大学计算机基础教程(第四版) 第4章
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大学计算机基础第4章操作系统基础精品PPT课件
为了合理的使用计算机系统内包含的的各种资源，提高整个系统的使用效率。 3
4.1.2 操作系统的发展历史
1. 人工操作
•工作方式 用户：用户既是程序员，又是操作员；用户是计算机专业人员； 编程语言：机器语言； 输入输出：纸带或卡片；
•计算机的工作特点 计算机的全部资源（CPU、内存、外部设备等）由一个用户独占。 CPU等待用户：计算前，手工装入纸带或卡片；计算完成后，手工
使用。
“分时”的含义是多个用户或程序分时共享硬件和软件资源，每个
用户或程序在属于自己的时间片内使用计算机，依次轮转。
多个用户分时：允许多个应用程序同时在内存中，分别服务于不同的
用户。有用户输入时由CPU执行，处理完一次用户输入后程序暂停，
等待下一次用户输入。
时间片分配：各个程序在CPU上执行的轮换时间。
实时操作系统
网络操作系统
分布式操作系统
12
4.1.4 操作系统的特征
• 并发性 两个或两个以上的事件在同一时间间隔中发生.
• 共享性 多个并发执行的程序可以共同使用系统的资源.
• 虚拟性 通过虚拟技术把一个物理设备虚拟为多个逻辑设备.
13
4.2 操作系统的功能
用户
应用程序 操作系统
卸取纸带或卡片；CPU利用率低； •缺点：
计算机的高处理速度与手工操作的慢速度成为矛盾; CPU和输入输出设备的工作串行进行，计算机工作效率很低。
4
手工操作阶段
手工操作阶段（无操作系统）
作业
程序 数据 作业说明
输入 设备
主机
输出 设备
计算 结果
10分钟
1分钟
10分钟
CPU利用率 = 1/21 < 5%
4.1.2 操作系统的发展历史
1. 人工操作
•工作方式 用户：用户既是程序员，又是操作员；用户是计算机专业人员； 编程语言：机器语言； 输入输出：纸带或卡片；
•计算机的工作特点 计算机的全部资源（CPU、内存、外部设备等）由一个用户独占。 CPU等待用户：计算前，手工装入纸带或卡片；计算完成后，手工
使用。
“分时”的含义是多个用户或程序分时共享硬件和软件资源，每个
用户或程序在属于自己的时间片内使用计算机，依次轮转。
多个用户分时：允许多个应用程序同时在内存中，分别服务于不同的
用户。有用户输入时由CPU执行，处理完一次用户输入后程序暂停，
等待下一次用户输入。
时间片分配：各个程序在CPU上执行的轮换时间。
实时操作系统
网络操作系统
分布式操作系统
12
4.1.4 操作系统的特征
• 并发性 两个或两个以上的事件在同一时间间隔中发生.
• 共享性 多个并发执行的程序可以共同使用系统的资源.
• 虚拟性 通过虚拟技术把一个物理设备虚拟为多个逻辑设备.
