接處理二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，字長越長，處理數(shù)據(jù)的精度越高，處理速度就越快

4 存儲(chǔ)容量 計(jì)算機(jī)中最小的數(shù)據(jù)單位是二進(jìn)制的一個(gè)數(shù)位，簡稱位（bit ），字節(jié)（byte ）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用來表示存儲(chǔ)空間大小的一個(gè)基本容量單位，1個(gè)字節(jié)由8個(gè)二進(jìn)制數(shù)位組成

5 數(shù)據(jù)傳輸率：是衡量計(jì)算機(jī)與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換能力的一種指標(biāo)。單位bps （每秒鐘所傳輸?shù)亩M(jìn)制位的數(shù)據(jù)）

1.1.9 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域

1 科學(xué)和工程計(jì)算：計(jì)算量大，邏輯關(guān)系相對(duì)簡單。如導(dǎo)彈飛行軌道的計(jì)算天文測(cè)量等 2 數(shù)據(jù)和信息處理：

數(shù)據(jù)處理是指對(duì)數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)、加工、分析和傳送的全過程。數(shù)據(jù)量大，計(jì)算相對(duì)簡單。應(yīng)用：財(cái)政、金融系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和核算；銀行儲(chǔ)蓄系統(tǒng)的存款、計(jì)息；圖書、情報(bào)系統(tǒng)的書刊等的管理和查詢，多媒體應(yīng)用

3 過程控制：是生產(chǎn)自動(dòng)化的重要技術(shù)內(nèi)容和手段。例如化工廠用計(jì)算機(jī)控制化工生產(chǎn)的某些環(huán)節(jié)或全過程，

4 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)：

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD ）幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行產(chǎn)品、工程設(shè)計(jì)，在飛機(jī)、車船、橋梁、建筑、機(jī)械服裝等設(shè)計(jì)中應(yīng)用；

計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM ）利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的控制、操作和管理

計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT ）

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI ）

5 人工智能：如利用計(jì)算機(jī)證明數(shù)學(xué)定理，進(jìn)行邏輯推理、理解自然語言、輔助疾病診斷、破譯密碼等

6 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

1.2計(jì)算機(jī)中的信息表示

1.2.2 基本二進(jìn)制運(yùn)算

進(jìn)位制計(jì)數(shù)的三要素：數(shù)制、基數(shù)、位權(quán)

幾種進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換

1.2.3 數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示方式

1 原碼：一個(gè)數(shù)的最高位存放符號(hào)位，0為正數(shù)，1為負(fù)數(shù)

2 反碼：正數(shù)：與原碼相同

負(fù)數(shù)：將原碼符號(hào)位除外，其余各位逐位取反

3 補(bǔ)碼：正數(shù)：與原碼、反碼相同

負(fù)數(shù)：在其反碼末尾加1

1.2.4 計(jì)算機(jī)中的非數(shù)值信息

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第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1 字符的表示：ASCII 碼

2 漢字的表示：漢字代碼體系：輸入碼，機(jī)內(nèi)碼和交換碼

漢字的輸出和漢字字庫

3 多媒體信息:圖形、圖像：位圖方式（點(diǎn)陣方式）和矢量方式

語音：

1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

1.3.1 網(wǎng)絡(luò)的基本概念

1 網(wǎng)絡(luò)的形成和發(fā)展

2 網(wǎng)絡(luò)的主要特征： 建立計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要目的是實(shí)現(xiàn)資源共享；互聯(lián)的計(jì)算機(jī)是分布在不同地理位置的多臺(tái)獨(dú)立的自治計(jì)算機(jī)；聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)之間通信必須遵循共同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議要素：語法、語義、時(shí)序

語法規(guī)定用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)和格式；語義規(guī)定了用戶控制信息的意義以及完成控制的動(dòng)作響應(yīng)；時(shí)序是對(duì)事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明

1.3.2 網(wǎng)絡(luò)的分類

按網(wǎng)絡(luò)使用的傳輸技術(shù)分為：廣播式網(wǎng)絡(luò)；點(diǎn)——點(diǎn)式網(wǎng)絡(luò)。后者采用分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)與路由選擇

按覆蓋的地理范圍分為：局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)

1 廣域網(wǎng) 主要采用分組交換技術(shù)

特點(diǎn)：適應(yīng)大容量與突發(fā)性通信的要求；適應(yīng)綜合業(yè)務(wù)服務(wù)的要求；開放的設(shè)備接口與規(guī)范化的協(xié)議；完善的通信服務(wù)與管理

X.25網(wǎng)，幀中繼，ISDN ，ATM 網(wǎng)

2 局域網(wǎng)

3 城域網(wǎng)

1.3.3 Internet基礎(chǔ)

1 Internet的形成與發(fā)展

2 Internet的結(jié)構(gòu)與組成：通過路由器互聯(lián) 通信線路；路由器；主機(jī)；信息資源 3 TCP/IP協(xié)議、域名與IP 地址

TCP/IP協(xié)議參考模型在網(wǎng)絡(luò)層定義了IP 協(xié)議；在傳輸層定義了傳輸控制協(xié)議TCP 與用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP ；傳輸層之上是應(yīng)用層主要有七種協(xié)議, 主要的：文件傳輸協(xié)議FTP ，電子郵件協(xié)議SMTP ，域名服務(wù)DNS ，HTTP 協(xié)議。

