第1章計算機技術基礎《人工智能基礎與應用》本章導讀信息是數字時代的核心資源，它不僅是知識傳遞的載體，還是決策制定的基礎。隨著信息社會的到來，計算機已成為人們不可缺少的工具。我們可以輕松地利用計算機處理文檔、制作電子表格和演示文稿，可以利用計算機進行網絡通信、網上購物、網上匯款、存儲文件等。了解信息、認識計算機是開啟數字時代大門的“金鑰匙”。在學習人工智能基礎和應用之前，有必要了解信息和計算機技術的一些基礎知識。學習目標了解計算機的發(fā)展歷程、特點、分類及其應用領域了解微型計算機的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)了解計算機的結構和工作原理掌握計算機中的數據表示（數制及其相互轉換、字符編碼等）目

錄02計算機的特點、應用與人工智能的關系03計算機的結構和工作原理04計算機硬件系統(tǒng)01計算機的發(fā)展05計算機軟件的類型06計算機中數據的表示07小結計算機的發(fā)展01計算機的早期探索

計算工具歷史算盤：從古至今的計算革新，簡潔實用，啟發(fā)后世。計算機的早期探索：機械計算時代

古代計算工具的起源古代算盤，公元前3000年源于中國，最早機械計算工具。19世紀計算工具的發(fā)展19世紀，巴貝奇設計差分機與分析機，奠定現代計算機基礎。計算機的早期探索理論突破與計算模型圖靈機與馮·諾依曼結構奠定計算機科學發(fā)展基石。

電子計算機的問世與發(fā)展計算機發(fā)展歷程自1946年首臺電子計算機ENIAC誕生，技術快速演進，歷經四個時代，從電子管到超大規(guī)模集成電路，性能飛躍，應用領域廣泛。

電子元件變革發(fā)展階段，主要元件從電子管至集成電路更新，體積、功耗遞減，運算速度、存儲量提升，成本降低，可靠性增強。

應用領域擴展初限于科學計算，后拓展至事務管理、工業(yè)控制，終至全面覆蓋計算、管理、控制及網絡應用，影響深遠。電子計算機的問世與發(fā)展：第一代電子管計算機

ENIAC誕生1946年，首臺電子計算機ENIAC在美國誕生，重30噸，耗電150千瓦。

ENIAC規(guī)格ENIAC：首臺電子管計算機，運算速度超繼電器計算機千倍，體積大、耗電、價格昂貴。電子計算機的問世與發(fā)展計算機基本元件發(fā)展晶體管電子管中小規(guī)模集成電路超大規(guī)模集成電路在19mm×13mm的芯片中，集成了8億個電子元器件電子計算機的問世與發(fā)展：第四代計算機集成電路時代

微型計算機時代到來Intel4004微處理器問世，引領微型計算機普及，步入千家萬戶。計算機發(fā)展歷程計算機從機械到超大規(guī)模集成電路，性能提升，體積縮小，成本降低，支撐人工智能興起。

我國計算機的發(fā)展歷程計算機起步上世紀50年代，中國計算機工業(yè)從無到有，初步探索硬件制造與軟件開發(fā)。

產業(yè)體系形成經過多年發(fā)展，我國已構建完整計算機產業(yè)體系，涵蓋硬件、軟件及信息服務。

對AI影響計算機技術進步為人工智能等現代科技領域提供了堅實基礎，推動了科技創(chuàng)新與發(fā)展。我國計算機的發(fā)展歷程

早期探索與起步我國計算機事業(yè)于1950年代起步，1958年首臺電子管計算機誕生，1965年實現晶體管跨越。自主研發(fā)與系列化生產1970s-1980s70年代，我國第三代計算機系列化生產；83年，“銀河”巨型機問世，運算速度破億次。高速發(fā)展與技術創(chuàng)新1990s-2000s90年代至00年代，中國科技高速進步，從微機普及到“銀河-III”百億次計算，奠定AI發(fā)展基石。2010年突破我國計算機的發(fā)展歷程：新時代的挑戰(zhàn)與機遇（2010s-至今）“天河一號”超級計算機成為全球最快的超級計算機，標志著我國在高性能計算領域的重大突破。2016年飛躍“神威·太湖之光”超算，全球首破十億億次浮點運算，速超第二名近3倍。當前發(fā)展機遇政策與技術革新雙驅，計算機行業(yè)迎新機，信創(chuàng)助推國產軟件普及，賦能AI科技。發(fā)展歷程與未來我國計算機從自力更生到國際領先，未來將深度融合AI、大數據，前景廣闊。計算機的分類：

計算機作為現代信息技術的核心，根據其設計目的、性能特點和應用領域，可以被劃分為多種類型超級計算機超級計算機：萬億次運算，解決復雜科學難題。服務器服務器：高效穩(wěn)定響應大量請求，適用于企業(yè)級應用，如銀行系統(tǒng)、云計算平臺。個人計算機（PC）個人計算機，廣泛用于文檔處理、網頁瀏覽等，包括臺式、筆記本和平板形式。嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)，?？卦O備運行，如手機、家居、汽車、醫(yī)療。1）按規(guī)模和性能分類

計算機的分類

2）按處理數據的方式分類計算機分數字機、模擬機、混合機，各擅數字處理、物理量分析及二者結合。

3）按用途分類計算機分通用與專用，展現IT多樣應用。硬件與軟件協同計算機硬件與軟件系統(tǒng)的發(fā)展

計算機系統(tǒng)由硬件與軟件構成，二者協同進化推動信息技術革命，從機械裝置到智能設備實現技術突破。技術迭代影響

硬件與軟件迭代遵循技術邏輯，深刻改變人類生產與生活方式，形成現代信息技術社會基礎架構。硬件系統(tǒng)

計算機硬件由運算器、控制器、存儲器及輸入輸出設備構成，遵循馮·諾依曼原理。軟件系統(tǒng)

軟件系統(tǒng)搭建用戶與硬件橋梁，分為系統(tǒng)與應用兩大部分。硬件與軟件的協同創(chuàng)新案例

硬件撐舞臺，軟件演大戲，協同創(chuàng)新顯神通。

計算機技術的未來展望計算機革命指數級進步，量子計算領航，神經形態(tài)與邊緣計算共繪藍圖。

重塑社會AI深化，大數據革新，生產模式轉型，生活方式蛻變，科技編織未來篇章。計算機技術的未來展望：突破性技術的前沿探索

?1）量子計算的算力革命?量子計算利用疊加與糾纏，加速AI訓練，破解大規(guī)模優(yōu)化難題。

?2）類腦計算的生物啟發(fā)?神經形態(tài)芯片與仿生機器人，展現類腦計算的生物啟發(fā)，提升能效，逼近人腦觸覺與決策。

?3）邊緣計算的分布式智能?邊緣計算提升響應速度，保障隱私安全，如自動駕駛實時分析路況。計算機技術的未來展望：跨學科融合的深度拓展?1）智能醫(yī)療的突破性應用?AI醫(yī)療影像識別早期癌癥，準確率超95%；手術機器人助微創(chuàng)手術，精度高。?2）教育模式的智能化轉型?AI助教個性教學，AR/VR打造沉浸實驗，教育智能轉型。?3）綠色計算的可持續(xù)發(fā)展?液冷技術與碳足跡追蹤，助力綠色計算可持續(xù)發(fā)展。計算機技術的未來展望：倫理挑戰(zhàn)與應對策略1）數據隱私算法偏見人臉識別風險引歐盟立法，強調算法透明與偏差檢測。?2）人機協作的邊界界定?計算機技術的未來展望：倫理挑戰(zhàn)與應對策略

量子計算突破量子計算將突破傳統(tǒng)算力限制，推動密碼學、藥物研發(fā)等領域跨越式發(fā)展，需構建新型算法與容錯體系。

倫理框架構建AI倫理需建立數據隱私保護、算法透明度標準，通過跨學科委員會制定技術應用邊界與問責機制。

邊緣智能演進邊緣計算結合5G實現低延遲萬物互聯，需優(yōu)化分布式節(jié)點架構，解決能耗與算力協同的技術瓶頸。

學科融合路徑醫(yī)學影像AI診斷、碳足跡算法等案例印證技術本質理解比工具使用更能創(chuàng)造復合型人才價值。

技術哲學溯源從差分機到量子比特，計算載體持續(xù)進化，但始終服務于人類認知邊界突破與文明形態(tài)重構的核心命題。

計算機的發(fā)展趨勢與人工智能的未來科技革命21世紀科技浪潮，AI與計算機技術加速社會轉型，生活各領域智能化，驅動經濟發(fā)展。

生活滲透從手機到汽車，智能醫(yī)療至城市規(guī)劃，AI技術全面融入，展現未來無限可能。計算機技術發(fā)展的核心方向計算能力的持續(xù)突破?處理器性能飛躍，量子計算實用化，推動計算能力持續(xù)突破。存儲與網絡的協同進化?存儲進化至100TB固態(tài)硬盤，6G預研推動物聯網時延降至0.1ms。綠色化與微型化并行?碳基芯片、光子計算綠色節(jié)能，柔性電子皮膚商業(yè)化，科技綠色化、微型化趨勢明顯。人工智能技術的未來圖景技術突破的關鍵領域?GPT-5與"通義"大模型在多模態(tài)融合與神經形態(tài)計算上取得突破，實現4K視頻生成與高效自動駕駛決策。行業(yè)賦能的典型場景?AI革新教育與醫(yī)療，實現精準教學，輔助診斷，手術精度達0.01mm。倫理與治理的平衡探索探索倫理治理平衡，監(jiān)管技術雙管齊下，保障AI健康發(fā)展。

