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第1章计算机的发展与应用
v 1、计算机发展简史
v 2、计算机对现代社会的影响
v 3、计算机用户的行为规范
1、计算机发展简史
v （1）第一台电子计算机的诞生
v 世界上第一台计算机于1946年2月在美国宾夕法尼亚大学问世，它共用了18000多个电子管，占地170平方米，总重量是30吨，耗电140KW，运算速度为每秒能进行5000次加法、300次乘法。
（2） 计算机发展的阶段
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第一代 |
第二代 |
第三代 |
第四代 |
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1946-1958 |
1958-1964 |
1964-1975 |
1975-现在 |
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主机电子器件 |
电子管 |
晶体管 |
中小规模集成电路 |
大规模/超大规模集成电路 |
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内存 |
汞延迟线 |
磁芯存储器 |
半导体存储器 |
半导体存储器 |
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外存储器 |
穿孔卡片
纸带 |
磁带 |
磁带，磁盘 |
磁盘、光盘等大容量存储器 |
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处理速度
(指令数/秒) |
几千条 |
几百万条 |
几千万条 |
数亿条以上 |
（3）什么是CISC机？什么是RISC机？
v CISC即Complex Instruction Set Computer。在最初，人们采用的优化方法是增强计算机指令系统功能的方法，就是设置一些功能复杂的指令，把一些原来由软件实现的，常用的功能改用硬件的指令系统实现，以提高计算机的执行速度，这种计算机系统就被称为复杂指令系统计算机。
v RISC即Reduced Instruction Set Computer。是在80年代才发展起来的，其基本思想是尽量简化计算机指令功能，只保留那些功能简单、能在一个节拍内执行完成的指令，而把较复杂的功能用一段子程序来实现，这种计算机系统就被称为精简指令系统计算机。
（4） 研制中的第五代计算机
v 1、创建非冯•诺伊曼式语言
v LISP：使用最简单的词汇表达非数值计算机问题的语言，广泛应用于数学中的符号微积分计算、定理证明、谓词演算和博弈论等，还扩展到计算机中进行符号处理、硬件描述和大规模集成电路设计等。
v PROLOG ：人工智能语言，用逻辑设计取代程序设计。
v 2、创建以人脑神经系统处理信息的原理为基础的非冯•诺伊曼式的计算机模型
v 生物计算机
v 光子计算机
v 量子计算机
2、计算机对现代社会的影响
v （1）计算机应用概述
v （2）由信息高速公路热引发的全球信息化浪潮
v （3）我国的“三金”工程
（1）计算机应用概述
v 科学计算：利用计算机解决科学研究和工程技术中所提出的复杂的数学问题。
v 数据处理（信息处理）：利用计算机对所获取的信息进行记录、整理、加工、存储和传输等。
v 人工智能：利用计算机来模仿人类的智力活动。
v 自动控制：利用计算机对动态的过程进行控制、指挥和协调。
v 计算机辅助设计和制造（CAD、CAM、CAI）：利用计算机来辅助工程师们设计和制造产品。
（3）我国的“三金”工程
