计算机专业基础知识(中)

大纲

  1. 计算机的发展、类型及其应用领域
  2. 计算机中数据的表示、存储和处理
  3. 计算机软、硬件系统的组成及主要技术指标
  4. 操作系统的基本概念、功能、组成及分类
  5. Windows 操作系统的基本概念和常用术语,文件、文件夹、库等
  6. 多媒体技术的概念与应用
  7. 计算机病毒的概念、特征、分类与防治
  8. 计算机网络的概念、组成和分类;计算机与网络信息安全的概念和
    防控
  9. 因特网网络服务的概念、原理和应用
  10. 数据库的基础知识,以及常用的数据库系统

计算机专业基础知识(上) 中讲了大纲中前3个的内容,接下来从第4个继续。

分专题讲解

4. 操作系统的基本概念、功能、组成及分类

概念理解

操作系统的概念是指 控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源,并合理地组织和调度计算机的工作和资源的分配,以提供给用户和其他软件方便的接口和环境,它 是计算机系统中最基本的系统软件

操作系统的概念,可以用一个比喻来理解。可以 把操作系统想象成一个大管家,它负责管理和协调计算机的各种硬件和软件资源,为用户和应用程序提供方便、高效、安全的服务

主要功能

操作系统有很多功能和特征,比如 资源管理、用户接口、硬件扩展、进程管理、内存管理、文件管理、设备管理 等。

操作系统的主要功能有:

  • 处理器管理:操作系统负责 分配和调度处理器的运行,使之能够高效地执行多个任务。
  • 存储器管理:操作系统负责 分配和回收存储器的空间,使之能够满足多个任务的需求。
  • 设备管理:操作系统负责 控制和协调各种输入输出设备的工作,使之能够与处理器和存储器进行数据交换。
  • 文件管理:操作系统负责 组织和维护文件的存储,使之能够方便地创建、删除、修改、查找和保护文件。
  • 用户接口:操作系统负责 提供用户与计算机交互的方式,使之能够简单地使用计算机的功能。

组成和分类

操作系统的组成可以有不同的方式划分,但一般来说,操作系统由以下几个部分组成:

  • 操作系统内核:是操作系统的核心部分,负责管理进程、内存、文件系统和设备,提供系统调用接口给用户程序和其他服务。
  • 系统调用接口:是操作系统提供给用户程序和其他服务的编程接口,通过一组函数或指令,可以访问操作系统内核的功能和资源。
  • 用户接口:是操作系统提供给用户的交互方式,可以有命令行接口(CLI)和图形化接口(GUI),让用户可以输入命令或点击图标来控制操作系统。
  • 系统程序:是操作系统提供的一些辅助程序,用于管理、维护和扩展操作系统的功能,例如文件管理器、任务管理器、网络管理器等。
  • 应用程序:是运行在操作系统之上的用户程序,可以利用操作系统提供的服务来完成各种任务,例如文本编辑器、浏览器、游戏等。

根据操作系统的功能和特点,可以将操作系统分为以下几种类型:
- 批处理 操作系统:是指将用户提交的作业先存放在外部设备上,然后由监督程序按一定顺序批量地自动执行,无需人机交互。批处理操作系统有单道批处理和多道批处理两种。
- 分时 操作系统:是指将 处理器的时间划分为若干个时间片,按一定的调度算法轮流分配给多个终端上的用户,使多个用户可以同时在线地共享计算机资源,实现人机交互。
- 实时 操作系统:是指能够 及时响应外部事件或数据变化,并在规定的时间内完成所需任务的操作系统,通常用于 控制或监测实时系统,如工业控制、航空导航等。
- 网络 操作系统:是指能够 支持计算机网络功能,并为网络中的用户或应用程序提供网络服务的操作系统,如文件共享、打印共享、远程登录等。
- 分布式 操作系统:是指将分布在不同地理位置的多台计算机通过通信网络连接起来,形成一个逻辑上的整体,并为用户或应用程序提供透明、一致和协同的服务的操作系统。
- 嵌入式 操作系统:是指 专门为嵌入式设备设计 的操作系统,通常具有 体积小、效率高、实时性强等特点,如智能手机、平板电脑、智能家居等。

主流的操作系统

主流的操作系统有:

