大学计算机基础(二)_第二章
923694-大学计算机基础教程(第2版)-第二章 Windows 7 操作系统
第二章 windows7操作系统-文件管理
2.3.1 Windows 7文件系统
2.文件类型
为了方便管理和控制文件，计算机中的文件分 为了很多类型，操作系统和用户一般可以通过文件扩 展名来识别文件文件类型。
第二章 windows7操作系统-文件管理
2.3.1 Windows 7文件系统
3.文件夹
2.2.3 Windows 7 桌面
（1）桌面背景和图标
桌面图标主要包括系统图标和快捷图标。其中系统图标指 可进行与系统相关操作的图标；快捷图标指应用程序的快捷 启动方式。 (2) 任务栏
任务栏是位于屏幕底部的水平长条，分为多个区域。Win7 的任务栏从左到右分别是“开始”菜单按钮、快速启动栏、应 用程序栏、语言栏、通知区域和“桌面显示”按钮 。
• 右击：将鼠标定点到某一对象处，按下鼠标右键一次，出现快 捷方式菜单。
• 拖曳：按下标左键，拖动所选择的目标对象至目标位置，然后 松开鼠标键。
第二章 windows7操作系统-Windows 7 操作系统
2.2.2 Windows 7 操作方式
2.键盘操作 键盘是一种基本的输入设备，主要用来输入字符，系统-Windows 7 操作系统
2.2.3 Windows 7 桌面
桌面是屏幕的整个背景，是一切工作的平台。广义上，桌 面包括桌面背景、桌面图标、 “开始”按钮和任务栏。 （1）桌面背景 （2）桌面图标 （3）任务栏
第二章 windows7操作系统-Windows 7 操作系统
2.6.1 磁盘维护
1.磁盘清理
件。
“磁盘清理”程序可清理掉这些多余的临时文
2.磁盘碎片整理
磁盘碎片整理，就是通过系统软件或者专业的 磁盘碎片整理软件对电脑磁盘在长期使用过程中产 生的碎片和凌乱文件重新整理，释放出更多的磁盘 空间,以可提高电脑的整体性能和运行 速度。
大学计算机基础第二章 计算机信息基础
2.3 信息表示与编码
补码的概念是怎么来的？
计算机科学与工程系
所谓“模”，是指一个系统的量程，或者说一 个系统所能表示的最大的数(比如，钟的最大数 为 12 ，但 12 被溢出变为 0) 。按模运算是指运算 结果超过模时，模丢失。当模为整数时，按模 运算也可理解成除以模求余数的过程。常用符 号“mod”表示按模运算，如：18 mod 12=6 mod 12，即：18和6都是指向6点。
二进制、八进制、十六进制
例：
计算机科学与工程系
十进制
位权相加法：各位数码乘位权，再相加。
八进制 十进制 (113.5231)8 = 1×82 + 1×81 + 3×80 + 5×8-1 + 2×8-2+3×8-3+1×8-4
= 64 + 8 + 3 + 0.625 + 0.03125+0.005859375
计算机科学与工程系
十六进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 10
教学进度
常 用 数 制 的 对 应 关 系
2.1 计算机所使用的数制
2.1.2 二进制的运算
计算机科学与工程系
二进制的算术运算
加： 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10
本位为0， 向高位进位1
例：对于模为28=256时，[-5]补=[-5]反后再在最后一位 加1=[11111011]2=25110，180-5=180+ [-5]补 =180+251=256+175=175（256溢出了，因为模是256)
教学进度
2.3 信息表示与编码
大学计算机基础教程(高守平第二版)第2章操作系统基础
大学计算机基础教程(高守平第二版)第2章操作系统基础大学计算机基础教程(高守平第二版)第2章操作系统基础第一节操作系统的定义和作用操作系统是一种系统软件，它管理和控制计算机硬件资源，并提供给用户一个简单易用的界面，使得用户可以方便地使用计算机。
1.1 操作系统的定义操作系统是指在计算机和用户之间起到桥梁作用的软件。
