第2章 计算机系统

第2章计算机系统2课程学习内容计算机硬件系统的组成、功能和工作原理计算机软件系统的组成和功能，系统软件和应用软件的概念和作用计算机的性能和主要技术指标操作系统的概念与功能Windows7的基本操作3第2章计算机系统2.1计算机的硬件系统2.2计算机的软件系统2.3操作系统2.4Windows7操作系统2.5本章小结42.1计算机的硬件系统运算器又称算术逻辑部件（ArithmeticandLogicUnit，ALU），主要用于算术运算和逻辑运算。内部结构：ALU、寄存器、控制电路执行操作：算术运算（+-×÷）、逻辑运算（与或非）、移位操作（左移、右移）性能指标：字长和运算速度。2.1.1运算器52.1计算机的硬件系统控制器的功能：指挥和协调计算机各部件有自动、协调地工作。内部结构：指令寄存器(IR)、指令译码器(ID）、操作控制器（OC）和程序计数器（PC）。2.1.2控制器2.1计算机的硬件系统6机器指令：按照一定 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 构成的二进制代码串。指令执行过程：操作码源操作数（或地址）目的操作数地址自动取下一条指令72.1计算机的硬件系统存储器的功能：帮助计算机记忆信息存储器是存取程序和数据的部件作。存储器的类型：依据CPU是否可以直接访存，将存储器划分为内部存储器（简称内存）和外部存储器（简称外存）。2.1.3存储器82.1计算机的硬件系统1.内存内存可以被CPU直接访问。内存容量小、速度快、掉电后RAM信息全部消失。内存只读存储器随机存储器高速缓冲存储器可读可写，掉电消失只读不写，掉电不失速度快于内存，容量小于内存92.1计算机的硬件系统2.外存1)硬盘：硬盘是目前计算机最主要的外部存储设备。内部结构：硬盘是由磁盘片、读写控制电路和驱动机构组成。102.1计算机的硬件系统工作原理：根据电磁学原理，使得磁性材料被磁化时具有两种极性来记录二进制信息。性能指标：容量和转速硬盘容量＝磁头数(H)×柱面数(C)×磁道扇区数(S)×每扇区字节数(B)扇面扇区磁道簇112.1计算机的硬件系统2)快闪存储器：Flash是一种非易失型半导体存储器（通常称为U盘），即掉电后信息不丢失且存取速度快，采用USB接口，支持热插拔。USB传输速率USB1.112MbpsUSB2.0480MbpsUSB3.05.0Gbps122.1计算机的硬件系统2)光盘存储器：工作原理：是一通过激光照射染料层呈现结晶和非结晶两种状态记录二进制信息。类型划分：只读型和可记录型性能指标：容量和倍速，一倍速率=150KB/秒种类典型原理只读型CD-ROM,DVD-ROM结晶和非结晶间不能互换可记录型CD-R,CD-RWDVD-R,DVD-RW结晶和非结晶间可以互换CPU内2.1计算机的硬件系统3.层次结构13寄存器一级高速缓存二级高速缓存主存储器辅存储器CPU外更小更快更贵更大更慢更便宜142.1计算机的硬件系统输入/输出设备是计算机与外部世界进行信息交换的中介，是人与计算机联系的桥梁。输入设备：将信息输入计算机。计算机中常见的输入设备有：键盘、鼠标、扫描仪、麦克风、摄像头等。输出设备：将结果反馈给人。计算机中常见的输入设备有：显示器、打印机、投影仪、扬声器等。2.1.4输入输出设备152.1计算机的硬件系统2.1.5计算机的结构硬件连接162.1计算机的硬件系统总线总线是一组连接各个部件的公共通信线。总线种类定义传输内容特点数据总线一组用来在存储器、运算器、控制器和I/O部件之间传输数据信号的公共通路。数据信号双向总线地址总线一组CPU向主存储器和I／O接口传送地址信息的公共通路。地址信号单向总线控制总线一组用来在存储器、运算器、控制器和I/O部件之间传输控制信号的公共通路。控制信号双向总线172.2计算机的软件系统计算机软件是为运行、管理和维护计算机而编制的各种指令、程序和文档的总称。2.2.1软件概念软件是计算机的灵魂，是人机之间的接口182.2计算机的软件系统1.程序：程序是按照一定顺序执行的、能够完成某一任务的指令集合。2.程序 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 语言程序设计语言是由单词、语句、函数和程序文件等组成。