第1章 计算机基础知识

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1 第 1 章计算机基础知识 内容提要 计算机技术是当今世界发展最快速的技术之一, 现在, 计算机不仅仅是一种工具, 而且其应用已渗透到了社会的各个领域, 也逐渐地成为了一种文化 本章首先介绍计算机的发展史及其应用领域, 其次介绍计算机的基本结构和工作原理, 最后介绍数据在计算机中的表示形式和计算机安全的相关知识

2 第 1 章结构 1.1 计算机概述 计算机的发展 计算机的分类 计算机的应用领域 计算机的发展趋势 1.2 计算机系统的组成 计算机的硬件系统 计算机软件系统

3 第 1 章结构 1.3 计算机中数据的表示 进位计数制及其转换 二进制数的算术运算与逻辑运算 计算机中数据的表示 1.4 计算机安全 计算机安全概述 计算机病毒 计算机黑客 计算机安全的政策法规

4 1.1 计算机概述 计算机的概念 计算机 (Computer/Calculation Machine) 是一种能够按照指令对各种数据和信息进行自动加工和处理的电子设备 计算机的特点特点 处理速度快 计算精度高 存储容量大 可靠性高 具有记忆和逻辑判断能力 工作全自动 具有多媒体及网络功能

5 1.1.1 计算机的发展 世界上第一台计算机 Electronic Numerical Integrator And Computer (ENIAC)

6 1.1.1 计算机的发展 计算机的发展 第 1 代 : 电子管计算机时代第 2 代 : 晶体管计算机时代第 3 代 : 中 小规模集成电路计算机时代第 4 代 : 大规模和超大规模集成电路计算机时代 最近 30 多年来, 计算机出现了超乎人们预想的发展 多媒体 网络都如火如荼地发展着, 计算机网络也从 1995 年开始涌进普通家庭 所以现在已进入了网络 微机 多媒体时代, 或者说进入了计算机网络时代, 似乎更合适一些

7 1.1.2 计算机的分类 根据计算机的通用性 根据计算机中所处理的信号 根据其运算速度 通用计算机和专用计算机 数字计算机 模拟计算机和数字模拟计算机 巨型机 小巨型机 大型主机 小型机 工作站和个人计算机

8 1.1.2 计算机的分类 ⒈ 巨型机 (Super computer) 也称为超级计算机, 其价格昂贵 功能强大 IBM 公司将制造的巨型机 走鹃 (roadrunner) 的浮点运算速度最快将达到每秒 1015 万亿次 中国目前运算最快的计算机是 天河一号 (2009 年 10 月 29 日发布 ), 其运算峰值速度为每秒 1206 万亿次浮点运算 巨型机主要用于天气预报 国防等领域 巨型机的研制水平 生产能力及应用程度, 已成为衡量一个国家经济实力与科技水平的重要标志 2. 大型主机 (Main frame) 或称大型计算机或大型通用机 ( 包括国内常说的大 中型机 ) 特点是通用性强, 具有很强的综合处理能力, 内存可达几个 GB 以上, 整机处理速度高达每秒几十亿次 主要用于大银行 大公司 规模较大的高校和科研院所, 所以也被称为 企业级 计算机

9 1.1.2 计算机的分类 ⒊ 小巨型机 (Minisuper Computer) 这是小型超级计算机或称桌上超级计算机, 出现于 20 世纪 80 年代中期 浮点运算速度达每秒 10 亿次, 而价格只有巨型机的十分之一, 可满足一些特殊用户的需求 ⒋ 小型机 (Minicomputer 或 Minis) 结构简单, 可靠性高, 成本较低, 不需要经长期培训即可维护和使用, 这对广大中 小用户具有更大的吸引力

10 1.1.2 计算机的分类 ⒌ 工作站 (Workstation) 这是介于 PC 与小型机之间的一种高档微机, 其运算速度比微机快, 且有较强的联网功能 主要用于特殊的专业领域, 例如图像处理 辅助设计等 它与网络系统中的 工作站 虽然名称一样, 但含义不同 网络中的 工作站 常用来泛指联网用户的节点, 以区别于网络服务器, 常常只是一般的 PC ⒍ 个人计算机 (Personal Computer,PC) 即常说的微机 这是 20 世纪 70 年代出现的机种, 主流是 IBM 公司在 1981 年推出的 PC 系列及其众多的兼容机 其设计先进 ( 总是率先采用高性能微处理器 ), 软件丰富, 功能齐全, 价格便宜, 拥有广大的用户, 大大推动了计算机的普及应用

11 1.1.2 计算机的分类 PC 无所不在, 无所不用, 有更强的多媒体效果和更贴近现实的体验, 并向着体积更小 重量更轻 携带更方便 运算速度更快 功能更强 使用更方便 价格更便宜的方向发展 除了台式的, 还有膝上型 笔记本 掌上型 手表型等 注意 通常人们所说的计算机一般指微型电子数字计算机, 在本教程中简称计算机

12 1.1.3 计算机的应用领域 1. 科学计算也称数值运算 指解决科学研究和工程技术中所提出的复杂的数学问题 这是计算机最早 最重要的应用领域, 现在, 其比重虽不足 10%, 但重要性依然存在 2. 数据处理也称信息处理 指对获取的信息进行记录 整理 加工 存储和传输等, 包括管理信息系统和办公自动化等 数据处理是一切信息管理 辅助决策的基础, 各类管理信息系统 (MIS) 决策支持系统 (DSS) 以及办公自动化系统 (OA) 都需要数据处理支持

13 1.1.3 计算机的应用领域 3. 自动控制也称实时控制或过程控制 指对动态过程进行控制 指挥和协调 如控制配料 温度 阀门的开闭 人造卫星 航天飞机和巡航导弹等 4. 人工智能也称智能模拟 是模仿人类的智力活动, 主要应用在机器人 专家系统 模糊识别 智能检索 自然语言处理 机器翻译 定理证明等方面 5. 网络应用 指将位于不同地理位置的计算机通过通信线路连成网络, 从而实现计算机之间资源共享 计算机的应用已离不开网络

14 1.1.3 计算机的应用领域 6. 计算机辅助设计和计算机辅助制造 计算机辅助设计 (Computer Aided Design, CAD) 和计算机辅助制造 (Computer Aided Manufacture, CAM), 是工程设计人员和工艺设计人员在计算机系统的辅助下, 根据一定的设计和制造流程进行产品设计和产品制造的一项专门技术 其它 还有计算机模拟 计算机辅助教学 (Computer Aided Instruction,CAI) 等

15 1.1.4 计算机的发展趋势 计算机的五化发展趋势 非冯 诺依曼结构模式 ⑴ 巨型化 ⑴ 生物计算机 ⑵ 微型化 ⑵ 光学计算机 ⑶ 多媒体化 ⑶ 向量计算机 ⑷ 网络化 ⑸ 智能化 ⑷ 其它非冯 诺依曼结构模式计算机

