计算机是20世纪最伟大的发明之一，自从1946年第一台电子数字计算机ENIAC诞生以来，计算机技术的发展可谓日新月异，尤其是微型计算机的问世，打破了计算机只能由少数专业人员使用的局面，使得计算机及其应用渗透到社会的各个领域。
• 第一节 计算机概述
一、计算机的发展史
1946年2月，第一台电子计算机ENIAC（ElectronicNumerical Integrator And Computer）即"电子数字积分计算机"在美国宾夕法尼亚大学诞生。这台计算机的诞生标志着电子计算机时代的到来，它的出现具有划时代的意义。
在ENIAC研制的同时，美籍数学家冯·诺依曼针对它的致命弱点与莫尔小组合作进行了EDVAC计算机（即离散变量电子自动计算机）的研究，确立了计算机的5个基本组成部分：输入器、输出器、运算器、存储器和控制器，并把计算机要执行的指令和要处理的数据都采用二进制来表示，还采用了存储程序的原理，该设计思想解决了程序的"内部存储"和"自动运行"两大难题，从而提高了计算机的运算速度，相当于ENIAC运算速度的240倍。基于该思想，计算机以惊人的速度发生了翻天覆地的变化。
二、计算机的特点及应用
计算机具有计算功能强、记忆功能强、通用性高、判断能力强、运算速度快、运算精度高等特点，因此，计算机被广泛应用于科学计算、数据及事务处理、过程控制、计算机辅助功能、人工智能与自动控制、信息高速公路及电子商务等领域。
1．计算机的特点
（1）计算功能强。计算机能够进行各种算术运算及逻辑运算，且运算速度快。计算机的运算和计算结果都是靠预先编好的程序自动进行控制的，因此利用计算机不仅可以节约人力，而且还能提高工作效率。
（2）记忆功能强。计算机中的存储器（外存储器）能长期保存大量的数据和程序。能把用户存入的有关信息、数据进行处理，并将其结果保存起来。
（3）通用性强。计算机可以将任何复杂的信息处理任务分解成一系列基本的算术和逻辑操作，并且按照各种规律执行的先后次序把它们组织成各种不同的程序存入存储器中。计算机在工作的过程中就可以利用这种存储程序指挥计算机自动快速地进行信息处理，十分活、方便，易于变更，这就使计算机具有极大的通用性。
（4）判断能力强。计算机主要利用有关的数理逻辑和布尔代数来进行某些逻辑推理和各种基本的逻辑判断，使计算机具有"能动性"，从而可以完成各种复杂的计算任务和各种过程控制。
（5）运算速度快。现代计算机系统的运行速度已经达到每秒几十亿次甚至几百亿次。大量复杂的科学计算，在过去用人工计算需要几年、十几年才能完成，而现在使用计算机计算只需要几天、几个小时甚至几分钟就可以完成。
（6）运算精度高。计算机内部采用二进制数进行运算，可以增加表示数字的设备和运用计算技术，提高计算精度。
2．计算机的应用
计算机的应用范围相当广泛，涉及科学研究、信息管理、工农业生产、军事技术和文化教育等各个方面。
（1）科学计算（数值计算）。科学计算是计算机最重要的应用之一，如地震预测、气象预报、工程设计、火箭和卫星发射等都需要使用计算机来完成庞大复杂的计算任务。计算机高速度、高精度的运算能力可以解决过去靠人工无法解决的问题，如气象的精确化和实时性以及高能物理试验据的实时处理等，都要依靠计算机才能得以实现完成；计算机所具有的运行能力和逻辑判断能力，促进了计算力学、计算物理、计算化学、生物控制论和设计新材料等新学科的出现，改变了某些学科传统的研究方法。
（2）数据及事务处理。计算机所具有的大容量存储和快速存取功能，使科技工作者节省了大量用于常规问题处理的时间。随着新技术革命的到来，人类所掌握的科学知识呈现爆炸式增长的局面，科技人员若不能很好地利用计算机来检索自己所需的信息，就无法在情报资料的海洋之中从事创造性的探索。
（3）过程控制（实时控制）。计算机是生产自动化的基本技术工具，在自动控制理论上，现代控制理论处理复杂的多变量控制问题，其数学工具是矩阵方程和向量空间，必须使用计算机求解。在自动控制系统的组织方面，由数字计算机和模拟计算机组成的控制器，是自动控制系统的大脑，按照设计者预先规定好的目标和计算程序以及反馈装置提供的信息，指挥执行机构动作。随着生产自动化程度的提高，对信息传递的速度和准确度的要求也越来越高，这是人工无法做到的。在综合自动化统中，计算机赋予自动控制系统越来越大的智能性。
利用计算机及时采集数据、分析数据、制定最佳方案和进行自动控制，可以大大提高自动化水平、减轻劳动强度和提高产品质量及成品合格率，因此在冶金、机械、石油、化工、电力以及各种自动化系统等部门，计算机得到了广泛的应用，并取得了理想的效果。
