第一章運(yùn)算機(jī)硬件基礎(chǔ)

1.1運(yùn)算機(jī)基本組成

1一個(gè)完整的運(yùn)算機(jī)系統(tǒng)由：控制器、運(yùn)算器、儲(chǔ)備器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5部分組成。

2運(yùn)算器和控制器合稱為中央處理器。內(nèi)儲(chǔ)備器和中央處理器合稱為主機(jī)。

3控制器包括：指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序控制。

1.1.1中央處理器

1運(yùn)算器通常由算術(shù)運(yùn)算部件（ALU）和一些寄存器組成。

2累加器除了存放參加運(yùn)算的操作數(shù)外，在連續(xù)運(yùn)算中，還用于存放中間結(jié)果和最終結(jié)果。

3為了使運(yùn)算機(jī)能夠正確執(zhí)行指令，CPU必須能夠按正確的時(shí)序產(chǎn)生操作控制信號(hào)，這是控制器的主要任務(wù)。

4控制器組成：①程序計(jì)數(shù)器（PC）②指令寄存器（IR）③指令譯碼器④脈沖源及啟?？刂凭€路⑤時(shí)序信號(hào)產(chǎn)生部件⑥操作控制信號(hào)形成

部件⑦中斷機(jī)構(gòu)⑧總線控制邏輯

1.1.2儲(chǔ)備器

1按儲(chǔ)備器在運(yùn)算機(jī)中的功能分類：高速緩沖儲(chǔ)備器（Cache）,由雙極型半導(dǎo)體；主儲(chǔ)備器，由MOS半導(dǎo)體儲(chǔ)備器構(gòu)成；輔助儲(chǔ)備器，

又稱為外儲(chǔ)備器。

1.1.3常用I/O設(shè)備

1按信息的傳輸方向來分可分為：輸入、輸出與輸入輸出設(shè)備。

2輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、光標(biāo)、觸摸屏、跟蹤球、控制桿、數(shù)字化儀、語言輸入、手寫漢字識(shí)別、光學(xué)字符閱讀機(jī)（OCK）。

分為兩類：媒體輸入設(shè)備和交互式輸入設(shè)備。媒體輸入設(shè)備：紙帶輸入機(jī)、卡片輸入機(jī)、光學(xué)字符閱讀機(jī)；交互式輸入設(shè)備：鍵盤、鼠

標(biāo)、觸屏、光屏、跟蹤球。

3輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、語音輸出設(shè)備、卡片穿孔機(jī)、紙帶穿孔機(jī)、數(shù)模轉(zhuǎn)換設(shè)備。

4輸入輸出設(shè)備：磁盤機(jī)、磁帶、可讀寫光盤、CRT顯示器、通信設(shè)備。

5輸入輸出設(shè)備按功能分為三類：用于人機(jī)接口、用于儲(chǔ)備信息、機(jī)一機(jī)聯(lián)系。

6鍵盤：按鍵開關(guān)可分為兩類：觸點(diǎn)式、非觸點(diǎn)式。

7鍵盤控制器的構(gòu)成方式不同，可分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩類。

8根據(jù)鼠標(biāo)器鎖采用的傳感技術(shù)的不同，鼠標(biāo)器可分為兩類：機(jī)械式與光電式。

9鼠標(biāo)與主機(jī)相連有兩種方式：總線接口和通信接口。

10目前大部分運(yùn)算機(jī)把鼠標(biāo)接在串行通信口：COM1和COM2上。

11打印機(jī)以印字原理可分為：擊打式打印機(jī)和非擊打式打印機(jī)；以輸出方式可分為串行打印機(jī)和并行打印機(jī)。

12擊打式打印機(jī)按字錘或字模的構(gòu)成方式來分，可分為整字形擊打印設(shè)備（按字模載體的形狀分為：球形、菊花瓣形、輪式、鼓式）和

點(diǎn)陣打印設(shè)備兩類。

13非擊打式打印機(jī)類型：激光印字機(jī)、噴墨打印機(jī)、熱敏打印機(jī)。

14顯示器由監(jiān)視器和顯示控制器組成。監(jiān)視器由陰極射線管（CRT）、亮度控制電路（控制柵）、掃描偏轉(zhuǎn)電路（水平/垂直掃描偏轉(zhuǎn)線

圈）組成。

15為保證屏幕上顯示的圖像不產(chǎn)生閃爍，圖像必須以50幀/秒至70幀/秒的速度進(jìn)行刷新。

16運(yùn)算題舉例：如當(dāng)辨論率為640X480,幀頻為50幀/秒，且水平回掃期和垂直回掃期各占水平掃描周期和垂直掃描周期的20%,則

行頻=480線+80%X50幀/s=30kHz

水平掃描周期=l+30kHz=33Ps

每一像素讀出的時(shí)間=33PSX80%4-640線=40-50ns

若辨論率提高到1024X768,幀頻為60幀/秒，則行頻提高到57.6kHz,水平掃描周期（HC）為17.4口s,每像素讀出時(shí)間減少到13.6ns。

辨論率要求越高，為保證圖像不閃爍，則時(shí)間要求越高（每一像素讀出顯示的時(shí)間越短）。

光柵掃描顯示器的掃描方式還可以分成逐行掃描和隔行掃描方式兩種。

1.2運(yùn)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.2.1并行處理的概念

1并行性包括同時(shí)性和并發(fā)性兩種含義。

2運(yùn)算機(jī)中提高并行性的措施：時(shí)間重疊（時(shí)間并行技術(shù)）；資源重復(fù)（空間并行技術(shù)）；資源共享（一種軟件方法）。

3指令流：運(yùn)算機(jī)執(zhí)行的指令序列；數(shù)據(jù)流：指令流調(diào)用的數(shù)據(jù)序列；多重性：運(yùn)算機(jī)同時(shí)可處理的指令或數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。

4（S-single,單一的，「instruction、指令，M-multiple,多倍的，D-dat、數(shù)據(jù)）根據(jù)指令流和數(shù)據(jù)流的多重性，可以把運(yùn)算機(jī)分

為4類：①單指令流單數(shù)據(jù)流（SISD）②單指令流多數(shù)據(jù)流（SIMD）③多指令流單數(shù)據(jù)流（MISD）④多指令流多數(shù)據(jù)流（MIMD）。

1.2.2流水線處理機(jī)系統(tǒng)

若假定圖中取指令、分析指令、執(zhí)行指令的時(shí)間相同，均為3則完成n條指令的時(shí)間T分別為

T=3nt；T=（n+2）t。

1.2.3并行處理機(jī)系統(tǒng)

1并行處理機(jī)也稱為陣列式運(yùn)算機(jī)，是操作并行的SMID運(yùn)算機(jī)，采用資源重復(fù)的措施開發(fā)并行性。并行處理機(jī)通常有一個(gè)控制器CU,N

個(gè)處理單元（PE）（包括處理器和儲(chǔ)備模塊），以及一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)部件（IN）組成。

2并行處理機(jī)的主要特點(diǎn)：以單指令流多數(shù)據(jù)流方式工作；采用資源重復(fù)方法引用空間因素；是以某一類算法為背景的專用運(yùn)算機(jī)；并

行處理機(jī)的研究必須與并行算法的研究密切結(jié)合；處理單元結(jié)構(gòu)相同是同構(gòu)型并行機(jī)，同時(shí)是異構(gòu)型多處理機(jī)系統(tǒng)。

1.2.4多處理機(jī)系統(tǒng)

1多處理機(jī)屬于MIMD運(yùn)算機(jī)。和SIMD運(yùn)算機(jī)的區(qū)別：多處理機(jī)實(shí)現(xiàn)任務(wù)或作業(yè)一級(jí)的并行，而并行處理機(jī)只實(shí)現(xiàn)指令一級(jí)的并行。

2多處理機(jī)的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)靈活性、程序并行性、并行任務(wù)派生、進(jìn)程同步、資源分配和進(jìn)程調(diào)度。

1.2.5CISC/RISC指令系統(tǒng)

RISC與CISC比較，指令系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：指令數(shù)目少；指令長(zhǎng)度固定、指令格式種類少、尋址方式種類少；大多數(shù)指令可在一個(gè)機(jī)器

周期內(nèi)完成；通用寄存器數(shù)量多。

1.3運(yùn)算機(jī)儲(chǔ)備系統(tǒng)

1.3.3主儲(chǔ)備器

1半導(dǎo)體讀寫儲(chǔ)備器簡(jiǎn)稱RWM,習(xí)慣上稱為RAM,按工藝不同可分為：雙極型RAM和MOS型RAM。

2靜態(tài)MOS儲(chǔ)備芯片由：儲(chǔ)備體、讀寫電路、地址譯碼、控制電路（儲(chǔ)備體、地址譯碼器、驅(qū)動(dòng)器、I/O控制、片選控制、讀/寫控制）

組成。

3儲(chǔ)備器主要技術(shù)指標(biāo)：儲(chǔ)備容量、存取速度、可靠性。

4儲(chǔ)備器的速度可用拜訪時(shí)間、儲(chǔ)備周期和頻寬來描述。

Tm（儲(chǔ)備周期）>Ta（讀出時(shí)間），Tm>Tw（寫入時(shí)間）。

1.3.4高速緩沖儲(chǔ)備器

1拜訪高速緩沖儲(chǔ)備器的時(shí)間一樣為拜訪主存時(shí)間的1/4-1/10?