16 1.2 计算机系统的组成趋势 一个完整的计算机系统包括计算机硬件系统和软件系统两大部分 硬件的概念 计算机的硬件是指由电子器件 机械部件等构成的计算机的物质设备 计算机的主机及其外部设备统称为硬件 软件的概念 计算机的软件是指各种程序 数据以及有关文档资料的总称 软件的主要任务是 管好 用好 计算机 ; 监视和维护计算机的正常运行 ; 实现各种规定的功能 ; 提高计算机的运行速度和使用效率

17 1.2 计算机系统的组成趋势 硬件与软件间的关系 计算机系统中, 硬件和软件一起协同工作, 缺一不可 没有硬件, 软件就没有了工作的物质基础 ; 同样, 没有了软件, 硬件也是无法发挥其作用的 知识提示 硬件和软件可以相互渗透 相互取代 由硬件实现的一些功能在一定条件下可以通过软件来完成 ( 通常称为 硬件软化 ), 原来是软件完成的任务也可由硬件加以实现 ( 通常称为 软件硬化 )

18 1.2 计算机系统的组成趋势 计算机系统的组成

19 1.2 计算机系统的组成趋势 计算机硬件 系统软件与应用软件之间的关系

20 1.2.1 计算机的硬件系统 计算机硬件结构 冯 诺依曼计算机模型

21 1.2.1 计算机的硬件系统 ⑴ 运算器 也称算术逻辑单元 (ALU), 是计算机进行算术运算和逻辑运算的部件 算术运算有加 减 乘 除等 逻辑运算有比较 移位 与运算 或运算 非运算等 ⑵ 控制器 主要用来控制程序和数据的输入 / 输出, 以及各个部件之间的协调运行 控制器由程序计数器 指令寄存器 指令译码器和其他控制单元组成

22 1.2.1 计算机的硬件系统 ⑶ 存储器 主要功能是存放运行中的程序和数据 在冯 诺伊曼计算机模型中, 存储器是指内存 存储器中有成千上万个存储单元, 每个存储单元存放一组二进制信息 对存储器的基本操作是数据的写入或读出, 这个过程称为 内存访问 内存地址 为了便于存入或取出数据, 存储器中所有单元均按顺序依次编号, 每个单元的编号称为 内存地址, 当运算器需要从存储器某单元读取或写入数据时, 控制器必须提供存储单元的地址

23 1.2.1 计算机的硬件系统 存储单位 存储器的最小存储单位称为 位 (bit), 只能存储一位二进制数 0 或 1 8 位二进制数组成一个字节 (Byte), 字节是存储器的基本单位, 存储一个英文字母需要一个字节, 而存储一个汉字则需要两个字节 由若干个字节组成的一个存储单元, 称为 字 (Word) 存储器学用计量单位 存储单位还有 KB MB GB TB 等, 它们之间的进率是 1024, 即 :1KB=1024B,1MB=1024KB,1GB=1024MB,1TB=1024GB 注意 所有的计量单位字母都应大写

24 1.2.1 计算机的硬件系统 ⑷ 输入设备 第一个功能是用来将现实世界中的数据输入到计算机, 第二个功能是由用户对计算机进行操作控制 常见的输入设备有键盘 鼠标 数码相机等设备 还有一些设备既可以作输入设备, 也可以用做输出设备, 如软盘 硬盘等 ⑸ 输出设备 将计算机处理的结果转换成为用户熟悉的形式, 如数字 文字 图形 声音等 常见的输出设备有显示器 打印机 硬盘 音箱等

25 1.2.1 计算机的硬件系统 知识提示 在现代计算机中, 往往将运算器和控制器集成在一个集成电路芯片内, 这个芯片称作 CPU( 中央控制单元 ) CPU 性能的高低, 往往决定了一台计算机性能的高低

26 1.2.1 计算机的硬件系统 计算机的工作原理 计算机的工作过程为 : 人们预先将编制好的程序, 利用输入设备将其输入到计算机内存, 同时转换成二进制代码, 计算机在控制器的控制下, 从内存中逐条取出程序中的每一条指令, 交给运算器去执行, 并将运算结果送回存储器的指定存储单元, 当所有的运算任务完成后, 程序的执行结果利用输出设备输出 所以计算机的工作原理可概括为存储程序和程序控制

27 1.2.1 计算机的硬件系统 完整的微机硬件组成 ⑴ 主机 这里的 主机 是由 主机 箱和箱内的各种硬件组成, 大部分的计算机硬件设备, 如电源 主板 CPU 内存条 硬盘 显示卡 声卡和光盘驱动器等, 都装在主机中 知识提示 主机箱有卧式和立式两种, 立式机箱具有更多的优势

28 1.2.1 计算机的硬件系统 ⑵CPU CPU 是 PC 机的核心, 其主要技术指标是主频和字长 主频是指 CPU 工作频率, 主频越高, 工作速率也越快 如 Petium4 3.0G, 其工作主频为 3.0GHz 字长标识了 CPU 并行处理数据的能力, 常见的 CPU 的字长为 8 位 16 位 32 位和 64 位, 目前新上市的 CPU 的字长基本上都是 64 位 现在, 市场上三大 CPU 生产商是 Intel CMD 和 Cyrix Pentium D CPU(LGA775 架构 )

29 1.2.1 计算机的硬件系统 ⑶ 主板 主板是一块多层印刷信号电路, 外表两层是印刷信号电路, 内层是印刷电源和地线 来自电源部件的直流 (DC) 电压信号一般通过两个 6 线插头送入主板 主板上除有插微处理器 (CPU) 的插槽外, 还有 6~8 个长条形插槽, 用于安插显卡 声卡 网卡 ( 或内置 modem) 等各种选件卡, 以及用于插内存条的插槽 Socket 775 主板

30 1.2.1 计算机的硬件系统 ⑷ 内存 微机的存储系统由内存 高速缓存 外存和管理这些存储器的软件组成, 以字节为单位 在计算机中, 内存相当于人的大脑, 外存相当于人用的记事本 DDR3 内存 ( 条 )

31 1.2.1 计算机的硬件系统 内存的分类 1ROM 是一种只能读出的存储器,ROM 最大特点是在电源中断后信息也不会消失或受到破坏, 因此常用来存放重要的 经常用到的程序和数据, 如监控程序等, 只要接通电源, 就可调入 RAM 知识提示 ROM 可分为掩膜 ROM PROM EPROM 和 EEPROM 2RAM 可随机读出和写入信息, 其最大的特点是在断电后信息会消失 它又分静态存储器 (SRAM) 和动态存储器 (DRAM) 两种 内存常以内存条的形式安装在主板上

32 1.2.1 计算机的硬件系统 3 高速缓存 高速缓存 Cache 在逻辑上位于 CPU 和内存之间, 使用高速缓存的目的是为了解决 CPU 和内存读 / 写速度匹配问题 其工作原理请参阅相关书籍 4CMOS 存储器 CMOS 存储器保存时间比 RAM 长, 但又不像 ROM 那样地不可修改 用来存放计算机当前配置信息, 如日期和时间 硬盘的格式和容量等在调入操作系统前必须知道的信息

