1、哈尔滨学院数学与计算机学院教案周 次 第 6 周， 第 1 次课 授课时间 200 年 月 日 / 星期 授课时数 2章 节名 称 1.4 计算机系统 1.5 微型计算机的基本硬件设备授 课方 式 课堂讲授（ ） ；实验课（ ） ；多媒体教学（ ） ；网络教学（ ） ；双语（ ）教学目的主机（掌握） ；外设（掌握） ；微机的性能指标（掌握） 。计算机病毒的定义、来源（掌握） ；计算机病毒的发展历史（了解） ；病毒的表现形式（掌握）；计算机病毒的分类（掌握） ；计算机病毒的特点（掌握） ；反病毒技术（了解） ；计算机病毒的预防（掌握） ；计算机法律与道德（了解） 。教学重点 计算机系统；基本硬件
2、设备。教学难点 计算机系统；基本硬件设备。教学方法 讲授 教学环境教学用具教 学 过 程 及 内 容 备 注1.5 微型计算机的基本硬件设备计算机的基本硬件设备主要包括主机箱、显示器、键盘、鼠标，以及其他可选外部设备，如音箱、打印机、扫描仪等。其中主机箱里面又有主板、CPU、内存、显卡、声卡、硬盘、光驱、软驱、电源等。从计算机的工作原理的角度讲，微机包括运算器、控制器、存储器、输入和输出设备五大部分。从实用组装个人计算机（PC）的角度讲，微机由主机、外设等部分组成。我们一般把 CPU 和内存叫主机，外存储器和输入输出设备叫做外围设备，简称外设。1主板主板又叫主机板、系统板或母板，是微机的核心部
3、件。它上面装有重要的芯片如 ROM BIOS、RAM 和输入输出控制电路，还有 CPU 插座（插槽）和很多扩展槽、键盘接口、面板控制开关、直流电源供电接插件等，用来接插 CPU、内存、显卡、声卡，并连接其他所有部件。主板的好坏，对计算机整体性能有很大的影响。大体上说，主板上的插槽、总线是计算机各硬件间进行数据交换的通道，它的速度将直接影响到计算机的速度；主板上的各个芯片组，对计算机的各种数据起着控制、诊断、存储、检测等作用。因此，选择个好的主板，等于为计算机奠定了一个好的基础。教 学 过 程 及 内 容 备 注2微处理器（CPU）CPU 的中文意思是中央处理器。中央处理器是决定计算机性能的关键
4、部件，可以说是计算机的心脏。CPU 的发展速度令人惊叹，单以 Intel 公司生产的 CPU 为例：从 8088 到 P4 经过了不到 20 年的时间，最初的 8088 集成了 29000 个晶体管，运算速度几十兆赫（ MHz） ，如今的 P4 集成了近 1000 万个以上的晶体管，主频在 2000MHz 以上。现在市面上已经开始流行主频为 2.4GHz 以上的 CPU。3内存内存是用来存储计算机工作过程中产生的数据信息的。内存的容量越大，所存储的信息就超多，系统到内存中读取信息的速度就越快。目前，内存容量大多为 128MB 和256MB。内存的指标除了容量以外，还有时钟频率，频率越高，内存读
5、取数据的速度就越快，目前市场上的内存频率大多是 133MHz 和 266MHz。如图 1-8 所示，这是一种常见的 RAM，即内存条。常见的内存一般分为动态 RAM 即 DRAM、静态 RAM 即 SRAM 和 CMOS RAM。CMOS RAM 是一种耗电较少的存储器，用来存储日期、时间、软硬盘规格等信息。通常 CMOS 中有一个设置程序，可以设置修改上述信息。如果 CMOS 中的内容丢失，机器就不能正常启动。4ROM BIOS一般用来存储计算机的基本输入/输出程序，这些程序有：加电自检程序 POST、装入引导程序、外部设备驱动程序和时钟控制程序。曾经造成巨大危害的 CIH 病毒就是攻击 B
6、IOS 芯片，改写其中的数据，从而使计算机不能启动的。5总线总线是计算机各个部件之间进信息传送的一组公共通道。通过总线来实现各部件的信息和数据交换，系统总线分为地址总线、数据总线和控制总线。控制总线用于传送各种控制信号，包括 CPU 到存储器和 CPU 与 I/O 接口的控制信号；地址总线为寻址的位线；数据总线用于在 CPU 与存储器、CPU 与 I/O 接口之间双向传送数据。常见的 PC 机总线标准有 ISA、EISA、VESA 和 PCI、AGP 总线、USB 总线等。PCI 总线 PCI 总线是高性能的局部总线，是独立的总线，支持多个外设，性能有很大提高。现在 PCI 总线成为应用的主流
