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计算机基础知识
第1章计算机基础知识
1.1计算机的发展及应用
1946年2月,世界上第一台电子计算机在美国宾夕法尼亚大学问世,取名为ENIAC(ElectronicNumericalIntergatorAndCalculator,电子数字积分计算机)。
计算机依据电子元器件可划分为四个发展阶段:
第一代的电子器件是电子管;第二代电子器件是晶体管;第san代的电子器件是中、小规模集成电路;第si代的电子器件是大规模和超大规模集成电路。
个人计算机属于微型计算机。
计算机的数据处理又称信息处理,是指在计算机上加工那些非科技工程方面的计算,管理和操纵任何形式的数据资料,并不仅仅是指数值计算。
采用计算机对连续的工业生产过程进行控制,称为过程控制(又称实时控制)。
其特点是及时收集并检测数据,按最佳值调节控制对象。
计算机辅助系统包括:
计算机辅助设计CAD;计算机辅助制造CAM;计算机辅助教育CBE;计算机辅助教学CAI。
1.2数制与数制转换
二进制、八进制、十进制、十六进制四种进制的基数以及四种进制之间的互相转换。
例题:
在计算机中设有某进制数,2×2=10,则根据这个运算规则,要求计算5+6=?
解题思路:
根据2×2=10可推出该进制为4进制,所以5+6=(23)4
1.3计算机中数据的表示
当用计算机处理信息时,先要把信息转换成二进制数据的形式,计算机才能存储、传输和处理。
⑴位(bit)
计算机中最小的不可分割的数据单位是二进制的一个数位称为比特位,简称位。
⑵字节(Byte)
相邻8个比特位组成一个字节,用B表示(英文为Byte)。
字节是计算机中用来表示存储容量大小的基本单位。
1B=8bits
1KB=210B=1024B
1MB=220B=1024KB
1GB=230B=1024MB
⑶字
在计算机中作为一个整体被存取、传送、处理的二进制数位叫做一个字,每个字中二进制位数的长度,称为字长。
对字符的编码方案使用最多、最普遍且具有国际标准的是美国标准信息交换码ASCII(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)。
ASCII字符编码表的排列顺序是先“数字”后“大写字母”再过来是“小写字母”。
计算机中的字符,一般是用8个二进制位即1个字节的编码表示的。
规定8个二进制位中的最高位为0,剩下的7位有128种编码,分别表示表中的128个不同的字符。
一般汉字的编码方案要解决四种编码问题。
(1)汉字交换码
汉字交换码主要是用作汉字信息交换用的。
国标码规定,每个汉字(包括非汉字的一些符号)由2字节代码表示。
每个字节的最高位为0,只使用低7位。
国标码的汉字编码表有94行及94列,以区号与位号组合在一起就构成了区位码,采用十进制表示。
国标码与区位码之间的转换公式为:
国标码高位字节=(区号)16+20H
国标码低位字节=(位号)16+20H
例如:
已知“国”的区位码为2590D,求“国”的国标码?
解题思路:
先把“国”的区位码2590D转换成十六进制195AH,再得出“国”的国标码为397AH。
(2)汉字机内码
汉字机内码,又称内码或汉字存储码。
该编码的作用是,统一了各种不同的汉字输入码在计算机内部的表示。
把国标码每个字节的最高位由0改为1,其余位不变的编码作为汉字字符的机内码。
(3)汉字输入码
汉字输入码是为了通过键盘字符把汉字输入计算机而设计的一种编码。
(4)汉字字形码
汉字字形码用于汉字的显示和打印,是汉字字形的数字化信息。
点阵数越高,汉字字形刻画越细微。
同时占用的存储空间也就越多。
由于汉字字形点阵中的每个点对应一个二进制位,1字节又等于8个二进制位,可求32×32点阵字形的字符要使用多少字节存储?