技術融合下的社會變革產業(yè)形態(tài)重構科技賦能，農業(yè)減藥增效，服務創(chuàng)新提滿意。

人類能力延伸Neuralink新設備助漸凍癥患者意念操控，AR技術降低工業(yè)維修失誤率。

技術融合下的社會變革：全球治理挑戰(zhàn)數據主權博弈歐盟-美國數據隱私盾協議2.0要求跨國企業(yè)必須在本土存儲公民生物特征數據?。

就業(yè)結構轉型AI創(chuàng)3400萬新崗，卻致7600萬舊崗消失，就業(yè)結構大轉型。算力與能效演進計算機技術以更強算力、更低能耗、更廣連接為方向，2025年全球數據中心算力將達15ZFLOPS（1ZFLOPS=1021次浮點運算）。人工智能三元驅動人工智能通過“算法突破、場景滲透、倫理約束”協同發(fā)展，在教育、醫(yī)療等垂直領域應用滲透率超60%。技術融合重塑文明算力與AI深度融合將重構知識獲?。X機接口）、生產力組織（DAO）及文明演進路徑（AI星際探索），伴隨全球治理新挑戰(zhàn)。技術融合下的社會變革：全球治理挑戰(zhàn)計算機的特點、應用與人工智能的關系02計算機的特點

運算速度快計算機速算，幾分鐘解難題，勝過人力數年。

計算精確度高計算機精度高，遠超人工，保障工程設計精確性。

存儲容量大計算機存儲器容量巨大，可高效管理海量數據。

邏輯判斷能力強計算機邏輯推理能力提升，人工智能模擬人腦工作。

自動化程度高計算機按預設程序自動運行，無需人工干預，實現生產自動化，提升效率與質量。計算機的特點

可靠性高電子器件可靠性提升，新結構設計增強計算機穩(wěn)定性。

通用性強計算機，通用信息處理工具，多領域適用，現代社會不可或缺。

（1）科學計算利用高性能計算解決復雜問題，如天氣預報、核能研究、航空航天等。

（2）數據處理大數據分析，數據挖掘，數據清洗，為決策提供支持。

（3）過程控制工業(yè)自動化，實時監(jiān)控與調整生產流程，提高效率與質量。

（4）網絡應用電子商務，遠程教育，社交網絡，實現信息的快速傳播與交流。計算機的應用與人工智能的拓展：計算機的應用計算機輔助設計利用計算機輔助工程設計，提升自動化水平，應用于建筑、機械、軟件開發(fā)等領域，優(yōu)化設計流程與成果質量。計算機輔助制造通過數控技術實現加工裝配自動化，縮短生產周期，提升產品質量與效率，廣泛用于離散型制造業(yè)。計算機輔助教學基于人機交互的教學系統(tǒng)，動態(tài)調整教學節(jié)奏，增強學習參與度，培養(yǎng)自主學習能力與知識應用能力。計算機輔助測試實現復雜指標自動化檢測，精準完成電機維修參數測量，突破傳統(tǒng)方法局限，保障測試數據可靠性。（6）計算機輔助系統(tǒng)計算機的應用與人工智能的拓展：計算機的應用（5）人工智能人工智能，模擬人腦，識別、推理、學習，推動智能時代。

（7）多媒體應用多媒體技術融合多種媒體，廣泛應用于各領域，革新教育、醫(yī)療與娛樂等。計算機的應用與人工智能的拓展：拓展應用

（1）提升計算機應用效率AI自動化圖像、語音、語言處理，顯著提升計算機應用效率。（2）人工智能拓展計算機應用邊界AI賦能計算機，拓展應用邊界，解決更復雜問題。（3）人工智能創(chuàng)造新的計算機應用領域人工智能開拓新的計算機領域，如智能機器人、VR/AR，助力社會發(fā)展。

計算機的應用與人工智能的拓展：計算機與人工智能的未來趨勢計算機與人工智能的深度融合未來，計算機和人工智能將更加深度融合，形成更強大的智能計算系統(tǒng)，為各個領域提供更智能化的解決方案。

人工智能應用場景更加廣泛人工智能深化智慧城市、醫(yī)療、教育，全面革新社會生活。

人工智能倫理與安全引發(fā)關注AI發(fā)展帶來倫理安全挑戰(zhàn)，需加強研究，共創(chuàng)美好未來。

人工智能的實現平臺AI平臺功能集數據處理、機器學習、深度學習于一體，提供從算法開發(fā)到部署的全流程支持。

用戶參與度降低技術門檻，使非專業(yè)人員也能參與AI應用構建，激發(fā)創(chuàng)新潛力。

平臺組成涵蓋數據工具、學習框架、模型訓練與云端/邊緣計算服務，構建全面AI生態(tài)。1）軟件開發(fā)平臺

軟件開發(fā)平臺是AI技術實現的核心工具，提供豐富庫與框架，助力開發(fā)者高效構建與訓練AI模型。TensorFlow與PyTorch主導，深度學習框架，開源生態(tài)，加速AI模型訓練與部署。TensorFlow框架Google推出，支持Python等多種語言，具備多硬件加速能力，適用于圖像識別、自然語言處理等場景。PyTorch框架

Facebook開發(fā)，動態(tài)計算圖機制提升調試效率，集成GPU加速，廣泛應用于學術研究與實時系統(tǒng)開發(fā)。人工智能的實現平臺：主要平臺類型2）云服務平臺

通過分布式計算資源提供AI服務，支持彈性擴展和按需付費，助力開發(fā)者高效訓練與部署模型。提供彈性計算資源，簡化機器學習流程，支持大規(guī)模數據處理。阿里云PAI（PlatformofArtificialIntelligence）一站式AI服務覆蓋數據處理、模型訓練、預測服務等，具備全鏈路開發(fā)支持、高性能及豐富工具集，應用于營銷、風控等領域。AWSSageMaker

亞馬遜云服務（AWS）提供的全托管機器學習平臺，集成數據標注至部署流程，支持多框架與自動化調優(yōu)，適配企業(yè)級AI及實時推理場景。人工智能的實現平臺：主要平臺類型3）邊緣計算平臺

在靠近數據源的邊緣設備上運行的計算環(huán)境，支持數據采集、處理及AI模型推理與執(zhí)行，涵蓋硬件與軟件框架。硬件設備特性邊緣計算盒子需強算力與低功耗，集成CPU、GPU或AI加速芯片，適用于工業(yè)物聯網與智能監(jiān)控場景。典型應用場景邊緣計算盒子用于工業(yè)物聯網實時分析與智能監(jiān)控，如NVIDIAJetson系列支持邊緣端深度學習模型部署。AI加速芯片案例NVIDIAJetsonNano與Xavier等嵌入式AI平臺，專為邊緣設備設計，優(yōu)化本地化模型推理與執(zhí)行效率。人工智能的實現平臺：主要平臺類型人工智能的實現平臺：主要平臺類型4）自動化機器學習（AutoML）平臺AutoML平臺簡化機器學習流程，助非專業(yè)用戶快速構建AI模型。人工智能的實現平臺：平臺選擇考量因素易用性平臺的直觀性和學習曲線是關鍵。功能全面性是否支持從數據預處理到模型部署的全鏈條服務。成本效益考慮平臺的使用成本，包括免費額度、按需付費模式等。社區(qū)支持活躍的社區(qū)可以提供豐富的教程、案例和問題解決幫助。集成能力與其他系統(tǒng)或服務的集成能力，便于構建復雜應用。

人工智能的實現平臺：實踐案例簡析智能客服系統(tǒng)利用阿里云PAI構建，通過自然語言處理技術，實現客戶問題的自動識別與回復。

智能農業(yè)監(jiān)測NVIDIAJetson助力，AI實時監(jiān)測作物生長，推動智能農業(yè)發(fā)展。計算機的結構和工作原理03計算機的結構和工作原理計算機硬件組成計算機硬件包括CPU、內存、硬盤、輸入輸出設備等，是計算機運行的物理基礎。計算機軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)分為系統(tǒng)軟件和應用軟件，系統(tǒng)軟件如操作系統(tǒng)管理硬件資源，應用軟件滿足用戶特定需求。數據處理流程計算機通過輸入設備接收數據，CPU處理數據，最后通過輸出設備展示結果，實現數據處理。計算機指令集指令集是CPU能執(zhí)行的指令集合，是軟件和硬件的橋梁，決定了計算機的計算能力和兼容性。馮?諾依曼結構五大組成部分：運算器、控制器、存儲器、輸入/輸出設備核心思想：二進制、存儲程序、程序控制計算機的基本結構