7、。AGP 总线 图形加速端口标准。USB 总线 通用串行总线。是 Intel 提出的一种新型接口标准，是为了解决现行的微机与周边设备的通用连接而设计的，它的设计目的是使所有的低速设备，都可以统一地连接到 USB 接口上，甚至不需要外接电源线。USB 总线支持多个设备并行操作支持自动处理错误并进行恢复，支持设备热插拨，并能为设备提供电源。教 学 过 程 及 内 容 备 注1.5.2 外设外围设备简称外设，主要由显示器、键盘、打印机、外存储器等组成1外存储器（1）硬盘硬盘是计算机重要的外部存储设备，计算机的操作系统、应用软件、文档、数据以及游戏等，都可以存放在硬盘上。硬盘技术的发展日新月异，早期的
8、硬盘只有几十兆字节（MB） ，后来发展到几百兆字节，现在的硬盘己达到上百吉字节（GB） 。目前市场上流行的硬盘有 40GB，60GB，80GB，120GB，160GB 等。硬盘容量大幅度增加，促进了计算机的发展，我们日前使用的各种大容量软件以及对各种图像、动画、声音信息的处理，都有赖于大容量硬盘的支持。硬盘的技术指标主要有：转速、平均寻道时间、平均访问时间、最大内部数据传输率以及缓冲时间等。硬盘的转速是决定硬盘内部传输速率的关键因素之一，也是区分硬盘档次的重要指标。日前市场上硬盘的转速主要有 5400 转/秒、7200 转/ 秒，主流硬盘己向 7200 转/秒以上发展。硬盘是硬盘系统的简称，由
9、适配卡、硬盘片和硬盘驱动器组成。硬盘片密封在硬盘驱动器中，不能随便取出。硬盘有 IDE/EIDE 接口、SCSI 接口等多种接口。常见的硬盘厂家有 IBM、Seagate 、 Maxtor、Quantum 等。（2）软盘驱动器和 3.5 寸软盘软盘驱动器又叫软驱，是用来读写软盘数据的设备。早期有 5 英寸软驱，现在 5 英寸软驱己被淘汰，一般都使用 3.5 英寸软驱。3.5 英寸软驱读写 3.5 英寸软盘。软盘是一个可移动存储器。3.5 英寸软盘可存放 1.44MB 的内容，可以反复擦写。软盘由外面的硬质塑料封套和内部的涂有磁性介质的聚酯材料圆形盘片组成的。封套上部有金属滑片，滑开后能通过读写
10、孔露出里面的盘片。软盘进行读写的时候，软驱的磁头从盘片圆心到边缘的做径向移动，读取软盘中的数据。软盘的右下角有写保护口，当把写保护滑片移到下边，则软盘处于写保护状态，这时软盘只能读，不能写，软盘上的数据不会被删除；当把写保护滑片移到上边即覆盖写保护孔时，软盘处于非写保护状态，这时软盘既能读又能写，软盘上的数据也可以删除。软盘盘片划分为多个同心圆磁道，最外为 0 磁道，向内依次为 1 磁道、2 磁道，一个圆形盘片又划分成相等的扇形区域，称为扇区，计算机就可以根据磁道扇区（0 磁道1 扇区）来组织和存储数据。由磁道和扇区划分出的区域大小为 512B，双面高密度 3.5 寸的软盘共有 80 个磁道，
11、18 个扇区，共有两面，容量计算如下：80182512B=1474560B=1.44MB教 学 过 程 及 内 容 备 注（3）光盘驱动器和光盘光盘驱动器也叫光驱或 CD-ROM 驱动器，光驱是用来驱动光盘，完成数据的读写的。光驱是利用光线的投射与反射原理来达到数据存储与读取的效果的。光驱的主要技术指标是“倍速” ，光驱最初读取信息的速度是每秒 150KB，后来光驱的读取速度成倍提高，出现了 8 倍速光驱、16 倍速光驱，光驱的倍速是指每秒的读取信息速度乘以倍数的系数，如常用的 40 倍速光驱，是指光驱的读取速度为每秒 150KB 乘以 40，即150KB40=6000KB。目前市场上有 50