33 1.2.1 计算机的硬件系统 ⑸ 外存 外存的分类

34 1.2.1 计算机的硬件系统 知识提示 外存储器由两部分组成, 一是用于存储信息的存储介质, 如磁盘 磁带 CD 盘片等 ; 另一部分叫驱动器, 负责向存储介质中写入信息和从存储介质中读出信息, 如软盘驱动器 磁带驱动器 光盘驱动器等 微机常见的外存一般是指磁盘存储器 光盘存储器和 U 盘

35 1.2.1 计算机的硬件系统 1 磁盘存储器 磁盘存储器包括软盘存储器和硬盘存储器 因软盘存储器存储容量小 读写速度慢 易损坏等缺点, 现已普遍被淘汰 硬盘存储器简称硬盘 (Hard Disk), 是微机的主要外部存储设备, 由硬盘驱动器和盘片组成, 它采用全封闭结构, 将盘片和驱动器设计在一起 一般情况下, 硬盘中都有几个盘片装在一根轴上, 密封在一个超净的容器中 硬盘的结构

36 1.2.1 计算机的硬件系统 使用硬盘时的注意事项 净化使用环境, 灰尘少, 无振动, 电源稳定 数据和程序文件要经常备份, 防止硬盘一旦出现故障 ( 破损 感染病毒等 ) 造成重大损失 避免频繁开关机器, 防止电容充放电时产生的高电压击穿器件 出现故障, 不能随便拆开, 要请专业人员进行维修或者更换

37 1.2.1 计算机的硬件系统 2 光盘存储器 光驱是近几年来由于多媒体技术的应用而出现的一种外设, 称作光盘驱动器, 其存储介质为光盘 光盘驱动器分为 CD-R 和 CD-W, 我们有时把 CD-W 又称作记录机 光盘又分为 CD-ROM(Compact Disc, 压缩盘片, 简称 CD, 其容量一般为 650MB) 和 DVD(Digital Video Disk, 即数字视频光盘, 其容量一般为 4.7GB) 5.25 英寸 16 倍速 DVD 光驱 光盘的特点 : 容量大 读取速度快 可靠性高 信息保留寿命长 价格低 携带方便

38 1.2.1 计算机的硬件系统 3U 盘 U 盘, 也称优盘或闪存盘 (Flash Memory) 这是一种移动存储设备, 可像在磁盘上一样地读写 其优越性如下 : 通常不需要驱动程序, 无须驱动器和额外电源, 只需从其采用的标准 USB 接口总线取电, 可直接热拔插, 真正即插即用 ; 通用性高 容量大 读写速度快 寿命长 ( 目前主流 U 盘容量为 4GB, 可用 10 年 ); 体积小 轻巧精致 美观时尚 易于携带 USB 接口的 U 盘 (8GB)

39 1.2.1 计算机的硬件系统 注意 欲从接口上拔下 U 盘, 必须待指示灯停止闪烁, 在处于关闭状态时方可进行 写保护的关闭和打开, 均需把它从接口上拔下后进行 知识提示 相对于内存而言, 外存读 / 写速度慢 容量大 单位存储容量价格低 断电后信息能长久保存

40 1.2.1 计算机的硬件系统 ⑹ 键盘

41 1.2.1 计算机的硬件系统 1 键盘区的划分 注意 功能键区 (Function Keys) F1~F12 打字机键盘区 (Typewriter) Ctrl Alt 和 Shift 三个键一般不能单独使用, 需与其它一些键配合使用 ( 尤以 Ctrl 键用得最多 ), 完成一些特殊的功能, 称为组合键 数字键区 (Numeric Keys), 又称副键盘区, 在键盘的右边, 其中 NumLock 键为数字锁定键, 用于在数字键与方向键之间进行切换 屏幕编辑键和光标移动键区 ( 数字小键盘区和主键盘区中间的 13 个键 )

42 1.2.1 计算机的硬件系统 2 基本指法 基准键位 手指的分工 为了便于使用键盘, 通常规定主键盘区第三排的 8 个键为基准键, 键盘的 F 和 J 键称为定位键 ( 键上有一个凸起的小横杠或小圆点 ), 用于指定双手食指的位置

43 1.2.1 计算机的硬件系统 击键方法 手指微微弯曲拱起, 第 关节呈弧型, 手指放在键中央 击键时用指尖对准键位中心轻快地击打 击键要敏捷 果断 击键时, 只有要击键的手指才可伸出击键 击键后, 手指应迅速弹起, 及时回到基准键上, 不可停留在刚才敲击的键上 身体坐直, 胸挺起两脚平放, 肩放松座位适度, 眼平视手腕轻抬, 十指弯 击键时, 要用相同的节拍轻轻地击键, 不可用力过猛 ; 用大拇指击空格键, 一次输入一个空格 ; 需要换行时, 抬起右手小指击 Enter 键

44 1.2.1 计算机的硬件系统 ⑺ 鼠标器 鼠标器 (Mouse) 因其外观像一只拖着长尾巴的老鼠而得名, 利用它可快捷 准确 直观地使光标在屏幕上定位 鼠标器与键盘的功能各有长短, 宜混合使用 现在鼠标器已成为微机中的基本配置 鼠标器与鼠标指针 按工作原理可分为机械鼠标和光电鼠标 1 鼠标 ( 器 ) 的分类 按鼠标上的按键可分为三键 两键和两键带滚轮鼠标 按与主机连接是否需要数据线可分为有线鼠标和无线鼠标

45 1.2.1 计算机的硬件系统 2 鼠标的操作 操作名称操作方法作用 指向 (Point) 单击 (Click) 双击 (Double-click) 右击 (Right-click) 拖动 (Drag) 移动鼠标, 将鼠标指针移到屏幕的某一位置或对象上 快速按下鼠标的左键, 然后立即松开 快速连续按下鼠标的左键两次 快速按下鼠标的右键, 然后立即松开 先使鼠标指针指向某一位置, 按下鼠标左键不放, 移动鼠标使鼠标指针到达另一个位置后松开鼠标左键 为下一个鼠标动作做准备, 或选定一个菜单项等 执行一个菜单项, 或选取一个对象等 执行一个应用程序, 或打开一个文件夹等 弹出可操作的功能快捷菜单等 选取多个对象, 或移动 复制对象等

46 1.2.1 计算机的硬件系统 ⑻ 显示器和打印机 1 显示器 显示器是计算机必不可少的输出设备, 其主要作用是将计算机处理的数据 计算的结果等内部信息转换成人们习惯接受的信息形式 ( 如文字 符号 表格 图像等 ) 显示出来 显示器按工作原理分为两大类, 一是以阴极射线管 (Cathode Ray Tube, CRT) 为核心的显示器, 其技术成熟, 性能稳定 二是液晶显示器 (Liquid Crystal Display, LCD), 与 CRT 显示器相比, 具有工作电压低 耗能低 辐射低 无闪烁 体积小 厚度薄 重量轻 环保等优点 随着其价格的降低, 使用日益普遍