它利用计算机的硬件资源，提供给用户一个友好的环境，使得用户可以与计算机交互，并能够运行各种应用程序。
1.2 操作系统的作用操作系统有以下几个主要作用：（1）管理和分配计算机系统的硬件资源，包括处理器、存储器、输入输出设备等；（2）提供用户与计算机之间的接口，让用户能够方便地使用计算机；（3）管理和调度进程，保证多个进程之间的并发执行；（4）提供各种系统服务和功能，如文件管理、网络通信等。
第二节操作系统的基本概念2.1 进程和线程进程是指正在运行的程序的实例。
每个进程有自己的地址空间、文件描述符等资源。
一个进程可以包含多个线程，线程是在进程中独立运行的执行单元。
2.2 内存管理操作系统负责管理计算机的内存资源，包括内存的分配和释放、虚拟内存的管理等。
通过虚拟内存技术，操作系统可以将进程使用的内存分为多个虚拟地址空间，从而提高内存的利用率。
2.3 文件系统文件系统负责管理计算机中的文件和目录。
它提供了对文件的读写操作，并管理文件的存储和组织。
文件系统还提供了目录结构，方便用户组织和查找文件。
2.4 设备管理设备管理是操作系统对计算机硬件设备进行管理的一项重要任务。
它负责对设备的分配和回收，以及设备的驱动程序的管理。
通过设备管理，操作系统可以提供对各种设备的统一访问接口，使得应用程序可以方便地使用设备。
第三节常见的操作系统3.1 Windows操作系统Windows操作系统是由微软公司开发的一种广泛使用的操作系统，具有图形化界面和丰富的应用软件。
Windows操作系统拥有庞大的用户群体，在个人计算机和企业中使用广泛。
大学计算机基础第二章讲义
第二章计算机硬件及软件系统计算机系统是一个复杂的工作系统，它由硬件系统和软件系统组成。
所谓计算机的硬件系统，通俗地说就是构成计算机的看得见摸得着的部件，即构成计算机的各种物理设备的总称。
例如：计算机的主机、显示器、键盘、磁盘驱动器等。
软件系统是运行、管理和维护计算机的各类程序和文档的总称。
通常把不装备任何软件的计算机称为“裸机”，计算机之所以能够应用到各个领域，是由于计算机装上不同软件后，能够出色地按照人们的意志完成各种不同的任务。
本章主要介绍计算机硬件及软件知识。
2-1 计算机硬件系统的组成计算机硬件的基本功能是接受计算机程序的控制来实现数据输入、运算、数据输出等一系列根本性的操作。
计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大基本构件组成。
图2-1列出了一个计算机系统的基本硬件结构。
其中，实线代表数据流，虚线代表指令流。
2-1-1 主板1．系统主板主板又叫主机板、母板、系统板等，是计算机系统的主要组件，包括中央处理器、主存储器、支持电路和总线控制器以及插接件。
计算机的质量与主板的设计和工艺有极大的关系。
随着计算机技术的发展，高度整合主板成为主板发展的一个必然趋势，现在主板不但可以集成声卡、MODEM、网卡、Raid（独立磁盘冗余阵列），而且还可以集成显卡，以及各种新型接口。
图2-2为一个实际的A TX主板的布局结构及外型图。
图2-2 A TA主板(1) CPU插槽。
CPU需要通过某个接口与主板连接才能进行工作。
CPU采用的接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式等。
对应到主板上就有相应的插槽类型。
目前，在安装形式上主要分为Socket和Slot两大工业标准，图2-2所示CPU插槽为Socket插槽，目前的Pentium 4 CPU 采用的是Socket 478插槽。
图2-3 Intel 845G南桥芯片组图2-4 VIA PT880北桥芯片(2) 芯片组。
芯片组(Chipset)是主板的灵魂，它决定了主板所能够支持的功能。
大学计算机基础第二章
大学计算机基础第二章第二章计算机系统1.计算机系统的构成一个完整的计算机系统是由硬件和软件组成。
硬件是由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五部分组成。