v “金桥”工程又称经济信息通信网工程，它是建设国家公用经济信息通信网、实现国民经济信息化的基础设施。这项工程的建设，对于提高我国宏观经济调控和决策水平以及信息资源共享、推动信息服务业的发展，都具有十分重要的意义。
v “金关”工程又称为海关联网工程，其目标是推广电子数据交换（EDI）技术，以实现货物通关自动化、国际贸易无纸化。
v “金卡”工程又称电子货币工程，它是借以实现金融电子化和商业流通现代化的必要手段。
3、计算机用户的行为规范
v 防范计算机犯罪
v 保护知识产权
v 计算机病毒
v 计算机病毒的防治
计算机病毒
v 定义：计算机病毒是一种功能特殊的计算机程序，他一旦运行，便取得系统控制权,同时把自己复制到媒体中去。
v 计算机病毒的特征：
1、能够自身复制到其他程序中。
2、不独立以文件形式存在，仅附加在别的程序上。当调用该程序运行时，次病毒则首先运行。
 计算机病毒的分类：
按传染机型分类：APPLE公司的MACINTOSH系列、VAX等小型机及各种工作站、IBMPC系列机及兼容机。
按传染机器是否连网分类：
（1）单机病毒：病毒在单机中的传染媒介一般是磁性介质，如磁盘、磁带等。
（2）网络病毒：病毒主要是通过网络通信来传播病毒的。
u 按传染程序特点分类：
（1）操作系统病毒：这种病毒往往传染引导记录，或将引导记录换掉。
（2）文件携带型病毒：这一类病毒以可执行文件为攻击对象。在PC机上对COM和EXE文件进行修改，然后将病毒自身置于其中。被传染的可执行文件又将成为新的病毒源，去传染另外的文件。
计算机病毒的防治
v 病毒传染的条件：
v （1）通过媒体载入计算机，如硬盘、网络等；（2）病毒是被激活的，即被执行后才能取得控制权。没有被运行的病毒程序是不会起作用的。如果把一个带毒程序拷入机器中，但从不运行它，病毒是不会发作的。
v 防治病毒的步骤：
（1）不要用软盘启动机器；（2）不要运行来路不明的软件，盗版软件是没有保障的，很可能蕴藏病毒；（3）定期备件重要系统数据；（4）重要的数据盘、程序盘应写保护，避免感染；（5）使用杀互软件检查和清除病毒。
第1章习题
v 1.1 什么是CISC机？什么是RISC机？
v 1.2 计算机的发展分为几个阶段？正在研制的新型计算机具有哪些特点？
v 1.3 简述“三金”工程的含义。
v 1.4 什么是计算机病毒，它具有哪些特征，如何采取具体的防范措施？
第二章 计算机概述
一、计算机的类型
v 大型通用机： 巨型机： 小型机： 工作站： 微型机：PC 机网络计算机
二、计算机组成与工作原理
1、存储程序工作原理
冯•诺伊曼型计算机的工作原理
2、 计算机指令系统
v 机器指令是要计算机执行某种操作的命令，且由计算机直接识别执行。所有指令的集合成为计算机的指令系统。计算机的类型不同，指令系统也不同。
v 例如：苹果机采用的是6502指令系统；IBM PC采用的是8086/8088指令系统。
v 指令系统是计算机基本功能具体而集中的体现。指令是对计算机进行程序控制的最小单位.从计算机结构的角度看，指令系统是软件和硬件的界面，指令是对计算机进行程序控制的最小单位。
v 指令系统的内核是硬件，当一台机器指令系统确定之后，硬件设计师根据指令系统的约束条件，构造硬件组织，由硬件支持指令系统功能得以实现。而软件设计师在指令系统的基础上建立程序系统，扩充和发挥机器的功能。
v 用机器指令编写的程序称之为机器语言程序。
v 一条指令通常有操作码和地址码两部分组成： 操作码 地址码
操作码指明计算机执行的某种操作的性质和功能；地址码指出被操作的数据（简称操作数）存放在何处，即指明操作数地址，有的指令格式允许地址码部分就是操作数本身。
v 指令按功能可分为操作类命令和控制转移类命令。
（1）操作类指令：命令计算机的各个部件完成基本的算术逻辑运算、数据存取和数据传送等操作。
（2）控制转移类指令：控制程序本身的执行顺序，实现程序的分支、转移等。
