计算机应用基础第2章 计算机系统

第二章计算机系统1本章内容提要2了解计算机硬件组成和工作原理了解计算机软件系统构成和功能了解计算机操作系统概念掌握Windows7系统的基本操作所有的数字电子计算机均由五局部组成：运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备。以上称为冯·诺依曼型计算机系统。当今计算机就不再局限于大型计算机、微型计算机等，PDA、智能、智能家电、工业控制器等由这五局部组成的智能设备均泛指为计算机。2.1 计算机硬件系统32.1.1

数字计算机运行机理运算器(arithmetic)：运算器的功能是对数据进行各种算术运算和逻辑运算，即对数据进行加工处理。“字长〞：同一时刻能运算的二进制位数；“次/秒〞：每秒中可以做多少次运算。〔例：第一台计算机每秒能做5000次加法，或者400次乘法〕42.1.1 数字计算机运行机理2存储器(Memory)：存储器是计算机中数据记忆设备，主要功能是存储程序、数据和各种信号、命令等信息。存储器的主要指标是容量和速度。存储容量反映了计算机中数据存放的空间大小。一般最小计量单位是字节(Byte，常常是用B)。对于现代微型计算机而言，内存一般在1GB以上。1GB=109B〔字节〕。〔注意：存储器不仅仅存放数据，还有指挥计算机运行的指令〕52.1.1

数字计算机运行机理3

控制器(Control)：计算机的中枢神经，其功能是读取并解释程序指令，根据指令内容产生相应的控制信号、使计算机各部件有相应的运算动作，协调了计算机各局部工作及内存与外设的访问等。由什么来指挥控制器运作？人们把预先想好希望计算机做等一系列操作以指令代码方式存放到计算机内存，然后由控制器有序在内存中读取指令，通过控制器的解释和执行，计算机就能自动、连续的不间断的运行。62.1.1

数字计算机运行机理4

输入设备(Inputsystem)：

输入设备的作用是将程序、原始数据、文字、字符、控制命令或现场采集的数据等信息输入到计算机。

常见的输入设备有键盘、鼠标器、光电输入机、磁带机、磁盘机、光盘机等。5输出(Outputsystem)：

把外算机的中间结果或最后结果、机内的各种数据符号及文字或各种控制信号等信息输出出来。

计算机常用的输出设备有显示终端CRT、打印机、激光印字机、绘图仪及磁带、光盘机等。72.1.1

数字计算机运行机理

计算机的工作过程：

计算机的运行简单概括为：

取指令—翻译指令—执行指令—再取下一条指令，周而复始。每执行完成一条指令的时间称为指令周期。例如第一台计算机每秒5000次的加法运算，可以算出运行一条加法指令需要200微秒。82.1.2

计算机硬件概述中央处理器〔CPU〕现代计算机一般把运算器、控制器集成在一块。由运算器、控制器和存放器组成的部件称为中央处理器〔centralprocessingunit〕，简称为CPU。9主要技术指标集成度主频字长缓存多核多线程2.1.2 计算机硬件概述2. 存储设备存储设备是指能够存放数据和程序的设备。在数字计算机的存储设备中，所存放的信息均为二进制信息，不管是文字、图片、音乐和视频等，都是以0和1存放。计算机中内存最小计量单位是字节〔Byte〕。主内存只读存储器半导体快闪记忆器硬盘光盘102.1.2 计算机硬件概述3. 输入设备用来向计算机输入数据、程序和其它信息。主要作用是将人们可阅读理解的信息〔如程序、文字、图形图像、音视频〕转换为计算机能识别的二进制代码，输入到计算机内、供计算机处理。典型的输入设备有键盘、鼠标、触摸屏、手写笔、摄像头、游戏手柄等。主内存11〔InputDevices〕2.1.2 计算机硬件概述4输出设备〔OutputDevices〕是把计算机内的二进制信息以人们习惯的数字、字符、图形图像、音视频形式表现出来。常用的输出设备有显示器、打印机、语音设备等。12早期计算机输出形态2.1.2计算机硬件概述微型计算机主板为了使计算机快速推广开展，为了降低计算机的硬件本钱、降低制造和组装计算机的技术难度，在微型计算机还有一个重要的硬件就是主板。132.2 计算机软件系统

