计算机基础知识与操作系统.docx
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计算机基础知识与操作系统
第1章
计算机基础知识与操作系统
大纲要求
了解计算机的有关概念及软硬件系统的组成；
了解数据基本单位，掌握计算机常用数制的转换方法；
具有计算机安全操作与病毒防治常识；
具有计算机网络和多媒体技术的一般知识；
了解计算机操作系统的基本概念；
掌握Windows的基本操作。
1.1考试要点精讲
1.1.1计算机的有关概念
1．计算机的概念
电子计算机（computer）是一种按程序控制自动而快速进行信息处理的电子设备，也称信息处理机，俗称电脑。
2．计算机的发展
1946年，世界上公认的第一台电子计算机诞生于美国的宾夕法尼亚大学。
它使用的主要电子器件是电子管。
它的诞生标志着现代电子计算机时代的来临。
（1）传统计算机的发展
现代计算机的基本结构称为冯·诺依曼结构，其主要特点是存储程序并自动控制。
按照计算机采用的电子器件的不同分为4代：
第1代计算机（1946—1958年），其主要的电子器件是电子管。
第2代计算机（1959—1964年），其主要的电子器件是晶体管。
第3代计算机（1965—1970年），其主要的电子器件是中小规模集成电路。
第4代计算机（1971年至今），其主要的电子器件是大规模和超大规模集成电路。
（2）微机及网络的发展
第1代微型计算机是1981年推出的IBM-PC/XT及其兼容机，它是准16位机。
第2代微型计算机是1984年推出的IBM-PC/AT及其兼容机，它是16位机。
第3代微型计算机是1986年推出的386机，它是准32位或32位机。
第4代微型计算机是1989年推出的486机，它是32位机。
第5代微型计算机是1993年推出的Pentium（奔腾）机，它是32位或准64位机。
计算机之间的互联构成计算机网络。
20世纪80年代以来，计算机网络飞速发展，从局域网、广域网到因特网（Internet），计算机网络的应用越来越广泛和深入。
3．计算机的特点
计算机作为一种信息处理工具，具有如下主要特点：
（1）运算速度快；
（2）运算精度高；
（3）具有记忆和逻辑判断能力；
（4）存储程序并自动控制。
4．计算机的分类
国际上按计算机的性能指标和面向的应用对象，把计算机分为巨型机、大型机、中型机、小型机、工作站和微型计算机（PC机）6类。
5．计算机的应用领域
目前，计算机的应用主要包括以下几个方面：
（1）科学计算（数值计算）；
（2）数据处理（信息管理）；
（3）过程控制（实时控制）；
（4）计算机辅助工程，主要包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助教学（CAI）和计算机辅助测试（CAT）。
1.1.2计算机中常用数制及编码
1．常用数制
（1）十进制数
在日常生活中，人们常用十进制计数，数字符号为0、1、…、9，基数为10，“逢十进一”。
例如，十进制数123.45的位权表示为
123.45=1×102+2×101+3×100+4×10-1+5×10-2
（2）二进制数
计算机中采用二进制计数，它用0表示断，1表示通，容易实现，其特点是“逢二进一”。
例如，二进制数1101.11的位权表示为
（1101.11）2=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-2
二进制数的位数较多，为了使用方便，常采用八进制或十六进制数来表示。
（3）八进制数
八进制数采用0～7共8个数字符号，按“逢八进一”规则进行计数。
例如：
（345.64）8=3×82+4×81+5×80+6×8-1+4×8-2
（4）十六进制数
十六进制数采用0～9、A～F共16个符号表示，其中符号A、B、C、D、E、F分别代表十进制数值10、11、12、13、14、15，按“逢十六进一”的进位原则计数。
例如：
（2AB.6）16=2×162+10×161+11×160+6×16-1
不同数制之间可以相互转换，应当正确掌握数制之间的转换方法。
2．数制间的转换
（1）十进制数转换成二进制数
十进制数转换成二进制数的方法是：
整数部分采用除2取余法，即反复除以2直到商为0，取余数；小数部分采用乘2取整法，即反复乘以2取整数，直到小数为0或取到足够二进制位数。
例如，将十进制数23.375转换成二进制数，其过程如下：
①先转换整数部分
223余数为1
211余数为1
25余数为1
22余数为0
21余数为1
0
转换结果为：