v 对不同种类的机器而言，指令系统的指令数目与种类呈现出很大的差异。指令系统决定了计算机的能力，也影响了计算机的体系结构。一台计算机的指令种类总是有限的，但在人们的精心设计下，可以编制出各式各样的程序。计算机的能力固然取决于它自身的性能，但更取决于编制程序人没的聪明才智。
三、计算机软件系统
1、计算机软件概述
v 软件是计算机运行所需要的各种程序。
v 软件一般分为系统软件和应用软件。
v 系统软件是生成、准备和执行其他程序所需要的一组程序。它通常负责管理、控制和维护计算机的各种软硬件资源，并为用户提供友好的操作界面。
v 应用软件是专业人员为各种应用目的而编写的程序。一般不能独立地在计算机上运行，必须要有系统软件的支持。
2、操作系统的形成与发展
l 操作系统概述
v 操作系统是计算机系统中的一种系统软件，它能计算机系统中的软件和硬件资源进行有效的管理和控制，合理地组织计算机的工作流程，为用户提供使用计算机的工作环境。操作系统是用户和计算机之间的接口，它控制和管理着整个计算机的资源。
v 操作系统的形成过程大致经历了手工操作、管理程序和操作系统三个阶段，其中，操作系统阶段又经历了由单道批处理系统——多道批处理系统——分时系统——实时操作系统——网络操作系统的发展过程。
v 第一代计算机：手工操作：单个用户独占计算机全部资源，为保证程序运行，用户必须了解计算机硬件细节，并频繁干预程序，操作速度慢。
v 第二代计算机：管理程序：管理程序以半自动方式控制计算机、分配计算机内部资源。
v 第三代计算机：单道批处理系统：内存中仅一道作业处于运行状态，CPU为该道作业服务。由于输入输出的设备比CPU慢，导致CPU的空闲。
多道批处理系统：在内存中同时存放几道相互独立的程序，系统控制它们的交替运行，提高了CPU的利用率。缺点是在程序运行期间，用户不能人工干预，因此不适合于联机、交互式程序的运行。
v 第四代计算机：分时操作系统：一台计算机可连接多个终端，分时系统把CPU的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮流把CPU分配给各联机作业使用。由于轮转速度快，每个联机用户仿佛独占计算机系统，并可用交互方式直接控制自己的作业运行。
实时操作系统：系统响应速度快，它要求计算机对输入的信息做出及时的响应，并在规定的时间内完成任务。
网络操作系统：网络用户与计算机网络之间的接口。它通过通信子网实现数据通信，通过资源子网进行数据处理，实现共享。
l 操作系统的种类
u MS-DOS操作系统：
MS-DOS操作系统是美国微软公司在1981年为IBM PC微型机开发的操作系统。 MS-DOS操作系统的弱点：（1）在运行时，单个用户的惟一任务占用计算机上所有的硬件和软件资源。它不能满足同时运行多道程序的需要。（2）由于最初是为16位微处理器开发的，因而所能访问的主存超越空间太小。而现在的32位、64位微处理器留给应用程序的寻址空间非常大，当内存的实际容量不能满足要求时，MS-DOS无法用分段和分页的虚拟存储技术将存储容量扩大到整个外存储器空间。
u Windows操作系统：
Windows是微软公司开发的具有图形用户界面的操作系统。在Windows下可以同时运行多个应用程序。
u UNIX操作系统：
UNIX是在操作系统发展历史上具有重要地位的一种多用户多任务操作系统。它是20世纪70年代初期由美国贝尔实验室用C语言开发的。今天在所有比微型机性能更好的工作站型计算机上，都使用基于UNIX的操作系统。 UNIX是为开程序的专家使用的操作系统和工作平台。
u Linux操作系统：
Linux是一个与UNIX完全兼容的免费操作系统，但它的内核全部重新编写，并公布了所有源代码。Linux由芬兰人Linux·Torvalds首创，具有结构清晰、功能简捷等特点。Linux将会是Windows操作系统最强有力的竞争对手。