由计算机硬件和软件组成的设备称为计算机系统，有时也简称为计算机。142.2.1

软件概念151. 指令计算机运行的过程实际上是CPU不断有序执行预先放在内存中的指令代码。一般将计算机完成某一个根本操作的命令称为指令。如“加法〞指令、“减法〞指令等。所有指令的集合称为指令系统。在计算机中最低层运行只是这种二进制的代码，被称为机器代码。2.2.1

软件概念16程序在计算机中要完成某一项任务，需要运行成千上万条指令，把完成某项任务的指令集合统称为程序。每一个程序执行是需要时间的。假定要完成计算三角函数需要计算机运行100条指令，而每条指令执行平均需要的时间1μs〔百万分之一秒〕，那么完成这个三角函数的计算需要100ṳs即0.1毫秒。计算机运行的过程实际上是CPU不断有序执行预先放在内存中的指令代码。计算机程序有两种形态：

一个是源代码形态、一个机器代码可运行形态。源代码与机器代码例如C语言程序#include<stdio.h>voidmain(){Inta,;a=3+4;printf(“您好！这是C语言程序”);}机器代码程序示意01110111111101011110010001011100101011000000011010111100000011011111110000110110000110000000010017

源代码形态是程序设计人员编写程序时使用，用于程序的交流、阅读、修改等。如：

下面左边是一个C语言语句指令构成的程序。也称为源代码程序。右边是机器代码程序，均是由二进制数构成。源代码与机器代码需要有一个转换过程，这过程称为编译。2.2.1

软件概念18软件软件是计算机程序、程序所用的数据以及有关文档资料的集合。

软件系统概述19硬件、软件之间的关系如下图。软件系统也分几个层次，最接近硬件是系统软件，然后是系统支持软件，最外层给用户使用的是应用软件。本节研究有关软件系统，并对软件系统的构成和功能作大致的介绍。

软件系统概述20系统软件指为协调计算机各部分有序运行、支持应用软件开发和运行的软件。系统支持软件指参与应用程序开发、支撑应用程序运行的软件。如计算机编程软件、数据库管理软件、中间件等工具软件是为系统软件提供服务和辅助功能。是操作系统的延伸。如360安全卫士应用软件是为解决日常应用的计算机软件。应用软件包括了日常办公、图形图象处理、音视频应用、2.2.3

计算机病毒软件21计算机病毒〔ComputerVirus〕本质上也是计算机中的一段程序代码，也是软件的一局部。计算机病毒威胁计算机的正常使用，会导致计算机系统崩溃，数据丧失等，对计算机正常使用危害极大。本节将描述什么是计算机病毒，它的危害、以及预防。2.2.3 计算机病毒软件计算机病毒分类病症病毒可以划分为网络病毒，文件病毒，引导型病毒。计算机感染病毒后的常见病症有：在特定情况下屏幕上出现某些异常字符或特定画面；文件长度异常增减或莫名产生新文件，或文件翻开异常或突然丧失；系统无故进行大量磁盘读写或磁盘上无故出现扇区损坏；系统出现异常的重启现象，经常死机，或者蓝屏无法进入系统；可用的内存或硬盘空间变小，感觉系统运行变得很慢；程序或数据神秘的消失了，文件名不能识别等。222.2.3

