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本作品适合与原作中的Visual Summary及课后习题搭配使用。
正如我们提到的,软件(software)是程序(programs)的另一个名称。 程序(programs)是告诉计算机如何将数据(data)处理成你想要的形式的指令。 在大多数情况下,软件和程序这两个词可以互换。 软件主要有两大类:系统软件(system software)和应用软件(application software)。 您可以将应用软件视为您使用的那种。,将系统软件视为计算机使用的那种。
系统软件(system software):使应用软件(application software)能够与计算机交互的“后台”软件。 系统软件由操作系统(operating system)、实用程序(utilities)、设备驱动程序(device drivers)和语言翻译器(language translators)组成。 它与应用软件一起处理大部分技术细节。
(*)操作系统的五项工作
应用软件(application software):也称为应用程序(apps),是可以执行有用工作的软件,例如文字处理(word processing)、成本估算或会计任务。 用户主要与应用软件交互。
硬件(Hardware):包括键盘(keyboard)、显示器(monitor)、打印机(printer)、计算机本身以及由软件编程(software programming)控制的其他设备的设备。
使用蜂窝系统(cellular system)进行连接而无需物理连接的移动设备。
蜂窝:使用多个天线(蜂窝塔)在相对较小的地理区域(蜂窝)内发送和接收数据的无线连接类型。
个人计算机系统的硬件由各种不同的设备组成。这种物理设备分为四个基本类别:系统单元、输入/输出、二级存储和通信。 因为我们将在本书后面详细讨论硬件,所以在这里我们将简要介绍四个基本类别。
数据(Data):输入到计算机系统的原始、未处理的事实,当计算机处理这些事实时,该系统将提供编译(compiled)信息。 数据也被定义为关于人、地点、事物和事件的事实或见闻。
四种常见文档类型:
连接性(connectivity):个人计算机使用来自办公桌以外世界的信息的能力。数据和信息可以通过电话或电缆线路以及通过空中传输,以便计算机可以相互交谈并共享信息。
连接性的中心概念:网络(network),指通过两台或多台计算机连接各种通信通道的安排。世界上最大的网络是互联网。
互联网(Internet):一个巨大的计算机网络,每个拥有个人计算机和连接方法的人都可以使用。 它是由电线(wires)、电缆(cables)和卫星(satellites)组成的实际物理网络,而不是网络(web),后者是 Internet 上可用资源的多媒体(multimedia)接口(interface)。
Web:在 1992 年引入 Web 之前,Internet 全是文本。Web 使提供包含图形、动画、声音和视频的多媒体界面成为可能。
除了互联网之外,推动技术对我们生活产生影响的三件事是云计算(cloud computing)、无线通信(wireless communication)和物联网(IoT,Internet of Things)。
ARPANET (高级研究计划署网络,Advanced Research Project Agency Network):互联网发展而来的国家计算机网络。
WWW(万维网,World Wide Web):提供到 Internet 的多媒体接口。也称为web。
Web 已经成熟了三代,通常称为 Web 1.0、2.0 和 3.0。
最常使用的互联网功能:
Internet 服务提供商 (ISP,Internet service provider):提供对 Internet 的访问。
提供商已经连接到 Internet 并为个人提供访问 Internet 的路径或连接。
正如我们将在第 8 章中讨论的那样,用户使用包括 DSL、电缆和无线调制解调器在内的多种连接技术之一连接到 ISP。
浏览器要连接资源,必须指定资源的位置或地址。 这些地址称为统一资源定位符(URL,uniform resource locators)。 所有 URL 都至少有两个基本部分:
超文本标记语言 (HTML,Hypertext Markup Language):创建用于显示网页的文档文件的编程语言。
超文本传输安全协议(https,Hypertext transfer protocol secure):一种广泛用于网络流量和保护敏感信息传输的协议。
网页(web page):浏览器解释 HTML 文档以显示网页。