13
4.2 操作系统的功能
用户
应用程序 操作系统
卸取纸带或卡片；CPU利用率低； •缺点：
计算机的高处理速度与手工操作的慢速度成为矛盾; CPU和输入输出设备的工作串行进行，计算机工作效率很低。
4
手工操作阶段
手工操作阶段（无操作系统）
作业
程序 数据 作业说明
输入 设备
主机
输出 设备
计算 结果
10分钟
1分钟
10分钟
CPU利用率 = 1/21 < 5%
大学计算机基础第四章
大学计算机基础
算法描述（求5!的算法）
第 四 章
常 用 数 据 结 构 与 算 法
大学计算机基础
常用数据结构 1 线性表 第 线性表List是n个具有相同数据类型的数据元素的集合 四
章
序号 1 2 3 姓名 马全力 李华均 王天敏 刘为一
…
缺勤次数 0 1 0 2
…
常 用 数 据 结 构 与 算 法
大学计算机基础
大学计算机基础
第 四 章
常 用 数 据 结 构 与 算 法
6.4直接插入排序（Straight Insertion Sort（选） 直接插入算法实质就是将待插入子序列元素逐步插入到有序 子序列的执行过程。设有一待排序序列S={r1，r2，r3，…，ri， …，rn},其中{r1，r2，…，ri}(1≤i≤n)是按照关键字 {k1≤k2≤…≤ki}有序的子序列，序列{ ri+1，…，rn }暂时无序。 操作如下：从序列{ ri+1，…，rn }的第一个元素ri+1开始取数 据元素，每取一个元素就将其插入到前面的有序序列中，并 使插入后的序列有序，直到所有元素插入完成，最后形成的 序列将是一个有序序列。 已知10个待排序的数据元素，其关键字分别为75，88，68， 92，88，62，77，96，80，72，用直接插入排序法对其进 行排序。(88和88表示的关键字值是相同的，表示目的是区 分在排序过程中其位置的变化过程)
大学计算机基础
第 四 章
常 用 数 据 结 构 与 算 法
举案引思 N N / 8 （整除） N % 8（求余） 1234 154 2 低 154 19 2 19 2 3 2 0 2 高 所以：（1234）10 =（2322）8 3、已知有11个关键字的有序表序列如下所示 02，08，15，23，31，37，42，49，67，83，91 当给定的k值为23如何进行？要求更快？
大学计算机基础第4章练习题（附参考答案）
第4章练习题及参考答案一、判断题（正确Y，错误N）1.现代通信指的是使用电波或光波传递信息的技术。
通信的任务就是传递信息。
2.现代通信就是传递信息，因此书、报、磁带、唱片等都是现代通信的媒介。
3.通信系统中的发送与接收设备称之为“终端”。
4.在通信系统中，计算机既可以用作信源也可以用作信宿，接收和发送的都是数字信号。
5.通信系统中信源和信宿之间必须存在信道，才能实现信息的传输。
6.光纤是绝缘体，不受外部电磁波的干扰。
7.微波可以按任意曲线传播。
8.微波可以经电离层反射传播。
9.与同轴电缆相比，双绞线容易受到干扰，误码率较高，通常只在建筑物内部使用。
10.光纤通信、微波通信、卫星通信、移动通信，它们的任务都是传递信息，只是其传输介质和技术各有不同。
11.微波中继站之间的距离大致与塔高平方成正比。
一般为50公里左右。
12.中低轨道通信卫星相对于地面是静止的。
13.同步轨道上的卫星数目是有限的。
14.卫星通信是微波接力通信向太空的延伸。
15.传输信息量与传输速率是相同的概念。
16.模拟信号是随时间而连续变化的物理量，包含无穷多个值。
17.信道的带宽总是指信道上所能通过的信号的频带宽度。
18.FDM和TDM是指将任意多路信号复合在同一个信道中传输。
19.无线电广播中的中波段和短波段都采用调幅方式用声音信号调制载波信号，而且都利用电离层反射传输信号。
20.调频广播比调幅广播的声音质量好，原因是调频广播的传输频带较宽，且外界信号不会对声音的频率形成干扰。
21.在有线电视系统中，通过同轴电缆传输多路电视信号所采用的信道复用技术是频分多路复用。
22.采用频分复用技术传输的多路信号一定是模拟信号。
23.在蜂窝移动通信系统中，所有基站与移动交换中心之间均通过光纤传输信息。
大学计算机基础电子教材-第4章
第4章 数据结构与算法本章介绍数据结构与算法，内容包括算法和数据结构的基本概念、栈及线性链表、树与二叉树、排序技术、查找技术。
