《計算機 基礎》-第1章 計算機基礎知識

1.1計算機概述

隨著計算機科學技術的飛速發展，計算機在經濟與社會發展中的地位日趨重要，它己成為現代人類活動中不可缺少的工具。當今，計算機己滲透到社會各行各業，掌握計算機基礎知識和應用技術己成為高級技術人才必須具備的基本素質，計算機知識和應用能力成為當代大學計算機知識結構的重要組成部分。本章將簡要概述計算機的發展與應用現狀，并對計算機的基本工作原理、微型計算機系統組成和基本配置、計算機中信息的表示與存儲以及計算機的維護與安全等方面的知識進行介紹。下一頁返回1.1計算機概述1.1.1計算機的產生和發展計算機是人類在其漫長的文明史中經過不斷探索與研究而發明的現代化計算工具。1.電子計算機的誕生在人類文明發展歷史的長河中，計算工具經歷了從簡單到復雜、從低級到高級的發展過程。17世紀，產生了可以用于加減運算的機械計算機(帕斯機)。直到20世紀中期，新興的電子學和深入發展的數學將第一臺電子數字計算機推上了歷史舞臺。從此，人類社會進入了一個全新的歷史時期。下一頁返回上一頁1.1計算機概述世界上第一臺通用電子數字計算機ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator)于1946年2月誕生于美國賓夕法尼亞大學，如圖1-1所示。它是為計算彈道和射擊表而設計的，主要元件是電子管，每秒能完成5000次加法和500次乘法運算。該機器使用了1500個繼電器，18800個電子管，占地170，重達30t，耗電150kW/h，真可謂“龐然大物”。ENIAC的問世具有劃時代的意義，標志著計算機時代的到來。2.計算機的發展階段計算機從誕生到現在，己走過了60多年的發展歷程，人們根據計算機所采用的物理器件，將計算機的發展劃分為以下幾個階段。下一頁返回上一頁圖1-1第一臺通用電子數字計算機ENIAC返回1.1計算機概述(1)第一代計算機(1946-1958)——電子管計算機。其基本特征是:采用電子管作為計算機的邏輯元件，因而體積大、成本高;采用水銀延遲電路或電子射線管作為主存儲器;外存儲器采用磁帶;軟件主要采用機器語言和匯編語言;應用以科學計算為主。(2)第二代計算機(1958-1964)——晶體管計算機。其基本特征是:采用晶體管作為計算機的邏輯元件，因而體積小、重量輕;采用磁芯作為主存儲器;外存儲器采用磁盤、磁鼓;軟件也有較大發展，出現了Fortran,Cobol等高級語言，并開始出現操作系統。下一頁返回上一頁1.1計算機概述(3)第三代計算機(1964-1971)——集成電路計算機。其基本特征是:采用小規模集成電路和中規模集成電路作為計算機的邏輯元件，因而體積更小、耗電更少;采用半導體存儲器作為主存儲器;外存儲器以磁盤為主;軟件逐漸完善，高級程序設計語言有了很大發展，并出現操作系統和會話式語言;應用己深入到社會的各個領域。(4)第四代計算機(1971年至今)——超大規模集成電路計算機。其基本特征是:采用大規模集成電路和超大規模集成電路作為計算機的邏輯元件;操作系統不斷完善，應用軟件層出不窮;并行處理、人工智能、模式識別得到大規模應用，計算機技術與通信技術相結合，計算機網絡己把世界緊密聯系在一起。下一頁返回上一頁1.1計算機概述3.我國計算機的發展我國從1956年開始研制計算機，在大型機方面，1958年成功研制了第一臺電子管計算機103機；1959年成功研制了運算速度為每秒1萬次的104機，104機是我國研制的第一臺大型通用電子數字計算機；1965年研制成功我國第一臺大型晶體管計算機；

1970年初期我國陸續推出大、中、小型采用集成電路的計算機；進入20世紀80年代，我國高速計算機，特別是向量計算機有了新的發展。銀河-I巨型機是我國高速計算機研制的一個重要里程碑?，F在以聯想微機為代表的國產微機己占領了一大半國內市場。下一頁返回上一頁1.1計算機概述4.計算機的發展趨勢

(1)巨型化。巨型機主要用于大規模的科學計算，如原子能、天氣預報、石油勘探等領域。它的研制集中反映了一個國家科學技術的發展水平。

(2)微型化。微型計算機以其價格低廉、使用方便、豐富的軟件和外部設備，受到人們的青睞，也使其本身從實驗室走進了千家萬戶。(3)網絡化。網絡化指利用現代通信技術和計算機技術把分布在不同地點的計算機互聯起來，以突破空間的限制，為信息處理提供高質量的廉價服務。(4)智能化。能聽、能說、能識別人類的自然語言和文字，能模擬人的感覺和思維，并具有積累知識這一學習能力的下一代計算機將在更大程度上參與人類社會活動。下一頁返回上一頁1.1計算機概述1.1.2計算機的特點和應用計算機最早用于科學計算，并因此而得名。由于其具有存儲和記憶功能，故又稱為“電腦”。隨著計算機技術和應用的發展，計算機己成為人們處理信息的一種必不可少的現代工具。

1.計算機的特點計算機是一種可以進行自動控制、具有記憶功能的現代化計算工具和信息處理工具。它具有以下幾方面的特點。

(1)運算速度快。計算機具有極高的運算速度，現在高性能的計算機每秒能進行超過10億次的加減運算。如此高的運算速度是其他任何計算工具都無法比擬的，這也是計算機被廣泛使用的主要原因之一。下一頁返回上一頁1.1計算機概述

(2)計算精度高。在計算機內部采用二進制數進行運算，表示二進制數值的位數越多，其精度就越高。由于運算精度的增加必然伴隨著制造成本的提高和運算速度的降低，因此，在實際應用中，微型計算機的精度通常采用幾位到十幾位有效數字。(3)存儲能力強。計算機的存儲器具有存儲、記憶大量信息的功能。不但可以存放計算的原始數據、中間及最后結果，還能存放人們事先編好的各種程序，這是計算機能進行自動處理的原因之一。

(4)具有邏輯判斷能力。計算機不但具有計算能力，還具有邏輯判斷能力。它能在程序的指引下，根據比較的結果，自動地確定下一步該做什么，表現出一定的智能。下一頁返回上一頁1.1計算機概述2.計算機的應用進入20世紀90年代以來，計算機技術作為科技的先導技術之一得到了飛躍發展。超級并行計算機技術、高速網絡技術、多媒體技術、人工智能技術等相互滲透，改變了人們使用計算機的方式，從而使計算機幾乎滲透到人類生產和生活的各個領域，并對工業和農業都有著極其重要的影響。計算機的應用范圍歸納起來主要有以下6個方面。