超链接(hyperlink):包含相关信息的其他文档或网页的连接或链接。
网页技术:
Web 实用程序的常见用途包括过滤内容和传输文件。
一些流行的 Internet 通信类型是社交网络、博客、微博、播客、维基、电子邮件和消息传递。
社交网络是增长最快、最重要的 Web 2.0 应用程序之一。
电子邮件(e-mail):允许您与世界上任何拥有 Internet 地址或电子邮件帐户且系统连接到 Internet 的人进行通信。 您可以包含文本消息、图形、照片和文件附件。
电子邮件系统:
搜索服务(search services):维护与 Internet 上提供的信息相关的数据库并提供搜索引擎(search engine)来定位信息的组织。
爬虫(Spider):不断寻找新信息并更新搜索服务器数据库的特殊程序。
搜索引擎(search engine):帮助在 Web 和 Internet 上查找信息的专门程序。
评价信息:
电子商务(e-commerce):通过互联网买卖商品。
就像任何其他类型的商业一样,电子商务涉及两方:企业(businesses)和消费者(consumers)。 电子商务分为三种基本类型:
云计算(cloud computing):数据存储在 Internet 上的服务器上,可在 Internet 可访问的任何地方使用。
决定云计算效率的两个最关键因素是:
物联网 (IoT,Internet of Things):互联网的持续发展,允许嵌入电子设备的日常物品通过互联网发送和接收数据。
网站管理员(webmaster):开发和维护网站和网络资源。
应用软件可分为三类。(本段见1.3.2)
用户界面:用户与应用程序和硬件交互的方式。它将显示一个窗口,其中包含供用户输入或选择的信息,这就是用户与程序通信的方式。
图形用户界面 (GUI,Graphical user interface):允许通过使用图形符号(图标)或下拉菜单发出软件命令的特殊界面。
标准 GUI 使用菜单(menu)、工具栏(toolbar)和对话框(dialog boxes)系统。
一些最常见的功能包括:
文字处理器(word processor):允许您创建、编辑、保存和打印由文本组成的文档的计算机和程序。
文档(document):任何类型的文本材料。
电子表格(spreadsheet):计算机制作的电子表格,基于传统的会计工作表,具有用于呈现和分析数据的行和列。
演示文件(presentation file):演示软件创建的用于保存演示资料的文件。例如,文件可能包含听众讲义、演讲者笔记和电子幻灯片。
演示软件(Presentation software):用于组合各种视觉对象以创建有吸引力和有趣的演示文稿的软件。
数据库(Database):相关信息的集合,例如员工姓名、地址和电话号码。它的组织方式使计算机程序可以快速选择所需的信息片段并为您显示。
数据库文件(Database file):包含由数据库管理程序创建的高度结构化和有组织的数据的文件。
数据库模型(Database model):为数据库中的所有数据定义规则和标准。有五种数据库模型:分层(hierarchical)、网络(network)、关系(relational)、多维(multidimensional)和面向对象。例如,Access 使用关系数据模型。
数据库管理系统 (DBMS,Database management system):组织(organize)、管理(manage)和检索(retrieve)数据。 DBMS 程序有五个子系统:DBMS 引擎、数据定义(data definition)、数据操作(data manipulation)、应用程序生成(applications generation)和数据管理(data administration)。
数据库管理器(Database manager):用于设置(set up)或构建(structure)数据库(例如供应品库存清单)的软件包。它还提供了编辑、输入和从数据库中检索数据的工具。
数据库管理员 (DBA,database administrator):使用数据库管理软件来确定组织和访问数据的最有效方式。
图形程序:用于制作和更改数字图像和视频的程序。此类专业应用程序包括视频和图像编辑器、插图程序(illustration programs)和桌面出版程序(desktop publishing programs)。
图像:
像素(图片元素):屏幕上最小的单位,可以打开和关闭或做成不同的色调。像素是在显示器上形成图像的单个小点。分辨率越高,像素越多,清晰度就越高。
位图图像(bitmap image):图像由数千个点(像素)组成的图形文件。
图像编辑器(image editor):用于修改位图图像的应用程序。
