第一章計算機及信息技術概述(了解)
1、計算機發(fā)展歷史上的重要人物和思想
1、法國物理學家帕斯卡(1623-1662):在1642 年發(fā)明了第一臺機械式加法機。該機由齒輪組成,靠發(fā)條驅(qū)動,用專用
的鐵筆來撥動轉(zhuǎn)輪以輸入數(shù)字。
2、德國數(shù)學家萊布尼茨:在1673 年發(fā)明了機械式乘除法器?;驹砝^承于帕斯卡的加法機,也是由一系列齒輪組
成,但它能夠連續(xù)重復地做加減法,從而實現(xiàn)了乘除運算。
3、英國數(shù)學家巴貝奇:1822 年,在歷經(jīng)10 年努力終于發(fā)明了“差分機”。它有3 個齒輪式寄存器,可以保存3 個5 位
數(shù)字,計算精度可以達到6 位小數(shù)。巴貝奇是現(xiàn)代計算機設計思想的奠基人。
英國科學家阿蘭圖靈(理論計算機的奠基人)
圖靈機:這個在當時看來是紙上談兵的簡單機器,隱含了現(xiàn)代計算機中“存儲程序”的基本思想。半個世紀以來,數(shù)學
家們提出的各種各樣的計算模型都被證明是和圖靈機等價的。
美籍匈牙利數(shù)學家馮諾依曼(計算機鼻祖)
計算機應由運算器、控制器、存儲器、
輸入設備和輸出設備五大部件組成;
應采用二進制簡化機器的電路設計;
采用“存儲程序”技術,以便計算機能保存和自動依次執(zhí)行指令。
七十多年來,現(xiàn)代計算機基本結構仍然是“馮?諾依曼計算機”。
2、電子計算機的發(fā)展歷程
1、1946 年2 月由賓夕法尼亞大學研制成功的ENIAC 是世界上第一臺電子數(shù)字計算機?!罢Q生了一個電子的大腦” 致
命缺陷:沒有存儲程序。
2、電子技術的發(fā)展促進了電子計算機的更新?lián)Q代:電子管、晶體管、集成電路、大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路
3、計算機的類型
按計算機用途分類:通用計算機和專用計算機
按計算機規(guī)模分類:巨型機、大型機、小型機、微型機、工作站、服務器、嵌入式計算機
按計算機處理的數(shù)據(jù)分類:數(shù)字計算機、模擬計算機、數(shù)字模擬混合計算機
1.1.4 計算機的特點及應用領域
計算機是一種能按照事先存儲的程序,自動、高速地進行大量數(shù)值計算和各種信息處理的現(xiàn)代化智能電子設備。(含
義)
1、運算速度快
2、計算精度高
3、存儲容量大
4、具有邏輯判斷能力
5、按照程序自動運行
應用領域:科學計算、數(shù)據(jù)處理、過程與實時控制、人工智能、計算機輔助設計與制造、遠程通訊與網(wǎng)絡應用、多媒
體與虛擬現(xiàn)實
1.1.5 計算機發(fā)展趨勢:巨型化、微型化、網(wǎng)絡化、智能化
1、光計算機2、生物計算機3、量子計算機
1.2 計算機系統(tǒng)構成
. 一個完整的計算機系統(tǒng)有硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成
. 硬件系統(tǒng)是指能夠收集、加工、處理數(shù)據(jù)以及輸出數(shù)據(jù)所需的設備實體,是看得見、摸得著的部件總和。
. 軟件系統(tǒng)是指為了充分發(fā)揮硬件系統(tǒng)性能和方便人們使用硬件系統(tǒng),以及解決各類應用問題而設計的程序、數(shù)據(jù)、
文檔總和,它們在計算機中體現(xiàn)為一些觸摸不到的二進制狀態(tài),存儲在內(nèi)存、磁盤、閃存盤、光盤等硬件設備上。
1.3.1 信息技術概念
信息是一種知識,是接受者事先不知道不了解的知識。
數(shù)據(jù)是信息的載體。數(shù)值、文字、語言、圖形、圖像等都是不同形式的數(shù)據(jù)。
4 次信息革命:文字、造紙和印刷術、電報電話廣播電視、計算機與網(wǎng)絡
現(xiàn)代信息技術:計算機技術+微電子技術+通信技術
1.3.1 信息技術產(chǎn)業(yè)與人才
信息產(chǎn)業(yè)是信息社會的支柱,主要包括:計算機硬件制造業(yè)、計算機軟件業(yè)、信息服務業(yè)以及國民經(jīng)濟中傳統(tǒng)行業(yè)的
信息化
信息產(chǎn)業(yè)屬資本密集型、知識密集型、人才密集型的產(chǎn)業(yè)。
信息技術教育包括:
. 對信息科學的理解
. 對信息應用的實踐能力
. 對信息社會的認識和態(tài)度
第二章計算機信息基礎
2.1.1 數(shù)制的概念
數(shù)制也稱計數(shù)制,是指用一組固定的符號和統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值的方法。
常用數(shù)制十進制二進制八進制十六進制
數(shù)字符號0~9 0,1 0~7 0~9,A,B,C,D,E,F
基數(shù)10 2 8 16
基數(shù):R 進制的基數(shù)=R
位權:在數(shù)制中,各位數(shù)字所表示值的大小不僅與該數(shù)字本身的大小有關,還與該數(shù)字所在的位置有關,我們稱這關
系為數(shù)的位權。
位權:一個與數(shù)字位置有關的常數(shù),位權=Rn
2.1.3 二進制和其它進制的轉(zhuǎn)換
十進制轉(zhuǎn)二進制:整數(shù)部分除以2 取余,直至商為0;小數(shù)部分乘以2 取整,直至小數(shù)部分為0 或達到所需精度為止。
十進制轉(zhuǎn)八進制:方法同上。整數(shù)部分除以8,小數(shù)部分乘以8。
十進制轉(zhuǎn)十六進制:方法同上。整數(shù)部分除以16,小數(shù)部分乘以16。
2.2 計算機中的數(shù)據(jù)單位
位(bit):計算機存儲數(shù)據(jù)的最小單元(0、1)
字節(jié)(Byte):處理數(shù)據(jù)的基本單位(8bit/Byte)
常用的字節(jié)計數(shù)單位:
1KB=1024 Byte (210B) 1MB=1024 KB (220B)
1GB=1024 MB (230B) 1TB=1024 GB (240B)
字長:CPU 一次處理數(shù)據(jù)的二進制位數(shù)。
2.3 信息表示與編碼
所謂編碼,就是利用數(shù)字串來標識所處理對象的不同個體。
2.3.1 整數(shù)的表示
在數(shù)學中,數(shù)值是用“+”和“-”表示正數(shù)和負數(shù)的,而在計算機中只有0 和1,所以正負號也用0 和1 表示,即數(shù)
值符號數(shù)字化。
補碼的概念是怎么來的?
“?!笔侵敢粋€系統(tǒng)所能表示的數(shù)據(jù)個數(shù)。按模運算是指運算結果超過模時,模(或模的整數(shù)倍)將溢出而只剩
下余數(shù)。
假設M 為模,若數(shù)a,b 滿足a+b=M,則稱a,b 互為補數(shù)。
在有模運算中,減去一個數(shù)等于加上這個數(shù)對模的補數(shù)。
2.3.2 實數(shù)的表示
定點數(shù):小數(shù)點位置固定的數(shù)稱為定點數(shù)。
浮點數(shù):小數(shù)點位置不固定的數(shù)稱為浮點數(shù)
與漢字有關的編碼:
(1)、輸入碼
(2) 國標碼和區(qū)位碼:每個漢字占兩個字節(jié)的編碼,且每個字節(jié)最高位均為0。所有漢字分94 個區(qū),每個區(qū)94 個漢
字。由此構成區(qū)位碼。而區(qū)位碼的區(qū)碼和位碼各加32 就得到國標碼。
(3)機內(nèi)碼
(4)字型碼:漢字存儲在計算機內(nèi)采用機內(nèi)碼,但輸出時必須轉(zhuǎn)換成字形碼,再根據(jù)字形碼輸出漢字。字形碼又稱漢
字字模,用于在顯示器或打印機上輸出各種文字和符號。點陣漢字:每一個漢字以點陣形式存儲,有點的地方為“1”,
空白的地方為“0”。有16×16、24×24、48×48 點陣等。點陣越大,字形分辨率越好,字形也越美觀,但漢字存儲的
字節(jié)數(shù)就多,字庫也就越龐大。
2.3.6 多媒體信息的數(shù)字化
數(shù)字化就是對模擬世界的一種量化,表示信息的最小單位是位(bit)——“0”或“1”。多媒體信息在計算機中也要轉(zhuǎn)換為0
和1,因此也需要進行編碼。
第三章計算機硬件體系結構
3.1 計算機系統(tǒng)的構成
一個完整的計算機系統(tǒng)是由硬件和軟件組成。
硬件是由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備五部分組成。其中:
中央處理器(簡稱CPU)=運算器+控制器
主機=中央處理器+主存儲器
軟件是指各類程序和數(shù)據(jù),計算機軟件包括計算機本身運行所需要的系統(tǒng)軟件和用戶完成任務所需要的應用軟件。
3.1.2 馮?諾依曼型計算機的結構
馮?諾依曼型計算機是將程序和數(shù)據(jù)事先存放在外存儲器中,在執(zhí)行時將程序和數(shù)據(jù)先從外存裝入內(nèi)存中,然后使計算
機在工作時自動地從內(nèi)存中取出指令并加以執(zhí)行,這就是存儲程序概念的基本原理。
馮?諾依曼計算機體系結構的主要特點是:
(1) 采用二進制形式表示程序和數(shù)據(jù)。
(2) 計算機硬件是由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大部分組成。
(3) 程序和數(shù)據(jù)以二進制形式存放在存儲器中。
(4) 控制器根據(jù)存放在存儲器中的指令(程序) 工作。
3.1.3 微型計算機的誕生與發(fā)展
微型機屬于第四代電子計算機產(chǎn)品,即大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路計算機。微機的核心部件是CPU
3.2 微型計算機主機結構
微型機基本是由顯示器、鍵盤和主機構成。在主機箱內(nèi)有CPU、主板、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)、電源等。
3.2.1 中央處理器CPU
CPU:運算器部件、寄存器部件和控制器部件。
CPU 從存儲器取出指令,放入CPU 內(nèi)部的指令寄存器,并對指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作,然后發(fā)出各
種控制命令,執(zhí)行微操作系列,從而完成一條指令的執(zhí)行。
CPU 的主要性能指標:
(1) 主頻/外頻(主頻=外頻×倍頻,即CPU 工作頻率)
(2) 數(shù)據(jù)總線寬度(即字長,指CPU 傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù))
(3) 地址總線寬度(決定了CPU 可訪問的地址空間)
(4) 工作電壓(低電壓可減少CPU 過熱,降低功耗)
(5) 高速緩存Cache(加速CPU 與其它設備間數(shù)據(jù)交換)
(6) 運算速度(CPU 每秒能處理的指令數(shù))
1. 運算器
運算器是完成算術和邏輯運算的部件,又稱算術和邏輯運算單元。計算機所完成的全部運算都是在運算器中進行的。
運算器的核心部件是:
(1) 運算邏輯部件
(2) 寄存器部件
2. 控制器
控制器負責從存儲器中取出指令,并對指令進行譯碼,并根據(jù)指令譯碼的結果,按指令先后順序,負責向其
它各部件發(fā)出控制信號,保證各部件協(xié)調(diào)一致地完成各種操作。