（4）计算机辅助功能。
（1）计算机辅助设计（CAD）：就是利用计算机高速处理、大容量存储和图形处理的功能辅助设计人员进行产品设计的技术。计算机辅助设计技术已经广泛应用于电路设计、机械设计、土木建筑设计和服装设计等方面，缩短了设计时间，大大提高了产品的质量和精度。
（2）计算机辅助制造（CAM）：就是在机械制造行业中，利用计算机通过各种数控机床和设备，自动完成产品的加工、装配、检测和包装等过程的技术。
（3）计算机辅助教学（CAI）：学生通过与计算机系统之间的对话来实现教学的技术。对话是在计算机指导程序和学生之间进行的，从而使得教学内容生动、形象、逼真，可以模拟其他手段难以做到的动作和场景，通过交互方式帮助学生学习，使用起来方便灵活，可以满足不同层次的人员对教学的不同要求。
（5）人工智能与自动控制。计算机的计算速度快，又具有逻辑判断能力，因此广泛应用于自动控制，如对生产和试验设备及其过程进行控制，大大提高了自动化水平，减轻了劳动强度，节省了生产和实验周期，提高了劳动效率、产品质量和产量，在现代国防及航天航空等领域，计算机起着决定性作用。
（6）信息高速公路。21世纪是一个信息时代，为了便于大量信息快速交流，各国都在建设高速传递信息的通信骨干网络，并且组成互联网，国际互联网（Internet）就是其中之一。任何人都可以利用计算机辅助教学和通过计算机网络在家里听著名教授讲课，也可以查阅世界各国部分图书馆的电子音像资料，以及和其他人进行各种学术交流、传递信件和网上聊天等。
（7）电子商务。电子商务的主要功能包括网上广告、宣传、订货、付款、货物递交、客户服务等，另外还包括市场调查分析、财务核算及生产安排等所有Internet上的商务活动。由于电子商务能够带来快捷商务交易方式，因此越来越被政府、企业所重视。电子商务包括电子邮件交换、电子数据交换、电子资金转账、快速响应系统、电子表单和信用卡交易、网上交易安全系统等方面。
第二节 计算机系统的组成
一、计算机硬件系统
在计算机系统中，计算机的各组成部件通过地址总线、数据总线、控制总线联系在一块，并在CPU的统一管理下协调一致地工作。各种原始数据、程序由输入设备输入到存储器；在控制器的控制下逐条从存储器中取出程序中的指令，并从指定地址取出所需数据，送到运算器进行运算；运算结束后，将运算结果存放在存储器中，再由输出设备输出。可见，计算机的硬件系统由中央处理器、存储器和输入/输出设备组成。
1．中央处理器
中央处理器简称为CPU，它是整个计算机的核心部分，由运算器和控制器两个部件组成。运算器负责对数据进行算术和逻辑运算；控制器负责对程序所规定的指令进行分析，控制并协调输入、输出操作或对内存的访问。世界较知名的CPU生产厂商主要有Intel和AMD公司。
2．存储器
存储器负责保存计算机进行信息处理所必需的原始数据、中间结果、最后结果以及指示计算机工作的程序。微型计算机的存储器由内存储器（简称内存）和外存储器（简称外存）两部分组成，又将内存称为主存。内存存储速度的快慢直接决定CPU访问存储器的速度，内存的存储容量越大，计算机的工作效率就越高。内存主要包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两大类。
RAM中的数据可以任意读写，但其中的数据会在断电的情况下丢失；ROM中的数据不会因为断电而丢失，但只能读取数据而无法写入数据。
RAM可以分为两大类，分别为SRAM和DRAM。
SRAM又称为Cache（高速缓存），它是介于CPU和DRAM之间的内存；DRAM也即常说的内存条，目前较常用的内存条包括SD和DDR两种。
3．输入/输出设备
输入设备是指从计算机外部获取信息的设备，计算机中输入设备的功能是输入程序、数据、指令及各种字符信息。常用的输入设备包括键盘、鼠标以及扫描仪等。
输出设备是将计算机中的程序、数据等信息传送到外部媒介供用户查看或保存的设备。在微型计算机中，常用的输出设备包括显示器和打印机，有时也使用绘图仪来输出图形。
二、计算机软件系统
要使计算机发挥其功能，不仅需要良好的硬件系统，还要有合适的软件来支持硬件的运行。计算机的软件系统包括系统软件和应用软件两大类。
1．系统软件
系统软件是指管理、监控和维护计算机资源的软件，常用的系统软件包括操作系统、各种语言处理程序以及各种工具软件等。