矢量图:
矢量图像(vector image):图形文件由一系列对象组成,例如线条、矩形和椭圆形。矢量图像比位图更灵活,因为它们由数学方程定义,因此可以拉伸和调整大小。插图程序(illustration programs)创建和操作矢量图形。也称为矢量图(vector illustrations)。
绘图程序(drawing program):用于帮助为出版物创作艺术品的程序。
插图程序(illustration program):也称为绘图程序(drawing program);用于创建数字插图(digital illustrations)和修改矢量图像(vector images),从而创建线条艺术、3D 模型和虚拟现实。
桌面出版:
网页制作(web authoring):创建网站。
网页制作程序(web authoring programs):用于生成网页的文字处理程序,也称为 HTML 编辑器或网页编辑器。广泛使用的网页制作程序包括 Adobe Dreamweaver 和 Microsoft FrontPage。
WYSIWYG(所见即所得, what you see is what you get)编辑器:无需与 HTML 代码直接交互即可构建页面的 Web 创作程序,然后预览由 HTML 代码描述的页面。
软件套件:作为一个组一起销售的应用程序。
本段重复内容见1.3.1。
系统软件(system software):使应用软件(application software)能够与计算机交互的“后台”软件。 系统软件由操作系统(operating system)、实用程序(utilities)、设备驱动程序(device drivers)和语言翻译器(language translators)组成。 它与应用软件一起处理大部分技术细节。
系统软件由四种程序组成:
操作系统(OS):在应用软件(application software)和计算机之间交互的软件,处理诸如运行程序、存储和处理数据以及协调所有计算机资源(包括连接的外围设备)等细节。
启动或重新启动计算机称为启动(booting)系统。有两种启动计算机的方法:热启动(warm boot)和冷启动(cold boot)。当计算机已经打开并且您在不关闭电源的情况下重新启动它时,就会发生热启动。可以通过多种方式实现热启动。启动已关闭的计算机称为冷启动。
(操作系统中的)桌面:计算机启动时显示器上显示的屏幕。屏幕上的所有项目和图标都被视为在您的桌面上,用于与计算机进行交互。要素如下:
操作系统的三个基本类别:嵌入式、独立和网络。
移动操作系统:控制智能手机的嵌入式操作系统(Embedded operating system)。
UNIX:最初为中端计算机开发的操作系统。它现在很重要,因为它可以在许多更强大的个人计算机上运行。
Linux:最初由 Linus Torvalds 开发的 UNIX 操作系统类型,它是 Windows 操作系统最流行和最强大的替代品之一。
Chrome OS:谷歌为上网本计算机和通过云计算连接互联网而设计的操作系统。
虚拟化:允许单个物理计算机支持多个独立运行的操作系统的过程。
虚拟化软件:创建虚拟机的软件。
实用程序:执行与管理计算机资源或文件相关的特定任务。 用于病毒控制和系统维护的诺顿实用程序(Norton Utility)就是一个很好的实用程序示例。 也称为服务程序(service programs)。
此段重复内容见1.4。
系统单元(system unit):包含 CPU 的个人计算机的一部分,它是容纳构成计算机系统的大部分电子组件的容器。
二合一笔记本电脑(Two-in-one laptop):包括触摸屏并且能够像平板电脑一样平放的笔记本电脑。它既具有笔记本电脑的优点,又具有平板电脑的便利性。
游戏笔记本电脑(Gaming laptop):具有高端图形硬件和非常快的处理器的笔记本电脑,专为玩电脑游戏而设计。
超极本(Ultrabook):一种非常便携的笔记本电脑,比其他笔记本电脑更轻、更薄,电池寿命更长。
主机板(System Board):通常包含 CPU 和内存芯片的平板,将所有系统组件相互连接。
对于手机、平板电脑和可穿戴计算机,系统板位于屏幕后面。对于笔记本电脑和台式机,系统板通常位于系统单元的底部或一侧。它是一块扁平的电路板,上面覆盖着各种不同的电子元件,包括插座(sockets)、插槽(slots)和总线(bus lines)。
插座(Socket):插座在系统板上提供连接点,用于固定称为芯片(chips)电子部件。
插槽(Slot):系统板上的区域,可以接受扩展卡以扩展计算机系统的功能。
总线(Bus line):电子数据通路,比特沿着它行进;将CPU的各个部分相互连接起来,并将CPU与其他重要硬件连接起来。总线是网络中常见的连接电缆。
