計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) ()

計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)選用《計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)》管建和劉傳平張玉清

中國鐵道出版社參考《全國計(jì)算機(jī)等級(jí)考試：一級(jí)MSOffice教程(2010年版)》 教育部考試中心

南開大學(xué)出版社參考《全國計(jì)算機(jī)等級(jí)考試二級(jí)教程—公共基礎(chǔ)知識(shí)(2010年版)》

教育部考試中心

高等教育出版社教材總學(xué)時(shí)64=理論教學(xué)32＋上機(jī)實(shí)踐32期末考試：占60％，筆試、閉卷上機(jī)實(shí)踐：占40％教材：《計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)》【主編】管建和劉傳平張玉清【出版社】中國鐵道出版社【書號(hào)】978-7-113-11478-7【出版日期】2010年8月總體要求第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.1概述1.2計(jì)算機(jī)的組成和工作原理1.3計(jì)算機(jī)的信息編碼及運(yùn)算1.1概述1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展1.1.2信息技術(shù)的發(fā)展世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)1946年2月，美國研制的ENIAC5000次加法/秒體重30噸占地160m218000只電子管耗電150KWENIAC馮·諾依曼存儲(chǔ)程序計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)方案指令和數(shù)據(jù)均用二進(jìn)制數(shù)表示計(jì)算機(jī)由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備組成指令和數(shù)據(jù)以同等地位存放于存儲(chǔ)器中，并按地址訪問JohnvonNeumann馮諾依曼2、計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段第一代（1946~1958）電子管機(jī)器語言和匯編語言幾千~幾萬（次/秒）第二代（1959~1963）晶體管高級(jí)語言幾萬~幾十萬（次/秒）第三代(1963~1975)集成電路操作系統(tǒng)幾十萬~幾百萬(次/秒)第四代（1975至今）大超大規(guī)模集成電路幾百萬~幾百億(次/秒)邏輯元件3、計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向巨型化微型化網(wǎng)絡(luò)化智能化多媒體和虛擬現(xiàn)實(shí)4、計(jì)算機(jī)的分類按信息表示形式和對(duì)信息的處理方式：數(shù)字計(jì)算機(jī)、模擬計(jì)算機(jī)、混合計(jì)算機(jī)按計(jì)算機(jī)的用途：通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)按計(jì)算機(jī)的性能和規(guī)模：巨型機(jī)、大中型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)1.1.2信息技術(shù)的發(fā)展信息：客觀事物狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)特征的一種普遍形式數(shù)據(jù)：能輸入到計(jì)算機(jī)并被計(jì)算機(jī)程序處理的符號(hào)的介質(zhì)總稱1.2計(jì)算機(jī)的組成和工作原理1.2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)1.2.2計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)1.2.3計(jì)算機(jī)的工作原理1.2.1計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)1、系統(tǒng)主板電腦系統(tǒng)各硬件間溝通的重要橋梁2、中央處理器CPU運(yùn)算器和控制器組成通常用CPU的類型＋主頻來表示一款CPU如PⅣ2.5G，則表示Intel公司生產(chǎn)的PⅣ型號(hào)主頻為2.5GHz的CPU。字長(zhǎng)執(zhí)行一條指令時(shí)可以處理的二進(jìn)制數(shù)位數(shù)，8位、16位、32位和64位等。3、存儲(chǔ)器采用多級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，Cache→主存→輔存外存（輔存）主要強(qiáng)調(diào)大的存儲(chǔ)容量，以滿足計(jì)算機(jī)的大容量存儲(chǔ)要求主存-外存：解決容量與價(jià)格的矛盾Cache主要強(qiáng)調(diào)快速存取，以便使存取速度與CPU速度相匹配

