大学计算机基础 课件全套 戴青 第1-8章 信息革命与数字技术基础- 大数据与人工智能

信息革命与数字技术基础目录信息与信息革命二进制数与数字电路基础数制与进制转换数据的表示与编码信息伦理与安全防护040503020101信息与信息革命

信息的概念与特征01信息的多维度定义信息是事物状态的表征，能消除不确定性，是数据的语义内容。克劳德·香农提出“信息是用于消除不确定性的量”，可用信息熵量化；格雷戈里·贝特森认为“信息是制造差异的差异”，如白纸上的黑点因与背景差异传递信息；在计算机科学中，信息是结构化或处理后的数据，呈现从数据、信息、知识到智慧的递进关系。

02信息的核心特征可传递性：依赖载体（如声波、电磁波、文字等）但不被载体限制；非消耗性：可无限共享而不消耗，与物质/能量不同；语境依赖性：同一信息在不同语境下意义可能不同，如“0℃”对北极与赤道居民意义有差异。信息革命的发展历程信息革命的演进与影响语言诞生开启人类独特信息传播时代；文字发明突破时空限制；造纸术和印刷术推动信息大规模复制传播；电子传播技术（电报、电话等）加快传播速度、拓宽范围；如今计算机与互联网融合，云计算、大数据等新一代信息技术成为核心，人类进入信息爆炸时代。信息革命的多领域影响经济领域：催生新商业模式和产业形态，推动传统产业转型升级，信息经济成全球经济重要部分，带来新就业机会；文化领域：打破传播壁垒，促进文化交流融合与创新，数字技术为文化产业带来新机遇；教育领域：推动教育模式变革，实现教育资源公平分配，丰富教学形式；政治领域：改变政治信息传播方式和公众参与途径，为民主政治提供新平台。信息革命面临的挑战信息安全方面，网络攻击、数据泄露等事件频发，造成巨大损失；存在数字鸿沟，不同地区、群体在信息技术获取和应用上差距大；隐私保护问题突出，个人信息易被非法收集和使用。新一代信息技术概览核心技术及应用场景云计算：提供IaaS、PaaS、SaaS服务模式，如AWS、阿里云ECS，具有弹性、可扩展性和成本效益；大数据：涵盖结构化、半结构化和非结构化数据，在金融、医疗、市场营销等领域用于风险评估、精准医疗、精准投放等；物联网：分感知层、传输层、应用层，应用于智能家居、智能交通、智能工业等；人工智能：包括机器学习、深度学习等，应用于图像识别、语音助手等；区块链：具有去中心化等特性，应用于金融、供应链管理等；5G具有高速率等特点，支持eMBB等应用，6G在研发中。技术融合与创新新一代信息技术相互融合促进，云计算为大数据和人工智能提供计算资源，物联网为大数据提供数据来源，5G为物联网和人工智能实时应用提供通信支持。融合催生智能工厂、智慧城市等新兴应用和商业模式，推动传统产业数字化转型，创造新产业生态和社会价值。02二进制数与数字电路基础

二进制数的概念与物理表示二进制数的基本概念二进制数由“0”和“1”两个数码组成，是计算机存储和处理数据的基础，可表示“真/假”“高/低”等两种状态，其基本单位为“位”（Bit）。

电信号表示方法通过电压高低或电脉冲有无表示“1”和“0”，实现简单且适用于大规模集成电路，是计算机中主要的物理表示方式，应用于数字电路、微处理器和存储器。

磁信号表示方法利用磁性材料的磁化方向（向上/向下）存储二进制数，具有持久性存储特性，容量大、密度高，主要用于磁盘、磁带等后援存储。

光信号表示方法通过光强变化（高/低）表示二进制数，光盘利用激光反射读取数据，具有接口简单、携带便利、存储时间长等优点，广泛应用于持久性存储。

量子比特表示方法量子计算中使用量子比特（Qubit），可处于“0”和“1”的叠加态，具有强大并行计算能力，在优化问题、密码学等领域有巨大应用潜力。

布尔代数与逻辑运算

布尔代数基本运算包括布尔加（+，1+1=1）、布尔乘（×，1×0=0）、布尔补（—，0补为1），运算规则基于二进制“0”和“1”，是数字逻辑的数学基础。

其他布尔运算谢弗运算（⇧）、魏泊运算（⇩）、异或运算（○+），可通过基本运算组合表示，如异或运算规则为：相同为0，不同为1。

布尔表达式与真值表由布尔常量、变量通过运算组成，如（x+y）×z，真值表可直观展示输入与输出的逻辑关系，是验证逻辑功能的重要工具。

布尔代数的物理实现电信号、生物信号、量子信号等可作为物理表示方法，目前主流为电信号，基于此构建数字电子计算机，其他方法对应生物计算机、量子计算机。数字电路的基本组成

二进制0/1的电路表示通常用高/低电平或电脉冲有无表示“1”和“0”，为数字电路提供基础逻辑状态，是信息存储与传输的物理载体。

基本门电路逻辑功能或门：输入均低电平时输出低，否则输出高（对应布尔加）；与门：输入均高电平时输出高，否则输出低（对应布尔乘）；非门：输入高则输出低，输入低则输出高（对应布尔补）。

布尔变量与电路表示电路中传送的电信号（高/低电平）表示布尔变量，用直线段或折线段图示线路，实现变量的逻辑传递与运算。

布尔表达式的电路实现通过门电路组合表示布尔表达式，如（x+y）×z可由或门（x+y）输出连接与门（×z）实现，复杂逻辑通过基本门电路级联构建。

其他门电路应用或非门（谢弗运算）、与非门（魏泊运算）、异或门（异或运算），通过在基本门电路输出端加反相圆圈实现，扩展了数字电路的逻辑功能。03数制与进制转换数码：数制的符号基础数制的三要素

数码是表示数制的基本符号，如十进制的0-9、二进制的0-1、八进制的0-7、十六进制的0-9及A-F（对应10-15）。基数：数制的进位规则

基数指数制使用的数码个数，决定“逢R进一”规则。十进制基数10（逢十进一），二进制基数2（逢二进一），八进制基数8，十六进制基数16。位权：数位的权重值

位权是基数的幂次方，整数位从右向左序号0递增，小数位从左向右序号-1递减。如十进制数345.6的位权展开式为3×10²+4×10¹+5×10⁰+6×10⁻¹。书写规则：数制的标识方法

通过后缀区分：二进制B、八进制O、十进制D（可省略）、十六进制H；或用下标，如[1001]₂、[32CF]₁₆。

二进制数的表示单位位（Bit）：最小存储单位位是计算机中数据的最小单位，只能表示0或1两种状态，是二进制数的基本构成单元。

字节（Byte）：数据处理基本单位1字节=8位（1B=8bit），可存储1个西文字符（如ASCII码）或半个汉字（需2B）。存储单位换算：1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB。

字和双字：数据处理效率指标字由2字节组成（16位），双字为4字节（32位），其长度（字长）决定计算机处理数据的效率，字长越长性能越强。例如32位计算机一次可处理4字节数据。