●了解数据结构与算法的基本概念。
●了解栈与线性链表的操作。
●了解树与二叉树。
●了解数据结构中的排序技术和查找技术。
4.1 算法的概念4.1.1 算法的基本概念程序是算法用某种程序设计语言的具体实现。
算法（Algorithm）是指解题方案的准确而完整的描述，是一系列解决问题的清晰指令，算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。
也就是说，能够对一定规范的输入，在有限时间内获得所要求的输出。
如果一个算法有缺陷，或不适合于某个问题，执行这个算法将不会解决这个问题。
不同的算法可能用不同的时间、空间或效率来完成同样的任务。
一个算法的优劣可以用空间复杂度和时间复杂度来衡量。
算法中的指令描述的是一个计算，当其运行时能从一个初始状态和（可能为空的）初始输入开始，经过一系列有限而清晰定义的状态，最终产生输出并停止于一个终态。
一个状态到另一个状态的转移不一定是确定的。
随机化算法在内的一些算法包含了一些随机输入。
算法具有的一些重要特性：（1）有限性。
算法在执行有限步之后必须终止。
（2）确定性。
算法的每一个步骤都是有精确的定义的。
执行的每一步都是清晰的、无二义的。
大学计算机基础84（3）输入。
一个算法具有任意个输入，它是由外部提供的，作为算法执行前的初始状态。
（4）输出。
算法一定有输出结果。
（5）可行性。
算法中的运算都必须是可以实现的。
4.1.2 算法的复杂度1．时间复杂度算法的时间复杂度采用算法执行过程中其基本操作的执行次数，即计算量来度量。
算法中基本操作的执行次数一般是与问题的规模有关的，对于节点个数为n的数据处理问题，用T(n)表示算法基本操作的执行次数。
当比较不同算法的时间性能时，主要标准是看不同算法时间复杂度所处的数量级如何。
例如：以上算法中，循环体中的代码执行了n次，因此算法的时间复杂度为O(n)。
大学计算机基础第4章
程序:是静态的概念,一个进程可以 对应一个程序或一段程序。
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2、进程的基本特征
动态性：是进程最基本的特征 并发性：是进程最重要的特征 独立性
异步性
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3、进程的组成 为了进程的控制和管理，进程由三个 部分组成：程序块、数据集合、进程控制 块。 程序块：描述进程所要完成的操作；
数据集合：包括进程执行时所需要的 数据集和工作区； 进程控制块：是进程控制的核心机制。
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4、虚拟设备 虚拟设备或逻辑设备：为用户所感觉 到，而实际上并不存在的设备。通过虚拟 设备技术使某设备成为被多个用户共享的 设备，使每个用户都感觉到自己在独占该 设备。
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（四）文件管理 计算机要处理的大量的数据是以文件 的形式存储在磁盘上的，文件管理（文件 系统）的主要任务就是有效地支持文件的 存储、检索和修改等操作，解决文件的共 享、保密和保护问题，是用户方便、安全 地使用所需的文件。 几个知识点：
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3、文件系统 – 对文件进行组织、管理、存取的一组 系统程序； – Windows常见的文件系统 FAT NTFS
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4、文件管理包括以下功能： 文件目录管理
存储空间管理
文件共享与安全管理
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（1）文件目录管理
文件目录是联系用户和外存中文件之间的 纽带，用户在使用文件时不必关心文件的存储 细节。文件系统的目录结构为树状结构。
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（五）作业管理
（1）命令接口 （2）系统调用接口