1.4计算机系统的组成
“存储程序和程序控制”的原理,是由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼于1946年最先提出的,计算机的硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备五大功能部件组成。
1).中央处理器
中央处理器(CentralProcessingUnit,CPU)又称中央处理单元。
CPU由控制器、运算器两部分组成。
2).存储器
CPU可以直接访问内存。
⑴只读存储器ROM
ROM的特点是:
存储器中的内容只能读(又称取),不能写(又称存)。
断电后,其中的信息不会丢失。
⑵随机存储器RAM
RAM的特点是:
既可读取存放在其中的信息又可随时写入新的信息或改写原来的信息。
所以RAM又称为读写存储器。
⑶高速缓冲存储器(Cache)
高速缓冲存储器Cache是一个高速小容量的临时存储器,用以存储CPU最经常访问的指令或者数据。
Cache的存取速度比主存的速度快,几乎和CPU相当。
因此存取速度快慢的排列顺序为CPU——Cache——RAM——硬盘。
5).总线
总线是一组为系统部件之间传递命令或数据的公用信号线,一般按信号类型将总线分为三种:
地址总线AB(AddressBus)、数据总线DB(DataBus)、控制总线CB(ControlBus)。
1.4.2计算机的指令和程序
1).计算机指令
计算机指令就是控制计算机进行各种操作和运算的一组二进制代码,它规定了计算机执行的每一步操作。
把某种类型计算机所能识别并执行的所有指令构成的集合称为该计算机的指令系统。
一条指令代码由操作码和地址码(又称操作数)两部分组成。
1.4.3计算机软件系统
计算机软件系统是指计算机系统中运行需要的各种程序和文档的总称。
按软件的不同功能,一般将软件分为系统软件和应用软件两大类。
系统软件按用途可分为三类:
⑴面向计算机管理和操作的软件。
①操作系统(OperatingSystem简称OS)它是控制和管理计算机系统资源的软件集合,是最基本、最重要、最核心的系统软件,是用户和计算机之间的接口。
⑵面向用户的软件。
包括:
①语言处理程序,如汇编程序、解释程序、编译程序。
②数据库管理系统,常见的如dBase、FoxBase、VisualFoxpro、Oracle、Access等。
⑶面向计算机维护人员的软件。
1.4.4计算机语言
程序是为了完成某一任务而设计的指令序列。
用来编制程序的计算机语言称为程序设计语言,程序设计语言经历了机器语言、汇编语言和高级语言三代。
1).机器语言
机器语言就是机器指令序列,它是直接用0和1二进制代码形式表示的。
机器语言可以直接被计算机识别并执行。
又称为目标程序。
2).汇编语言
用自然符号来代替二进制指令代码,每一个符号对应一条机器指令。
所以汇编语言称作符号语言,即符号化了的机器语言。
用汇编语言写的程序称为汇编语言源程序,计算机不能识别源程序,必须经过一种称之为汇编程序的语言处理程序的翻译,把它转换成计算机能识别的机器语言程序(目标程序),计算机才能执行。
如下图,这个翻译的过程称汇编。
汇编语言和机器语言统称为低级语言。
3).高级语言
高级语言是于自然语言来编程的,面向问题的程序设计语言。
用高级语言写的程序称为高级语言源程序,它也要经过语言处理程序把它转换成目标程序,计算机才能执行。
转换方式有两种:
编译方式:
把高级语言源程序整个翻译成目标程序,这个目标程序并不一定立即要求计算机执行。
完成编译过程的程序称为编译程序。
翻译方式:
把高级语言源程序的语句逐条解释执行,即每解释一条语句就让计算机立即执行这条语句对应的功能,全部解释完则整个程序也就执行完,解释过程不产生目标程序,完成解释过程的程序称为解释程序。
1.5微型计算机系统
字长是计算机CPU能直接处理二进制的位数,它直接关系到计算机的计算精度、功能和运行速度。
运算速度是指计算机每秒钟运算的次数。
运算速度的单位用MIPS(每秒百万条指令)表示。
目前主板内部使用的总线如下。
ISA总线:
工业标准体系结构总线(IndustrialStandardArchiectureBus)。
EISA总线:
增强的工业标准体系总线(EnhancedISABus)。
PCI总线:
外围设备互连总线(PeripheralComponentInterconnectionBus)。
USB总线:
通用串行总线(UniversalSerialBus)。
磁盘的相关概念:
1)磁道:
盘片的一个面是由一组以盘片中心为圆心的同心圆组成的,其中每一圆周称为一磁道,磁道从外向里编号为0、1、2、......、n。
磁道数为n+1。
2)扇区:
在每个磁道上又划分了若干个区,每一个区域称为一个扇区。
编号从0始。
扇区总数称为扇区数,一般每个扇区容量为512K个字节。
扇区是磁盘的最小访问单位。
3)簇:
若干个扇区构成一个簇,它是磁盘存储分配的单位。
4)格式化:
用户对软盘的一个初始化操作。
包括磁道数、扇区数的划分以及软磁盘初始信息的写入。
通常软磁盘容量的计算公式如下:
一个软磁盘的存储容量(指格式化容量)=扇区字节数×扇区数×磁道数×面数
8).显示器
显示器屏幕上的字符和图形是由一个个像素组成的。
显示器的分辨率通常用屏幕水平方向上可显示的点数乘以垂直方向上可显示的点数表示。
14).网卡和Modem
(1)网卡
网卡(NetworkInterfaceCard,NIC)是局域网中最基本的部件之一,又被称为网络卡或网络接口卡,如图1-28所示。
其主要工作原理是整理计算机上发往网线上数据并将数据分解为适当大小的数据包之后向网络上发送出去,以及接收和处理来自网络的数据包。
也就是说网卡的基本功能包括:
数据转换、通信服务、数据缓存。
1.6多媒体计算机
20世纪80年代中后期开始,多媒体计算机技术成为人们关注的热点之一。
多媒体技术是一种融合了微电子技术、计算机技术、通信技术、数字化声像技术、高速网络技术和智能化技术于一体的综合的高新技术。
(1)媒体和多媒体
媒体(medium)在计算机领域有两种含义:
一是指存储信息的实体,如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等,中文常译为媒质;二是指传递信息的载体,如数字、文字、声音、图形和图象等,中文译作媒介,多媒体技术中的媒体是指后者。
多媒体就是指多种信息载体的表现形式和传递方式。
多媒体具有三大特征:
集成性、交互性、多样性和数字化。
(3)多媒体的几个基本元素简介
文本:
文本是指以ASCII码存储的文件,是最常见的一种媒体形式。
图形:
图形是指由计算机绘制的各种几何图形。
图形是图像矢量化的结果
图像:
图像是指由摄像机或图形扫描仪等输入设备获取的实际场景的静止画面。
动画:
动画是指借助计算机生成一系列可供动态实时演播的连续图像。
图形和图像按一定顺序组成时间序列就是动画。
音频:
音频是指数字化的声音,可以是解说、背景音乐及各种声响。
视频:
视频是指由摄像机等输入设备获取的活动画面。
由摄像机得到的视频图像是一种模拟视频图像。
模拟视频图像输入计算机需经过模数(A/D)转换后,才能进行编辑和存储。
要把编好的数据录制到外部设备上,需要再作一次数模(D/A)转换。
(4)有关名词简介
超文本:
是多维性的文本块间相互关联的组合。
超媒体:
以节点作为基本单位,节点中的信息可以是文字、图像、声音、动画、视频、计算机程序或它们的组合。
超媒体是采用多媒体的多种表达形式并使用类似于超文本的多维描述形式。
静态图像压缩标准(JPEG):
JPEG标准是由联合图形专家组开发的、主要解决静态图像压缩的工业标准问题。
动态图像压缩标准(MPEG):
MPEG是一种针对全活动视频的高压缩比动态视频标准。
MPEG包括MPEG视频、MPEG音频和MPEG系统三部分。
乐器数字化接口(MIDI):
定义了一种把乐器设备连接到计算机所需的电缆和端口的标准,以及控制PC和MIDI设备之间信息交换的一套规则。
媒体控制接口(MCI):
媒体控制接口MCI(MediaControlInterface)是所有多媒体设备的标准控制接口,是将各种多媒体设备联系起来的纽带。