控制器主要由以下部件組成:
① 程序計數(shù)器。存放下一條將要執(zhí)行的指令在內(nèi)存中的地址;
② 指令寄存器。保存現(xiàn)在正在執(zhí)行的指令;
③ 指令譯碼器。用來識別指令的功能,分析指令的操作要求;
④ 時序部件。產(chǎn)生計算機工作中所需的各種定時控制信號,對各種微操作控制信號進行定時控制。以協(xié)調(diào)各
部件的工作順序;
⑤ 微操作控制電路。一條指令的執(zhí)行可以分解為一系列不可再分的微操作命令信號,即微命令,以指揮整個
計算機有條不紊地工作。
3.2.2 高級CPU 技術
1、超線程技術
2、雙核心CPU 技術:由于組建雙CPU 系統(tǒng)的高成本和復雜性,桌面電腦上并未得到普及。用“雙核”技術,就是在單
個CPU 中真正集成兩個物理運行核心,因此在實際使用中,這種“雙核心處理器”和使用兩個獨立CPU 組建的系統(tǒng)在工
作原理和性能上基本沒有區(qū)別。目前,CPU 已從雙核向4 核、8 核和多核方向發(fā)展。
3.2.3 主板
主板是電腦中各種設備的連接載體。它提供CPU、各種接口卡、內(nèi)存條和硬盤、軟驅(qū)、光驅(qū)的插槽,其它的外部設備
也會通過主板上的I/O 接口連接到計算機上。早期的PC 機主板是將快速的CPU、中速的內(nèi)存、慢速的外設都連接在一
條總線上,使系統(tǒng)的總體性能得不到優(yōu)化。
3.2.4 內(nèi)存儲器
內(nèi)存儲器(簡稱內(nèi)存),由半導體材料構成。內(nèi)存分為只讀存儲器和隨機讀寫存儲器。
1. 只讀存儲器ROM
. 特點:存儲的信息只能讀出,不能隨機改寫或存入,斷電后信息不會丟失,可靠性高。
. ROM 分類
(1) 掩膜式ROM(Mask ROM)
(2) 可編程PROM(Programmable ROM)
(3) 可擦除EPROM (Erasable PROM)
(4) 電可擦EEPROM(Electrically EPROM)
(5) 快擦寫ROM(Flash ROM)
2. 隨機存儲器RAM
特點:用于存放原始數(shù)據(jù)、中間結果、最終結果。開機前是空的,斷電后數(shù)據(jù)消失。
RAM 分類:
(1) SRAM:靜態(tài)RAM。不需要充電來保持數(shù)據(jù)完整性,成本高且集成低,一般做高速緩沖存儲器。
(2) DRAM:動態(tài)RAM。需要定時充電來保持數(shù)據(jù)的完整性,通常所說的“內(nèi)存”主要由它構成。一般指以下兩
種類型:
① SDRAM---同步動態(tài)存儲器
② DDR---雙倍速率內(nèi)存
(DDR2---四倍速率內(nèi)存\DDR3)
3. Cache(高速緩存)
Cache 是一種高速緩沖存儲器,是為了解決CPU 與主存之間速度不匹配而采用的一種重要技術。其中片內(nèi)
Cache 是集成在CPU 芯片中,片外Cache 是安插在主板上。高速緩沖存儲器的存取速度比主存要快一個數(shù)量級,大體
與CPU 的處理速度相當。
4.多級緩存
最早的CPU 緩存容量很低。當集成在CPU 內(nèi)核中的緩存已不能滿足CPU 的需求,而制造工藝上的限制又不
能大幅度提高緩存的容量時,出現(xiàn)了集成在與CPU 同一塊主板上的緩存,此時把CPU 內(nèi)核集成的緩存稱為一級緩存,
而外部的稱為二級緩存。
現(xiàn)在多數(shù)CPU 內(nèi)部也有二級緩存,于是二級緩存又可分為內(nèi)部二級緩存和外部二級緩存。較高端的CPU 中
還會帶有三級緩存。
6. 存儲器的層次結構
既要速度快,又要求容量大,同時價格又要求合理,在目前技術條件下這三項指標很難用單一種類的存儲器
來實現(xiàn)。折衷的方法是采用層次結構。
3.2.5 總線
總線:是一組連接各個部件的公共通信線路,是計算機內(nèi)部傳輸指令、數(shù)據(jù)和各種控制信息的高速通道,是計算機硬
件的一個重要組成部分。
① 地址總線。傳輸?shù)氖堑刂沸盘?,一般是單向傳輸。當CPU 需要訪問某個外設時,它向地址總線發(fā)出相應外設的地
址信號,以選擇某個外設。
② 數(shù)據(jù)總線。傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù),一般是雙向傳輸。CPU 進行“讀”時,數(shù)據(jù)由外設流向CPU,當CPU 進行“寫”時,數(shù)據(jù)
由CPU 流向外設。
③ 控制總線。有的是CPU 向內(nèi)存或外部設備發(fā)出的信號;有的是內(nèi)存或外部設備向CPU 發(fā)出的信號。對每條控制線
而言信號是單向傳送,但作為整體是雙向的。
總線按處于計算機硬件系統(tǒng)中的位置來分:
① 片內(nèi)總線(又稱內(nèi)部總線)。是指CPU 芯片內(nèi)部的總線。
② 片間總線(又稱局部總線)。是主板上各外圍芯片與CPU 之間的總線,用于芯片一級互連。
③ 系統(tǒng)總線(又稱輸入/輸出總線)。是微機中各插件板與系統(tǒng)主板之間的總線,用于插件板一級的互連。
④ 外部總線(又稱通信總線)。是微機和外部中低速外部設備之間或外設與主機連接的總線。
系統(tǒng)總線標準
系統(tǒng)總線標準大致可分為ISA 總線、PCI 總線、PCI Express 三個階段。
① ISA 總線。是最早的8 位系統(tǒng)總線。后來擴展到16 位。ISA 是現(xiàn)代個人計算機的基礎。
② PCI 總線。主要特點是傳輸速度高,廣泛應用于現(xiàn)代微機中。
③ AGP 總線。專為系統(tǒng)中一塊圖形顯示卡設計的總線。
④ PCI Express 總線。是新一代的總線接口。
外部總線標準
常見的I/O 總線:
① USB 總線
屬高速串行接口總線。該總線最多可連接127 個設備,支持熱拔插,支持即插即用,所以USB 接口已經(jīng)成為
許多外設的標準接口。USB 有兩個規(guī)范,即USB1.1 和USB2.0。
② IEEE1394 總線
屬高速串行接口總線,主要用于連接DV 產(chǎn)品。
3.2.6 接口
I/O 接口是連接主機和外部設備之間的邏輯部件,由I/O 接口電路、連接器(一般為連接電纜)和接口軟件(即設
備驅(qū)動程序)組成。
根據(jù)I/O 接口是否內(nèi)嵌在主板中,可將I/O 接口分為內(nèi)置I/O 接口和外置I/O 接口兩類。
(1) 內(nèi)置I/O 接口
將I/O 接口電路內(nèi)嵌在主板中,由主板提供外設接口電路插座,如鍵盤接口、鼠標接口、USB 接口、串口、
并口及軟硬盤接口等。
(2) 外置I/O 接口
將I/O 接口集成到一塊獨立的電路板(接口卡)上,接口卡必須插在總線擴展插槽上(如PCI、PCI Express 插槽等) 。
3.3 外部存儲器
外部存儲器通常用來存放需要長期保存的各種程序和數(shù)據(jù)。當需要執(zhí)行或處理這些程序和數(shù)據(jù)時,必須將其先調(diào)入到
內(nèi)存中然后再被CPU 處理, 所以外存實際上屬于輸入/輸出設備。
目前微機常用的外存儲器主要有軟盤、硬盤、光盤、U 盤等。
3.3.2 硬盤
硬盤是微機最重要的外部存儲器,常用于安裝微機運行所需的系統(tǒng)軟件和應用軟件,以及存儲大量數(shù)據(jù)。
(1) 硬盤存儲格式
硬盤是由多個涂有磁性物質(zhì)的金屬圓盤盤片組成,盤片的每一面都有一個讀寫磁頭,在對硬盤進行格式化時,
將對盤片進行劃分磁道和扇區(qū),對于大容量的硬盤還將多個扇區(qū)組織起來成為一個塊——“簇”,簇成為磁盤讀寫的基
本單位。有的簇是一個扇區(qū),有的有好幾個扇區(qū),可以在格式化的參數(shù)中給定。
(2) 硬盤性能指標
① 硬盤的容量?,F(xiàn)在微機上所配置的硬盤一般在200GB 以上。
② 硬盤的轉(zhuǎn)速。硬盤的轉(zhuǎn)速越快,硬盤尋找文件的速度也就越快?,F(xiàn)在的主流硬盤轉(zhuǎn)速一般為7200rpm 以
上。
③ 緩存。硬盤自帶的緩存,緩存越多,越能提高硬盤的訪問速度。
(3) 硬盤接口
硬盤接口分為IDE、SATA、SCSI 和光纖通道四種,IDE 接口硬盤多用于家用產(chǎn)品中,SATA 是種新生的硬盤
接口類型。
(4) 硬盤格式化
① 硬盤低級格式化。主要是對一個新硬盤劃分磁道和扇區(qū)。
② 硬盤分區(qū)。把硬盤劃分為成若干個相對獨立的邏輯分區(qū)。
③ 硬盤高級格式化。高級格式化主要是對指定的硬盤分區(qū)進行初始化,建立文件分配表以便系統(tǒng)按指定格式
存儲文件。。
3.3.3 光盤存儲器
光盤簡稱CD(Compact Disc)是利用塑料盤片表面凹凸不平的特征,通過光的反射來記錄和識別二進制的0、1
信息。
光盤的分類:
1.只讀型光盤
只讀光盤中的數(shù)據(jù)是在制作時寫入的,用戶只能讀數(shù)據(jù),而不能寫入或修改光盤中的數(shù)據(jù)。音頻光盤CD-DA、
數(shù)據(jù)光盤CD-ROM、VCD、DVD 等都屬于只讀光盤。
2.一次寫入光盤
這種光盤允許一次寫入數(shù)據(jù),但不能修改和擦除數(shù)據(jù), 如CD-R。
3.可擦寫光盤
這種光盤可多次寫入或修改數(shù)據(jù),如CD-RW。
從光盤中讀取數(shù)據(jù)的設備我們稱之為光驅(qū)。光驅(qū)把經(jīng)過聚焦后的激光投射到光盤上,利用光盤的凹坑或非凹坑邊
緣反射的激光強度不同而將其表示為不同的電信號。
光驅(qū)倍數(shù)是指光盤的數(shù)據(jù)傳輸率(150KB/s 為單倍,以此類推)。CD-ROM 光盤驅(qū)動器能讀除DVD 以外的所有光盤。
而DVD 光盤要用DVD 驅(qū)動器才能讀,DVD 驅(qū)動器兼容CD-ROM 所能讀的光盤。
DVD 光盤
DVD 盤片的物理規(guī)格與CD 盤片是一樣的,CD 盤只使用一個面記錄一層的信息,而DVD 盤可分為單面單層、
單面雙層、雙面單層以及雙面雙層4 種結構。
DVD 按用途可分為以下幾類:
應用最廣的是DVD-Video 格式,用于存儲影音信息。此外還有DVD-ROM(只讀DVD)、DVD-Audio(音頻DVD)、DVD
±R(可寫DVD)、DVD-RAM 或DVD±RW (可擦寫DVD)。
另外,還有藍光高清DVD 光盤。
光盤刻錄機
是指可讀寫的光盤驅(qū)動器。包括CD 和DVD 兩種刻錄機。
① CD 刻錄機既有CD-ROM 光驅(qū)的功能,也能夠向刻錄CD 光盤。其傳輸速率一般標注為A/B/C 的形式(如20/10/40),
其中A 表示寫CD-R 盤的倍速,B 表示寫CD-RW 盤的倍速,C 表示讀盤的倍速。
② DVD 刻錄機既具有DVD-ROM 光驅(qū)的功能,也能夠刻錄DVD 光盤和CD 光盤。
3.3.4 USB 盤
通過USB 接口與電腦連接,實現(xiàn)即插即用,具有小巧、可靠、易于操作等特點。閃存盤中無任何機械式裝置,抗震性
能強。U 盤中的存儲模塊其實就是Flash-ROM。
移動硬盤一般由筆記本硬盤和硬盤盒組成。
3.4.1 輸入設備
(1) 鍵盤
(2) 鼠標
(3) 掃描儀
3.4.2 輸出設備
(1) 顯示器
(2) 打印機
(1) 顯示器
CRT 顯示器在工作時,電子槍發(fā)出電子束轟擊熒光粉層上的某一點,使該點發(fā)光,每個像素有紅、綠、藍三基
色組成,通過對三基色的強度的控制就能合成各種不同顏色。