实例：计算机存储容量表示某计算机配置1024MB内存，即1GB（1024MB=1GB），可容纳约10亿个字节的二进制数据。常用进制间的转换方法二进制与十进制转换二进制转十进制：按位权展开相加，如100011.1011B=1×2⁵+1×2¹+1×2⁰+1×2⁻¹+1×2⁻³+1×2⁻⁴=35.6875D。十进制转二进制：整数部分“除2取余逆序”，小数部分“乘2取整顺序”，如11.7D=1011.1011B（保留4位小数）。二进制与十六进制转换二进制转十六进制：4位一组（不足补0），每组对应1个十六进制数，如111011.1010011011B=00111011.101001101100B=3B.A6CH。十六进制转二进制：每位拆为4位二进制数，如3B.328H=00111011.001100101000B。二进制与八进制转换二进制转八进制：3位一组（不足补0），每组对应1个八进制数，如11110101111.1101B=011110101111.110100B=3657.64O。八进制转二进制：每位拆为3位二进制数，如3657.64O=011110101111.1101B。八/十六进制与十进制转换间接转换：先转二进制再转十进制，如15.6O→001101.110B→13.75D；或直接按位权展开，如15.3H=1×16¹+5×16⁰+3×16⁻¹=21.1875D。04数据的表示与编码数值型数据的表示定点数的分类与表示定点数分为定点整数和定点小数。定点整数约定小数点在数值最右侧，如-101B用8位表示时符号位为1，数值位为0000101；定点小数约定小数点在符号位与数值部分之间，如0.101B用8位表示时符号位为0，数值位为1010000。浮点数的IEEE754标准结构IEEE754标准中，单精度浮点数（32位）由1位符号位（0正1负）、8位指数位（偏置值127）和23位尾数位（隐藏整数位1）组成；双精度（64位）则为1位符号位、11位指数位（偏置值1023）和52位尾数位，可表示更大范围和更高精度的实数。浮点数实例与数据范围以十进制数12.5为例，转换为二进制1100.1，科学记数法为1.1001×2³。单精度表示中符号位0，指数位3+127=130（10000010），尾数位1001后补19个0。32位定点整数表示范围为-2³¹~2³¹-1，单精度浮点数范围约±1.4×10⁻⁴⁵~±3.4×10³⁸。

原码、反码与补码机器数与真值的概念机器数是数字在计算机中的二进制表示，最高位为符号位（0正1负）；真值是机器数对应的实际数值。如机器数10000111的真值为-7（原码表示）。

三种编码规则对比原码：符号位+真值绝对值，0有+0（00000000）和-0（10000000）两种形式；反码：正数与原码相同，负数为原码除符号位外按位取反，如-7反码为11111000；补码：正数与原码相同，负数为反码末位加1，如-7补码为11111001，0的补码唯一（00000000）。

补码运算优势及溢出处理补码可将减法转换为加法，符号位参与运算，如15-7=15+(-7)，补码相加00001111+11111001=00001000（结果8）。运算结果超出表示范围时产生溢出，需通过符号位判断，如正数相加结果符号位为1则上溢，负数相加结果符号位为0则下溢。非数值型数据的编码

BCD码与ASCII码BCD码用4位二进制表示1位十进制数，8421码是常用类型，如十进制14对应00010100；ASCII码用7位表示128个字符，含95个可显示字符（如'A'为65、'0'为48）和33个控制字符，扩展ASCII将最高位设为1以支持更多字符。

中文字符编码标准GB/T2312-1980收录7445个字符，分两级汉字，区位码（如“啊”1601）经转换为国标码（+2020H）和机内码（+8080H）；GBK扩展至21003个汉字，兼容GB/T2312，解决生僻字问题。

Unicode与UTF-8编码Unicode为全球字符分配唯一码点（如“中”U+4E2D），UTF-8是可变长编码：ASCII字符1字节（0xxxxxxx），U+0080~U+07FF用2字节（110xxxxx10xxxxxx），U+0800~U+FFFF用3字节（如“中”E4B8AD），实现多语种混合编码与高效存储。

字形编码技术点阵字形编码原理通过矩形黑白点阵描述字符，点用0（白）、1（黑）表示，常见尺寸有16×16、24×24等。16×16点阵汉字需16行×2字节/行=32字节存储，放大显示易出现锯齿，.fon文件为点阵字库。

矢量字形编码优势用数学公式描述字符轮廓，具有分辨率无关性，放大无锯齿，存储空间小。如TrueType（.ttf）字体通过贝塞尔曲线定义笔画，广泛用于排版和图形设计，兼顾显示质量与存储效率。

字库文件类型与应用点阵字库（.fon）适用于早期低分辨率显示，占用空间大；矢量字库（.ttf、.otf）支持无级缩放，是现代操作系统和设计软件的主流选择，确保不同设备上的字体一致性与清晰度。05信息伦理与安全防护

信息伦理与道德规范信息伦理的内涵信息伦理是指在信息的获取、存储、传播和使用过程中应遵循的道德准则和行为规范，涵盖个人隐私保护、知识产权尊重、网络言论自由、虚假信息传播等多个方面。

信息技术对传统道德的冲击信息技术对个人道德行为、社会关系与伦理、职业伦理产生冲击，如网络匿名性导致道德责任缺失、虚拟社交弱化现实关系、算法歧视引发社会公平问题、知识产权保护难度增加等。

各领域伦理规范计算机伦理规范关注技术开发应用中的职业道德，如ACM和中国计算机学会相关守则；网络伦理规范指导网络空间行为，强调尊重权利与社会责任；人工智能伦理规范如我国《新一代人工智能伦理规范》提出增进人类福祉等6项基本规范及18条具体要求。

信息安全的核心要素信息安全的核心特性ISO和IEC定义信息安全包括保密性、完整性、可用性，有时也包含真实性、可核查性、抗抵赖性和可靠性等特性，计算机安全、网络安全、数据安全是其具体表现形式。

技术防护手段技术手段是信息安全保护的基础，包括身份认证防止非授权访问、数字签名防止抵赖、防火墙阻止非法入侵、加密技术保护数据安全、入侵检测系统发现并阻止恶意攻击等。

相关法律法规我国制定了《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》《互联网信息服务管理办法》《计算机软件保护条例》《中华人民共和国网络安全法》等法律法规，为信息安全提供法律保障。

隐私保护的策略与措施隐私的内涵与价值隐私狭义指个人秘密，广义包括机构商业秘密，是个人、机构或组织不愿公开或被他人知晓的信息、活动或领域。隐私保护是信息伦理核心，泄露可能造成经济和心理伤害。

隐私保护的措施法律方面，《中华人民共和国个人信息保护法》规范个人信息处理环节；技术方面，匿名化技术、区块链技术等可提供保护；企业责任方面，应明确告知数据使用范围和目的，建立数据安全管理制度。

数据泄露风险与防范物联网环境下，个人隐私数据泄露和非法利用可能性大增，如手机位置服务轨迹信息可能暴露个人敏感信息。防范需法律、技术和企业责任协同，用户也需提高自我保护意识。

本章小结信息与信息革命介绍了信息的概念与特征、信息革命的概念、影响和挑战，以及新一代信息技术和信息技术与各学科的整合，展现了信息在社会发展中的核心作用。

数字技术基础重点讲述二进制数的概念及基本运算、计算机中的数制与进制转换、数值型数据的表示和处理、字符编码和字形编码，这些是计算机处理数据的基础。

信息伦理与安全从法律法规角度探讨了信息伦理与道德规范、信息伦理与职业规范、信息安全与隐私保护等内容，强调在数字化时代保障信息安全和遵循伦理规范的重要性。谢谢！以上内容由WPSAIPPT生成，仅供参考扫码或点击链接，快速生成PPT计算机与计算思维基础人

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献目录计算机概述现代计算机的发展计算机的分类、特点与应用领域计算机的基本工作原理04030201目录计算机系统计算思维本章小结07060501计算机概述

计算机的定义与核心功能计算机的定义计算机（Computer）是一种由硬件和软件组成的电子设备，能够根据预先存储的程序指令，自动接收、处理、存储数据，并生成输出结果。