1.3.5輔助儲(chǔ)備器

1常用的輔助儲(chǔ)備器包括：磁帶、磁盤、光盤。

2磁表面儲(chǔ)備器的儲(chǔ)備原理：磁層由非矩形剩磁特性的導(dǎo)磁材料（氧化鐵、銀鉆合金）構(gòu)成；磁層材料的剩磁要大（讀出信息大），矯

頑力HC要合適，才有足夠的抗干擾能力和使用較小寫電流，磁層厚度要薄，才能提高記錄密度。

3磁頭由高導(dǎo)磁率的軟磁材料（如坡莫合金和具有高頻特性的帖氧體）做鐵心，在鐵心上開有縫隙并繞有線圈。

4在磁表面儲(chǔ)備器中一樣都是磁頭固定。

5磁盤儲(chǔ)備器由磁記錄介質(zhì)、磁盤儲(chǔ)備器、磁盤控制器3部分組成；磁盤控制器包括控制邏輯、時(shí)序電路、“并一串”轉(zhuǎn)換和“串一并”

轉(zhuǎn)換電路；磁盤驅(qū)動(dòng)器包括：讀寫電路、讀寫轉(zhuǎn)換開關(guān)、讀寫磁頭和磁頭定位伺服系統(tǒng)。

6按讀寫類型，光盤可分為：之都型、一次性寫入型和可重寫型。

1.4運(yùn)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域

1運(yùn)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域包括：1科學(xué)運(yùn)算2信息治理3運(yùn)算機(jī)圖形學(xué)與多媒體技術(shù)4語言與文字的處理5人工智能

第二章操作系統(tǒng)知識(shí)

2.1操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介

2.1.1操作系統(tǒng)的定義與作用

1操作系統(tǒng)是治理軟硬件資源，控制程序執(zhí)行、改善人機(jī)界面、合理組織運(yùn)算機(jī)工作流程和為用戶使用運(yùn)算機(jī)提供良好運(yùn)行環(huán)境的一種

系統(tǒng)軟件。

2操作系統(tǒng)2個(gè)重要的作用：通過資源治理，提高運(yùn)算機(jī)系統(tǒng)的效率；改善人機(jī)界面，向用戶提供友好的工作環(huán)境。

3資源：在運(yùn)算機(jī)系統(tǒng)中，能分配給用戶使用的各種硬件和軟件設(shè)施。包括2大類：硬件資源和信息資源。

2.1.2操作系統(tǒng)的功能特點(diǎn)

1操作系統(tǒng)的主要特性：并發(fā)性、共享性和異步性。

并發(fā)性：指兩個(gè)或兩個(gè)以上的運(yùn)行程序在同一時(shí)間間隔內(nèi)同時(shí)執(zhí)行。

共享性：指操作系統(tǒng)中的資源，可被多個(gè)并發(fā)的程序使用。

異步性：又稱為隨機(jī)性。

2從資源治理的觀點(diǎn)來了解操作系統(tǒng)的6個(gè)主要功能：

①處理器治理②儲(chǔ)備治理③設(shè)備治理④文件治理⑤作業(yè)治理⑥網(wǎng)絡(luò)與通信治理。

2.1.3操作系統(tǒng)的類型

1操作系統(tǒng)的類型：批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。

2批處理系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：用戶脫機(jī)工作、成批處理作業(yè)、多道程序設(shè)計(jì)、作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)。

3分時(shí)操作系統(tǒng)特性：同時(shí)性、獨(dú)立性、及時(shí)性、交互性。

4實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)組成：數(shù)據(jù)采集、加工處理、操作控制、反饋處理。

2.2處理機(jī)治理

2.2.1進(jìn)程的基本概念

1進(jìn)程：一個(gè)具有獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次運(yùn)行活動(dòng)。

2進(jìn)程屬性：結(jié)構(gòu)性、共享性、動(dòng)態(tài)性、獨(dú)立性、制約性、并發(fā)性。

2.2.2進(jìn)程的狀態(tài)和轉(zhuǎn)換

13種不同的進(jìn)程狀態(tài)：運(yùn)行態(tài)（running）、就緒態(tài)（ready）、等待態(tài)（wait）（又稱為阻塞態(tài)，blocked；或睡眠態(tài)，sleep）?

2.2.3進(jìn)程的描述

1進(jìn)程上下文：操作系統(tǒng)中把進(jìn)程物理實(shí)體和支持進(jìn)程運(yùn)行的環(huán)境合稱為上下文（context）.

2一個(gè)進(jìn)程映像包括：進(jìn)程程序塊、進(jìn)程數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)/用戶堆棧、進(jìn)程控制塊（PCB）。

3進(jìn)程控制塊包括3類信息：標(biāo)示信息、現(xiàn)場(chǎng)信息、控制信息。

4常用的現(xiàn)場(chǎng)信息包括：通用寄存器的內(nèi)容、控制寄存器（PSW）的內(nèi)容、用戶堆棧指針、系統(tǒng)堆棧指針。

5常用的控制信息包括：進(jìn)程的調(diào)度相關(guān)信息、進(jìn)程組成信息、進(jìn)程間通信相關(guān)信息、進(jìn)程在二級(jí)儲(chǔ)備器內(nèi)的地址、CPU資源的占用和

使用信息、進(jìn)程特權(quán)信息、資源清單。

2.2.4進(jìn)程的同步與互斥

1進(jìn)程之間存在兩種基本關(guān)系：競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系和協(xié)作關(guān)系。

2進(jìn)程的互斥是解決進(jìn)程間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的手段；進(jìn)程的同步是解決進(jìn)程間協(xié)作關(guān)系的手段。進(jìn)程的互斥是一種特別的進(jìn)程同步關(guān)系，即逐

次使用互斥共享資源。

3典型的進(jìn)程間同步問題：生產(chǎn)者一消費(fèi)者問題。

4最常用的同步機(jī)制：信號(hào)量即PV,管程。

5原語是操作系統(tǒng)中執(zhí)行時(shí)不可中斷的過程，即原子操作兩個(gè)同步原語：P（測(cè)試）操作和V（增量）操作。

2.2.5死鎖

1死鎖：兩個(gè)進(jìn)程分別等待對(duì)方占用的一個(gè)資源，于是兩者都不能執(zhí)行而處于永遠(yuǎn)等待。

2死鎖產(chǎn)生的條件：①互斥的條件②占有和等待條件③不剝奪條件④循環(huán)等待條件。

2.3儲(chǔ)備治理

1儲(chǔ)備治理的功能：①主存空間的分配與回收②地址轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)備保護(hù)③主存空間的共享④主存空間的擴(kuò)充。

2.3.1儲(chǔ)備器的層次

1運(yùn)算機(jī)系統(tǒng)的儲(chǔ)備器可分為：寄存器、高速緩存、主儲(chǔ)備器、磁盤緩存、固定磁盤、可移動(dòng)磁盤介質(zhì)6個(gè)層次結(jié)構(gòu)。

2邏輯地址轉(zhuǎn)化為物理地址，稱為地址轉(zhuǎn)換或重定位。

2.3.2地址轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)備保護(hù)

1儲(chǔ)備治理類型：分區(qū)儲(chǔ)備治理、分段儲(chǔ)備治理、分頁儲(chǔ)備治理、虛擬儲(chǔ)備治理。

2.3.3分區(qū)儲(chǔ)備治理

1分區(qū)儲(chǔ)備治理分為：固定和可變分區(qū)治理。

2可變分區(qū)治理的分配算法：最先適用分配算法、最優(yōu)適用分配算法、最壞適用分配算法。

2.4設(shè)備治理

1外圍設(shè)備分類：儲(chǔ)備型設(shè)備、輸入輸出型設(shè)備。

2設(shè)備治理應(yīng)具有以下功能：外圍設(shè)備中斷處理；緩沖區(qū)處理；外圍設(shè)備的分配；外圍設(shè)備驅(qū)動(dòng)調(diào)度。

2.4.1I/O硬件原理

1按照輸入輸出特性，I/O設(shè)備可劃分為：輸入型外圍設(shè)備、輸出型外圍設(shè)備和儲(chǔ)備型外圍設(shè)備。

2按I/O控制器功能的強(qiáng)弱以及和CPU之間聯(lián)系方式的不同，I/O設(shè)備控制方式可分為：詢問方式、中斷方式、DMA方式、通道方式。

3拜訪方式又稱為程序直接控制方式。

?MA,直接儲(chǔ)備器存取方式。

5通道又稱為輸入輸出處理器。

2.4.2I/O軟件原理

1操作系統(tǒng)通常把I/O軟件組織成4個(gè)層次：I/O中斷處理程序（底層）、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、與硬件無關(guān)的操作系統(tǒng)I/O軟件、用戶層的

I/O軟件。

2輸入輸出中斷的類型和功能：通知用戶程序輸入輸出操作延鏈推進(jìn)的程度；通知用戶程序輸入輸出正常終止；通知用戶程序發(fā)覺的輸

入輸出操作非常；通知程序外圍設(shè)備上重要的異步信號(hào)。

3由設(shè)備無關(guān)軟件完成的功能：對(duì)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的統(tǒng)一接口；設(shè)備命名；設(shè)備保護(hù)；提供獨(dú)立于設(shè)備的塊大??；緩沖區(qū)治理；塊設(shè)備的

儲(chǔ)備分配；獨(dú)占性外圍設(shè)備的分配和開釋；錯(cuò)誤報(bào)告。

2.4.3Spooling系統(tǒng)

1外圍設(shè)備聯(lián)機(jī)操作，簡(jiǎn)稱為Spooling系統(tǒng)或假脫機(jī)操作系統(tǒng)，是用一類物理設(shè)備模擬另一類物理設(shè)備的的技術(shù)，是使獨(dú)占使用的設(shè)備

變成多臺(tái)虛擬設(shè)備的一種技術(shù)，也是一種速度匹配技術(shù)。

2“井治理程序”控制作業(yè)和輔助儲(chǔ)備器緩沖區(qū)域之間交換信息。

3“井”是用做緩沖的儲(chǔ)備區(qū)域，采用井的技術(shù)能調(diào)劑供求之間的矛盾，排除人工干預(yù)帶來的缺失。

4預(yù)輸入程序的主要任務(wù)是控制信息從輸入設(shè)備輸入到輸入井存放，并填寫好輸入表以便在作業(yè)執(zhí)行中要求輸入信息量，可以隨時(shí)找到

它們的存放位置。

5系統(tǒng)擁有一張作業(yè)表用來登記進(jìn)入系統(tǒng)的所用作業(yè)的作業(yè)名、狀態(tài)、預(yù)輸入表位置等信息。

6輸入井中的作業(yè)有4種狀態(tài)：輸入狀態(tài)、收容狀態(tài)、執(zhí)行狀態(tài)、完成狀態(tài)。

7作業(yè)表是作業(yè)調(diào)度程序進(jìn)行作業(yè)調(diào)度的依據(jù)，是Spooling系統(tǒng)和作業(yè)調(diào)度程序共享的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

2.4.4磁盤調(diào)度

1操作系統(tǒng)采用一種適當(dāng)?shù)恼{(diào)度算法，使各進(jìn)程對(duì)磁盤的平均拜訪（主要是尋道）時(shí)間最小，磁盤調(diào)度分為：移臂調(diào)度、旋轉(zhuǎn)調(diào)度。

2移臂調(diào)度算法：電梯調(diào)度算法。

3當(dāng)有若干等待進(jìn)程要求拜訪磁盤上的信息時(shí)，旋轉(zhuǎn)調(diào)度應(yīng)考慮如下情形：①進(jìn)程要求拜訪的是同一磁道上的不同編號(hào)的扇區(qū)；②進(jìn)程

要求拜訪的是不同磁道上的不同編號(hào)的扇區(qū)；③進(jìn)程要求拜訪的是不同磁道上的相同編號(hào)的扇區(qū)。

情形①②情形，旋轉(zhuǎn)調(diào)度總是讓第一到達(dá)讀寫磁頭位置下的扇區(qū)先進(jìn)行傳送操作；情形③旋轉(zhuǎn)調(diào)度可以任選一個(gè)讀寫磁頭位置下的扇區(qū)

先進(jìn)行傳送操作。

2.5文件治理

2.5.1文件與文件系統(tǒng)