计算机病毒软件23计算机病毒的预防注意对系统文件、重要可执行文件和数据进行写保护；不使用来历不明的程序或数据；尽量不用软盘或U盘进行系统引导；不轻易翻开来历不明的电子邮件；使用新的计算机系统或软件时，要先杀毒后使用；备份系统和参数，建立系统的应急方案等。安装杀毒软件。2.3 操作系统24系统软件中有一个很重要的软件—操作系统软件。本节将介绍操作系统的组成和功能，操作系统的类型，着重介绍Windows7操作系统和它的主要操作。通过介绍Windows7的操作，读者能掌握Windows7使用，为后续课程有个好的根底。2.3.1操作系统概念25什么是操作系统？操作系统〔OperatingSystem，简称OS〕是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，其他软件都一般要在操作系统的支持下才能运行。用户可以通过操作系统去使用计算机硬件，操作系统也是计算机硬件和其他软件的接口。操作系统的功能包括管理计算机的硬件、软件，具体是数据资源、进程调度，内存占用和释放，控制程序运行，改善人机界面，为其它应用软件提供支持等。操作系统提供了各种形式的用户界面，和用户界面接口程序，为其它软件的开发提供必要的效劳。2.3.1操作系统概念26以微型计算机为例，操作系统的开展。八十年代初苹果公司的APPLE微型计算机几乎没有操作系统，只有底层监控程序〔BIOS〕，开发和使用的效率很低。1980年IBMXT微型计算机的使用的是MS-DOS及其它的DOS操作系统。1983年微软就想要为MS-DOS建构一个图形化的操作系统应用程序，称为Windows。此时Windows并不是一个操作系统，只是基于MS-DOS下的一个应用程序。Windows经历了1.0、2.0、3.1几个版本的开展。在1995年微软推出Windows95。它对早期的Windows作了许多重大改进，这时Windows才真正成为操作系统，并且迅速成为微型计算机操作系统的主流。以后微软在Windows95根底上又相继推出了98、Me、2000、xp、Windows7版本。2021年谷歌〔Google〕推出安卓操作系统〔Androidsystem〕，开始打破微软在操作系统的垄断地位。2.3.2

操作系统功能27进程管理（Processingmanagement）内存管理（Memorymanagement）文件系统（Filesystem）网络通讯（Networking）用户界面（Userinterface）驱动程序（Devicedrivers）2.3.3