核心功能其核心功能是通过算术与逻辑运算、信息控制及存储等操作，实现高效的数据处理与任务执行。远古计数工具计算技术的发展历程远古时代，人们采用石块、贝壳进行简单的计数，这是计算技术的萌芽阶段。古代计算工具我国发明了算盘用于计算，欧洲则出现了加法计算器、乘法计算器、分析机等，推动了计算技术的发展。现代电子计算机现代电子计算机的出现是计算技术的重大飞跃，它是人类对计算技术的继承和发展，现已成为现代人类社会中不可缺少的基本工具，现在常说的“计算机”均指“电子计算机”。02现代计算机的发展ENIAC的诞生背景与时间地点ENIAC的诞生与意义

1946年，ENIAC（电子数字积分计算机）在美国费城诞生，由美国政府和宾夕法尼亚大学合作开发，是计算机发展史上的里程碑。ENIAC的基本构成与性能参数

ENIAC使用了约18000个电子管、70000个电阻器，功率约为150kW，运算速度约为每秒5000次加法运算或400次乘法运算。ENIAC的历史意义

ENIAC的诞生标志着电子计算机时代的开端，为后续计算机技术的发展奠定了基础，其设计理念和技术突破对计算机体系结构产生了深远影响。现代计算机发展的四个阶段第一代计算机（1946—1956年）：电子管时代基本电子元器件为电子管，主存储器采用磁鼓等，使用机器语言和汇编语言，体积大、耗电多、运算速度低（每秒几千次到几万次），主要应用于科学计算和军事领域，代表机型为EDVAC。第二代计算机（1956—1962年）：晶体管时代基本电子元器件为晶体管，主存储器采用磁芯，外存储器使用磁盘、磁带，出现操作系统和高级语言（如Fortran、COBOL），运算速度提升至每秒几万次至几十万次，应用扩展到气象预测、事务管理和数据处理，代表机型有IBM7090、TX-0。第三代计算机（1962—1970年）：中小规模集成电路时代基本电子元器件为中小规模集成电路，主存储器采用半导体存储器，操作系统和高级语言进一步发展，运算速度达每秒几十万次到几百万次，体积缩小、成本下降，应用领域扩大到工业控制，代表机型为IBMSystem/360。现代计算机发展的四个阶段第四代计算机（1970年至今）：大规模、超大规模集成电路时代基本电子元器件为大规模、超大规模集成电路，外存储器有光盘、U盘、移动硬盘等，出现数据库管理系统、网络操作系统，运算速度达每秒几百万次至百亿次，应用广泛普及到各行各业，代表机型有IBMPC与AppleMacintosh。

新一代计算机的发展方向01新一代计算机的定义与分代规则变化随着硅芯片性能接近物理极限，不再沿用前四代计算机的分代规则，新一代计算机以人工智能、量子计算、生物芯片等为发展方向，目标是实现类脑计算与具备超高并行处理能力。

02量子计算机利用量子力学中的叠加、纠缠和隧穿效应，采用量子比特作为信息基本单元，在特定任务上具有指数级速度提升，如中国科学技术大学的“九章”光量子计算原型机、“祖冲之三号”超导量子计算芯片，在密码学、优化问题等领域潜力巨大。

03生物计算机以DNA、RNA、蛋白质等生物分子作为信息载体和计算单元，利用生物化学反应完成计算任务，在基因测序、药物研发等领域应用潜力显著，但生物分子的稳定性和可控性等问题仍需突破。新一代计算机的发展方向

其他新型计算机还包括光子计算机（利用光信号高速并行传输处理数据）、纳米计算机（操纵纳米尺度物质实现计算功能）、超导计算机（利用超导材料低能耗高速计算特性）等，它们各自具有独特优势，未来可能出现融合多种技术的混合计算机系统。03计算机的分类、特点与应用领域

按性能和规模的分类巨型计算机性能最高、规模最大，具有强大并行处理能力和巨大存储容量，运算速度可达每秒数万亿次甚至更多。主要用于大规模科学计算、工程仿真、气象预测等复杂任务，如核物理研究中模拟核反应过程。

大型计算机性能和规模介于巨型计算机和小型计算机之间，具有较高运算速度和较大存储容量。主要用于企业、政府部门等的大型信息系统和数据处理中心，如银行核心业务系统处理大量客户账户信息和交易记录。

小型计算机性能和规模相对较小，性价比高。主要用于中小型企业的办公自动化、工业控制、网络服务器等领域，如小型工厂自动化生产线上作为控制计算机控制生产设备运行状态和采集生产数据。

PC以个人为使用主体，体积小、价格低、操作简便。主要用于家庭、办公室等场合，可完成文字处理、图像编辑、上网浏览等多种任务，常见形式有台式计算机和笔记本计算机。按性能和规模的分类嵌入式计算机嵌入其他设备中的计算机，硬件和软件根据特定应用需求设计开发，具有体积小、功耗低、可靠性高等特点。广泛应用于智能手机、智能家电、汽车电子产品等领域。

计算机的主要特点高运算速度通过电子化运算突破传统手工运算效率瓶颈，超级计算机Frontier峰值性能达1.206exaFLOPS（每秒约120亿亿次浮点运算，截至2024年），基于AMDEPYCCPU和InstinctMI250X加速器架构，核心总数超869万。

大存储容量为知识积累和商业创新提供物理载体，单个机械硬盘存储容量可达20TB（截至2023年），部分数据中心如Facebook存储超1000PB数据，1TB硬盘可存储250部高清电影或250万份400KB的PDF文档。

高精度精准计算能力是尖端科技实现的前提，双精度浮点数精度为小数点后15～17位，我国探月工程及深空探测任务依赖双精度浮点数确保轨道动力学模拟精确性，误差控制精度达小数点后15位以上。

自动化通过程序替代重复性劳动，京东物流亚洲一号智能仓机器人每小时可分拣超20000件商品，效率提升10倍以上；比亚迪西安工厂自动化生产线每60s下线一辆新能源汽车，人工成本降低70%。01计算机的主要特点通用性凭借可编程特性成为跨领域解决复杂问题的通用技术平台，腾讯云计算平台上微信小程序数量突破400万，覆盖政务、零售、医疗等全场景；华为手机既可运行政务程序，又能流畅操作游戏。02可靠性在关键领域稳定性至关重要，中国建设银行数据中心实现99.999%可用性，年宕机时间少于5min，核心系统错误率低于0.001%；阿里云日均处理数十亿请求，故障率低于0.001%。03分析与决策能力展现类人分析与决策能力，AlphaFold预测蛋白质结构仅需数天，准确率超90%，而传统实验预测需数月。

计算机的应用领域科学计算最早应用领域之一，可完成人力难以完成的复杂计算，如模拟大气运动、分析气象数据进行天气预测，核物理实验和核反应堆设计中模拟核反应过程，人造卫星轨道计算及火箭、宇宙飞船设计等，特点是计算量大、数值变化范围广。

数据处理应用广泛，对大量数据进行统计分析、合并、分类等，如企业财务管理、客户关系管理，银行、证券交易所交易处理、风险评估，医院管理患者信息、病历资料及医疗费用结算等，特点是数据量大、输入输出频繁、强调数据管理能力。

过程控制用计算机及时采集检测数据并按最佳值对控制对象自动控制或调节，如工业生产线控制生产设备和工艺流程实现自动化生产，电力系统实时监控发电、输电等环节确保稳定运行，交通信号灯智能控制及地铁、高铁自动驾驶等。

计算机的应用领域计算机辅助系统包括CAD、CAM和计算机辅助教学等。CAD帮助设计人员构建二维或三维设计模型，应用于建筑、机械等行业；CAM将CAD设计模型转化为实际产品，用于机械制造等领域；CAI以多种形式呈现教学内容辅助教学活动。

人工智能研究包括机器学习、自然语言处理等，在疾病诊断中辅助医生早期筛查和诊断，药物研发中模拟药物分子与生物靶点相互作用加速研发，智能驾驶中处理传感器数据实现自主导航和安全驾驶，还应用于金融、教育、娱乐等领域。