1文件是由文件名字標(biāo)示的一組相關(guān)信息的集合，文件名是字母和數(shù)字組成的字母數(shù)字串，格式和長(zhǎng)度因系統(tǒng)而異。

2文件可以按各種方法進(jìn)行分類，按用途分成：系統(tǒng)文件、庫文件、和用戶文件；按保護(hù)級(jí)別可分為：只讀文件、讀寫文件和不保護(hù)文

件；按信息流向可分為輸入文件、輸出文件和輸入輸出文件。

3操作系統(tǒng)支持以下4種不同類型的文件：普通文件、目錄文件、塊設(shè)備文件、字符設(shè)備文件。

4普通文件：ASCII文件和二進(jìn)制文件

5ASCII文件由多行正文組成，在dos,windows中每一行以回車換行終止，整個(gè)文件以ctrl+z終止；在Unix中每一行以換行終止；整

個(gè)文件以ctrl+d終止。最大優(yōu)點(diǎn)是可以原樣打印和顯示，也可以用通常的文本編輯器進(jìn)行編輯。

6二進(jìn)制文件由一定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，組織成字節(jié)的流，可執(zhí)行文件是指令和數(shù)據(jù)的流，記錄式文件是邏輯記錄的流。

7文件系統(tǒng)面向用戶的功能是：文件的換名存?。晃募夸浗⒑捅Ｗo(hù)；實(shí)現(xiàn)從邏輯文件到物理文件的轉(zhuǎn)換；文件儲(chǔ)備空間的分配和治

理；提供合適的文件存取方法；實(shí)現(xiàn)文件的共享保護(hù)和保密；提供一組可供用戶使用的文件操作。

8存取方式是操作系統(tǒng)為用戶程序提供的使用文件的技術(shù)和手段。

9存取方式：順序存?。ㄓ糜诖艓募C(jī)磁盤上的順序文件）；直接存?。ㄍǔＳ糜诖疟P文件）；索引存取。

2.5.2文件目錄

1文件目錄項(xiàng)一樣應(yīng)包括以下內(nèi)容：有關(guān)文件存取控制的信息；有關(guān)文件結(jié)構(gòu)的信息；有關(guān)文件治理的信息。

2目錄結(jié)構(gòu)：一級(jí)目錄結(jié)構(gòu)（單用戶微型機(jī)操作系統(tǒng)CP/M）,二級(jí)目錄結(jié)構(gòu)；樹型目錄結(jié)構(gòu)

3多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)通常采用樹型目錄結(jié)構(gòu)

2.5.3文件的結(jié)構(gòu)和組織

1文件的結(jié)構(gòu)：文件的邏輯結(jié)構(gòu)、文件的物理結(jié)構(gòu)

2文件的邏輯結(jié)構(gòu)：流式文件、記錄式文件。

3記錄根據(jù)長(zhǎng)度可分為定長(zhǎng)（格式F）和不定長(zhǎng)（格式V）記錄。

4文件的物理結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、連續(xù)結(jié)構(gòu)、索引結(jié)果。

5連接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是使用連接字一指針來表示文件中各個(gè)記錄之間的關(guān)系。

6連接文件一串聯(lián)文件。

7索引文件在文件儲(chǔ)備上分為兩個(gè)區(qū)：索引區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)。

2.5.4文件的共享和保護(hù)

1文件保護(hù)是指防止文件被破壞，它包括2個(gè)方面：一是防止系統(tǒng)崩潰所造成的文件破壞，二是防止其他用戶的非法操作所造成的文件

破壞。

2為了防止系統(tǒng)崩潰造成文件破壞，定期轉(zhuǎn)儲(chǔ)是一種經(jīng)常采用的方法。

3防止其他用戶的非法操作所造成的文件損壞，是通過操作系統(tǒng)的安全策略實(shí)現(xiàn)，基本思想是建立三元組：用戶（每一個(gè)操作系統(tǒng)使用

者的標(biāo)示）、對(duì)象（在操作系統(tǒng)中一樣是文件，操作系統(tǒng)把對(duì)資源的統(tǒng)一到文件層次，通過設(shè)備文件使用設(shè)備、通過socket關(guān)聯(lián)文件

使用進(jìn)程通信）、存取權(quán)限（定義了用戶對(duì)文件的拜訪權(quán)）。

4文件保密的主要方法有：設(shè)置密碼和使用密碼。

密碼分為兩種：文件密碼和終端密碼。

2.6作業(yè)治理

2.6.1作業(yè)及作業(yè)治理的概念

1作業(yè)（Job）是用戶提交給操作系統(tǒng)運(yùn)算的一個(gè)獨(dú)立任務(wù)。一樣每個(gè)作業(yè)必須經(jīng)過若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)的順序加工步驟才能得

到結(jié)果，每一個(gè)加工步驟稱為一個(gè)作業(yè)步（JobStep）。

2作業(yè)由用戶組織，作業(yè)步由用戶指定，一個(gè)作業(yè)從提交給系統(tǒng)，直到運(yùn)行終止獲得結(jié)果，要經(jīng)過提交、收容、執(zhí)行和完成4個(gè)階段。

3作業(yè)治理可以采用脫機(jī)和聯(lián)機(jī)兩種方式。

2.6.2作業(yè)調(diào)度

1作業(yè)調(diào)度算法包括：先來先服務(wù)算法、最短作業(yè)優(yōu)先算法、響應(yīng)比最高者優(yōu)先（HRN）算法、優(yōu)先數(shù)算法。

2相應(yīng)比=已等待時(shí)間/估量運(yùn)算時(shí)間

3優(yōu)先數(shù)算法分為：靜態(tài)和動(dòng)態(tài)優(yōu)先數(shù)算法。

2.6.3多道程序設(shè)計(jì)

1操作系統(tǒng)引入多道程序設(shè)計(jì)的好處：一是提高了CPU的利用率；二是提高了內(nèi)存和I/O設(shè)備的利用率；三是改進(jìn)了系統(tǒng)的吞吐量；四

是充分發(fā)揮了系統(tǒng)的并行性。主要缺點(diǎn)是作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)。

第三章程序設(shè)計(jì)語言

3.1程序設(shè)計(jì)語言基礎(chǔ)知識(shí)

3.1.1程序設(shè)計(jì)語言基本概念

1程序設(shè)計(jì)語言分為低級(jí)語言和高級(jí)語言兩大類，低級(jí)語言包括機(jī)器語言和匯編語言，高級(jí)語言包括面向過程的語言和面向問題的語言。

3.1.2程序設(shè)計(jì)語言的基本成分

1程序設(shè)計(jì)語言的基本成分：數(shù)據(jù)成分、運(yùn)算成分、控制成分、函數(shù)。

2數(shù)據(jù)是程序操作的對(duì)象，具有儲(chǔ)備類別、類型、作用域和生存周期等屬性，使用時(shí)要為它分配內(nèi)存空間；

數(shù)據(jù)名稱由用戶通過標(biāo)示符命名，標(biāo)示符是由字母、數(shù)字和稱為下劃線的特別符號(hào)“，組成的標(biāo)記；

類型說明數(shù)據(jù)占用內(nèi)存大小和存放形式；儲(chǔ)備類別說明數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的位置和生存期；

作用域說明可以使用數(shù)據(jù)的代碼范疇；

生存期說明數(shù)據(jù)占用內(nèi)存的時(shí)間范疇。

3數(shù)據(jù)類型分類：

⑴按程序運(yùn)行過程中數(shù)據(jù)的值能否改變，①常量（整型常量、實(shí)型常量、字符常量、符號(hào)常量）②變量⑵按數(shù)據(jù)的作用域范疇①全局量

②局部量⑶按數(shù)據(jù)組織形式的不同①基本類型（整型、實(shí)型、字符型、枚舉型）②構(gòu)造類型（數(shù)組、結(jié)構(gòu)、公用）③指針類型④空類型。

4大多數(shù)程序設(shè)計(jì)語言的基本運(yùn)算可分為算術(shù)運(yùn)算、關(guān)系運(yùn)算、邏輯運(yùn)算。為了確保運(yùn)算結(jié)果的唯獨(dú)性，運(yùn)算符號(hào)規(guī)定優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性。

5控制結(jié)構(gòu)：順序、挑選、循環(huán)。

6任何函數(shù)都是由函數(shù)說明和函數(shù)體兩部分組成。

7函數(shù)定義的一樣格式

返回值的類型函數(shù)名（形式參數(shù)表）〃注釋

（

函數(shù)體

8函數(shù)調(diào)用的一樣形式為：函數(shù)名（實(shí)參表）；

9傳值的好處是傳值調(diào)用不會(huì)改變調(diào)用函數(shù)實(shí)參變量的內(nèi)容。

10函數(shù)體若調(diào)用自身則稱為遞歸調(diào)用。

3.2程序編譯、說明系統(tǒng)

3.2.1程序的編譯和說明

1編譯方式和說明方式

說明方式：VisualBasic、VisualFoxpro、PowerBuilder、Java

編譯方式：VisualC/C++,Delphi

第四章系統(tǒng)配置和方法

4.1系統(tǒng)配置技術(shù)

4.1.1系統(tǒng)架構(gòu)

1系統(tǒng)架構(gòu)：①客戶機(jī)/服務(wù)器系統(tǒng)②瀏覽器/服務(wù)器系統(tǒng)③多層分布式系統(tǒng)

2在多層分布式系統(tǒng)中，各層次按照以下方式劃分：①瘦客戶②業(yè)務(wù)服務(wù)③數(shù)據(jù)服務(wù)

3業(yè)務(wù)服務(wù)層完成業(yè)務(wù)邏輯，實(shí)現(xiàn)分布式治理、負(fù)載均衡、Fail/Recover、安全隔離。

4多層系統(tǒng)主要特點(diǎn)：①安全性②穩(wěn)固性③易保護(hù)④快速相應(yīng)⑤系統(tǒng)擴(kuò)展靈活

5目前最為流行的2類多層應(yīng)用架構(gòu)：①Sun的J2EE②Microsoft.Net

6Sun的J2EE：①客戶層②Web層③業(yè)務(wù)層④企業(yè)信息系統(tǒng)層

7基于J2EE的客戶端可以是基于Web的，也可以是不基于Web的獨(dú)立(StandAlone)應(yīng)用程序。在基于Web的J2EE

客戶端應(yīng)用中，用戶在客戶端啟動(dòng)瀏覽器后，從Web服務(wù)器中下載Web層中的靜態(tài)HTML頁面或由JSP或Servlets動(dòng)態(tài)生成的HTML頁

面；不基于Web的J2EE客戶端應(yīng)用程序可以在不經(jīng)過Web層的情形下直接拜訪部署在EJB容器(EJBContainer)中的EJB組件。

8J2EE規(guī)范定義的Web層由①JSP頁面②基于WebJavaApplets③用于動(dòng)態(tài)生成HTML頁面的Servlets構(gòu)成。