程序设计语言是软件的基础和组成。192.2计算机的软件系统1.系统软件系统软件是指控制和协调计算机及外部设备，支持应用软件开发和运行的软件。2.应用软件应用软件是用户可以使用的各种程序设计语言，以及各种程序设计语言编制的应用程序的集合，分为应用软件包和用户程序。2.2.2软件系统及其组成202.2计算机的软件系统软件系统的组成212.3操作系统操作系统的定义操作系统介于硬件和软件之间的一个系统软件，它直接运行在裸机上，是对计算机硬件系统的第一次扩充；操作系统负责管理计算机中各种硬软件资源并控制各类软件运行；操作系统是人与计算机之间的桥梁，为用户提供了一个清晰、简洁、友好、易用的工作界面。2.3.1操作系统的概念222.3操作系统进程进程是指进行中的程序。它是程序的一次执行过程，是系统调度和资源分配的独立单位。即：一个程序加载到内存后就变成进程。进程=程序+执行线程线程是细化了的进程，是CPU调度和分配的基本单位。232.3操作系统进程和线程的关系线程共享进程的公共资源线程必须依赖于进程线程间可以并发执行一个进程最少有一个线程，也可有多个线程内核态和用户态不同程序的权限是不平等的，分为特权态和普通态；内核态即特权态。拥有计算机中所有的硬软件资源用户态即普通态，其访问资源的数量和权限均受到限制；242.3操作系统管理计算机的硬软件资源：定义：声音是一种连续的模拟信号——声波。声音的数字化声音文件格式WAV文件(.wav)；MPEG文件(.mp1/.mp2/.mp3)；MIDI(.mid)文件；MOD文件；RealAudio文件等等。2.3.2操作系统的功能252.3操作系统操作系统的发展大致经历了六个阶段：第一阶段：人工操作方式（20世纪40年代）第二阶段：单道批处理操作系统（20世纪50年代）第三阶段：多道批处理操作系统（20世纪60年代）第四阶段：分时操作系统（20世纪70年代）第五阶段：实时操作系统（20世纪70年代）第六阶段：现代操作系统（20世纪80年代至今）2.3.3操作系统的发展262.3操作系统按照功能特征，可将操作系统分为四类：★服务器操作系统★PC操作系统★实时操作系统★嵌入式操作系统2.3.4操作系统的种类272.4Windows7操作系统1.易用性全新的任务栏：点击任务栏中的程序图标可方便地预览各个窗口内容，并进行窗口切换。任务栏窗口动态缩略图：通过任务栏应用程序按钮对应的窗口动态缩略图标，用户可轻松找到需要的窗口。自定义任务栏通知区域：通过鼠标的简单拖拽即可隐藏、显示和对图标进行排序。快速显示桌面：固定在屏幕右下角的“显示桌面”按钮可以让用户轻松返回桌面。2.4.1体验Windows7282.4Windows7操作系统2.硬件基本要求处理器：1GHz或更快的32位(x86)或64位(x64)。内存：1GB(32位)或2GB(64位)。硬盘：16GB(32位)或20GB(64位)设备驱动：DirectX9图形设备（WDDM1.0或更高版本的驱动程序）显示器：屏幕纵向分辨率不低于768像素。292.4Windows7操作系统1.桌面设计——张扬个性1)桌面外观设置①点击右击桌面空白出，在弹出的快捷菜单中选择“个性化”，打开“个性化”面板，如图2-21所示。②在“Aero”主 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 下预置了多个主题，直接单击所需主题即可改变当前桌面外观。2.4.2操作和设置Window302.4Windows7操作系统图2-21“个性化”设置面板312.4Windows7操作系统2)桌面背景设置自定义个性化桌面背景的操作步骤如下：①单击“桌面背景”图标，打开“桌面背景”面板，如图2-22所示，选择单张或多张系统内置图片。图2-22自定义桌面背景322.4Windows7操作系统②若选择了多张图片作为桌面背景，图片会定时自动切换。可以在“更改图片时间间隔”下拉菜单中设置切换间隔时间，也可以选择“无序播放”选项实现图片随机播放，还可以通过“图片位置”设置图片显示效果。③单击“保存修改”按钮完成操作。332.4Windows7操作系统2)桌面小工具使用Windows7提供了时钟、天气、日历等一些好用的小工具。