计算机网络计算机技术与通信技术结合产物，可实现线上交易改变商业模式，通过视频会议软件、在线办公平台实现远程办公提高效率，社交媒体平台改变社交方式和信息传播模式。

系统仿真利用物理、数学模型类比模仿真实系统，重现系统行为过程以分析评估性能，如飞行器设计研发中模拟飞行姿态等验证优化方案，军事领域建立模型进行虚拟作战仿真制定作战计划，JSIMS可模拟大规模联合军事行动。04计算机的基本工作原理

图灵机的原理与意义图灵机的组成部分由无限长纸带（划分为格子，存储符号）、读写头（读写符号、移动）、控制规则（确定动作和状态转换）、状态寄存器（保存当前状态，含停机状态）构成。

图灵机的重要意义证明通用计算理论，奠定计算机架构基础；引入读写、算法与编程语言概念；定义可计算性本质，是计算学科核心理论，启发计算机设计与算法研究。

冯·诺依曼体系结构计算机

通用计算机方案核心思想1945年提出EDVAC方案，明确计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备5部分组成；采用二进制表示指令和数据；实现“存储程序和程序控制”。

冯·诺依曼体系结构功能能接收程序和数据，长期记忆信息，完成算术逻辑运算，控制程序走向与部件协调，按要求输出结果，奠定现代计算机体系结构基础并沿用至今。

指令及指令的执行指令的组成由操作码（指明操作类型，如加减、存取，位数决定指令条数）和操作数（操作对象内容或存储地址，也称地址码）构成。

指令系统类型包含数据传送指令（存储器与寄存器间传数据）、数据处理指令（算术、逻辑、浮点、位运算等）、程序控制指令（转移、调用、返回等）、输入输出指令、其他管理指令。

指令执行过程分为取指令（CPU按IP地址从内存取指令至IR）、指令译码（译码单元翻译操作码与寻址模式）、指令执行（ALU/FPU处理运算并获取数据）、结果写回（将结果写入缓存或内存）四个基本操作。流水线技术

流水线技术定义在执行第一条指令时对第二条指令分析、预取第三条指令，实现多条指令重叠执行，是提高CPU指令执行速度的关键技术。超标量结构示例Pentium处理器采用“超标量”结构，可同时执行两条流水线，每条流水线允许指令处于预取、译码、地址计算、执行、写回阶段，需复杂控制与执行模型。05计算机系统计算机系统的组成硬件系统构成计算机系统的各种物理设备的总称，包括主机和外设两部分，是软件工作的基础。软件系统运行、管理和维护计算机的各类程序和文档的总称，可扩充和完善硬件功能。软硬件关系硬件是软件运行的基础，软件赋予硬件功能，两者相互依存，共同构成完整计算机系统。微型计算机系统基本结构及性能参数

系统组成以微型计算机主机为核心，配以相应外设、电源、辅助电路及软件，硬件体系结构采用冯·诺依曼体系结构。

CPU性能参数包括字长（如64位）和时钟频率（单位GHz），直接影响计算机运行效率。

内存容量内存所能容纳的二进制信息总和，是衡量微机性能的重要指标之一。

运算速度一般用每秒执行指令条数表示，单位有MIPS（百万条指令/每秒）和MFLOPS（百万次浮点运算每秒）。

微机的主机系统01CPU主流微处理器有Intel酷睿系列（如第14代酷睿睿频升至6GHz）、AMD锐龙系列（如锐龙8040系列集成AINPU）、国产龙芯系列（如龙芯3A6000采用64位LA664微结构）等；性能参数包括字长、主频与睿频、外频、高速缓存容量、核心数与线程数等。

02主板及其部件主板是微机核心电路板，主要部件有CPU插座、内存插槽、PCIe扩展槽、M.2扩展槽、芯片组、BIOS芯片和CMOS存储器等，决定微机整体运行速度和稳定性。

03内存包括RAM（如DDR4，断电数据丢失，用于临时存储）和ROM（如BIOS，断电数据不丢失，用于保存设置信息）。

04总线系统总线分为数据总线（传输数据，宽度影响传输速率）、地址总线（传输地址，宽度决定可寻址空间）和控制总线（传输控制信号）；常见标准有PCIe总线（如PCIe3.0x16双向传输带宽达32GB/s）、USB（如USB3.1Gen2传输速率10Gbit/s）、SATA总线（如SATA3.0传输速率6Gbit/s）。微机的主机系统

接口按连接方式分为并行接口（如传统打印机接口，速率高但抗干扰差）和串行接口（如USB、RS-232，抗干扰强、传输距离长）；按功能分为输入接口（如键盘、鼠标接口）、输出接口（如显示器、打印机接口）和I/O接口（如硬盘、网卡接口）；常见I/O接口有USB、音频接口、HDMI、网络接口等。

微机的外设

外存内置硬盘有机械硬盘（容量大、成本低、速度较慢，如2TB7200r/min硬盘）和固态盘（速度快、无噪声、抗震性强，如PCIe4.0固态盘顺序读取速度达7000MB/s）；移动存储器包括USB闪存驱动器（体积小、即插即用）、移动硬盘（容量大，达TB级）和存储卡（如SD卡、TF卡，用于扩展设备存储）。

存储器层次结构越靠近CPU的存储器，存取速度越快但容量越小、成本越高，反之则速度慢但容量大、成本低，以此平衡速度、容量和成本。

基本I/O设备输入设备有键盘（如机械键盘、薄膜键盘，通过USB或蓝牙连接）、鼠标（如光电鼠标，通过USB或蓝牙连接）；输出设备有显示器（如LCD、LED、OLED，性能参数包括分辨率、刷新率、响应时间、色彩表现等）、打印机（如针式、激光、喷墨打印机，通过USB或网络连接）。

计算机软件系统系统软件操作系统是核心，如Windows、macOS、Linux等，管理计算机软、硬件资源；数据库管理系统如MySQL、Oracle，用于组织、管理数据；语言处理程序如解释程序（如Java虚拟机）和编译程序（如VisualStudioCode中的编译器），将源程序翻译成机器语言。

应用软件办公自动化软件如Office、WPS；多媒体应用软件如Photoshop、Premiere；辅助设计软件如AutoCAD；信息管理软件如MIS；网络应用软件如Edge浏览器、QQ；安全防护软件如杀毒软件；系统工具软件如WinRAR；娱乐休闲软件如电子游戏；人工智能软件如ChatGPT、DeepSeek。06计算思维

计算思维基本概念思维的定义思维是人类大脑对客观事物进行概括和间接反应的过程，是人类认知活动的核心，通过分析、综合、判断、推理等方法加工处理信息，形成对事物的认识和理解，是人类区别于其他生物的重要特征。

现代科学研究的三大思维方式理论思维基于逻辑推理、数学建模和抽象分析，通过建立理论框架解释自然现象、预测未知结果；实验思维基于实证研究，通过设计实施实验、收集数据、验证假设探索自然规律；计算思维运用计算机科学基础概念进行问题求解、系统设计及人类行为理解，是信息时代的核心能力。

计算思维的概念计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计及人类行为理解等的一系列思维活动，培养目标是掌握利用计算机解决实际问题的基本思想和方法，将计算机技术与多学科理论、技术及艺术相融合，创造性地解决具体问题，被称为“21世纪所有领域的思维方式”。

计算思维的特征抽象化与系统化抽象化将复杂问题简化为可计算模型，忽略无关细节提炼核心要素，使人能在不完全理解系统细节时通过分层模块化管理复杂系统；系统化通过将复杂问题分解为模块化、层次化结构，使其更易理解和解决。