9運(yùn)行在Web層中的Web組件依靠Web容器來支持諸如響應(yīng)客戶要求以及查詢EJB組件等功能。

10EJB組件可以完成從客戶端應(yīng)用程序中接受數(shù)據(jù)、按照商務(wù)規(guī)則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、將處理結(jié)果發(fā)送到企業(yè)信息系統(tǒng)層進(jìn)行儲(chǔ)備、從儲(chǔ)

備系統(tǒng)中檢索數(shù)據(jù)以及將客戶發(fā)送回客戶端等功能。

11部署和運(yùn)行在業(yè)務(wù)層中的EJB組件依靠于EJB容器來治理諸如事務(wù)、生命期、狀態(tài)轉(zhuǎn)換、多線程及資源儲(chǔ)備等。

12企業(yè)信息系統(tǒng)層通常包括：企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)系統(tǒng)、大型機(jī)事務(wù)處理(MainframeTransactionPressing)系統(tǒng)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫系

統(tǒng)(RDMS)及相關(guān)企業(yè)信息治理軟件。

4.1.2系統(tǒng)配置方法

1常用的系統(tǒng)配置方法：雙機(jī)互備、雙機(jī)熱備、群集系統(tǒng)、容錯(cuò)服務(wù)器。

2雙機(jī)互備、雙機(jī)熱備系統(tǒng)切換時(shí)機(jī)：系統(tǒng)軟件或應(yīng)用軟件造成服務(wù)器宕機(jī)；服務(wù)器沒有宕機(jī)，但系統(tǒng)軟件或應(yīng)用軟件工作不正常；SCSI

卡損壞，造成服務(wù)器與磁盤陣列無法存取數(shù)據(jù)；服務(wù)器內(nèi)硬件損壞，造成服務(wù)器宕機(jī)；服務(wù)器不正常關(guān)機(jī)。

3群集技術(shù)與雙機(jī)熱備技術(shù)的本質(zhì)區(qū)別是能否實(shí)現(xiàn)并行處理和某節(jié)點(diǎn)失效后的應(yīng)用程序的平滑接管，雙機(jī)熱備技術(shù)只是在兩臺(tái)服務(wù)器上

實(shí)現(xiàn)的。

4群集服務(wù)優(yōu)點(diǎn)：①高可用性②修復(fù)返回③易治理性④可擴(kuò)展性。

5容錯(cuò)服務(wù)器通過CPU時(shí)鐘鎖頻，系統(tǒng)中所用硬件的備份，系統(tǒng)中所有冗余部件的同步運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)?？煽啃院涂捎眯钥蓪?shí)現(xiàn)99.999%。

4.1.3系統(tǒng)處理模式

1集中式運(yùn)算模式最典型的特點(diǎn)是通過主機(jī)系統(tǒng)形成大部分的通信流程，構(gòu)成系統(tǒng)的所用通信協(xié)議都是系統(tǒng)專有的，大型主機(jī)在系統(tǒng)中

占據(jù)著絕對(duì)的支配作用，所有控制和治理功能都由主機(jī)來完成。

2一樣認(rèn)為，從80年代到今天，分布式運(yùn)算經(jīng)歷了3個(gè)階段：①桌上運(yùn)算(DesktopComputing)②工作組運(yùn)算(WordgroupComputing)

③網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算(NetworkComputing)。

3實(shí)時(shí)處理也叫做聯(lián)機(jī)處理(OnlineTransaction,OLTP)。

批處理與實(shí)時(shí)處理對(duì)比

特性批處理實(shí)時(shí)處理

業(yè)務(wù)處理記錄業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)累計(jì)成批，排序周期處理數(shù)據(jù)產(chǎn)生立刻處理

文件更新批處理時(shí)業(yè)務(wù)處理時(shí)

相應(yīng)時(shí)間(周轉(zhuǎn)時(shí)間)幾小時(shí)或幾天幾秒鐘

4基于網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的分布式運(yùn)算方式稱為Web運(yùn)算，分布式對(duì)象和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集成稱為對(duì)象Web。

5Web運(yùn)算的優(yōu)點(diǎn)：①統(tǒng)一的用戶界面②經(jīng)濟(jì)性、可保護(hù)性③魯棒性④可伸縮性⑤兼容性⑥安全性⑦適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)、動(dòng)態(tài)環(huán)境。

4.1.4系統(tǒng)事務(wù)治理

1事務(wù)是用戶定義的一個(gè)數(shù)據(jù)庫操作序列，這些操作要么全做，要么全不做，是一個(gè)不可分割的工作單位。

2在SQL語言中，定義事務(wù)的語句有三條：①BEGINTRANSACTION②COMMIT③ROLLBACK

3事務(wù)具有4個(gè)特性：①原子性(atomicity)②一致性(consystency)③隔離性(isolation)④連續(xù)性或稱永久性(durability)o

4事務(wù)是復(fù)原和并發(fā)控制的基本單位。

5在單處理機(jī)系統(tǒng)中，事務(wù)的并行執(zhí)行實(shí)際上是這些并行事務(wù)的并行操作輪番交叉運(yùn)行，稱為交叉并行方式(InterleavedConcurrency)。

6并發(fā)操作帶來的數(shù)據(jù)不一致性包括3類：①丟失修改②不可重復(fù)讀③讀“臟”數(shù)據(jù)。

7封鎖是實(shí)現(xiàn)并發(fā)控制的重要技術(shù)，確切的控制由封鎖的類型決定，基本的封鎖類型有2種：①排它鎖(ExclusiveLocks,X鎖，寫

鎖)②共享鎖(ShareLocks,S鎖，讀鎖)。

4.2系統(tǒng)性能

4.2.1系統(tǒng)性能定義和指標(biāo)

1響應(yīng)時(shí)間(ElapsedTime)：運(yùn)算機(jī)完成某一任務(wù)所花費(fèi)的時(shí)間。吞吐量和相應(yīng)時(shí)間成反比，相應(yīng)時(shí)間越短，吞吐量越大。

2運(yùn)算機(jī)性能常用的指標(biāo)：MIPS、MFL0PS

MIPS=指令數(shù)/(執(zhí)行時(shí)間X1000000),通常用VAXT1/780機(jī)處理能力為1MIPS。

MFL0PS=浮點(diǎn)指令書(執(zhí)行時(shí)間X1000000),

1MFLOPS^3MIPS

4.2.2系統(tǒng)性能評(píng)估

1系統(tǒng)性能評(píng)估技術(shù)：分析技術(shù)、模擬技術(shù)、測(cè)量技術(shù)。

分析技術(shù)主要是利用排隊(duì)論模型進(jìn)行分析。測(cè)量技術(shù)的評(píng)估層次包括：實(shí)際應(yīng)用程序、核心程序、合成測(cè)試程序。

2國(guó)際認(rèn)可的用來測(cè)量機(jī)器性能的基準(zhǔn)測(cè)試程序(準(zhǔn)確性遞減)：①實(shí)際的應(yīng)用程序方法②核心基準(zhǔn)程序方法③簡(jiǎn)單基準(zhǔn)測(cè)試程序④綜

合基準(zhǔn)測(cè)試程序。

4.3系統(tǒng)可靠性

4.3.1可靠性定義和指標(biāo)

1運(yùn)算機(jī)硬件故障通常是由元器件失效引起的，元器件可靠性分為3個(gè)階段：①器件處于不穩(wěn)固期，失效率較高②器件進(jìn)入正常工作期，

失效率最低，基本保持常數(shù)③元器件開始老化，失效率又重新提高(“浴盆模型”)

2衡量運(yùn)算機(jī)系統(tǒng)的3個(gè)重要指標(biāo)：①可靠性②可保護(hù)性③可用性。

3、運(yùn)算機(jī)的可靠性用平均無故障時(shí)間(MTTF)來度量,可保護(hù)性用平均修理時(shí)間(MTTR)來度量，可用性定義：

MTTF/(MTTF+MTTR)X100%

4.3.2運(yùn)算機(jī)可靠性模型

1常見的3種系統(tǒng)可靠性數(shù)學(xué)模型：①串聯(lián)系統(tǒng)②并聯(lián)系統(tǒng)可靠性③混聯(lián)系統(tǒng)可靠性。

n

串聯(lián)系統(tǒng)可靠性&=nR；(i=l,2,…，n)

i=l

nn

并聯(lián)系統(tǒng)可靠性&=i-n(FO=i-n(i-RO

i=li=l

(i=l,2,-??,n)

nmj

串并聯(lián)系統(tǒng)可靠性R,=n：i-n(i-R”)],當(dāng)各單元可靠

j=ii-i

度都相等，均為R『R,且叫及…刊出則

m

Rs=[1-(1-R)]"

mnj

并串聯(lián)系統(tǒng)可靠性R產(chǎn)i-n[i-nRj,當(dāng)各單元可靠

j=li-1

度都相等，均為Ri產(chǎn)R,且n產(chǎn)電…fe,則

i-1j-1

R,=l-(1-R°)-

2提高運(yùn)算機(jī)可靠性采取的措施：提高元器件質(zhì)量、發(fā)展容錯(cuò)技術(shù)。

第五章數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法

5.1.3算法描述

1描述一個(gè)算法可以采用文字描述,也可以采用傳統(tǒng)流程圖、N-S圖或PAD圖。

2算法特性：有窮性、確定性、可行性、輸入、輸出。

3算法可以用自然語言、數(shù)字語言或約定的符號(hào)來描述,也可以用運(yùn)算機(jī)高級(jí)程序語言來描述,如流程圖、Pascal語言、C語言、偽代

碼或決策表。

5.1.4算法評(píng)判

4一個(gè)“好”的算法應(yīng)滿足正確性、可讀性、健壯性、效率和低儲(chǔ)備量需求。

5算法評(píng)判：時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。

5.1.5算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的關(guān)系

5.2線性表

5.2.1線性表的定義和邏輯結(jié)構(gòu)

6線性表表示：A=(ai,a2,a.i,aifaM,a?)

linear_list=(A,R)

7線性表的抽象數(shù)據(jù)類型包括數(shù)據(jù)對(duì)象和數(shù)據(jù)關(guān)系2部分。

5.2.2線性表的順序儲(chǔ)備結(jié)構(gòu)

8線性表的儲(chǔ)備結(jié)構(gòu)有順序、鏈接、散列。

5.2.3線性表的鏈?zhǔn)絻?chǔ)備結(jié)構(gòu)

5.3棧和隊(duì)列

5.3.1棧的定義和實(shí)現(xiàn)