芯片处理能力通常以字长(word)表示。一个字是 CPU 一次可以访问的位数(例如 32 位或 64 位)。一个字中的位数越多,计算机一次可以处理的数据就越多。八位组合在一起形成一个字节。一台 32 位字的计算机一次可以访问 4 个字节。一台 64 位字的计算机一次可以访问 8 个字节。因此,设计用于处理 64 位字的计算机具有更大的处理能力。
时钟速度(Clock speed):也称为时钟频率(clock rate)。它以千兆赫兹(GHz)或每秒数十亿次节拍为单位。时钟速度越快,计算机处理信息和执行指令的速度就越快。
多核处理器(Multicore processor):一种新型芯片,提供两个或多个独立独立的 CPU。
除了微处理器芯片外,各种更专业的处理芯片也被开发出来并得到广泛应用。例如,许多汽车有 100 多个独立的专用处理器来控制从燃油效率到卫星娱乐和跟踪系统的几乎所有内容。协处理器(Coprocessors)是较流行的专业处理器之一,是旨在改进特定计算操作的专业芯片。例如,为了支持虚拟环境的快速处理,游戏计算机中的标准功能是称为 GPU(图形处理单元,graphics processing unit)的图形协处理器。这些处理器旨在处理各种特殊任务,例如显示 3D 图像和加密数据。大多数手机和平板电脑都有专门的处理器来有效地显示和存储视频。
协处理器(Coprocessor):专为改善特定计算机操作而设计的专用处理芯片,如图形协处理器。
内存:内存包含在与系统板相连的芯片上,是数据指令和信息(等待输出到二级存储的已处理数据)的保存区域。
RAM、ROM 和 CMOS 是三种类型的存储芯片。
随机存取存储器 (RAM):保存 CPU 当前正在处理的程序和数据的易失性临时存储器。之所以称为临时存储,是因为如果计算机的电源中断或计算机关闭,其内容将丢失。
高速缓存(Cache):预留的随机存取存储器 (RAM) 区域,用于存储最常访问的信息。高速缓存通过充当内存和 CPU 之间的临时高速保存区域来改进处理,允许计算机检测 RAM 中哪些信息最常使用。
DIMM(双列直插式内存模块,dual in-line memory module):用于向系统板添加内存的扩展模块。
虚拟内存(Virtual memory):操作系统的一种功能,可增加可用于运行程序的内存量。对于大型程序,部分存储在辅助设备(如硬盘)上,然后仅在需要时才在 RAM 中读取每个部分。
只读存储器(ROM):是指在出厂时内置了程序的芯片。用户不能更改此类芯片的内容。CPU 可以读取或检索芯片上的程序,但不能写入或更改信息。例如,ROM 存储启动计算机的程序。也称为固件(firmware)。
不久前,ROM 芯片通常用于包含几乎所有基本计算机操作的指令。例如,启动计算机、访问内存和处理键盘输入都需要 ROM 指令。然而,最近闪存(flash memory)芯片已经在许多应用中取代了 ROM 芯片。
闪存:即使断电也能保留数据的 RAM 芯片。闪存是固态存储一个例子,通常用于存储数字化图像和录制 MP3 文件。
闪存用于广泛的应用。例如,它用于存储计算机的启动指令。此信息称为系统的 BIOS(基本输入/输出系统)。此信息包括有关 RAM 量以及连接到系统单元的键盘、鼠标和辅助存储设备的类型的详细信息。如果对计算机系统进行更改,这些更改会反映在闪存中。
扩展卡(Expansion card):插入系统单元内部插槽(slots)以扩展计算机功能的可选设备。系统板上的端口(ports)允许将电缆从扩展板连接到系统单元外部的设备。
此段重复部分见5.3。
总线宽度(Bus width):同时沿总线传输的位数就是总线宽度。
系统总线(System bus):有两类总线。一种是将 CPU 连接到系统板的系统总线。另一个是将 CPU 连接到系统板上插槽的扩展总线(expansion bus)。
扩展总线(Expansion bus):将 CPU 连接到系统板上的插槽。
有不同类型的扩展总线,例如:
计算机系统通常具有不同类型的扩展总线的组合。主要类型是 USB、FireWire 和 PCIe。
端口:系统单元外部的连接插座,用于将输入和输出设备连接到系统单元。
大多数台式机和笔记本电脑都带有一组标准端口,用于连接外围设备或外部设备,例如显示器和键盘。最常见的端口是:
线缆:用于将输入和输出设备连接到系统单元的线缆。
交流适配器(AC adapter):笔记本电脑使用的交流适配器通常在系统单元之外。它们插入标准的墙上插座,将交流电转换为直流电,为驱动系统部件提供电源,并可以为电池充电。
无线充电平台:无需连接线的笔记本电脑、平板电脑、可穿戴电脑充电设备。
大多数平板电脑、移动设备和可穿戴计算机只能使用电池供电。他们的交流适配器或充电平台仅用于为电池充电。