12、 倍速以上、甚至更高倍速的光驱。一张光盘的存储容量一般是 650MB，能存储较大的软件、游戏或影视节目等信息。软盘与硬盘都是同心磁道的，而 CD-ROM 光盘只有一个螺旋道，从中心开始，旋向外边。现在计算机系统的光盘一般分为只读光盘、一次写入光盘和可擦写光盘。只读型光盘（CD-ROM ）：其内容由生产厂家写入，用户在使用过程中只能读取，不能修改和删除，也不能写入。一次写入型光盘（CD-R）：一般是由用户写入信息的，它必须在专用的光盘刻录机上进行。它只能写一次，写入后不能删除和修改，是一次写入多次读出的光盘。读写型光盘（CD-RW）：用户既可以对这种光盘可以读取信息，还可以对光盘上的信息进行删除
13、和改写。（4）DVDDVD（Digital VideoDisc，数字电视光盘） ，它缩小了光道之间距离，减小记录信息的凸凹坑长度，采用波长更短的激光源，使用双面甚至更多层面来记录数据。这样DVD 光盘的存储容量一般为 4.7GB，而有的可以达到 8.5GB（双面）或 17GB（双面双层） 。而且数据质量更好，存储的视频音频资料质量更高。（5） 可移动存储器2显示器及显卡（1）显示器显示器的作用是把计算机处理信息的过程和结果显示出来。显示器是标准的输出设备，是计算机系统的重要组成部分，显示器质量好坏，直接影响计算机信息显示的效果。显示器分为阴极射线管显示器（CRT ） 、液晶显示器（LCD）等。
14、显示器的技术参数主要有： 屏幕尺寸 屏幕类型 点距 刷新频率 分辨率 带宽 辐射与环保（1） 显示适配卡显示适配卡简称显卡，是计算机与显示器之间的一种接口卡。显卡的作用主要是负责图形处理、把计算机的数据传输给显示器并控制显示器的数据组织方式。3键盘键盘是最常用的也是最主要的输入设备，通过键盘可以把英文字母、数字、中文文字、标点符号等输入计算机，从而对计算机发出指令，输入数据。现在常用的大多是 101 或 104 键的键盘，教 学 过 程 及 内 容 备 注4鼠标鼠标首先用于苹果电脑，随着 Wndows 操作系统的流行，鼠标变成了不对缺少的工具。鼠标按工作原理分为有机械式和光电式两种。鼠标有单键
15、、双键和三键鼠标，我们常用的是双键鼠标和三键鼠标。5打印机打印机是重要的输出设备，可以分为击打式和非击打式的两种。（1）击打式打印机击打式打印机是利用打印头内的点阵撞针，撞击在色带和纸上来产生打印效果的，所以又称为针式打印机。2）非击打式打印机非击打式打印机主要有喷墨打印机和激光打印机两种。CPU 是微机的核心部件，它决定了微机的基本性能。目前市场上流行的 CPU 主要是 Intel、AMD 和 Cyrix（已经被台湾威盛公司购并）等公司的产品。2主频主频是 CPU 的工作时的时钟频率，在一定程度上反映机器的运行速度，主频越高，机器的运行速度越快。主频的单位是 Hz ，我们常说的 Pentiu
16、m4 2.4G，其中 Pentium4是 Intel 公司的 CPU 的型号，它的主频为 2.4GHz。3字长计算机内部将数个字节的数据进行整体处理，称为计算机字，一个计算机字所包含的比特位数，称为字长。计算机的字越长，处理数据就越精确。4内存随着各种软件对内存的要求越来越高，内存容量不断增大，有效地提高程序的运行速度。现在主流配置为 128MB、256MB。5扩展槽扩展槽的位数和个数，标志了机器的扩充能力，这种开放的体系为用户提供了方便。6外存储器磁盘驱动器是微机的标准配置，现在主流配置，硬盘在 80GB 左右，软盘驱动器为3.5 英寸的高密驱动器，光驱一般在 40 倍速以上，有许多高端微机
17、还配置了 DVD 光驱和光盘刻录机。7显示器一般选择 VGA 的显示器，分辨率在 1024768 以上，点间距在 0.26m ，17 英寸的CRT 数控显示器已经成为主流，液晶显示器已经出现在高端配置上。显示适配器的显存一般在 1632MB 以上。教 学 过 程 及 内 容 备 注1.6 计算机病毒与防治.6.1 计算机病毒简介计算机病毒实质上是一些计算机程序，这些程序隐藏在计算机系统中，通过自我复制来传播，满足一定条件即被激活，从而给计算机系统造成一定损害甚至严重破坏。计算机病毒不单单是计算机学术问题，而且也是一个社会问题。1病毒的定义中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例对计算机病毒的定