(1)科學計算。又稱數值計算，這一直是計算機應用的重要領域之一?？茖W計算的特點是計算量大和數值變化范圍廣。利用計算機完成計算的范圍涉及各個領域的科學研究和工程設計。如導彈、航天飛機、人造衛星、天氣預報、地震測報等。下一頁返回上一頁1.1計算機概述(2)數據處理。又稱信息處理，是指信息的收集、分類、整理、加工、存儲等一系列活動的總稱。所謂信息是指可被人類感受的聲音、圖像、文字、符號、語言等。數據處理的特點是處理的原始數據量大，而運算比較簡單，有大量的邏輯與判斷運算。其應用領域十分廣泛，如人口統計、辦公自動化、企業管理、郵政業務、機票訂購、情報檢索、醫療診斷等。

(3)過程控制。又稱實時控制，是指利用計算機及時采集監測數據，并按最優值迅速地對控制對象進行自動調節或自動控制。采用計算機進行過程控制不僅可以大大提高控制的自動化水平，而且可以提高控制的及時性和準確性，從而改善勞動條件、提高產品質量及合格率。因此，計算機過程控制已在機械、冶金、石油、化工、紡織等行業得到廣泛應用。下一頁返回上一頁1.1計算機概述

(4)計算機輔助技術。主要包括計算機輔助設計(CAD)和計算機輔助制(CAM)。CAD/CAM是指工程設計人員或工藝人員在計算機系統的輔助下，根據一定的設計和制造流程進行產品設計和產品加工的一項專門技術，是工程設計和工業制作部門計算機應用的重要領域。另外，還有計算機輔助教學(CAI)和計算機輔助測試(CAT)。(5)計算機網絡。計算機網絡是現代計算機技術和通信技術高度發展和緊密結合的產物。它不僅解決了計算機之間的通信，各種軟、硬件資源的共享，也大大促進了國際間文字、圖像、視頻和聲音等各類數據的傳輸和處理。如電子商務悄然興起，成為了一種新的貿易方式，為全球范圍的商品交易注入了新的活力。信息高速公路是一個交互式多媒體網絡，使人們獲得信息的方式發生根本變化，并將大大提高社會工作效率。下一頁返回上一頁1.1計算機概述

(6)人工智能(ArtificialIntelligence)。AI是用計算機模擬人類的智能活動，如判斷、理解、學習、圖像識別、問題求解等。它涉及到計算機科學、信息論、仿生學、神經學和心理學等諸多學科。在人工智能中，最具代表性、應用最成功的兩個領域是專家系統和機器人。計算機專家系統是一個具有大量專門知識的計算機程序系統。它總結了某個領域的專家知識構建了知識庫。根據這些知識，系統可以對輸入的原始數據進行推理，做出判斷和決策，以回答用戶的咨詢，這是人工智能的一個成功的例子。機器人是人工智能技術的另一個重要應用。機器人的應用前景非常廣闊?，F在有很多國家里，在研制機器人。除了上述所列計算機的各種應用領域以外，計算機還在多媒體技術、文化藝術等方面有著廣泛地應用。返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理1.2.1計算機系統的組成計算機系統包括硬件(Hardware)系統和軟件(Software)系統，如圖1-2所示。硬件是指組成計算機的各種物理裝置，它們是由各種實際存在的器件所組成的。軟件是指控制計算機運行，或者根據實際需要而讓計算機完成制定任務的各種程序。從廣義上講，軟件系統包括運行、維護、管理和應用計算機的所有程序和文檔資料。通常，把不裝備任何軟件的計算機稱為“裸機”。如果計算機中沒有任何軟件，計算機硬件的作用就不能得到充分有效地發揮。當然，沒有硬件的支持，軟件同樣不能發揮其作用。即硬件是基礎，軟件則是功能的擴充和完善。兩者相輔相成、相互依存，結合構成一個有機的整體。下一頁返回圖1-2計算機系統的組成返回1.2計算機系統的組成與工作原理1.計算機的硬件系統計算機硬件的功能是接受計算機程序的控制來實現數據輸入、運算、輸出等一系列的操作。自ENIAC計算機誕生后，科學家們對計算機的結構不斷地進行理論性研究，美籍匈牙利數學家馮·諾依曼與他領導的莫爾小組提出了一個全新的存儲程序的通用電子計算機方案——“離散變量自動電子計算機”方案，概括起來有以下3點:①用二進制形式表示數據和指令;②程序和數據一樣存放在存儲器中;③計算機硬件系統由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備5大基本部件組成。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理計算機系統的硬件結構如圖1-3所示，包括5個基本部件。(1)運算器。運算器也稱算術邏輯單元(ArithmeticandLogicUnit，ALU)是計算機進行數據運算的部件。數據運算包括算術運算和邏輯運算。算術運算是指加、減、乘、除等運算，而邏輯運算則是指“與”、“或”、“非”、“位移”等操作。(2)控制器(Controller)。它是計算機的“神經中樞”，負責統一指揮和控制計算機各部件的聯系，從而保證計算機按照預先存儲的程序和預定的目標有條不紊地進行工作。通常由指令部件、時序部件及控制部件組成。運算器和控制器之間有大量和頻繁的信息交換。通常將它們集成在一個半導體芯片上，成為中央處理器，即CPU(CentralProcessingUnit)。下一頁返回上一頁圖1-3計算機硬件的基本組成圖返回1.2計算機系統的組成與工作原理(3)存儲器。存儲器(Memory)是計算機具有記憶能力的部件，用來存放程序和數據。存儲器有內存(主存)和外存(輔存)之分。內存由半導體材料制成，而外存是由磁性和光學材料組成。①內存:按其工作方式的不同，又可分為隨機存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。RAM既可讀出信息，又可寫入信息，由于信息是通過電信號寫入，因此計算機斷電后，RAM中的信息會丟失。ROM只能讀出信息，不能寫入信息，不會因斷電丟失信息，常用于存儲系統中不變的程序和數據，如系統的開機檢測和啟動操作系統的程序等。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理

②外存:即計算機外部存儲器，存放當前暫時不用的程序和數據信息。外存儲器有磁盤、光盤、磁帶存儲器等，其存取速度相對較慢，但容量大，必須將外存中的信息調入內存方可被CPU執行。為了便于對存儲器內存放的信息進行管理，整個內存被劃分成許多存儲單元，每個存儲單元都有一個編號，此編號稱為地址(Address)。通常計算機按字節編址。地址與存儲單元為一對一的關系，是存儲單元的唯一標志。存儲單元的地址、存儲單元和存儲單元的內容是3個不同的概念。地址相當于旅館的房間編號，存儲單元相當于旅館的房間，存儲單元的內容相當于房間中的旅客。在存儲器中，CPU對存儲器的讀/寫操作都是通過地址來進行的。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理(4)輸入設備輸入設備(InputDevice)。是用來向計算機系統輸入信息和數據的設備，輸入設備的主要功能是接收用戶輸入的原始數據和程序，并將它們轉換為計算機能識別的形式存放到內存中。輸入設備除了最常用的鼠標和鍵盤外，還有光筆、掃描儀、視頻攝像機、圖形板等。