馮·諾依曼的計算機理論馮·諾依曼1946年奠基現代計算機基本結構，提出關鍵三點理論。

計算機的二進制基礎新型電子計算機應該以二進制為基礎，而不是使用十進制。

存儲程序與過程控制程序預存，自動執(zhí)行，實現計算任務。

計算機硬件體系結構計算機硬件體系結構包含運算器、控制器、存儲器、輸入與輸出設備，協同完成數據處理與交互。

馮·諾依曼計算機的影響馮·諾依曼計算機奠定硬件基礎，推動運算自動化與AI發(fā)展。

計算機的工作原理計算機工作原理概覽計算機以二進制運算和存儲程序控制為核心，是數據處理和人工智能技術的基礎。

計算機執(zhí)行程序的步驟計算機執(zhí)行程序：取指令、分析、運算，結果存貯或輸出。

指令與程序的概念指令是指能夠控制機器工作的命令。程序是可以連續(xù)執(zhí)行、并能夠完成一定任務的一條條指令的集合。計算機硬件系統(tǒng)04計算機硬件系統(tǒng)概述計算機系統(tǒng)組成計算機硬件系統(tǒng)概述

計算機硬件系統(tǒng)的重要性硬件如人體骨骼，支撐科技功能運行。計算機硬件系統(tǒng)的構成計算機硬件系統(tǒng)由運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設備構成。硬件與軟件的關系硬件性能影響AI算法效率與效果，軟件服務計算機運行。臺式機常見硬件介紹下面以臺式機為例，介紹常見的計算機硬件，如主板、總線及接口、CPU、存儲器、輸入輸出設備等。主板、總線及接口：主板概述主板的定義與結構主板，連接各硬件，承載核心電路，微機基礎部件。主板的開放式結構與擴展性主板開放式結構，支持設備擴展，決定微機性能與檔次。主板

主板、總線及接口：總線總線結構現代計算機采用總線結構，作為系統(tǒng)部件間信息傳輸的公共通道，包括數據總線、地址總線和控制總線。

總線連接方式設備通過主板外置接口或內置擴展插槽與總線連接，插入即與系統(tǒng)總線建立通信。

常見總線標準微型計算機中，PCI、AGP、USB和IEEE1394是常見的總線標準，用于數據傳輸和設備連接。01主板、總線及接口：總線PCI總線PCI總線，32位數據接口，可擴展為64位，提升CPU效率，最大傳輸132MB/s。02AGP總線AGP總線直連CPU與內存，提升數據傳輸速率，優(yōu)化圖形處理性能。03USB總線USB總線：連接快捷，支持熱插拔，成本低速度快，廣泛應用于數碼設備，USB4.0速度達40Gbps。04主板、總線及接口：總線IEEE1394總線IEEE1394總線支持400-800MB/s傳輸速率，實現設備熱插拔，廣泛應用于數碼影像設備高速數據傳輸場景。05PCIe7.0PCIe7.0單向傳輸達128GT/s，x16配置雙向突破512GB/s，單通道帶寬超越前代多通道配置，顯著降低數據延遲。PCIe7.0為AI、云計算提供超高速互連方案，推動硬件軟件協同發(fā)展，支撐海量數據實時處理需求。主板、總線及接口：擴展槽

擴展槽定義與重要性擴展槽是主板上的插槽，用于固定擴展卡，決定電腦的升級性和設備擴展性。擴展插槽種類ISA、PCI、AGP等傳統(tǒng)插槽與PCMCIA等專用接口并存，WI-FI、VXB等新興類型補充應用領域。PCIExpress優(yōu)勢高速傳輸與廣泛兼容性推動PCIExpress成為主流，滿足云計算與人工智能時代的數據需求。未來技術趨勢技術迭代與應用擴展將強化PCIExpress主導地位，支撐大容量存儲與實時數據處理場景。主板、總線及接口：擴展槽主板、總線及接口：I/O接口接口的概念與作用接口是連接硬件設備，實現數據交換的邏輯電路，如I/O、PS/2和USB。USB接口的特點與應用USB接口：傳輸快，支持熱插拔，廣泛用于電腦外設連接。接口在人工智能系統(tǒng)中的作用接口確保AI系統(tǒng)數據傳輸順暢，算法執(zhí)行高效。CPUCPU的核心與速度CPU速度由主頻、核心數和緩存決定，主頻越高，運算越快。CPU與AI算法現代CPU多核結構與優(yōu)化技術加速AI算法運算，提升效率。CPU關鍵作用AI領域高性能CPU，AI系統(tǒng)核心，決定算法速度與效果。存儲器存儲器分類根據與CPU的關系，存儲器分為內存儲器和外存儲器，內存儲器即主存儲器，外存儲器為輔助存儲器。存儲器在AI系統(tǒng)中的作用在人工智能系統(tǒng)中，存儲器的性能和容量直接影響系統(tǒng)的處理能力和效率，是關鍵的硬件組成部分。存儲器：內存儲器

內存類型與特性內存分RAM、ROM，RAM容量大、頻率高提升電腦性能。

只讀存儲器（ROM）ROM：只能讀取，永久保存系統(tǒng)服務程序，如BIOS，不受斷電影響。

高速緩沖存儲器（Cache）Cache解決CPU、內存速度差，用SRAM提升存儲效率。

存儲器：外存儲器外存特性容量大，成本低，速度慢，斷電后信息持久保存。

外存類型包括硬盤、移動硬盤、U盤和光盤，作為計算機輔助存儲。存儲器：外存儲器

硬盤外存儲器概述硬盤通過主板IDE或SATA接口連接，作為計算機主要外存儲設備，負責存儲操作系統(tǒng)、應用軟件及用戶文件。機械硬盤特性HDD容量大、價格低，但讀寫速度較慢，含機械部件抗震性差，易受震動影響數據安全。固態(tài)硬盤特性SSD采用固態(tài)存儲芯片，讀寫速度快，但容量較小且價格較高，適用于高性能存儲需求場景。硬盤容量參數總容量以TB為單位，主流范圍1-10TB，包含單片容量與盤片數參數，直接影響存儲性能。存儲器：外存儲器

移動硬盤移動硬盤由普通硬盤加硬盤盒組成，通過USB等接口實現移動存儲，存儲容量大。U盤概述U盤又稱閃存盤，為便于攜帶的移動存儲設備，支持熱插拔與快速數據傳輸，無需外接電源。存儲優(yōu)勢具備體積小巧、容量大、傳輸速度快、價格低廉及抗震性強等特性，適配多場景數據傳輸需求。容量規(guī)格常見容量涵蓋2G至1T，涵蓋日常辦公、影音存儲及大文件傳輸等不同層級存儲需求。接口特性采用USB標準接口，支持USB1.0至3.2協議，傳輸速率從12Mbps提升至10Gbps，適配高速讀寫場景。存儲器：外存儲器存儲器：外存儲器

光盤和光驅光盤分類光盤分為只讀與可讀寫兩類，CD-R僅單次寫入，CD-RW支持多次擦寫，藍光光盤單碟存儲25GB，為DVD容量五倍。光驅類型市場主流光驅涵蓋CD、DVD、藍光及刻錄機，DVD光驅通過激光技術讀取數據，適配不同存儲介質。

存儲器：存儲單位存儲單位與換算存儲單位：位(bit)、字節(jié)(B)、KB、MB、GB、TB、PB，每級相差1024倍。

內存容量與性能內存容量大，讀取速度快，電腦性能更優(yōu)。

外存容量概述外存容量覆蓋GB到TB級，包括硬盤、光盤和U盤。

輸入設備

輸入設備功能將人類可讀信息轉換為計算機識別的二進制代碼，實現外部信息向計算機內部的傳輸。

輸入設備類型包括鍵盤、鼠標、掃描儀、攝像頭、觸控屏、語音識別麥克風等，構建計算機與外界交互的橋梁。輸入設備

鍵盤鍵盤：計算機輸入設備，分有線無線，用戶指令輸入工具。鼠標鼠標：計算機輸入設備，分有線無線，控制光標，執(zhí)行命令。輸入設備：其他輸入設備

輸入設備的多樣化多樣化輸入設備：掃描儀、攝像頭、數碼相機等。輸入設備對數字生活的影響輸入設備進化，如語音、手勢控制，豐富數字生活，提升人機交互體驗。輸入設備在人工智能中的作用輸入設備為AI算法提供豐富數據，是其感知世界的關鍵。