电源单元:台式计算机的系统单元内有一个电源单元,可插入标准壁式插座,将交流电转换为直流电,成为驱动所有系统单元组件的电源。
模拟(Analog):不断变化的信号,代表不同的音调、音高和音量。
模拟信号(Analog signals):代表一系列频率的信号,例如人声。它们是连续的电子波信号,而不是打开或关闭的数字信号。
数字(Digital):计算机是数字机器,因为它们只能理解1和0。例如,数字表在表面上显示准确的时间,而模拟表在显示时间时,秒针会不断移动。
数字信号(Digital signal):计算机只能理解数字信号。在系统单元内进行处理之前,必须先将我们理解的(模拟)转换为系统单元可以电子处理的(数字)。
二进制系统:所有数字仅由两位数字组成的编号系统:0 和 1。
字节(Byte):由八位组成的单位。一个字节有 256 种可能的位组合,每个字节代表一个字符。
十六进制系统(hex):使用 16 位数字来表示二进制数。
字符编码标准(Character encoding standards:):为每个字符分配唯一的位序列。
ASCII(美国信息交换标准代码):广泛用于所有计算机(包括个人计算机)的二进制编码方案。每个字节由八位组成,每个字节代表一个字符。
EBCDIC(扩展二进制编码十进制交换码):二进制编码方案,是小型机和大型机的标准。
Unicode:一种 16 位代码,旨在支持中文和日语等国际语言。前 128 个字符被分配与 ASCII 相同的位序列,以保持与旧 ASCII 格式信息的兼容性。但是,Unicode 使用可变位数来表示每个字符,这允许表示非英文字符和特殊的字符。
输入:计算机使用的任何数据或指令。
输入设备(Input device):将数据转换为计算机可以处理的形式的设备。最常见的输入设备是键盘和鼠标。
有三种基本类别的键盘:虚拟键盘(virtual keyboard),笔记本键盘(laptop keyboard)和传统(traditional keyboard)。
指点设备:通过接受指点手势并将其转换为机器可读输入,为系统单元提供直观界面的设备。
触摸屏:允许通过手指触摸输入操作或命令的监视器屏幕。
触控笔(stylus):一种笔状设备,通常与平板电脑和移动设备一起使用。
多点触控屏幕(Multitouch screen):可以用一个以上的手指触摸,这样可以进行交互,例如用手旋转屏幕上的图形对象或通过捏合和伸展手指来放大和缩小。
鼠标:通常在桌面上移动并将光标(cursor)指向显示屏的设备。
鼠标指针:通常呈箭头形状。
滚轮按钮(Wheel button):有些鼠标有一个滚轮按钮,可以旋转它来滚动显示器上显示的信息。
无线鼠标(Cordless or wireless mouse):一种电池供电的鼠标,通常使用无线电波或红外光波与系统单元进行通信。
触摸板(Touch pad):用于通过在触摸板表面移动和敲击手指来控制指针。
游戏控制器(Game controller):为电脑游戏提供输入的设备。
四种最流行和最专业的游戏控制器是操纵杆、游戏鼠标、游戏手柄和动作感应设备。
扫描设备:将扫描的文本和图像转换为系统单元可以处理的形式。主要有五种:
数码相机(Digital camera):类似于传统相机,不同之处在于图像以数字方式记录在相机的内存中而不是胶片上。
网络摄像头(Webcam):专门用于捕捉图像和广播到 Internet 的数字摄像机。
语音识别系统(Voice recognition system):使用麦克风、声卡和专用软件,用户可以操作计算机并使用语音命令创建文档。
输出:处理过的数据或信息。
输出设备:将来自中央处理器的处理过的信息翻译成人类可以理解的形式的设备。最常见的输出设备是显示器和打印机。
显示器:输出设备,如电视屏幕,显示计算机处理的数据。
清晰度:由显示器上的分辨率或像素数表示。分辨率越高,清晰度越好。
平板显示器:或液晶显示器(LCD)显示器。这些显示器比 CRT(阴极射线显像管) 薄得多,也可用于桌面系统。几乎所有的平板显示器都是背光的,这意味着一个共同的光源分散在屏幕上的所有像素上。平板显示器分为三种基本类型:
电子书阅读器(E-book reader):显示文本和图形的手持式书本大小的设备。使用从网络下载的内容或特殊墨盒,这些设备用于阅读报纸、杂志和书籍。
电子墨水(E-ink):一些电子书阅读器的黑白输出,产生像普通纸一样反射光线的图像。
其他显示器:
打印机(Printers):产生打印纸输出的设备。
特性:
打印机:
最广泛使用的音频输出设备是扬声器(speakers)和耳机(headphones)。
耳麦(Headset):连接到系统单元中的声卡的音频输出设备。声卡用于捕获和回放录制的声音。麦克风接受音频输入,耳机提供音频输出。