(5)輸出設備。輸出設備(OutputDevice)是輸出計算機處理結果的設備，在大多數情況下，輸出設備是把存放在計算機內存中的運算結果或工作內容轉換為人們所能接受的形式。常用的輸出設備有顯示器、打印機、音箱、繪圖儀等。在上述5個硬件中，運算器和控制器合稱為CPU;CPU與內存合稱為主機;輸入設備、輸出設備和外存稱為計算機的外部設備，簡稱外設。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理2.計算機的軟件系統計算機軟件是指能指揮計算機工作的程序與程序運行時所需要的數據，以及與這些程序和數據有關的文字說明和圖表資料。其中文字說明和圖表資料又稱為文檔。從第一臺計算機上第一個程序出現到現在，計算機軟件己經發展成為一個龐大的系統。從應用觀點看，軟件可以分為系統軟件和應用軟件。

(1)系統軟件。系統軟件是指管理、監控和維護計算機資源(包括硬件和軟件)的軟件。它與具體的應用無關，是軟件系統的核心。常見的系統軟件有操作系統、程序設計語言以及各種服務軟件等。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理1)操作系統。操作系統是最底層的系統軟件，它是對硬件系統功能的首次擴充，也是其他軟件能夠在計算機上運行的基礎。

2)程序設計語言與語言處理程序人們要利用計算機解決實際問題，一般首先要編制程序。程序設計語言就是用戶用來編寫程序的語言，是人與計算機之間交互信息的工具。它是軟件系統的重要組成部分，而相應的各種語言處理程序也屬于系統軟件。

3)服務軟件?，F代計算機系統提供多種服務程序，它們是面向用戶的軟件，可供用戶共享，方便用戶使用計算機和管理人員管理維護計算機。常用的服務程序有編輯程序、連接裝配程序、測試程序、診斷程序、調試程序等。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理(2)應用軟件。應用軟件是為了解決計算機各類問題而編寫的程序，分為應用軟件包與用戶程序。它是在硬件和系統軟件的支持下，面向具體問題和具體用戶的軟件。隨著計算機應用的日益廣泛和深入，各種應用軟件的數量不斷增加，質量日趨完善，使用更加方便靈活，通用性越來越強。應用軟件的內容很廣泛，涉及到社會的許多領域。常見的應用軟件有:信息管理軟件、辦公自動化系統、文字處理系統、輔助設計軟件以及輔助教學軟件，還有各種軟件包，如數值計算程序包、圖形軟件包等。計算機軟件是腦力勞動的產物。一個實用軟件一般需要眾多軟件專業人員以及計算機應用工作者經過長期的勞動才能完成。計算機軟件與計算機硬件同樣屬于商品。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理(3)計算機語言的發展。要想使計算機按人們的指令一直進行工作，就必須使計算機能理解和執行人們給它的指令。這就需要找到一種任何計算機都能識別的語言，稱之為計算機語言。為了完成某項任務，用計算機語言編寫的一組指令序列稱之為程序。計算機語言的發展過程是其功能不斷完善、描述問題的方法愈加貼近人類思維規律的過程。其發展過程一般可分為以下幾個階段。

1)第一代語言——機器語言機器語言是以二進制代碼表示的指令集合，是計算機唯一能直接識別和執行的語言。其優點是占用內存少、執行速度快;缺點是屬于面向機器的語言，隨機而異，通用性差，而且指令代碼是二進制形式，不易閱讀和記憶，編程工作量大，難以維護。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理2)第二代語言——匯編語言匯編語言是用助記符來表示機器指令的符號語言。相比機器語言易學、易記，但同樣隨機而異，通用性差。由于計算機只能識別用二進制串表示的機器語言程序，因此，用匯編語言編寫的源程序必須先用匯編語言處理程序將其翻譯成機器能執行的目標程序，然后才能供機器執行。這一翻譯加工過程稱為匯編。3)第三代語言——高級語言高級語言是一種接近人們習慣的自然語言、數學語言的計算機語言。其通用性強，可以在不同的機器上運行，程序簡短易讀，便于維護，極大地提高了程序設計的效率和可靠性。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理

20世紀50年代中期問世以來，全世界己有數百種高級語言，常用的高級語言有C，C++,Java等。用高級語言編寫的程序(源程序)，計算機是不能識別和執行的。要執行這些源程序，首先要將它通過語言處理程序翻譯成計算機能識別和執行的二進制機器指令，然后才能供計算機執行。計算機翻譯源程序時，一般有“編譯”和“解釋”兩種翻譯方式。①編譯方式:通過相應語言的編譯程序將源程序一次全部翻譯成目標程序，再經過程序的連接，最終處理成可直接執行的程序。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理②解釋方式:通過相應的解釋程序將源程序逐句解釋翻譯成一組機器指令，翻譯一句執行一句，邊翻譯邊執行。解釋程序不產生機器語言的目標程序，而是借助于解釋程序直接執行源程序本身。大部分高級語言只有編譯方式，少量采用解釋方式工作，有的語言(如BASIC)有兩種翻譯方式。

4)第四代語言——智能性語言智能性語言除具有第三代語言的基本特征外，還具備許多新的功能，特別是具有一定的智能性。其主要應用于商品化人工智能系統、專家系統和面向對象的數據庫管理系統等領域。智能性語言最具代表性的有Lisp，Prolog，Gemstone等。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理1.2.2微型計算機基木配置和常見外部設備

1.主板。主板是微型計算機中最大的一塊電路板，如圖1-4所示。微處理器、內存、顯示接口卡以及各種外設接口卡都插在這塊主板上。相同的CPU所用的主板不一定相同。主板性能影響著整個微機系統的性能。

2.CPU。是微型機硬件系統中的核心部件。計算機處理數據的能力和速度主要取決于CPU，其型號?？纱碇鳈C的基本性能水平，決定微型機的型號和速度。通常對微機的稱呼是根據CPU的型號得來的，如PentiumI和PentiumIII。3.總線(BUS)。微型計算機系統的各部件通常用總線方式連接在一起，所謂總線就是指系統部件之間傳送信息的公共通道，各個部件由總線相互通信。總線分為內部總線和外部總線。下一頁返回上一頁圖1-4主板返回1.2計算機系統的組成與工作原理內部總線是指CPU內各部件的連線。外部總線是指CPU和其他外部設備之間的連線，分為數據總線DB(DateBus)、地址總線(AddressBus)和控制總線CB(ControlBus)3類。地址總線用于傳送地址信號，其數目決定微機系統存儲空間的大小。數據總線用于傳送數據信號，其數目反映了CPU一次可接收數據的能力?？刂瓶偩€用于傳送控制器的各種控制信號。在微型計算機中采用的傳統總線標準有ISA(工業標準總線)、EISA(擴展工業標準總線)、MCA(微通道結構總線)、PCI(外設部件互聯總線)、AGP(加速圖像端口)。其中，AGP是一種最新的總線類型，它比PCI總線的速度快兩倍以上，使用AGP總線可進行加速圖像顯示。目前，多數計算機系統使用PCI作為通用總線。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理采用總線結構簡化了系統各部件之間的連接，使接口標準化，便于系統擴充，適合計算機部件的模塊化生產，從而促進了微機的普及。