18、义是：“编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者毁坏数据，影响计算机使用，并能自我复制的一组计算机指令或者程序代码” 。2计算机病毒的来源3计算机病毒的发展历史计算机病毒的发展可以划分为四个阶段。第一代病毒的产生时间可以认为在 19861989 年之间，这一期间出现的病毒可以称之为传统的病毒，是计算机病毒的萌芽和滋生时期。由于当时计算机的应用软件少，而且大多是单机运行环境，因此病毒没有大量流行；病毒的种类也很有限，病毒的清除工作相对来说较容易。第二代病毒又称为混合型病毒，其产生的时间在 19891991 年之间，它是计算机病毒由简单发展到复杂，由单纯走向成熟的阶段。计算机局域网开始应用与
19、普及，许多单机应用软件开始转向网络环境，应用软件更加成熟。由于网络系统尚未有安全防护的意识，缺乏在网络环境下病毒防御的思想准备与方法对策，给计算机病毒带来了第一次流行高峰。第三代病毒的产生的时间在 19921995 年，此类病毒称为“多态性”病毒或“自我变形”病毒，是最近几年来出现的新型的计算机病毒。所谓“多态性”或“自我变形”的含义是指此类病毒在每次传染目标时，放入宿主程序中的病毒程序大部分是可变的，即同一种病毒的多个样本，病毒程序的代码绝大多数是不同的。由于这一特点，传统的利用特征码方法不能检测出此类病毒。20 世纪 90 年代中后期产生第四阶段病毒，随着远程网、远程访问服务的开通，病毒流
20、行面更加广泛，病毒的流行迅速突破地域的限制。首先通过广域网传播至局域网内，再在局域网内传播扩散。1996 年下半年随着 Internet 的大量普及和 E-mail 的使用，夹杂于 E-mail 内的 Word 宏病毒、蠕虫病毒已成为当前病毒的主流。由于宏病毒编写简单、破坏性强、清除繁杂，给清除工作带来了诸多不便。从近两年的病毒发展情况来看，蠕虫病毒（Worm）表现出强劲的反弹趋势，著名的“美莉莎病毒”就是一个典型的例证。蠕虫病毒进入网络后，最明显的表现是整体网络性能出现巨大的下降。网络中不论感染病毒的计算机，还是没有感染病毒的计算机，正常的操作都无法继续进行。这一时期的病毒的最大特点是利用
21、Internet 作为其主要传播途径，因而病毒传播快、隐蔽性强、破坏性大。教 学 过 程 及 内 容 备 注4计算机病毒的表现形式计算机如果出现下列异常状况的时候，应该首先考虑是不是病毒引起的。（1）运行正常的计算机突然经常性的无故死机。（2）操作系统无法启动。（3）系统运行异常。由于计算机病毒占用了大量的系统资源，并且自身的运行占用了大量的处理器时间，造成系统资源不足，运行速度明显变慢，以前能正常运行的软件经常发生内存不足的错误，或者产生非法错误和死机的情况明显增加。（4）系统文件的时间、日期、大小发生变化。这是最明显的计算机病毒感染迹象，计算机病毒感染应用程序文件后，会将自身隐藏在原始文件
22、后面，文件大小会有所增加，文件的访问和修改日期和时间也会被改成感染的时间。（5）打印和通讯发生异常。（6）改变磁盘分配或磁盘的空间迅速减少。（7）磁盘的存储不正常。如感染了 Word 宏病毒后，打开 Word 文档后，只能以模板方式保存。（8）可用内存空间减少。（9）接到陌生人发来的电子邮件。经常收到陌生人发来的电子邮件，尤其是标题非常有诱惑力，如一则笑话、一封情书、且带有附件的 E-mail，打开这样邮件的附件，容易感染病毒。（10）打开浏览器窗口时，会自动链接到一些陌生的网站，或者上网的速度明显减慢，存在陌生的网络连接。1.6.2 计算机病毒的分类和特点1计算机病毒的分类按照病毒存在的媒体