（23）10=（10111）2
②再转换小数部分
0.375
×2
0.750取整数部分0，小数部分为0.75
0.75
×2
1.50取整数部分1，小数部分为0.5
0.5
×2
1.0取整数部分1，小数部分为0结束
转换结果为：
（0.375）10=（0.011）2
最后结果：
（23.375）10=（10111.011）2
如果一个十进制小数不能完全准确地转换成二进制小数，可以根据精度要求转换到小数点后某一位停止。
例如，0.85取四位二进制小数为0.1101。
（2）二进制数转换成十进制数
二进制数转换成十进制数的方法是：
按权相加法，把每一位二进制数所在的权值相加，得到对应的十进制数。
各位上的权值是基数2的若干次幂。
例如：
（1010.01）2=1×23+0×22+1×21+0×20+0×2-1+1×2-2=（10.25）10
（3）二进制数与八进制数、十六进制数的相互转换
每1位八进制数对应3位二进制数，每1位十六进制数对应4位二进制数，这样大大缩短了二进制数的位数。
二进制数转换成八进制数的方法是：
以小数点为基准，整数部分从右至左，每3位一组，最高位不足3位时，前面补0；小数部分从左至右，每3位一组，不足3位时，后面补0，每组对应一位八进制数。
例如，二进制数（10101.11）2转换成八进制数为
010101.110
256
即（10101.11）2=（25.6）8
八进制数转换成二进制数的方法是：
把每位八进制数写成对应的3位二进制数。
例如，八进制数（36.5）8转换成二进制数为
36.5
↓↓↓
011110101
即（36.5）16=（011110.101）2
同理，二进制数（10101.11）2转换成十六进制数为
00010101.1100
15C
即（10101.11）2=（15.C）16
十六进制数转换成二进制数的方法是：
把每位十六进制数写成对应的4位二进制数。
例如，十六进制数（3E.5）16转换成二进制数为
3E.5
↓↓↓
001111100101
即（3E.5）16=（111110.0101）2
（4）八、十六进制数与十进制数的相互转换
八进制、十六进制数转换成十进制数，也是采用“按权相加”法。
例如：
（345.64）8=3×82+4×81+5×80+6×8-1+4×8-2=（229.8125）10
（2AB.68）16=2×162+10×161+11×160+6×16-1+8×16-2=（683.40625）10
十进制整数转换成八进制、十六进制数，采用除8、16取余法。
十进制数小数转换成八进制、十六进制小数采用乘8、16取整法。
3．数据单位
计算机中采用二进制数来存储数据信息，常用的数据单位有以下几种。
（1）位（bit）
位是指二进制数的一位0或1，也称比特（bit）。
它是计算机存储数据的最小单位。
（2）字节（byte）
8位二进制数为一个字节，缩写为B。
字节是存储数据的基本单位。
通常，一个字节可以存放一个英文字母或数字，两个字节可存放一个汉字。
存储容量单位还有千字节（KB）、兆字节（MB）、吉字节（GB），它们之间的换算关系为（以210=1024为一级）
1B=8bit1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB
（3）字（word）
字由一个或多个字节组成。
字与字长有关。
字长是指CPU能同时处理二进制数据的位数，分8位、16位、32位、64位等，如486机字长为32位，字由4个字节组成。
4．字符编码（ASCII码）
字母、数字等各种字符都必须按约定的规则用二进制编码才能在计算机中表示。
目前，国际上使用最为广泛的是美国标准信息交换码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange），简称ASCII码。
通用的ASCII码有128个元素，它包含0～9共10个数字、52个英文大小写字母、32个各种标点符号和运算符号、34个通用控制码。
计算机在存储使用时，一个ASCII码字符用一个字节表示，最高位为0，低7位用0或1的组合来表示不同的字符或控制码。
例如，字母A和a的ASCII码为
A：
01000001a：
01100001
其他字符和控制码的ASCII码如表1-1所示。
表1-1通用ASCII码表
高4位
低4位
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
0000
NUL
DLE
SP
0
@
P
`
p
0001
SOH
DC1
!