多媒体计算机的最低配置可用如下简单公式表示:
MPC=微型机(PC)+CD-ROM+声卡+视频卡
触摸屏(TouchScreen)是一种定位设备。
当用户用手指或其他设备触摸安装在计算机显示器前面的触摸屏时,所摸到的位置(以坐标形式)被触摸屏控制器检测到,并通过串行口或其他接口(如键盘)送到CPU,从而确定用户所输入的信息。
1.7计算机病毒及其防治
计算机病毒是一段程序,系指一种在计算机系统运行过程中,能把自身精确拷贝或有修改地拷贝到其他程序体内的程序,在特定的条件下被激活,从而对计算机系统造成不同程度的破坏,影响计算机系统的正常运行。
这个定义的基本要素是程序性、传染性、危害性。
计算机病毒的主要特点:
程序性、传染性、潜伏性、激发性、破坏性、隐蔽性。
第三章中文WindowsXP操作系统
操作系统是最重要、最基本的系统软件,是用户和计算机之间的接口,是计算机系统中所有硬件和软件资源的管理者。
MS-DOS是单用户单任务命令行界面(字符界面)的操作系统,Windows操作系统是基于图形用户界面的多任务操作系统,网络操作系统是多用户多任务操作系统。
中文版WindowsXP是一个支持多用户的操作系统,它允许多个用户登录到计算机系统中,而且各个用户除了拥有公共系统资源外还可拥有具有个性化的桌面、菜单、我的文档和应用程序等,所以各个用户都可在互不影响的用户环境下使用系统资源。
图标由图形和文字两部分组成,图形部分代表图标的种类,文字部分代表图标的名称或标题。
快捷方式图标:
代表一种快捷方式。
指向它对应的应用程序或文档、文件夹的实际存储位置的系统文件。
捷方式图标的左下角一般都带有一个小箭头。
桌面是WindowsXP工作的平台,即运行WindowsXP中文版之后用户看到的屏幕。
在桌面上有一些图标和文字结合在一起的小图片,称之为桌面图标,桌面图标是可以改变图案的。
有一个应用程序的窗口处于屏幕的前端,这个应用程序叫做前台程序,其他打开的应用程序处在屏幕的后端,叫做后台程序。
菜单命令项的约定
命令项
说明
暗淡的
命令项不可选用
带省略号(…)
执行命令后会打开一个对话框,要求用户输入执行该命令的有关信息
前有符号(√)
当命令项前有此符号时,表示该项设置被选中,再次单击该项,则删除该标记,表示未选中
带符号“●”
在分组菜单中,有且只有一个选项带此符号,当在分组菜单中选择某一项时,该项之前带有“●”,表示被选中
带符号(
)
当鼠标指向时,会弹出一个子菜单
带组合键
按下组合键直接执行相应的命令,而不必通过菜单
向下的双箭头
菜单中还有许多命令没有显示。
当用鼠标指向它时会显示一个完整的菜单
对话框与窗口相似,有标题栏,但对话框顶部没有工具栏,而且对话框的尺寸是固定的,没有还原/最大化,最小化按钮,不像窗口那样可以随意更改大小。
WindowsXP中的剪贴板是一个在WindowsXP程序和文件之间用于传递信息的临时存储区,是内存中的一块区域,只能保存最新一条放入剪贴板的信息。
Office剪贴板能保存12条信息。
●复制整个屏幕:
按PrintScreen键,整个屏幕被复制到剪贴板上。
●复制窗口:
先将窗口选择为活动窗口,然后按Alt+PrintScreen键。
按Alt+PrintScreen键也能复制对话框,因为可以把对话框看成一种特殊的窗口。
3.4WindowsXP的文件管理
文件是按一定格式存储在计算机外存储器中的一组相关信息的集合。
文件及文件夹的命名有一定的规则要求:
(1)文件名最多可以有256个字符。
其中包含驱动器和完整路径信息,因此用户实际使用的字符小于256。
(2)文件名由主文件名和扩展名两部分组成,中间用“.”作分隔。
扩展名一般用于表示文件类型,它是由生成文件的软件自动产生的一种格式标识符。
格式为:
主文件名.扩展名
主文件名是文件的主要标记,而扩展名则用于表示文件的类型。
WindowsXP规定,文件名是必须有的,而扩展名是可选的,不是必须有的。
(3)组成文件名或文件夹的字符可以是汉字、西文字符、数字和部分符号,但不能使用下列9个字符:
\/:
*?
