第二章 计算机基础

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第2章 计算机系统基本知识,2.1 计算,机系统组成,2.2 微型计算机,思考题及作业,2.1 计算机系统组成,一个完整的计算机系统是由,硬件系统,和,软件系统,两部分组成的。,硬件系统,：是组成计算机的各种物理设备的总称。是计算机系统的物质基础。,软件系统,：是指运行在硬件设备上的程序和数据，是人与计算机相互理解的纽带，在很大程度上发挥并决定计算机的性能。,硬件系统又称为,裸机,，裸机只能识别由0、1组成的机器代码，没有软件系统的计算机几乎是没用的。,一. 硬件系统,1.,输入设备,：,2.,存储器,：,3.,运算器,：,4.,输出设备,：,5.,控制器,：,用来接受用户输入的原始数据和程序，并将它们转变为计算机可以识别的形式存放到内存中。常用的有：,键盘、鼠标、麦克风、扫描仪,等,主要功能是存放程序和数据。,主要功能是算术运算和逻辑运算。,将计算机内部信息打印或显示出来的设备。常用的输出设备有：,显示器、打印机、音响,等。,通过程序控制计算机。是计算机的神经中枢，只有在它的控制下整个计算机才能有条不紊地工作，自动执行程序。,基本结构,存储器,存储器通常分为,内存储器,（内存）和,外存储器,（外存）。,内存是计算机中信息交流的中心，与计算机的各个部件打交道，进行数据传送。,内存按工作方式的不同分为：,1)内存,只读存储器,（,ROM）：,其中的内容只能独处不能写入，断电后信息不丢失,随机存储器,（,RAM）：,计算机在运行的过程中可以随时读出其中所存放的信息，又可随时写入新的内容或修改已存入的内容；断电后所有信息丢失。,2）外存,主要用来存放暂时不用的程序和数据。常用的外存储器有:磁盘（软盘、硬盘、可移动硬盘）、光盘等。典型的外存即常见的硬盘。,外存有如下特点：,A.,不怕停电：保存在外存上的信息在断电后仍可保存几,年，甚至几十年,B.,存储容量大：40,GB、80GB,容量的硬盘普遍使用。,C.,存取速度慢：与内存相比，外存存取速度比较慢。,返回,运算器,运算器又称算术逻辑单元即,ALU（Arithmetic and logic unit），,负责完成数据的算术运算和逻辑运算。,在,计算机中,算术运算是指加、减、乘、除等基本运算，逻辑运算是指逻辑判断、逻辑比较及其它的基本逻辑运算。但不管是算术运算还是逻辑运算，都只是基本运算。复杂运算只能通过基本运算一步步实现。运算器的速度却快得惊人，因而计算机才有高速的信息处理功能。,运算器对内存的读写是在控制器的控制之下进行的。,返回,控制器,控制器负责统一指挥计算机各个部件协调地工作，能根据人事先安排好的,指令,发出各种控制信号来控制计算机各部分的工作。,1）指令：是计算机完成某个基本操作的命令，一条指令控制计算机完成一种操作。,2）程序：为完成某项任务的一些指令的有序组合。,也就是说，控制器是通过,程序,来控制计算机的。,运算器和控制器合在一起称为,中央处理器,，简称,CPU（Central Processing Unit）,。,返回,输入设备,数据,存储器,存储,运算器,数据,结果,输出设备,结果,控制器,程序,程序,结果,数据流,指令流,冯诺依曼及基本结构,计算机历经几代的发展，虽然从性能指标、运算速度、工作方式、应用领域和价格等方面发生了很大的变化，但究其根本，都起源于,冯诺依曼,提出的计算机系统结构思想。,他的“存储程序、程序控制”思想在当今计算机中发挥着重要的作用。,存储程序,：就是将程序以二进制形式存入计算机系统,的存储器中。,程序控制,：指在计算机启动后，自动取出并执行存于,存储器中的程序，完成预定的操作。,二. 软件系统,软件系统：是计算机运行所需要的所有程序以及程序运行时所需要的数据和有关的技术资料（文档）的总称。软件是用户与计算机的接口。