  • Windows 操作系统:由 微软 公司开发的操作系统,广泛应用于个人电脑和服务器领域。
  • MacOS 操作系统:由 苹果 公司开发的操作系统,运行在 Macintosh 系列的电脑上。
  • Linux 操作系统:一种 自由和开放源代码 的操作系统,广泛应用于服务器领域和嵌入式设备等领域。
  • Android 操作系统:由 谷歌 公司开发的移动操作系统,运行在大部分智能手机和平板电脑上。
  • iOS 操作系统:由 苹果 公司开发的移动操作系统,运行在 iPhone、iPad 等移动设备上。
  • 鸿蒙 操作系统:由 华为 开发的一款基于微内核的面向全场景的分布式操作系统,主要用于物联网领域。
  • Chrome OS 操作系统:由 谷歌 公司开发的面向云计算的操作系统,广泛应用于 Chromebook 等笔记本电脑上。

推荐书籍和课程

想了解更多关于操作系统的知识,一些推荐的书籍有:

  • 《操作系统概念》:一本介绍操作系统基本概念和原理的经典教材,作者是阿布拉罕·席尔伯斯查茨(Abraham Silberschatz)、彼得·贝尔·加尔文(Peter B. Galvin)和格雷格·盖涅(Greg Gagne)。
  • 《深入理解 Linux 内核》:一本介绍 Linux 内核设计思想和实现细节的经典书籍,作者是丹尼尔·博韦特(Daniel P. Bovet)和马可·切萨蒂(Marco Cesati)。
  • 《深入解析 Windows 操作系统》:一本介绍 Windows 内核设计思想和实现细节的经典书籍,作者是马克·罗西诺维奇(Mark E. Russinovich)、大卫·所罗门(David A. Solomon)和亚历克斯·伊奥尼斯库(Alex Ionescu)。
  • 《操作系统设计与实现》:一本介绍如何从零开始设计和实现一个类 Unix 的操作系统 Minix 的经典书籍,作者是安德鲁·斯坦尼斯·塔嫩鲍姆(Andrew S. Tanenbaum)和阿尔伯特·伍德豪森(Albert S. Woodhull)。
    -《30天自制操作系统》:一本介绍如何从零开始制作一个简单的图形界面操作系统 Haribote OS 的有趣书籍,作者是川合秀实(Kawai Hidemi)。
  • 《操作系统真象还原》:一本介绍如何从零开始制作一个类 Unix 的教学性质的操作系统 ucore OS 的有趣书籍,作者是陈渝、向勇等。

推荐课程:哈工大《操作系统》,见大学 mooc

5. Windows 操作系统的基本概念和常用术语,文件、文件夹、库等

Windows 操作系统是一种广泛使用的操作系统,主要应用于 个人电脑、笔记本电脑、平板电脑和服务器等设备

Windows 常用术语

Windows 操作系统的常用术语:

  • 操作系统:操作系统是计算机系统的 核心,负责管理计算机的硬件资源和提供应用程序的运行环境
  • 桌面Windows 操作系统的 主要界面,包括 任务栏、开始菜单、桌面图标和快捷方式等
  • 文件夹:用于 组织和存储文件和其他文件夹的容器
  • 窗口Windows 操作系统中用于 打开和显示应用程序和文件的容器
  • 控制面板Windows 操作系统中的一个重要工具,用于管理系统设置、网络设置和安全设置等
  • 注册表Windows 操作系统中 存储系统配置信息的一个数据库,包括系统设置、用户设置和应用程序设置等。
  • 驱动程序:用于 管理硬件设备的软件程序
  • 进程和任务管理器Windows 操作系统中的一个工具,用于 管理运行的程序和进程
  • 安全性Windows 操作系统提供了各种安全功能,如用户账户控制、防火墙、反病毒软件和加密文件系统等,用于保护用户的计算机系统和数据安全。
  • 更新Windows 操作系统 定期发布更新和补丁,用于修复漏洞和提高系统性能和安全性
  • Unicode:Windows 操作系统使用的一种 字符编码标准,用于支持多种语言和符号。
  • Windows APIWindows 操作系统提供的一组函数,用于访问系统资源和服务。
  • 服务、函数和例程Windows 操作系统中的不同类型的程序代码,用于执行特定的任务或功能。
  • 进程、线程和作业:Windows 操作系统中的不同类型的执行单元,用于表示运行中的程序或任务。
  • 虚拟内存:Windows 操作系统使用的一种技术,用于扩展物理内存的容量,通过将磁盘空间作为内存使用。
  • 内核模式和用户模式:Windows 操作系统中的两种运行模式,分别对应不同的权限级别和资源访问范围。
  • 终端服务及多个会话:Windows 操作系统提供的一种功能,允许多个用户通过远程连接同时使用同一台计算机。
  • 对象和句柄:Windows 操作系统中使用的一种数据结构,用于表示不同类型的资源或实体,以及对它们的引用或标识。