目前使用最广泛的操作系统包括DOS，Windows和UNIX。其中DOS属于单用户单任务磁盘操作系统，曾是世界上最流行的操作系统；Windows属于多用户多任务操作系统，它的窗口式工作方式为用户提供了良好的工作界面，从而使用户更加简单、方便地使用计算机。
2．应用软件
应用软件是除了系统软件以外的其他所有软件，它是用户利用计算机及其提供的系统软件为解决各种实际问题而编制的计算机程序。由于计算机已广泛应用于多个领域，因此，应用软件的种类也是各种各样的。常用的应用软件主要包括以下4种：
（1）各种信息管理软件。
（2）办公自动化软件。
（3）辅助设计及辅助教学软件。
（4）各种软件包，如数值计算程序库及图形软件包等。
一个完整的计算机系统是由硬件和软件组成的，硬件是可以看得见的具体实物，软件是计算机的灵魂。目前用于办公自动化的计算机通常都是微型计算机，下面主要介绍微型计算机的物理组成。
第三节 微型计算机的物理组成
1．主板
主板是安装在计算机主机内的一块重要部件，又可以将它称为主机板、系统板、母板等。主板一般是一块矩形电路板，上面集成了组成计算机的主要电路系统，一般有I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指标灯插接件、扩充插槽等元件。早期的主板直接集成了CPU，现在大多数主板只提供CPU插槽，同时将总线、BIOS系统、CMOS等集成在了主板上，有些主板还集成了显卡及声卡。由此可见，主板在整个计算机系统中扮演着举足轻重的角色，主板的性能影响着整个微机系统的性能。
2．CPU
CPU的全称是中央处理器，也称为微处理器，它是计算机的核心部件， CPU往往是各种档次微机的代名词，CPU的性能大致上能够反映出微机的性能。随着微处理器技术的发展，IBM，Intel，AMD公司先后推出了具有双核心技术的CPU。双核心技术简单来说就是将两个CPU整合到一个内核空间内，并通过并行总线将各核心连接起来，对操作系统来说，这是实实在在的双CPU，可以同时执行多项任务。
3．内存
内存是存储器的一种，它指计算机系统中存放数据与指令的半导体存储单元。CPU没有记忆功能，其工作时所需要的指令和数据首先要调入内存中，而且计算后的结果也都先放在内存中，再由内存输出到设备中。按内存的物理性质区分，可以将内存分为ROM和RAM两大类。其中ROM为只读存储器，即ROM中的内容只能读取而不能写入；RAM称为随机存储器，即RAM中的内容可以进行读写，但它只能暂时保存数据，一旦关闭电源或断电，RAM中的数据将会丢失。
4．显卡
显卡又称为显示卡或图形加速卡，它工作在CPU和显示器之间，基本作用是控制计算机的图形输出。显卡负责将CPU送来的影像数据处理成显示器可以识别的格式，再送到显示器中进行图像输出，它是用户从计算机获取信息最重要的途径，因此，显卡也是计算机最重要的组成部分之一。
显卡性能的好坏，直接决定显示器输出图像的质量，如果用户需要玩电脑游戏或进行3D制作，就需要一块好的显卡。衡量显卡性能的指标包括分辨率、色深、刷新频率和内存等。标准VGA显卡的最大分辨率为640×480，目前显卡的分辨率一般都能达到1 024×768。标准VGA显卡在320×200分辨率下的颜色为256色，即表示VGA显卡的色深是256色，色深的位数越高，在屏幕上显示的颜色越丰富。刷新频率指影像在显示器上更新的速度，即影像每秒钟在屏幕上出现的帧数，单位为fps。如果要显示三维动画和游戏，则刷新频率要达到30 fps以上才能满足基本需要。目前大多数显卡的内存都在1GB，2GB甚至更高，能满足一般的需要。
5．硬盘
硬盘是计算机中用来存储数据的外部设备，主要用于存储操作系统及各种应用软件，其外观如 图2.3.9所示。由于目前需要存放在硬盘中的数据越来越大，因此，硬盘的存储容量也越来越大，常用硬盘的容量有40 GB，80 GB，120 GB，1TB等。速度、容量及安全性是衡量硬盘性能的三大因素，更大、更快、更安全和更廉价是硬盘永远的发展方向。
6．软驱
软驱指的是软盘驱动器，它是用来插入软盘的设备，以实现软盘和计算机的数据交换，其外观如图2.3.10所示。目前常用的软驱是3.55英寸、1.44 MB的。因为软驱的容量小、可靠性差、速度慢，所以目前已经很少使用了。
7．光驱