u Macintosh OS操作系统：
Macintosh OS操作系统是美国苹果计算机公司为自己的Macintosh微型机开发的一种多任务操作系统。它于1984年推出，是当时计算机市场上第一个成功采用图形用户界面的操作系统。在我国比较少见。
u IBM OS/2操作系统：
IBM OS/2操作系统是美国IBM公司在微型机为替代DOS而开发的性能优良的操作系统。它能够充分发挥32位微型机的能力，并具有方便的图形用户界面。
l 数据库在信息科技领域的作用日益凸现
v 数据库的基本概念
（1）数据：把能够由计算机处理的数字、文字、符号以及音频、视频信息等统称为数据（data）。数据是信息的载体，信息是数据的含义。
（2）数据处理是指对各种形式的数据进行加工处理，包括对数据进行操作的一系列活动，如对数据的收集、存储、传播、检索、分类、加工或计算、打印各类报表或输出各种需要的图形。它是借助计算机，科学地保存和管理复杂的大量的数据，以便人们能方便地利用这些宝贵的信息资源。在数据处理的一系列活动中，数据收集、存储、传播、检索、分类等操作是基本环节，这些基本环节又统称为数据管理。数据管理是随着计算机软件和硬件的发展而不断发展的。数据库技术是数据管理中的一门新技术。
（3）数据库是在计算机的存储设备上存储的数据集合，这些数据是现实世界中的一些有关信息，它们以一定的数据模型所确定的数据结构方式存储，并能以有效的方法对这些数据进行存取和处理。它们在特定的组织中能为多种应用服务，即这些数据可提供给各种用户共享。
u 数据库管理系统的最新发展和功能分类
v 世界上比较流行的数据库管理系统（DMS）E ：
（1）高档数据库产品：如：Informix、Oracle、Sybase、Progress、Unify等，其特点是产品系列齐全，功能先进，有良好的扩展能力。
（2）中、低档数据库产品，如DBASE、Paradox、Super-Base、FoxPro、Clipper、SQL Base、Focus等，其特点是数据界面及数据操纵都由单个产品完成，主要基于DOS或Windows提供基本的数据库管理系统功能，支持部门一级的应用等。
（3）数据库开发工具，如Access、Visual Basic、Uniface、Power Builder等，其特点是主要作为Client/Server（客户机/服务器）环境中的数据库开发工具，可以和多种数据库服务器相连接，有良好的开发界面，适用于原型开发等。
v 数据库管理系统按照功能性质，可分为如下几种类型：
（1）OLTP（联机事务处理）（2）DSS（决策支持系统）（3）EIS（行政信息系统）（4）OA（办公室自动化）
按系统结构来划分，数据库管理系统包括单机、UNIX多用户、网络多用户、客户机/服务器、集中式、分布式、集中分布式等几种类型。
四、信息的表示与存储
1、计算机内部是一个二进制的数字世界
v 不论是指令还是数据，想存入计算机中，都必须采用二进制编码形式。因为在机器内部，信息的表示依赖于机器硬件电器电路的状态，采用基2码表示信息，有如下优点：
v （1）易于物理实现：具有二种稳定状态的物理器件很多， 它们恰好对应表示1和0的两个符号。
v （2）二进制数运算简单：对R进制的算术求和、求积规则各有（R+1）R/2种，如采用十进制，就有55种求和与求积的运算规则；而二进制仅有三种，因而简化了运算器等物理器件的设计。
v （3）机器可靠性高：由于电压的高低、电流的有无等都是一种质的变化，两状态泾渭分明，所以基2码的传递搞干扰能力强，鉴别信息的可靠性高。
v （4）通用性强：基2码不仅成功地运用于数值信息编码，而且适用于各种非数值信息的数字化编码。特别是仅有2个符号0和1正好与逻辑命题的两个值“真”与“假”相对应，从而为计算机实现逻辑运算和逻辑判断提供了方便。
第三章多媒体技术应用