輸出設備輸出設備功能將計算機處理結果轉化為文字、圖形、圖像或聲音，便于人類感知。

常用輸出設備顯卡、顯示器、打印機和繪圖儀等，廣泛應用于數據可視化和文檔打印。輸出設備

顯卡顯卡，獨立圖形處理器，適配多種顯示器，部分集成于主板。

顯示器主流顯示器：LCD，輕薄、省電、護眼，尺寸多樣。

聲卡和音箱現代聲卡集成于主板，USB外置流行；音箱為音頻輸出必備，需接聲卡，自帶功放。輸出設備：打印機

打印機類型針式打印機采用機械擊打原理，噪音較大，適用于票據打印，如存折、發(fā)票及條形碼等單據處理。

噴墨打印機噴墨打印機使用墨盒耗材，價格低廉且成本較低，適合小規(guī)模打印，但速度較慢。

激光打印機激光打印機以硒鼓為耗材，打印速度快，適合大批量輸出，但設備及耗材價格較高。

熱敏打印機熱敏打印機通過加熱顯色，體積小巧且無噪音，適用于收銀小票等短期文檔，但不適用長期存檔。

3D打印機3D打印機利用分層堆積技術，可制造立體物件，廣泛應用于工業(yè)模具、醫(yī)療模型及創(chuàng)意設計領域。針式打印機輸出設備：投影設備

投影設備概述投影設備通過特定接口連接計算機，將屏幕內容同步投射至大屏，適用于教學、展覽及會議等場景，支持多人共享信息。技術發(fā)展現狀高清晰、高亮度液晶投影機價格持續(xù)走低，技術進步推動設備普及，滿足多樣化場景需求。設備分類方式投影機分為透射式與反射式兩類，依據工作原理區(qū)分，適應不同環(huán)境與投影內容要求。核心性能指標顯示分辨率、投影亮度、尺寸及顏色等為核心參數，直接影響成像質量與設備使用效果。關鍵硬件組件主板與總線主板集成PCIe7.0和USB4.0接口，支持高速數據傳輸，擴展性強，兼容多種設備。CPU架構運算器與控制器協同工作，主頻高，核心數量多，處理速度快，性能強勁。存儲系統(tǒng)內存包括RAM和ROM，外存如硬盤、U盤、光盤，提供大容量數據存儲，讀寫速度快。輸入輸出設備鍵盤、鼠標用于輸入，顯示器、打印機負責輸出，攝像頭、掃描儀捕捉圖像，顯卡提升圖形處理能力，音箱輸出音頻。計算機軟件的類型05

軟件定義與組成程序與文檔計算機軟件由程序及文檔構成，程序是按順序執(zhí)行的指令集合，文檔用于說明程序功能。

程序設計語言作用程序設計語言是人機交互的基礎，用于編寫程序以控制計算機完成特定任務。軟件系統(tǒng)分類

系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件如操作系統(tǒng)，負責管理硬件資源并提供程序運行環(huán)境。

應用軟件應用軟件如辦公軟件和游戲，直接面向用戶解決實際問題或娛樂需求。

系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件定義系統(tǒng)軟件是無需用戶干預的程序集合，負責調度、監(jiān)控和維護計算機系統(tǒng)，協調硬件工作。

系統(tǒng)軟件組成包括操作系統(tǒng)、數據庫系統(tǒng)、語言處理系統(tǒng)和服務程序，核心是操作系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件：操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)的定義與作用操作系統(tǒng)管理電腦資源，支撐軟件運行，簡化用戶操作。操作系統(tǒng)分類常見的操作系統(tǒng)分為Windows、Linux、iOS、Android及HarmonyOS，涵蓋桌面、服務器與移動端設備。Windows版本概述Windows包含XP、7、8、10、11及多款服務器版本，如Server2003至2025，覆蓋不同應用場景。移動設備系統(tǒng)便攜式電腦常用iOS、Android和HarmonyOS操作系統(tǒng)，滿足多樣化智能終端交互需求。系統(tǒng)軟件：操作系統(tǒng)01系統(tǒng)軟件：數據庫系統(tǒng)數據庫的概念與特點數據庫：數據集合，冗余小，可共享；DBMS助建、用、維。02數據庫系統(tǒng)的組成與功能數據庫系統(tǒng)集存儲、管理與高效數據操作于一體，提供信息支持。03常用的數據庫管理系統(tǒng)常用數據庫：單機版SQLite、Access、H2Database；網絡版Oracle、MySQL、SQLServer、MongoDB。04數據庫技術的重要性數據庫技術：計算機發(fā)展快，應用廣，微機環(huán)境下學習必要。系統(tǒng)軟件：語言處理程序程序與程序設計語言程序為解決問題的指令集，程序設計語言如Python、C++助其實現。機器語言與機器語言程序機器語言：二進制指令集，直接由計算機執(zhí)行，編寫難，運行快。匯編語言與匯編語言程序匯編語言：符號化的機器指令，易讀易改，但移植性差。語言處理程序定義語言處理程序是為用戶設計的編程服務軟件，用于編譯、解釋和處理各類計算機語言，實現人與計算機的高效交互。程序翻譯機制通過編譯或解釋方式將高級語言轉換為機器語言，確保程序能在計算機底層硬件上直接執(zhí)行運行。翻譯程序作用作為程序語言翻譯的核心組件，它將抽象的代碼指令轉化為計算機可識別的二進制機器碼，完成人機語言轉換。編程語言層級高級語言通過翻譯程序與機器語言建立橋梁，使程序員能使用結構化、模塊化的代碼實現復雜功能開發(fā)。系統(tǒng)軟件：語言處理程序系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)輔助處理程序系統(tǒng)輔助程序，維護電腦運行，提升系統(tǒng)可靠性與性能，管理硬件資源，支持AI算法穩(wěn)定執(zhí)行。系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)Windows,Linux,鴻蒙，多元化選擇，滿足不同用戶需求，提供穩(wěn)定高效的操作環(huán)境。數據庫系統(tǒng)MySQL,Oracle，強大數據管理能力，支持高并發(fā)訪問，保障數據安全與完整性。語言處理程序機器語言,匯編語言,高級語言，從底層到高層，覆蓋全面編程需求，提升開發(fā)效率。

應用軟件01應用軟件分類根據服務對象，應用軟件可分為通用軟件與專用軟件，前者廣泛適用，后者針對特定領域。

02應用軟件特性應用軟件具備實用性與針對性，旨在解決具體問題或滿足特定需求，如辦公、設計、游戲等各類程序。應用軟件：通用軟件

辦公軟件和辦公套件WPSOffice等軟件專為日常辦公需求設計。

多媒體處理軟件多媒體處理軟件涵蓋圖形、圖像、動畫、音視頻，如Photoshop、Maya、剪映等。

Internet工具軟件Internet催生多樣應用軟件，如Web服務、瀏覽器、FTP、Telnet及下載工具迅雷等。應用軟件：專用軟件專用軟件定義針對特殊需求定制開發(fā)，如自動控制車床與事務集成管理，無法通過通用軟件實現，需單獨組織人力開發(fā)。開發(fā)特點功能高度專用化，僅適用于特定場景，如工廠自動化控制，開發(fā)后無法復用，需長期維護與迭代。專用軟件分類工業(yè)控制、數據管理、流程整合等類別，如生產線監(jiān)控系統(tǒng)或企業(yè)級ERP定制方案，滿足垂直領域需求。行業(yè)專用軟件行業(yè)專用軟件如AutoCAD、SolidWorks，在各自領域內廣泛應用。學科專用軟件如數學分析軟件MATLAB、化學模擬軟件Gaussian等，為特定學科的研究提供了強大的工具。企業(yè)專用軟件AI賦能企業(yè)軟件，提升管理效率，變革商業(yè)運營。

人工智能應用軟件人工智能應用軟件實現人工智能算法，提供用戶友好界面，促進人機交互，支持多樣化智能應用。

軟件功能特性集成復雜AI模型，簡化操作流程，增強溝通效率，廣泛應用于生活與工作場景。1）定義與功能人工智能應用軟件利用AI技術開發(fā)，通過模擬人類感知、學習等智能行為，提供自動化服務或解決方案。核心特性具備智能化、高效性、可定制及可擴展性，支持環(huán)境適應與任務優(yōu)化，滿足多樣化需求。對比分析與傳統(tǒng)軟件相比，AI應用軟件以數據驅動決策，支持持續(xù)學習，交互更主動，如人臉識別與智能客服。人工智能應用軟件：人工智能應用軟件概述人工智能應用軟件：人工智能應用軟件概述2）發(fā)展歷程人工智能軟件從50年代發(fā)展至今，已成社會進步關鍵力量。人工智能應用軟件：人工智能應用軟件的應用場景1）智能家居智能家居，讓生活更便捷，安全，舒適。通過智能系統(tǒng)，自動調節(jié)家居環(huán)境，實現智能化管理。2）醫(yī)療健康AI在醫(yī)療健康領域助力診斷、護理與藥物研發(fā)。3）教育培訓智能教育系統(tǒng)定制學習，精準評測，個性化輔導，提升教學效率。4）金融科技AI在金融科技中應用廣泛，如智能風控、投顧、客服，提升效率與個性化服務。

人工智能應用軟件：人工智能應用軟件的未來發(fā)展趨勢1）智能化程度不斷提高未來AI軟件將更懂用戶，提供更智能服務。

2）跨領域融合加速AI跨界融合，提升家居、醫(yī)療、金融安全與創(chuàng)新。

3）個性化服務成為主流未來AI軟件將更懂用戶，提供個性化服務。4）人工智能安全防護未來AI應用需強化數據加密與權限分級，部署實時漏洞監(jiān)測系統(tǒng)，構建多層防御框架保障用戶隱私不被泄露。人工智能應用軟件：人工智能應用軟件的未來發(fā)展趨勢計算機中數據的表示06

計算機中數據的表示數據分類計算機處理數據分為數值與非數值兩類，包括數字、文字、圖形等。

數據存儲信息以二進制形式存儲，通過數制轉換實現數據數字化。

數制定義數制是用固定符號和規(guī)則表示數值的方法，如二進制計數制。常用數制的表示方法

常用數制概述計算機領域，四類進位制：二、八、十、十六，各有特色符號與權值。進位制詳情二進制基2，符號0、1；八進制基8，符號0-7；十進制基10，符號0-9；十六進制基16，符0-9及A-F。