9棧的主要操作是初始化、插入、刪除、判定是否空、讀取棧頂結(jié)點(diǎn)值。

5.3.2表達(dá)式求值

10表達(dá)式是由操作數(shù)(operand)、運(yùn)算符(operator)、界限符(delimiter)組成

11表達(dá)式一樣分為中綴表達(dá)式和后綴表達(dá)式。

5.3.3隊(duì)列

12隊(duì)列分為鏈隊(duì)列和循環(huán)隊(duì)列。

5.4數(shù)組和廣義表

5.4.1數(shù)組

13數(shù)組一樣采用順序儲(chǔ)備結(jié)構(gòu)表示，多維數(shù)組的順序儲(chǔ)備有兩種形式：以列序?yàn)橹餍?、以行序?yàn)橹餍颉?/p>

14行優(yōu)先順序又稱為低下標(biāo)優(yōu)先或左下標(biāo)優(yōu)先于右下標(biāo)。Basic、Pascal、C都是采用行優(yōu)先順序。

5.4.2廣義表的定義和儲(chǔ)備結(jié)構(gòu)

15廣義表有兩種結(jié)構(gòu)的結(jié)點(diǎn)：表結(jié)點(diǎn)，表示列表；原子結(jié)點(diǎn)，表示原子。表結(jié)點(diǎn)可以由標(biāo)志域、指示表頭的指針域、指示表尾的指針

域，原子結(jié)點(diǎn)由標(biāo)志域和值域組成。

5.5樹和二叉樹

5.5.1樹的定義

16樹的表示方法：常用方法(樹型)、括號(hào)、嵌套集合、凹入。

5.5.2樹的儲(chǔ)備結(jié)構(gòu)

17常用的樹儲(chǔ)備結(jié)構(gòu)主要有三種：雙親表示法、孩子表示法、孩子兄弟表示法。

5.5.3樹的遍歷

18樹的遍歷方式分為三種：前序遍歷、后序遍歷、層次遍歷。

19如下圖進(jìn)行三種遍歷的結(jié)果：前序遍歷一ABCEFHIGD;后序遍歷一BEHIFGCDA;層次遍歷一ABCDEFGHI。

5.6圖

5.6.1圖的定義和術(shù)語

5.6.2圖的儲(chǔ)備結(jié)構(gòu)

20鄰接矩陣表示法的空間復(fù)雜度為S(n)=0(r?)。

5.6.3圖的遍歷

21圖的遍歷方法深度優(yōu)先遍歷、廣度優(yōu)先遍歷。

第六章對(duì)媒體基礎(chǔ)知識(shí)

6.1對(duì)媒體技術(shù)概論

6.1.1多媒體技術(shù)基礎(chǔ)概念

1多媒體運(yùn)算機(jī)技術(shù)的特性：集成性、交互性、實(shí)時(shí)性、數(shù)字化。

2多媒體運(yùn)算機(jī)硬件主要包括一下幾部分：對(duì)媒體主機(jī)（個(gè)人機(jī)、工作站）、多媒體輸入設(shè)備（攝像機(jī)、麥克風(fēng)、掃描儀）、多媒體輸

出設(shè)備（打印機(jī)、繪圖儀、音響）、多媒體儲(chǔ)備設(shè)備（硬盤、光盤）、多媒體功能卡（視頻卡、聲音卡）、操縱控制設(shè)備（鼠標(biāo)、鍵盤、

觸摸屏）。

3多媒體運(yùn)算機(jī)軟件系統(tǒng)包括：操作系統(tǒng)、多媒體數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)、多媒體壓縮/解壓縮軟件、多媒體聲像同步軟件、多媒體通信軟件以

及多媒體開發(fā)和創(chuàng)作工具。

4多媒體開發(fā)軟件包提供了圖形、色彩板、聲音、動(dòng)畫、圖像及各種媒體文件的轉(zhuǎn)換與編輯軟件。

6.1.2多媒體關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用

1多媒體技術(shù)的主要組成歸納為以下幾個(gè)方面：各種媒體信息的處理技術(shù)和壓縮技術(shù)、多媒體運(yùn)算機(jī)技術(shù)、多媒體網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、多媒

體數(shù)據(jù)庫技術(shù)。

2多媒體運(yùn)算機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)：視頻和音頻數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮技術(shù)、多媒體專用芯片技術(shù)、多媒體系統(tǒng)軟件技術(shù)、大容量信息儲(chǔ)備

技術(shù)、多媒體網(wǎng)路通信技術(shù)、超文本與超媒體技術(shù)。

3在研究和選用編碼時(shí)，主要有兩個(gè)問題：編碼方法能用運(yùn)算機(jī)軟件或集成電路芯片快速實(shí)現(xiàn)；符合壓縮編碼和解壓縮編碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

4多媒體專用芯片基于大規(guī)模集成電路（VLSI）技術(shù)，除專用處理器芯片外，多媒體系統(tǒng)還需要其他集成電路芯片支持：數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)

換器、音頻視頻芯片、彩色空間變換器及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器。

5多媒體系統(tǒng)軟件技術(shù)主要包括：多媒體操作系統(tǒng)、媒體編輯系統(tǒng)、多媒體數(shù)據(jù)庫治理技術(shù)、多媒體信息和混合于重疊技術(shù)。

6多媒體數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵技術(shù)是解決：多媒體數(shù)據(jù)的模型、表示方式；多媒體數(shù)據(jù)的壓縮及解壓縮；多媒體數(shù)據(jù)的儲(chǔ)備治理和儲(chǔ)備方法。

7多媒體網(wǎng)絡(luò)通信的關(guān)鍵技術(shù)是多媒體數(shù)據(jù)的壓縮技術(shù)和高速的數(shù)據(jù)通信技術(shù)。

8超媒體技術(shù)是超文本+多媒體。

9多媒體運(yùn)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用：教育與培訓(xùn)、桌面出版與辦公自動(dòng)化、多媒體電子出版物、多媒體通信、多媒體聲光藝術(shù)品的創(chuàng)作。

10桌面出版物主要包括：印刷品、表格、布告、廣告、宣傳品、海報(bào)、市場(chǎng)圖表、藍(lán)圖及商品圖。

H多媒體電子出版物的內(nèi)容可分為：電子圖書、文檔資料、報(bào)刊雜志、教育培訓(xùn)、娛樂游戲、宣傳廣告、信息咨詢。

12電子出版無的特點(diǎn)是：具有集成性和交互性、表現(xiàn)力強(qiáng)。

13多媒體通信的特點(diǎn)：分布性、同步性、交互性。

6.2多媒體壓縮編碼技術(shù)

6.2.1多媒體數(shù)據(jù)壓縮的基本原理

1信息壓縮比是指壓縮前后所需的多媒體數(shù)字信息儲(chǔ)備量之比，壓縮比越大，數(shù)據(jù)減少的就越多，壓縮技術(shù)越復(fù)雜。

2可用如下指標(biāo)衡量一種數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的好壞：壓縮比、壓縮后多媒體信息的質(zhì)量、壓縮和解壓縮速度、壓縮所需的軟硬件開銷。

3多媒體數(shù)據(jù)壓縮處理包括：編碼（壓縮）過程和解碼（解壓縮）過程。

4一樣來說，壓縮的運(yùn)算量比解壓縮的運(yùn)算量大。

6.2.2多媒體數(shù)據(jù)壓縮的基本編碼方法

1數(shù)據(jù)壓縮方法：無損壓縮法（冗余壓縮法）和有損壓縮法（熠壓縮法）。

2無損壓縮的壓縮率一樣為2：1到5：1。

3常用的無損壓縮方法有：哈夫曼編碼、算術(shù)編碼、行程編碼、使用統(tǒng)計(jì)的方法或字典查找的方法進(jìn)行壓縮。

4常用的有損壓縮方法有：猜測(cè)編碼、變換編碼、子帶編碼、矢量量化編碼、混合編碼、小波編碼。

5哈夫曼編碼是對(duì)獨(dú)立信源達(dá)到最小平均碼長(zhǎng)的編碼方法，具有唯獨(dú)可譯性。

6算術(shù)方法是一種二元碼的編碼方法。

7猜測(cè)編碼常用的是差分脈沖編碼調(diào)制法（DPCM）和自適應(yīng)的差分脈沖編碼調(diào)制法（ADPCM）。

8變換編碼種類：傅立葉變換、離散余弦變換、離散正弦變換。

6.2.3編碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

1通用的壓縮編碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：JPEG、MPEG、H.261、DVI。

2JPEG（聯(lián)合照片專家組），靜止圖像壓縮和解壓縮算法。由ISO和CCITT（國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)）共同制定。一樣來說，JPEG圖

像壓縮比大于20：1時(shí)，圖像質(zhì)量開始變壞。

3MPEG（動(dòng)態(tài)圖像專家組），提供的壓縮比可高達(dá)200：1,通常有三個(gè)版本MPEG—1、MPEG—2、MPEG—3。優(yōu)點(diǎn)：兼容性好、壓縮比高、

數(shù)據(jù)失真小。

4H.261也稱PX64標(biāo)準(zhǔn)。

6.3多媒體技術(shù)應(yīng)用

6.3.1數(shù)字圖像處理技術(shù)

1數(shù)字圖像的優(yōu)點(diǎn)是：精度高、數(shù)字圖像不會(huì)被電源的波動(dòng)電磁場(chǎng)輻射等環(huán)境干擾所影響、不會(huì)因?yàn)閮?chǔ)備傳輸操作產(chǎn)生信息失真、不論

來自哪種信息源數(shù)字化后的圖像都可以用運(yùn)算機(jī)處理。

2數(shù)字化過程包括：采樣（抽樣）和量化2個(gè)步驟。、

3常見的數(shù)字圖像類型：二值圖像，如文字、圖像、指紋；黑白灰度圖像，如黑白照片；彩色圖像，如彩色照片；活動(dòng)圖像，如動(dòng)畫。

4色彩數(shù)和圖形灰度用bit來表示，一樣寫成2的n次方，n代表位數(shù)，當(dāng)圖像達(dá)到24位時(shí)，可表現(xiàn)1677萬種顏色（真彩）。

5彩色可用亮度、色調(diào)、飽和度來表示。

6色調(diào)和飽和度通稱為色度。

7常用的幾種彩色表示空間是：RGB彩色空間、HIS彩色空間、CMYK彩色空間、YUV彩色空間。

8HIS用H（色調(diào)）S（飽和度）I（光強(qiáng)度）三個(gè)參數(shù)描述顏色特性。

9CMYK用青、紫紅、黃、黑四種顏色來組合出彩色圖像。

10YUV在PAL彩色電視制式中采用的彩色空間。

H常用的矢量圖形文件有：3DS,DXF（CAD）,WMF（用于桌面出版）。

12圖像文件格式分兩大類：靜態(tài)圖像文件格式、動(dòng)態(tài)圖像文件格式。

13靜態(tài)圖像文件格式有:GIF、TIF、BMP、PCX、JPG、PCD。

14動(dòng)態(tài)圖像文件格式有：AVI、MPEGo

15常用的數(shù)字圖像處理技術(shù)：改善圖像的像質(zhì)（銳化、增強(qiáng)、平滑、校正）、將圖像復(fù)原、識(shí)別和分析圖像、重建圖像、編輯圖像、圖