4.內存。內存是繼CPU和主板之后能夠影響整個系統性能的又一重要因素，如圖1-5所示。內存容量的大小、存取速度、穩定性等都是內存性能的重要指標。目前，微機的內存容量有1GB、2GB等。5.外存。微機中外存儲器品種越來越豐富，常用的有以下幾種。(1)硬盤。硬盤是微機系統中最重要的外部設備，如圖1-6所示。它是由若干硬盤片組成的盤片組，一般被固定在計算機機箱內，通過主板上的IDE接口與系統單元連接。目前生產的硬盤容量一般在80GB以上，有的甚至達到幾百GB。著名品牌有Seagate(希捷)、Westdigital(西部數據)等。下一頁返回上一頁圖1-5內存條返回圖1-6硬盤及內部結構返回1.2計算機系統的組成與工作原理目前流行一種通過USB接口和系統單獨連接的硬盤，通常稱為“U盤”。這種硬盤的主要特點就是外形小巧、攜帶方便、價格便宜，屬于移動存儲設備。Windows2000以上的版本都包含了常見品牌U盤的驅動程序，所以能夠即插即用。(2)軟盤。軟盤是個人計算機中最早使用的可移介質。軟盤的讀/寫是通過軟盤驅動器完成的，常用的是容量為1.44MB的3.5英寸軟盤。在3.5英寸軟盤的角上有一個滑動塊為寫保護孔，移動該滑動塊露出小孔時為寫保護狀態，此時，軟盤只能被讀出信息而不能寫入信息。隨著U盤的風靡、光盤刻錄的發展、網絡應用的普及，種經應用最廣泛的軟盤驅動器逐漸淡出人們的視線，但軟盤驅動器為計算機的發展所做出的卓著貢獻將永存史冊。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理

(3)光盤。用于計算機系統的光盤主要有3類:只讀型光盤(CD-ROM)、一次寫入型光盤(CD-R)及可擦寫型光盤(CD-RW)，目前微機系統中使用最廣泛的是只讀型光盤。根據光盤結構，光盤主要分為CD,DVD,藍光光盤等幾種類型。這幾種類型的光盤，在結構上有所區別，但主要結構原理是一致的。常見的CD光盤分為5層，有基板、記錄層、反射層、保護層、印刷層，但其厚度只有1.2mm。

計算機通過光盤驅動器來讀取光盤上的數據，光盤驅動器有一個數據傳輸率的指標，稱為倍速。隨著多媒體技術的發展，光盤驅動器己經成為計算機的基本配置。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理

6.輸入設備。近年來，雖然一些微機上配備有乎寫輸入、語音輸入的設備，但鍵盤和鼠標仍是目前微機上最重要的輸入設備。

(1)鍵盤。鍵盤是通過一根五芯電纜線連接到主板上的鍵盤插槽內，現在使用的鍵盤通常都是104鍵和107鍵。鍵盤可以分為4個區，即主鍵盤區、功能鍵區、光標控制鍵區和小鍵盤區。1)主鍵盤區。主鍵盤區位于鍵盤的左下方，是鍵盤的主要部分，由61個鍵組成。其中包括Shift,Ctrl,Alt等14個輔助控制鍵、26個字母鍵和21個雙符鍵。特定符號鍵及一些組合鍵的功能說明見表1-1。

2)功能鍵區功能鍵F1-F12也稱可編程序鍵(ProgrammableKeys)可以編制一段程序來設定每個功能鍵的功能。不同軟件可賦予功能鍵不同功能。下一頁返回上一頁表1-1特定符號鍵的功能說明返回1.2計算機系統的組成與工作原理

3)光標控制鍵區/小鍵盤數字鍵區①刪除鍵(Del或Delete)：用于刪除光標所在處的字符。②插入鍵(Ins或Insert):常用來改變輸入狀態，即插入或改寫方式的轉換。③暫停鍵(Pause):暫停程序或命令的執行，再按其他鍵繼續執行。④屏慕復制鍵(PrintScreen):將Windows屏慕復制到剪貼板上。⑤小鍵盤鎖定鍵(Numlock):轉換小鍵盤區為數字狀態。

(2)鼠標。隨著Windows操作系統的流行和普及，鼠標(又稱鼠標器)已成為微型機必備的標準輸入裝置。在圖形界面的環境下，鼠標可以取代鍵盤進行光標定位或完成某些特定的操作功能。鼠標的最大優點是可以更快、更準確地移動光標。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理常見的鼠標可分為光電式和機械式兩種，二者僅在控制原理上有所不同，在使用方法上基本是一樣的，但在移動精度方面，光電式鼠標優于機械式鼠標。鼠標上一般設置有兩個或三個按鍵，各按鍵的功能由使用的軟件定義。鼠標的主要性能指標包括分辨率和傳送率。分辨率一般為200dpi，即每英寸200個點，分辨率越高，輸出越精密，并能節省使用時的工作臺空間。傳送速率一般為1200b/s最高可達9600b/s，傳送速率越高，單位時間內由鼠標傳給計算機的信息就越多。

7.輸出設備

(1)顯示器。顯示器是計算機最常用的輸出設備之一，用于顯示文字和圖表等各種信息。目前顯示器有液晶顯示器LCD和陰極射線CRT顯示器。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理計算機的顯示系統主要由顯示器和顯示適配器(顯卡)兩部分構成。顯卡用于控制字符與圖形在顯示器屏慕上的輸出，顯示器的顯示內容和顯示質量的高低主要由顯卡的功能決定。傳統的顯卡標準有MDA，CGA，EGA，VGA等。現在，微型計算機顯示系統主要采用VGA標準和擴展VGA標準(SVGA,TVGA)，SVGA的分辨率可達到1024×768，更高甚至可達到1024×1024，1280×1024。

顯示器的尺寸一般是指對角線的長度。微型計算機上常用顯示器的尺寸大小有14英寸、15英寸、17英寸或更大。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理

(2)打印機。打印機是計算機系統的主要輸出設備之一，它用于將計算機中的信息以文本方式輸出。按其工作原理，打印機可分為擊打式打印機和非擊打式打印機兩種。擊打式打印機利用機械原理由打印頭通過色帶把字體或圖形打印在打印紙上。如點陣(針式)打印機(例如EPSONLQ-1600K)。非擊打式打印機利用的是光、電、磁、噴墨等物理和化學方法，主要有激光打印機和噴墨打印機。噴墨式打印機是通過向打印機的相應位置噴射墨水點來實現圖像和文字的輸出。激光打印機是利用電子成像技術進行打印，它的特點是速度快、無噪聲、分辨率高。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理8.其他設備。微型計算機的硬件系統除上述基本配置外，還有許多新型的外部設備不斷涌現，可根據不同的用途增設。

(1)調制解調器(Modem)。是實現數字信號和模擬信號轉換的裝置。計算機內的信息是0和1組成的數字信息，而電話線中傳輸的是模擬信息。因此，計算機相互之間若要采用電話線傳送信息，發送時必須通過Modem將機內的數字信息轉換(調制)成可通過電話線傳送的模擬信息;接收時再通過Modem將電話線傳來的模擬信息轉換(解調)為計算機可以識別的數字信息。