（3）图形用户接口
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（1）进程控制 进程控制的基本功能是创建和撤消 进程以及控制进程状态的转换。
（2）进程同步
大学计算机基础 第4章
人工智能是计算机科学的一个分支， 旨在研究、开发能够模拟、延伸和扩 展人类智能的理论、方法、技术及应 用系统。机器学习则是人工智能的一 个子集，它利用算法和统计模型使计 算机系统能够自动地从数据中学习和 改进，而无需进行显式的编程。
物联网与嵌入式系统
物联网是指通过信息传感设备（如射 频识别、红外感应器、全球定位系统 等）按照约定的协议，对任何物品进 行信息交换和通信，以实现智能化识 别、定位、跟踪、监控和管理的一种 网络。嵌入式系统则是一种专用的计 算机系统，它被嵌入到各种设备中， 用于控制和管理设备的运行。
信息安全防范策略和方法
安全防范策略
制定完善的安全管理制度和操作规程，加强员工安全意识培训，定期评估安全风险和漏洞。
安全防范方法
采用防火墙、入侵检测系统、反病毒软件等安全技术手段，实施数据加密和备份措施，限制不必要的网络服务和 端口开放。
06 总结回顾与拓展延伸
本章重点内容回顾
计算机系统组成
包括硬件系统和软件系统两大部分，其中硬件系 统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出 设备五大部分组成，而软件系统则包括系统软件 和应用软件。
信息安全重要性
信息安全对于个人、组织和国家都具 有重要意义，它涉及到隐私保护、财 产安全、商业机密、国家安全等方面 ，是数字化时代不可或缺的保障。
常见信息安全威胁与攻击手段
常见信息安全威胁
包括病毒、蠕虫、木马、勒索软件、钓鱼攻击、DDoS攻击 等。
攻击手段与途径
攻击者可能通过电子邮件附件、恶意网站、漏洞利用、社交 工程等手段实施攻击，以获取敏感信息、破坏系统或窃取资 源。
中断与异常处理原理
计算机在运行过程中遇到中断或 异常时，会暂停当前程序执行，
大学计算机基础(第四章)PPT课件
记事本
Notepad.exe
写字板
Wordpad.exe
画图
Mspaint.exe
命令提示符
Cmd.exe
Windows Media Player Wmplayer.exe
Internet Explorer
Iexplore.exe
Outlook Express
Msimn.exe
剪贴簿查看器
Clipbrd.exe
Microsoft Word
Winword.exe
程序的位置： 寻找应用程序：
“开始|搜索” 通过快捷方式的属性窗口查看
Windows XP 系统的主目录
程序的运行和退出：
启动 退出
启动应用程序的途径
“开始”菜单 双击桌面上的应用程序图标 “我的电脑” 或“Windows 资源管理器” “开始｜运行” 打开文档文件 “文件｜关闭” 单击窗口右上角的“关闭”按扭 “Windows 任务管理器”
(3) 用户界面方面
(4) 网络功能方面
如：Internet 连接防火墙 Windows Messenger：即时消息程序 MSN Explorer：Hotmail、“即时信使”、浏览器
(5) 多媒体功能
用户账户
用户1
用户2
用户3 Guests组
每一个用户都有一个帐户 帐户类型：
计算机管理员 受限帐户
用户4 用户5
Administrator
Administrators组 最大权限
学习思路：
对操作类型知识的学习思路：
界面
元素
功能
操作
Windows XP的桌面 桌面：Windows XP所占据的屏幕空间 “开始”菜单
《大学计算机基础》第4章编程基础-精选文档
➢ 使用赋值语句 如： age = 20;
32
三、JavaScript编程基础（续）
变量（续）
读取变量的值
➢ 把该变量的名字放在常量可以出现的位置：
✓表达式中赋值符的右边 ✓函数调用的实参表中
33
三、JavaScript编程基础（续）
例：变量的基本用法和含义，代码注释
var name; //声明变量 name
➢ 对操作数实施运算符所确定的计算后产生的结果值 ➢ 例：
若有定义 var x=256; 则：256、x、x+600的值分别是数值256、256、856
39
三、JavaScript编程基础（续）
运算符的优先级