其中：中央处理器(简称CPU)=运算器+控制器主机=中央处理器+主存储器软件是指各类程序和数据，计算机软件包括计算机本身运行所需要的系统软件和用户完成任务所需要的应用软件。
2.冯·诺依曼型计算机的结构冯·诺依曼型计算机是将程序和数据事先存放在外存储器中，在执行时将程序和数据先从外存装入内存中，然后使计算机在工作时自动地从内存中取出指令并加以执行，这就是存储程序概念的基本原理。
冯·诺依曼计算机体系结构的主要特点是：(1)采用二进制形式表示程序和数据。
(2)计算机硬件是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。
(3)程序和数据以二进制形式存放在存储器中。
(4)控制器根据存放在存储器中的指令(程序) 工作。
3.中央处理器CPU CPU：运算器部件、寄存器部件和控制器部件。
CPU 从存储器取出指令，放入CPU 内部的指令寄存器，并对指令译码。
它把指令分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令，执行微操作系列，从而完成一条指令的执行。
CPU 的主要性能指标：(1)主频/外频（主频=外频×倍频，即CPU工作频率）(2)数据总线宽度（即字长，指CPU传输数据的位数）(3)地址总线宽度（决定了CPU可访问的地址空间）(4)工作电压（低电压可减少CPU过热，降低功耗）(5)高速缓存Cache（加速CPU与其它设备间数据交换）(6)运算速度（CPU每秒能处理的指令数）运算器运算器是完成算术和逻辑运算的部件，又称算术和逻辑运算单元。
计算机所完成的全部运算都是在运算器中进行的。
运算器的核心部件是:(1)运算逻辑部件(2)寄存器部件控制器控制器负责从存储器中取出指令，并对指令进行译码，并根据指令译码的结果，按指令先后顺序，负责向其它各部件发出控制信号，保证各部件协调一致地完成各种操作。
《大学计算机基础》(第2章)
2.1.2 操作系统的分类
15
2.1.2 操作系统的分类
6 嵌入式操作系统
嵌入式系统一般指非PC系统，有计算机功能但又不称之为计算机的设备或器材。
说 它是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、 明 功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。简单地说，嵌入式系统集系统的应用软件
2.1.3 常用的操作系统
17
2.1.3 常用的操作系统
2 UNIX 操作系统
UNIX操作系统是一种多用户、多任务的分时操作系统，支持多种处理器架构。 它具有可靠性高、开放性好、网络功能强和强大的数据库支持功能。但由于它多 数是以命令方式来进行操作的，初级用户不容易掌握，所以UNIX操作系统一般用 于大型的网站或大型的企、事业局域网中。
2.1 操作系统概述
2.1.1 操作系统的功能 2.1.2 操作系统的分类 2.1.3 常用的操作系统
引 子
操作系统是管理和控制计算机硬 件与软件资源的计算机程序，是直接 运行在“裸机”上的最基本的系统软 件，任何其他软件都必须在操作系统 的支持下才能运行。图2-1所示为操 作系统、软硬件和用户间的关系。
系统。
2.1.3 常用的操作系统
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2.1.3 常用的操作系统
5 Android 操作系统
Android（安卓）是一种基于Linux的开放源代码开发的操作系统，主要应用于移动 设备，如智能手机和平板电脑。Android操作系统最初由Andy Rubin开发，主要支持智 能手机。2007年11月，Google与84家硬件制造商、软件开发商及电信营运商组建开放手 机联盟共同研发改良Android系统。第一部Android智能手机发布于2008年10月。
大学计算机基础第2章 计算机系统
2.1
计算机系统组成概述
2.2
计算机的基本原理和性能指标
2.3
计算机硬件系统
2.4
计算机软件系统
2.1 计算机系统组成概述