液晶顯示器LCD 的優(yōu)點在于:
① 圖像穩(wěn)定。由于只有在畫面內(nèi)容發(fā)生變化時才需要刷新,因此沒有閃爍感;
② 液晶底板整體發(fā)光,真正的完全平面;
③ LCD 顯示器基本上沒有輻射;
④ 能耗低。約為CRT 顯示器的三分之一。
(2) 打印機
常用的有針式打印機、噴墨打印機和激光打印機等。
① 針式打印機特點。利用鋼針擊打色帶把色帶上的墨打印在紙上形成文本或圖形。缺點是打印質(zhì)量差、速度
慢、噪聲大;優(yōu)點是可以打多聯(lián)紙,耗材相對較便宜。
② 噴墨打印機特點。打印頭上有若干個噴頭,打印時,墨水以每秒近萬次的頻率噴射到紙上。與其它兩類打
印機相比,在打印質(zhì)量、速度、噪聲及成本方面處于中等層次。
③ 激光打印機特點。利用激光可以形成很細的光點,將碳粉固著在紙上,加熱后碳粉固定在紙上,最后印出
文字和圖片。優(yōu)點是打印速度快、噪音低、質(zhì)量好,缺點是價格及打印成本較高。
對三種打印機的打印效果對比來說,激光最好,噴墨其次,而針式相對較差。
3.4.3 其他外部設備
(1) 多媒體設備(第七章)
(2) 調(diào)制解調(diào)器
3.5.1 計算機指令系統(tǒng)
指令:是指計算機執(zhí)行特定操作的命令。是程序設計的最小語言單位。
指令構成:操作碼+地址碼
指令系統(tǒng):是指一臺計算機所能執(zhí)行的全部指令的集合。不同型號的計算機有不同的指令系統(tǒng)。它反映了計算
機的處理能力。
可分為以下四個步驟:
開始執(zhí)行程序時,先給程序計數(shù)器PC 賦以第一條指令的首地址0100H。
①取指令按照計數(shù)器中的地址從內(nèi)存中取出指令(070270H),并送往指令寄存器。然后計數(shù)器PC 自動加1
指向下一指令地址。
②分析指令對指令寄存器中存放的指令(070270H)進行分析,由譯碼器對操作碼(07H)進行譯碼,由地址碼(0270H)
確定操作數(shù)地址。
③執(zhí)行指令取出操作數(shù),去完成該指令所要求的操作。例如做加法指令,取內(nèi)存單元(0270H)的值和累加器
的值相加,結果還是放在累加器。
④一條指令執(zhí)行完成,再回到①取指令階段開始下一指令的執(zhí)行。
3.5.3 計算機硬件系統(tǒng)的性能指標
(1) CPU 的主頻。主頻越高,單位時間內(nèi)完成的指令數(shù)也越多,CPU 工作的速度也就越快。
(2) 字長。字長越長,計算機一次所能處理信息的位數(shù)就越多,表現(xiàn)為計算機的運算速度越快。
(3) 運算速度。它是一項綜合性的性能指標。是指計算機每秒鐘執(zhí)行的指令數(shù),單位是MIPS,即每秒百萬條指
令。
(4) 內(nèi)存容量。內(nèi)存容量越大,一次讀入的程序、數(shù)據(jù)就越多,計算機的運行速度也就越快。
(5) 內(nèi)存存取速度。內(nèi)存連續(xù)啟動兩次獨立的“讀”或“寫”操作所需的最短時間,稱為存取周期。
(6) I/O 速度。I/O 的速度是指CPU 與外部設備進行數(shù)據(jù)交換的速度。目前系統(tǒng)性能的瓶頸越來越多地體現(xiàn)在I/O
速度上。
第四章計算機操作系統(tǒng)
操作系統(tǒng)是配置在計算機硬件上的第一層軟件,是控制計算機所有操作的軟件。
4.1.1 操作系統(tǒng)的概念
操作系統(tǒng):是管理計算機軟硬件資源的程序,同時它又是用戶與計算機硬件的接口。
4.1.2 操作系統(tǒng)的構成
進程管理、內(nèi)存管理、文件管理、輸入/輸出系統(tǒng)管理、二級存儲管理、聯(lián)網(wǎng)、保護系統(tǒng)、命令解釋程序
4.2.1 操作系統(tǒng)的類別
經(jīng)過多年的發(fā)展,操作系統(tǒng)多種多樣。為提高大型計算機系統(tǒng)的資源利用率,操作系統(tǒng)從批處理,多道程序
發(fā)展為分時操作系統(tǒng)。為了滿足計算機處理實時事件的需要,就有實時操作系統(tǒng)。為適應個人計算機系統(tǒng)的需要又出
現(xiàn)了桌面操作系統(tǒng)。為適應并行系統(tǒng)的需要,就有了多處理器操作系統(tǒng)。為滿足網(wǎng)絡和分布計算的需要,就有了網(wǎng)絡
操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)。此外,還有為支持嵌入式計算機的嵌入式操作系統(tǒng)。
4.2.2 計算環(huán)境
從計算機誕生至今,操作系統(tǒng)總是與具體的計算環(huán)境相聯(lián)系,它總是在某種計算環(huán)境中設置和使用,就目前
來看計算環(huán)境可分為以下幾類:
1. 傳統(tǒng)計算環(huán)境
指普通意義下的獨立或聯(lián)網(wǎng)工作的通用計算機所形成的計算環(huán)境。
2.基于Web 的計算環(huán)境
互聯(lián)網(wǎng)的普及使得計算被延伸到Web 環(huán)境。
3.嵌入式計算環(huán)境
嵌入式計算機就是安裝在某些設備上的計算部件,其計算相對比較簡單。
4.3.1 進程的概念
什么是進程?它與程序有什么區(qū)別?
程序:用戶為完成某一個特定問題而編寫的操作步驟。
進程:可以簡單地被看作是正在執(zhí)行的程序。但是進程需要一定的資源來完成它的任務(例如CPU 時間、內(nèi)存、
文件和I/O 設備) 。
進程與程序的區(qū)別在于進程是動態(tài)的、有生命力的,而程序是靜態(tài)的。一個程序加載到內(nèi)存,系統(tǒng)就創(chuàng)建一個進程,
程序執(zhí)行結束后,該進程也就消亡了。
在計算機中,由于多個程序共享系統(tǒng)資源,就必然引發(fā)對CPU 的爭奪。如何有效地利用CPU 資源,如何在
多個請求CPU 的進程中選擇取舍,這就是進程管理要解決的問題。
4.3.3 進程控制塊PCB(略)
為了控制進程,操作系統(tǒng)就必須知道進程存儲在哪里,以及進程的一些屬性。
進程控制塊是進程實體的一部分,是操作系統(tǒng)中記錄進程的專用數(shù)據(jù)結構。一個新的進程創(chuàng)建時,操作系統(tǒng)
就會為該進程建立一個進程控制塊。操作系統(tǒng)根據(jù)進程控制塊對并發(fā)進程進行控制。
4.3.4 進程調(diào)度及隊列圖
計算機采用多道程序的目的是使得計算機系統(tǒng)無論何時都有進程運行,單處理器的計算機在某一時刻CPU 只能運行一
個進程,如果存在多個進程,其它進程就需要等待CPU 空閑時才能被調(diào)度執(zhí)行。
當一個進程處于等待或CPU 時間片用完時,操作系統(tǒng)就會從該進程中拿走CPU 控制權,然后再交給其它進
程使用,這就是進程的調(diào)度。
4.3.5 CPU 調(diào)度及其準則
在設計CPU 調(diào)度程序時主要應該考慮的準則包括:
(1) CPU 使用率。讓CPU 盡可能地忙。
(2) 吞吐量。讓CPU 在一定時間內(nèi)完成的進程數(shù)盡可能多。
(3) 周轉(zhuǎn)時間。讓進程從提交到運行完成的時間盡可能短。
(4) 等待時間。讓進程在就緒隊列中等待所花時間之和盡可能短。
(5) 響應時間。讓進程從提交請求到產(chǎn)生第一響應之間的時間盡可能短。
主要的CPU 調(diào)度算法
1、先到先服務
2、最短作業(yè)優(yōu)先
3、優(yōu)先權
4、輪轉(zhuǎn)
5、多級隊列
6、多級反饋隊列
4.3.7 進程的同步與互斥
進程的同步就是指相互協(xié)作的進程不斷調(diào)整它們之間的相對速度,以實現(xiàn)共同有序地推進。
換句話說,在操作系統(tǒng)中,允許多個進程并發(fā)運行。然而,有些進程之間本身存在某種聯(lián)系,它們在系統(tǒng)中需要一
種協(xié)作,以保證進程能正確有序地執(zhí)行并維護數(shù)據(jù)的一致性。
在操作系統(tǒng)中,可能存在著多個進程。而系統(tǒng)中一些資源一次只允許一個進程使用,這類資源被稱為臨界資源。在進
程中訪問臨界資源的那段程序稱為臨界區(qū)。當一個進程進入臨界區(qū)執(zhí)行時,其它進程就不允許進入臨界區(qū)執(zhí)行,否則
就會導致錯誤結果。由此得出:
多個進程并發(fā)執(zhí)行時,只允許一個進程進入臨界區(qū)運行,這就是進程的互斥。
例如:多個進程在競爭使用打印機時表現(xiàn)為互斥。
一個文件可供多個進程共享,其中有一個進程在寫操作時,其它進程則不允許同時寫或讀,表現(xiàn)為互斥。
4.3.8 進程的死鎖及處理方法
在多道程序設計中,多個進程可能競爭一定數(shù)量的資源。一個進程在申請資源時,如果所申請資源不足,該進程
就必須處于等待狀態(tài)。如果所申請的資源被其它進程占有,那么進程的等待狀態(tài)就可能無法改變,從而形成進程之間
相互一直等待的局面,這就是死鎖。
競爭資源引起死鎖
引起死鎖的四個必要條件:
. 互斥:任一時刻只能有一個進程獨占某一資源,若另一進程申請該資源則需延遲到該資源釋放為止。
. 占有并等待:即該進程占有部分資源后還在等待其它資源,而該資源被其它進程占有。
. 非搶占:某進程已占用資源且不主動放棄它所占有的資源時,其它進程不能強占該資源,只有等其完成任務并
釋放資源。
. 循環(huán)等待:在出現(xiàn)死鎖的系統(tǒng)中,一定存在這樣一個進程鏈,其中每個進程至少占有其它進程所必需的資源,
從而形成一個等待鏈。
處理死鎖問題的三種方式:
. 可使用協(xié)議預防和避免死鎖,確保系統(tǒng)從不會進入死鎖狀態(tài)。
. 可允許系統(tǒng)進入死鎖狀態(tài),然后檢測出死鎖狀態(tài),并加以恢復。
. 可忽略進程死鎖問題,并假裝系統(tǒng)中死鎖從來不會發(fā)生。即沒有必要把精力花在小概率事件上。
處理死鎖優(yōu)先考慮的順序:先預防和避免再檢測和恢復
4.4 內(nèi)存管理
內(nèi)存是現(xiàn)代操作系統(tǒng)的核心。內(nèi)存用于容納操作系統(tǒng)和各種用戶進程,是可以被CPU 和I/O 設備所共同訪問的數(shù)據(jù)倉
庫。計算機的所有程序運行時都要調(diào)入內(nèi)存。
內(nèi)存管理的主要工作是:為每個用戶進程合理地分配內(nèi)存,以保證各個進程之間在存儲區(qū)不發(fā)生沖突;當內(nèi)存不足時,
如何把內(nèi)存和外存結合起來,給用戶提供一個比實際內(nèi)存大得多的虛擬內(nèi)存,使得程序能順利執(zhí)行。內(nèi)存管理包括內(nèi)
存分配、地址映射、內(nèi)存保護和擴充。
4.4.1 用戶程序執(zhí)行與地址映射
用戶編寫程序在執(zhí)行前,需要多個處理步驟,這些步驟可將源程序轉(zhuǎn)變?yōu)槎M制機器代碼,然后在內(nèi)存中等待執(zhí)行。
當然有時并非每個步驟都是必需的。
通常,將指令和數(shù)據(jù)的地址映射成內(nèi)存地址可以發(fā)生在以下三個執(zhí)行階段。(了解)
1.編譯階段:如果在編譯時就知道進程將在內(nèi)存中的什么位置駐留,那么編譯器就可以直接以生成絕對地址代碼。
2.加載階段: 不知道進程將駐留在什么位置,那么編譯器就必須生成程序的邏輯地址,在加載階段再轉(zhuǎn)變成內(nèi)
存的絕對地址。