47 1.2.1 计算机的硬件系统 显示器

48 1.2.1 计算机的硬件系统 2 打印机 打印机可把计算机中的资料或计算的结果打印到纸上 打印机按其工作原理可分为针式 ( 机械式 ) 打印机 激光式打印机和喷墨式打印机 3 大类 3 类打印机

49 1.2.2 计算机软件系统 软件的概念 泛指能在计算机上运行的各种程序以及相关文档资料的总称 没有配置任何软件的计算机称为 裸机, 在裸机上只能运行机器语言程序 软件系统一般分为系统软件和应用软件 系统软件 系统软件是生成 准备和执行其它软件所需要的一组程序, 通常负责管理 监督和维护计算机各种软硬件资源 其作用是缩短用户准备程序的时间, 给用户提供友好的操作界面, 扩大计算机处理程序的能力, 提高其使用效率, 充分发挥计算机各种设备的作用等

50 1.2.2 计算机软件系统 ⑴ 操作系统 (OS) 操作系统是高级管理程序, 是系统软件的核心, 用于控制和管理计算机的硬件和软件资源, 合理地组织计算机工作流程以及方便用户使用计算机的程序集合 没有操作系统, 其它软件很难在计算机上运行 操作系统的作用, 一是方便用户使用计算机系统 ; 二是最大限度地发挥计算机系统资源的使用效率 知识提示 按操作系统所能支持的用户数和任务数可将操作系统分为 3 种 : 单用户单任务操作系统 ( 如 DOS) 单用户多任务操作系统 ( 如 Windows 2000 Windows XP) 和多用户操作系统 ( 如 Unix Linux)

51 1.2.2 计算机软件系统 ⑵ 程序设计语言 ( 计算机语言 ) 程序设计语言也简称为编程语言, 它是一种被标准化了的交流方式, 用来向计算机发出指令 计算机指令是指挥计算机完成一个特定动作的符号描述, 而计算机语言是全部指令的集合, 是人与计算机之间进行通讯的工具 1 机器语言 一组由二进制指令码构成的计算机语言就称为机器语言 (Machine Language, 也称二进制代码语言 ) 用机器语言编写的程序执行效率高, 但存在着编程费时费力 不便记忆阅读 无通用性等缺点 机器语言是第 l 代语言

52 1.2.2 计算机软件系统 知识提示 机器语言是唯一能直接被计算机识别和接受的语言, 也是让 CPU 一看就懂 不需要任何翻译的语言 机器语言是面向机器的语言 2 汇编语言 是一种符号化了的机器语言 ( 用助记符来表示每一条机器指令 ), 也称为符号语言 它更接近机器语言而不是人的自然语言, 所以仍是一种面向机器的语言 是第 2 代语言 3 高级语言 这是第 3 代语言, 也称过程语言 它与自然语言和数学语言更为接近, 可读性强, 编程方便, 从根本上摆脱了语言对机器的依附, 使之独立于机器, 由面向机器改为面向过程, 所以也称为面向过程语言 目前常用的和流传较广的有 BASIC Pascal LISP COBOL FORTRAN 和 C 语言等

53 1.2.2 计算机软件系统 4 非过程化语言 使用这种语言, 不必关心问题的解法和处理过程的描述, 只要说明所要完成的加工和条件, 指明输入数据以及输出形式, 就能得到所要的结果, 而其它工作都由系统来完成 人们称第 4 代语言是面向或对象的语言 如 Visual C++,Java 语言等 是第 4 代语言 5 智能性语言 这是第 5 代语言 它具有第 4 代语言的基本特征, 还具有一定的智能性和许多新的功能 如 PROLOG 语言 (PROgramming in LOGic), 广泛应用于抽象问题求解 数据逻辑 公式处理 自然语言理解 专家系统和人工智能的许多领域

54 1.2.2 计算机软件系统 ⑶ 语言处理程序 使用汇编语言和高级语言编写的程序 ( 源程序 ) 是不能直接被机器识别并执行的, 必须将它们翻译成计算机能直接识别的机器语言程序 ( 目标程序 ), 而用于进行翻译工作的工具软件叫语言处理程序 计算机将源程序翻译为机器指令程序, 有解释方式和编译方式两种 编译和解释过程示意图

55 1.2.2 计算机软件系统 ⑷ 数据库管理系统 (DBMS) 数据库管理系统是对数据库 (DB) 进行管理 维护等的程序集合 ⑸ 系统服务程序 应用软件 系统服务程序包括软件研制开发工具 支持软件 支撑软件 工具软件, 主要有编辑程序 调试程序 装配和连接程序 测试程序 系统检测与维护程序等 应用软件是用户为了解决某些特定具体问题而开发和研制或外购到的各种程序, 它往往涉及应用领域的知识, 并在系统软件的支持下运行 如文字处理 电子表格 绘图 课件制作 网络通信等软件, 以及用户程序 ( 如工资管理程序 财务管理软件等 )

56 1.3 计算机中数据的表示 自然界中的信息是丰富多彩的, 有数值 字符 声音 图形 图像和视频等, 但计算机中广泛采用的是只有 0 和 1 两个基本符号组成的二进制数 计算机中使用二进制数的原因 ⑴ 二进制数在物理上容易实现 例如, 可以只用高 低两个电平表示 1 和 0, 也可以用脉冲的有无或者脉冲的正负极性表示它们 ⑵ 二进制数的编码 计数 加减运算规则简单 ⑶ 二进制数的两个符号 1 和 0 正好与逻辑命题的两个值 是 和 否 或称 真 和 假 相对应, 为计算机实现逻辑运算和程序中的逻辑判断提供了便利的条件 二进制数的缺点 二进制数书写冗长 易错 难记, 而十进制数与二进制数之间的转换过程复杂, 所以一般用十六进制数或八进制数作为二进制数的缩写

57 1.3 计算机中数据的表示 计算机中的数据分类 计算机中的数据分为两大类, 即数值数据和非数值数据 数值数据用以表示量的大小, 如整数 小数等数据, 又可分为有符号数和无符号数 非数值数据是以数值的形式表示字符 声音 图形 图像和视频等信息的数据

58 1.3.1 进位计数制及其转换 进位计数制 把数划分为不同的位数, 逐位累加, 加到一定数量之后, 再从零开始, 同时向高位进位的计数方法称为进位计数制, 简称进制 进位计数制的三要素 ⑴ 数符 : 在进位计数制中每一位上所能使用的数码符号, 如十进制中的 0~9 ⑵ 基数 : 进位计数制中每一位上所能使用的数码符号的总数, 如十进制中每一位上所能使用的数码符号总数为 10 个,10 就是十进制的基数 不同的基数表示不同的进制 ⑶ 位权 : 进位计数制中, 某一位上的数码符号为 1 时所代表的数值, 又叫该位的权值 进位计数制中某一位所代表的数值大小等于该位上的数码符号乘以该位的位权