一套完整的计算机系统由硬件系统 和软件系统两大部分组成，硬件是组成 计算机系统的各种物理设备的总称；软 件是为了运行、管理和维护计算机而编 制的各种程序、数据、文档等，其各部 分组成如图2-1所示。
2.2 计算机的基本原理和性能指标
美籍匈牙利科学家冯· 诺依曼于1946 年首先提出了计算机的基本结构和工作 原理，并确定了现代计算机硬件体系结 构的5个基本部件：运算器、控制器、存 储器、输入设备、输出设备。 人们把冯•诺依曼的这一理论称为冯• 诺依曼体系结构。
2.2.1 计算机的基本结构
1、冯•诺依曼计算机结构模型
硬件的基本功能是由输入设备接受 外界数据信息，将信息存储在计算机存 储器中，并按照程序规定的要求对信息 处理。
2.1.2 计算机的软件系统
软件系统运行于硬件系统之上，是 需要处理的信息以及处理程序、规则、 方法、文档等的集合。 软件系统的范围非常广泛，一般包 括系统软件和应用软件两大类。
系统软件是为了提高硬件的使用效率并 方便用户使用而专门设计的软件，其中最主 要的是操作系统（如DOS、Windows、Unix 等）。
2.2.2 计算机的工作原理
1、指令
指令是人们对计算机发出的用来完 成一个最基本操作的工作命令，它由计 算机硬件来执行。
指令也是由0和1组成的二进制代码 序列，它规定了计算机能完成的某一种 操作。 一条指令通常由两个部分组成：操 作码和操作数，如图2-4所示。
操作码
操作数
图2-4 指令的构成
大学计算机基础第二章计算机系统组成
运算器
算术逻辑单元 ALU
五大部件之二——控制器 控制器是计算机的神经中枢， 用于控制计算机操作
控制器 从存储器中取出指令，经过分析指令，产 生各种控制信号，从而指挥整个计算机有条不紊 地、自动地执行程序。
五大部件之三——存储器 存储器是计算机的记忆装置
.主存 .内存
.辅存 .外存
存储器的操作方式——读和写
LED显示器与LCD显示器区别 在电压驱动下LED是自己发光（俗称放光二级管）；在电压驱动下LCD 可以变色但是不发光，我们看到LCD发的光其实是LCD模组的背光灯发
的光。 LED显示器与LCD显示器相比，LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速
率等方面，都更具优势。
2.2 计算机软件系统
用户程序或文档
个人计算机的硬件组成
运算器
中央处理器(CPU)
主机
控制器 寄存器
内存储器 随机存储器(RAM)
硬件
只读存储器(ROM) 高速缓冲存储器(cache)
外存储器——硬盘、软盘、光盘
外部设备
输入设备——键盘、鼠标、光笔、扫描仪 输出设备——显示器、打印机、绘图仪
其他——网卡、调制解调器、声卡、显卡等
2.1.2 信息存储原理
磁盘容量
=柱面数(一个盘面上的磁道数)× 盘面数× 扇区数×每 扇区字节数(512B) 目前常见硬盘容量在160G-2TB之间
硬盘的选购
1. 转速 目前台式机硬盘转速依然为7200转。 主流笔记本的转速正在由5400转过渡到7200转，性能提升明显 2. 单碟容量 单碟容量就是指一个存储碟所能存储的最大数据量 。 单碟容量越大其内部数据传输速率就越快、稳定性越好。 3.平均寻道时间
计算机硬件的基本结构
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二进制数的加法运算
加法运算法则
0+0=0
0+1=1+0=1
1+1=0
1101 + 1110 11011
4 二进制数的算术运算
二进制数的减法运算
减法运算法则 法运算法则
0 - 0 = 1 -1 =0
1-0=1
0-1=1
-
11011 1110 1101
4 二进制数的算术运算
乘法运算法则 0×0=0 0×1=1×0=0 1=1× 1×1=1
特点:内存→存取速度快 存储容量小 特点:内存→存取速度快,存储容量小
PU和存储器中的内存一起构成了计算机的"主机". PU和存储器中的内存一起构成了计算机的 主机" 和存储器中的内存一起构成了计算机的"
将程序,数据等信息转化成计算机能够接收的信息形式, 将程序,数据等信息转化成计算机能够接收的信息形式, 输入计算机内部. 输入计算机内部.