,外存储器,内存储器,运算器,控制器,输入设备,输出设备,1.2.1 计算机系统概述,计算机系统,操作系统,系统软件 语言处理程序,数据库系统,运算器,控制器,主 机,硬件,软件,中央处理器,内存储器,外存储器,外部设备 输入设备,输出设备,科学计算程序,信息管理程序,应用软件 辅助设计程序,文字处理程序,过程控制程序等,1.2.2 计算机的硬件系统,1. 运算器,运算器也称为算术逻辑单元,ALU，,是执行算术运算和逻辑运算的功能部件。,2. 控制器,控制器是计算机的指挥中心，它的主要功能是按照人们预先确定的操作步骤，控制微机各部件步调一致地自动工作。,运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称,CPU（Central Processing Unit）。,3. 存储器,存储器是计算机用来存储信息的重要功能部件。,内存储器由许多存储单元组成，每个存储单元可以存放若干二进制代码，该代码可以是数据或程序代码。内存容量的大小通常用字节（,Byte）,表示。,位（,bit）：,存放一位二进制数即0或1，称为位（简写为,b）。,字节,（,Byte）：8,个二进制位为一个字节。,中央处理器和主存储器（内存储器）一起构成计算机的主体，称为主机。,4. 输入设备,输入设备用来接收用户输入的原始数据和程序,，常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。,5. 输出设备,将存放在计算机中的信息（包括程序和数据）传送到外部媒介，,常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。,将上述计算机硬件的 5大功能部件用总线连接起来，就构成了一个完整的计算机硬件系统。,1.2.3 计算机的软件系统,1. 系统软件,(1),操作系统,操作系统管理计算机系统的全部硬件资源、软件资源及数据资源，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。所有的其他软件（包括系统软件与应用软件）都建立在操作系统基础上，并得到它的支持和取得它的服务。,操作系统是用户与计算机之间的接口。,(2) 程序设计语言和语言处理程序,程序设计语言是用户用来编写程序的语言，它是人与计算机之间交换信息的工具。程序设计语言是软件系统重要的组成部分。一般可分为机器语言、汇编语言和高级语言3类。,语言处理就是将编写的源程序转换成机器语言的形式，以便计算机能够运行,(3) 数据库系统,数据库系统主要面向解决数据处理的非数值计算问题，目前主要用于档案管理、财务管理、图书资料管理及仓库管理等方面的数据处理。,2. 应用软件,应用软件是指计算机用户利用计算机及其提供的系统软件，为解决某一专门的应用问题而编制的计算机程序。应用软件是多种多样的。例如科学计算、工程设计、文字处理、辅助教学、游戏等方面的程序。,1.3 微型机的结构,主机,音箱,显示器,键盘,鼠标,图,1.2,从外部看到的微机系统,图,1.3,主机内部的结构,光驱,机箱,软盘驱动器,内存条,硬盘驱动器,主机板,电源,CPU,PCI,显示卡,ISA,声卡,1.,CPU,目前用得最多的是,x86 CPU,，,最初由,Intel,公司生产，,x86 CPU,的生产厂家主要是,Intel,、,AMD,、,威盛等公司。,2.内存,RAM,（,随机存取存储器）俗称内存，是计算机系统必不可少的基本部件。,CPU,需要的信息要从内存读出来，,CPU,运行的结果要暂存到内存中，,CPU,与各种外部设备打交道，也要通过内存才能进行，内存在电脑中担任的任务就是“记忆”。,3. 主板,主板也称为主机板、系统板（,System Board,）、,母板。主板上装有中央处理器,CPU,或,CPU,插座、只读存储器,ROM,、,随机存储器,RAM,（,内存储器）或,RAM,插座、一些专用辅助电路芯片、输入输出扩展槽、键盘接口以及一些外围接口和控制开关等。