光驱是指光盘驱动器，即CD-ROM，它是多媒体计算机的基本配置。光驱的主要任务是插入光盘，从而实现光盘与计算机的数据交换，其外观如图2.3.11所示。一般情况下，CD-ROM中的数据只能读出而不能写入，如果要对光盘中的数据进行读写操作，则可以使用DVD-ROM，因为它既可以读出数据，也可以写入数据。
8．显示器
显示器是用来输出计算机中文字和图像的设备，按照显示原理的不同，可以将其分为阴极射线（CRT）显示器、液晶（LCD）显示器、等离子（PDP）显示器和LDD发光二极管显示器四大类，目前常用的是CRT和LCD显示器。
9．键盘和鼠标
键盘是计算机最重要的输入设备之一，使用键盘可以向计算机输入各种命令、程序、数据字符等。按键盘的按键方式，可以将键盘分为机械式、塑料薄膜式、导电橡胶式和电容式4种类型；按接口方式，可以将键盘分为AT接口键盘、PS/2接口键盘、USB接口键盘和无线键盘4种。鼠标也是计算机重要的输入设备之一，它能方便地将光标准确定位在用户指定的屏幕位置，并可以方便地完成各种操作。
目前市场上鼠标的种类繁多，按接口形式进行分类，可以将鼠标分为COM，PS/2和USB三大类；按键数分类，可以分为双键、三键和多键鼠标；按工作原理分类，可以分为机械鼠标、光电鼠标以及无线鼠标。
10.机箱和电源
机箱的外观像一个箱子，它是用来存放计算机中大多数硬件设备的装置。机箱中安装有主板、CPU、内存、硬盘、声卡、显卡、光驱及软驱等。从外观上看，可以将机箱分为立式机箱和卧式机箱两种，它们的功能相同，但从理论上讲，立式机箱更便于散热，还可以提供更多的插槽。
电源是计算机的一个必备配件，它既为主机箱提供能量，又可以通过其内部的风扇向外散发机箱内各部件产生的热量。从外观上看，电源只是一个带有很多引线的铁盒子，电源的稳定性直接关系到整个系统的稳定，也直接关系到计算机中各硬件设备的寿命。质量差的电源不能提供稳定的电源，主板、硬盘和CPU等其他组成部件就有可能因此被烧毁，因此，购买一个质量好的电源非常重要。
11．音箱
要使计算机发出动听的音乐，只安装声卡是远远不够的，必须配备上音箱才行。音箱是用来发声的单元，从整体看，其构造十分简单，一般都是成对使用，其中一个是主音箱，另一个是副音箱。主音箱上有开关、各种调节按钮及指示灯。从电源的角度来看，可以将音箱分为有源音箱和无源音箱两种，其中有源音箱采用外接220 V交流电供电，且具有电源电路、功率放大电路及分频电路，只须从声卡上得到音频信号即可；无源音箱只有一对扬声器和简单的附属电路，没有其他设备，已逐步被市场淘汰。从材料上来看，可以将音箱分为木质音箱和塑料音箱两种。木质音箱的箱体厚重，对不同频率声波的吸收和反射性能好，不易产生共振，因此其音质和音效都比塑料音箱好得多。
12．U盘和MP3
U盘是一种新型的移动存储交换产品，它采用闪存存储介质（Flash Memory）和通用串行总线（USB）接口，轻巧精致，使用方便，便于携带，容易操作，安全可靠且具有可扩展功能。U盘可直接插入到计算机的USB接口中，也可以通过一个USB转接线与计算机连接。U盘突破了传统软驱的局限性，采用USB接口标准，读写速度比软盘快，没有机械读写装置，避免了由碰伤、跌落等原因造成的损坏。有些U盘还具有加密等功能，令用户的使用更具个性化。U盘的使用寿命取决于存储芯片的寿命，存储芯片至少可擦写1 000 000次。随着拥有U盘人数的大量递增，许多生产U盘的厂商还生产出新型的产品——MP3。MP3不仅具有存储功能，还具有音乐播放功能，这使得U盘的普及率更广泛。通常，MP3都带有一根数据线，用户可通过数据线从网络上下载歌曲，并将其存储在U盘中以供用户收听。
第四节 查*病毒
1.. 防火墙(Firewall)，也称防护墙，是由Check Point创立者Gil Shwe于1993年发明并引入国际互联网(US5606668(A)1993-12-15)。它是一种位于内部网络与外部网络之间的网络安全系统。一项信息安全的防护系统，依照特定的规则，允许或是限制传输的数据通过。
2. 黑客最早源自英文hacker，早期在美国的电脑界是带有褒义的。但在媒体报导中，黑客一词往往指那些"软件骇客"(software cracker)。黑客一词，原指热心于计算机技术，水平高超的电脑专家，尤其是程序设计人员。但到了今天，黑客一词已被用于泛指那些专门利用电脑网络搞破坏或恶作剧的家伙。对这些人的正确英文叫法是Cracker，有人翻译成"骇客"。
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