3.執(zhí)行階段:如果進程在執(zhí)行時可以從一個內(nèi)存段移動到另一個內(nèi)存段,那么進程的絕對地址映射工作只能延遲
到執(zhí)行時進行。
4.4.2 物理地址空間與邏輯地址空間
物理地址:是計算機內(nèi)存單元的真實地址。
物理地址空間:由物理地址所構成的地址范圍。
邏輯地址:用戶程序地址,從0 開始編址。
邏輯地址空間:由邏輯地址所構成的地址范圍。
地址映射:用戶程序在運行時要裝入內(nèi)存,這就需要將邏輯地址變換成物理地址,這個過程稱為地址映射,也稱重定位。
用戶編寫的源程序是不考慮地址的,源程序經(jīng)CPU 編譯后產(chǎn)生邏輯地址。從CPU 產(chǎn)生的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存中
的物理地址的映射是由計算機中被稱為內(nèi)存管理單元的硬件設備來實現(xiàn)的,將邏輯地址與內(nèi)存管理單元中存放的內(nèi)存
基址相加就得到了物理地址。
4.4.3 進程使用內(nèi)存的交換技術
為了更加有效地使用內(nèi)存,進程在不運行時,可以暫時從內(nèi)存移至外存上,直到需要再運行時再重新調(diào)回到內(nèi)
存中。也就是說內(nèi)存管理程序可將剛剛運行過的進程從內(nèi)存中換出以釋放出占用的內(nèi)存空間,然后將另一個要運行的
進程占據(jù)前者釋放的內(nèi)存空間。
計算機工作時,為了將多個進程放入到內(nèi)存就必須考慮在內(nèi)存中如何放置這些進程。
4.4.4 內(nèi)存分配方案-連續(xù)
對于連續(xù)內(nèi)存分配方案,開始時所有內(nèi)存是一個大的孔,隨著內(nèi)存分配的進行就會形成位置上不連續(xù)的大小
不一的孔。在連續(xù)內(nèi)存分配方案中,當新進程需要內(nèi)存時,為其尋找合適的孔,實現(xiàn)內(nèi)存分配。該方案為每個進程所
分配的內(nèi)存物理地址空間在位置上是連續(xù)的。
4.4.5 內(nèi)存分配方案-分頁式
分頁管理基本思想:
o 內(nèi)存物理地址空間劃分為若干個大小相等的塊(頁框)
o 進程的邏輯地址空間也劃分為同樣大小的塊(頁面)
o 內(nèi)存分配時每個頁面對應地分配一個頁框,而一個進程所分得頁框在位置上不必是連續(xù)的。
頁表:操作系統(tǒng)為每個用戶程序建立一張頁表,該表記錄用戶程序的每個邏輯頁面存放在哪一個內(nèi)存物理頁框。
4.5 虛擬內(nèi)存方案
虛擬內(nèi)存是一個容量很大的存儲器的邏輯模型,它不是任何實際的物理存儲器,它一般是借助硬盤來擴大主存的
容量。
虛擬內(nèi)存:對于一個進程來講,如果僅將當前要運行的幾個頁面裝入內(nèi)存便可以開始運行,而其余頁面可暫時留
在磁盤上,待需要時再調(diào)入內(nèi)存,并且調(diào)入時也不占用新的內(nèi)存空間,而是對原來運行過的頁面進行置換。這樣,就
可以在計算機有限的內(nèi)存中同時駐留多個進程并運行。而對用戶來講感覺到系統(tǒng)提供了足夠大的物理內(nèi)存,而實際上
并非真實的,這就是虛擬內(nèi)存。
4.5.2 頁面請求與頁面置換算法
頁面請求:在虛擬內(nèi)存技術中,進程運行時并沒有將所有頁面裝入到內(nèi)存,在運行過程中進程會不斷地請求頁面,如果
訪問的頁面已在內(nèi)存,就繼續(xù)執(zhí)行下去;但如果要訪問的頁面尚未調(diào)入到內(nèi)存,便請求操作系統(tǒng)將所缺頁面調(diào)入內(nèi)存,
以便進程能繼續(xù)運行下去。
頁面置換:如果請求頁面調(diào)入內(nèi)存時,分配給該進程的頁框已用完,就無法立即裝入所請求頁面。此時,
必須將進程中的某個頁面從內(nèi)存的頁框調(diào)出到磁盤上,再從磁盤上將所請求的頁面調(diào)入到內(nèi)存的該頁框中。這個過程
叫做頁面置換。
4.6 文件管理
文件管理是操作系統(tǒng)最常見的組成部分。文件管理主要提供目錄及其文件的管理。
4.6.1 文件的概念
文件:保存在外部存儲設備上的相關信息的集合。
文件命名:文件主名+擴展名
文件存取屬性:
. 只讀:只允許授權用戶進行讀操作。
. 讀寫:只允許授權用戶進行讀和寫的操作。
. 文檔:允許任何用戶進行讀寫操作。
. 隱藏:不允許用戶直接看到文件名。
文件系統(tǒng):是對文件進行操作和管理的軟件,是用戶與外存之間的接口。這個系統(tǒng)將所有文件組織成目錄結構保存在
外存,一個文件對應其中的一個目錄條。目錄條記錄有文件名、文件位置等信息。
操作系統(tǒng)對文件的基本操作包括:
創(chuàng)建文件、文件寫、文件讀、文件重定位、文件刪除、文件截短。
對文件的其它操作包括:文件復制、重命名、更改屬性等。
4.6.2 文件的物理結構和邏輯結構
文件結構分物理和邏輯結構。其中物理結構是文件在外存上的存儲組織形式,它與具體的存儲設備有關。文件邏
輯結構是指用戶能直接感受到的文件組織結構,它與具體的存儲設備無關。
文件的邏輯結構
無結構文件
有結構文件
流式文件
索引順序文件
順序文件
索引文件
無結構的流式文件:是一維的、連續(xù)的、無結構的字符序列,可以看成是由一條無結構的記錄組成的文件。
有結構的記錄式文件:是帶有結構的、性質(zhì)相同的記錄的集合。
順序文件:文件所包含的一系列記錄按照某種順序依次連續(xù)存儲。
索引文件:由主文件和索引表構成??梢詫崿F(xiàn)快速訪問。
(1) 按輸入記錄的先后次序建立數(shù)據(jù)區(qū)和索引表。
(2) 待全部記錄輸入完畢后對索引表進行排序,排序后的索引表和主文件一起就形成了索引文件。
索引順序文件:順序文件和索引文件特點的結合。順序文件是按主關鍵字有序排列的,將順序文件的所有記錄分組,
索引表中為每組的首記錄建立一索引項,組與組之間按關鍵字大小有序排列,組內(nèi)記錄順序查找。
4.6.3 文件的訪問方式
1. 順序訪問方式
順序訪問方式主要適合于對順序文件的訪問。其訪問的位置是由指針定位的。讀操作是讀取指針所指示位置的內(nèi)容,
并自動將指針向后移動,以指示下一次讀的位置。而對寫操作,所寫的內(nèi)容總是添加到文件的尾部。
順序訪問方式是基于磁帶的模型,不僅適合順序存儲設備(如磁盤),對直接存儲設備(如磁盤)也適合。
2. 直接訪問方式
直接訪問也稱隨機訪問,它指的是允許跳躍式地隨意存取文件中的任何記錄,而不需要任何順序限制。直接
訪問是最為常見和高效的文件訪問方式。直接訪問方式是基于磁盤的模型。
3.索引訪問方式
在進行文件訪問時,首先對索引文件按關鍵字進行檢索,查找到指向數(shù)據(jù)記錄的指針,根據(jù)該指針實現(xiàn)對具
體數(shù)據(jù)記錄的訪問。
4.6.4 文件的目錄結構
通常,一個磁盤至少應包含一個分區(qū),每個分區(qū)用來保存文件和目錄結構。
文件目錄的組成:每個文件有一個文件控制塊FCB,它是文件存在的標志,存放了為管理文件所需的所有有關信息。
把所有的文件控制塊組織在一起,就構成了文件目錄,每個文件控制塊就是其中的一個目錄項。
文件的目錄系統(tǒng)可以組織成單層目錄結構、雙層目錄結構、樹型目錄結構、無環(huán)路目錄結構和通用圖目錄結構。
樹型目錄結構是目前使用最為廣泛的一種目錄結構。這種目錄結構在邏輯上的構成是一棵樹,子目錄是樹枝,
而文件是樹葉。一個用戶所擁有的子目錄位置不需要統(tǒng)一,在一個子目錄下可以再創(chuàng)建子目錄。
4.7 輸入/輸出系統(tǒng)管理
每臺計算機都配備了許多外部設備,它們的性能和操作方式都不一樣。操作系統(tǒng)對設備(即輸入/輸出系統(tǒng))管
理的主要目標是:方便用戶使用外部設備,提高CPU 和設備的利用率。
4.7.1 基本概念
1.端口(port):I/O 設備與計算機通信的連接點被稱為端口。
2.控制器(controller):用于操作端口、總線和設備的一組電子器件,是設備與總線的連接裝置。
4.7.2 輸入/輸出控制方式
CPU 通過端口對外設進行控制的方式有以下幾種:
(1) 程序控制方式
早期計算機采用的方式。CPU 向設備控制器發(fā)出一條I/O 指令啟動設備進行一個字節(jié)的輸入或輸出,然后CPU 就
等待I/O 設備進行數(shù)據(jù)傳送,直到一個字節(jié)傳送完畢。接下來,CPU 按以上方式處理下一個字節(jié)的輸入或輸出。
CPU 絕大部分時間都用于循環(huán)等待及測試I/O 是否完成,造成CPU 資源的極大浪費。CPU 和外圍設備只能串行工
作。
(2) 中斷驅(qū)動方式
當某進程要啟動某個I/O 設備工作時,首先由CPU 向相應設備的控制器發(fā)出一條I/O 命令,然后CPU 立即返回繼
續(xù)執(zhí)行原來的任務,設備控制器則按照命令的要求去控制I/O 設備工作。這時,CPU 與I/O 設備并行工作。
這種方式CPU 的利用率較高。但這種方式的缺點是在一次數(shù)據(jù)傳送過程中,發(fā)生中斷次數(shù)較多(每次只傳送一個字
節(jié)),這將耗去大量CPU 處理時間。
(3) 直接存儲器訪問方式
引入設備DMA 控制器,在其控制下,以數(shù)據(jù)塊為單位,將數(shù)據(jù)從設備直接送入內(nèi)存或相反,當一個或多個數(shù)據(jù)
塊傳送完畢時才需要CPU 干預。該方式CPU 的利用率高。
(4) 通道控制方式
通道控制方式是DMA 的發(fā)展,它把對每一塊數(shù)據(jù)的讀寫變成對一組數(shù)據(jù)塊的讀寫,可以進一步減少CPU 的干預。
更大程度地提高了系統(tǒng)資源的利用率。
4.7.3 I/O 緩沖管理
現(xiàn)代操作系統(tǒng)中,I/O 設備與CPU(實際指內(nèi)存)交換數(shù)據(jù)時,需要使用緩沖技術。也就是為I/O 設備設置緩沖區(qū)暫存數(shù)
據(jù),等到數(shù)據(jù)積累到一定程度時,再做批量處理。
引入緩沖:
(1) 緩和CPU 與I/O 設備間速度不匹配的矛盾;
(2) 減少對CPU 中斷頻率;
(3) 提高CPU 與I/O 設備間的并行性。
4.7.4 設備驅(qū)動程序
設備驅(qū)動程序與具體設備有關,用戶安裝好硬件后還要再安裝驅(qū)動程序,計算機才能識別和使用該設備。每個外部設
備都有相應的設備驅(qū)動程序,它也是硬件的身份識別標志,負責完成設備具體的各種動作(輸入/輸出操作)。
一旦為I/O 設備安裝了驅(qū)動程序,那么應用程序在使用I/O 設備時,就不必關心設備的特性、I/O 控制方式,
這樣就實現(xiàn)了應用程序與設備的無關性。
4.8 典型操作系統(tǒng)
4.8.1 Unix
Unix 是一個通用、交互式、分時多用戶并支持網(wǎng)絡的操作系統(tǒng),是可以運行在各種機型(從微機到巨型機在內(nèi))上的通
用操作系統(tǒng)。主要適用于網(wǎng)絡、大中小型機。
缺點:軟件少,價格貴,難掌握。
4.8.2 DOS
DOS 是單用戶、單任務和字符界面的操作系統(tǒng),主要為16 位微型計算機而設計,DOS 目前仍在一些微型計
算機上運行, 但屬于淘汰產(chǎn)品。
4.8.3 Windows
. 界面圖形化,操作便捷
. 采用多任務機制
. 支持網(wǎng)絡功能
. 出色的多媒體功能
. 硬件更容易使用
. 具有眾多應用程序的支持
4.8.4 Linux