分解与重构分解是将复杂问题拆分为若干相对简单的子问题，分别解决后，再通过重构整合子问题解决方案，形成复杂问题的完整解决方案。

模式识别通过观察分析发现不同问题间的相似性，利用已有解决方案，使面对新问题时能快速找到类似问题的解决途径。

自动化借助计算机技术，将设计好的解决方案转化为可执行的自动化流程，通过设计算法和构建模型规划问题解决步骤，利用计算机强大计算能力和可编程性自动执行，无需人工持续干预。计算思维的特征并行与递归强调同时处理多任务和自相似结构的问题分解，如多线程编程中多任务并行处理提高效率，分治算法通过递归将问题分解为更小子问题高效解决。时空权衡涉及在时间和空间之间进行权衡，例如通过缓存技术在存储容量和计算速度间找到平衡提升数据访问效率，数据库查询中使用缓存减少磁盘访问次数提高查询速度。冗余通过冗余设计预防系统崩溃，如电网故障时电话系统通过冗余设计持续运行，分布式系统中冗余存储数据防止数据丢失。反馈循环通过反馈循环不断优化解决方案，如软件开发中根据用户反馈改进产品功能，机器学习中通过结果反馈调整模型参数优化性能。

计算思维的本质抽象化：七桥问题的简化欧拉解决七桥问题时，剥离具象，不关注河流形状、桥长和城市布局，将陆地4个区域抽象为节点A、B、C、D，桥抽象为连接节点的边；提取关键特征，关注节点度数（与节点相连边的数量），将复杂地理问题转化为图论问题，即是否存在一条路径使每条边恰好经过一次。

自动化：规则与算法的应用欧拉提出通用规则：图中所有节点度数为偶数则存在欧拉回路，有且仅有两个节点度数为奇数则存在欧拉路径。基于此规则形成“算法”，通过检查节点度数直接判断问题是否有解，无需尝试所有路径，七桥问题中4个节点度数均为奇数，故无解，体现通过规则化和算法化实现自动化解决。

计算思维本质总结计算思维的本质在于抽象化与自动化，抽象化将复杂问题转化为可计算模型，自动化通过规则化和算法化实现问题的高效解决，欧拉解决七桥问题的过程为此提供了典型例证，奠定了图论基础，为数学和计算机科学研究提供重要工具。

计算思维与计算机技术的关系01计算机技术是计算思维的工具与载体计算机技术是计算思维落地实现的关键工具和重要载体，根据计算思维设计的算法、构建的模型等需依托计算机硬件资源和软件环境执行运行，没有计算机技术支持，计算思维只能停留在理论层面，人工智能、大数据、云计算等新兴技术发展为计算思维提供更广阔应用场景和强大工具。

02计算思维指导计算机技术发展计算机技术发展离不开计算思维指导，计算机程序设计本质是将现实问题通过计算思维抽象化和分解，转化为计算机可执行的算法和代码，计算思维为计算机技术提供理论框架与方法论支撑，指导人们系统化理解并开发计算机系统。计算思维与计算机技术的关系

两者相互促进共同发展计算机技术演进不断催生新挑战，推动深化计算思维实践应用，如数据规模爆炸使传统存储与计算范式遇瓶颈，运用计算思维“分解”“抽象”策略，Hadoop通过拆分数据、冗余编码实现存储容量与可靠性提升；云计算中基于“模式识别”设计弹性调度算法，阿里云、腾讯云聚合闲置资源供用户按需调用，体现技术发展对计算思维的倒逼及两者相互促进。计算思维的应用计算机科学领域是计算机科学核心思维方式，广泛应用于编程、数据结构设计、算法设计、计算机网络规划等，帮助开发者分解复杂问题为可操作子问题，通过算法和数据结构实现高效解决方案，在大数据处理、数据挖掘、机器学习和人工智能中用于处理分析海量数据、提取信息、模式识别和预测分析。科学研究领域在生物学中用于模拟和预测复杂生物过程，如基因组测序数据分析和蛋白质折叠；在物理学中用于研究天体物理和地球科学，为科学研究提供重要思维和方法支持。工程设计领域用于优化设计方案，提高设计效率和质量，如电子电路设计、建筑结构设计和交通流量优化中，工程师通过计算思维进行模拟计算分析，找到最优设计方案。金融经济领域应用于量化交易、风险管理、投资组合优化等，通过数据分析和模型构建，帮助金融从业者更好理解市场动态，制定决策策略。

计算思维的应用

健康医疗领域用于医学影像分析、医疗数据管理和医疗机器人研发，助力提升医疗诊断准确性和效率，推动医疗技术发展。

教育领域被视为21世纪学生必备核心素养之一，广泛应用于基础教育和高等教育，通过编程和算法教学，培养学生逻辑思维、问题解决能力和创造力。

商业管理领域用于数据分析和决策支持，帮助企业分析市场趋势、优化运营流程、提升管理效率和决策质量。07本章小结谢谢！以上内容由WPSAIPPT生成，仅供参考扫码或点击链接，快速生成PPT第三章

计算机操作系统基础人

格

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献目录操作系统概述操作系统的基本功能Windows11使用基础本章小结0403020101操作系统概述

3.1.1操作系统的定义和作用操作系统的定义操作系统是计算机系统中的一种系统软件，是一组控制和管理计算机硬件和软件资源的程序集合，在计算机体系架构中处于承上启下的枢纽地位，是硬件与软件之间的桥梁。

操作系统的作用向上为各类应用软件提供统一的服务接口和运行环境，成为软件生态的基石；向下直接操控硬件资源，将复杂的物理设备抽象为可被调用的逻辑资源，使上层软件无须关注硬件细节即可高效运行；同时通过权限控制、安全机制保障系统的稳定性和安全性。3.1.1操作系统的定义和作用

对用户的价值通过图形界面、命令行等交互方式隐藏硬件细节，构建安全易用的计算环境，让复杂的计算机硬件变得易于理解和操作，提升计算机的使用效率，为用户提供安全、稳定的工作环境。操作系统与软件和硬件的层次关系

3.1.2操作系统的分类批处理操作系统非交互式操作系统，用户提交作业后系统自动成批执行，特点是自动化作业流程、高效率和大吞吐量，缺乏人机交互能力，适用于大型数据处理中心或科学计算领域。

分时操作系统允许多个用户同时访问和使用计算机系统，通过时间片轮转机制分配CPU时间，提供良好的人机交互界面，广泛应用于教学、科研、办公等领域，如Unix、Linux、Windows等。

根据操作系统的功能，我们可以将其划分为多种类型。这些类型反映了操作系统在资源管理、用户交互、任务调度等方面的不同特点和设计目标。3.1.2操作系统的分类

网络操作系统专门用于管理网络资源和提供网络服务，支持计算机通过网络连接实现资源共享和通信，提供网络协议栈、文件共享、打印服务等功能，具有安全性、可靠性和可扩展性，如WindowsServer、LinuxServer等。

分布式操作系统将物理上分散的多个计算机资源逻辑上集中管理，实现资源共享和协同工作，提供分布式进程通信、分布式文件系统等功能，可靠性高、扩展性好，适用于大规模分布式计算环境，如Google的Hadoop分布式文件系统。

根据操作系统的功能，我们可以将其划分为多种类型。这些类型反映了操作系统在资源管理、用户交互、任务调度等方面的不同特点和设计目标。3.1.2操作系统的分类

嵌入式操作系统专门用于嵌入式系统，具有较小的内核、与硬件紧密结合、实时性高等特点，提供任务调度、资源管理、中断处理等功能，适用于特定功能和性能要求的嵌入式系统，如VxWorks、WindowsEmbedded等。

3.1.3常用操作系统简介Windows操作系统微软公司开发的图形用户界面操作系统，自1985年首次发布，主要版本有Windows7、8、10、11等，支持多任务处理，应用丰富、界面简洁、兼容性好，广泛用于个人计算机。