多功能设备 (MFD,Multifunctional devices):通常结合扫描仪、打印机、传真机和复印机功能的设备。
虚拟现实 (VR):交互式感官设备(头戴式显示器和控制器)允许用户体验由计算机生成的 3D 替代现实,从而模仿物理世界。
VR 头戴式显示器(VR head-mounted displays)具有用于沉浸式声音的耳机、用于呈现 3D 图像的立体屏幕以及用于解释头部方向的陀螺仪传感器。
VR 控制器(VR controllers)具有传感器,可收集有关您的手部动作的数据。结合软件,这种交互式感官设备让您沉浸在计算机生成的世界中。
无人机:充当输出设备的无人驾驶飞行器 (UAV),将视频和声音传回给用户。
主存储器(Primary storage):保存数据和处理数据的程序指令。它还在输出之前保存已处理的信息。
随机存取存储器 (RAM) 保存或存储 CPU 当前正在处理的数据和程序。在处理数据或运行程序之前,它必须在 RAM 中。出于这个原因,RAM 有时被称为主存储。
二级存储:用于保存计算机关闭后可以保留的程序和数据的永久存储器。这些设备包括硬盘、磁带、CD、DVD 等。
二级存储设备:这些设备用于保存、备份文件,并将文件从一个位置或计算机传输到另一个位置。
以下是二级存储的重要特征:
闪存比传统内存慢一点,但比其他二级存储驱动器快得多。
固态存储(Solid-state storage):没有移动部件的二级存储设备。直接从这些设备以电子方式存储和检索数据,就像它们从传统的计算机存储器中一样。
固态驱动器 (SSD,Solid-state drive):设计用于连接到微型计算机系统内部,与内部硬盘的连接方式相同,但包含固态内存而不是磁盘来存储数据。
闪存卡:一种广泛用于笔记本电脑的固态存储设备。闪存还用于各种专用输入设备,以捕获数据并将数据传输到台式计算机。
USB 驱动器:钥匙链大小,这些硬盘驱动器连接到计算机的 USB 端口,可以传输文件。
与没有移动部件的固态驱动器不同,硬盘驱动器可以旋转并且具有可进出的读/写磁头。这些移动部件允许硬盘驱动器使用廉价的技术来提供大容量存储;然而,它们也使硬盘比固态驱动器更不耐用且速度更慢。
密度(Density):指的是位(电磁电荷)可以在磁盘上彼此相邻排列的紧密程度。
盘片(Platter):刚性金属盘;多个盘片在一个硬盘驱动器中一个叠一个叠放。
磁道(Track):磁盘上记录数据的封闭的同心环。每个轨道被分成称为扇区的部分。
扇区(Sector):形状像楔形的部分,用于分隔磁盘上的磁道。
柱面(Cylinder):硬盘使用磁道、扇区和柱面来存储和组织文件。一个圆柱体穿过一叠盘片的每个轨道。圆柱体区分存储在不同盘片的相同轨道和扇区上的文件。
提高硬盘性能的四种方法:
地面(lands)和凹坑(pits):平坦和凹凸不平的区域,分别代表光盘表面的1和0,可由激光读取。
光盘驱动器(Optical disc drive):光盘驱动器使用投射出微小光束的激光读取光盘。反射光的量决定了该区域是代表 1 还是 0。
与硬盘一样,光盘使用磁道和扇区来组织和存储文件。然而,与用于硬盘的同心轨道和楔形扇区不同,光盘通常使用从盘中心向外螺旋的单个轨道。这个单轨被分成大小相等的扇区。
此段重复部分见1.4.3。
这些光盘中的每一种都具有三种基本格式:
有些光盘,称为双面光盘,在光盘的两面都包含信息,需要翻转才能读取另一面,有效地使光盘的存储容量增加了一倍。例如,双面 DVD 可以存储 9.4 GB,是单面 DVD 的两倍。另一种为光盘增加容量的方法是添加多个记录层。这些光盘将信息存储在夹在光盘一侧的多层上。例如,某些蓝光光盘具有多层,可将存储容量从 25 GB 增加到 128 GB。
云存储:也称为在线存储。用于存储数据和文件的基于 Internet 的空间。
大规模存储(Mass storage):指大型组织所需的巨大的二级存储。
大容量存储设备(Mass storage devices):文件服务器、RAID 系统、磁带库、光点唱机等设备。
企业存储系统(Enterprise storage system):使用大容量存储设备,这是一种为组织设计的策略,旨在促进组织内跨网络的数据的高效和安全使用。
存储区域网络 (SAN,Storage area network):一种将远程计算机存储设备(例如企业存储系统)链接到计算机的体系结构,以便这些设备可用作本地连接的驱动器。
许多依赖于通信系统的应用,包括:
连接性(connectivity):个人计算机使用来自办公桌以外世界的信息的能力。数据和信息可以通过电话或电缆线路以及通过空中传输,以便计算机可以相互交谈并共享信息。
无线革命(wireless revolution):一场预计将极大地影响我们交流和使用计算机技术的方式的革命。