,4. 软盘、硬盘、光盘驱动器,软盘、硬盘、光盘驱动器是微机系统中最主要的外部存储设备。,5. 各种接口适配器,各种接口适配器的作用是沟通主板与各种外部设备之间 的联系渠道。,6. 电源,电源是安装在一个金属壳体内的独立部件。机箱中的电源有两种：老式,的,AT,电源和新型,的,ATX,电源。,显示器和打印机本身有自己独立的电源系统，不需要系统装置的电源供电。,7. 主机箱,主机箱由金属体和塑料面板组成，通常有卧式和立式两种。上述所有系统装置的部件均安装在主机箱内部。,1.4 微型机外设的使用,1.4.1 键盘的使用,1.4.2 鼠标的使用,1.4.3 显示器的使用,1.4.4 软、硬盘的使用,1.4.5 打印机的使用,1.4.1 键盘的使用,图1.4 标准104键键盘,特殊键 功能键区 特殊键 状态指示灯,Windows,键 标准字符键区 应用键 编辑键区 小键盘区,1. 字符键区,(1) 小写字母的输入,(2) 大写字母的输入,(3) 空白字符的输入,(4) 上档键,Shift,(5),大写字母锁定键,Caps Lock,(6),回车键,Enter,(7),退格键 ,Backspace,(8),制表定位键,Tab,(9),控制键,Ctrl,(10),转换键,Alt,2. 功能键区,(1) 操作功能键,操作功能键有,Esc、F1F12。,不同的程序可以对它们有不同的操作功能定义。,(2) 控制功能键（简称控制键）,计算机本身提供的具有控制功能的操作键位。,如：,暂停键,Pause,；,屏幕打印控制,键,Print Screen,键。,3. 全屏幕编辑键区,(1) 光标移动操作键,、；,Home、End、Page Up、Page Down 。,(2),编辑操作键,Delete；Insert。,4.,小键盘区（数字全屏幕操作键区）,该键区的键位多数分为上、下档，数字锁定键,Num Lock,用来控制转换 。如当右上角的指示灯,Num Lock,亮时，为上档键。,1.4.2 鼠标的使用,鼠标器,（,Mouse）,的主要用途是用来光标定位或用来完成某种特定的输入。常用的鼠标器有两种：机械式和光电式。,图,1.5,三键鼠标和两键鼠标,1.4.3 显示器的使用,显示器（又称监视器）是计算机的重要输出设备之一 ，分为单色显示器和彩色显示器。显示器的大小有14英寸,、15英寸、17英寸、21英寸等。,1英寸=2.54,cm。,图,1.6,模拟旋钮式（左）和数字按钮式（右）,1.4.4 软、硬盘的使用,1. 磁盘存储器概述,磁盘存储器是计算机系统中常用的外部存储设备，根据其存储介质的材料不同和生产工艺的不同，分为软盘存储器和硬盘存储器。,微型机系统的标准配置是：安装一个3.5英寸软盘驱动器和一个硬盘驱动器。,2. 软盘的使用,(1) 盘片的结构,快门（向左推）,写保护口,扇区绕着磁道,依次编号,零磁道,末磁道,扇区,磁盘旋转方向,图,1.7,3.5英寸软盘的外形图、磁盘的磁道和扇区,3.5英寸软盘各部分的名称和作用,金属环：,盘片：,快门：,写保护：,(2) 软盘的格式化,新软盘在使用前必须进行格式化。主要是对磁盘划分磁道和扇区，同时还将磁盘分成4个区域：引导扇区（,BOOT）、,文件分配表（,FAT）、,文件目录表（,FDT）,和工作区。,软盘格式化操作是通过执行系统提供的格式化命令来完成的。,(3) 软盘驱动器标识符,系统对所配置的所有磁盘驱动器都赋给了一个磁盘标识符，如,“,A:”、“C:”、“D:”,等。,3. 硬盘的使用,硬盘的使用与软盘有所不同，软盘只需要插入到指定的软盘驱动器中，而硬盘要固定在机器内。硬盘在格式化后，它的操作与软盘几乎没有什么区别。,1.4.5 打印机的使用,印机是微机系统中常用的设备之一。根据打印机的工作原理，可以将打印机分为3类,：针式打印机、喷墨打印机和激光打印机。