Windows 电脑品牌

Windows OS 的电脑有很多不同的品牌,一些比较知名的品牌有:

  • 微软(Microsoft):微软是 Windows 系统的开发者,也生产自己的笔记本电脑,如 Surface Laptop、Surface Book、Surface Pro 等。这些产品通常具有高端的设计、性能和功能,但也相对较贵。
  • 惠普(HP):惠普是一家老牌的电脑制造商,拥有多样化的产品线,包括家用、商务、游戏和工作站等。惠普的商务笔记本和工作站以其高质量和良好的售后服务而闻名,而惠普的游戏笔记本则以其强大的性能和炫酷的外观而受到玩家的喜爱。
  • 尔(Dell):戴尔也是一家历史悠久的电脑制造商,以其直销模式和金牌保修服务而闻名。戴尔的产品线也很丰富,包括灵越、Vostro、XPS 和 Alienware 等。灵越和 Vostro 是面向家用和商务用户的经济实惠的系列,XPS 是面向高端用户和创意专业人士的优雅而强大的系列,Alienware 则是面向游戏发烧友和性能追求者的顶级游戏系列。
  • 联想(Lenovo):是一家中国的电脑制造商,也是 全球最大的电脑销售商之一。联想的产品线包括:拯救者(Legion)是联想的游戏笔记本系列,以其强劲的性能、酷炫的灯光和合理的价格而受到玩家的欢迎;小新(IdeaPad)是联想的家用笔记本系列,以其轻薄、时尚和多彩的外观而吸引年轻用户;ThinkPad 是联想从 IBM 收购的商务笔记本系列,以其坚固、可靠和高效的特点而闻名于世,是许多商务人士和专业人士的首选。Yoga 是联想的二合一笔记本系列,以其灵活、创新和多功能的特点而受到消费者的喜爱,可以根据不同的场景和需求变换成不同的模式。
  • 华硕(ASUS):华硕是一家台湾的电脑制造商,最初以生产主板和显卡而闻名,后来逐渐扩展到笔记本电脑市场。华硕的产品线包括灵耀、飞行堡垒、玩家国度等。灵耀是面向轻薄本市场的时尚而实用的系列,飞行堡垒是面向中端游戏本市场的性价比较高的系列,玩家国度则是面向高端游戏本市场的性能强悍而设计独特的系列。

6. 多媒体技术的概念与应用

多媒体技术是一种综合性的技术,它包括图像、声音、文字等多种形式的信息,通过计算机对这些信息进行采集、存储、处理、传输和展示的技术。它可以广泛应用于电影、教育、游戏、广告、设计、制造等各个领域,极大地拓展了人们获取信息和进行交流的途径。

关键技术

多媒体技术的关键技术 主要包括以下几个方面:

  • 数据压缩编码和解码技术:这是多媒体技术的基础,它可以有效地减少多媒体数据的存储空间和传输带宽,提高多媒体数据的质量和效率。
  • 数字图像、音频和视频技术:这是多媒体技术的核心,它涉及到多媒体数据的采集、处理、编辑、合成、显示等各个环节,可以实现多媒体数据的丰富表现和交互功能。
  • 多媒体通信技术:这是多媒体技术的重要组成部分,它利用通信网络实现多媒体数据的传输和交换,包括视频点播、视频会议、视频电话等应用。
  • 多媒体数据库技术:这是多媒体技术的支撑,它涉及到多媒体数据的存储、管理、检索、分析等问题,需要建立适合多媒体数据特点的数据模型和管理系统。
  • 虚拟现实技术:这是多媒体技术的高级形式,它利用计算机生成虚拟世界,并通过各种感知设备让用户沉浸其中,实现人机交互的最高境界。

应用举例

多媒体技术的应用举例:

  • 教育与培训:多媒体技术可以用声、图、文并茂的电子书代替一些文字教材,以更直观、更活跃的方式向学生展示丰富的知识,改变以往不灵活的学习和阅读方式,提高教学效果和学习兴趣。
  • 电子商务:多媒体技术可以让客户通过互联网浏览商家的各种产品,并获取价格表、产品说明等其他信息,从而订购他们最喜欢的产品。电子商务可以大大缩短销售周期,提高销售人员的工作效率,提高客户服务质量,降低成本,增加竞争力。
  • 信息发布:多媒体技术可以让公司、企业、学校甚至政府部门建立自己的信息网站,并使用大量媒体信息详细介绍该部门的历史、实力、结果、需求等信息,以便自我展示和提供信息服务。此外,个人也可以建立自己的信息主页或网站,分享自己的生活、兴趣、观点等。
  • 商业广告:多媒体技术可以让大型商场、车站、机场、酒店等地方使用液晶显示屏、电视墙等显示设备,播放丰富多彩、生动的广告。这种广告具有强烈的视觉冲击力,可以吸引顾客的注意力,增加品牌知名度和影响力。
  • 影视娱乐:多媒体技术可以让电影、电视剧、动画等作品使用计算机图像、模拟与仿真、声音处理等技术,创造出逼真的场景、角色和效果,提高观众的观赏体验和满意度。多媒体技术也可以让游戏玩家通过人机交互方式,参与到虚拟世界中,感受身临其境的刺激和乐趣。
  • 虚拟现实:多媒体技术可以让用户通过特殊设备(如头盔和数据手套)给用户提供一个与虚拟世界相互作用的三维交互式用户界面。用户可以在虚拟环境中自由移动、观察、操作和探索,感受到真实的视觉、听觉和触觉等感官刺激。

7. 计算机病毒的概念、特征、分类与防治

计算机病毒是一种 能够破坏计算机功能或数据,影响计算机正常使用并且能够自我复制的恶意程序。计算机病毒有很多种类型,例如网络病毒、文件型病毒、引导型病毒和混合型病毒,它们的攻击方式和危害程度也不同。计算机病毒具有 传染性、隐蔽性、潜伏性和破坏性 等特点。

通俗易懂地说,计算机病毒就像是一种 能够传染给其他电脑的坏程序,它会 让电脑变慢、出错、丢失文件或者被黑客控制等等

类比病毒理解计算机病毒

类比 病毒和来理解计算机病毒:

  • 病毒是一种生物,它需要寄生在细胞里才能复制和传播。计算机病毒是一种 程序,它需要 依附在其他程序或文件里才能复制和传播
  • 病毒可以通过空气、水、食物、血液等途径在人之间传播,计算机病毒可以 通过网络、U盘、光盘等途径在计算机之间传播
  • 病毒可以潜伏在人体内,等待触发条件发作,计算机病毒也可以 隐藏在系统中,等待触发条件执行
  • 病毒可以引起人的免疫反应,计算机病毒 可以被杀毒软件检测和清除
  • 病毒可以变异,产生不同的毒株,计算机病毒也可以 修改自己的代码,产生 不同的变种
  • 病毒可以感染不同的动物或植物,计算机病毒也可以 感染不同的操作系统或软件

计算机病毒举例

举例一些有名的计算机病毒:

  • 勒索软件:一种通过 加密用户终端或数据,然后勒索赎金的网络病毒,例如WannaCry。
  • 蠕虫病毒:一种能够 自我复制并通过寻找系统漏洞进行传播的网络病毒,例如“熊猫烧香”。
  • 宏病毒:一种以办公软件为主产生的文件型病毒,例如 Melissa。
  • “小球”病毒:一种寄生在软盘引导区的引导型病毒,感染后屏幕上出现跳动的小球。
  • “新世纪”病毒:一种兼有系统引导和文件引导激活的混合型病毒,感染后会 删除当天所执行的所有文件,并在屏幕上留下一封信的内容。
  • 木马病毒 是一种能够 远程控制被感染计算机的恶意程序,它通常隐藏在正常的程序中,具有 破坏和删除文件、发送密码、记录键盘和攻击Dos 等特殊功能。木马病毒的名字来源于古希腊特洛伊战争中的木马计策,因为它能够欺骗用户打开后门,让黑客进入并控制计算机。木马病毒有很多种类,例如网游木马、网银木马、下载类、代理类、通讯软件类等。