像數(shù)據(jù)的壓縮編碼。

16圖像分析技術(shù)包括：高頻增強(qiáng)、檢測(cè)邊緣與線條、抽取輪廓、分割圖像區(qū)域、測(cè)量形狀特點(diǎn)、紋理分析、圖像匹配。

17圖像重建包括：二維和三維；典型的圖像重建應(yīng)用包括：測(cè)繪、工業(yè)檢測(cè)、醫(yī)學(xué)CT投影圖像重建。

18圖像編輯包括：圖像的剪裁、縮放、旋轉(zhuǎn)、修改、插入文字或圖片。

19目前世界上流行的彩色電視制式：PAL、NTSC、SECAM、HDTV0

6.3.2數(shù)字音頻處理技術(shù)

1影響數(shù)字視頻質(zhì)量的因素有：幀速、辨論率、顏色數(shù)、壓縮比、關(guān)鍵幀。

2視頻圖像文件的解壓縮有硬件和軟件兩種。

3視頻卡分類：視頻疊加卡、視頻捕捉卡、電視編碼卡、電視選臺(tái)卡、壓縮/解壓縮卡。

4聲音類型：波形聲音、語音、音樂。

5聲音三要素：音調(diào)、音強(qiáng)、音色。

6數(shù)字音頻處理技術(shù)：音頻采集、語音編碼/解碼、文語轉(zhuǎn)換、音樂合成、語音識(shí)別與懂得、音頻視頻同步、音頻成效與編輯。

7數(shù)字音頻的轉(zhuǎn)換過程是挑選采樣頻率進(jìn)行采樣；挑選合適的量化精度進(jìn)行量化；編碼。

8數(shù)字音頻信息質(zhì)量受3個(gè)因素影響：采樣頻率、量化精度、頻率數(shù)。

9音頻文件大小的運(yùn)算公式：文件的字節(jié)數(shù)/每秒=采樣頻率（Hz）X辨論率（位）X聲道數(shù)/8

10實(shí)現(xiàn)運(yùn)算機(jī)語音輸入的方法：錄音/重放、文語轉(zhuǎn)換。

11音頻冗余重要表現(xiàn)為：時(shí)域冗余度和頻域冗余度。

12音頻信號(hào)的編碼：波形編碼（PCM,脈沖編碼調(diào)制；DPCM,差值脈沖編碼調(diào)制；ADPCM,自適應(yīng)差值編碼調(diào)制）、參數(shù)編碼（這類編碼

技術(shù)成為聲碼器，有通道聲碼期、同態(tài)聲碼器、線性猜測(cè)聲碼器，適合于語信號(hào)的編碼）、混合編碼（碼本鼓勵(lì)線性猜測(cè)編碼、多脈沖

鼓勵(lì)線性猜測(cè)編碼）。

13電子樂器數(shù)字接口（MIDI）系統(tǒng)。

6.3.3多媒體應(yīng)用系統(tǒng)的創(chuàng)作

1多媒體創(chuàng)作工具的功能主要有：優(yōu)異的面向?qū)ο蟮木幊汰h(huán)境；具有較強(qiáng)的多媒體數(shù)據(jù)I/O能力；動(dòng)畫處理能力；超級(jí)連接能力；應(yīng)用

程序的連接能力；模塊化和面向?qū)ο?；友好的界面和易學(xué)易用。

2常用的多媒體創(chuàng)作工具有：文字處理軟件（word）＞簡(jiǎn)報(bào)處理軟件（Powerpoint）＞圖像處理軟件（Photoshop）、動(dòng)畫制作軟件（3DS

MAX）o

3多媒體創(chuàng)作系統(tǒng)大致可分為：素材庫、編輯、播放。主要功能包括：視頻圖像的制作；動(dòng)畫制作、交互式演示系統(tǒng)、展現(xiàn)系統(tǒng)、交互

式查詢系統(tǒng)、交互式的訓(xùn)練、仿真原形和技術(shù)的可視化。

4根據(jù)多媒體創(chuàng)作工具的創(chuàng)作方法和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同，多媒體創(chuàng)作系統(tǒng)可分為：基于時(shí)間創(chuàng)作的工具；基于圖表或流線的創(chuàng)作工具、基

于卡片或頁面的工具、以傳統(tǒng)程序語言為基礎(chǔ)的工具。

5多媒體開發(fā)工具特點(diǎn)：編輯特性、組織特性、編程特性、交互式特性、性能精確特性、播放特性、提交特性。

6較常用的多媒體開發(fā)工具有VisualBasic和Authorware?

7Authorware特點(diǎn)：基于流程度圖表創(chuàng)作方式、具有文字、圖形、動(dòng)畫、聲音的直接創(chuàng)作處理能力、外部接口形式多樣、具有多種交互

方式、多媒體集成能力高效、多平臺(tái)支持、網(wǎng)絡(luò)支持。

第八章數(shù)據(jù)庫技術(shù)

8.1數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)

8.1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

1數(shù)據(jù)治理：指對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織、編碼、儲(chǔ)備、檢索和保護(hù)。

2數(shù)據(jù)庫治理技術(shù)經(jīng)歷了人工治理、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)3個(gè)階段。

3|數(shù)據(jù)（data）：描述事務(wù)的符號(hào)記錄。

4數(shù)據(jù)庫（database,DB）：長(zhǎng)期儲(chǔ)存在運(yùn)算機(jī)內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。

5數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)展性，并可為各

種用戶共享。

6數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）構(gòu)成：數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)（DBMS）及開發(fā)工具、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫治理員和用戶。

7與人工治理和文件系統(tǒng)相比，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)：①數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化；②數(shù)據(jù)的共享高，冗余度低，易擴(kuò)展；③數(shù)據(jù)獨(dú)立性高；④數(shù)據(jù)由

DBMS統(tǒng)一治理和控制。

8.1.2數(shù)據(jù)模型

1根據(jù)模型應(yīng)用的不同目的，可將模型劃分為2類：概念模型（信息模型）和數(shù)據(jù)模型。

2概念模型是按用戶的觀點(diǎn)來對(duì)用戶和信息建模，主要用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。

3數(shù)據(jù)模型是按運(yùn)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模，主要用于DBMS的實(shí)現(xiàn)，包括：網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型。

4數(shù)據(jù)模型的組成要素：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)的約束條件。

5對(duì)象包括2類：與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對(duì)象；與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對(duì)象。

第九章安全性知識(shí)

9.1安全性簡(jiǎn)介

9.1.1安全性基本概念和特點(diǎn)

1信息安全是對(duì)信息、系統(tǒng)以及使用、儲(chǔ)備和傳輸信息的硬件的保護(hù)。

2信息的3個(gè)特性：秘密性（防止信息暴露給未授權(quán)的人或系統(tǒng)的質(zhì)量和狀態(tài)）、完整性（信息完整而未被腐蝕的質(zhì)量和狀態(tài)）和可用

性（信息的用戶可以在不受干涉和阻礙的情形下對(duì)信息進(jìn)行拜訪并按所需格式接受它）。

3信息系統(tǒng)安全是指確保信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安全，與信息系統(tǒng)相關(guān)的元素安全，以及與此相關(guān)的各種安全技術(shù)、安全服務(wù)和安全治理的總和。

9.1.2安全性要素

1信息系統(tǒng)主要由物理環(huán)境及其保證、硬件設(shè)備、軟件設(shè)備、治理者組成。

2物理環(huán)境包括場(chǎng)地（機(jī)房場(chǎng)地、信息儲(chǔ)備場(chǎng)地）和機(jī)房、物理保證主要考慮電力供應(yīng)和災(zāi)難應(yīng)急。

3信息系統(tǒng)的硬件設(shè)施主要有運(yùn)算機(jī)（大、中、小型運(yùn)算機(jī)和個(gè)人運(yùn)算機(jī)）、中斷設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（包括交換機(jī)、集線器、網(wǎng)關(guān)設(shè)備或

路由器、中繼器、橋接設(shè)備和調(diào)制解調(diào)器）、傳輸介質(zhì)（同軸電纜、雙絞線、光纜、衛(wèi)星信道和微波信道）、輸入輸出設(shè)備（鍵盤、磁

盤驅(qū)動(dòng)器、磁帶機(jī)、掃描儀、打印機(jī)、顯示器）。

4組成信息系統(tǒng)的軟件設(shè)施主要有操作系統(tǒng)、通用應(yīng)用軟件、網(wǎng)絡(luò)治理軟件以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

5信息系統(tǒng)治理者包括：系統(tǒng)安全員、網(wǎng)絡(luò)治理員、系統(tǒng)治理員、儲(chǔ)備介質(zhì)保管員、系統(tǒng)操作人員和軟硬件修理人員。

9.2拜訪控制和鑒別

9.2.1鑒別

1鑒別機(jī)制是以交換信息的方式確認(rèn)實(shí)體真實(shí)身份的一種安全機(jī)制，可被鑒別的實(shí)體稱為主體，主體有一個(gè)或多個(gè)與之對(duì)應(yīng)的辨別標(biāo)識(shí)

符。

2可被鑒別的主體有人類用戶、進(jìn)程、實(shí)開放系統(tǒng)、0SI層實(shí)體、組織機(jī)構(gòu)。

3鑒別的目的實(shí)防止其他實(shí)體占用和獨(dú)立操作被鑒別實(shí)體的身份，這類危害稱之為“冒充”。

4主體和驗(yàn)證者的兩種關(guān)系背景：主體由申請(qǐng)者來代表申請(qǐng)者和驗(yàn)證者之間存在著特定通信關(guān)系；主體為驗(yàn)證者提供數(shù)據(jù)項(xiàng)來源。

5鑒別的方法主要有以下5中：用擁有的（IC卡）進(jìn)行鑒別；用所知道的進(jìn)行鑒別（如密碼）；用不可改變的特性（如生物測(cè)定的標(biāo)識(shí)

特點(diǎn)）進(jìn)行鑒別；相信可靠的第三方建立的鑒別；環(huán)境（如主機(jī)地址）。

6鑒別分為單向和雙向鑒別，鑒別服務(wù)可以將鑒別結(jié)果傳送給拜訪控降服務(wù)。

9.2.2拜訪控制的一樣概念

1拜訪控制的手段包括用戶識(shí)別代碼、密碼、登錄控制、資源授權(quán)（用戶配置文件、資源配置文件、控制列表）、授權(quán)核查、日志和審

計(jì)。

2拜訪控制和內(nèi)部控制的關(guān)系：共同目標(biāo)是保護(hù)資產(chǎn)，內(nèi)部控制設(shè)計(jì)所用的有形資產(chǎn)和無形資產(chǎn)，包括與運(yùn)算機(jī)相關(guān)的和無關(guān)的，而拜