1
A
Q
a
q
0010
STX
DC2
“
2
B
R
b
r
0011
ETX
DC3
#
3
C
S
c
s
0100
EOT
DC4
$
4
D
T
d
t
0101
ENQ
NAK
%
5
E
U
e
u
0110
ACK
SYN
&
6
F
V
f
v
0111
BEL
ETB
‘
7
G
W
g
w
1000
BS
CAN
（
8
H
X
h
x
1001
HT
EM
）
9
I
Y
i
y
1010
LF
SUB
*
:
J
Z
j
z
1011
VT
ESC
+
;
K
[
k
{
1100
FF
FS
<
L
\
l
|
1101
CR
GS
-
=
M
]
m
}
1110
SO
RS
.
>
N
^
n
~
1111
SI
US
/
?
O
—
o
DEL
5．汉字编码
为了满足汉字处理与交换的需要，1981年我国制定了国家标准信息交换汉字编码，即GB 2312-80国标码。
在该标准编码字符集中共收录了汉字和图形符号7445个，其中一级汉字3755个，二级汉字3008个，图形符号682个。
国标码是一种机器内部编码，在计算机存储和使用时，它采用两个字节来表示一个汉字，每个字节的最高位都为1。
这样，不同系统之间的汉字信息可以相互交换。
要说明的是，在Windows95及以后的中文版操作系统中，采用了新的编码方法，并使用汉字扩充内码GBK大字符集，收录的汉字达2万以上，并与国标码兼容，这样可以方便地处理更多的汉字。
1.1.3计算机系统的组成
1．计算机系统的组成
一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分，如图1-1所示。
图1-1微机系统组成
（1）硬件系统
硬件是组成一台计算机的各种物理装置。
硬件系统包括运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备5大部分。
通常，把运算器和控制器合在一起称为中央处理机，中央处理机和主存储器合在一起称为主机，输入设备和输出设备合称为外部设备。
（2）软件系统
软件是计算机运行所需要的各种程序、数据以及相关文档的总称。
软件系统由系统软件和应用软件组成。
（3）软硬件之间的关系
只有硬件的计算机称为硬件计算机或裸机。
配置了相应的软件才能构成完整的计算机系统。
软硬件之间的界限并不是固定不变的。
硬件是软件的基础。
软件是硬件功能的扩充与完善。
硬件与软件相互渗透、相互促进。
2．微机的硬件系统
微型计算机简称微机，其硬件系统主要由中央处理器、存储器和输入/输出设备组成。
（1）中央处理器CPU
微机中的运算器和控制器集成在一块芯片上，称中央处理器（简称CPU）。
微机的型号通常以CPU的型号来命名，如P4（奔4）机使用的CPU型号是Pentium4。
运算器主要用来完成各种算术运算和逻辑运算。
控制器是指控制指挥中心，发出各种控制信号，读取并分析指令，协调各部件正常运行。
（2）存储器
存储器用于存放信息处理所需的程序和数据等信息。
存储器的容量是指存储器能够存放信息的最大字节数，通常以KB、MB与GB为单位。
其中，1KB=1024字节，1MB=1024KB，1GB=1024MB
微型机的存储器分为内存储器和外存储器。
①内存储器
内存储器简称内存，又称主存，它与CPU合在一起构成主机。
程序和数据必须读入内存后才能运行。
内存储器按其构造及工作方式的不同，又分为随机存储器与只读存储器。