23、分类，计算机病毒可以划分为：引导型病毒、文件型病毒、混合型病毒、网络型病毒。 引导型病毒：感染硬盘的引导扇区（BOOT） 。 文件型病毒：感染计算机中的某种特定类型的文件（如 COM，EXE，Word 等） 。 网络型病毒：通过计算机网络传播感染网络中的可执行文件； 混合型病毒：是以上三种情况的混合型，这样的病毒通常具有复杂的算法，使用非常规的方式侵入系统，同时还使用加密和变形算法。 按照病毒破坏的能力分类，计算机病毒可以分为无害型、无危险型、危险型、非常危险型。 无害型：除了传染时占据磁盘的可用空间外，对系统没有其他的影响。 无危险型：这类病毒仅仅是减少内存、显示图像、发生声音及同类音响。
24、危险型：这类病毒会在计算机系统操作中造成严重的错误。 非常危险型：这类病毒删除程序、破坏数据、清除系统内存区和操作系统中重要的信息。绝大部分病毒攻击的是计算机系统、计算机的软件和计算机数据，但是，现在也出现了攻击计算机硬件的病毒，如著名的 CIH 病毒，它攻击的是计算机主板上的 BIOS 芯片。教 学 过 程 及 内 容 备 注2计算机病毒的特点 程序性：计算机病毒是一段出于某种目的人为编制的程序。 破坏性：计算机病毒的编制往往是出于一种恶意的目的，轻则影响计算机系统的正常运行，重则造成不可预测、不可估计的严重损失。 传染性和复制性：计算机病毒能够复制自身，它会自动检测程序是否已经被自己感染，
25、如果没有，它会在这个程序里复制一个自身的副本，隐藏在这个程序中。这就样计算机病毒可以从一个程序传染到另一个程序，从一台计算机传染到另一台计算机，从一个计算机网络传染到另一个计算机网络，在各系统上传染、蔓延，同时被传染的计算机为计算机病毒提供了生存环境和新的传染源。 潜伏性和触发性：计算机病毒在传染计算机系统后，病毒的触发是由发作条件确定的。在发作条件满足前，病毒可能在系统中没有表现症状，不影响系统的正常运行。而一旦发作条件满足，计算机病毒会立即按照自身的程序设计发作，攻击计算机系统。不同种类的计算机病毒发作条件各不相同，有的以时间为发作条件，有的则以运行特定的软件或宿主文件被执行等作为发作条件
26、。 针对性：一种计算机病毒（版本）并不能传染所有的计算机系统或计算机程序。有的病毒是传染的是 Windows 操作系统的，有的病毒是针对苹果公司的Macintosh 机的；有的病毒传染的是 Word 文档的，有的病毒是传染可执行文件的。每种病毒都有自己的传播环境和攻击目标。 变种性：计算机在发展、演化过程中可以产生变种。有些病毒可以产生几十种变种。 1.6.3 反病毒技术第四代反病毒技术则是针对计算机病毒的发展而基于病毒家族体系的命名规则、基于多位 CRC 校验和扫描机理，启发式智能代码分析模块、动态数据还原模块（能查出隐蔽性极强的压缩加密文件中的病毒） 、内存解毒模块、自身免疫模块等先进的解
27、毒技术，较好地解决了以前防病毒技术中顾此失彼、此消彼长的状态。1.6.4 计算机病毒的预防1从管理上预防病毒 谨慎地使用公用软件和共享软件； 限制计算机网络上的可执行代码的交换，尽量不运行不知来源的程序，使用的计算机软件应先经过检查； 不使用盗版光盘、非本机软盘先检测； 除原始的系统盘外，尽量不用其他软盘去引导系统； 定期检测软、硬盘上的系统区和文件，并及时消除病毒，系统中的数据盘和系统盘要定期进行备份； 不将数据或程序写到系统盘上； 把专用系统盘放置在安全可靠的地方； 从主动预防，切断病毒传播途径和被动预防，及时查杀病毒两个方面防治计算机病毒。2从技术上防治病毒随时更新安装在机器上的查杀病毒软件。常用的反病毒软件有诺顿（Norton） 、金山毒霸（Kill3000 ） 、瑞星（Rising）等。这些反病毒软件一般具有病毒防火墙，能常驻内存。教 学 过 程 及 内 容 备 注完成方式 书面版（） 电子版（ ）课程作业 第一章 提交时间 周五讨论练习预习复习2.1、2.2、2.3教学后记