Linux操作系统开源操作系统，基于Unix，1991年由林纳斯·托瓦兹首次发布，具有高度可定制性、稳定性、安全性和自由度，有Ubuntu、CentOS、Fedora等发行版，广泛应用于服务器、嵌入式系统、超级计算机等领域。

Android操作系统谷歌公司开发的开源操作系统，基于Linux内核，广泛应用于智能手机、平板电脑、智能手表等设备，应用生态丰富、可定制性高、硬件要求低，支持多任务处理、多媒体支持、网络通信等功能。

iOS操作系统苹果公司为iPhone、iPad和iPodTouch等设备开发的操作系统，界面设计出色、应用生态强大、用户体验良好，与macOS、watchOS等苹果操作系统无缝集成，以封闭性和高安全性著称。

3.1.3常用操作系统简介macOS操作系统苹果公司为Mac计算机系列开发的操作系统，以Unix为基础，注重安全性和稳定性，与苹果其他设备兼容性好，界面优雅，主要版本有macOSBigSur、macOSCatalina等。

鸿蒙操作系统华为公司开发的分布式操作系统，采用微内核设计，具备高安全性、高性能和可扩展性，支持智能手机、平板电脑、智能穿戴设备等多种终端，实现跨设备无缝协同体验，提供统一开发框架和开放生态环境。02操作系统的基本功能操作系统的基本功能4.设备管理3.文件管理2.存储管理1.进程管理3.2.1进程管理进程的定义进程是操作系统中正在执行的程序，包含程序计数器、寄存器和内存空间等资源，是系统进行资源分配和调度的基本单位。一个程序多次执行会创建多个进程。进程的组成由程序段（执行代码）、数据段（变量和数据结构）和进程控制块（PCB，含描述与控制信息）三部分组成。操作系统通过进程表管理PCB，进程结束后PCB被收回。PCB表项内容如下：进程标识状态优先级控制信息队列访问权限现场3.2.1进程管理进程的三种基本状态就绪状态：具备运行条件，等待CPU分配；运行状态：正在CPU上执行；等待状态：因等待事件（如I/O操作）无法继续执行。进程状态转换就绪→运行（获得CPU）；运行→就绪（时间片用完或被抢占）；运行→等待（等待事件）；等待→就绪（事件完成）。3.2.1进程管理进程检查Windows下，鼠标移动到屏幕下方的“任务栏”右击，单击“任务管理器”菜单，就可以观察到程序和进程的运行情况如图所示。3.2.2存储管理存储管理的主要任务实现内存分配与回收、地址变换、内存容量“扩充”，解决多道程序内存存放与保护问题，提高存储器利用率，为程序提供良好运行环境。存储层次结构按速度、容量、成本分为寄存器（CPU内，最快，容量小）、高速缓存（Cache，CPU与主存间，提速）、主存（RAM，直接访问，容量较大）、辅助存储（硬盘/SSD，长期存储，容量最大）。内存分配与回收为进程分配内存空间，进程结束后回收内存，采用连续或分页等分配方式，确保内存资源高效利用。3.2.2存储管理地址变换将程序的逻辑地址转换为物理地址，通过页表等机制实现，使程序无需关注实际内存位置。内存扩充技术通过虚拟内存技术，将部分辅助存储作为“虚拟内存”，当物理内存不足时，临时存放数据，逻辑上扩充内存容量。文件管理基本概念3.2.3文件管理文件是存储信息的基本单位（文本、图像等），具有唯一名称和扩展名；文件夹是组织文件的容器，可形成层次结构，方便文件查找与管理。常用文件系统特点及应用FAT32：兼容性好，支持最大32GB分区，单个文件最大4GB；NTFS：安全性高，支持文件加密、磁盘配额，是Windows11标准文件系统；exFAT：适合移动设备，支持大文件和大分区。3.2.3文件管理常用文件类型及扩展名文件类型扩展名说明可执行程序exe、com可执行程序文件文本文件txt通用性极强，它往往作为各种文件格式转换的中间格式源程序文件c、bas、asm程序设计语言的源程序文件Office文件docx、pptxOffice中Word、PowerPoint创建的文档图像文件jpg、gif、bmp图像文件，不同的扩展名表示不同格式的图像文件视频文件avi、mp4、rmvb通过视频播放软件播放，视频文件格式极不统一压缩文件rar、zip压缩文件音频文件wav、mp3、mid不同的扩展名表示不同格式的音频文件网页文件htm、html、asp一般来说，前两种是静态网页，后者是动态网页3.2.4设备管理设备管理的主要功能包括设备分配与回收（公平分配设备资源）、中断处理（响应设备信号）、驱动程序管理（确保软硬件通信）、缓冲与错误处理（提高传输效率，恢复故障）。设备分配与回收在多任务环境下，将设备资源合理分配给进程，使用完毕后及时回收，提高设备利用率，避免冲突。中断处理机制允许设备在需要时向CPU发送信号（如I/O完成），CPU暂停当前任务处理中断，确保设备操作及时响应。驱动程序管理负责加载、配置和卸载设备驱动程序，作为操作系统与硬件的接口，保障设备正常工作。3.2.4设备管理Windows设备管理器的作用及使用用于查看设备配置、状态及驱动程序信息，可通过“此电脑”→“管理”→“设备管理器”打开，帮助用户管理和排查设备问题。03Windows11使用基础

3.3.1Windows11桌面01桌面组成元素由桌面背景、图标、任务栏、“开始”菜单和小组件构成。背景可自定义，图标含应用程序快捷方式（带箭头标识）、系统功能入口（如回收站）及用户文件/文件夹，任务栏显示运行应用，开始菜单提供程序访问，小组件显示实时信息。

02图标设置-调出常用图标通过“开始”→“设置”→“个性化”→“主题”→“桌面图标设置”，勾选“此电脑”“回收站”等系统图标后确定，即可在桌面显示。3.3.1Windows11桌面

03图标设置-排序与大小调整右键桌面空白处，选择“排序方式”可按名称、大小等标准排列图标；选择“查看”可设置大、中、小图标，也可按住Ctrl键滚动鼠标滚轮调整大小。