59 1.3.1 进位计数制及其转换 n+m 位 R 进制数的按权展开式 R 进制数表示为 :N n-1 N n-2 N N 1 N 0.N -1 N -2 N -m+1 N -m, 它的值可以表示为 : N n-1 R n-1 +N n-2 R n-2 + +N 1 R 1 +N 0 R 0 +N -1 R -1 +N -2 R N -m+1 R -m+1 +N -m R -m = N i R i n 1 m i 其中,N i 表示第 i 位上的数码符号,R 表示进位计数制的基数,R i 表示第 i 位上的位权 我们把上式叫做该数的按权展开式

60 1.3.1 进位计数制及其转换 不同进制数的表示 为了识别不同的进制, 可在数的后面加上后缀字符, 也可以将数用圆括号括起来, 再在括号的右下角注明进制数 进制 后缀英文字符 数码符号进位规律基数 各位权值 二进制 B 0 1 逢二进一 2 2 i 八进制 Q 逢八进一 8 8 i 十进制 D 逢十进一 i 十六进制 H A B C D E F 逢十六进一 i

61 1.3.1 进位计数制及其转换 各种进制数间的转换 ⑴R 进制数转换成 10 进制数 将 R 进制 ( 二进制 八进制 十六进制, 下同 ) 转换成十进制, 只要将它按权展开, 再按十进制数进行运算即可 B= =37.75D 432.5Q= = D 3AC.BH= = D

62 1.3.1 进位计数制及其转换 ⑵ 十进制数转换为 R 进制数 整数转换法则 整数部分采用 除以 R 取余 法 用十进制数除以 R, 取出余数作为 R 进制数的最低位 ; 再用得到的商除以 R, 取出余数作为 R 进制数的次低位 ; 如此继续, 直到商为 0 为止, 最后得到的余数为 R 进制数的最高位 例 : 将十进制数 253 转换成八进制数 余 余 余 3 0 所以 253D=375Q 最位最位 低 高

63 1.3.1 进位计数制及其转换 小数转换法则 小数部分, 采用的是 乘以 R 取整 法, 即用十进制小数部分乘以 R, 取出整数部分, 作为 R 进制小数的最高位 ; 再用积的小数部分乘以 R, 取出整数部分, 作为 R 进制小数的次高位 ; 如此继续下去, 直到积的小数部分为 0 或满足精度要求为止, 最后得到的整数部分为 R 进制小数的最低位 例 : 将十进制数 0.58 转换为二进制数, 并小数点后保留 6 位小数 =1.16 整数部分 : =0.32 整数部分 : =0.64 整数部分 : =1.28 整数部分 : =0.56 整数部分 : =1.12 整数部分 :1 所以 0.58D= H

64 1.3.1 进位计数制及其转换 ⑶ 二进制 八进制 十六进制数间的相互转换 将二进制数转换成八进制数 由于 2 3 =8 1, 即 3 位二进制数的值就等于一位八进制数的值, 将二进制转换成八进制的方法是 : 从小数点的位置开始, 整数部分向左每 3 位二进制数划为一组, 不足 3 位左边补 0, 小数部分向右每 3 位二进制数划为一组, 不足 3 位右边补 0, 将每一组分别转换为八进制的一位数字 例将二进制数 转换成八进制数 所以 B=266.56Q

65 1.3.1 进位计数制及其转换 将八进制数转换成二进制数 将八进制数转换成二进制数, 只要将八进制数中的每一位数按十进制整数转换为二进制数的方法转换成 3 位二进制数, 不足 3 位的左边补 0 例将八进制数 转换成二进制数 所以 Q= B

66 1.3.1 进位计数制及其转换 将十六进制数转换成二进制数 由于 2 4 =16 1, 即 4 位二进制数的值就等于一位八进制数的值, 将二进制转换成八进制的方法是 : 从小数点的位置开始, 整数部分向左每 4 位二进制数划为一组, 不足 4 位左边补 0, 小数部分向右每 4 位二进制数划为一组, 不足 4 位右边补 0, 将每一组分别转换为八进制的一位数字 例将二进制数 转换成十六进制数 D. B 8 所以 B=16D.B8H

67 1.3.1 进位计数制及其转换 将十六进制数转换成二进制数 将十六进制数转换成二进制数, 只要将十六进制数中的每一位数按十进制整数转换为二进制数的方法转换成 4 位二进制数, 不足 4 位的左边补 0 例 7 将十六进制数 0F59.C4 转换成二进制数 0 F 5 9. C 所以 0F59.C4H= B

68 1.3.2 二进制数的算术运算与逻辑运算 1. 算术运算 二进制数的算术运算有加法 减法 乘法和除法 其运算规则如下 : ⑴ 加法运算 :0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=0( 产生进位 ) ⑵ 减法运算 :0-0=0 1-0=1 1-1=1 0-1=1( 产生借位 ) ⑶ 乘法运算 :0 0=0 0 1=0 1 0=0 1 1=1 ⑷ 除法运算 :0 1=0 1 1=1

69 1.3.2 二进制数的算术运算与逻辑运算 2. 逻辑运算 基本逻辑运算有 与 或 非 和 异或, 其运算规则如下 : ⑴ 与 运算 : 0 0=0 0 1=0 1 0=0 1 1=1 ⑵ 或 运算 :0 0=0 0 1=1 1 0=1 1 1=1 ⑶ 异或 运算 : 0 0= 0 0 1= 1 1 0= 1 1 1= 1 ⑷ 非 运算 :

70 1.3.3 计算机中数据的表示 1. 数值数据的表示 ⑴ 无符号数的表示 无符号数的表示比较简单, 只要将真值转换成二进制数, 然后写成规定的位数即可 例如 100 表示成 8 位无符号数为 B ⑵ 有符号数的表示 用存储单元的最高位表示数据的符号, 剩余各位存储数据的绝对值, 又称符号绝对值表示法 例将数据 X=+100,Y=-50 表示成 8 位二进制码 解 : 先将 X Y 写成二进制形式 :X= X= Y= Y= 然后分别用 0 和 1 表示正号和负号, 并置于最高位的数字上, 绝对值部分置于右端, 中间若有空位则填 0 即

71 1.3.3 计算机中数据的表示 ⑶ 二 - 十进制编码 二 - 十进制编码, 又称 BCD(Binary Coded Decimal) 编码, 即用二进制表示的十进制编码, 它用四位二进制数表示一位十进制数 最广泛使用的 BCD 码为 8421BCD 码, 它从左到右各位上的权值分别为 , 使用组合 0000~1001 分别表示十进制中的 0~9, 组合 1010~1111 在 8421BCD 码中为非法编码 如 53, 用 8421BCD 表示为 , 高 4 位表示 5, 低 4 位表示 3, 高 低 4 位数字之间的进率 10; 而用二进制数则表示为 , 其高 低 4 位数字间的进率为 16 注意它们的区别