常用數制的表示方法十進制十進制，逢十進一，用0-9十個符號計數。

二進制在計算機系統(tǒng)中采用的進位計數制。在二進制中，只有0和1兩個符號組成。計數規(guī)則是逢二進一。

八進制由0，1，2，3，4，5，6，7八個符號組成，計數規(guī)則是逢八進一。常用數制的表示方法：十六進制

十六進制的使用與符號十六進制用0-9和A-F表示，計數逢十六進一。數制標識方法二進制、八進制、十進制、十六進制混合使用時，可用基數下標或對應字母后綴區(qū)分，如B、O、D、H。十六進制標識十六進制數以H為后綴，如（A46F）16可寫成（A46F）H，便于快速識別進制類型。進制轉換規(guī)范不同進制數值需明確標注，避免混淆，如十進制（789）10可簡化為（789）D，確保書寫清晰。常用數制的表示方法：十六進制常用數制之間的轉換：非十進制數轉換成十進制數二進制轉十進制示例N=（101101.01）B=1×25+0×24+1×23+1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2=32+0+8+4+0+1+0+0.25=（45.25）D八進制轉十進制示例N=（634.03）O=6×82+3×81+4×80+0×8-1+3×8-2=384+24+4+0+0.046875=（412.046875）D十六進制轉十進制示例N=（3A6E.5）H=3×163+10×162+6×161+14×160+5×16-1=12288+2560+96+14+0.3125=（14958.3125）D轉換規(guī)則：非十進制轉十進制需按位權展開計算。常用數制之間的轉換

十進制數轉換成二進制數整數除2倒序取余，小數乘2順序取整?！纠縉=（25.625）D=（11001.101）B將25.625的整數部分和小數部分分開處理：01常用數制之間的轉換：二進制數與八進制或十六進制數之間的轉換二進制與八進制、十六進制的轉換關系1位八進制=3位二進制，1位十六進制=4位二進制，轉換簡便。二進制與八/十六進制轉換通過分組對應實現。02二進制轉換成八進制示例03二進制轉換成十六進制示例04八進制轉換成二進制示例【例】

二進制轉換成八進制N=（1100.110101）B=（14.65）O（001

100.110

101）B=（14.65）O（整數高位補0）

1465【例】

二進制轉換成十六進制N=（10011111.101001）B=（9F.A4）H（1001

1111.1010

0100）B=（9F.A4）H（小數低位補0）9FA4【例】

八進制轉換成二進制N=（52.74）O=（101010.111100）B（5

2.7

4）O=（101010.111100）B101

010.111

100字符編碼：ASCII碼字符編碼概念字符編碼：計算機中用二進制數表示文字和符號的方法。ASCII碼介紹ASCII碼用7位或8位二進制表示128或256種字符，含字母、數字、符號。ASCII碼唯一性ASCII碼每個字符對應唯一數值，不存在重復編碼，涵蓋控制字符與可顯示字符兩大類，適應英文等拉丁語系?？刂谱址诸惪刂谱址琇F換行、CR回車等33個特殊編碼，影響文本顯示效果但無圖形輸出。通信專用字符SOH文頭、EOT文尾等通信字符屬于ASCII控制碼，用于數據傳輸協議中的指令標識。特殊字符轉換ASCII值8、9、10和13對應退格、制表、換行和回車形成基礎文本格式控制四要素。字符編碼：ASCII碼

字符編碼：漢字編碼漢字編碼概念漢字編碼是為適應計算機輸入而設計的代碼，解決非拉丁字母輸入難題，涵蓋編碼、輸入、存儲、編輯、輸出和傳輸等環(huán)節(jié)。

外碼外碼即輸入碼，如拼音碼、五筆字型碼等，應具備編碼規(guī)則簡單、易學好記、操作方便、重碼率低、輸入速度快等優(yōu)點。編碼標準概述中國于1980年發(fā)布GB2312標準，作為通用漢字編碼規(guī)范，涵蓋6763個簡體字及682個非漢字字符，廣泛應用于內地及新加坡等地。字符集構成GB2312包含一級常用漢字3755個，二級補充漢字3008個，非漢字字符含全角符號，滿足信息系統(tǒng)基礎處理需求。應用與支持范圍該編碼為國家法定漢字處理標準，獲國內外中文系統(tǒng)及國際化軟件全面支持，成為漢字數字化核心規(guī)范。字符編碼：漢字編碼字符編碼：漢字編碼

機內碼漢字在電腦內部及磁盤存儲均采用機內碼。點陣字形碼原理漢字分解為像素點陣，二進制表示填充狀態(tài)，16×16點陣統(tǒng)一顯示，實現簡單但放大鋸齒明顯。矢量字形碼優(yōu)勢數學曲線描述漢字輪廓，支持無限縮放，存儲高效，應用于印刷、高清顯示及文檔排版領域。字符編碼：漢字編碼小結0701小結核心內容范疇涵蓋計算機發(fā)展歷程與趨勢（含AI未來）、特點與應用（含與AI關系）、結構與工作原理、硬件系統(tǒng)、軟件類型（含AI應用軟件）、數據表示共六大知識模塊。02學習目標通過學習可掌握計算機發(fā)展脈絡、核心特點、硬軟件組成、數據表示方法，明晰計算機與AI的關聯及系統(tǒng)工作原理。03知識核心價值系統(tǒng)呈現信息技術在當代社會的重要性，為后續(xù)相關內容的深入學習筑牢基礎。謝謝！第

2章

信息安全技術基礎

本章導讀隨著信息技術的飛速發(fā)展，信息安全問題日益凸顯，成為關乎個人隱私、企業(yè)利益乃至國家安全的重要議題。本章將深入探討信息安全技術基礎，從信息安全的概念、等級評估標準及策略出發(fā)，詳盡講解計算機病毒的防范與查殺手段，剖析網絡攻擊的常用手段及網絡安全技術，最后闡述計算機職業(yè)道德與信息安全相關法規(guī)。通過本章學習，讀者將全方位了解信息安全領域關鍵知識與技能，為后續(xù)深入學習筑牢根基。在學習過程中，大家需樹立正確的價值觀，將技術應用于合法合規(guī)場景，為營造健康網絡環(huán)境貢獻力量。學習目標理解信息安全的概念、重要性及等級評估標準，能制定簡單信息安全策略。熟知計算機職業(yè)道德規(guī)范，自覺遵守信息安全相關法規(guī)。掌握計算機病毒防范與查殺方法，具備防范病毒攻擊、保護系統(tǒng)安全的能力。了解網絡攻擊常用手段，熟練運用網絡安全技術進行自我防護。目

錄02防范和查殺計算機病毒03網絡攻擊及網絡安全技術04計算機職業(yè)道德及相關法規(guī)01信息安全概述05小結06思考與練習信息安全概述0101覆蓋國家軍事政治機密防護，商業(yè)機密保護，個人隱私防范等，涉及宏觀與微觀層面。02構建系統(tǒng)性防護體系，確保信息在保密性、完整性、可用性、可控性、可審查性五大維度安全。03通過技術與管理手段，防止非授權泄露，數據篡改，保障合法訪問，實施權限管理，操作可追溯。信息安全領域安全核心防護手段2.1信息安全概述古典密碼學時期，以凱撒、恩尼格瑪為代表，圖靈破解推動科學轉型。01古典密碼學時期萌芽期：UNIX普及，訪問控制模型誕生，TCSEC定義安全等級。02計算機安全萌芽期互聯網安全時代，網絡攻擊規(guī)?；呱阈湃渭軜嬇c隱私計算。03互聯網安全時代2.1.1信息安全的概念：信息安全歷史演進信息安全融合技術與社會科學，為核心保障體系。信息安全的跨領域融合01技術加固與管理規(guī)范雙管齊下，構建全面防護體系。技術與管理的雙重防護022.1.1信息安全的概念：信息安全學科內涵01構建信息安全五維：保密、完整、可用、可控、可審。02數據治理轉向全生命周期管理，涵蓋六大關鍵環(huán)節(jié)。03構建網絡空間命運共同體，應對數字經濟新型安全威脅。信息安全五維屬性數據全生命周期治理數字經濟時代安全威脅2.1.1信息安全的概念：信息安全核心價值目標011990年代，西歐四國聯合發(fā)布ITSEC，提出保密性、完整性、可用性核心目標，拓展至網絡化信息技術生態(tài)。02美國1991年啟動CC研制，整合多國標準，1996年發(fā)布，實現安全需求與工程實踐統(tǒng)一，標志全球化協作新階段。ITSEC標準通用準則CC2.1.2信息安全的等級及評估標準用戶自主管理，選擇認證、加密及控制策略，防非惡意操作風險。第一級：用戶自主保護級信息安全的等級及評估標準實施強制訪問控制，對主體與客體進行安全標記分類，采用Bell-LaPadula模型實現"向下讀、向上寫"規(guī)則，常見于政府公文處理系統(tǒng)防范越權訪問。安全標記保護級部署日志采集系統(tǒng)，記錄用戶登錄時間、操作類型及訪問對象，審計記錄保存不少于180天，適用于中小企業(yè)財務管理系統(tǒng)追溯異常行為。系統(tǒng)審計保護級信息安全的等級及評估標準：第二級：系統(tǒng)審計保護級集成可信計算模塊與零信任架構，實施動態(tài)風險評估與實時仲裁機制，關鍵組件通過CCEAL5+認證，專護國家關鍵信息基礎設施。訪問驗證保護級建立形式化安全策略模型，采用微內核架構與RBAC體系，實施雙因素認證，適用于金融交易系統(tǒng)等高風險場景，具備APT攻擊防護能力。結構化保護級信息安全的等級及評估標準：01涵蓋系統(tǒng)定級方法、安全產品技術要求、工程實施規(guī)范及運營管理細則，構建完整防護框架。022019年發(fā)布，納入云計算、物聯網等新技術監(jiān)管，推動防護體系向智能化、動態(tài)化演進。等級保護四大支柱等保2.0標準升級信息安全的等級及評估標準中國等級保護2.0（GB/T22239-2019）分級標準信息安全的等級及評估標準：等級名稱適用場景一級自主保護級一般信息系統(tǒng)（如中小企業(yè)）二級指導保護級公共服務系統(tǒng)（如學校網站）三級監(jiān)督保護級重要行業(yè)系統(tǒng)（如金融、醫(yī)療）四級強制保護級國家關鍵基礎設施（如電網）五級?？乇Ｗo級國家核心機密系統(tǒng)構建全維度防護體系，確保信息資產機密性、完整性和可用性，覆蓋物理環(huán)境、網絡架構、應用系統(tǒng)、數據資產。信息安全策略01核心技術防護、管理控制、法律規(guī)制協同，定義安全目標、實施路徑及保障措施，戰(zhàn)略文件指導網絡安全治理。實施框架022.1.3信息安全策略網絡邊界防護部署下一代防火墻（NGFW）實現深度包檢測，運用入侵防御系統(tǒng)（IPS）進行實時威脅阻斷威脅感知與組織策略構建SOC集成SIEM，量化風險，設計縱深防御，金融重硬件防護，政務倚國產密碼。身份認證安全數據保護措施采用基于FIDO2標準的生物特征識別技術，結合零信任架構實施持續(xù)身份驗證運用同態(tài)加密技術保障云端數據處理安全，通過區(qū)塊鏈存證確保數據完整性信息安全策略：技術創(chuàng)新驅動安全防御體系升級完善安全管理機制完善的安全管理機制需實現PDCA（計劃-執(zhí)行-檢查-改進）閉環(huán)管控：策略階段技術與管理|策略階段|技術手段|管理手段|信息安全策略：管理體系構建安全治理長效機制防范和查殺計算機病毒02