04图标设置-创建桌面快捷方式找到目标程序或文件，右键单击，选择“发送到”→“桌面快捷方式”，即可在桌面生成快捷方式，实现快速访问。窗口组成与分类3.3.2Windows11窗口及对话框典型窗口含标题栏、最小化/最大化/关闭按钮、菜单栏（部分程序无）、工具栏、内容显示区及状态栏。分为应用程序窗口（如浏览器）、文件资源管理器窗口、系统设置窗口。窗口基本操作打开：双击图标、使用快捷键（如Win+E打开文件资源管理器）等；关闭：单击“×”按钮、按Alt+F4组合键或通过任务管理器强制终止；位置调整：拖动标题栏至目标位置，双击标题栏可最大化/还原窗口。3.3.2Windows11窗口及对话框多窗口操作切换：按Alt+Tab弹出任务切换器选择，或按Win+Tab打开全屏界面切换；排列：右键任务栏空白处，选择“层叠窗口”“并排显示窗口”等命令进行排列。对话框作用及操作用于显示信息、请求输入、提供选项，如警告信息、任务进度等。用户可通过对话框与系统或应用程序交互，进行参数设置等操作。3.3.3Windows11文件管理文件和文件夹基本操作选定：单选单击，连续多选按Shift键，非连续多选按Ctrl键，全选按Ctrl+A；复制：右键“复制”+“粘贴”、拖动（同分区需按Ctrl键）或“发送到”目标位置；移动：右键“剪切”+“粘贴”或拖动（不同分区按Shift键）。3.3.3Windows11文件管理文件和文件夹其他操作删除：按Delete键移至回收站（可还原），按Shift+Delete键永久删除；重命名：右键“重命名”或按F2键，输入新名回车；搜索：在文件资源管理器搜索栏输入关键词，支持通配符（如*.jpg搜图片）。文件资源管理器管理文件和文件夹的工具，采用树形目录结构显示文件、文件夹和驱动器，支持复制、移动、重命名、搜索等操作，可查看映射的网络驱动器。3.3.4Windows11系统设置系统设置含屏幕（调整亮度、分辨率、夜间模式）、通知（管理应用通知开关及显示方式）、电源（设置屏幕关闭和睡眠状态、电源模式）、存储（查看磁盘空间、管理应用和文件、开启存储感知清理缓存）等选项。网络和Internet设置通过“高级网络设置”配置网络适配器、代理服务器、防火墙等，优化网络连接速度，提升网络性能和安全性。3.3.4Windows11系统设置个性化与账号设置个性化：设置桌面背景（静态/动态）、主题颜色、任务栏布局和图标大小、开始菜单显示内容；账号：分Microsoft账户（跨设备同步）和本地账户，可设置管理员或标准用户权限，管理用户文件和个性化环境。时间和语言及隐私与安全性设置时间和语言：调整系统时间、日期、时区，添加并设置首选语言；隐私与安全性：启用WindowsDefender防火墙和防病毒软件，管理位置、摄像头等应用权限，保护用户数据和隐私。013.3.5Windows11实用小程序画图简单图像编辑软件，界面含菜单栏、工具栏（画笔、铅笔、橡皮擦等）、绘图区和颜色面板。通过“开始”搜索“画图”打开，可进行绘图、编辑图像等操作。02截图工具支持全屏截图（PrintScreen键）、活动窗口截图（Alt+PrintScreen键）、区域截图（Win+Shift+S键），可对截图进行编辑标注（画笔、矩形等工具）并保存，还支持全屏录制模式。3.3.5Windows11实用小程序03记事本文本编辑器，含菜单栏（文件、编辑等）、工具栏（标题、编号列表等）、编辑区和状态栏（显示字符数、行数）。通过“开始”搜索“记事本”打开，用于文本记录、编辑和保存。04计算器支持标准模式（基本算术运算）、科学计算器模式（三角函数、对数等）、程序员模式（进制转换和运算）。通过“开始”搜索“计算器”打开，满足不同计算需求。

3.3.6Windows11磁盘管理

分区管理删除分区：右键分区选“删除卷”，确认后变为未分配空间；新建分区：右键未分配空间选“新建简单卷”，按向导设置大小、驱动器号、文件系统（通常为NTFS）并格式化；扩展分区：右键需扩展分区选“扩展卷”（相邻需有未分配空间），按向导添加空间。

格式化驱动器初始化磁盘分区，重建文件系统、修复问题、清除病毒等。操作：右键驱动器选“格式化”，设置参数后单击“开始”，注意格式化前需备份数据。3.3.6Windows11磁盘管理

磁盘备份与还原及清理备份：通过“控制面板”→“备份和还原（Windows7）”→“设置备份”，选择保存位置、备份内容，可设置定期自动备份；清理：通过“Windows工具”→“磁盘清理”，选择驱动器，删除临时文件、系统缓存等冗余数据释放空间。

磁盘碎片整理针对机械硬盘，扫描并将分散文件片段移至连续区域提升效率。使用场景：系统缓慢、文件访问延迟、磁盘空间紧张、定期维护。操作：关闭应用后，通过“Windows工具”→“碎片整理和优化驱动器”分析并优化磁盘。注意：不可用于固态硬盘。04本章小结

主要知识点回顾操作系统概述操作系统是管理计算机硬件与软件资源的核心系统软件，位于硬件与应用软件之间，提供用户交互接口并优化资源调度。其分类包括批处理、分时、网络、分布式、嵌入式等类型，典型系统有Windows、Linux、Android、iOS、macOS及鸿蒙系统。

操作系统基本功能核心功能包含进程管理（进程状态转换、调度）、存储管理（内存分配、虚拟内存）、文件管理（文件系统、操作）、设备管理（设备分配、驱动）。进程由程序段、数据段和PCB组成，三状态为就绪、运行、等待；存储采用层次结构（寄存器、Cache、主存、辅存）；文件系统有FAT32、NTFS、exFAT等类型。主要知识点回顾

Windows11使用基础界面组成包括桌面（图标、任务栏、开始菜单）、窗口（标题栏、控制按钮等）及对话框；文件管理涉及文件/文件夹命名规则、基本操作（复制、移动、删除等）和文件资源管理器使用；系统设置涵盖系统、网络、个性化、账户等模块；实用工具包含画图、截图工具、记事本、计算器；磁盘管理可进行分区、格式化、备份、清理和碎片整理操作。

实际应用与技能提升文件管理技能掌握文件/文件夹的创建、复制、移动、删除、重命名及搜索操作，能通过文件资源管理器高效管理数据。例如，利用“Ctrl+A”全选文件，使用“Shift+Delete”永久删除无需文件，通过搜索栏和高级筛选快速定位目标文件，确保数据组织有序。

系统设置与优化熟练配置系统显示（分辨率、亮度）、电源（睡眠模式、电源计划）、网络（适配器、代理）及个性化（桌面背景、主题）等参数。如调整屏幕分辨率适配显示器，设置存储感知自动清理垃圾文件，优化网络连接提升访问速度，打造个性化且高效的操作环境。

磁盘管理与维护具备磁盘分区（新建、扩展、删除卷）、格式化（选择文件系统）、备份（设置定期备份计划）、清理（删除临时文件）和碎片整理（提升机械硬盘性能）能力。例如，通过磁盘清理释放存储空间，对机械硬盘进行碎片整理优化读写速度，定期备份重要数据防止丢失，保障系统稳定运行。实际应用与技能提升问题诊断与解决学会使用任务管理器监控CPU、内存资源占用，结束无响应进程；通过设备管理器查看设备状态、更新驱动程序。例如，当系统卡顿，通过任务管理器识别高占用资源进程并结束，解决设备冲突时检查设备管理器中驱动状态并更新，提升系统故障处理能力。本章习题一、选择题1. 操作系统的核心功能是（

B）。A.提供游戏支持B.管理硬件资源并提供用户接口C.编写应用程序代码D.优化网络传输速度2. 操作系统位于（

A）。A.硬件与应用软件之间B.用户与硬件之间C.应用软件与数据之间D.硬件与数据之间3. 以下选项属于分时系统特点的是（B）。A.单用户独占资源B.通过时间片轮转支持多用户交互C.仅支持批处理任务D.无进程调度功能4. 设备管理的主要任务是（

B）。A.提供设备驱动程序B.负责设备的分配、启动和故障处理C.控制设备的物理连接D.提高设备的传输速度本章习题一、选择题5. 文件管理是指操作系统对（

C）的管理。A.硬件资源B.软件资源C.信息资源D.网络资源6. 在进程管理中，“就绪状态”表示（

C）。A.进程正在等待I/O操作B.进程已获得CPU并正在执行C.进程已分配到所有资源，等待CPU调度D.进程已被终止7、Windows11的文件管理中，以下哪种文件查看方式可以显示文件的详细信息，如大小、类型、修改日期等（

D）A.超大图标B.大图标C.列表D.详细信息本章习题一、选择题8. 在Windows11中，可以通过（D）打开文件资源管理器。A.任务栏上的图标B.开始菜单C.快捷键Win+ED.以上都可以9.Windows11是微软公司推出的（