72 1.3.3 计算机中数据的表示 2. 字符数据的表示 字符数据包括字母 数字 各种控制符号 图形符号以及汉字等, 它们都以二进制编码方式存入计算机, 这种对字符进行的二进制编码称为字符代码 (Character Code) ⑴ 西文字符 目前使用最广泛的西文字符集及其编码是 ASCII 字符集和 ASCII 码 (American Standard Code for Information Interchange), 它同时也被国际标准化组织 ISO(International Organization for Standardization) 批准为国际标准 使用 7 位二进制编码方案称为基本的 ASCII 字符集, 共有 128 个字符, 其中有 96 个可打印字符, 包括常用的字母 数字 标点符号等, 另外还有 32 个控制字符 例如, 字母 A 的 ASCII 码是

73 1.3.3 计算机中数据的表示 ⑵ 汉字字符 为了使计算机能够处理汉字, 同样也需要对汉字进行编码 从汉字代码的角度看, 计算机对汉字信息的处理过程实际上就是进行各种汉字代码转换的过程 这些代码主要包括汉字输入码 汉字内码 汉字字型码 汉字地址码及汉字信息交换码等 1 汉字输入码 为将汉字输入到计算机内而编制的代码称为汉字输入码, 也叫外码 目前汉字主要经标准键盘输入计算机, 所以汉字输入码都由键盘上的字符或数字组合而成 例如全拼输入法输入 中 字, 就要输入代码 zhong( 然后选字 ) 汉字输入码是根据汉字的多种属性和汉语有关规则编制的, 目前流行的汉字输入码的编码方案已有许多, 如拼音码 五笔字型码 自然码等

74 1.3.3 计算机中数据的表示 2 汉字内码 汉字内码是为在计算机内部对汉字进行储存 处理而编制的汉字代码, 当一个汉字输入计算机后就转换为内码 汉字内码目前多采用将交换码的两个字节中每个字节的最高位填上 1 作为汉字内码, 即内码 = 交换码 +8080H 3 汉字信息交换码 汉字信息交换码是用于在汉字信息处理系统之间或者用于与通信系统之间进行信息交换的汉字代码, 简称交换码, 也叫国标码 我国 1981 年颁布了国家标准 信息交换汉字编码字符集 基本集, 标准代码为 GB , 即国标码 GB 编码用两个字节的低 7 位表示一个汉字, 所以理论上最多可以表示 =16384 个汉字

75 1.3.3 计算机中数据的表示 知识提示 国标码规定了进行一般汉字信息处理时所用的 682 个非汉字图形符号和 6763 个汉字的代码 其中 3755 个汉字作为一级常用字, 其余 3008 个汉字作为二级次常用字 一级汉字按汉语拼音字母顺序排列, 二级汉字按部首排列 GB18030 标准是中国政府于 2000 年 3 月颁布的最新中文汉字编码标准 共收汉字 余个, 还包含蒙文 藏文 维文 彝文四种民族文

76 1.3.3 计算机中数据的表示 4 汉字字型码 字型码, 即表示汉字字型的编码, 用于显示和打印汉字 字型码有两种, 一种是点阵字型码, 另一种是矢量字型码 把全部汉字字型码的集合称为字库 国家标准规定, 在一个计算机系统中至少应安装四种字库 : 宋体 仿宋 黑体和楷体 点阵字型码 点阵字型码, 即以点阵的方式表示汉字, 也就是指定一个汉字字形点阵的代码, 也叫字模或输出码 用点阵存储汉字实际上就是用黑 白点表示汉字 在一个点阵中, 凡笔画所到之处的点为黑点, 记为 1, 否则为白点, 记为 0 这样, 一个汉字的字形就可用二进制数表示了 这种方式存储汉字的特点是存储方式简单 无需转换直接输出, 放大后产生的效果差

77 1.3.3 计算机中数据的表示 假设存取字形的单位为位元, 存取次序为由第 1 行 ~ 第 16 行, 同一行左边 8 位视为第一字节, 右边 8 位视为第二字节 对于任何 点阵的汉字字形码, 显然都有 16( 行 ) 16( 位 )/8( 位 )=32 字节 例如 大 字的点阵字型码如右图所示 一般来说, 存储汉字所用的点阵数越高字形的质量越好, 当然占用的存储容量也越多 汉字字形通常分为通用型和精密型两类 通用型汉字字形点阵有简易型 (16 16 点阵 ) 普通型 (24 24 点阵 ) 和提高型 (32 32 点阵 ) 三种

78 1.3.3 计算机中数据的表示 矢量字型码 矢量字型码 (TrueType) 是使用函数存储描述汉字字形的轮廓特征信息, 不同的汉字的存储容量是不同的 这种方式存储汉字的特点是存储方式复杂, 需经过复杂的数据转换才能输出, 可进行无级放大, 放大后不失真 各种汉字编码之间的关系下图 各种汉字编码之间的关系

79 1.3.3 计算机中数据的表示 3. 声音和图像的表示 具有多媒体功能的计算机除可以处理数值和字符信息外, 还可以处理声音和图像信息 ⑴ 声音的表示方法 通常, 声音是用一种模拟 ( 连续的 ) 波形来表示的, 该波形描述了振动波的形状 表示一个声音信号有三个要素, 分别是基线 周期和振幅, 如下图所示 声音信号的三要素

80 1.3.3 计算机中数据的表示 声音的表示方法是以一定的时间间隔对音频信号进行采样, 并将采样结果量化, 转化成数字信息, 如下图所示 声音的采样是在数字模拟转换时, 将模拟波形分割成数字信号波形的过程, 采样的频率越大, 所获得的波形越接近实际波形, 即保真度越高 声音信号的采样和量化

81 1.3.3 计算机中数据的表示 ⑵ 图像的表示 计算机通过指定每个独立的点 ( 或像素 ) 在屏幕上的位置来存储图像, 最简单的图像是单色图像, 单色图像包含的颜色仅仅有黑色和白色两种 为了理解计算机怎样对单色图像进行编码, 可以考虑把一个网格叠放到图像上 网格把图像分成许多单元, 每个单元相当于计算机屏幕上的一个像素 对于单色图, 每个单元 ( 或像素 ) 都标记为黑色或白色 如果图像单元对应的颜色为黑色, 则在计算机中用 0 来表示 ; 如果图像单元对应的颜色为白色, 则在计算机中用 1 来表示 网格的每一行用一串 0 和 1 来表示, 如右图所示 存储一幅单色位图图像

82 1.3.3 计算机中数据的表示 知识提示 对于单色图像来说, 用来表示满屏图像的比特数和屏幕中的像素数正好相等, 所以, 用来存储图像的字节数等于比特数除以 8 彩色图像的表示方法与单色图像类似, 只不过需要更多的二进制位以表示出不同的颜色信息