通信系统:通过通信线路将数据从一个位置传输到另一个位置的电子系统。
无论是有线还是无线,每个通信系统都有四个基本要素:
大多数无线连接使用无线电波进行通信。例如,手机和许多其他支持 Internet 的设备使用无线电波拨打电话和连接到 Internet。用于无线连接的主要技术是蜂窝、蓝牙、Wi-Fi、微波、WiMax 和卫星连接。
物理连接使用固体介质来连接发送和接收设备。这些连接包括双绞线、同轴电缆和光纤电缆。
调制解调器(modem):调制器-解调器的简称。它是一种通信设备,可将来自计算机的电子信号转换为可通过电话线传输的电子信号。
传输速率:或传输速度,是调制解调器传输数据的速度,通常以每秒位数 (bps) 为单位。
三种猫:
Before:
T1:支持所有数字通信的高速线路,提供非常高的容量,并且非常昂贵。
T3:铜线组合形成更高容量的选择。(由T1组合而来)
DS3:为大型企业提供对超高速、全数字传输的支持。(由T1组合而来)
Now:
Before:
Now:
有几个因素会影响数据的传输方式。这些因素包括带宽和协议。
带宽(Bandwidth):带宽决定了一次可以传输多少信息。它是对通信信道容量的测量。共有四种带宽:语音频带(voiceband)、中带(medium band)、宽带(broadband)和基带(baseband)。
协议(protocol):计算机之间交换数据的规则。协议 http:// 是最常见的。
传输控制协议/互联网协议 (TCP/IP,Transmission control protocol/Internet protocol):TCP/IP 是互联网的标准协议。该协议的基本特征包括:
IP 地址(Internet protocol 地址):Internet 上计算机的唯一数字地址,便于发送电子邮件。
域名服务器 (DNS,Domain name server):为人和计算机分配名称和号码的 Internet 寻址方法。由于数字 IP 地址难以记住,因此开发了 DNS 服务器以自动将基于文本的地址转换为数字 IP 地址。
数据包(Packet):在 Internet 上发送消息之前,它被分解为称为数据包的小部分。然后,每个数据包都通过 Internet 单独发送。在接收端,数据包被重新组合成正确的顺序。
计算机网络(Computer network):连接两台或多台计算机及其外围设备以交换信息和共享资源的通信系统。
术语:
局域网 (LAN,Local area network):由物理上彼此靠近的计算机和其他设备组成的网络,例如在同一建筑物内。通常,LAN 跨越的距离不到一英里。
网络网关(Network gateway):局域网可以连接到其他局域网或更大的网络的连接。
有多种不同的标准或方法可以使节点相互连接,以及在 LAN 中控制它们的通信的方法。最常见的标准称为以太网。使用此标准的 LAN 有时称为以太网 LAN。
以太网(Ethernet):也称为以太网总线或以太网 LAN。以太网总线是连接所有节点(PC、文件服务器、打印服务器、Web 服务器等)的通路或主干道。所有这些都连接到局域网 (LAN) 或广域网 (WAN)。另见总线网络。
家庭网络:用于家庭的 LAN 网络,允许不同的计算机共享资源,包括公共 Internet 连接。
无线局域网 (WLAN,Wireless LAN):使用无线电频率连接计算机和其他设备。所有通信都通过网络位于中央的无线接收器或基站(base station),并路由到适当的设备。
提供 Internet 访问的无线接入点广泛用于公共场所,例如咖啡店、图书馆、书店、学院和大学。这些接入点称为热点,通常使用 Wi-Fi 技术。
个人局域网 (PAN):一种在非常小的区域内工作的无线网络,即您的周围环境。
PAN 将手机连接到耳机,将键盘连接到手机,等等。这些网络使无线设备可以相互交互。最流行的 PAN 技术是蓝牙,最大范围约为 33 英尺。现在几乎所有可用的无线外围设备都使用蓝牙,包括流行游戏系统(如 PlayStation 和 Wii)上的控制器。
城域网 (MAN):这些网络用作城市中办公楼之间的链接,距离可达 100 英里。
与 LAN 不同,MAN 通常不归单个组织所有。相反,它由一组组织或由提供网络服务的单一网络服务提供商拥有。
广域网 (WAN):使用微波中继和卫星远距离到达用户的全国和全球网络,通常跨越 100 英里以上的距离。
所有 WAN 中最广泛的是 Internet,它跨越了整个地球。
网络架构:描述网络的配置方式以及资源的共享方式。
网络拓扑(Topology):网络的配置。五种主要网络拓扑是环形(ring)、总线(bus)、星形(star)、树形(tree)和网状(mesh)。