IP地址是Internet 賴以工作的基礎(chǔ)

IP地址長度為32為格式為X.X.X.X ，稱為點(diǎn)分十進(jìn)制地址

1.3.4 Internet提供的服務(wù)

1 WWW服務(wù)

www系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用客戶機(jī)/服務(wù)器模式

www是以超文本標(biāo)注語言和超文本傳輸協(xié)議即HTML 和HTTP 為基礎(chǔ)能夠面向Internet 服務(wù)的、風(fēng)格一致的用戶界面的信息瀏覽系統(tǒng)。

2 電子郵件服務(wù)

電子郵件服務(wù)基于客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)

1.3.5 Internet的基本接入方式

1 ISP

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第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

2 通過局域網(wǎng)接入

3 通過電話網(wǎng)接入

1.4 信息安全基礎(chǔ)

1.4.1密碼技術(shù)

1 加密與解密：加密與解密的算法操作都是在一組密鑰控制下完成的，他們是加密密鑰和解密密鑰

2 密碼體制：明文空間，密文空間，密鑰空間，加密算法集或規(guī)則集，解密算法集或規(guī)則集

3 密鑰管理：密鑰分配協(xié)議：傳輸量和存儲(chǔ)量都較??；每對(duì)用戶都能獨(dú)立的計(jì)算一個(gè)秘密密鑰

1.4.2 信息認(rèn)證

1 數(shù)字簽名

2 身份識(shí)別：通行字方式和持證方式

3 消息認(rèn)證

1.4.3 惡意軟件

1 常見的惡意軟件攻擊方式：特洛伊木馬、登錄陷阱、邏輯炸彈、后門陷阱、緩沖溢出、僵尸網(wǎng)絡(luò)

2 新的惡意軟件攻擊技術(shù)：利用用戶對(duì)社會(huì)服務(wù)機(jī)構(gòu)的信任；后門創(chuàng)建；電子郵件竊??；利用新信息技術(shù)。

3 惡意軟件的防范技術(shù)：簽名掃描、啟發(fā)式掃描、行為阻止

1.4.4 計(jì)算機(jī)病毒

1 特性：傳染性、破壞性、隱蔽性、潛伏性、可激發(fā)性 是程序

2 病毒的來源

3 病毒防治

1.4.5 防火墻技術(shù)

1 防火墻的作用：過濾進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)；管理進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的訪問行為；封堵某些禁止行為；記錄通過防火墻的信息內(nèi)容和活動(dòng)；對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊進(jìn)行檢測(cè)和報(bào)警。

2 常見的防火墻：包過濾防火墻；代理防火墻

1.4.6 網(wǎng)絡(luò)安全（通過解決對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全構(gòu)成威脅的問題，以達(dá)到保護(hù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中存儲(chǔ)、處理與傳輸?shù)男畔踩哪康模?/p>

1 網(wǎng)絡(luò)安全的基本功能：保密性、認(rèn)證、數(shù)據(jù)完整性、防抵賴、訪問控制

2 針對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的攻擊與防范

攻擊：服務(wù)攻擊（拒絕服務(wù)攻擊和分布式拒絕服務(wù)攻擊）；非服務(wù)攻擊

防范：修正已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的問題和漏洞，識(shí)別、跟蹤或禁止惡意攻擊主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)的訪問 3 針對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息的攻擊與防范

攻擊：截獲、竊聽、篡改、偽造

防范：密碼技術(shù)

4 來自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的威脅與防范

防抵賴問題；內(nèi)部的犯規(guī)行為

5 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)問題

1.4.7 操作系統(tǒng)安全（內(nèi)存保護(hù)、文件保護(hù)、存取控制和存取鑒別）

1 操作系統(tǒng)安全方法 隔離、分層、內(nèi)控

2 操作系統(tǒng)安全措施

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第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

（1）訪問控制

認(rèn)證、訪問權(quán)限、文件保護(hù)、審計(jì)

（2）存儲(chǔ)保護(hù) 存儲(chǔ)保護(hù)（保證系統(tǒng)內(nèi)任務(wù)互不干擾），存儲(chǔ)管理（有效利用存儲(chǔ)空間） 防止地址越界 防止操作越權(quán)

（3）文件保護(hù)與保密 文件保護(hù)是防止由于誤操作對(duì)文件造成破壞

文件保密是為了防止未經(jīng)授權(quán)的用戶對(duì)文件進(jìn)行訪問 一般的文件存取設(shè)置兩級(jí)控制：對(duì)訪問者的識(shí)別、存取權(quán)限的識(shí)別

1.4.8 數(shù)據(jù)庫安全

在物理層、人員層、操作系統(tǒng)層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)層采取安全性措施

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