,图1.8 常见打印机,1.5,指法练习,使用计算机时，经常需要通过键盘输入大量的数据，为了提高数据的输入速度，必须进行指法训练。,1.5.1,键盘键位,计算机,键盘是向计算机输入数据的主要设备，它通过电缆线与主机相连。键盘由一组排列成阵列的按键组成。,Window 95/98,普,遍使,用,101,键或,104,键的通用扩展键盘，如图,1.9,所示。,功能键区 状态指灯,标准字符键区 编辑键区 小键盘区,键盘上键位的排列有一定的规律。其排列按用途可分为：标准字符键区、功能键区、编辑键区和小键盘区。,1. 标准字符键区,标准字符键区位于键盘中央偏左的大片区域，是使用键盘的主要区域，各种字母、数字、符号以及汉字等信息都是通过操作该区的键输入到计算机的。当然，数字及运算符也可以通过小键盘输入。,(1),字母键,标准计算机键盘有,26,个字母键。这,26,个键的排列位置是根据其使用频率安排的，使用频率较高的键放在中间，而使用频率较低的放在两侧，这种安排方式与人们手指的击键灵活性有关。食指、中指的灵活性和力度好，击键速度也相应较快，所以食指和中指负责的字母键都是使用频率最高的。,在字母键位上，每个键可输入大小写两种字母，大小写的转换用上档键,Shift,或,Caps Lock,键来实现。,Shift,键左右各一个，用于大小写字母的临时转换。,(2),数字键与符号键,数字键位于字母键的上方。每个键面上都有上下两种符号，也称双字符键，上面的符号称为上档符号（如,、,#,、,$,、,%,、,、,&,、,*,等），下面的符号称为下档符号，包括数字、运算符号（如,-,、,=,、,等）。可以通过,Shift,键进行转换。,另外，在输入汉字时，数字键还常常用于重码的选择。,(3),空格键,空格键位于标准字符键的最下方，是一个空白长条键。当输入的位置需要是空白时，可用空白字符代替，每击一下该键，便产生一个空格。,在插入状态，如果光标上有字，不管是一个还是右边一串，都一起向右移，可以用它来使该行字往右移动。,另外，在输入中文时，如果提示行中出现了多个字或词组，击一个空格键，就表示要选用提示行的第一个字或词组，则该字或词组就输入到你的文档中了。,(4),上档键,Shift,上档键,Shift,位于主键盘区左下角和右下角的倒数第二个位置，两个键实际上等于一个，无论按哪个，都产生同样的效果。,上档键主要用于辅助输入上档字符。在输入上档字符时，先按住上档键不放，然后再击打上档字符键位。,例如，如果要输入数字,8,，直接击数字键,8,即可，而如果要输入字符,*,，则需先按下,Shift,键，再击打数字键,8,，这时字符,*,就出现在文档中了。,又如，如果要输入小写字母,h,，,一般情况下直接击打,h,键即可，而如果要输入大写字母,H,，,则需先按下,Shift,键，再击打字母键,h,，,这时大写字母,H,就出现在文档中了。,(5),回车键,Enter,回车键位于标准字符键区的右边，是键盘上唯一的直角形的键。,一般情况下，当用户向计算机输入命令后，计算机并不马上执行，直到按下此键后才去执行，所以也称为执行键。在输入信息、资料时，按此键光标将换到下一行开头，所以又称为回车键、换行键。不管是执行，还是换行、回车，口头上统称回车。当说到“回车”时，表示的就是击一个该键。,计算机上的任何输入，如发一个命令、输入一个标题或输入文章中的一个自然段等，结束时都需要输入回车键，以表明命令行、标题或一个自然段的结束。,(6),退格键,Backspace,退格键位于标准字符键的右上角。击打该键一次，屏幕上的光标在现有位置退回一格（一格为一个字符位置），并抹去退回的那一格内容（一个字符），相当于删去刚输入的字符。,(7),控制键,Ctrl,控制键位于标准字符键区的左下角和右下角，两边各一个，作用相同。此键与其他键位组合在一起操作，起到某种控制作用。这种组合键称为组合控制键。,(8),转换键,Alt,转换键位于空格键的两边，主要用于组合转换键的定义与操作。