計算機操作系統(tǒng) ()

計算機技術應用基礎選用《計算機技術應用基礎》管建和劉傳平張玉清

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

南開大學出版社參考《全國計算機等級考試二級教程—公共基礎知識(2010年版)》

教育部考試中心

高等教育出版社教材總學時64=理論教學32＋上機實踐32期末考試：占60％，筆試、閉卷上機實踐：占40％教材：《計算機技術應用基礎》【主編】管建和劉傳平張玉清【出版社】中國鐵道出版社【書號】978-7-113-11478-7【出版日期】2010年8月總體要求第1章計算機基礎知識1.1概述1.2計算機的組成和工作原理1.3計算機的信息編碼及運算1.1概述1.1.1計算機的發(fā)展1.1.2信息技術的發(fā)展世界上第一臺電子計算機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·諾依曼存儲程序計算機設計方案指令和數據均用二進制數表示計算機由控制器、運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備組成指令和數據以同等地位存放于存儲器中，并按地址訪問JohnvonNeumann馮諾依曼2、計算機的發(fā)展階段第一代（1946~1958）電子管機器語言和匯編語言幾千~幾萬（次/秒）第二代（1959~1963）晶體管高級語言幾萬~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、計算機的發(fā)展方向巨型化微型化網絡化智能化多媒體和虛擬現(xiàn)實4、計算機的分類按信息表示形式和對信息的處理方式：數字計算機、模擬計算機、混合計算機按計算機的用途：通用計算機、專用計算機按計算機的性能和規(guī)模：巨型機、大中型機、小型機、微型機1.1.2信息技術的發(fā)展信息：客觀事物狀態(tài)和運動特征的一種普遍形式數據：能輸入到計算機并被計算機程序處理的符號的介質總稱1.2計算機的組成和工作原理1.2.1計算機的硬件系統(tǒng)1.2.2計算機的軟件系統(tǒng)1.2.3計算機的工作原理1.2.1計算機硬件系統(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公司生產的PⅣ型號主頻為2.5GHz的CPU。字長執(zhí)行一條指令時可以處理的二進制數位數，8位、16位、32位和64位等。3、存儲器采用多級存儲結構，Cache→主存→輔存外存（輔存）主要強調大的存儲容量，以滿足計算機的大容量存儲要求主存-外存：解決容量與價格的矛盾Cache主要強調快速存取，以便使存取速度與CPU速度相匹配

引入Cache：解決速度與價格的矛盾（1）內存儲器只讀存儲器ROM：用于檢查計算機系統(tǒng)的配置情況并提供最基本的I/O控制程序，如存儲BIOS參數的CMOS芯片。計算機斷電后存儲器中的數據仍然存在。隨機存儲器RAM：RAM中的信息隨著計算機的斷電自然消失內存容量通常是指RAM的容量（2）外存儲器——硬盤相關參數轉速：5400rpm、7200rpm平均尋道時間：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，避免強烈震動（2）外存儲器——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DVD(數字多功能光碟)容量比CD提升幾十倍；速度比CD快得多；向下兼容（2）外存儲器——移動存儲設備U盤通過USB接口與計算機連接即插即用移動硬盤流行的大容量移動存儲設備無線硬盤藍牙技術4、輸入設備-鍵盤和鼠標鼠標光機式鼠標光電式鼠標定位精度高鍵盤104鍵盤使用最廣泛5、輸出設備——顯示器顯卡將顯示器接入主機的接口電路顯示器分辨率：每幀畫面的像素數決定刷新頻率：單位時間屏幕的刷新次數點距：相鄰兩個像素之間的對角線距離，代表了顯示器的精細程度，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觸摸屏顯示器術語和指標 色彩位數在屏幕上顯示某個像素點，需要用若干位二進制數表示該點的顏色，所使用的顏色位數稱為色彩位數黑白圖像，每個像素的用1位二進制表示如要顯示16種顏色，可用4位二進制數表示表現(xiàn)真彩色，每個像素用24位二進制表示顏色，可表現(xiàn)的顏色種類有224次方約1670萬種顯示器術語和指標顯存：顯示緩沖存儲器(顯卡內部)一幀畫面先暫存在顯存中，顯卡讀取數據并轉換傳送到顯示器；顯存>=分辨率×色彩位數÷8要實現(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、輸出設備——打印機種類針式打印機：文字和報表噴墨打印機：噴頭易阻塞激光打印機：造價相當高技術指標分辨率DPI：衡量打印圖像清晰度的重要指標打印速度PPM：反映打印的快慢程度最大支持打印幅面：打印幅面越大，價格越貴各種接口IDE接口：硬盤、光驅軟驅接口：軟驅PS/2接口：鼠標、鍵盤USB接口：移動硬盤、數碼相機、U盤、打印機等1.2.2計算機的軟件系統(tǒng)1、系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)語言處理程序數據庫管理系統(tǒng)2、應用軟件通用工具軟件用戶專用軟件1.2.3計算機的工作原理程序和數據以二進制形式存儲于存儲器中程序預先存放在主存儲器中，使計算機的工作是能夠自動高速地從存儲器中取出指令，并加以執(zhí)行。（基本點）程序的運行，就是CPU從存儲器中取指令→分析指令→執(zhí)行指令的循環(huán)過程1.3計算機的信息編碼及運算1.3.1數制與數制轉換1.3.2數值數據的表示和運算1.3.3字符數據編碼1.3.1數制與數制轉換進位計數制