訪控制設(shè)計(jì)與知識(shí)相關(guān)的無形資產(chǎn)和有形資產(chǎn)，是整體安全控制的一部分。

9.2.3拜訪控制的策略

1實(shí)現(xiàn)拜訪控制的三種最常用的方法：要求用戶輸入一些保密信息（用戶名、密碼）；采用物理識(shí)別設(shè)備（拜訪卡、鑰匙、令牌）、采

用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)系統(tǒng)（基于某種特別的物理特性對(duì)人進(jìn)行唯獨(dú)性識(shí)別）。

2除了密碼之外拜訪控制的特性包括：多個(gè)密碼（一個(gè)密碼用于進(jìn)入系統(tǒng)、另一個(gè)密碼用于規(guī)定操作權(quán)限）；一次性密碼（系統(tǒng)生成一

次性密碼的清單）；基于時(shí)間的密碼（拜訪使用的正確密碼隨時(shí)間變化，變化基于時(shí)間和一個(gè)秘密的用戶鑰匙，密碼隔一段時(shí)間就發(fā)生

變化，變得難以猜測(cè)）；智能卡（不但需要密碼，還要物理的智能卡才有權(quán)限接觸系統(tǒng)）；挑戰(zhàn)反應(yīng)系統(tǒng)（使用智能卡和加密的組合來

提供安全拜訪控制身份識(shí)別系統(tǒng)）。

3拜訪控制手段：

物理類

防備型：文書備份、圍墻和柵欄、保安、證件識(shí)別系統(tǒng)、加鎖的門、雙供電系統(tǒng)、生物識(shí)別型門禁系統(tǒng)、工作場(chǎng)所的挑選、滅火系統(tǒng)。

探測(cè)型：移動(dòng)監(jiān)測(cè)探頭、煙感和溫感探頭、閉路監(jiān)控、傳感和報(bào)警系統(tǒng)。

治理類

防備型：安全知識(shí)培訓(xùn)、職務(wù)分離、職員雇用手續(xù)、職員離職手續(xù)、監(jiān)督治理、災(zāi)難復(fù)原和應(yīng)急計(jì)劃、運(yùn)算機(jī)使用的登記。

探測(cè)型：安全評(píng)估和審計(jì)、性能評(píng)估、強(qiáng)制假期、背景調(diào)查、職務(wù)輪換。

技術(shù)類

防備型：拜訪控制軟件、防病毒軟件、庫代碼控制系統(tǒng)、密碼、智能卡、加密、撥號(hào)拜訪控制和回叫系統(tǒng)。

探測(cè)型：日志審計(jì)、入侵檢測(cè)系。

9.3加密

9.3.1保密與加密

1加密就是將信息進(jìn)行編碼使侵入者不能夠懂得和閱讀的方法。解密將編碼信息轉(zhuǎn)化為原理的形式。

9.3.2加密與解密機(jī)制

1從譯者的角度看，密碼分析所面臨的問題有三種主要變型：“只有密文”問題（僅有密文而無明文）；“已知明文”問題（已有一批

相匹配的明文與密文）；“挑選明文”（能夠加密自己所選的明文）。

9.3.3密碼算法

1密碼算法分為傳統(tǒng)密碼算法（對(duì)稱密碼算法）和公布密鑰密碼算法（非對(duì)稱密碼算法）。

2對(duì)稱密碼技術(shù)要求加密解碼雙方擁有相同的密鑰，非對(duì)稱密碼技術(shù)是加密解密雙方擁有不同密鑰。

3對(duì)稱密碼體制從加密模式上可分為序列密碼和分組密碼。

4序列密碼算法的安全強(qiáng)度由它所產(chǎn)生的偽隨機(jī)序列的好壞來決定；分組密碼體制中，經(jīng)過加密的密文與密碼算法和密鑰有關(guān)，與被處

理的明文數(shù)據(jù)段在整個(gè)明文中所處的位置無關(guān)。

5非對(duì)稱密碼要求密碼成對(duì)顯現(xiàn)，一個(gè)為加密密鑰（可以公布），另一個(gè)為解密密鑰（用戶要保護(hù)好），并且不可能從其中一個(gè)推導(dǎo)出

另一個(gè)。

6公共密鑰秘密的信息只能用專用密鑰解密，公鑰加密也用來對(duì)專用密鑰秘密。

9.3.4密鑰及密鑰治理

1密鑰是密碼算法中的可變參數(shù)。

2密鑰治理包括：產(chǎn)生密鑰、分發(fā)密鑰、輸入和輸出密鑰、更換密鑰、儲(chǔ)備密鑰、儲(chǔ)存和備份密鑰、密鑰的壽命、銷毀密鑰。

9.4完整性保證

9.4.1完整性概念

1完整性包括軟件完整性和數(shù)據(jù)完整性兩個(gè)方面

2對(duì)數(shù)據(jù)完整性五個(gè)最常見的威逼：人類，可能是人類的疏忽、有意損壞等原因?qū)е峦暾员黄茐?；硬件故障，包括磁盤故障、芯片和

主板故障、電源故障；網(wǎng)絡(luò)故障，包括網(wǎng)絡(luò)連接問題、網(wǎng)絡(luò)接口卡和驅(qū)動(dòng)程序；災(zāi)難，如火災(zāi)、水災(zāi)、工業(yè)破壞和蓄意破壞；邏輯問題，

包括軟件錯(cuò)誤、文件損壞、容量錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)交換錯(cuò)誤和操作系統(tǒng)錯(cuò)誤。

9.4.2完整性保證策略

1為了復(fù)原數(shù)據(jù)完整性和防止數(shù)據(jù)完整性喪失，可以采用的技術(shù)有：備份、鏡像技術(shù)、歸檔、分級(jí)儲(chǔ)備治理、轉(zhuǎn)儲(chǔ)、系統(tǒng)安全程序、奇

偶校驗(yàn)和故障前兆分析。

2通過如下服務(wù)來完成完整性服務(wù)：屏蔽、證實(shí)、屏蔽。

3DBMS的完整性控制機(jī)制應(yīng)具有三個(gè)方面的功能：定義功能、檢查功能、如果發(fā)覺用戶操作要求使數(shù)據(jù)違抗了完整性約束條件，采取一

定的動(dòng)作保證數(shù)據(jù)的完整性。

4攻擊可以發(fā)生在軟件的三個(gè)主要成分上：程序、數(shù)據(jù)、文檔。

5數(shù)字簽名

9.5可用性保證

1要提高系統(tǒng)的可用性，一樣都是要配置冗余和容錯(cuò)部件來減少他們的不可用時(shí)間。

9.5.1事故相應(yīng)與事故復(fù)原

1災(zāi)難復(fù)原措施包括：災(zāi)難預(yù)防制度、災(zāi)難演習(xí)制度、災(zāi)難復(fù)原（全盤復(fù)原和個(gè)別文件復(fù)原）。

2備份系統(tǒng)的組成部分有物理主機(jī)系統(tǒng)、邏輯主機(jī)系統(tǒng)、備份儲(chǔ)備介質(zhì)、操作調(diào)度、操作執(zhí)行、物理目標(biāo)系統(tǒng)、系統(tǒng)監(jiān)控。

3備份策略：完全備份、增量備份、差異備份、按需備份

9.5.2減少故障時(shí)間的高可用性系統(tǒng)

1提供容錯(cuò)的途徑有使用閑暇備件、負(fù)載平穩(wěn)、鏡像、復(fù)現(xiàn)、熱可更換。

2網(wǎng)絡(luò)冗余的主要途徑有雙主干、開關(guān)控制技術(shù)、路由器、通信中件。

9.6運(yùn)算機(jī)病毒的防治與運(yùn)算機(jī)犯罪的防范

9.6.1運(yùn)算機(jī)病毒概念

9.6.2運(yùn)算機(jī)病毒的防治

1運(yùn)算機(jī)病毒的預(yù)防包括兩個(gè)方面對(duì)已知病毒的預(yù)防和對(duì)未來病毒的預(yù)防，對(duì)已知病毒的預(yù)防可以采用特點(diǎn)判定技術(shù)和靜態(tài)判定技術(shù)；

對(duì)未知病毒的預(yù)防是一種行為規(guī)則判定技術(shù)（動(dòng)態(tài)判定技術(shù)）。

2運(yùn)算機(jī)病毒預(yù)防技術(shù)主要包括磁盤引導(dǎo)區(qū)保護(hù)、加密可執(zhí)行程序、讀寫控制技術(shù)、系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)。

3反病毒軟件：病毒掃描軟件、完整性檢查程序、行為封鎖軟件。

4運(yùn)算機(jī)病毒檢測(cè)技術(shù)有兩種：特點(diǎn)分類的基礎(chǔ)上建立的、對(duì)文件數(shù)據(jù)段進(jìn)行定期或不定期對(duì)比，發(fā)覺差異。

9.6.3運(yùn)算機(jī)犯罪的防范

9.7安全分析

1風(fēng)險(xiǎn)：指某種破壞或缺失發(fā)生的可能性。

2風(fēng)險(xiǎn)治理：指識(shí)別、評(píng)估、降低風(fēng)險(xiǎn)到可以接受的程度，并實(shí)施適當(dāng)機(jī)制控制風(fēng)險(xiǎn)保持在此程度之內(nèi)的過程。

9.7.1識(shí)別和評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)

1有形資產(chǎn)可以通過資產(chǎn)的價(jià)值進(jìn)行分類,如秘密級(jí)、內(nèi)部拜訪級(jí)、共享級(jí)、未保密級(jí)。

2考慮信息安全時(shí)，必須重視的7種風(fēng)險(xiǎn)：①物理破壞、②人為錯(cuò)誤、③設(shè)備故障、④內(nèi)外部攻擊、⑤數(shù)據(jù)誤用、⑥數(shù)據(jù)丟失、⑦程序

錯(cuò)誤、⑧網(wǎng)絡(luò)本身的諸多特性（共享性、開放性、復(fù)雜性）、⑨網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)自身的脆弱性（操作系統(tǒng)的漏洞、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的缺陷、通信

線路的不穩(wěn)固、人為因素）。

3風(fēng)險(xiǎn)分析的方法與途徑可分為:①定量分析和②定性分析。

4定性分析通過列出各種威逼的清單,對(duì)威逼的嚴(yán)重程度及資產(chǎn)的敏銳程度進(jìn)行分級(jí)，是被廣泛采用的方法。

5定性分析技術(shù)包括:判定、直覺和體會(huì)。

6風(fēng)險(xiǎn)小組應(yīng)由企業(yè)中不同部門的人員組成,可以是治理者、程序開發(fā)人員、審計(jì)人員、系統(tǒng)集成人員、操作人員。