该键的操作与,Shift,键、,Ctrl,键类似，必须按住不放，再击打其他键位才起作用，单独使用没有意义。,2. 功能键区,功能键区位于键盘的最上一行，功能键又分为操作功能键和控制功能键。,(1),操作功能键,操作功能键为,F1,F12,。,操作功能键区的每一个键位具体表示什么操作都是由应用程序而定，不同的程序可以对它们有不同的操作功能定义。,(2),退出键,Esc,退出键位于键盘左上角第一个位置，主要作用是取消指令。有时用户输入指令后又觉得不需要执行，击一下该键，就可以取消该操作。,(3),控制功能键（简称控制键）,控制功能键排列在键盘的右上角。通过对这些键位的操作来产生某种控制作用。这里仅介绍常用的两种控制键。,暂停键,Pause,：,击打一下该键，暂停程序的执行，需要继续往下执行时，可以击任意一个字符键。,屏幕打印控制键,Print Screen,键：在,Windows,下， 按,Print Screen,键将整个屏幕内容复制到剪帖板，按,Alt,+,Print Screen,键将活动窗口内容复制到剪帖板。,3. 编辑键区,编辑键主要是指在整个屏幕范围内，进行光标的移动操作和有关的编辑操作等。,(1),光标移动操作键,键：表示光标上移一行。,键：表示光标下移一行。,键：表示光标左移一列。,：表示光标右移一列。,Home,键：可以使光标回到本行最左边开头的位置。,End,键：使光标移动本行最右边文字结束的位置。,PgUp,键：使屏幕回到前一个画面，称为向前翻页键。,PgDn,键：使屏幕翻回到后一个画面，称为向后翻页键。,注意：,Home,、,End,、,PgUp,、,PgDn,这,4,个键的操作有时要根据具体软件的定义使用。,(2),编辑操作,Delete,键：删除光标位置的一个字符。一个字符被删除后，光标右侧的所有字符将左移,1,个字符的位置。,Insert,键：设置改写或插入状态。在插入状态时，一个字符被插入后，光标右侧的所有字符将右移一个字符的位置；改写状态时，用当前的字符代替光标处原有字符。,4. 小键盘区（数字/全屏幕操作键区）,小键盘区位于键盘的右侧，又叫数字键区，主要用于快速输入数字，如图,1.10,所示。,该键区的键多数分为上、下档。上档键是数字，,小键盘区的上下档转换是通过数字锁定键,Num Lock,进行。当右上角的指示灯,Num Lock,亮时，表示小键盘的输入锁定在数字状态，输入为数字,0,9,和小数点“,.,”等；当需要小键盘输入为全屏幕操作键时，可以击打一下,Num Lock,键，即可以看见,Num Lock,指示灯灭，此时表示小键盘已处于全屏幕操作状态，输入为全屏幕操作键。至于运算符号“、,*,、,/,”则不受上、下档转换的影响。,图1.10 小键盘区,1.5.2,键盘操作,键盘操作指法是熟练使用计算机的基础。所谓键盘操作指法，就是将打字键区所有键位合理地分配给双手各手指，使每个手指分工明确。正确的操作指法，不但能提高输入速度，而且可以提高输入质量。,1. 正确的姿势,初学键盘输入时，首先要注意击键的姿势，如果初学时姿势不当，就很难做到准确快速地输入，也容易造成疲劳。正确的姿势，如图,1.11,所示。,图1.11 打字姿势示意图,在键盘输入时，要注意下面几点：,(1),身体保持笔直、放松，稍偏于键盘右方，腰背不要弯曲。,(2),臀部尽量靠在坐椅后部，双膝平行，两脚平放在地面上，使全身的重心都落在椅子上。,(3),两肘轻松地靠在身体两侧，手腕平直，双手手指自然弯曲，轻放在规定的基本键位上。人与键盘的距离，可移动椅子或键盘的位置来调节，以人能保持正确的击键姿势为好。,(4),显示器放在键盘的正后方，输入原稿的前面，先将键盘右移,5,cm,，,再将原稿紧靠键盘左侧放置，方便阅读。,2. 键盘指法,键盘上的基准键位与手指的对应关系，如图1.12所示。,图1.12 键盘指法分区图,本章,结束,返回本章首页,