Ø随机存储器简称RAM，它存放的信息可读可写，主要用于存取系统运行时的程序和数据。
RAM的特点是存取速度快，断电后其存放的信息全部丢失。
Ø只读存储器简称ROM。
ROM中的信息只能读出，不能随意写入，断电后其中的信息也不会丢失。
ROM常用来存放一些固定的程序，如基本输入/输出系统BIOS等。
②外存储器
外存储器又称辅助存储器，简称外存。
它的容量一般较大，断电后也可长久保存信息，且可移动，便于不同计算机之间进行信息交流。
目前微机上常用的外存有磁盘、光盘和优盘，其中磁盘又分软盘和硬盘。
Ø软盘及其驱动器
软盘上的信息用软盘驱动器来读写。
为保护软盘上的已存信息不被改写，需设置写保护。
3.5英寸的软盘的写保护口在软盘的一角，移动滑块，露出小孔，即为设置写保护。
Ø硬盘
硬盘的金属盘片和读写装置密封成一个整体，通常固定在主机箱内。
与软盘相比，硬盘容量大，读写速度快。
Ø光盘
目前，在微机系统中使用最广泛的是只读型光盘CD-ROM或DVD-ROM，其特点是光盘上的信息只能读取，不能写入。
一张CD盘片的容量一般为680MB，由CD-ROM驱动器读取。
一张DVD-ROM的容量一般为4.7GB，由DVD驱动器读取。
Ø优盘
优盘也称闪存盘，它是一种通过USB接口与主机相连的新型外存，采用FlashROM存储器，可读可写。
它具有存取速度快、容量大、体积小、重量轻等特点，其容量主要有64MB、128MB和256MB等。
（3）输入设备
输入设备是用户向计算机输入数据的装置。
在微机系统中，常用的输入设备有键盘、鼠标器和扫描仪。
键盘是标准的输入设备，通过按键向计算机输入各种文字、符号及控制信息。
（4）输出设备
输出设备是计算机向外输出信息的装置。
微型机常用的输出设备包括显示器、打印机和音箱等。
显示器是标准输出设备，显示文字、图形和图像等信息。
打印机分击打式和非击打式两种方式。
击打式主要有针式打印机，非击打式主要有喷墨打印机和激光打印机。
3．微机的软件系统
微机的软件系统也是由系统软件和应用软件两部分组成。
（1）系统软件
系统软件是指管理、监控和维护计算机软硬件资源的软件，主要包括操作系统、各种语言处理程序、数据库管理系统及各种工具软件等，它为计算机系统服务。
①操作系统
操作系统用于控制和管理计算机软硬件资源，提供用户与计算机之间的操作界面，是最重要的系统软件。
操作系统的主要功能有处理机管理、存储器管理、设备管理和文件管理等。
②程序设计语言与语言处理程序
指令是控制计算机操作的命令。
程序是指具有一定功能的有序指令的集合。
程序设计语言提供用户编写计算机程序，可分为机器语言、汇编语言和高级语言。
语言处理程序包括汇编程序、编译程序和解释程序，用来处理相应语言编制的程序，生成二进制目标代码，使计算机能够识别并执行。
用机器语言编写二进制指令代码程序，计算机能直接执行。
用汇编语言编写符号指令代码源程序，必须由汇编程序编译成二进制目标代码程序后，计算机才能执行。
机器语言和汇编语言都是计算机低级语言。
用高级语言编写人们易读易懂的源程序。
必须由编译程序翻译成二进制目标代码，计算机才能运行。
常用的高级语言有C、VB、VC、VFoxPro等。
③诊断和工具软件
工具软件有时又称通用服务软件，它是开发和研制各种软件、诊断测试系统的工具。
常见的工具软件有诊断程序、调试程序、测试程序等。
（2）应用软件
应用软件是指为解决各种具体问题而编制的各种应用程序及有关文档，主要有字表处理软件、财务软件、图形软件、辅助设计软件和辅助教学软件等。