B）。A.办公软件B.操作系统C.图形处理软件D.网络通信软件谢谢！第4章

办公软件应用人

格

能

力

责

任

奉

献目录4.1文字处理软件Word20164.2电子表格处理软件Excel20164.3演示文稿制作软件PowerPoint2016030201014.1.1

Word2016概述4.1.2创建和编辑文档4.1文字处理软件Word20164.1.3制作表格4.1.4插入和调整对象4.1.5排版长文档4.1.1Word2016概述MicrosoftWord2016是一款功能强大的文字处理软件，广泛应用于文档编辑、排版、打印等领域。启动Word2016后，在打开的界面中将显示最近使用的文档信息并提示用户创建一个新文档，选择要创建的文档类型后，进入Word2016的操作界面，如下图所示。4.1.1Word2016概述标题栏：位于Word2016操作界面的最顶端，包括文档名称、“功能区显示选项”按钮（可对功能选项卡和命令区进行显示和隐藏操作）和右侧的“窗口控制”按钮组（包含“最小化”按钮、“最大化”按钮和“关闭”按钮），可最大化、最小化和关闭窗口。快速访问工具栏：快速访问工具栏中显示了一些常用的工具按钮，默认按钮有“保存”按钮、“撤销键入”按钮、“重复键入”按钮。用户还可自定义按钮，只需单击该工具栏右侧的“自定义快速访问工具栏”按钮，在打开的下拉列表中选择相应选项即可。4.1.1Word2016概述“文件”菜单：该菜单中的内容与Office其他版本中的“文件”菜单类似，主要用于执行与该组件相关文档的新建、打开、保存、共享等基本命令，菜单最下方的“选项”命令可打开“Word选项”对话框，在其中可对Word组件进行常规、显示、校对、自定义功能区等多项设置。功能选项卡：Word2016默认包含了8个功能选项卡，单击任一选项卡可打开对应的功能区，单击其他选项卡可分别切换到相应的选项卡，每个选项卡中分别包含了相应的功能集合。4.1.1Word2016概述智能搜索框：Word2016软件新增的一项功能，通过该搜索框用户可轻松找到相关的操作说明，比如，需在文档中插入目录时，便可以直接在搜索框中输入目录，此时会显示一些关于目录的信息，将鼠标指针定位至“目录”选项上，在打开的子列表中就可以快速选择自己想要插入目录的形式。文档编辑区：文档编辑区指输入与编辑文本的区域，对文本进行的各种操作都显示在该区域中。新建一篇空白文档后，在文档编辑区的左上角将显示一个闪烁的光标，称为文本插入点，该光标所在位置便是文本的起始输入位置。4.1.1Word2016概述状态栏：状态栏位于操作界面的最底端，主要用于显示当前文档的工作状态。包括当前页数、字数、输入状态等，右侧依次显示视图切换按钮和显示比例调节滑块。页面视图：页面视图是默认的视图模式，在该视图中文档的显示与实际打印效果一致。阅读版式视图：单击“阅读视图”按钮，可切换至阅读视图模式，在该视图中，文档的内容根据屏幕的大小，以适合阅读的方式进行显示，单击视图切换按钮组中的“页面视图”按钮或直接按“Esc”键，可返回页面视图。Web版式视图：单击“Web版式视图”按钮可切换至Web版式视图，在该视图中，文本与图形的显示与在Web浏览器中的显示一致。4.1.1Word2016概述大纲视图：单击“大纲”按钮可切换至大纲视图，在该视图中，根据文档的标题级别显示文档的框架结构，单击“关闭大纲视图”按钮，可关闭大纲视图返回页面视图。草稿视图：单击“草稿”按钮可切换至草稿视图，该视图简化了页面的布局，主要显示文本及其格式，适合对文档进行输入和编辑操作。4.1.2创建和编辑文档1.新建与保存文档新建文档。通过“新建”命令新建：选择“文件”→“新建”命令，在界面右侧直接选择“空白文档”选项新建文档；通过“模板”新建文档：选择“文件”→“新建”命令，在界面右侧选择对应的模板。4.1.2创建和编辑文档1.新建与保存文档保存文档。通过“保存”命令保存：选择“文件→“保存”命令。通过快速访问工具栏保存：单击快速访问工具栏中的“保存”按钮，通过快捷键保存：按“Ctrl+S”组合键。4.1.2创建和编辑文档2.文本输入与编辑基本输入：直接输入文字，支持中英文切换：将鼠标指针移至文档上方的中间位置，当鼠标指针变成形状时双击鼠标，将文本插入点定位到此处。将输入法切换至中文输入法，输入文档标题“学习计划”文本。4.1.2创建和编辑文档2.文本输入与编辑文本选择：拖动鼠标或使用“Shift+方向键”选择内容。在需要选择文本的开始位置单击后按住鼠标左键不放并拖动到文本结束处释放鼠标，选择后的文本呈灰底黑字显示。4.1.2创建和编辑文档2.文本输入与编辑撤销与恢复：单击快速访问工具栏中的“撤销键”按钮，或者使用“Ctrl+Z”组合键，即可恢复前一步的操作；单击“恢复”按钮，或按“Ctrl+Y”组合键，如图所示，便可以恢复到“撤销”操作前的文档效果。插入：在“插入”选项卡，可插入文本框、艺术字、图片、形状、SmartArt、公式、页眉页脚、页码、符号等多种元素。文本插入时可通过“插入→文本”组的“对象”嵌入其他文件或应用程序。4.1.2创建和编辑文档2.文本输入与编辑删除：选中文本后按Delete或Backspace键删除；Ctrl+Delete组合键删除至下一个单词边界；Ctrl+Backspace组合键删除至上一个单词边界。复制粘贴：选择所需文本后，在“开始”→“剪贴板”组中单击“复制”按钮来复制文本，定位到目标位置后在“开始”→“剪贴板”组中单击“粘贴”按钮来粘贴文本；选择所需文本后，按“Ctrl+C”组合键复制文本，定位到目标位置后按“Ctrl+V”组合键粘贴文本。4.1.2创建和编辑文档2.文本输入与编辑移动：在“开始”→“剪贴板”组中单击“剪切”按钮，定位文本插入点，在“开始”→“剪贴板”组中单击“粘贴”按钮，即可发现原位置的文本在粘贴处显示；选择要移动的文本，按“Ctrl+X”组合键，将文本插入点定位到目标位置，按“Ctrl+V”组合键粘贴文本；选择要移动的文本，将鼠标光标移动到选择的文本上，按住鼠标左键不放拖动到需要移动到的位置后释放鼠标。查找和替换：单击菜单栏的“开始”→“替换”或者使用“Ctrl+H”组合键调出“查找和替换”对话框，输入需要查找的文本，可替换文字、字体格式或段落标记。还可以通过“更多”选项可使用通配符、区分大小写、全字匹配等高级查找。4.1.2创建和编辑文档3.基础格式设置字体调整：通过“开始”选项卡中的字体工作组，能够对字体进行一系列设置，可设置字体、字形、字号、颜色、下画线及效果等字符格式。用户可根据需要选择各项参数，例如，英文字母的大小写转换、加着重号、加阴影、改变字体颜色等。4.1.2创建和编辑文档3.基础格式设置段落排版：Word“开始”选项卡的“段落”工具组中提供了5种对齐方式：“左对齐”“居中”“右对齐”“两端对齐”和“分散对齐”。4.1.2创建和编辑文档3.基础格式设置选择段落，打开“段落”对话框，在“间距”栏中的“段前”和“段后”数值框中输入值，在“行距”下拉列表框中选择相应的选项，即可设置段落间距和行间距。4.1.2创建和编辑文档3.基础格式设置添加边框与底纹：（1）添加边框：选中要添加边框的文字或段落，单击“开始”选项卡的“段落”工具组的“边框”按钮右侧的下拉按钮，在弹出的下拉菜单中选择“边框和底纹”选项，弹出如图所示的对话框。在“设置”选项区域中选择要应用的边框类型，在“样式”