2.2.1認識計算機病毒計算機病毒起源1983年首次提出，成為信息安全領域核心研究對象，模擬生物病毒傳播與破壞特性。

病毒傳播機制通過網絡、移動存儲介質等途徑自我復制，感染其他程序，實現廣泛傳播與持續(xù)感染能力。

病毒破壞能力篡改、刪除數據，破壞系統(tǒng)功能，造成信息泄露，影響計算機正常運行與用戶數據安全。

病毒防治策略定期更新系統(tǒng)補丁，安裝殺毒軟件，謹慎打開未知來源文件，提高個人網絡安全意識。認識計算機病毒：1

寄生性病毒寄生形式計算機病毒三寄生形式：文件、引導區(qū)、復合型，如“幽靈”病毒。病毒寄生手段病毒通過篡改程序或加碼實現寄生，常致文件體積膨脹或哈希值變化。

認識計算機病毒2破壞性病毒破壞性梯度明顯，從系統(tǒng)卡頓到硬件損壞，超60%病毒還竊取數據。

3傳染性病毒通過存儲介質、網絡和漏洞利用三途徑傳播，自我標記避免重復感染。

4潛伏性病毒潛伏期差異大，短至特定日，長可達數年，觸發(fā)條件多樣。

5隱蔽性現代病毒三重隱蔽：代碼混淆、進程隱藏、文件偽裝，反偵察技術高，檢測漏報率35%。

6可觸發(fā)性病毒觸發(fā)機制：時間、事件、混合觸發(fā)，精密設計攻擊，邏輯炸彈待命。

7變異性病毒快速變異，單一特征檢測失效，AI行為分析成主流。病毒反殺技術進化

認識計算機病毒：8

對抗性病毒進化反殺技，內存駐留，沙箱識破，證書冒用，反調試激增。病毒新特征與全棧防御病毒新特征驅動全棧防御升級。

表2-5病毒分類與傳播機制病毒類型感染目標傳播途徑典型案例文件型病毒可執(zhí)行文件（.exe）郵件附件、U盤CIH病毒（破壞BIOS）蠕蟲病毒網絡服務漏洞局域網、互聯網WannaCry勒索病毒宏病毒Office文檔惡意宏代碼Melissa病毒無文件病毒內存/注冊表PowerShell腳本Poweliks木馬2.2.2防范和查殺計算機病毒

計算機病毒特點計算機病毒就像電腦的“小妖怪”，會悄悄潛入你的電腦，搞破壞。它們能把文件搞丟，讓電腦變慢，甚至讓電腦直接“罷工”。這些病毒可能藏在下載的文件里，躲在不明郵件的附件中，或者通過不安全的移動存儲設備傳播。防范和查殺計算機病毒：預防計算機病毒