Linux 是一個免費、源代碼開放、自由傳播、類似于Unix 的操作系統(tǒng)。它既可以做各種服務器操作系統(tǒng),也
可以安裝在微機上,并提供上網(wǎng)軟件、文字處理軟件、繪圖軟件、動畫軟件等,它除了命令操作外還提供了類似Windows
風格的圖形界面,我國自行開發(fā)的有紅旗、藍點Linux、麒麟Linux 等。缺點是兼容性差,應用軟件安裝困難,操作性
差,使用不習慣。
4.8.5 Mac OS
Mac OS 是一運行于蘋果系列微型計算機上的操作系統(tǒng)。蘋果機多用于圖形領域,它往往代表了潮流和時尚,
代表精美的工業(yè)設計,但它不兼容Windows 軟件,所以叫好不叫座。
第七章多媒體技術
7.1 多媒體計算機技術概述
7.1.1 多媒體計算機的概念
從一般意義上講,在計算機或通訊領域,媒體是指信息的載體或者信息的存儲實體,信息載體包括數(shù)字、文字、聲音、
圖形、圖像、視頻,信息的存儲實體包括磁盤、磁帶、光盤、U 盤等。而就多媒體計算機而言,媒體則是指信息載體。
根據(jù)國際電信聯(lián)盟的定義,媒體可分為5 種:感覺媒體、表示媒體、顯示媒體存儲媒體、傳輸媒體
多媒體:通常所指的多媒體就是文字、聲音、圖像、圖形、動畫、視頻等各種媒體在計算機統(tǒng)一管理下的有機結
合。
多媒體計算機技術:計算機綜合處理多種媒體信息(文本、圖形、圖像、音頻、視頻和動畫),使多種信息建立
邏輯連接,集成為一個系統(tǒng)且具有交互性。
7.1.2 多媒體技術的發(fā)展歷史
1984 年,Apple 公司推出Machintosh 圖形操作系統(tǒng)。
1985 年,世界上第一臺多媒體計算機問世。
1986 年,推出光盤系統(tǒng)。
1990 年,多媒體個人計算機協(xié)會制定MPC1 標準。
1995 年,Windows95 操作系統(tǒng)問世。
7.1.3 多媒體技術的特點和關鍵技術
多媒體特點是:
(1) 多樣性:多媒體不只處理一種媒體,而是綜合處理多種媒體,包括圖文聲像信息。
(2) 集成性:多媒體不是多種媒體簡單的收集,而是被有機地集成為系統(tǒng)。
(3) 交互性:多種媒體系統(tǒng)可以實現(xiàn)人機互動,用戶可以根據(jù)需要來使用系統(tǒng)。
關鍵技術,包括:
① 音頻視頻信號的獲取技術
② 多媒體數(shù)據(jù)的壓縮編碼和解碼技術
③ 音頻視頻數(shù)據(jù)的實時處理和特技
④ 音頻視頻數(shù)據(jù)的輸出技術
多媒體信息的主要元素
1.文本:包含字母、數(shù)字、漢字等基本元素。
2.圖形:又稱矢量圖。
3.圖像:又稱位圖或像素圖。
4. 動畫:采用編程或動畫軟件創(chuàng)作的連續(xù)畫面。
5. 音頻:指人耳能聽到的連續(xù)變化的音波。
6. 視頻:動態(tài)的影視圖像。
7.1.5 未來多媒體技術的發(fā)展
(1) 多媒體技術智能化
把人工智能領域某些研究課題與多媒體計算機技術結合。
(2) 多媒體信息實時處理和壓縮編碼算法芯片化
把多媒體信息實時處理和壓縮編碼算法直接放置到CPU 芯片中,從而大大改善多媒體計算機的性能指標。
(3) 虛擬現(xiàn)實技術
是指運用多種技術綜合形成一種模擬現(xiàn)實環(huán)境的人造環(huán)境,用戶在該環(huán)境中通過五官和大腦的親自體驗并參與到該
虛擬環(huán)境中,可以與之交互。讓用戶感覺到如同置身于真實世界一樣,它是多媒體技術的最高境界。
7.2.1 多媒體計算機硬件系統(tǒng)
(1) 基本硬件設備:
① 光盤存儲器
光盤存儲器由光盤和光盤驅(qū)動器構成。
② 音頻卡
又名“聲卡”,主要用于處理聲音,是多媒體計算機的基本配置。目前許多計算機的主板上都集成了聲卡的功能,
聲卡不再以單獨形式存在。
聲卡的作用主要有:
① A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換——將作為模擬量的自然聲音轉(zhuǎn)化成數(shù)字化的聲音,然后以文件形式保存在計算機中。
② D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換——把數(shù)字化的聲音轉(zhuǎn)換成模擬量的自然聲音并輸出到聲音還原設備(例如耳機、有源音箱、音
箱放大器等)中。
③ 輸入、輸出功能——利用聲卡的輸入/輸出端口可以將模擬信號引入聲卡并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號;也可以將數(shù)字信號
轉(zhuǎn)換成模擬信號送到輸出端口驅(qū)動音響設備發(fā)出聲音。
聲卡的主要接口:
①總線(Bus)
② 線路輸入(Line in)
③話筒輸入(Mic in)
④線路輸出(Line out)
⑤揚聲器輸出(Speaker Out)
⑥游戲棒/MIDI(Joystick/MIDI)
聲卡中的關鍵部件
(1) 數(shù)字信號處理器DSP:聲卡的核心部件,用于管理聲音的輸入輸出以及音頻信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)/模轉(zhuǎn)換。
(2) 混音器:可以將幾個不同聲源進行混合錄音。
(3) 音樂合成器:主要用于MIDI 音樂文件的播放。
(2) 擴展設備:
具有代表性的擴展設備有:觸摸屏、視頻卡、掃描儀、數(shù)碼相機、數(shù)字攝像機、各種彩色打印機、彩色投影儀等。
① 觸摸屏:屬于輸入設備,可通過手指直接觸及屏幕上的菜單、光標、接鈕等。
系統(tǒng)主要由傳感器、控制部件、驅(qū)動程序組成。
當用手指或其它設備觸摸顯示器前面的觸摸屏時,所摸到的位置以坐標形式被觸摸屏控制器檢測到,并通過接口
送到CPU,從而確定用戶所輸入的信息。
② 視頻卡:插在主機板的擴展槽內(nèi),可以對視頻信號進行數(shù)字化轉(zhuǎn)換、編輯和處理,以及保存數(shù)字化文件。
通常使用的視頻采集卡可接收模擬視頻源的信號(如錄像機、電視機、LD 影碟機等),并對該類信號進行數(shù)字化處理,
然后再壓縮編碼成數(shù)字視頻信號。
此外,還有一種比較流行的視頻采集卡,我們稱之為IEEE1394 數(shù)字視頻采集卡。它主要的作用是將數(shù)碼攝像
機中存放在數(shù)碼攝像帶上的視頻數(shù)據(jù)傳送到電腦硬盤中,和模擬采集不同的是它在傳送數(shù)據(jù)的過程中沒有任何質(zhì)量損
失
③ 掃描儀:是一種圖形輸入設備。配合適當?shù)膽密浖?,掃描儀還可以進行中、英文智能識別。
掃描儀工作原理:把原件面朝下放在掃描儀的玻璃臺上,掃描儀內(nèi)發(fā)出光照射原件,反射光線經(jīng)光學鏡面導向后,照
射到CCD 的光敏器件上。CCD 將不同顏色光的強度轉(zhuǎn)換成等價的電信號,再送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換成代表每個像素
色調(diào)或顏色的數(shù)字值。步進電機驅(qū)動掃描頭沿平臺作微增量運動,每移動一步,即獲得一行像素值。
④ 數(shù)碼照相機
數(shù)碼相機采用CCD 作為記錄圖像的介質(zhì),CCD 實際上是一塊布滿光敏元件的感光板, 它通過光照的不同引起
的電荷分布的不同來記錄被攝入的物體。
幾個技術指標(簡介)
1、CCD 和像素:CCD 上感光元件越多則像素就越多,像素越多則圖像越清晰。
2、存儲卡:數(shù)碼相機攝入的像片直接存儲在相機存儲卡中。
3、對焦和變焦:對焦,是指將透過鏡頭折射后的影像準確投射到CCD 感光板上,形成清晰的影像。
7.2.2 多媒體計算機軟件系統(tǒng)
1.多媒體設備驅(qū)動程序,用于在啟動操作系統(tǒng)時把設備的狀態(tài)、型號、工作模式等信息提供給操作系統(tǒng),并駐留在內(nèi)存
中供系統(tǒng)調(diào)用。
2.多媒體產(chǎn)品制作軟件,主要包括圖像、視頻、音頻的編輯制作。
3.多媒體平臺軟件,用于多媒體素材的組合。
4.工具軟件,用于加工和處理數(shù)據(jù),如壓縮、加密等。
5.應用軟件包括,Windows 系統(tǒng)提供的多媒體軟件、動畫播放軟件、聲音播放軟件、光盤刻錄軟件等。
7.3 音頻信息的獲取和處理
7.3.1 數(shù)字音頻基本概念
聲音是一種機械振動。模擬音頻技術把這種機械振動轉(zhuǎn)換成電信號,并以模擬電壓的幅度表示聲音強弱。
模擬音頻信號:聲音波形在時間和幅度上都是連續(xù)的,一般用不同的電壓表示。由于模擬音頻信號是連續(xù)的,
所以不能由計算機直接處理。
數(shù)字音頻信號:是把表示聲音強弱的模擬電壓用數(shù)字表示。
7.3.2 音頻信息的數(shù)字化
數(shù)字音頻信號是由模擬聲音經(jīng)采樣、量化和編碼得來的。其信號在時間和幅度上都用離散的數(shù)字序列表示。
(1) 采樣—— 時間上的離散
其過程是每隔一個時間間隔在模擬聲音的波形上取一個幅度值,把時間上的連續(xù)信號變成時間上的離散信號。
采樣頻率是指計算機每秒鐘采集多少個聲音樣本。
奈奎斯特(Nyquist)采樣定理:采樣頻率≥聲音信號最高頻率× 2
采樣頻率越高,單位時間所得到的振幅值就會越多,因而對于原聲音曲線的模擬也就越精確。
主流聲卡的采樣頻率一般可分為22.05KHz、44.1KHz、48KHz 三個等級,22.05 只能達到FM 廣播的聲質(zhì),
44.1KHz 則是理論上的CD 音質(zhì)界限,48KHz 則更加精確一些。
(2) 量化— 幅度上的離散
量化的過程是將采樣后的信號按整個聲波的幅度劃分成有限個區(qū)段(量化間距) ,然后把落入某個間距內(nèi)的值
歸為一類,并賦予相同的量化值。
失真在采樣過程中是不可避免的,從下面兩幅圖我們可以直觀地看出,當采用更高的采樣頻率、量化精度,
就可以減少失真。但由此得到的數(shù)字音頻信號數(shù)據(jù)量也就越大。
(3) 編碼
由于經(jīng)采樣和量化后的音頻信號數(shù)據(jù)量很大,所以一般要先對數(shù)字化的音頻信息進行壓縮和編碼后再在計算
機內(nèi)傳輸和存儲。在播放這些聲音時,還需要經(jīng)解碼器將二進制編碼恢復成原來的模擬聲音信號播放。
7.3.3 數(shù)字音頻文件格式
(1) WAV 文件格式:來源于對聲音模擬波形采樣,量化、編碼。這種文件最大的缺點是占用存儲空間大。適用
領域:音頻原始素材保存。該格式是通用音頻格式。
未壓縮的波形音頻文件WAV 和CD 音頻光盤的存儲容量計算如下:
存儲量=采樣頻率×采樣量化位數(shù)×聲道數(shù)×時間/8
舉例:采樣頻率為44.1KHz,采樣數(shù)據(jù)量化位數(shù)(或稱采樣精度)為16 位、雙聲道,一張60 分鐘的CD 唱片所占存
儲容量為: (44.1×1000×16×2×3600)/8=635040000(B)≈606(M)
(2) MP3 文件格式:采用1:10~1:20 壓縮率制作的數(shù)字音頻文件。必須經(jīng)過解壓縮才能播放,數(shù)據(jù)量小。
(3) RA 文件格式:最早的因特網(wǎng)流媒體音頻,音質(zhì)相對較差。特點是可在低的帶寬下在網(wǎng)上實時播放。
(4) WMA 文件格式:因特網(wǎng)流媒體音頻,用于在互聯(lián)網(wǎng)上播放的壓縮音頻文件。質(zhì)量優(yōu)于RA。
(5) MID 文件格式:是一種通過電子樂器彈奏,數(shù)字化合成的音頻文件,占用空間很小。