v 多媒体技术和多媒体计算机系统
v 数据压缩和解压缩技术
v 网络多媒体应用的发展
v 多媒休信息处理工具简介
v WINDOWS中的多媒体应用软件
一、多媒体技术和多媒体计算机系统
v 多媒体技术定义:(Multimedia)
多媒体技术就是用计算机交互地综合处理文本、图形、图像、动画、音频及视频影像等多种信息，并使这些信息建立逻辑连接。
v 多媒体计算机（MPC）概述
v 多媒体计算机系统
多媒体计算机概述
v 多媒体计算机是一种以多媒体技术为基础的计算机系统。
v 多媒体计算机在音频、图形和视频等方面的功能：
1、音频信号处理：为了能使MPC具有对声音、音乐等音频信号的处理能力，必须在原有的PC系统中增加一块音频处理卡，该卡具有以下功能：（1）录入、处理和重放声波信号。（2）用MIDI技术合成音乐。
2、图形和图像处理：MPC有较强的图形处理功能。目前PC机的显示卡一般都为PCI和AGP总线的，具有图形加速功能的真彩色显示卡，分辩率在VGA以上，既可以创建编辑形象逼真的图形，也可以对各种格式的图像文件进行处理。如果配备图像采集卡，还可以处理由摄像机或录像机输入的图像信号。
3、视频处理：视频图像信号的信息量非常大，压缩处理需要较强的计算功能，所以必须配备硬件压缩卡，才能实时录入和压缩视频图像。
多媒体计算机系统
v 1、CD-ROM：是通过光学方式读取和记录信息的，写入和读出都是使用激光束来实现的。光盘是在70年代末从胶木密纹唱片发展而来的。
光驱的技术指标：(1) 数据传输率(Data Transfer Rate),即大家常说的倍速，是指CD-ROM驱动器每秒钟能够读取多少KB的数据量。它是衡量光驱性能的最基本指标。单倍速光驱就是指每秒可从光驱存取150KB数据的光驱。现在年青一代的40或48倍速光驱每秒钟能读取6000KB和7200KB的数据。(2) 平均寻道时间(Average Access Time),平均寻道时间是指激光头（光驱中用于读取数据的一个装置）从原来位置移到新位置并开始读取数据所花费的平均时间，显然，平均寻道时间越短，光驱的性能就越好。(3) CPU占用时间(CPU Loading)，CPU占用时间是指光驱在维持一定的转速和数据传输率时所占用CPU的时间，它也是衡量光驱性能好坏的一个重要指标。CPU占用时间越少，其整体性能就越好。(4) 数据缓冲区(Buffer)，数据缓冲区是光驱内部的存储区。它能减少读盘次数，提高数据传输率。现在大多数光驱的缓冲区为128K或256K。
2、显示卡：
（1）显示模式：
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色彩数目 |
分辩率 |
色彩数目 |
分辩率 |
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16 |
640*480 |
65536 |
1024*768 |
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256 |
800*600 |
16M |
1280*1024 |
（2）显示卡的选取：
显示存储空间=水平分辨率×垂直分辨率×色彩数目
例如：若采用640 ×480，16色显示模式，只需要150KB的存储空间。但是，如果想在1280 ×1024，16M色的显示模式下运行，4MB的显示存储空间是不可能运行的。
3、显示器：显像管由电子枪、荧光屏遮罩和荧光屏组成。
像素的色彩：画面上看到的一个点是由RGB（红绿蓝）三个小点组成的。
4、声卡：
5、音箱：
二、数据压缩和解压缩技术
v 压缩标准：
v 国际上的压缩技术标准有 JPEG，MPEG 和P×64。
v 静止图像压缩标准JPEG ：JPEG适合于连续色调、多级灰度、彩色或单色静止图象数据压缩的国际标准。可获得10：1到80：1的压缩比。