安裝可靠殺毒軟件可靠殺毒軟件，24小時守護電腦安全，實時防病毒。

及時更新系統(tǒng)軟件軟件更新，修補漏洞，防病毒入侵，宜開自動更新。

小心處理郵件附件小心處理郵件附件：收到陌生郵件時，不要輕易打開附件。先用殺毒軟件掃描，確認安全再打開。

安全下載與設置權限安全下載，強密碼，限權限，防病毒。

使用安全網絡連接公共Wi-Fi選加密，防火墻保護更安全。查殺計算機病毒防范和查殺計算機病毒

定期全盤掃描，利用系統(tǒng)工具，必要時手動清除，徹底查殺計算機病毒。數據備份與恢復

定期備份，數據安全如保險，病毒無懼，恢復無憂。保持良好的電腦使用習慣

定期掃描清理，保持電腦清潔，提速防病毒。網絡攻擊及網絡安全技術032.3網絡攻擊及網絡安全技術

網絡攻擊趨勢數字化轉型加速，網絡攻擊手段指數級進化，覆蓋物理層到應用層。經濟損失預測2023年全球網絡犯罪損失預計突破8萬億美元，安全防護需求迫切。2.3.1網絡攻擊的常用手段：口令入侵口令入侵原理非法獲取用戶賬號后，利用暴力破解與字典攻擊工具強行破解口令，為后續(xù)攻擊建立訪問通道。破解工具類型暴力破解軟件窮舉字符組合，字典攻擊匹配常見密碼庫，針對簡單口令如“password”成功率顯著。網絡攻擊的常用手段：口令入侵口令入侵危害攻擊者可獲取敏感信息、篡改數據并植入惡意軟件，甚至控制整個網絡系統(tǒng)，造成數據泄露與系統(tǒng)癱瘓。案例與損失某企業(yè)因員工賬號被破解致機密文件泄露，競爭對手搶占市場，導致經濟損失與聲譽嚴重受損。連鎖反應機制攻擊者利用被盜賬號嘗試多平臺登錄，若用戶多平臺使用相同口令，將引發(fā)賬戶連環(huán)盜用，擴大受害范圍。用戶口令管理用戶需提升安全意識，設置高強度密碼，避免簡單組合，定期更換，降低被破解風險。系統(tǒng)認證強化管理員應啟用多因素認證，結合密碼與動態(tài)驗證，賬戶多次錯誤后自動鎖定，防范暴力破解。漏洞防護策略定期更新系統(tǒng)補丁，修復潛在漏洞，避免攻擊者利用技術手段繞過密碼驗證機制。網絡攻擊的常用手段：放置特洛伊木馬程序潛伏在計算機中的“隱藏殺手”特洛伊木馬程序，作為一種極具威脅的惡意軟件，其傳播方式多樣且具有很強的欺騙性。攻擊者常將其偽裝成各種看似無害的工具程序、游戲軟件、文檔文件等，通過網絡共享、電子郵件附件、惡意網站下載鏈接等渠道，誘使用戶不慎打開或下載。偽裝成工具、游戲或文檔，通過郵件或惡意鏈接傳播。特洛伊木馬傳播實現遠程控制，篡改參數，竊取數據，開啟攝像頭。特洛伊木馬危害安裝殺毒軟件，及時系統(tǒng)更新，謹慎下載未知來源軟件。特洛伊木馬防范特洛伊木馬程序網絡攻擊的常用手段：放置特洛伊木馬程序特洛伊木馬傳播通過偽裝成工具程序、文檔或游戲，利用郵件附件、惡意網站等渠道誘導用戶下載，觸發(fā)后自動執(zhí)行隱藏代碼。系統(tǒng)滲透機制植入后創(chuàng)建隱藏文件并修改注冊表，實現開機自啟，通過進程注入與端口監(jiān)聽實現隱蔽駐留與數據外傳。攻擊特征解析具備欺騙性傳播鏈與持久化駐留能力，結合社會工程學誘導用戶主動執(zhí)行，形成完整攻擊閉環(huán)。網絡攻擊的常用手段：放置特洛伊木馬程序木馬程序危害特洛伊木馬程序可在用戶無感知狀態(tài)下實現遠程控制，通過預設端口向攻擊者服務器傳輸IP地址與端口信息。遠程控制機制木馬程序建立隱蔽連接后，支持執(zhí)行系統(tǒng)參數修改、文件復制及鍵盤監(jiān)控等惡意操作，威脅計算機安全。隱私安全威脅攻擊者通過木馬可竊取賬號密碼，開啟攝像頭與麥克風實施監(jiān)控，導致隱私泄露及財產損失風險。非法活動風險用戶計算機可能被操控用于非法行為，包括數據篡改與網絡攻擊，形成持續(xù)性安全隱患。網絡攻擊的常用手段：放置特洛伊木馬程序木馬檢測與清除安裝專業(yè)殺毒軟件并保持更新，實時監(jiān)控系統(tǒng)進程與文件掃描，識別并清除已知木馬及其變種。系統(tǒng)維護要點及時更新操作系統(tǒng)及軟件補丁，修復安全漏洞，避免木馬利用系統(tǒng)缺陷進行非法入侵。數據防護策略定期備份關鍵數據至獨立存儲設備，防范木馬破壞導致的數據丟失，確保快速恢復能力。用戶行為規(guī)范拒絕執(zhí)行不明來源程序，警惕釣魚鏈接與彈窗廣告，從源頭阻斷木馬傳播途徑。網絡攻擊的常用手段：電子郵件攻擊信息時代的“隱形威脅”大量無用郵件瞬間填滿郵箱，導致正常郵件接收失敗，企業(yè)溝通癱瘓。郵件炸彈偽裝成正常文件，實則攜帶病毒，一旦打開，系統(tǒng)即被感染，數據安全受威脅。惡意附件仿冒官方郵件，誘騙用戶點擊鏈接或提供個人信息，賬號安全風險激增。釣魚郵件安裝郵件過濾插件，嚴格核實敏感郵件來源，企業(yè)部署郵件網關，構筑安全防線。防范措施電子郵件攻擊網絡攻擊的常用手段：電子郵件攻擊電子郵件攻擊影響導致郵箱無法正常使用、重要郵件丟失，可能引發(fā)安全問題與經濟損失，威脅用戶隱私及企業(yè)數據安全。惡意郵件附件危害計算機感染后系統(tǒng)文件遭破壞，數據被竊取，網絡系統(tǒng)或被控制，企業(yè)面臨機密泄露與運營中斷風險。網絡釣魚郵件后果賬號被盜用、隱私曝光、資金被盜取，個人與企業(yè)均可能承受重大財產與聲譽損失。網絡攻擊的常用手段：電子郵件攻擊用戶安全意識用戶需提高警惕，避免點擊可疑郵件鏈接或附件，通過官方渠道核實敏感信息請求，安裝郵件過濾工具攔截垃圾內容。企業(yè)安全管理企業(yè)應部署郵件安全網關實時監(jiān)控郵件，定期開展員工信息安全培訓，強化內部郵件系統(tǒng)防護機制。服務商技術優(yōu)化郵件服務商需持續(xù)升級過濾算法，提升垃圾郵件識別精度，構建更安全的郵件服務環(huán)境。數字世界中的“隱形耳”網絡攻擊的常用手段：網絡監(jiān)聽網絡攻擊的常用手段：網絡監(jiān)聽網絡監(jiān)聽定義網絡監(jiān)聽是主機以特殊模式接收同網段所有傳輸信息，可截取賬號密碼等敏感數據，依賴未加密通信環(huán)境。數據傳輸風險用戶密碼等信息在傳輸中若未加密，易遭監(jiān)聽工具解析，攻擊者可直接獲取原始數據內容。監(jiān)聽工具作用專業(yè)工具可解析數據包載荷，提取用戶傳輸的明文內容，實現信息截取與分析。網絡攻擊的常用手段：網絡監(jiān)聽隱私與安全威脅攻擊者通過監(jiān)聽竊取賬號密碼，非法獲取數據，篡改文件，植入惡意軟件，威脅用戶隱私與系統(tǒng)安全。企業(yè)經濟損失網絡監(jiān)聽引發(fā)商業(yè)機密泄露、客戶信息盜用，導致企業(yè)面臨巨額賠償、信譽崩塌及法律訴訟風險。國家安全威脅監(jiān)聽技術被用于長期潛伏收集敏感信息，破壞數據完整性，削弱企業(yè)競爭力，威脅國家安全體系。網絡攻擊的常用手段：網絡監(jiān)聽加密傳輸防護采用SSL/TLS協議加密敏感數據，防止傳輸過程中被截取解密，確保信息機密性。網絡架構優(yōu)化合理劃分網段限制廣播范圍，縮小攻擊面，降低監(jiān)聽行為可探測性。入侵監(jiān)測部署部署IDS/IPS實時分析流量異常，識別監(jiān)聽行為并觸發(fā)防御機制阻斷攻擊。系統(tǒng)安全審計定期核查設備配置與日志，清除非法監(jiān)聽設置，修復網絡架構漏洞。網絡攻擊的常用手段：安全漏洞攻擊

系統(tǒng)防線中的“隱形裂縫”網絡攻擊的常用手段：安全漏洞攻擊緩沖區(qū)溢出漏洞系統(tǒng)設計未嚴格限制數據交互，接受超長輸入導致溢出，數據寫入堆棧仍執(zhí)行指令，形成典型安全漏洞。權限配置漏洞系統(tǒng)權限分配不當或配置錯誤，使攻擊者可利用非必要開放接口，突破訪問控制層級實施非法操作。協議設計缺陷底層通信協議存在邏輯漏洞，攻擊者通過構造異常數據包繞過校驗機制，直接穿透網絡防御體系。多層漏洞疊加不同層級漏洞相互交織，如緩沖區(qū)溢出結合權限提升，形成攻擊鏈路，顯著擴大系統(tǒng)風險敞口。網絡攻擊的常用手段：安全漏洞攻擊漏洞探測手段攻擊者通過端口掃描、漏洞掃描工具探測目標系統(tǒng)，識別緩沖區(qū)溢出等薄弱環(huán)節(jié)。緩沖區(qū)溢出攻擊攻擊者構造超長指令數據，觸發(fā)緩沖區(qū)溢出，破壞程序執(zhí)行流程，引發(fā)系統(tǒng)異常。攻擊后果與目的利用系統(tǒng)異常執(zhí)行惡意代碼，獲取控制權或引發(fā)崩潰，達成拒絕服務等攻擊目標。網絡攻擊的常用手段：安全漏洞攻擊漏洞攻擊危害安全漏洞攻擊危害程度由漏洞性質與利用方式決定，可能導致系統(tǒng)被控、數據泄露或服務中斷等嚴重后果。企業(yè)安全風險企業(yè)面臨直接經濟損失如數據恢復成本，客戶信任危機及品牌形象受損等長期負面影響。社會公共影響電力、交通等關鍵基礎設施遭攻擊，可能威脅社會秩序與公共安全，引發(fā)系統(tǒng)性風險。網絡攻擊的常用手段：安全漏洞攻擊代碼規(guī)范系統(tǒng)開發(fā)者需遵循安全編碼規(guī)范，嚴格驗證輸入數據，避免緩沖區(qū)溢出等漏洞，確保架構設計安全性。系統(tǒng)維護管理員應定期更新系統(tǒng)并修復漏洞，通過安全評估與漏洞掃描識別隱患，及時采取整改措施。安全防護部署防火墻及入侵檢測系統(tǒng)，有效阻斷外部攻擊，實時監(jiān)測漏洞利用行為，強化網絡安全防護。用戶教育提升用戶安全意識，禁用弱密碼與不明鏈接，規(guī)范操作行為，降低人為因素導致的安全風險。網絡攻擊的常用手段：偷取特權網絡攻擊中的“權力爭奪戰(zhàn)”網絡攻擊的常用手段：偷取特權木馬程序植入特洛伊木馬程序通過偽裝合法軟件植入用戶計算機，實現遠程控制與權限竊取，破壞系統(tǒng)安全邊界。后門程序滲透后門程序在系統(tǒng)中創(chuàng)建隱蔽入口，繞過認證機制，允許攻擊者無限制訪問核心數據與操作權限。溢出攻擊提權緩沖區(qū)溢出攻擊通過破壞內存執(zhí)行流程，篡改系統(tǒng)權限配置，使攻擊者獲取超級用戶絕對控制權。網絡攻擊的常用手段：偷取特權偷取特權攻擊的危害與風險攻擊者獲高權限，篡改系統(tǒng)，擴攻隱痕，危及全網，防響難。網絡攻擊的常用手段：偷取特權技術防護措施強化系統(tǒng)安全防護，及時修復漏洞，部署防病毒與入侵防御系統(tǒng)，嚴格權限管理，遵循最小權限原則。管理機制優(yōu)化制定安全策略與響應機制，定期審計與漏洞掃描，識別威脅并快速處理，確保管理流程完善。用戶意識提升開展安全培訓，教育用戶避免下載不明程序，減少人為風險，鞏固系統(tǒng)防御薄弱環(huán)節(jié)。網絡攻擊的常用手段：通過一個節(jié)點攻擊其他節(jié)點攻擊方式與動機黑客以控制主機為跳板，隱蔽入侵路徑，擴大攻擊范圍，利用內部信任獲取更多控制權。網絡監(jiān)聽攻擊者通過監(jiān)聽同一網絡內的主機通信，截取賬號、口令等敏感信息，進而實施進一步攻擊。IP欺騙技術偽裝成可信主機IP地址，向目標發(fā)送攻擊請求，使其誤判為內部通信，降低防御警惕性。信任關系滲透利用主機間共享賬號、權限等信任機制，擴大攻擊范圍，實現跨節(jié)點滲透與控制。