10進制數的表示數符：用0~9這些數字表示數值；基數：全部數碼的個數，為10；逢十進一；值的計算658.63＝6×102＋5×101＋8×100＋6×10-1＋3×10-2進位計數制的概念“逢R進一，借一當R”：R為基數，可使用的數符為0～R-1，共R個十進制：R=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9二進制：R=2，可使用0,1八進制：R=8，可使用0,1,2,3,4,5,6,7十六進制：R=16，可使用0,……,9,A,B,C,D,E,F進位計數制的書寫規(guī)則英文字母法B(Binary)：二進制，如100B；O(Octonary)：八進制，如315O；D(Decimal)：十進制，如139D；H(Hexadecimal)：十六進制，如2DH數字或字母下標法二進制：(1011)2或(1011)B八進制：(346)8或(346)O十進制：(279)10或(279)D十六進制：(3DF)16或(3DF)H進位計數制數值的計算數值的計算Dm-1Dm-2……D0.D-1D-2……D-kS＝2、不同進制間的相互轉換十進制數非十進制數非十進制數十進制數二、八、十六進制之間的轉換十進制整數－>非十進制整數余數法：除基數取余數、由下而上排列示例：將十進制數75轉換成八進制數

余數

8753

←最低位

891811

←最高位

0結果為：(113)8十進制整數－>非十進制整數又例：將十進制數75轉換成二進制數2751

←最低位

23712180291240220211

←最高位

0結果為：(1001011)2十進制小數－>非十進制小數進位法：乘基數取整數，由上而下排列示例：將十進制數0.3125轉換成二進制數

0.3125取整

×2

0.62500←最高位

╳

2

1.2501

╳2

0.500

╳2

1.0

1←最低位

小數值=0結果為：(0.0101)2非十進制數－>十進制數位權法：把各非十進制數按權展開求和轉換公式：(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、十六進制之間的轉換整數從右向左三位并一位小數從左向右三位并一位二進制

八進制一位拆三位一位拆四位

整數從右向左四位并一位小數從左向右四位并一位二進制

十六進制二進制轉換成八、十六進制

1 110 110 111 .0101

(1 6 6 7 .24)8100110110111.0101

(9 B 7.5)16示例：0000八、十六進制轉換成二進制

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數值數據的表示和運算真值：用數學方式表示的數值用“＋”表示正號(通常省略)，用“－”表示負號機器數：在機器中存儲的符號數字化的數數的正負也需要用二進制位表示；通常用0表示正數，1表示負數；將符號位放置在數值的最高位。補碼的表示范圍原碼、反碼和補碼計算機用機器數表示運算的數據。機器數通常用原碼、反碼和補碼表示。101100101100110110110011-77

原碼反碼補碼移碼001100112、定點數和浮點數定點數：表示數的小數點位置固定沒有小數點的表示，存儲形式完全相同，如何解釋，需要在程序中約定。1100110111001101定點小數：定點整數：符號位隱含小數點符號位隱含小數點浮點數浮點數的規(guī)格化表示：N=S×2eS為尾數，通常為一個帶符號純小數，決定數的精度；e為階碼，決定小數點的位置假設用兩字節(jié)表示浮點數，階碼占6位，用定點整數移碼表示；尾數占10位，用定點小數補碼表示，則(-9.375)10=(-1001.011)2＝(-0.1001011)2×2+4

161510980數符尾數階碼部分尾數部分1

001

0

01

0

11

0

10

1

0

0

3、二進制數的基本運算算術運算加法：逢2進10+0=00+1=11+0=11+1=10（進位）減法：借1當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字符數據編碼1、英文字符編碼：ASCII碼用7位二進制數表示一個西文字符；實際存儲時，每個字符用一個字節(jié)存儲，最高位設置為0最多可以表示128個西文字符，編碼為0~127，包括字母、數字、標點、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進計算機，必須要通過編碼轉換為若干位二進制數漢字字符集龐大，編碼復雜；每個漢字編碼需要占用多個字節(jié)在不同處理階段，使用不同的編碼：輸入漢字、存儲漢字、顯示漢字時使用不同的編碼輸入碼國標碼機內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應一個或幾個漢字數字編碼：國標區(qū)位碼將6763個漢字分成94個區(qū)，每區(qū)94個字,區(qū)碼位碼各占兩位十進制數，每個漢字對應4位十進制數拼音碼：智能ABC、微軟拼音、紫光、搜狗，用漢字的拼音去對應漢字，有重字字形碼：五筆字形國標碼中華人民共和國國家標準信息交換漢字編碼GB2312-80字符集中包括：一級常用漢字3755個；二級漢字3008個；圖形符號682個。每個字符用兩個字節(jié)表示，每個字節(jié)高位為0，與ASCII類似。區(qū)位碼中，將每個漢字的區(qū)碼和位碼分別加上32構成漢字的國標碼。國標碼是其它漢字編碼的基礎。機內碼內部存儲處理漢字時使用的編碼，用兩個字節(jié)表示一個漢字將國標碼的兩個字節(jié)高位置1，避免與ASCII碼沖突國區(qū)位碼國標碼機內碼2590001110010111101010111001111110100001100101011010字形碼－輸出碼點陣方式將漢字所在的方塊等分為若干個小方格，如16×16、48×48等；將每個小方格的