1.1.4计算机安全使用与病毒防治
1．计算机的使用环境
（1）环境温度
微机在室温15°C～35°C之间一般都能正常工作。
在条件允许的情况下，最好将计算机放置在有空调的房间内。
（2）环境湿度
放置计算机的房间的相对湿度最好在50%左右，最高不能超过80%，最低不能低于20%，否则容易导致计算机发生故障。
（3）洁净要求
计算机的工作环境应减少灰尘，保持清洁。
因此，在机房内一般应备有除尘设备。
（4）电源要求
微机对电源有两个基本要求：
一是电压要稳定，二是在机器工作时供电不间断。
为防止突然断电对计算机工作的影响，最好配备不间断电源（UPS）。
2．计算机日常使用与维护
（1）硬件维护
Ø开关机操作要正确，即先开外部设备，后开主机，关机时顺序相反。
Ø注意保护硬盘，使用时应固定好，不要随便拆卸，要轻拿轻放等。
Ø保持软盘的清洁，插拔软盘片时要小心，读写操作时不能抽取盘片。
Ø优盘读写指示灯闪烁时，不可拔插，以免损坏。
Ø对于打印机，应定期清洗打印针头和更换色带、墨盒等。
在使用计算机的过程中，应避免频繁开关机，要经常使用，不要长期闲置不用。
（2）软件维护
Ø对所使用的系统软件与其他重要软件应及时备份，并对软盘设置写保护。
Ø及时整理磁盘文件，清除已无用的文件。
Ø经常检测和清除病毒等。
3．计算机病毒及其防治
（1）计算机病毒的概念
计算机病毒（computerviruses）是一种人为编制的专门用来破坏计算机系统的小程序。
它具有自我复制能力，通过入侵而隐藏在可执行程序或数据文件中，影响和破坏正常程序的执行和数据安全，具有相当大的破坏性。
（2）计算机病毒的特性
计算机病毒具有以下几个特性：
Ø隐蔽性病毒程序通常隐蔽在正常程序之中，潜伏起来，它不易被察觉和发现。
Ø传染性病毒程序具有很强的再生和扩散能力，它能传染给别的程序。
Ø激发性在满足特定条件时，病毒被激活，开始发作。
Ø破坏性计算机病毒激活发作时，破坏计算机系统，使其不能正常工作。
（3）计算机染上病毒的症状
计算机系统感染上病毒后，常有下列症状：
Ø程序装入时间比平时长，运行异常。
Ø磁盘的空间突然变小，或不识别磁盘设备。
Ø显示器上经常出现一些莫名其妙的信息。
Ø机器经常出现死机现象或不能正常启动。
Ø发现可执行文件的大小发生变化或发现不知来源的隐藏文件。
（4）病毒的检测和清除
目前，常使用杀毒软件来检测并清除计算机病毒，还能实时监测及预防病毒。
常用的杀毒软件有江民KV3000、金山毒霸、瑞星RAV2004等。
（5）病毒的预防
病毒通常通过软盘、光盘和计算机网络等途径进行传染。
计算机病毒的预防，一般应注意以下5点：
Ø加强管理和宣传教育，了解计算机病毒的常识和危害。
Ø使用正版软件，不随便使用来历不明的软件，必要时先检测后使用。
Ø尽可能从硬盘启动系统，预防带毒软盘启动传染。
Ø不接收来历不明的电子邮件，不要访问黑客或色情网站。
Ø定期用最新杀毒软件对计算机进行检查并清除病毒，启用实时病毒监视。
1.1.5多媒体技术与计算机网络
1．多媒体技术
（1）多媒体
媒体是指表示或传播信息的载体。
多媒体即多种媒体，在计算机领域，主要包括：
Ø表示媒体，指各种表示信息编码，如语言编码、文本编码、图像编码等。
Ø表现媒体，指表现及输入/输出信息的装置，如键盘、光笔、显示器、打印机等。
Ø存储媒体，存储信息的实体，用于存放表示媒体，如内存、软硬盘和光盘等。