策略(Strategy):一种协调信息和资源共享的方式。最常见的网络策略是终端(terminal)、点对点(P2P,peer-to-peer)和客户端/服务器网络。
Intranet:与 Internet 一样,它通常提供电子邮件、邮件列表、新闻组和 FTP 服务,但只有组织内的人员才能访问它。组织使用内部网向其员工提供信息。
Extranet:连接多个组织的专用网络。
通常用于确保网络安全的三种技术是防火墙、入侵检测系统和虚拟专用网络。
隐私涉及个人数据的收集和使用。存在三个主要的隐私问题:
大数据(Big data):用于描述当前正在收集的不断增长的数据量的术语。
信息经销商(Information reseller):也称为信息经纪人。它收集人们的个人数据,并将其出售给直销商、筹款者和其他人,通常是收费的。
错误身份(Mistaken identity):当一个人的电子档案与另一个人切换时发生。
员工监控软件(Employee-monitoring software):记录计算机系统上几乎所有活动的程序。
匿名错觉(Illusion of anonymity):认为在互联网上有选择地披露个人信息可以防止侵犯个人隐私的误解。
深网(Deep web):由设计为对标准搜索引擎隐藏以允许以安全和匿名方式进行通信的网站组成。
浏览器缓存(Browser cache):包含网页内容和显示此内容的说明的 Internet 临时文件的集合。
Cookies:从您访问过的网站存放在您硬盘上的小数据文件。
Web bug:程序隐藏在网页或电子邮件的 HTML 代码中,作为图形图像。每当用户访问包含错误的网站或打开受感染的电子邮件时,Web bug 就会迁移。他们收集有关用户的信息并向预定义的服务器报告。
间谍软件(Spyware):旨在秘密记录和报告个人在互联网上的活动的广泛程序。
计算机监控软件(Computer monitoring software):最具侵入性和危险性的间谍软件类型。这些程序记录在您的计算机上进行的每项活动,包括信用卡号、银行帐号和电子邮件。
间谍清除程序(Spy removal programs):Spybot 和 Spysweeper 等程序,旨在检测网络错误(web bugs)和监控软件。
在线身份(Online identity):人们自愿在网上发布的关于自己的信息。
网络犯罪(Cybercrime):任何涉及计算机和网络的刑事犯罪。犯罪分子可能是员工、外部用户(outside users)、黑客(hackers)和破解者(crackers),或有组织的犯罪成员。
身份盗窃(Identity theft):为了经济利益非法盗用某人的身份。
互联网诈骗(Internet scam):使用互联网,一种欺诈行为或操作,旨在诱骗个人花费时间和金钱以获得很少或没有回报。
数据操作(Data manipulation):未经授权访问计算机网络并将文件复制到服务器或从服务器复制文件。
勒索软件(Ransomware):加密计算机数据并向用户索取密码的恶意软件。
拒绝服务 (DoS,Denial of service) 攻击:一种变种病毒,其中网站被数据淹没,用户无法访问网站。与自我复制的蠕虫不同,DoS 攻击会用信息和数据请求淹没计算机或网络。
社会工程学(Social engineering):操纵人们泄露私人数据的做法。
破解者(Cracker):出于恶意目的未经授权访问计算机系统的人。
病毒(Virus):通过网络和操作系统迁移并嵌入不同程序的隐藏指令。它们可能旨在破坏数据或仅用于显示消息。
蠕虫(Worm):病毒不会将自身附加到程序和数据库中,而是将自我复制的信息填充到计算机系统中,从而阻塞系统以使其操作减慢或停止。
特洛伊木马(Trojan horse):不是病毒而是病毒载体的程序。最常见的特洛伊木马以免费计算机游戏、屏幕保护程序或防病毒程序的形式出现。下载后,他们会定位并禁用现有的病毒防护,然后存放病毒。
僵尸(Zombie):受病毒、蠕虫或特洛伊木马病毒感染的计算机,可出于恶意目的对其进行远程控制。
流氓 Wi-Fi 热点(Rogue Wi-Fi hotspot):旨在获取个人信息的仿冒热点。
WPA2(Wi-Fi Protected Access 2):一种安全的加密协议。
计算机伦理(Computer ethics):我们社会中在道德上可接受的计算机使用指南。
网络欺凌(Cyberbullying):使用互联网、手机或其他设备传送旨在伤害或使他人难堪的内容。
版权(Copyright):一种法律概念,赋予内容创作者控制其作品的使用和分发的权利。
数字版权管理 (DRM,Digital rights management):包含控制对电子媒体和文件的访问的各种技术。
软件盗版(Software piracy):未经授权复制程序以谋取私利。