(6) APE 文件格式:是一種音頻無損壓縮格式,可壓縮到傳統(tǒng)無損格式WAV 文件的一半;而在音質(zhì)上超越一
般的MP3,達到和CD 相同的音質(zhì)。
(7) AIF 文件格式:Apple 計算機的音頻文件格式。
7.4 圖像信息的獲取和處理
7.4.1 圖像與圖形的區(qū)別
圖像由像素構成,像素是組成圖像最基本的元素,每個圖像點用若干個二進制位進行描述。圖像通常用于表現(xiàn)自然景
觀、人物、動物、植物等復雜的場景。
圖形是由具有方向和長度的矢量線段構成。圖形使用坐標、運算關系以及顏色數(shù)據(jù)進行描述,因此把圖形叫
做“矢量圖”。圖形的數(shù)據(jù)量小,常用于表現(xiàn)直線、曲線以及由各種線段圍成的圖形,不適于描述色彩豐富、復雜的自
然影像。
7.4.2 顏色的基本概念
(1) 顏色的基本描述
彩色可用亮度、色調(diào)和飽和度來描述,人眼看到任意彩色光都是這三個特性的綜合效果。亮度是光作用于人
眼時所引起的明亮程度的感覺。色調(diào)是反映的是顏色的種類。飽和度是指顏色的純度,飽和度越深顏色越鮮明。
自然界常見的各種彩色光都可以由紅(R)、綠(G)、藍(B)三種顏色光按不同比例相配而成,這就是色彩學中最基本的原
理——三基色原理。
把三種基色光按不同比例結合時便產(chǎn)生一個完整的光譜,包含所有的色彩。通常稱之為相加混色。
(2) 顏色空間表示
顏色通常用三個獨立的屬性來描述,三個獨立的變量綜合就構成了一個空間坐標,這就是顏色空間。顏色空
間可分為兩大類:基色顏色空間(RGB、CMY 等) 和色、亮分離顏色空間(YUV、HSL 等)。
① RGB 色彩空間:由紅、綠、藍3 種顏色光按不同比例相配而成,主要用于計算機顯示。
② CMY 色彩空間:三基色是青、品紅和黃,簡稱為CMY,適用于彩色印刷或彩色打印。
③ YUV 和YIQ 色彩空間:適用于彩色電視系統(tǒng),其中Y 表示亮度信號,UV 表示色差信號。美國、日本采
用YIQ 彩色系統(tǒng),Y 仍為亮度信號,IQ 表示色差信號。
④ HSL 色彩空間:H 表示色調(diào),S 表示顏色的飽和度,L 表示光的亮度。
7.4.3 圖像信息的數(shù)字化
一幅圖像在用計算機進行處理之前必須先轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式。圖像數(shù)字化過程可分為采樣、量化和編碼。
(1) 采樣:圖像采樣就是對圖像在水平方向和垂直方向上等間隔地分割成矩形網(wǎng)狀結構,每個矩形網(wǎng)格稱為像
素點。像素總數(shù)就是圖像的分辨率。
(2) 量化:是將采樣值劃分成各種等級,用一定位數(shù)的二進制數(shù)來表示采樣的值。量化位數(shù)越大,則越能真實地反映原
有圖像的顏色,但得到的數(shù)字圖像容量也越大。
在量化時表示量化的色彩值(或灰度值)所需的二進制位數(shù)稱為量化字長。一般可用8 位、16 位、24 位或更高
的量化字長來表示圖像的顏色。
(3) 編碼:圖像編碼是按一定的規(guī)則,將量化后的數(shù)據(jù)以二進制形式存儲在文件中。
7.4.4 圖像的屬性
(1) 圖像分辨率
是指打印圖像時,在每英寸上打印的像素數(shù)。(圖像的像素大小是指位圖在高、寬兩個方向的像素數(shù)相乘的
結果。)
(2) 顏色數(shù)量和深度
顏色深度是指在某一顏色系統(tǒng)中圖像的每個顏色所用的二進制位數(shù),而顏色數(shù)量是指該顏色系統(tǒng)中共有多少
種顏色。
顏色深度小于24bit 的圖像稱為索引彩色圖像,其像素顏色取自一個顏色查找表中最接近的顏色,這種方法顯示的顏色
不是圖像本身真正的顏色,稱為偽彩色。
當某個圖像的顏色深度達到或高于24bit 時,其顏色數(shù)量已經(jīng)足夠多,且圖像的色彩和表現(xiàn)力非常強,基本上
還原了自然影像,習慣上把這種圖像叫做“真彩色圖像”。
真彩色的每個像素的顏色由RGB 基色分量的數(shù)值直接決定。每個基色分量占一個字節(jié),共有3 個字節(jié)即24bit,
可生成的顏色數(shù)為224=16777216,即1600 萬種顏色。
而32 位真彩色是用其中的24 位描述顏色部分,另外8 位記錄256 級灰度,用以加強真彩色的質(zhì)量。
7.4.6 圖像信息的獲取方法
(1) 使用數(shù)碼相機拍照
利用數(shù)碼相機或者數(shù)碼攝像機直接拍攝自然影像,是最簡單的獲取圖像的手段。
(2) 使用掃描儀掃描
在掃描圖像時,應根據(jù)圖像的使用場合,選擇合適的掃描分辨率。分辨率越大,圖像的細節(jié)部分越清晰,但
是圖像的數(shù)據(jù)量也會越大。
(3) 使用現(xiàn)成圖像
可從正式出版的圖片庫光盤或互聯(lián)網(wǎng)上獲得。
7.5.1 動畫的概念和發(fā)展歷史
動畫由多幅畫面組成,當畫面快速連續(xù)地播放時,由于人類眼睛存在“視覺滯留效應”而產(chǎn)生動感。所謂“視覺滯留效應”
是指當被觀察的物體消失后,物體仍在大腦視覺神經(jīng)中停留的時間約為1/24s。換句話說,如果每秒快速更換24 個畫
面或更多的畫面,那么,前一個畫面在腦海中消失之前,下一個畫面已經(jīng)映入眼簾,大腦感受的影像是連續(xù)的。
7.5.2 電腦動畫
電腦動畫有兩大類,一類是幀動畫,另一類是矢量動畫。
幀動畫以幀作為動畫構成的基本單位,很多幀組成一部動畫片。幀動畫借鑒傳統(tǒng)動畫的概念,一幀對應一個
畫面,每幀的內(nèi)容不同。當連續(xù)演播時,形成動畫視覺效果。
矢量動畫是經(jīng)過電腦計算而生成的動畫,其畫面只有一幀,主要表現(xiàn)變化的圖形、線條、文字和圖案。矢量動畫通常
采用編程或矢量動畫制作軟件來完成。
7.5.3 制作動畫的設備和軟件
制作動畫應盡可能采用高速CPU,足夠大的內(nèi)存容量,以及大的硬盤空間,制作三維動畫時最好配置較高檔的顯示卡。
常用的動畫制作軟件:
Flash——網(wǎng)頁動畫軟件。
3D Studio Max——三維造型和動畫軟件。
7.5.4 視頻處理
視頻與動畫沒有本質(zhì)的區(qū)別。視頻來自于數(shù)碼攝像機拍攝和經(jīng)數(shù)字化的模擬攝像資料等,常用于表現(xiàn)真實場景。動畫
則是借助于編程或動畫制作軟件生成一系列景物畫面。
常用的視頻編輯軟件:
Premiere——視頻編輯軟件。
繪聲繪影——視頻編輯軟件。
7.5.4 動畫和視頻常見的文件格式
(1) GIF 格式:有兩種類型,一種是固定畫面的圖像文件;另一種是多畫面動畫文件,均采用256 色。
(2) SWF 格式:用Flash 軟件制作的動畫文件格式。該格式的動畫主要在網(wǎng)絡上演播,特點是數(shù)據(jù)量小,動畫
流暢,但不能進行修改和加工。
(3) AVI 格式(標準):通用的視頻文件格式。兼容好、調(diào)用方便、圖像質(zhì)量好,但缺點是文件體積過于龐大。
(4) DV AVI 格式:數(shù)碼AVI 格式。它不同于傳統(tǒng)AVI 格式,數(shù)碼攝像機就是使用這種格式記錄視頻數(shù)據(jù)的。
(5) DivX 格式:采用DivX 編碼的AVI 格式。它可把DVD 視頻壓縮為原來的10%,質(zhì)量接近DVD 視頻光盤的
效果。經(jīng)壓縮后的視頻文件擴展名也是.avi。
(6) MPEG 格式:用MPEG 算法壓縮得到的視頻文件。VCD 是用MPEG-1 格式壓縮的,DVD 則是用MPEG-2 格式壓
縮的。
(7) RM 格式:視頻流媒體技術始創(chuàng)者。圖像質(zhì)量較差。特別適合帶寬較小的網(wǎng)絡用戶在網(wǎng)上實時觀看。
(8) RMVB 格式:它是RM 格式的升級。它的文件大小比DivX 影片減少了近45%,而視聽覺效果與其相當。
(9) ASF 格式:微軟開發(fā)的適合在網(wǎng)頁中插播的流格式視頻文件。
(10) WMV:也是微軟開發(fā)的一種可在網(wǎng)上實時播放流格式視頻文件。效果好于ASF 和RM 格式的視頻文件。
7.6.1 多媒體數(shù)據(jù)壓縮概述
嚴格意義上的數(shù)據(jù)壓縮起源于人們對概率的認識。當我們對文字信息進行壓縮編碼時,如果為出現(xiàn)概率較高的字母賦
予較短的編碼,為出現(xiàn)概率較低的字母賦予較長的編碼,總的編碼長度就能縮短不少。
壓縮就是去掉信息中的冗余,即保留不確定的信息,去除確定的信息(可推知的)。
(1) 多媒體數(shù)據(jù)壓縮的必要性
圖像(30 萬像素,真彩色)
(640×480×24)÷8÷1024=900KB
視頻(PAL 制式,每秒25 幀)
(900×25)÷1024 ≈22MB /s
聲音(采樣頻率44.1KHz, 16 位量化,雙聲道)
(44.1×1000×16×2) ÷8 ÷ 1024=172KB/s
(2) 多媒體數(shù)據(jù)壓縮的可能性
多媒體數(shù)據(jù)可以被壓縮,是因為其中存在著冗余信息。
1.空間冗余:圖像中的某個區(qū)域相鄰像素的顏色信息相同,則該相鄰像素在數(shù)字化圖像中就表現(xiàn)為空間冗余。
2.時間冗余:在一個圖像序列的兩幅相鄰圖像中,后一幅圖像與前一幅圖像之間有著較大的相關。
3. 結構冗余:有些圖像的紋理區(qū),圖像的像素值存在著明顯的分布模式。于是,已知分布模式,可以通過某一過程生
成圖像。
4.知識冗余:有些圖像的理解與某些基礎知識有相當大的相關性。例如,人臉的圖像有固定的結構。
5.視覺冗余:是指人的視覺分辯率要低于實際圖像而產(chǎn)生的冗余。
例如,人的視覺對灰度的分辯率為26,而一般圖像量化采用的灰度等級為28。
7.6.2 多媒體數(shù)據(jù)壓縮的主要方法
多媒體數(shù)據(jù)壓縮的主要方法可分為統(tǒng)計編碼、預測編碼、變換編碼等。
7.6.3 多媒體的主要壓縮標準
(1) JPEG 標準:適合靜態(tài)彩色和灰度圖像。一般對單色和彩色圖像的壓縮比通常分別為10:1 和15:1。以JPEG 方式壓
縮的文件擴展名為.JPG。
JPEG2000:JPEG 的升級版,其壓縮率比JPEG 高約30%左右。
(2) MPEG 標準:針對運動圖像設計的壓縮標準。
MPEG-1 是一個通用標準。VCD 采用MPEG-1 壓縮標準。
MPEG-2 標準適合HDTV 高清電視的視頻及伴音信號壓縮,DVD 采也用MPEG-2 標準。
MPEG-4 可利用很窄的帶寬壓縮和傳輸數(shù)據(jù),以求用最少數(shù)據(jù)獲得最佳圖像質(zhì)量。它的目的是用來做互聯(lián)網(wǎng)
視像傳送、交互式視頻游戲,實時可視通信等。
MPEG-7 主要用于多媒體信息檢索服務,本質(zhì)上說就是我們常常在網(wǎng)上使用的搜索引擎,只不過它提供的是
多媒體的信息查詢服務。
(3) H.261 視聽通信編碼
H.261 是國際電聯(lián)為可視電話和電視會議制定的壓縮標準。其主要缺點是圖像質(zhì)量較差。
第八章計算機網(wǎng)絡技術
網(wǎng)絡主要有三種:電信網(wǎng)絡、有線電視網(wǎng)絡和計算機網(wǎng)絡,其中發(fā)展最快并起核心作用的是計算機網(wǎng)絡
(Computer Network)。
7.1.2 計算機網(wǎng)絡的產(chǎn)生與發(fā)展
第1 階段:網(wǎng)絡誕生階段