Ø传输媒体，指传输信息的载体，如双绞线、电缆、光纤、微波、通信卫星等。
Ø感觉媒体，作用于人的感官，能使人产生某种感觉。
例如，各种语言、音乐、图形、图像，计算机系统中的文件、数据和文字等。
（2）多媒体计算机
多媒体技术是基于计算机技术的综合技术，它包括数字信号处理技术、音频和视频技术、人工智能和模式识别技术、通信和图像处理技术等。
多媒体技术具有集成性、交互性、数字化、实时性等特征。
多媒体计算机简称MPC，是指能综合处理多媒体信息并具有交互性的计算机系统。
（3）多媒体技术的应用
多媒体技术主要应用在信息管理、教育与培训、宣传广告、娱乐服务等方面。
2．计算机网络的概念
计算机网络是指把分布在不同区域的计算机用通信线路连接起来，以实现资源共享和数据通信的系统。
它是现代计算机技术和通信技术相结合的产物。
（1）计算机网络的功能
Ø共享资源，包括共享硬件资源、软件资源、数据资源等。
Ø数据通信，包括传真、电子邮件、电子数据交换、电子公告板（BBS）等。
Ø提高计算机可靠性和可用性。
Ø分布式处理与均衡负荷。
（2）计算机网络的分类
Ø按地理范围分为局域网（LAN）、城域网（CAN）、广域网（WAN）等。
Ø按拓扑结构（物理连接形式）分为星形网、总线形网、环形网等。
（3）网络的传输介质
传输介质是网络中发送方与接收方之间的物理通路，它对网络数据通信的质量有很大的影响。
常用的网络传输介质有以下4种：
Ø双绞线，主要用于PPP拨号入网。
Ø同轴电缆，主要用于局域网。
Ø光缆，主要用于光纤通信网。
Ø无线通信，主要用于广域网的通信，包括微波通信、卫星通信和无线接入等。
3．计算机网络的组成
计算机网络由网络硬件和网络软件两大部分组成。
（1）网络硬件
Ø局域网：
包括网络服务器、工作站、网卡、集线器（HUB）、通信介质等。
Ø广域网：
包括主机（Host）、结点（通信计算机Node）、通信介质、调制解调器等。
（2）网络软件
Ø网络操作系统。
Ø网络数据库管理系统。
Ø网络应用软件。
4．计算机网络协议和体系结构
（1）网络协议
网络协议是指通信双方约定共同遵守的通信规则、标准和规定。
如局域网采用IEEE 802.X协议，广域网采用X.25协议，Internet互联网采用TCP/IP协议。
注意：
目前常用的以太总线型局域网（Ethernet）和令牌环网都属于IEEE 802.X协议。
具体来说，以太网采用CSMA/CD协议，令牌环网采用TokenRing（令牌环）协议。
（2）网络体系结构
目前，网络体系结构采用“开放系统互联参考模型”的国际标准，即OSI。
它将计算机网络体系结构的通信协议从逻辑上分为7层：
物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
最低层为物理层，最高层为应用层。
与OSI模型相对应的还有TCP/IP网络结构通信协议。
TCP/IP协议是指传输控制协议和网络互联协议。
5．计算机网络的应用
（1）远程登录
远程登录是指网络用户与远处另一计算机上运行的应用程序进行交互对话。
（2）电子邮件
计算机网络可以作为通信媒介。
用户可以在自己的计算机上把电子邮件（E-mail）发送到世界各地，这些邮件中可以包括文字、声音、图形、图像等信息。
（3）电子数据交换
电子数据交换（EDI）主要指在计算机网络上实现电子
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