引入Cache：解決速度與價(jià)格的矛盾（1）內(nèi)存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器ROM：用于檢查計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的配置情況并提供最基本的I/O控制程序，如存儲(chǔ)BIOS參數(shù)的CMOS芯片。計(jì)算機(jī)斷電后存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)仍然存在。隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM：RAM中的信息隨著計(jì)算機(jī)的斷電自然消失內(nèi)存容量通常是指RAM的容量（2）外存儲(chǔ)器——硬盤相關(guān)參數(shù)轉(zhuǎn)速：5400rpm、7200rpm平均尋道時(shí)間：越短性能越好高速緩存：緩存越大，性能越好注意硬盤工作時(shí)，避免強(qiáng)烈震動(dòng)（2）外存儲(chǔ)器——光盤光盤CD-ROM：150Kb/sCD-R：只寫一次型光盤CD-RW：可擦寫型光盤光驅(qū)DVD(數(shù)字多功能光碟)容量比CD提升幾十倍；速度比CD快得多；向下兼容（2）外存儲(chǔ)器——移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備U盤通過USB接口與計(jì)算機(jī)連接即插即用移動(dòng)硬盤流行的大容量移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備無線硬盤藍(lán)牙技術(shù)4、輸入設(shè)備-鍵盤和鼠標(biāo)鼠標(biāo)光機(jī)式鼠標(biāo)光電式鼠標(biāo)定位精度高鍵盤104鍵盤使用最廣泛5、輸出設(shè)備——顯示器顯卡將顯示器接入主機(jī)的接口電路顯示器分辨率：每幀畫面的像素?cái)?shù)決定刷新頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間屏幕的刷新次數(shù)點(diǎn)距：相鄰兩個(gè)像素之間的對(duì)角線距離，代表了顯示器的精細(xì)程度，常用的有0.28、0.27、0.25、0.24、0.20mm。常見的顯示器CRT顯示器液晶顯示器LCD觸摸屏顯示器術(shù)語和指標(biāo) 色彩位數(shù)在屏幕上顯示某個(gè)像素點(diǎn)，需要用若干位二進(jìn)制數(shù)表示該點(diǎn)的顏色，所使用的顏色位數(shù)稱為色彩位數(shù)黑白圖像，每個(gè)像素的用1位二進(jìn)制表示如要顯示16種顏色，可用4位二進(jìn)制數(shù)表示表現(xiàn)真彩色，每個(gè)像素用24位二進(jìn)制表示顏色，可表現(xiàn)的顏色種類有224次方約1670萬種顯示器術(shù)語和指標(biāo)顯存：顯示緩沖存儲(chǔ)器(顯卡內(nèi)部)一幀畫面先暫存在顯存中，顯卡讀取數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換傳送到顯示器；顯存>=分辨率×色彩位數(shù)÷8要實(shí)現(xiàn)640×480分辨率、顯示16種顏色，需要的最少顯存為：640×480×4÷8=154KB；要在640×480的分辨率下顯示真彩色，所需的最少顯存為：640×480×24÷8=922K(約1M)。5、輸出設(shè)備——打印機(jī)種類針式打印機(jī)：文字和報(bào)表噴墨打印機(jī)：噴頭易阻塞激光打印機(jī)：造價(jià)相當(dāng)高技術(shù)指標(biāo)分辨率DPI：衡量打印圖像清晰度的重要指標(biāo)打印速度PPM：反映打印的快慢程度最大支持打印幅面：打印幅面越大，價(jià)格越貴各種接口IDE接口：硬盤、光驅(qū)軟驅(qū)接口：軟驅(qū)PS/2接口：鼠標(biāo)、鍵盤USB接口：移動(dòng)硬盤、數(shù)碼相機(jī)、U盤、打印機(jī)等1.2.2計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)1、系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)語言處理程序數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2、應(yīng)用軟件通用工具軟件用戶專用軟件1.2.3計(jì)算機(jī)的工作原理程序和數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中程序預(yù)先存放在主存儲(chǔ)器中，使計(jì)算機(jī)的工作是能夠自動(dòng)高速地從存儲(chǔ)器中取出指令，并加以執(zhí)行。（基本點(diǎn)）程序的運(yùn)行，就是CPU從存儲(chǔ)器中取指令→分析指令→執(zhí)行指令的循環(huán)過程1.3計(jì)算機(jī)的信息編碼及運(yùn)算1.3.1數(shù)制與數(shù)制轉(zhuǎn)換1.3.2數(shù)值數(shù)據(jù)的表示和運(yùn)算1.3.3字符數(shù)據(jù)編碼1.3.1數(shù)制與數(shù)制轉(zhuǎn)換進(jìn)位計(jì)數(shù)制