9.7.2控制風(fēng)險(xiǎn)

1風(fēng)險(xiǎn)治理方式：①降低風(fēng)險(xiǎn)、②避免風(fēng)險(xiǎn)、③轉(zhuǎn)嫁風(fēng)險(xiǎn)、④接受風(fēng)險(xiǎn)。

2在采取防護(hù)措施時(shí)，要考慮9個(gè)方面：①產(chǎn)品費(fèi)用、②設(shè)計(jì)計(jì)劃費(fèi)用、③實(shí)施費(fèi)用、④環(huán)境的改變、⑤與其他防護(hù)措施的兼容性、⑥

保護(hù)需求、⑦測(cè)試需求、⑧修復(fù)替換更新費(fèi)用、⑨操作支持費(fèi)用。

3、控制風(fēng)險(xiǎn)的方法：①對(duì)動(dòng)作進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，風(fēng)險(xiǎn)高的優(yōu)先考慮；②評(píng)判風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程中的建議，分析建議的可行性和有效性；③

實(shí)施成本收益分析；④結(jié)合技術(shù)、操作和治理類的控制元素，挑選性價(jià)比最好的安全控制；⑤責(zé)任分配；⑥制定一套安全措施實(shí)現(xiàn)計(jì)劃;

⑦實(shí)現(xiàn)挑選的安全控制。

9.8安全治理

9.8.1安全治理政策法規(guī)

1信息系統(tǒng)法律的主要內(nèi)容：信息網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與建設(shè)、信息系統(tǒng)的治理與經(jīng)營(yíng)、信息系統(tǒng)的安全、信息系統(tǒng)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、個(gè)人數(shù)據(jù)

保護(hù)、電子商務(wù)、運(yùn)算機(jī)犯罪、運(yùn)算機(jī)證據(jù)與訴訟。

2信息安全涉及的方面：人事治理、設(shè)備治理、場(chǎng)地治理、儲(chǔ)備媒體治理、軟件治理、網(wǎng)絡(luò)治理、密碼和密鑰治理、審計(jì)治理。

3信息安全治理的總原則：規(guī)范化、系統(tǒng)化、綜合保證、以人為本、主要負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)、預(yù)防、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、動(dòng)態(tài)發(fā)展、注重實(shí)效、均衡保

護(hù)。

4安全治理的具體原則：分權(quán)制衡、最小特權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)化、選用成熟的先進(jìn)技術(shù)、失效保護(hù)、普遍參與、職責(zé)分離、審計(jì)獨(dú)立、控制社會(huì)

影響、保護(hù)資源和效率。

5我國(guó)信息安全治理的基本方針：興利除弊、集中監(jiān)控、分級(jí)治理、保證國(guó)家安全。

9.8.2安全機(jī)構(gòu)和人員治理

1建立信息系統(tǒng)安全治理機(jī)構(gòu)的第一步是確定系統(tǒng)安全治理員的角色，并組成安全治理小組。

2信息安全治理策略包括：安全治理人員的義務(wù)和職責(zé)、安全配置治理策略、系統(tǒng)連接安全策略、傳輸安全策略、審計(jì)與入侵安全策略、

標(biāo)簽策略、病毒防護(hù)策略、安全備份策略、物理安全策略、系統(tǒng)安全評(píng)估原則。

3安全人員治理的原則：從不單獨(dú)一個(gè)人、限制使用期限、責(zé)任分散、最小權(quán)限。

9.8.3技術(shù)安全治理

］技術(shù)安全治理的內(nèi)容：①軟件治理、②設(shè)備治理、③介質(zhì)治理、④涉密信息治理、⑤技術(shù)文檔治理、⑥傳輸線路治理、⑦安全審計(jì)跟

蹤、⑧公共網(wǎng)絡(luò)連接治理、⑨災(zāi)難復(fù)原

2軟件治理包括：操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)庫、安全軟件、工具軟件的采購(gòu)、安裝、使用、更新、保護(hù)和防病毒治理。

3設(shè)備治理包括：設(shè)備的購(gòu)置、使用、修理和儲(chǔ)備治理。

4介質(zhì)治理包括：介質(zhì)分類、介質(zhì)庫的治理、介質(zhì)登記和借用、介質(zhì)的復(fù)制和銷毀以及涉密介質(zhì)的治理。

5涉密信息治理包括：涉密信息等級(jí)的劃分、密鑰治理、密碼治理。

6技術(shù)文檔治理包括：技術(shù)文檔的密級(jí)治理和使用治理。

7傳輸線路治理包括：傳輸線路治理和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)治理。

8災(zāi)難復(fù)原包括：制定災(zāi)難復(fù)原策略計(jì)劃和災(zāi)難復(fù)原計(jì)劃的測(cè)試與保護(hù)。

9.8.4網(wǎng)絡(luò)治理

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)定義的網(wǎng)絡(luò)治理的5種功能：①故障治理、②配置治理、③安全治理、④性能治理、⑤計(jì)費(fèi)治理。

第16章系統(tǒng)治理規(guī)劃

16.1系統(tǒng)治理的定義

16.1.1治理層的系統(tǒng)治理要求

1企業(yè)IT戰(zhàn)略規(guī)劃進(jìn)行IT戰(zhàn)略摸索的時(shí)候考慮哪幾方面的因素？

答：(1)IT戰(zhàn)略規(guī)劃目標(biāo)的制定要具有戰(zhàn)略性，確定與企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)相一致的企業(yè)IT戰(zhàn)略規(guī)劃目標(biāo)，并且以支撐和推動(dòng)企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)

的實(shí)現(xiàn)作為價(jià)值核心。

(2)IT戰(zhàn)略規(guī)劃要體現(xiàn)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力要求，規(guī)劃的范疇控制要緊密環(huán)繞如何提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力來進(jìn)行，切忌面面俱到的無范疇控

制。

(3)IT戰(zhàn)略規(guī)劃目標(biāo)的制定要具有較強(qiáng)的業(yè)務(wù)結(jié)合性，深入分析和結(jié)合企業(yè)不同時(shí)期的發(fā)展要求，將規(guī)劃目標(biāo)分解為合理可行的階段

性目標(biāo)，并最終轉(zhuǎn)化為企業(yè)業(yè)務(wù)目標(biāo)的組成部分。

(4)IT戰(zhàn)略規(guī)劃對(duì)信息技術(shù)的規(guī)劃必須具有策略性，對(duì)信息技術(shù)發(fā)展的規(guī)律和趨勢(shì)要持有敏捷的洞悉力，在信息化規(guī)劃時(shí)就要考慮到

目前以及未來發(fā)展的適應(yīng)性問題。

(5)IT戰(zhàn)略規(guī)劃對(duì)成本的投資分析要有戰(zhàn)術(shù)性，既要考慮到總成本投資的最優(yōu)，也要結(jié)合企業(yè)建設(shè)的不同階段做出科學(xué)合理的投資成

本比例分析，為企業(yè)獲得較低的投資效益比。

(6)IT戰(zhàn)略規(guī)劃要對(duì)資源的分配和切入時(shí)機(jī)進(jìn)行充分的可行性評(píng)估。

2企業(yè)信息化規(guī)劃包括網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì)、設(shè)備的負(fù)荷和容量運(yùn)算、安全架構(gòu)體系評(píng)估、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的評(píng)估

3系統(tǒng)治理的目標(biāo)是什么？

答：(1)系統(tǒng)治理指的是IT的高效運(yùn)作和治理，是確保戰(zhàn)略得到有效執(zhí)行的戰(zhàn)術(shù)性和運(yùn)作性活動(dòng)，核心目標(biāo)應(yīng)是治理客戶(業(yè)務(wù)部門)

的IT需求。

(2)企業(yè)IT系統(tǒng)治理的基本目標(biāo)可以分為4個(gè)方面：

①全面把握企業(yè)IT環(huán)境，方便治理異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)業(yè)務(wù)的全面治理。

②確保企業(yè)IT環(huán)境的整體可靠性和安全性，及時(shí)處理各種非常信息，在顯現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，保證企業(yè)IT環(huán)境的整體性能。

③確保企業(yè)IT環(huán)境的整體可靠性和安全性，對(duì)涉及安全操作的用戶進(jìn)行全面跟蹤和治理；提供一種客觀的手段來評(píng)估組織在使用IT方

面面臨的風(fēng)險(xiǎn)，并確定這些風(fēng)險(xiǎn)是否得到了有效控制。

④提高服務(wù)水平，加強(qiáng)服務(wù)的可治理性并及時(shí)產(chǎn)生各類情形報(bào)告，及時(shí)、可靠的保護(hù)各類服務(wù)數(shù)據(jù)。

4系統(tǒng)治理的要求是什么？

答：(1)企業(yè)系統(tǒng)治理應(yīng)可以讓企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有IT資源統(tǒng)一監(jiān)控和治理的愿望，應(yīng)采用一致性的治理模式來推動(dòng)企業(yè)現(xiàn)代化跨平臺(tái)體

系機(jī)構(gòu)的建立，

(2)企業(yè)IT系統(tǒng)治理應(yīng)適合于企業(yè)大型、復(fù)雜、分布式的環(huán)境，不但控制了所有技術(shù)資源，而且直接可以從業(yè)務(wù)角度出發(fā)治理整個(gè)企

業(yè)，治理能力可以延伸到關(guān)鍵的非信息設(shè)備。企業(yè)可以隨時(shí)部署應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)，用來規(guī)劃企業(yè)商務(wù)目標(biāo)、堅(jiān)持企業(yè)高水平服務(wù)，提高業(yè)

務(wù)系統(tǒng)商務(wù)響應(yīng)能力。

(3)企業(yè)IT系統(tǒng)治理應(yīng)可以將整個(gè)企業(yè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以一個(gè)真實(shí)世界化的視圖出現(xiàn)給我們，讓不同體會(huì)的人懂得，讓企業(yè)集中經(jīng)理面對(duì)自

己的業(yè)務(wù)而非平臺(tái)之間的差異，這有助于大大提高企業(yè)的工作效率。

(4)企業(yè)"系統(tǒng)治理應(yīng)是全集成的解決方案，覆蓋網(wǎng)絡(luò)資源、性能與能力、事件與安全、軟件分布、儲(chǔ)備、工作流、幫助臺(tái)、變更治

理和其他的用于傳統(tǒng)和分布式運(yùn)算環(huán)境的功能，并可以用于互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)。

5非信息設(shè)備包括自動(dòng)柜員機(jī)機(jī)M監(jiān)控、運(yùn)鈔車的運(yùn)鈔情形跟蹤、機(jī)房溫度與濕度控制、用戶監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控

6用于治理的關(guān)鍵IT資源包括硬件資源、軟件資源、網(wǎng)絡(luò)資源、數(shù)