(一臺主機聯(lián)接多個終端)
第2 階段:網(wǎng)絡形成階段
(用通信線路將若干臺主機互連,實現(xiàn)資源共享)
. 第3 階段:互聯(lián)互通階段
. (計算機網(wǎng)絡得到普及化的階段,網(wǎng)絡體系結構標準化)
第4 階段:大型高速網(wǎng)絡階段
(全球以美國為核心的高速計算機互聯(lián)網(wǎng)絡即Internet 已經(jīng)形成,并迅速普及。)
8.1.2 計算機網(wǎng)絡的定義與分類
定義:計算機網(wǎng)絡是利用通信設備和線路將分布在不同地理位置的、功能獨立的多個計算機系統(tǒng)互連起來,實現(xiàn)網(wǎng)絡中
資源共享和通信的系統(tǒng)。
從系統(tǒng)功能的角度來看,一個網(wǎng)絡包括三個組成部分:
(1) 通信子網(wǎng):負責數(shù)據(jù)通信,是實現(xiàn)網(wǎng)絡通信功能的設備及其軟件的集合。(如傳輸線路、通信設備)
(2) 資源子網(wǎng):實現(xiàn)網(wǎng)絡資源共享的設備和軟件集合。(如計算機、軟件、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)等)
(3) 通信協(xié)議:通信雙方共同遵守的規(guī)則和約定。
分類---- 從規(guī)模上可以分為以下幾種:局域網(wǎng)→城域網(wǎng)→廣域網(wǎng)→互聯(lián)網(wǎng)
接入網(wǎng)在一般意義上是指骨干網(wǎng)到用戶終端之間的所有設備,其長度一般為幾百米到幾公里,因而被形象地稱為“最后
一公里”。由于骨干網(wǎng)一般采用光纖結構,傳輸速度快,因此接入網(wǎng)便成了整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的瓶頸。
局域網(wǎng):通常指覆蓋距離小于10km 以內(nèi)的網(wǎng)絡, 其應用場合有:同一房間內(nèi)的所有主機、同一樓內(nèi)的所有主機、同一
校園內(nèi)或企業(yè)園區(qū)內(nèi)的所有主機(如大學校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、智能小區(qū)網(wǎng)等等)。
城域網(wǎng):指所有主機分布在同一城市內(nèi),覆蓋范圍大約在10~100km。可以為一個或幾個單位所擁有,用來將多個局域
網(wǎng)進行互連。城域網(wǎng)往往由許多大型局域網(wǎng)組成,是局域網(wǎng)或個人用戶與Internet 連接的一個中間層次,是一個電信運
營級網(wǎng)絡,如中國電信下屬的各個城市電信網(wǎng)絡。
廣域網(wǎng):指網(wǎng)絡中所有主機與工作站點分布的地理范圍覆蓋幾十到幾千公里的范圍,比如同一個大城市,同一個國家
或同一個洲甚至跨越幾個洲等。一般將城域網(wǎng)以上的骨干網(wǎng)稱為廣域網(wǎng)。如中國電信骨干網(wǎng)就是由多個城域網(wǎng)互聯(lián),
它通過北京、上海、廣州3 個國際出口接入到全球Internet 中。
互聯(lián)網(wǎng): Internet 是遍布全球的聯(lián)絡各個計算機網(wǎng)絡平臺的總網(wǎng)絡。
8.1.3 計算機網(wǎng)絡的功能
. 數(shù)據(jù)通信(這是計算機網(wǎng)絡最基本的功能。)
. 資源共享(網(wǎng)絡的軟硬件資源可為多個用戶所共享。)
. 并行和分布式處理(將任務分散到不同的計算機上進行并行和分布處理,均衡各計算機的負載。)
. 提高系統(tǒng)可靠性(一旦某臺計算機出現(xiàn)故障,網(wǎng)絡上其它的計算機馬上上可以承擔原先由該故障機所承擔的
任務。)
8.1.4 計算機網(wǎng)絡拓撲結構
在計算機網(wǎng)絡中,人把計算機、服務器、交換機、路由器等網(wǎng)絡設備抽象為“點”,把網(wǎng)絡中的電纜等通信介質(zhì)抽
象為“線”,這樣就可以將一個復雜的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)抽象為由點和線組成的幾何圖形。人們稱這種圖形為網(wǎng)絡的拓撲
結構。
網(wǎng)絡拓撲結構的類型:
(1) 總線型網(wǎng)絡
將所有的節(jié)點都連接到一條電纜上布線方式。
設備:網(wǎng)卡、同軸電纜、連接頭。
特點: 安裝簡便,成本低,但故障診斷較困難。
說明:該拓撲結構基本被淘汰。
(2) 星型網(wǎng)絡
由中央節(jié)點與各個計算機連接組成的網(wǎng)絡。
設備:網(wǎng)卡、雙絞線、交換機。
特點:控制簡單、故障診斷容易、容易在網(wǎng)絡中增加新的站點。缺點是中心節(jié)點負擔較重。
說明:該拓撲結構在局域網(wǎng)中應用最廣。
(3) 環(huán)型網(wǎng)絡
環(huán)型網(wǎng)絡各個結點在網(wǎng)絡中形成一個閉合的環(huán),信息在環(huán)中作單向流動,可以實現(xiàn)任意兩個結點之間的通信。
說明:該拓撲結構基本被淘汰。
(4) 樹型網(wǎng)絡
樹型網(wǎng)絡是星型網(wǎng)絡的一種變體,它是一個樹形層次結構的網(wǎng)絡拓撲。
(5) 網(wǎng)狀型網(wǎng)絡
網(wǎng)狀型網(wǎng)絡的每一個節(jié)點都與其他節(jié)點有一條專業(yè)線路相連。
在上述5 種拓撲結構中,前3 種主要用于局域網(wǎng)。另外,在實際網(wǎng)絡中,特別是大型的網(wǎng)絡結構中,網(wǎng)絡的拓撲結構
一般是上述幾種網(wǎng)絡相互連接而成,整個網(wǎng)絡并沒有一個統(tǒng)一的拓撲結構。
8.1.5 計算機網(wǎng)絡性能指標
. 帶寬:網(wǎng)絡上能夠同時傳輸信息的最大容量。
. 時延:指一個數(shù)據(jù)分組從網(wǎng)絡的一端傳輸?shù)侥繕硕怂枰臅r間。
. 網(wǎng)絡容量:指一個網(wǎng)絡中所能容納的最大的網(wǎng)絡終端數(shù)目。
. 支持的協(xié)議與服務:網(wǎng)絡所支持的協(xié)議越多,則能提供的服務也越多。
8.2.1 網(wǎng)絡體系結構概述
在計算機網(wǎng)絡中為進行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定稱為網(wǎng)絡協(xié)議。一個協(xié)議定義了通信內(nèi)容是什么,通信如
何進行以及何時進行。
相互通信的兩個計算機系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)地工作,而這種“協(xié)調(diào)”是相當復雜的。采用“分層”的方式可將復雜的問題轉(zhuǎn)化
為若干比較易于研究和處理的局部問題。
計算機網(wǎng)絡的體系結構就是指網(wǎng)絡所劃分的各層及在這些層上所使用的協(xié)議的集合。
分層是一種很有用的思想,它簡化了協(xié)議的設計,每一層完成一定的功能。網(wǎng)絡功能分層的好處是這些層次可以各司
其職,由不同廠家開發(fā)的各層軟硬件設備可以配合使用。一個層次的設備更新或軟件重寫不會影響到其它層次。
8.2.2 ISO OSI/RM 模型
OSI 是一個七層網(wǎng)絡模型,包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。每一層
均有自己的一套功能集,并與緊鄰的上層和下層交互作用。
需要指出的是OSI 參考模型僅僅是一個為制定標準而提供的概念性框架。
在所有計算機網(wǎng)絡參考模型中OSI 參考模型和TCP/IP 參考模型最重要的兩個。
物理層:該層負責原始的比特流數(shù)據(jù)信號的傳送以及定義計算機和通訊設備之間的接口標準。
數(shù)據(jù)鏈路層:負責網(wǎng)絡內(nèi)部的幀傳輸,用于建立、維護和釋放數(shù)據(jù)鏈路,以及傳輸差錯的檢出與恢復。
網(wǎng)絡層:解決的是網(wǎng)絡與網(wǎng)絡之間的通信問題。即無論兩臺計算機相距多遠,中間相隔多少個網(wǎng)絡,這一層保障它們
可以互相通信。
傳輸層:作用是把數(shù)據(jù)可靠地從一方送到另一方,解決的是數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡之間傳輸?shù)馁|(zhì)量問題。該層傳送的信息單位是
報文。
會話層:功能包括:負責建立和終止網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸。
表示層:負責數(shù)據(jù)的表示,比如發(fā)送數(shù)據(jù)之前的加密,接收數(shù)據(jù)時的解密,中英文的翻譯等等。
應用層:該層提供網(wǎng)絡與用戶應用軟件之間的接口服務。常用的電子郵件服務,文件傳輸服務等都是這一層提供的。
例如,主機A 向主機B 傳送數(shù)據(jù)時,應用進程要把數(shù)據(jù)逐層向下傳,經(jīng)過傳輸層后進入到網(wǎng)絡層,該層將報文拆成若
干IP 數(shù)據(jù)報(分組),再往下傳到數(shù)據(jù)鏈路層組成幀,然后經(jīng)物理層形成比特流進入通訊網(wǎng)絡。每層向下傳時加入該層
相關控制信息,傳入主機B 后再一層層地剝?nèi)タ刂菩畔?,最后完成?shù)據(jù)的傳送。
在OSI 的7 層模型中,網(wǎng)絡層以下3 層表現(xiàn)為通訊子網(wǎng),之上的各層表現(xiàn)為資源子網(wǎng)。
8.2.3 TCP/IP 模型
TCP/IP 意為傳輸控制協(xié)議/互連網(wǎng)協(xié)議。TCP/IP 實際上已經(jīng)成為互連網(wǎng)通信的標準。
應用層
表示層
會話層
傳輸層
網(wǎng)絡層
數(shù)據(jù)鏈路層
物理層
應用層
OSI參考模型TCP/IP參考模型
傳輸層
互聯(lián)層
主機-網(wǎng)絡層
網(wǎng)絡層
網(wǎng)絡接口
網(wǎng)絡接口層:該層由數(shù)據(jù)鏈路層和物理層合并而成,利用原有數(shù)據(jù)鏈路層和物理層標準。
網(wǎng)絡層:主要協(xié)議是網(wǎng)際協(xié)議IP,由它處理分組在網(wǎng)絡中的傳輸。
傳輸層:主要為兩臺主機上的應用程序提供有連接(TCP 協(xié)議)或無連接(UDP 協(xié)議)通信。
應用層:綜合了OSI 應用層、表示層、會話層的功能。
8.3 計算機網(wǎng)絡的通信介質(zhì)
8.3.1 雙絞線
類型: 屏蔽雙絞線(STP);非屏蔽雙絞線(UTP)
5 類和超5 類雙絞線是目前網(wǎng)絡布線的主流。6 類雙絞線主要用于的千兆網(wǎng)上,現(xiàn)在也普遍用于局域網(wǎng)中。
8.3.2 同軸電纜
同軸電纜用于總線型網(wǎng)絡拓撲中。而目前同軸電纜大多已被光纖取代。但有線電視和某些局域網(wǎng)還有使用。
8.3.3 光纖
光纖采用非常細的石英玻璃纖維作為纖芯,外涂一層低折射率的包層和保護層。
8.3.4 微波
微波是一種重要的無線傳輸介質(zhì)。數(shù)字微波設備所接收與傳送的是數(shù)字信號,有較好的通信品質(zhì)。
8.4.1 計算機網(wǎng)絡硬件