Modem根據外形和安裝方式可分為4種，即外置式Modem、內置式Modem,Pcmcia插卡式Modem和機架式Modem。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理(2)掃描儀。掃描儀是計算機的圖像輸入設備。隨著性能的不斷提高和價格的大幅度降低，越來越多地使用于廣告設計、出版印刷、網頁設計等領域。掃描儀是利用光學掃描原理從紙介質上“讀出”照片、文字或圖形，把信息送入計算機進行分析處理。目前掃描儀有EPP,SCSI和USB三種接口，其中USB接口的掃描儀使用非常廣泛。

(3)DVD-ROM。DVD-ROM是DigitalVideoDisc-ReadOnlyMemory的縮寫，譯成中文就是數字視盤，是CD-ROM的后繼產品，向下兼容。它是以MPEG-2為標準，每張光盤可儲存容量達到4.7GB，其容量不僅是CD-ROM(650MB)光盤的7倍左右，而且更以超群出眾的播放質量使CD-ROM相形見絀。如此大的容量，如此高的性能，無論是對影視、電腦游戲領域，還是數據儲存方面都會產生巨大影響。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理

(4)光盤刻錄機CD-RW。CD-RW是CD-ReWritable的縮寫，代表一種“重復寫入”的技術，利用這種技術可以在特殊光盤上的相同位置重復寫入數據。CD-RW盤片就像硬盤一樣，可以隨時刪除和寫入?，F行市面上的CD-RW刻錄機同時能夠刻錄CD-R和CD-RW光盤，也能夠像只讀光驅一樣讀取其內容。1.2.3計算機的主要性能指標計算機是由多個組成部分構成的一個復雜系統，技術指標繁多，涉及面廣。在實際使用中，評價計算機的性能要結合多種因素綜合分析，比較常見的計算機評價指標有下列幾種。1.字長。字長是計算機運算部件一次能處理的二進制數據的位數。字長越長，計算機的處理能力就越強。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理微型計算機的字長總取8的整數倍數，人們通常所說的16位機、32位機就是指該微機中的CPU可以同時處理16位、32位的二進制數據。

2.速度。不同配置的微型計算機按相同的算法執行相同的任務所需要的時間可能是不同的，這和微型計算機的速度有關。微型計算機的速度指標可以用主頻及運算速度來加以評價。主頻也稱為時鐘頻率，是決定微型計算機速度的重要指標之一。主頻一般以赫茲(Hz)為單位，主頻越高，微型計算機速度越快。目前微型計算機的主頻在2GHz左右。運算速度以每秒百萬指令數(MIPS)為單位，這個指標較主頻更能直觀地反映微型計算機的速度。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理速度是一個綜合指標，影響微型計算機速度的因素還有許多，如存儲器的存取時間、系統總線的時鐘頻率等。

3.存儲容量。存儲容量是存儲器存儲能力大小的一個重要性能指標。存儲器的容量越大，所能存儲的信息也就越多，計算機的處理能力也就越強。存儲容量又分為主存儲器(內存)容量和輔助存儲器(外存)容量。主存儲器容量越大，程序執行的時間就越短，計算機運行速度也就越快。輔助存儲器容量越大，所存儲信息量的能力也就越強。通過主存儲器和輔助存儲器構成的虛擬存儲器系統的容量也就越大。除上述性能指標外，還應考慮計算機系統的可靠性、安全性和可維護性等性能指標。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理1.2.4計算機工作原理

1.計算機的指令系統指令是能被計算機識別并執行的二進制代碼，它規定了計算機能完成的某一種操作。一條指令通常由如下兩個部分組成。

(1)操作碼:指明該指令要完成的操作，如存數、取數等。操作碼的位數決定了一個機器指令的條數。當使用定長度操作碼格式時，若操作碼位數為n，則指令條數可有條。

(2)操作數:指操作對象的內容或者所在的單元格地址。操作數大多數是地址碼，地址碼有0-3位。從地址代碼得到的僅是數據所在的地址，可以是源操作數的存放地址，也可以是操作結果的存放地址。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理2.計算機的工作原理計算機的工作過程就是執行程序的過程，程序中的每一個操作步驟都是指示計算機做什么和如何做的命令，這些用以控制計算機、告訴計算機進行怎樣操作的命令稱為計算機指令。只要這些指令能被計算機理解，則將程序裝入計算機并啟動該程序后，計算機便能自動按編寫的程序一步一步地取出指令，根據指令的要求控制機器各個部分運行。這就是計算機的基本工作原理，這一工作原理最初由科學家馮·諾依曼提出，故也稱為馮·諾依曼原理。根據這一工作原理構成的計算機，被稱為馮·諾依曼結構計算機。下一頁返回上一頁1.2計算機系統的組成與工作原理馮·諾依曼結構計算機的工作原理最重要之處是“程序存儲”。即如果要讓計算機工作就是要先把編制好的程序輸入計算機的存儲器中存儲起來，然后依次取出指令執行。每一條指令的執行過程又可以劃分成以下4個基本操作，如圖1-7所示。①取出指令:從存儲器某個地址中取出要執行的指令。②分析指令:把取出的指令送到指令譯碼器中，譯出指令對應的操作。③執行指令:向各個部件發出控制操作，完成指令要求。④為下一條指令做好準備。返回上一頁圖1-7指令的執行過程返回1.3信息的表示與存儲1.3.1數制的概念數制也稱計數制，是用一組固定的符號和統一的規則來表示數值的方法。在生活中，除了大家所熟知的十進制以外，還大量使用著其他各種不同的進制數，如十二進制(如12件物品為1打、12個月為1年)、六十進制(如分、秒的計時)等。特別要提到的是，在計算機中使用的是二進制數，用戶書寫時又大都使用十六進制，見表1-2。無論使用哪種進制數，數值的表示都包含兩個基本要素:基數和各位的“位權”。任意一個R進制數，都具有以下3個要點:①基數為R，使用R個數碼;②第i個數位上的數碼具有的位權為;③進位規則為逢R進一。下一頁返回表1-2計算機中常用的幾種進位數制的表示返回1.3信息的表示與存儲1.3.2數制間的轉換1.R進制數轉換為十進制數轉換方法:乘權()相加【例1-1】將二進制數10111.1轉換成十進制數。(10111.1)2==16+4+2+1+0.5=23.5【例1-2】將十六進制數35A轉換成十進制數。(35A)16==768+80+10=858下一頁返回上一頁1.3信息的表示與存儲2.十進制數轉換為R進制數整數轉換方法:除基(R)取余小數轉換方法:乘基(R)取整【例1-3】將十進制數39.25轉換成二進制數。

因此，(39.25)10=(100111.01)2。

需要注意的是，十進制小數往往不能準確地轉換為等值的R進制小數，此時只要取到一定的精度即可。下一頁返回上一頁1.3信息的表示與存儲3.非十進制數之間的轉換由于二進制、八進制和十六進制之間存在特殊關系，即因此，二進制與八進制或十六進制之間的轉換較容易實現。