决定各运算符的执行次序：优先级高的先计算
例：
尽量使用简单的表达式
40
三、JavaScript编程基础（续）
4
一、程序设计基本概念（续）
程序设计语言（续）
机器语言
➢ 二进制代码语言，能被计算机硬件直接识别并执行 ➢ 例：计算4+6的机器语言程序
00100011 00000100 00000011 00000110 00000010
5
一、程序设计基本概念（续）
程序设计语言（续）
汇编语言
➢ 一种面向机器的低级语言：用助记符代替操作码、用地 址符代替操作数
➢ 面向对象程序设计（Object-Oriented Programming，OOP） 方法
13
一、程序设计基本概念（续）
结构化程序设计
按照模块化、层次化的方法设计程序 核心思想
➢ 程序模块化 ➢ 语句结构化 ➢ 自顶向下、逐步求精
14
一、程序设计基本概念（续）
32
三、JavaScript编程基础（续）
变量（续）
读取变量的值
➢ 把该变量的名字放在常量可以出现的位置：
✓表达式中赋值符的右边 ✓函数调用的实参表中
33
三、JavaScript编程基础（续）
例：变量的基本用法和含义，代码注释
var name; //声明变量 name
➢ 对操作数实施运算符所确定的计算后产生的结果值 ➢ 例：
若有定义 var x=256; 则：256、x、x+600的值分别是数值256、256、856
39
三、JavaScript编程基础（续）
运算符的优先级
决定各运算符的执行次序：优先级高的先计算
例：
尽量使用简单的表达式
40
三、JavaScript编程基础（续）
4
一、程序设计基本概念（续）
程序设计语言（续）
机器语言
➢ 二进制代码语言，能被计算机硬件直接识别并执行 ➢ 例：计算4+6的机器语言程序
00100011 00000100 00000011 00000110 00000010
5
一、程序设计基本概念（续）
程序设计语言（续）
汇编语言
➢ 一种面向机器的低级语言：用助记符代替操作码、用地 址符代替操作数
➢ 面向对象程序设计（Object-Oriented Programming，OOP） 方法
13
一、程序设计基本概念（续）
结构化程序设计
按照模块化、层次化的方法设计程序 核心思想
➢ 程序模块化 ➢ 语句结构化 ➢ 自顶向下、逐步求精
14
一、程序设计基本概念（续）
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4．工作表标签 在Excel中要搞清工作簿、工作表与单元格之间的关系。一个 工作簿就是一个Excel文件，它可以由多个工作表构成，默认情况 下，一个工作簿中包含3个工作表，而单元格是构成工作表的最 小单元。 在工作簿中，每一个工作表都有自己的名称，默认名称为 Sheet1、Sheet2、Sheet3……，显示在工作界面的左下角，称为 “工作表标签”，单击它可以在不同的工作表之间进行切换。 5．活动单元格 当前正在使用的单元格称为“活动单元格”，外观上显示一 个明显的黑框。单击某个单元格，它便成为活动单元格，可以向 活动单元格内输入数据。活动单元格的地址显示在名称框中。
在工作完成后需要退出Excel，退出时可采用以下方法： 方法一：单击标题栏右侧的【关闭】按钮 。 方法二：使用键盘上的Alt+F4组合键。 方法三：切换到【文件】选项卡，然后单击【关闭】命令，如 图4-2所示。
图4-1 启动Excel 2010应用程序
图4-2 执行【关闭】命令
4.1.3 Excel 2010界面组成 启动Excel以后，可以看到Excel的工作窗口与Word工作
另外，Excel还提供了许多数据分析与辅助决策工具， 例如数据透视表、模拟运算表、假设检验、方差分析、移动 平均、指数平滑、回归分析、规划求解、多方案管理分析等 工具。利用这些工具，不需掌握很深的数学计算方法，不需 了解具体的求解技术细节，更不需编写程序，就可以完成复 杂的求解过程，得到相应的分析结果。
第4章 Excel 2010表格处理
4.1 Excel 2010概述 4.2 工作簿与工作表的操作 4.3 数据的输入 4.4 工作表的编辑 4.5 公式与函数 4.6 数据处理 4.7 图表
4.1 Excel 2010概述