“<>∣
(4)不区分英文大小写。
例如“REPORT.DOC”与“report.doc”是等价的。
(5)查找和显示时可以使用通配符“*”和“?
”。
(6)引用文件名时,其主文件名不能省,但扩展名可以省略。
(7)允许使用多分隔符(即小数点)的名字。
例如,myreport.sales.totalplan.2005。
3.通配符
在文件查询和显示时可以使用“?
”和“*”这两个通配符。
“*”表示任意多个字符。
“?
”表示任意一个字符。
目录(文件夹)是一个层次式的树形结构,目录可以包含子目录,最高层的目录通常称为根目录。
根目录是系统在磁盘初始化时由系统建立的。
当文件夹图标左边出现“+”号时,表示该文件夹包含下一级文件夹,单击“+”号,该文件夹将向下展开,显示下一级文件夹的内容。
当文件夹左边图标出现“-”号时,表示该文件夹已经展开,单击“-”号,可以将展开的文件夹收缩。
当文件夹图标左边没有任何图标时,表示该文件夹已处于最底层,即该文件夹的下面不再包含任何下一级文件夹。
文件或文件夹的选定方法。
复制和移动文件或文件夹:
可以使用拖放式实现文件或文件夹的复制或移动,其操作步骤如下:
(1)选择待复制或移动的文件或文件夹。
(2)如果用户执行移动操作,则在所选择的文件或文件夹上按住鼠标左键,然后拖动至目标文件夹处。
如果用户执行复制操作,则在所选择的文件或文件夹上按住鼠标左键的同时,再按住键盘上的Ctrl键,然后拖动至目标文件夹处。
重命名文件或文件夹的方法。
查看或修改文件或文件夹的属性:
可以通过“属性”选项组中的复选框来更改文件夹的属性。
在“属性”栏中,如果设置为“只读”属性,则只能被读取,通常不能被修改或删除。
选中该属性可以防止某些重要的文件或文件夹被误删或修改;如果设置为“隐藏”属性,则在“Windows资源管理器”中不显示出来,但该文件或文件夹是存在的;一般文件或文件夹的属性为“存档”,主要提供给某些备份程序使用,通常用户不需要设置。
创建文件或文件夹的快捷方式
WindowsXP的快捷方式是一种对相应对象的链接,以图标形式表示,打开快捷方式便能打开相应的对象,因此利用快捷方式可以达到快速打开相应文件、文件夹和运行应用程序的目的。
删除快捷方式,却不会影响相应的对象。
(1)“创建快捷方式”向导创建快捷方式的操作步骤如下:
选择需要创建快捷方式对象的位置,如桌面、驱动器、文件夹;
3.4.3回收站的使用
回收站是临时存放信息的地方,其作用是把硬盘上删除的文件或文件夹临时存放一个特定的磁盘空间中(注意,从软盘或U盘删除文件,不会放入回收站)。
如果用户想恢复某个文件时,可以从“回收站”中恢复;如果确实不想再保留“回收站”中的文件,可以永久删除。
根据用户的需要,可以设置“回收站”的大小、删除时不将文件移入“回收站”等项目,
第8章计算机网络
8.1计算机网络基础知识
8.1.1计算机网络的基本概念
计算机网络是指将分散的计算机、终端、外围设备通过通信媒体连接在一起,能够实现相互通信的系统。
8.1.2计算机网络的基本功能
1.数据通信
数据通信即数据传送,是计算机网络的最基本的功能之一。
2.资源共享
所谓“资源”是指计算机系统的软件、硬件和数据资源。
3.分布式处理
所谓分布式就是指网络系统中若干台计算机可以相互协作共同完成一个任务,或者说,一个程序可以分布在几台计算机上并行处理。
8.1.3计算机网络的拓扑结构
计算机网络的拓扑结构类型很多,常见的有星型、总线型和环型三种。
1.星型拓扑结构网
星型拓扑结构是由中央节点和通过点对点链路连接到中央节点的各站点组成。
这种星型拓扑结构的中央节点由集线器或者是交换机来承担的。