10進(jìn)制數(shù)的表示數(shù)符：用0~9這些數(shù)字表示數(shù)值；基數(shù)：全部數(shù)碼的個(gè)數(shù)，為10；逢十進(jìn)一；值的計(jì)算658.63＝6×102＋5×101＋8×100＋6×10-1＋3×10-2進(jìn)位計(jì)數(shù)制的概念“逢R進(jìn)一，借一當(dāng)R”：R為基數(shù)，可使用的數(shù)符為0～R-1，共R個(gè)十進(jìn)制：R=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9二進(jìn)制：R=2，可使用0,1八進(jìn)制：R=8，可使用0,1,2,3,4,5,6,7十六進(jìn)制：R=16，可使用0,……,9,A,B,C,D,E,F進(jìn)位計(jì)數(shù)制的書寫規(guī)則英文字母法B(Binary)：二進(jìn)制，如100B；O(Octonary)：八進(jìn)制，如315O；D(Decimal)：十進(jìn)制，如139D；H(Hexadecimal)：十六進(jìn)制，如2DH數(shù)字或字母下標(biāo)法二進(jìn)制：(1011)2或(1011)B八進(jìn)制：(346)8或(346)O十進(jìn)制：(279)10或(279)D十六進(jìn)制：(3DF)16或(3DF)H進(jìn)位計(jì)數(shù)制數(shù)值的計(jì)算數(shù)值的計(jì)算Dm-1Dm-2……D0.D-1D-2……D-kS＝2、不同進(jìn)制間的相互轉(zhuǎn)換十進(jìn)制數(shù)非十進(jìn)制數(shù)非十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)二、八、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換十進(jìn)制整數(shù)－>非十進(jìn)制整數(shù)余數(shù)法：除基數(shù)取余數(shù)、由下而上排列示例：將十進(jìn)制數(shù)75轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)

余數(shù)

8753

←最低位

891811

←最高位

0結(jié)果為：(113)8十進(jìn)制整數(shù)－>非十進(jìn)制整數(shù)又例：將十進(jìn)制數(shù)75轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)2751

←最低位

23712180291240220211

←最高位

0結(jié)果為：(1001011)2十進(jìn)制小數(shù)－>非十進(jìn)制小數(shù)進(jìn)位法：乘基數(shù)取整數(shù)，由上而下排列示例：將十進(jìn)制數(shù)0.3125轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)

0.3125取整

×2

0.62500←最高位

╳

2

1.2501

╳2

0.500

╳2

1.0

1←最低位

小數(shù)值=0結(jié)果為：(0.0101)2非十進(jìn)制數(shù)－>十進(jìn)制數(shù)位權(quán)法：把各非十進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開求和轉(zhuǎn)換公式：(F)10=a1×xn-1+a2×xn-2+...+am-1×x1+am×x0+am+1×x-1+...示例：(1011.1)2=1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1 =(11.5)10(71)8=(101A)16=7×81＋1×80=(57)101×163＋1×161＋10×160=(4122)10二與八、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換整數(shù)從右向左三位并一位小數(shù)從左向右三位并一位二進(jìn)制

八進(jìn)制一位拆三位一位拆四位

整數(shù)從右向左四位并一位小數(shù)從左向右四位并一位二進(jìn)制

十六進(jìn)制二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成八、十六進(jìn)制

1 110 110 111 .0101

(1 6 6 7 .24)8100110110111.0101

(9 B 7.5)16示例：0000八、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制

3 2 5 7 .46)8(011 010 101 111 .100110)2(9 B 7.5)16(100110110111.0101)2示例：1.3.2數(shù)值數(shù)據(jù)的表示和運(yùn)算真值：用數(shù)學(xué)方式表示的數(shù)值用“＋”表示正號(hào)(通常省略)，用“－”表示負(fù)號(hào)機(jī)器數(shù)：在機(jī)器中存儲(chǔ)的符號(hào)數(shù)字化的數(shù)數(shù)的正負(fù)也需要用二進(jìn)制位表示；通常用0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)；將符號(hào)位放置在數(shù)值的最高位。補(bǔ)碼的表示范圍原碼、反碼和補(bǔ)碼計(jì)算機(jī)用機(jī)器數(shù)表示運(yùn)算的數(shù)據(jù)。機(jī)器數(shù)通常用原碼、反碼和補(bǔ)碼表示。101100101100110110110011-77