每个记忆单元由8位二进制位组成. 每个记忆单元由8位二进制位组成.
字节Byte 字节ByB 1 1MB= 210KB= 1024KB 1 1GB= 210MB= 1024MB 1 1TB= 210GB= 1024GB 1
6 5
4 二进制数的算术运算
进制表示符 B:二进制 : O:八进制 : D:十进制 :
H:十六进制 :
数部分: 数部分:除 r取余 取余 数部分: 数部分:乘 r取整 取整 100(D)= 144 (O)= 64 八进制 8 8 8 100 12 1 0 4 4 1
~ 例 100.345(D)= 1100100 .01011 (B) 100 50 25 12 6 3 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0.345 2 0.690 2 1.380 2 0.760 2 1.520 2
2.2不同进位计数制间的转换 不同进位计数制间的转换
进制转化成十进制
进制转化成十进制:按权展开,然后求和. 进制转化成十进制:按权展开,然后求和.
例:
4+22+1=21 10101(B)=2
101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75 101(O)=82+1=65 71(O)=7 8+1=57 101A(H)=163+16+10=4122 +16+10=
两位并一位
13 123
原因:? 原因: 102 = 100
2
3=8 2 10
4=16 2
8
16
进制→二进制: 进制 二进制: 一位拆三位 二进制
144.35(O)= 001 100 100 . 011 101(B) = 1 100 100 . 011 101(B)
六进制→二进制: 六进制 二进制:一位拆四位 二进制
算机的五大部件
存储器 外存储器 输 入 设 备 输 出 设 备
内存储器
运算器
控制器 数据流 控制流
央处理器( :Central Unit) 央处理器(CPU:Central Processing Unit) 理器
中 央 处 理 器
控制整个计算机所有部 的工作
控制器
运算器
(算术逻辑单元 算术逻辑单元) 算术逻辑单元
二进制数的乘法运算
1101 × 1010 0000 1101 0000 + 1101 10000010
自动加 1
指令寄存器
控制器
操作控制线路 ( 3) 累加寄存器 算术,逻辑运算部件
… 0270
…… 数据 数 据 区
运算器
计算机基本工作原理: 计算机基本工作原理:示例
文字描述的计算程序
计算步骤 1 2 3 4 5 解题命令 从存储器中取出7到运算器的0 从存储器中取出7到运算器的0号寄存器中 从存储器中取出2到运算器的1 从存储器中取出2到运算器的1号寄存器中 将0号和1号寄存器中的数据相加,得和9 号和1号寄存器中的数据相加,得和9 将计算结果9 将计算结果9存入存储器中 停机
系统软件 软件
输出设备
主机
外设
外存设备 输入设备 网络设备
计算机硬件包括主机和外设
诺依曼原理: 冯诺依曼原理: 诺依曼原理
1) 计算机由运算器,控制器,存储器, 输入设备 计算机由运算器 控制器,存储器, 运算器, 输出设备五大部分组成 五大部分组成. 和输出设备五大部分组成. 2) 采用存储程序方式. 采用存储程序方式. 存储程序方式 3) 采用二进制表示数据和指令. 采用二进制表示数据和指令. 二进制表示数据和指令
进制→十六进制: 进制 十六进制:四位并一位 十六进制
11 0110 1110.1101 01 (B)= B)= 0011 0110 1110.1101 0100(B)= B)= 3 6 E. D 4(H)
2.3 数据的存储单位
.(b) 位(Bit): 存放一位二进制数的单位.( ) : 存放一位二进制数的单位.( 字节(Byte): 相邻 个二进制位.( ) : 相邻8个二进制位.(B) 个二进制位.( 字节 地址: 地址: 对应于每一个存储单元的编号. 对应于每一个存储单元的编号.