(1)二進制數轉換為八(十六)進制數轉換方法:三(四)位一組。以小數點為分界點，整數部分從最低位開始，從右向左將每三(四)位分成一組，不足位數時前面補0;小數部分從最高位開始，從左向右每三(四)位分成一組，不足位數時后面補O。下一頁返回上一頁1.3信息的表示與存儲【例1-4】將(10010110.011)2轉換為十六進制。(2)八(十六)進制數轉換為二進制數轉換方法:一位變三(四)位。

【例1-5】將(AOE)16轉換為二進制數。

下一頁返回上一頁1.3信息的表示與存儲1.3.3二進制數的運算1.二進制的算術運算

二進制數的算術運算與十進制數的算術運算類似，但其運算規則更為簡單，其規則見表1-3?！纠?-6】二進制數1001與1011相加。

1001

+101110100下一頁返回上一頁表1-3二進制數的運算規則返回1.3信息的表示與存儲【例1-7】二進制數11001與1011相減。

11001

-101111102.二進制數的邏輯運算邏輯運算是指對因果關系進行分析的一種運算，運算結果并不表示數值大小，而是表示邏輯概念，即成立還是不成立。計算機的邏輯關系是一種二值邏輯，二值邏輯可以用二進制的1或0來表示，例如:1表示“成立”、“是”或“真”，0表示“不成立”、“否”或“假”等。若十位二進制數組成邏輯數據，位與位之間無“權”的內在聯系。下一頁返回上一頁1.3信息的表示與存儲對兩個邏輯數據進行運算時，每位之間相互獨立，運算是按位進行的，不存在算術運算中的進位和借位，運算結果仍是邏輯數據。在邏輯代數中有三種基本的邏輯運算:與、或、非。其他復雜的邏輯關系均可由這三種基本邏輯運算組合而成。(1)與運算(邏輯乘法)

與運算符常用∧、∩或AND表示。與運算法則(4條):①0∧0=0②0∧1=0③1∧0=0④1∧1=1【例1-8】求10111001∧11110011=?下一頁返回上一頁1.3信息的表示與存儲(2)或運算(邏輯加法)。或運算符常用∨,∪或OR表示?；蜻\算法則(4條):①0∨0=0②0∨1=1③1∨0=1④1∨1=1【例1-9】求10100001∨10011011=?10011011=10111011。

(3)非運算(邏輯否定)。非運算實現邏輯否定，即進行求反運算。非運算符常在邏輯變量上面加一橫線表示。非運算法則(2條):①=1②1=0對某個二進制數進行非運算，就是對它的各位按位求反?！纠?-10】求=?=01000110下一頁返回上一頁1.3信息的表示與存儲1.3.4編碼計算機中使用的數據有數值型數據和非數值型數據兩大類。數值數據用于表示數量意義;非數值數據又稱為符號數據，包括字母和符號等。計算機除處理數值信息外，大量處理的是字符信息。例如，將用高級語言編寫的程序輸入到計算機時，人與計算機通信時所用的語言就不再是一種純數字語言而是字符語言。由于計算機中只能存儲二進制數，這就需要對字符進行編碼，建立字符數據與二進制串之間的對應關系，以便于計算機識別、存儲和處理。這里介紹兩種符號數據的表示。下一頁返回上一頁1.3信息的表示與存儲

1.ASCII碼

ASCII碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange）是美國信息交換標準代碼的簡稱。ASCII碼是一種7位二進制編碼，能代表=128種國際上最通用的西文字符，是目前計算機中，特別是微型計算機中使用最普遍的字符編碼集。

ASCII碼字符集見表1-4，其中包括4類最常用的字符。

(1)數字0-9:注意，這單的0-9為10個數字字符，從表中可以查出，它們對應的ASCII碼值分別為0110000B-0111001B，為適應人們的習慣，用十六進制數表示為30H-39H?？梢钥闯?，數字符號0-9的ASCII碼減去30H，即可得到對應數字字符的數值。下一頁返回上一頁表1-47位ASCII碼表返回1.3信息的表示與存儲

(2)字母:包括26個大、小寫的英文字母。字母A-Z的ASCII碼值為41H-5AH，字母a-z的ASCII碼值為61H-7AH?？梢钥闯?，對應的大、小寫字母的ASCII碼值相差20H,也就是小寫字母的ASCII碼減去20H，即可得到相應大寫字母的ASCII碼值。

(3)通用字符:如+、-、=、*等共32個。

(4)控制符號:包括空格SP(20H)、回車CR(ODH)、換行LF(OAH)等共34個。

ASCII是一種7位編碼，但它存放時必須占全一個字節。也即占用g位:b7b6b5b4b3b2b1b0，正常情況下，b7為“0”，其余7位便是ASCII碼值。雖然字符本身不具有數值的概念，但是，由于一個字符的ASCII碼正好占用一個字節的二進制代碼，從代碼的角度來看ASCII碼是有值的概念，也就是說字符的ASCII碼值可進行比較大小。下一頁返回上一頁1.3信息的表示與存儲從表1-4可以看出，字符的ASCII碼值大小規律是:小寫字母大于大寫字母，字母大于數字，所有的字符都大于空格，空格大于所有的控制符(控制符DEL除外)。

2.漢字編碼漢字也是字符，但它比西文字符量多且復雜，給計算機處理帶來了困難。漢字處理技術首先要解決的是漢字輸入、輸出及計算機內部的編碼問題。根據漢字處理過程中不同的要求，有多種編碼，主要分為四類:漢字輸入編碼、漢字交換碼、漢字內碼和漢字字型碼。

(1)漢字輸入編碼。漢字輸入碼也叫外碼，是為了通過鍵盤字符把漢字輸入計算機而設計的一種編碼。下一頁返回上一頁1.3信息的表示與存儲英文輸入時，按相應的鍵即可輸入字符，輸入碼和內碼是一致的。而漢字輸入規則不同，可能要按幾個鍵才能輸入一個漢字。漢字和鍵盤字符組合的對應方式稱為漢字輸入編碼方案。漢字外碼是針對不同漢字輸入法而言的，通過鍵盤按某種輸入法進行漢字輸入時，人與計算機進行信息交換所用的編碼稱為“漢字外碼”。對于同一漢字而言，輸入法不同，其外碼也是不同的。例如，對于漢字“啊”，在區位碼輸入法中的外碼是1601，在拼音輸入中的外碼是a，而在五筆字型輸入法中的外碼是KBSK。漢字的輸入碼種類繁多，大致有4種類型，即音碼、形碼、數字碼和音形碼。(2)漢字交換碼。漢字交換碼主要是用做漢字信息交換的。以國家標準局1980年頒布的《信息交換用漢字編碼字符集基本集》(GB2312-1980)規定的漢字交換碼作為國家標準漢字編碼，簡稱國標碼。下一頁返回上一頁1.3信息的表示與存儲國標GB2312-1980規定，所有的國際漢字和符號組成一個94×94的矩陣。在該矩陣中，每一行稱為一個“區”，每一列稱為一個“位”，這樣就形成了94個區號(O1-94)和94個位號(01-94)的漢字字符集。國標碼中有6763個漢字和682個其他基本圖形字符，共計7445個字符。其中規定一級漢字3755個，一級漢字3008個，圖形符號682個。一個漢字所在的區號與位號簡單地組合在一起就構成了該漢字的“區位碼”。在漢字區位碼中，高兩位為區號，低兩位為位號。因此，區位碼與漢字或圖形符號之間是一一對應的。一個漢字由兩個字節代碼表示。