防范措施與網絡加固網絡區(qū)域劃分合理規(guī)劃安全區(qū)域，嚴格控制區(qū)域間訪問，認證機制強化，限制未授權跨區(qū)行為。

內部防御部署部署入侵檢測與防火墻，監(jiān)測異常流量，加強主機防護，更新補丁，關閉非必要服務，減少攻擊入口。

監(jiān)控與審計機制建立網絡監(jiān)控體系，日志審計追蹤異?；顒樱皶r響應，遏制攻擊擴散。防范措施與網絡加固：利用賬號進行攻擊攻擊方式與常見目標黑客利用缺省賬戶和密碼，收集信息，提高攻擊成功率。攻擊危害與風險賬號攻擊致數據泄露，企業(yè)面臨法律風險與經濟損失。防范措施與賬號安全管理防范措施與網絡加固：利用賬號進行攻擊賬號安全管理系統(tǒng)管理員需關閉不必要的默認賬戶，尤其是高權限且無使用需求的賬戶，降低被攻擊風險。密碼策略強化必須保留的賬戶應設置強密碼并定期更換，避免密碼被猜測或破解，確保賬戶安全性。登錄限制設置啟用登錄嘗試限制功能，多次失敗后鎖定賬號，有效防范暴力破解等攻擊手段。系統(tǒng)審計審查定期檢查賬號異常創(chuàng)建、權限變更等情況，及時處理潛在威脅，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。攻擊類型示例DDoS、釣魚、供應鏈及零日攻擊，典型案例包括亞馬遜AWS、Gmail釣魚、SolarWinds事件等。2.3.2網絡安全防范措施

賬號攻擊防范強化賬號認證機制，采用多因素認證與動態(tài)口令，限制異常登錄嘗試，實時監(jiān)控高風險操作行為。

認證機制優(yōu)化部署HTTPS加密傳輸，結合生物識別與硬件令牌，實施最小權限原則，定期輪換密鑰與證書。

數據處理規(guī)范輸入輸出強制過濾非法字符，采用參數化查詢，敏感數據脫敏存儲，日志記錄加密防篡改。

用戶行為管理設置賬號操作白名單，啟用異地登錄預警，實施IP地理圍欄，限制高頻次重復驗證請求。

系統(tǒng)加固策略關閉冗余服務端口，部署WAF防御SQL注入，啟用HSTS強制HTTPS，定期滲透測試修復漏洞。認證機制弱、Session易劫持系統(tǒng)設計缺陷未過濾特殊指令（SQL注入、XSS）敏感數據處理不當GET傳敏感數據、錯誤信息泄露程序員疏忽點釣魚鏈接用戶警覺性不足漏洞成因Session管理安全標識生成、超時自動結束、數據加密輸入/輸出處理白名單過濾、輸出轉義POST變量提交優(yōu)先用POST（隱數據）+HTTPS加密頁面緩沖清除切換/關閉時清敏感信息程序級防御加密+密鑰管理、數字簽名+CA機構、X.509協議身份認證資源矩陣（權限定義）、設備管理（機房準入）、簽證+防火墻訪問控制結合時間戳/隨機數、單向散列函數（MD5/SHA-1）次性口令密碼+令牌/生物特征（如網銀驗證碼）雙因子認證應用級防御

信息安全學科概述信息安全作為一門學科，其崛起是信息時代發(fā)展的必然結果。在當今數字化的社會中，信息的存儲、傳輸和處理無處不在，從個人的隱私數據到企業(yè)的商業(yè)機密，再到國家的關鍵基礎設施，信息安全貫穿于社會的每一個層面。隨著信息技術的飛速發(fā)展，信息安全技術也不斷演進，形成了攻防兼?zhèn)?、測控管評一體化的成熟體系。2.3.3常用的網絡安全技術

防范措施與網絡加固信息安全的崛起與社會影響信息安全，信息時代的必然，保障數字社會穩(wěn)定運行。

核心技術及其相互關系密碼、防火墻、VPN、反病毒技術共建信息安全防護網。密碼技術的基本原理與功能密碼技術：信息安全的基石

密碼技術將明文變密文，確保信息保密、完整，防篡改、偽造。常用的網絡安全技術

密碼技術：信息安全的基石：對稱加密與非對稱加密對稱加密算法特點對稱加密：快而高效，密鑰共享難，如DES、AES。

非對稱加密算法機制非對稱加密用公私鑰對，公鑰加密私鑰解，安全高效，廣泛用于數字簽名和密鑰交換。密碼技術：信息安全的基石

密碼技術的實際應用密碼技術保障信息安全，應用于電商、政務、無線通信及物聯網。防火墻技術：網絡邊界的安全守護者

防火墻的作用與工作原理防火墻：網絡邊界哨兵，過濾數據，阻擊未授權訪問。主要的防火墻技術防火墻技術包括包過濾、應用網關、子網屏蔽，增強網絡安全。防火墻的部署與管理防火墻：內外網連接首道防線，多層部署，規(guī)則配置與日志監(jiān)控。VPN技術：構建安全的虛擬專用通道

VPN的定義與工作原理VPN：公網上構建加密專用通道，保障數據安全傳輸。

VPN的安全機制VPN安全靠隧道、加密、密鑰管理和身份認證。

VPN的應用場景VPN保障企業(yè)遠程辦公、分支互聯及電商、政務數據安全傳輸。反病毒技術：抵御惡意軟件的侵襲計算機病毒的危害與特點計算機病毒，藏于程序，自我復制，破壞系統(tǒng)，竊取信息，危害極大。反病毒技術的發(fā)展與原理反病毒技術從特征碼掃描發(fā)展到啟發(fā)式檢測、行為監(jiān)測和實時監(jiān)控，有效應對病毒威脅。反病毒機制的建立與維護完善反病毒機制：軟件更新、網絡管理、提升安全意識。

其他安全保密技術：全方位的安全防護入侵檢測與防御系統(tǒng)IDS監(jiān)測并警報入侵，IPS自動防御，共同增強網絡安全。

安全審計與漏洞掃描定期安全審計與漏洞掃描，及時修復，降低攻擊風險。

數據備份與恢復定期備份關鍵數據，確?？焖倩謴停S持業(yè)務連續(xù)。計算機職業(yè)道德及相關法規(guī)042.4.1計算機職業(yè)道德概述計算機網絡的雙重角色計算機網絡：推動社會進步的雙刃劍，規(guī)范使用是關鍵。國際上的計算機倫理規(guī)范"1995年，美國推出'計算機倫理十誡'，規(guī)范行業(yè)道德。"

中國計算機職業(yè)道德發(fā)展網絡道德研究我國學術界深入探討網絡行為規(guī)范，發(fā)表大量論文與著作，強調網絡使用的道德與法律問題。

法律法規(guī)建設通過立法建立系列法規(guī)，規(guī)范網絡空間行為，維護網絡秩序，與道德規(guī)范共同構成計算機網絡領域行為準則。軟件著作權法律保護知識產權保護我國法律明確保護軟件著作權，禁止未經授權的使用與復制。軟件使用道德規(guī)范尊重版權，使用正版，不復制，不篡改，不制毒。1990年9月，我國頒布了《中華人民共和國著作權法》，明確將計算機軟件納入享有著作權保護的作品范疇。1991年6月，又出臺了《計算機軟件保護條例》，進一步規(guī)定計算機軟件作為個人或團體的智力產品，與專利、著作等一樣受到法律的嚴格保護。任何未經授權的使用、復制行為均屬非法，將依法受到制裁。計算機安全原則計算機安全維護

遵循道德規(guī)范，不破壞他人設備，不創(chuàng)制傳播病毒，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行，守護數據安全。安全防護措施

安裝更新防病毒軟件，定期掃描，及時清除病毒，保護密碼安全，對授權資源負責，避免信息外泄。網絡行為規(guī)范計算機網絡的雙面影響計算機網絡促進信息共享，但也誘發(fā)不道德、犯罪及黑客問題。法律規(guī)范網絡行為我國嚴規(guī)網絡言論，禁傳謠言、侮辱及違法信息。道德規(guī)范的重要性誠信無害，智德并進，遵循社會道德規(guī)范。不道德網絡行為的責任網絡不道德行為，違法必究，責任難逃。

2.4.2全球信息安全法規(guī)的演進與國際合作網絡犯罪的崛起與法律應對網絡犯罪隨信息化增長，各國法律應對維護安全。

歐盟的《網絡刑事公約》歐盟《網絡刑事公約》草案，嚴打網絡犯罪，43國關注。

印度的《信息技術法》印度《信息技術法》創(chuàng)新立法，嚴懲網絡犯罪，保障商業(yè)網絡安全。

版權保護規(guī)定1996年，世界知識產權組織規(guī)定禁止破解數字版權保護，