83 1.4 计算机安全 计算机安全的含义 计算机安全指的是保护计算机信息系统中的资源 ( 包括计算机硬件 软件 存储介质 网络设备和数据等 ) 免受破坏 替换 盗窃或丢失

84 1.4.1 计算机安全概述 1. 计算机安全定义 国际标准化委员会对计算机安全的定义提出建议, 即 为数据处理系统建立和采取的技术的和管理的安全保护, 保护计算机硬件 软件 数据不因偶然的或恶意的原因而遭破坏 更改 显露 从这个定义中可看出计算机安全不仅涉及到技术问题 管理问题, 甚至还涉及有关法学 犯罪学 心理学等问题 可以用四部分来描述计算机安全这一概念, 即实体安全 软件安全 数据安全和运行安全 而从内容来看, 包括计算机安全理论与技术 政策与管理 法律与法规 计算机犯罪与侦查等

85 1.4.1 计算机安全概述 2. 计算机不安全因素 ⑴ 软件系统 软件系统一般包括系统软件 应用软件和数据部分 软件中经常会存在一些漏洞, 程序和数据可能会被篡改或盗窃 ⑵ 硬件系统 ⑶ 环境因素 硬件中的电子设备最容易被破坏, 其安全存取控制功能还比较弱 而信息或数据要通过通信线路在主机间或主机与终端及网络之间传送, 在传送过程中也可能被截取 如电磁波辐射, 电源不稳定或中断以及自然灾害等, 会造成数据或系统的破坏 ⑷ 人为因素 安全管理水平低, 技术人员素质差 操作失误或错误, 以及违法犯罪行为

86 1.4.1 计算机安全概述 3. 计算机的安全措施 ⑴ 物理方面的措施 对自然灾害加强防护, 如防火 防水 防雷击等 ; 环境控制, 如消除静电 系统接地 防电磁干扰 配置不间断电源等 ⑵ 管理方面措施 建立健全法律 政策和安全管理制度, 规范和制约人们的思想和行为 ; 提高人员的安全意识, 进行安全性训练和安全教育 ⑶ 技术方面的措施 操作系统的安全措施 : 充分利用操作系统提供的安全保护功能保护自己的计算机, 如访问控制 口令认证等

87 1.4.2 计算机病毒 计算机病毒的概念 计算机病毒 (Computer Virus) 在 中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例 中被明确地定义为 编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者破坏数据, 影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或者程序代码

88 1.4.2 计算机病毒 1. 计算机病毒产生的原因 计算机病毒是人为故意编写的, 从大量的统计分析来看, 病毒作者主要情况和目的是 : 一些天才的程序员为了表现和证明自己的能力, 出于对上司的不满, 为了好奇, 为了报复, 为了得到控制口令, 为了软件拿不到报酬预留的陷阱等, 当然也有因政治 军事 宗教 民族和专利等方面的需求而专门编写的, 其中也包括一些病毒研究机构和黑客的测试病毒 2. 计算机病毒的特点 计算机病毒与生物病毒有许多相似之处, 可归纳出以下几个特点 : 寄生性 传染性 潜伏性 隐蔽性 破坏性和可触发性

89 1.4.2 计算机病毒 ⑴ 按照计算机病毒存在的媒体进行分类, 可分为网络病毒 文件病毒和引导型病毒 3. 计算机病毒分类 ⑵ 按照计算机病毒传染的方法进行分类, 可分为驻留型病毒和非驻留型病毒 ⑶ 根据病毒破坏的能力分类, 可分为无害型 无危险型 危险型和非常危险型 ⑷ 根据病毒特有的算法分类, 可分为伴随型病毒 蠕虫 型病毒 寄生型病毒 诡秘型病毒和变型病毒 ( 又称幽灵病毒 )

90 1.4.2 计算机病毒 系统运行速度减慢 系统不识别硬盘 4. 计算机中毒后的表现 经常无故发生死机文件长度发生变化存储容量异常减少系统引导速度减慢丢失文件或文件损坏屏幕上出现异常显示 键盘输入异常 文件的日期 时间 属性等发生变化 文件无法正确读取 复制或打开 WINDOWS 操作系统无故频繁出现错误 系统异常重新启动 磁盘卷标发生变化 异常要求用户输入密码等等

91 1.4.2 计算机病毒 ⑴ 通过软盘 U 盘 : 通过使用外界被感染的软盘 U 盘, 是最普遍的传染途径 5. 计算机病毒的传染途径 ⑵ 通过硬盘 : 通过硬盘传染也是重要的渠道, 由于带有病毒的机器移到其它地方使用 维修等, 造成病毒的传染与扩散 ⑶ 通过光盘 : 因为光盘容量大, 存储了海量的可执行文件, 大量的病毒就有可能藏身于光盘, 对只读式光盘, 不能进行写操作, 因此光盘上的病毒不能清除 以谋利为目的非法盗版软件的制作过程中, 不可能为病毒防护担负专门责任, 所以, 盗版光盘的泛滥给病毒的传播带来了极大的便利 ⑷ 通过网络 : 这种传染扩散极快, 能在很短时间内传遍网络上的机器 随着 Internet 的风靡, 给病毒的传播又增加了新的途径, 它的发展使病毒可能成为灾难, 病毒的传播更迅速, 反病毒的任务更加艰巨 Internet 带来两种不同的安全威胁, 一种威胁来自文件下载, 另一种威胁来自电子邮件

92 1.4.2 计算机病毒 6. 计算机病毒的防治 计算机病毒的预防措施应包含两种含义, 一是从管理上防范 ; 二是从技术方面保证 1 不随意复制 使用来历不明及未经安全检测的软件 2 对新购置的计算机硬件 软件都应进行检测 ⑴ 管理方面的预防 3 重点保护的机器做到专机 专人 专盘 专用 4 严禁在存有重要数据的计算机上玩游戏 5 对于系统中的重要数据要定期与不定期地进行备份 6 加强教育和宣传工作, 使广大的计算机专业人员都认识到编写计算机病毒软件是一种不道德的犯罪行为, 从伦理道德上扼杀病毒的产生 7 建立健全各种法律制度, 保证计算机系统的安全性, 对制造病毒者要依法制裁

93 1.4.2 计算机病毒 ⑵ 技术方面的措施 包括病毒的预防 检测和清除 3 种技术 1 病毒预防技术 2 病毒的检测 3 清除病毒 这类技术有对可执行文件加密 引导区保护 读写控制等 为了有效地防治计算机病毒, 首先应该掌握病毒的识别和检测技术 尽早发现病毒, 及时清除, 就可以避免病毒发作时造成的严重损失 目前研究人员根据计算机病毒程序的结构, 对其潜伏机制 再生机制和激活机制进行了深入的分析, 在计算机病毒检测方面取得了很大进展 使用手工清除对计算机用户的技术水平要求较高, 一般可以使用杀毒软件清除