星型拓扑结构的优点是结构简单、建网容易、故障诊断与隔离比较简便、便于管理。
其缺点是需要的电缆长、安装费用多;网络运行依赖于中央节点,因而可靠性低,扩充也较困难。
图8.1.1星型拓扑结构
2.总线型拓扑结构
总线型拓扑结构采用单根传输线作为传输介质,所有的站点(均通过相应的硬件接口直接连接到传输介质或总线上,各工作站地位平等,无中央节点控制。
图8.1.2总线型拓扑结构
3.环型拓扑结构
环型拓扑结构看起来像首尾两端相连的总线型结构。
环型拓扑结构由网络中若干中继器通过点到点的链路首尾相连形成一个闭合的环。
图8.1.3环型拓扑结构
8.1.4计算机网络的分类
1.从网络的地理范围进行分类
按照覆盖范围可将网络分为局域网(LAN,LocalAreaNetwork)、城域网MAN(MetropolitanAreaNetwork)、广域网(WANWideAreaNetwork)和无线网。
(1)局域网
局域网(LAN),是把分布在较小范围内的计算机机通过通信线路连接起来,一般只有几米到几千米,网络控制的核心是网络服务器。
(2)城域网
城域网MAN(MetropolitanAreaNetwork)是介于局域网和广域网范围之间的一种网络,其物理连接的地理范围一般为一座城市,约5~50公里。
(3)广域网
广域网(WAN)分布范围大,通常是指其物理连接的地理范围在几十公里到几千公里的网络,是一种可跨越国家和地区的遍及全球的计算机网络。
因特网采用客户/服务器(C/S)模式。
8.1.5计算机网络发展概况
国际标准化组织(InternationalStandardOrganization,ISO)提出了开放式系统互联参考模型(OSI/RM),该模型可分为那七层?
8.2局域网的基本组成
8.2.1构成部件
计算机网络均可以看成由资源子网和通信子网两部分构成。
资源子网提供网络的数据处理能力,通信子网用于实现网内的数据通信。
。
1.资源子网
资源子网通常由联网的计算机系统、终端机以及可共享的外部设备(例如打印机、大容量存储器等)组成,其目标是最大限度地提供给用户共享网络的数据处理能力及其他软、硬件资源。
2.通信子网
通信子网向网络提供数据通信功能,通常由传输介质、通信设备和网络协议等软、硬件组成。
3.网络主体设备
⑴网络服务器
网络服务器是一台高性能的微型计算机,在上面运行网络操作系统,提供网络通信以及其他网络管理。
⑵工作站
工作站又叫客户机,是网络用户入网操作的节点。
⑶传输介质
传输介质是网络中发送方与接收方之间的物理通路,常用的网络传输介质有同轴电缆、双绞线、光缆等。
4.网络连接设备
(1)网内连接设备
局域网中,常用的联网设备有网络适配器(NIC)、集线器(Hub)、交换机(Switch)等。
①网卡
网卡(网络接口卡),也称网络接口适配器。
②集线器
集线器相当于一个多口的中继器,一条共享的总线。
③交换机
交换机和集线器的区别是可向面板上每个节点提供同样的带宽,即每个节点均可独享交换机的额定带宽。
它是在数据链路层上操作。
⑵网间连接设备
广域网中常用的网间连接设备有路由器(Router)、调制解调器(Modem)等。
①中继器
中继器通常用在局域网之间进行数据转发。
在物理层上工作。
②网桥与路由器
它们均适用于局域网—局域网互联。
二者同属于“存储—转发”设备,但是网桥是在数据链路层上操作,而路由器也可连接不同类的网络,是在网络层上操作。
③网关
网关常用于两个或多个异种网之间
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