4.1.1 Excel主要功能介绍 1．编辑表格 Excel可以根据需要快速、方便地建立各种电子表格，
4．数据网上共享 Excel具有强大的Web功能，将Excel工作簿保存为Web 网页，可以创建超级链接获取互联网上的共享数据，也可将 自己的工作簿设置成共享文件，保存在互联网的共享网站中， 供网络用户分享数据。
4.1.2 Excel 2010启动与退出 与启动Word 2010一样，启动Excel 2010也有两种方法：一是通
窗口很相似，很多组成部分的功能和用法与Word完全一样， 所以不再赘述。
下面、工作表标签、活动单元格等，如 图4-3所示。
编辑栏 全选按钮
行号
活动单元格
列标
工作表标签
图4-3 Excel 2010的界面组成
1．编辑栏 编辑栏是Excel特有的工具栏，主要由两部分组成：名 称框和编辑框。 左侧的名称框用于显示当前单元格的名称或单元格地址。 如图4-4所示，名称框中显示的是单元格区域的名称；如图 4-5所示，名称框中显示的是当前单元格的地址。
输入各种类型的数据，并且具有比较强大的自动填充功能。 Excel中每一张工作表就是一个通用的表格，直接向单元格 中输入数据，这样就可以形成现实生活中的各种表格，如学 生登记表、考试成绩表、工资表、物价表等；对于表格的编 辑也非常方便，可以任意插入和删除表格的行、列或单元格； 对数据进行字体、大小、颜色、底纹等的修饰。
过【开始】菜单；二是通过快捷方式图标。 方法一：单击桌面左下角的【开始】按钮打开【开始】菜单，
然后依次单击【所有程序】/【Microsoft Office】/【Microsoft Excel 2010】命令，如图4-1所示，就可以启动Excel 2010应用程序，进入 编辑状态。
方法二：如果在桌面上创建了“Microsoft Excel 2010”的快捷 方式，可以双击该快捷方式图标，快速启动Excel 2010应用程序。
图4-4 显示单元格名称
图4-5 显示单元格地址
编辑框位于名称框右侧，用户可以在其中输入单元格的 内容，也可以编辑各种复杂的公式或函数。如图4-6所示， 编辑框中输入的是文字；如图4-7所示，编辑框中输入的是 公式。
图4-6 编辑框中输入的是文字
图4-7 编辑框输入的是公式
此外，编辑栏中还有3个按钮 ，分别是【取消】按 钮 、【输入】按钮、【插入函数】按钮 。如果数据输 入不正确，可以单击 按钮来取消输入的数据；如果数据输 入正确，则单击 按钮来确认输入的数据；而单击 按钮则 可以插入函数。
2．数据管理与分析 Excel 2010的每一张工作表由1 048 576行和16 384列组 成，行和列交叉处组成单元格，这样大的工作表可以满足大 多数数据处理的业务，将数据输入到工作表中以后，可以对 数据进行检索、分类、排序、筛选、统计汇总等基本操作。 除此以外，Excel 2010还提供了包括财务、日期和时间、 数学和三角函数、统计、查找与引用、数据库、文本、逻辑、 信息等内置函数，可以满足许多领域的数据处理与分析的要 求。如果内置函数不能满足需要，还可以使用Excel内置的 Visual Basic for Applications(也称做VBA)建立自定义函数。
3．制作图表 图表能直观地表示数据间的复杂关系，通过图表，可以直观 地显示出数据的众多特征，例如数据的最大值、最小值、发展变 化趋势、集中程度和离散程度等都可以在图表中直接反映出来。 Excel 2010具有很强的图表处理功能，它提供了多种图表形 式，可以方便地将工作表中的有关数据制作成专业化的图表，如 条形图、气泡图、柱形图、折线图、散点图、股价图以及多种复 合图表和三维图表。同一组数据可以用不同类型的图表表示，并 且可以任意编辑图表标题、坐标轴、网络线、图例、数据标志、 背景等项目，从而获得最佳的外观效果。Excel还能够自动建立数 据与图表的联系，当数据增加或删除时，图表可以随数据变化而 方便地更新。
2．全选按钮 单击该按钮，可以选择工作表中的所有单元格。 3．行号与列标 工作表是一个由若干行与列交叉构成的表格，每一行与 每一列都有一个单独的标号来标识，用于标识行的称为行号， 由阿拉伯数字表示；用于标识列的称为列标，由英文字母表 示。 按住Ctrl键的同时按下方向键↓，可以观察到工作表的 最后一行；按住Ctrl键的同时按下方向键→，可以观察到工 作表的最后一列。