94 1.4.2 计算机病毒 ⑶ 防毒杀毒软件的使用 1 杀毒软件 ( 主要是病毒库 ) 经常更新, 以便检测到可能入侵计算机的新病毒或变种 2 使用安全监视软件 ( 和杀毒软件不同, 比如 360 安全卫士, 瑞星卡卡 ) 主要防止浏览器等被异常修改, 防止安装不安全恶意的插件 3 定期进行全盘病毒木马扫描 知识提示 几款常用杀毒软件有瑞星 江民 卡巴斯基和 NOD32; U 盘病毒专杀软件有 AutoGuarder2; 安全软件有 360 安全卫士 ( 可以查杀木马 )

95 1.4.3 计算机黑客 黑客的定义 黑客 (hacker), 源于英语动词 hack, 意为 劈, 砍, 引申为 干了一件非常漂亮的工作 在早期麻省理工学院的校园俚语中, 黑客 则有 恶作剧 之意, 尤指手法巧妙 技术高明的恶作剧 在日本 新黑客词典 中, 对黑客的定义是 喜欢探索软件程序奥秘, 并从中增长了其个人才干的人 他们不象绝大多数电脑使用者那样, 只规规矩矩地了解别人指定了解的狭小部分知识 由这些定义中, 我们还看不出太贬义的意味 他们通常具有硬件和软件的高级知识, 并有能力通过创新的方法剖析系统 黑客 能使更多的网络趋于完善和安全, 他们以保护网络为目的, 而以不正当侵入为手段找出网络漏洞

96 1.4.3 计算机黑客 1. 黑客攻击方法 常见的黑客攻击方法有截获 中断 篡改和伪造, 如下图所示 常见黑客攻击方法 具体的方法包括 : 获取口令, 放置特洛伊木马程序,WWW 的欺骗技术, 电子邮件攻击, 网络监听, 寻找系统漏洞, 利用帐号进行攻击以及偷取特权等

97 1.4.3 计算机黑客 2. 防止黑客攻击的策略 ⑴ 数据加密 加密的目的是保护信息系统的数据 文件 口令和控制信息等, 同时也可以提高网上传输数据的可靠性, 这样即使黑客截获了网上传输的信息包, 一般也无法得到正确的信息 ⑵ 身份认证 通过密码或特征信息等来确认用户身份的真实性, 只对确认了的用户给予相应的访问权限 ⑶ 访问控制 系统应当设置入网访问权限 网络共享资源的访问权限 目录安全等级控制 网络端口和结点的安全控制 防火墙的安全控制等, 通过各种安全控制机制的相互配合, 才能最大限度地保护系统免受黑客的攻击

98 1.4.3 计算机黑客 ⑷ 审计 ⑸ 入侵检测 ⑹ 其他安全防护措施 把系统中和安全有关的事件记录下来, 保存在相应的日志文件中, 当遭到黑客攻击时, 这些数据可以用来帮助调查黑客的来源, 并作为证据来追踪黑客 ; 也可以通过对这些数据的分析来了解黑客攻击的手段以找出应对的策略 入侵检测技术是近年出现的新型网络安全技术, 目的是提供实时的入侵检测及采取相应的防护手段, 如记录证据用于跟踪和恢复 断开网络连接等 不运行来历不明的软件, 不随便打开陌生人发来的邮件中的附件 要经常运行专门的反黑客软件, 经常检查用户的系统注册表和系统启动文件中的自启动程序项是否有异常, 做好系统的数据备份工作, 及时安装系统的补丁程序等

99 1.4.3 计算机黑客 3. 防火墙技术 日常的防火墙是为防止火灾蔓延而设置的防火障碍 网络系统中的防火墙功能与此类似, 它是用于防止网络外部的恶意攻击对网络内部造成不良影响而设置的安全防护设施 在企业网络安全中, 防火墙技术得到了广泛应用 ⑴ 防火墙的功能 ⑵ 防火墙的类型 防火墙是由软件或硬件设备构成的网络安全系统, 用来在两个网络之间实施访问控制 防火墙内部的网络称为 可信任网络, 而防火墙外部的网络称为 不可信任网络 防火墙可用来解决内网和外网之间传输信息的安全问题 根据物理特性, 防火墙分为两大类, 硬件防火墙和软件防火墙 ; 从技术上分为 包过滤型 应用代理型 和 状态监视 三类 ; 从结构上又分为单一主机防火墙 路由集成式防火墙和分布式防火墙三种

100 1.4.4 计算机安全的政策法规 1. 我国有关计算机信息安全管理的主要法律法规 1994 年 2 月 18 日出台的 中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例 1996 午 1 月 29 日公安部制定的 关于对与国际互联网的计算机信息系统进行备案工作的通知 1996 年 2 月 1 日出台的 中华人民共和国计算机信息网络国际联网管理暂行办法, 并于 1997 年 5 月 20 日作了修订 1997 年 11 月 30 日公安部颁发的经国务院批准的 计算机信息网络国际联网安全保护管理办法 另外, 中华人民共和国刑法 有关计算机犯罪的条款有第二百八十五条 第二百八十六条和第二百八十七条

101 1.4.4 计算机安全的政策法规 2. 软件知识产权 一般软件知识产权指的是计算机软件的版权 计算机软件版权的保护是一个国际化的问题, 每年全球因软件盗版损失巨大, 据统计目前亚洲软件市场盗版软件占 50% 以上 这严重地扰乱了市场秩序, 侵害了软件开发者的合法权益 计算机软件版权的保护单凭技术力量解决是不够的, 必须依靠政府和立法机构, 制定出完善的法律和法规进行制约 各国政府都非常重视对制造 销售盗版软件违法犯罪行为的打击 制裁, 制定了许多保护计算机软件版权的法律规范 我国政府也先后制定了有关的法律法规, 如 中华人民共和国著作权法 计算机软件保护条例 关于禁止销售盗版软件的通告 等 计算机软件保护条例 是我国第一部计算机软件保护的法律法规, 标志着我国计算机软件的保护已走上了法制化的轨道, 是计算机软件保护的总纲领

102 1.4.4 计算机安全的政策法规 每一个用户都应自觉地维护软件知识产权, 购买和使用合法的正版软件 ( 包括免费使用的软件 ) 用户除了接受版权法约束之外, 还须接受以下几方面的限制 : ⑴ 软件的版权受到法律保护, 不允许未经授权的使用 ⑵ 除非正版软件运行失败或已损坏以外, 其他对软件的备份复制不被允许 ( 这里将把软件安装到计算机的行为确定为对软件备份复制 ) ⑶ 在未经版权所有人授权的情况下, 不允许对软件进行修改 ⑷ 在未经版权所有人允许的情况下, 禁止对软件目标程序进行解密或逆向工程的行为 ⑸ 未经版权所有人的许可, 不允许软件的持有者在该软件的基础上开发新的软件

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