(3)漢字內碼。漢字內碼是漢字在設備或信息處理系統內部最基本的表達形式，是計算機內部對漢字進行存儲、運算、傳輸時所使用的代碼。在西文計算機中，沒有交換碼和內碼之分。下一頁返回上一頁1.3信息的表示與存儲漢字數量多，用一個字節無法區分，一般采用兩個字節來存放漢字的內碼。為了區別漢字字符與英文字符，將兩個字節的最高位均置為“1”，作為漢字機內碼，即漢字機內碼=漢字國標碼+8080H。

例如，漢字“計”的國標碼為1C26H(00011100OO100110B)

內碼為9CA6H(1001110010100110B)（4)漢字字形碼。漢字在顯示和打印輸出時，是以漢字字形信息表示的，即以點陣的方式形成漢字圖形。漢字字形碼是指確定一個漢字字形點陣的代碼，一般采用點陣字形表示字符。目前普遍使用的漢字字型碼是用點陣方式表示的，稱為“點陣字模碼”。所謂“點陣字模碼”，就是將漢字像圖像一樣置于網狀方格上，每格是存儲器中的一個位。下一頁返回上一頁1.3信息的表示與存儲16×16點陣是在縱向16點、橫向16點的網狀方格上寫一個漢字，有筆畫的格對應1，無筆畫的格對應0。這種用點陣形式存儲的漢字字型信息的集合稱為漢字字模庫，簡稱漢字字庫。根據輸出漢字的要求不同，漢字點陣的多少也不同，點陣越大，輸出越美觀。一般用于顯示的漢字為16×16點陣;而用于打印的漢字為24×24點陣、32×32點陣，等等;不同字體的漢字需要不同的字庫。字模點陣的信息很大，所占存儲空間也大，以16×16點陣為例，每個漢字就要占用16×16/8=32個字節的存儲空間。

(5)各種編碼之間的關系從漢字編碼轉換的角度，圖1-8顯示了4種編碼之間的關系，其間都需要各自的轉換程序來實現，這單就不再羅列。下一頁返回上一頁圖1-8齊種代碼之間的邏輯關系返回1.3信息的表示與存儲1.3.5信息存儲單位

1.位二進制數據中的一個位(bit)簡寫為b音譯為比特，是計算機存儲數據的最小單位。一個二進制位只能表示0或1兩種狀態，要表示更多的信息，就要把多個位組合成一個整體，一般以8個二進制位組成一個基本單位，即字節。2.字節字節是計算機數據處理的最基本單位。字節(Byte)簡記為B，規定每個字節由8個二進制位組成，即1B=8b。一般情況下，一個ASCII碼占用一個字節，一個漢字國際碼占用兩個字節。下一頁返回上一頁1.3信息的表示與存儲除用字節為單位表示存儲容量外，還可以用千字節(KB)、兆字節(MB)、吉字節(GB)以及太字節(TB)等表示存儲容量。它們之間存在下列換算關系:1KB=Byte=1024Byte1MB=KB=1024KB1GB=MB=1024MB1TB=GB=1024GB3.字。一個字通常由一個或若干個字節組成。字(Word)是計算機進行數據處理時，一次存取、加工和傳送的數據長度。由于字長是計算機一次所能處理信息的實際位數，所以，它決定了計算機數據處理的速度，是衡量計算機性能的一個重要指標，字長越長，性能越好。返回上一頁1.4信息系統安全與職業道德1.4.1信息安全概述信息是社會發展的重要戰略資源，也是衡量國家綜合國力的一個重要參數。隨著計算機網絡的發展，政治、軍事、經濟、科學等各個領域的信息越來越依賴計算機的信息存儲方式，信息安全保護的難度也大大高于傳統方式的信息存儲方式。信息的地位與作用因信息技術的快速發展而急劇上升，信息安全問題因此日漸突出。

1.信息安全。信息安全是指信息在存儲、處理和傳輸狀態下能夠保證其完整性、保密性和可用性。完整性:是指信息在傳輸、交換、存儲和處理過程中保持非修改、非破壞、非丟失的特性，即保持信息的原樣性。數據信息的首要安全因素是完整性。下一頁返回1.4信息系統安全與職業道德保密性:是指信息不泄漏給非授權的實體和個人，或供其使用的特性。軍用信息的安全尤為注重保密性?？捎眯?指信息的合法使用者能夠訪問為其提供的數據，并能正常使用或在非正常清況下，能迅速恢復并投入使用的特征。

2.信息系統安全。信息系統的安全指存儲信息的計算機、數據庫的安全和傳輸信息網絡的安全。信息的泄露、竊取和篡改是通過破壞由計算機、數據庫和網絡組成的信息系統的安全來進行的。由此可見，信息安全依賴于信息系統的安全，確保信息系統的安全是保證信息安全的手段。下一頁返回上一頁1.4信息系統安全與職業道德3.信息安全的任務。信息安全的任務是保護信息和信息系統的安全。為保障信息系統的安全，需要做到下列幾點:①建立完整、可靠的數據存儲冗余備份設備和行之有效的數據災難恢復方法;②建立嚴謹的訪問控制機制，拒絕非法訪問;③利用數據加密手段，防范數據被攻擊;④系統及時升級、及時修補，封堵自身的安全漏洞;⑤安裝防火墻，在用戶和網絡之間、網絡與網絡之間建立起安全屏障。隨著計算機應用和計算機網絡的發展，信息安全問題日趨嚴重。所以必須采取嚴謹的防范態度和完備的安全措施來保障在傳輸、存儲、處理過程中的信息仍具備完整性、保密性和可用性。下一頁返回上一頁1.4信息系統安全與職業道德1.4.2信息安全技術

1.訪問控制技術訪問控制是實現既定安全策略的系統安全技術，它通過某種途徑顯式地管理對所有資源的訪問請求。根據安全策略的要求，訪問控制對每個資源請求做出許可或限制訪問的判斷，可以有效地防止非授權的訪問。(1)密碼認證方式。密碼認證方式普遍存在于各種操作系統中，如，登錄系統或使用系統資源前，須先出示其用戶名和密碼，方可通過系統的認證。密碼認證的工作機制是用戶將自己的用戶名和密碼提交給系統，系統核對無誤后，承認用戶身份，允許用戶訪問所需資源。返回下一頁上一頁1.4信息系統安全與職業道德但這種方法并不是一個可靠的訪問控制機制，因為其密碼在網絡中以明文傳送，沒有受到任何保護，所以攻擊者可以很輕松地截獲口令，并偽裝成授權用戶進入安全系統。