計算機網(wǎng)絡硬件主要包括網(wǎng)絡中的計算機設備和網(wǎng)絡通信設備兩大類。常見的網(wǎng)絡計算機設備有服務器、客
戶機。
(1) 服務器:是提供網(wǎng)絡服務的主機,一般網(wǎng)絡服務器要安裝相關的服務軟件并能被網(wǎng)絡中的其它計算機訪問。網(wǎng)絡服
務器有文件服務器、WWW 服務器、郵件服務器、通信服務器、數(shù)據(jù)庫服務器等。
(2) 客戶機:有時也稱為工作站,通過它可以訪問服務器上的資源。
常見的網(wǎng)絡通信設備有網(wǎng)卡、中繼器、網(wǎng)橋、集線器、交換機、路由器等。
(1) 網(wǎng)絡接口卡:簡稱網(wǎng)卡,它能夠使工作站、服務器、打印機或其他節(jié)點通過網(wǎng)絡介質(zhì)接收并發(fā)送數(shù)據(jù)。全球每個網(wǎng)
卡都有一個唯一的網(wǎng)卡地址(MAC),網(wǎng)卡屬于OSI 模型的物理層的設備。
(2) 中繼器:由于信號在傳輸過程中有衰減,中繼器作用是放大信號以使其傳輸?shù)酶h一些。中繼器屬于OSI
模型的物理層的設備。
(3) 集線器:也稱為HUB,它只是一個信號放大和中轉(zhuǎn)的設備,有多個端口連接一組工作站。集線器的基本功能是信
號分發(fā),把一個端口接收的信號向所有端口分發(fā)出去。因而容易形成數(shù)據(jù)堵塞。集線器屬于OSI 模型的物理層的設備。
(4) 網(wǎng)橋:具有單個的輸入端口和輸出端口的設備,它像一個聰明的集線器,將兩個相似的網(wǎng)絡連接起來,并
對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的流通進行管理。網(wǎng)橋?qū)儆贠SI 模型的數(shù)據(jù)鏈路層設備。
(5) 交換機:交換機又叫智能集線器或多端口網(wǎng)橋,它的每一個端口都扮演一個網(wǎng)橋的角色,即數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)發(fā)過程中具有
過濾作用,在交換機內(nèi)部有一個端口與網(wǎng)卡地址對照表,它負責將每一信息包獨立地從源端口送至指定網(wǎng)卡地址的目
的端口,一個端口工作時不會影響到其它端口的傳輸(例如,一個8 端口的交換機理論上在同一時刻允許4 對網(wǎng)絡接口
設備交換數(shù)據(jù)),功能和效率均優(yōu)于集線器。它屬于OSI 模型的數(shù)據(jù)鏈路層設備,主要用于局域網(wǎng)內(nèi)部各端口間的數(shù)據(jù)
交換。
交換機的最基本功能就是集中連接網(wǎng)絡設備(如服務器、工作站、路由器、網(wǎng)絡打印機等),共同構成星形網(wǎng)
絡。
(6) 路由器:主要用于互連局域網(wǎng)和廣域網(wǎng),實現(xiàn)不同網(wǎng)絡互相通信。在互聯(lián)網(wǎng)絡環(huán)境下,信息從一個網(wǎng)絡傳到另一個
網(wǎng)絡時,有一個選擇最佳路徑進行通信的問題,這個最佳路徑由路由器提供。路由器屬于OSI 模型的網(wǎng)絡層設備。
(7) 網(wǎng)關:是最復雜的網(wǎng)絡連接設備,主要用于連接差別非常大的異種網(wǎng)絡,與路由器相比,網(wǎng)關主要工作在OSI 的傳
輸層以上。
網(wǎng)關按功能可分為以下三類:
① 協(xié)議網(wǎng)關。能夠?qū)蓚€網(wǎng)絡中的使用不同傳輸協(xié)議的數(shù)據(jù)進行相互翻譯轉(zhuǎn)換。
② 應用網(wǎng)關。是為特定應用而設置的網(wǎng)關,如各種常見的代理服務器。
③ 安全網(wǎng)關。是使用防火墻技術設置的網(wǎng)關,對本地網(wǎng)具有安全保護作用。
網(wǎng)關是硬件和軟件的結合產(chǎn)品,既可以是帶網(wǎng)關功能的路由器,也可以是運行在服務器、微機或大型機上的
網(wǎng)關軟件,也可以是專業(yè)網(wǎng)關設備。
8.4.2 計算機網(wǎng)絡軟件
網(wǎng)絡軟件系統(tǒng)主要包括有:網(wǎng)絡操作系統(tǒng);網(wǎng)絡通信協(xié)議;網(wǎng)絡工具軟件;網(wǎng)絡應用軟件
8.5 Internet 技術
8.5.1 Internet 概述
(1) Internet 產(chǎn)生
在90 年代以前,Internet 的使用一直僅限于研究與學術領域。1991 年,美國的三家公司分別開始經(jīng)營自己的
網(wǎng)絡,于是出現(xiàn)了Internet 商業(yè)化服務提供商,從此世界各地無數(shù)企業(yè)及個人紛紛涌入Internet,由此帶來Internet 發(fā)
展史上一個飛躍。
1997 年10 月10 日,美國政府在此基礎上提出下一代Internet 計劃。
(2) Internet 在中國
到目前為止,我國已建成了包括中國長城互聯(lián)網(wǎng)、中國聯(lián)通網(wǎng)、中國移動通訊網(wǎng)、中國網(wǎng)絡通信網(wǎng)、中國對外經(jīng)濟貿(mào)
易網(wǎng)等10 個全國范圍的公用計算機網(wǎng)絡。
8.5.2 網(wǎng)絡IP 地址
為了使計算機相互識別并進行通信,每臺連入互聯(lián)網(wǎng)中的計算機都有一個“號碼”,這個“號碼”稱為該計算機的因
特網(wǎng)地址,由于這個地址是在IP 協(xié)議中定義并由該協(xié)議處理的,因此通常稱為IP 地址。
IP 協(xié)議是TCP/IP 協(xié)議族中最為核心的協(xié)議,它是網(wǎng)絡層的協(xié)議。在TCP/IP 中,IP 地址是一個很基本的概念,
是理解網(wǎng)絡通信的一個重要基礎。
8.5.3 Internet 接入方式
從用戶的角度看,將計算機接入Internet 的最基本的方式有三種:通過局域網(wǎng)接入、電話線接入、有線電視電纜接入。
另外,還可以通過無線方式接入。用戶一般是通過ISP 接入Internet 的。
(1) 電話撥號上網(wǎng)
PSTN(公用電話交換網(wǎng)):即“撥號接入”,就是指通過普通電話線上網(wǎng)。有根電話線,再加個MODEM 就行
了。由于MODEM 的帶寬只有最快56Kbps,限制了其使用范圍,一般適合于有直拔電話的家庭臨時上網(wǎng)使用。
(2) ISDN 撥號上網(wǎng)
ISDN 即綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(一線通),可同時打電話與上網(wǎng),僅能提供128Kbps 的傳輸速率。
(3) ADSL 撥號上網(wǎng)
不對稱數(shù)字用戶網(wǎng)絡??商峁┥闲?40Kbps 到1Mbps,下行1Mbps 到8Mbps 的網(wǎng)速,用戶需要安裝的ADSL
設備包括:ASDL Modem、濾波器,主機需要安裝網(wǎng)卡。
ADSL 上網(wǎng)方式:
a、虛擬撥號上網(wǎng)
用戶在電腦上運行一個專用客戶端軟件,當通過身份驗證時,獲得一個動態(tài)的IP,即可連通網(wǎng)絡。
b、專線方式
如果你申請ADSL 是為了能自己做主頁,讓別人來瀏覽,你可以申請固定IP 地址的上網(wǎng)方式,但上網(wǎng)費用會
高一些。虛擬拔號對于上網(wǎng)時不懂如何保護自己電腦的人更適合,因為上網(wǎng)時的IP 是不固定的,那么也防止有些人通
過查找你的固定IP 而攻擊你。
(4) LAN 專線上網(wǎng)
這是一種基于高速光纖局域網(wǎng)技術的接入方式,用戶的計算機連接到某個局域網(wǎng)(如校園網(wǎng))上,成為該局域網(wǎng)
中的一個節(jié)點。然后再將局域網(wǎng)通過主干網(wǎng)專線連接到Internet 上。
(5) 有線寬帶上網(wǎng)
Cabel-Modem 是廣電系統(tǒng)普遍采用的接入方式,有線電視網(wǎng)光纜天然就是一個高速寬帶網(wǎng),可以提供上行
8M、下行30M 的理論接入速率。
(6) 無線上網(wǎng)
無線接入技術可以分為固定接入(無線局域網(wǎng))和移動接人(無線廣域網(wǎng)GSM、CDMA) 兩大類。
無線局域網(wǎng)上網(wǎng)需要電腦有無線網(wǎng)卡,周圍有無線路由器AP 開放。無線廣域網(wǎng)上網(wǎng)分移動GPRS 和聯(lián)通CDMA 兩種。
只要在有手機信號的地方就可以上網(wǎng)。
8.6.1 域名系統(tǒng)
域名:為方便記憶而為計算機進行命名。與IP 地址作用同,但便于記憶。(通常95%的個人用戶入網(wǎng)后由ISP 提供一個
動態(tài)IP 地址,沒有域名)
域名系統(tǒng)DNS :完成域名向IP 地址的轉(zhuǎn)換。是由若干個域名服務器程序完成的。域名解析就是將域名翻譯成IP 地址
的過程。
8.6.2 WWW 服務
WWW 服務是在Internet 上最熱門的服務之一,它已成為很多人在網(wǎng)上查找、瀏覽信息的主要手段,具有強
大的信息連接功能。
(1) Web(萬維網(wǎng))
所謂WWW(World Wide Web),也稱或Web,是建立在客戶機/服務器模型之上,以HTML 語言和HTTP 協(xié)議
為基礎,能夠提供面向各種Internet 服務的信息瀏覽系統(tǒng)。
萬維網(wǎng)的工作方式:
WWW 是基于客戶機/服務器方式工作的??蛻魴C與服務器各自完成不同的功能,其中:
① 瀏覽器。是一種安裝在客戶端專門用于定位和訪問Web 信息,獲取相關資源的導航工具。通過瀏覽器,
除了可以訪問WWW 資源空間的信息外,還可以訪問包括Telnet、FTP、電子郵件等全部的Internet 資源。
② WWW 服務器(又稱Web 服務器)。存放有網(wǎng)頁,即瀏覽器中所看到的畫面??蛻舫绦蛳蚍掌鞒绦虬l(fā)出
請求,服務器程序向客戶程序送回客戶所要的網(wǎng)頁文檔。
(2) URL(統(tǒng)一資源定位符)
也稱為Web 地址或網(wǎng)址。
一個完整的URL 包含三個部分:第一部分使用的是通訊協(xié)議;第二個部分是服務器的名稱或IP 地址;第三
是部分是網(wǎng)頁或文件的文件名。三者組合起來,就是完整的URL。例如:
http://主機全名[:端口號]/文件路徑/文件名
ftp://用戶名@服務器域名/目錄文件
telnet:// 服務器域名
例:ftp://ftp.microsoft.com/Softlib/
http://blog.sina.com/cn/main/
(3) 主頁
我們把只使用域名,如(http://www.)就可以瀏覽到的第一個網(wǎng)頁稱為該網(wǎng)站的主頁,主頁實際上也
是一個Web 站點的首頁。通過主頁中的超鏈接就可以瀏覽該網(wǎng)站的其它頁面。
網(wǎng)頁(Web 頁):瀏覽器中所看到的畫面。
(4) 搜索引擎
是專業(yè)搜索網(wǎng)站為用戶提供的檢索信息的搜索工具, 常見有百度搜索(www.baidu.com) 、Google 搜索
(www.google.com)、雅虎搜索(www.yahoo.cn)、搜狐(www.sohu.com)等。
8.6.3 文件傳輸(FTP)
FTP 就是將遠程計算機中的文件拷貝到自己計算機中,或?qū)⒈镜赜嬎銠C中的文件拷貝到遠程計算機中。