原碼反碼補(bǔ)碼移碼001100112、定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)：表示數(shù)的小數(shù)點(diǎn)位置固定沒有小數(shù)點(diǎn)的表示，存儲(chǔ)形式完全相同，如何解釋，需要在程序中約定。1100110111001101定點(diǎn)小數(shù)：定點(diǎn)整數(shù)：符號(hào)位隱含小數(shù)點(diǎn)符號(hào)位隱含小數(shù)點(diǎn)浮點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)數(shù)的規(guī)格化表示：N=S×2eS為尾數(shù)，通常為一個(gè)帶符號(hào)純小數(shù)，決定數(shù)的精度；e為階碼，決定小數(shù)點(diǎn)的位置假設(shè)用兩字節(jié)表示浮點(diǎn)數(shù)，階碼占6位，用定點(diǎn)整數(shù)移碼表示；尾數(shù)占10位，用定點(diǎn)小數(shù)補(bǔ)碼表示，則(-9.375)10=(-1001.011)2＝(-0.1001011)2×2+4

161510980數(shù)符尾數(shù)階碼部分尾數(shù)部分1

001

0

01

0

11

0

10

1

0

0

3、二進(jìn)制數(shù)的基本運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算加法：逢2進(jìn)10+0=00+1=11+0=11+1=10（進(jìn)位）減法：借1當(dāng)20-0=01-0=11-1=00-1=1（借位）乘法：加法+移位0*0=00*1=01*0=01*1=1除法：減法+移位0÷1=00÷0=01÷1=1例一

1101+10110010

例二

1011

－101

110例三

1110×101111011101000110例四

11010110010100100邏輯運(yùn)算非：與：0&0=01&0=00&1=01&1=1或：0|0=00|1=11|0=11|1=1異或：0⊕0=00⊕1=11⊕0=11⊕1=0例一

-11010010

例二

1011&01010001例三

1110|10101110

例四

1110

⊕10100100

1.3.3字符數(shù)據(jù)編碼1、英文字符編碼：ASCII碼用7位二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)西文字符；實(shí)際存儲(chǔ)時(shí)，每個(gè)字符用一個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)，最高位設(shè)置為0最多可以表示128個(gè)西文字符，編碼為0~127，包括字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)、控制字符典型ASCII碼：A為65，a為97，0為482、漢字字符編碼漢字要存儲(chǔ)進(jìn)計(jì)算機(jī)，必須要通過編碼轉(zhuǎn)換為若干位二進(jìn)制數(shù)漢字字符集龐大，編碼復(fù)雜；每個(gè)漢字編碼需要占用多個(gè)字節(jié)在不同處理階段，使用不同的編碼：輸入漢字、存儲(chǔ)漢字、顯示漢字時(shí)使用不同的編碼輸入碼國標(biāo)碼機(jī)內(nèi)碼字型碼輸入碼用于輸入漢字的編碼，也稱為外碼將鍵盤的按鍵組合對(duì)應(yīng)一個(gè)或幾個(gè)漢字?jǐn)?shù)字編碼：國標(biāo)區(qū)位碼將6763個(gè)漢字分成94個(gè)區(qū)，每區(qū)94個(gè)字,區(qū)碼位碼各占兩位十進(jìn)制數(shù)，每個(gè)漢字對(duì)應(yīng)4位十進(jìn)制數(shù)拼音碼：智能ABC、微軟拼音、紫光、搜狗，用漢字的拼音去對(duì)應(yīng)漢字，有重字字形碼：五筆字形國標(biāo)碼中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)信息交換漢字編碼GB2312-80字符集中包括：一級(jí)常用漢字3755個(gè)；二級(jí)漢字3008個(gè)；圖形符號(hào)682個(gè)。每個(gè)字符用兩個(gè)字節(jié)表示，每個(gè)字節(jié)高位為0，與ASCII類似。區(qū)位碼中，將每個(gè)漢字的區(qū)碼和位碼分別加上32構(gòu)成漢字的國標(biāo)碼。國標(biāo)碼是其它漢字編碼的基礎(chǔ)。機(jī)內(nèi)碼內(nèi)部存儲(chǔ)處理漢字時(shí)使用的編碼，用兩個(gè)字節(jié)表示一個(gè)漢字將國標(biāo)碼的兩個(gè)字節(jié)高位置1，避免與ASCII碼沖突國區(qū)位碼國標(biāo)碼機(jī)內(nèi)碼2590001110010111101010111001111110100001100101011010字形碼－輸出碼點(diǎn)陣方式將漢字所在的方塊等分為若干個(gè)小方格，如16×16、48×48等；將每個(gè)小方格的