例说明: 例说明:计算 7+2=?
计算机基本工作原理: 计算机基本工作原理:示例
计算程序的简写形式
操作码 取数 取数 加法 存数 停机 操作数 7 2 7 ,2 9
指令操作码表
操作名称 取数 加法 存数 停机
操作码 0100
令顺序 1 2 3 4 5
0101
1010
1111
操作数存放单元
数的操作地址 0001 0010
执行指令 由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控
信息,去完成该指令所要求的操作. 信息,去完成该指令所要求的操作.
一条指令执行完成,指令计数器加1 一条指令执行完成,指令计数器加 或将转移地址码送入程序 数器,然后回到① 数器,然后回到①.
起始地址 内存储器 程 序计 数 器 PC 程 序计 数 器 PC 0100 ( 4) 操作码 07 ( 2) 译码器 地址码 0270 内存储器 地址 … 0100 ( 1) 0101 内容 …… 070270 程 序 区
常用输入设备:键盘,鼠标,扫描仪,光笔,数字化仪等. 常用输入设备:键盘,鼠标,扫描仪,光笔,数字化仪等.
输出设备: 输出设备:
将计算机内部的运算结果转换成人或其它设备能够接受和 识别的形式. 识别的形式. 常用输出设备:显示器,打印机,绘图仪等. 常用输出设备:显示器,打印机,绘图仪等.
能被计算机识别并执行的二进制代码, 令:能被计算机识别并执行的二进制代码,完成一种基本操作 一组指令集合. 序:一组指令集合.
结构
指令
分 类
操作码
操作数
操作码: 操作码:要完成的操作类型或性质 操作数: 操作数:操作的内容或所在的地址
据传送指令
内存
CPU
据处理指令
+ - ×÷ And Or…… If Goto……
主机 I/O设备
程序控制指令
入输出指令
它指令
令的执行过程: 令的执行过程:
按照指令计数器 在控制器)中的地址, 指令计数器( 取指令 按照指令计数器(在控制器)中的地址,从内存中取
1
0
计算
1
取数
0
取数
加法
1
存数
停机
.2 数制转换及运算
2.1进位计数制 进位计数制
2+7×101+6×100 +3×10-1+4×1 6.34=6×10 × +6× × × ×
数码 基数 权
进制数N表示方法:
×rn-1+an-2×rn-2+…+a0×r0+a-1×r-1+…+a-m× + + -1
十六进制 对应二进制
进制
十六进制 对应二进
000 001 010 011 100 101 110 111
0 1 2 3 4 5 6 7
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
8 9 A B C D E F
1000 1001 1010 1011 1100
1101
1110 1111
0 -1
码元素
基数
规则
权 式表示
十六进制 0,1,… 0,1,…,9, A,B,C,D,E, 16 逢十六进一 借一当十六 i 16 Hexadecima
-m
:①i 为整数 ②(N)R=an-1R +an-2R +…+a1R +a0R +a-1R +…+a-mR
几种进位记数制
对应二进制
.2 数制转换及运算 .2.1进位计数制 进位计数制
第二章 计算机基础知识
2.1 计算机系统的组成与工作原理 2.2 数制转换及运算 2.3 数据在计算机中的表示
1 计算机系统的组成与工作原理
.1计算机系统的组成 计算机系统的组成
硬件
软件
系统软件 应用软件
算机系统的组成
CPU 主机
内存 运算器 寄存器 控制器 随机存储器(RAM) 随机存储器 只读存储器(ROM) 只读存储器 高速缓冲存储器
程序的简写形式 指令操作码表
取数 取数 7 2
用二进制表示的计算程
序 操作码 操作数
指令地址 操作码 地址码 所完成
R0←(
R1←(
R0←(
作数存放单元
D3←( 停机
操作地址 存放的数
001
010
计算机基本工作原理: 计算机基本工作原理:示例