v 动态图像压缩标准MPEG ：MPEG包括MPEG视频、 MPEG音频和MPEG系统三部分，处理活动影象中的视频压缩、音频压缩，以及多种压缩后数据流的复合和同步问题。可获得50：1到100：1的压缩比。
v 多通道的动态图像压缩标准P×64 ：P是个可变参数，取值范围是1-30，P×64目标是针对可视电话和电视会议的。适应各种通道容量的传输。
三、多媒体信息处理工具简介
v 相关的名词解释：
1、图形文件：是用来保存图形的，一般来可分为位图和向量图两大类。（1）位图：是由像素点排成矩阵组成的，其中每一个像素点都可以是任意颜色，在位图图形文件中所涉及到图形元素均由像素来表示。（2）向量图：向量图形文件是用向量代表图中所表现的元素。
2、像素：是图形的最小单位，计算机屏幕所显示的图形是由排成方阵的像素点组成的，每一个像素点可以呈现不同的颜色。
3、真彩色：人的眼睛能够分辩出的颜色大约有16000多种，为了能表现出这么多的色彩，我们得用24bit（224=16M）来描述一个像素的颜色，这种显示模式就称为真彩色。
4、RGB模式：R、G、B分别代表红、绿、蓝三种颜色，计算机经常以RGB模式来定义计算机屏幕上的颜色。
5、HSB模式：H、S、B分别表示色调（hue）、饱和度（saturation）、亮度（bright）。不同的色调代表不同的颜色；饱和度指的是某区域中，该颜色量的多少，饱和度越低，该区域看起来就越灰暗；亮度则是指颜色的亮、暗、极亮成白色，极暗则成黑色。相对于RGB模式，HSB模式设定颜色的方式可产生更好的视觉效果。
v 图形制作平台FreeHand：是一种平面绘图软件，是创作素材的好帮手。该软件提供了大量的绘图工具，各种各样的线型、图案及字体，可以绘制和编辑任意复杂的图形，还可以对图形作各种形式的变换。
v 图像处理平台Photoshop：Adobe Photoshop已成为影像处理程序的标准，它真正体现了DPT的观念，以便宜的个人电脑，通过方便的界面，来制作各种媒体的成品。可以使用户创作高质量的数字图像，能够将空白的计算机屏幕变成一幅艺术佳品的展台。 Photoshop图像编辑软件可处理来自扫描仪、幻灯片、数字照相机、摄像机或PHOTO CD的图像，可以这些图像进行修版、着色、校正颜色、增加清晰度、给图像增加波纹和畸变的效果。
v 动画制作平台Animation Pro
v 电子合成音乐：播放MIDI文件，MIDI文件是对乐谱的数字描述，由音符序列、定时、音色定义组成。
四、WINDOWS中的多媒体应用软件
1、CD播放器 2、媒体播放器（Media Player）
3、音量控制器 4、录音机
第3章习题
3.1 简述“多媒体技术”的含义。
3.2 多媒体计算机系统的基本配置包含了哪些设备？
3.3 CD-ROM的功能大小取决于哪几个参数？
3.4 显示存储空间由哪几个主要的因素决定的？
3.5 目前国际上有哪几种压缩数据的标准？
3.6 简述目前流行的几个多媒体制作软件的功能。
第四章 计算机网络使用基础
计算机网络简介
v 计算机网络的发展历程
计算机网络的形成和发展经历了以下几个阶段：
（1）计算机网络的雏形——“主机-终端”系统。 “主机-终端”系统是由多台终端设备通过通信线路连接到一台中央计算机上而构成的，又称为面向终端的计算机网络。根据作业处理方式不同，这种系统可分为实时处理联机系统、分时处理联机系统和批处理联机系统。
（2）计算机网络的里程碑——ARPANET网
1969年，美国国防部高级研究计划局设计了一个ARPANET网，该系统初建时只连接了4台电脑，1973年发展到40台，1983年已经有100多台不同型号的计算机进入ARPA网，ARPA网不仅跨越了美洲大陆，连通了美国东西部的许多高等院校和研究机构，而且通过卫星与欧洲等地的计算机 | 