(2)加密認證方式。加密認證方式可以彌補密碼認證的不足，在這種認證方式中，雙方使用請求與響應的認證方式。加密認證的工作機制是用戶和系統都持有同一密鑰K，系統生成隨機數R發送給用戶，用戶接收到R，用K加密得到X，然后回傳給系統，系統接收X，用K解密得到K’，然后對比，如果相同，則允許用戶訪問所需資源。

2.數據加密技術。數據加密的基本思想就是偽裝信息，使非法接入者無法理解信息的真正含義。下一頁返回上一頁1.4信息系統安全與職業道德借助加密手段，信息以密文的方式歸檔存儲在計算機中，或通過網絡進行傳輸，即使發生非法截獲數據或數據泄露，非授權者也不能理解數據的真正含義，從而達到信息保密的目的。在計算機網絡中，加密可分為“通信加密”和“文件加密”?，F代數據加密技術中，加密算法是公開的，系統的保密性不依賴于對加密體制或算法的保密，而依賴于密鑰。密鑰在加密和解密的過程中使用，它與明文(需要傳輸的原文)一起被輸入給加密算法，產生密文。目前，任何先進的破解技術都是建立在窮舉方法之上的，當加密算法不變時，破譯需要消耗的時間長短取決于密鑰的長短和破譯者所使用的計算機的運算能力。下一頁返回上一頁1.4信息系統安全與職業道德

3.防火墻技術防火墻是指設置在不同網絡(如可信任的企業內部網和不可信的公共網)或網絡安全域之間的一系列部件的組合。它是不同網絡或網絡安全域之間信息的唯一出入口，能根據企業的安全政策控制(允許、拒絕、監測)出入網絡的信息流，且本身具有較強的抗攻擊能力。它是提供信息安全服務、實現網絡和信息安全的基礎設施。在邏輯上，防火墻是一個分離器，一個限制器，也是一個分析器，能有效監控內部網絡和Internet之間的任何活動，保證內部網絡的安全，防火墻邏輯位置如圖1-9所示。下一頁返回上一頁圖1-9防火墻邏輯位置返回1.4信息系統安全與職業道德防火墻(作為阻塞點、控制點)能極大地提高一個內部網絡的安全性，并通過過濾不安全的服務而降低風險。由于只有經過精心選擇的應用協議才能通過防火墻，所以網絡環境變得更安全。如防火墻可以禁止諸如眾所周知的不安全的NFS協議進出受保護網絡，這樣外部的攻擊者就不可能利用這些脆弱的協議來攻擊內部網絡。防火墻同時可以保護網絡免受基于路由的攻擊，如IP選項中的源路由攻擊和ICMP重定向中的重定向路徑。防火墻應該可以拒絕所有以上類型攻擊的報文并通知防火墻管理員。在物理上，防火墻表現為一個或一組帶特殊功能的網絡設備。但防火墻并不僅僅指用來提供一個網絡安全保障的主機、路由器或多機系統，而是一整套保障網絡安全的手段。下一頁返回上一頁1.4信息系統安全與職業道德它的目的是建立一個網絡安全協議和機制，并通過網絡配置、主機系統、路由器以及諸如身份認證等手段來實現該安全協議和機制。從廣義上說，還包括各種加密技術的應用。網絡防火墻的主要功能有:①控制不安全的服務，保護易受攻擊的服務;②站點訪問控制;③集中式的安全保護;④強化站點資源的私有屬性;⑤網絡連接的日志記錄及使用統計;⑥其他安全控制。下一頁返回上一頁1.4信息系統安全與職業道德1.4.3計算機病毒計算機技術的迅速發展，使得計算機的應用己深入到各個領域。隨著微型計算機的普及，網絡技術的興起，計算機病毒也同時出現了。如何保證數據的安全性，防治病毒的破壞，己少成為當今計算機研制人員和應用人員所面臨的重大問題。

1.計算機病毒的定義與特性計算機病毒是一種人為制造的非授權入侵計算機系統的有害程序。它隱藏在計算機系統中，通過自我復制來傳播，當滿足一定條件時即被激活，從而影響計算機系統的正常運行。計算機病毒具有的特性，介紹如下。下一頁返回上一頁1.4信息系統安全與職業道德(1)傳染性。這是計算機病毒的重要特性，計算機病毒通過修改別的程序，把自身復制一份放進去，從而達到擴散的目的。病毒可以在程序之間，計算機之間，甚至計算機網絡之間進行傳染，最終實現在各系統上的蔓延。同時使被傳染的計算機程序成為計算機病毒的生存環境及新的傳染源。(2)破壞性。當計算機病毒滿足某種觸發條件時，病毒發作，占用計算機系統資源、干擾系統、修改或刪除磁盤上的文件甚至摧毀整個系統。(3)潛伏性。計算機病毒在發作之前可以長時間地潛伏在合法的文件中。在一定的條件下，激活了它的傳染機制后，則進行傳染。而在另一種條件下，則激活了它的破壞機制或表現部分，俗稱病毒發作。

2.識別計算機病毒下一頁返回上一頁1.4信息系統安全與職業道德計算機病毒雖然很難檢測，但是通過留意計算機的一些異常運行情況還是可以發現計算機病毒的。下面列舉實踐中常見的病毒癥狀:①磁盤文件數目無故增多;②計算機系統內存空間明顯變小;③正常情況下可以運行的程序卻報告內存不足而不能裝入;④程序加載的時間比平時明顯變長;⑤蜂鳴器發出異常聲音;⑥經常出現死機或不正常啟動;⑦一些正常的外部設備無法使用，如無法正常打印、無法正常讀/寫磁盤等。下一頁返回上一頁1.4信息系統安全與職業道德

3.計算機病毒的清除

(1)軟件方法。軟件方法是目前比較流行的反病毒做法，也是較好的方法，既安全，又方便。并且對使用人員的要求不高。通常，反病毒軟件能檢測和清除上萬種病毒，用反病毒軟件消除病毒，一般不會破壞系統中的正常數據。遺憾的是，反病毒軟件通常只能檢測出己經知道的病毒并消除它們，很難處理新的病毒變種及新的病毒。所以任何反病毒軟件都不能一勞永逸，而要隨著新病毒的出現不斷升級。其主要缺點是實時性和自身的安全性較差。目前的反病毒軟件一般都帶有實時、在線檢測系統運行的功能。常用的國內計算機病毒清除軟件有瑞星、金山毒霸、江民等。下一頁返回上一頁1.4信息系統安全與職業道德(2)硬件方法。它是利用防病毒卡清除和檢測病毒。其優點是能時刻檢測系統的操作情況，對危害系統的操作及時發出報警，并能自動殺毒或帶毒運行等。缺點是系統的兼容性較差，有些還會降低系統的運行速度。

4.計算機病毒的防范對用戶來說，對待計算機病毒提倡“預防為主，防治結合”。切斷計算機病毒的傳播渠道，將計算機病毒拒于計算機系統之外，具體的措施如下:①不要使用來歷不明的軟件，新軟件使用前應首先用殺毒軟件檢查是否帶病毒;②經常對系統的重要數據進行備份;下一頁返回上一頁1.4信息系統安全與