典型操作系统28

分时操作系统

实时操作系统

网络操作系统

分布式操作系统

嵌入式操作系统2.4 Windows7操作系统29

Windows操作系统以它优秀的图形界面、良好的用户交互模式，抢占式多任务，优异的开发环境和众多应用软件使得成为微型计算机主流操作系统。从Windows95至今在不断升级换代，2021年发布Windows7版本支持了更多新硬件的功能，64位版本支持了超过4GB内存使用，多任务性能更好，更出色的兼容性和稳定性，更友好的图形界面等。Windows7已经逐步个人电脑的主流操作系统。本书重点介绍Windows7的根本概念和操作。重点表达Windows7的界面构成，主要操作方式、文件和文件夹管理、系统设置和管理、简单系统维护和优化。2.4.1 Windows概述30特点：图形界面操作便捷多任务与设备无关丰富应用2.4.2 Windows7操作311. Windows7的启动与退出1〕启动Windows操作系统是安装在计算机的硬盘中，计算机加电时，CPU首先执行在主板中的BIOS底层管理程序，通过BIOS程序引导加载在硬盘中的Windows操作系统，这个过程约需几十秒的时间，系统就进入Windows7的登陆界面。用户输入密码后即可进入Windows操作系统桌面。2〕退出用鼠标单击屏幕左下角【开始】按钮，在弹出的“开始〞菜单的右下角中单击【关机】按钮，系统将关闭所有在运行的应用程序后，Windows7操作系统退出，电脑电源关闭。退出前应做好正在运行的应用程序数据保存工作，否那么会造成数据丧失。2.4.2 Windows7操作322. Windows7桌面布局用户登录到操作系统后所看到的屏幕区域，就像人们办公时需要桌面一样，在电脑上所有操作都在这个称为“桌面〞的屏幕区域进行。桌面由背景、桌面图标、开始按钮、任务栏等组成。桌面背景---是放置图标的地方桌面图标---是用户使用操作系统中应用程序的入口任务栏----由“开始〞菜单按钮、快速启动栏、任务按钮区、通知区域和语言输入选择栏组成。2.4.2 Windows7操作333. 开始菜单在桌面上单击“开始〞按钮，将翻开“开始〞菜单。Windows操作系统的所有命令操作均可在“开始〞菜单中找到。“开始〞菜单分由五个区域组成。如下图。其中“电源按钮〞有“关机〞、“重新启动〞、“睡眠〞等选择。2.4.2 Windows7操作344. 运行程序在Windows操作系统中运行应用程序一般有以下方法：双击桌面的图标，在开始菜单找到相应程序的快捷图标，然后单击该图标。每个应用程序的运行会有一个新窗口。右图是运行“计算器〞程序的结果2.4.2 Windows7操作5. 窗口组成和根本操作应用程序运行时操作系统建立一个正在运行的任务及任务对应的窗口。每一个窗口均对应一个正在运行的应用程序。窗口由标题栏、地址栏、菜单栏、工具栏、状态栏和工作区域组成。352.4.2 Windows7操作6. 任务栏Windows7是一个多任务系统，即同一时间可以运行多个应用程序。当多个应用程序在运行时，任务栏按钮区将显示多个任务〔正在运行的应用程序〕的按钮，当鼠标指针移到任务栏某一个图标上将会显示这个任务的标题，单击任务栏按钮即可切换到对应的应用程序窗口。任务栏窗口有动态缩略图是Windows7的新特性。362.4.2 Windows7操作中文输入默认状态Windows是通过键盘输入英文字符，通过输入法切换可以转到中文文字输入。在Windows7中自带了“微软拼音输入法〞、“微软拼音ABC输入风格〞、“中文全拼〞、“中文简拼〞等。在屏幕的右下角中有当前使用输入法的标识，如图所示“CH〞表示前状态是“中文输入〞。拼音类输入法，只要会汉语拼音都能输入汉字。中英文输入法切换键：【Ctrl】+【空格】。可以在中文输入与英文输入之间切换；中文输入法之间转换键：【Ctrl】+【Shift】可以在多个中文输入法中转换。也可以用鼠标进行切换。372.4.3

文件和文件夹管理文件概念在计算机中无论是应用程序或文档或音乐、视频都是以文件的形式存放在硬盘中，因此需要对文件的管理、维护、分类。

本节介绍在Winows操作系统中文件和文件夹的概念以及常用管理和操作。382.4.3

文件和文件夹管理文件计算机文件一般是以计算机外存储为载体存放在计算机上的信息集合。计算机硬盘是典型的外存储。

在计算机中也是由二进制代码的集合构成文件。文件可以是文本文档、图片、视频、程序等等。392.4.3

文件和文件夹管理文件类型在Windows界面中，文件以图标的形式表现，每种类型的文件在系统中都对应特定的图标。双击文件图标，就会产生一个翻开文件或执行文件的操作文件名和扩展名，文件名是文件的身份标识，同一类的文件有相同的图标和扩展名。文件名与扩展名用“.〞隔开。文件名可以用字母、数字和中文命名。常见的文件类型和扩展名有：文本文档〔.txt〕、电子表格文档〔.xls〕、应用程序〔.exe〕、位图文件〔.bmp〕等。常用的数据文件都会有一个应用程序对应，如双击一个文本文档“.txt〞文件，其实是调用“记事本〞应用程序翻开这个文档。402.4.3

文件和文件夹管理文件夹文件夹是用来组织和管理磁盘文件的一种数据结构。文件夹也有名称和图标。双击文件夹图标就翻开一个文件夹，翻开了这个文件夹后会显示文件夹中所包含的文件。如下图翻开了“例子文件夹