计算机病毒的防治

计算机病毒的防御方法包括 安装正版软件杀毒软件,加强安全意识,部署防火墙 等。计算机病毒是不会传染人的,也不会对人的健康造成危害。因此,可不是像喜剧《乡村爱情故事》中的邻居们听说电脑中了病毒都戴起口罩来预防喔~

安装正版软件

除了在应用商店里安装已有的正规软件外,还可能想安装其他软件,比如一些编程软件 VS Code ,pytorch,Android Studio 等,一些工具软件如3D建模软件 Blender ,修图软件 Photo Shop 等,但是在应用商店找不到,这种情况下就要去 官方网站 安装。通常来说,官方网站的域名会和网站内容有关,如 CSDN 的域名是 csdn.net。官网安装正版软件不仅是预防计算机病毒,还可以防止被“钓”和安装时被捆绑安装一些“流氓软件”。

钓鱼网站和捆绑软件安装是两种常见的网络诈骗手段,它们都会对用户的计算机安全和个人信息造成威胁。简单介绍一下它们的定义和特点:

  • 钓鱼网站 是一种 假冒成合法网站,以此骗取用户的账户、密码、银行卡号等敏感信息的网站。钓鱼网站通常通过 电子邮件、短信、社交媒体等方式引诱用户点击链接,或者通过 域名欺骗、网页仿造等手段模仿真实网站。钓鱼网站的 外观和内容可能与真实网站非常相似,但是它们的 网址往往有些不同,比如 多了一些字符或者少了一些字符。钓鱼网站的 目的是获取用户输入的信息,然后用于盗取财产或者进行其他犯罪活动。
  • 捆绑软件安装 是一种 在用户下载或安装某个软件时,同时悄悄安装其他不需要或不想要的软件的行为。捆绑软件安装通常会利用用户对某个软件的需求或好奇心,诱导用户下载或点击某个链接,然后 在安装过程中隐藏或模糊其他软件的选项,让用户不知不觉地同意安装。捆绑软件安装的 目的是获取用户的流量、广告收入或者推广其他产品。捆绑软件安装可能会 导致用户的计算机运行缓慢、出现弹窗广告、被修改浏览器设置或者被安装恶意软件等后果

识别和避免钓鱼网站的方法有:

  • 检查网址是否正确,是否与真实网站一致,是否有拼写错误或多余的字符。(敲重点!!!)比如,有一个钓鱼网站假冒了中国工商银行的网站,它的网址是 www.icbc..com.cn ,与真正的网址 www.icbc.com.cn 只差了一个点。它的页面和真实的网站非常相似,但是在用户输入账号密码后,会弹出一个窗口要求用户输入手机验证码,然后就会 盗取用户的资金。有一个钓鱼网站假冒了微信的网站,它的网址是 www.wechate.com ,与真正的网址 www.wechat.com 只差了一个字母。它的页面和真实的网站也非常相似,但是在用户扫描二维码登录后,会显示用户需要更新微信版本,并提供一个下载链接,然后就会 在用户的电脑上安装恶意软件
  • 检查网站 是否使用 HTTPS 协议,是否有安全锁标志,是否有有效的数字证书
  • 不要轻信来自陌生人或不可信来源的电子邮件、短信、社交媒体消息等,不要随意点击其中的链接或附件。(敲重点!!!)记得大学某一节课上,老师正在讲课,突然某同学的手机因为点了某条链接不受控地以最大音量发出一些嘈杂乱七八糟的声音,也无法关机,整个课堂气氛无比尴尬。
  • 不要在不熟悉或不可信的网站上输入敏感信息,如账户、密码、银行卡号等,尽量使用双重验证或一次性密码等方式增加安全性。(钓鱼网站是不会说你的密码有误的,你随便输入一个假密码,如果登陆成功,那就是钓鱼网站咯,此时,你的账号和你刚刚输入的密码已经被保存到那个钓鱼者的服务器了)

识别和避免捆绑软件安装的方法有:

  • 下载软件时,尽量选择 官方网站 或者 正规的第三方平台,避免使用不明来源或者弹出式的链接。
  • 安装软件时,仔细阅读安装协议和提示信息,取消不需要或不想要的软件的选项,避免使用默认或快速安装模式。(敲重点!!!)
  • 安装软件后,检查计算机上 是否多出了不认识的软件或图标,是否有异常的弹窗广告或浏览器设置变化,及时卸载或恢复
  • 使用杀毒软件或者清理工具扫描计算机,检测并删除可能存在的恶意软件或垃圾软件。

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