在桌面建立“小工具”图标：右击桌面空白处，在弹出的快捷菜单中选择“小工具”，打开“小工具”管理面板，直接将要使用的小工具拖动到桌面即可。342.4Windows7操作系统设置小工具属性：以时钟小工具为例，将鼠标指针悬停在时钟小工具上，当出现操作提示图标后单击“选项”按钮，打开属性设置界面，如图2-23所示。在设置界面可以选择时钟的外观、是否显示秒针等。图2-23设置时钟小工具属性352.4Windows7操作系统获取更多小工具：Windows7内置了10个小工具，用户还可以从微软官方站点下载更多的小工具。在“小工具”管理面板中单击右下角的“联机获取更多小工具”，打开Windows7个性化主页的小工具分类页面，可以获取更多的小工具。如果想彻底删除某个小工具，只要在“小工具管理面板”中右击某个需要删除的小工具，在弹出的快捷菜单中选择“卸载”即可。362.4Windows7操作系统便利贴：便利贴就是便签，用于随时记录想要记录的信息。Windows7中，便利贴小工具被集成在计算机中。打开便利贴的具体操作是：在开始菜单搜索框中输入“便笺”，即可打开“便利贴”小工具。单击便笺左上角的按钮即可添加新的空白便笺；单击右上角按钮可删除当前便笺。在便笺上单击鼠标右键，可以为便笺设置不同的颜色以便于区分。372.4Windows7操作系统2.资源管理器——全新亮相1)界面简介382.4Windows7操作系统地址栏：Windows7的地址栏将不同层级路径由不同按钮分割，用户通过单击按钮即可实现目录跳转。检索栏：Windows7资源管理器将检索功能移植到顶部，方便用户使用。导航窗格：Windows7资源管理器内提供了“收藏夹”、“库”、“计算机”和“网络”等按钮，用户可以使用这些链接快速跳转到目的节点。详细信息栏：Windows7资源管理器提供更加丰富详细的文件信息，用户还可以直接在“详细信息栏”中修改文件属性并添加标记。392.4Windows7操作系统2)用户文件夹在Windows7中，对用户个人文件夹进行了设置和安排，打开“开始”菜单或桌面中以当前用户命名的文件夹，用户可以直接访问到“网页收藏夹”、“桌面”、“文件夹收藏”以及“下载”等目录，在一定程度上提升了管理的易用性。特别是新增的“下载”目录，如果用户通过InternetExplorer8下载文件，会自动选择保存在该目录下，便于用户集中管理。402.4Windows7操作系统3)库库是Windows7系统最大的亮点之一，它彻底改变了文件管理方式，变得更为灵活方便。库和文件夹 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面上看非常相似，但其实它们有本质区别，在文件夹中保存的文件或子文件夹都存储在该文件夹内。而库中存储的文件来自四面八方。库提供了一种更加快捷的管理方式。例如，如果用户文档主要存在E盘。为了日后工作方便，用户可以将E盘中的文件都放置到库中。在需要使用时，只要直接打开库即可，不需要再去定位到E盘文件目录下。412.4Windows7操作系统添加文件到库：右击需要添加的目标文件，在弹出的快捷菜单中选择“包含到库中”命令，并在其子菜单中选择一项类型相同的“库”即可，如图2-25所示。图2-25添加文件到库422.4Windows7操作系统增加库中类型：如果Windows7库中默认提供的模板、图片、文档、音乐这4种类型无法满足需求，可以通过新建库的方式增加库中类型。在“库”根目录下右击窗口空白区域，在弹出的快捷菜单中选择“新建/库”命令，输入类名即可。432.4Windows7操作系统4)检索文件搜索文件：首先，用户定位检索范围，然后直接在检索栏中输入检索关键字即可。检索完成后，系统会以高亮形式显示与检索关键词匹配的记录，让用户更容易锁定所需结果。搜索条件设置：Windows7中利用搜索筛选器可以轻松设置检索条件，缩小检索范围。使用时，在检索栏中直接单击搜索筛选器，选择需要设置参数的选项，直接输入恰当条件即可。442.4Windows7操作系统组合搜索：除了筛选器外，用户还可以通过运算符（包括空格、AND、OR、NOT、>或<）组合出任意多的搜索条件，使得检索过程更加灵活、高效。模糊搜索：“模糊搜索”是使用通配符“*”或“？”代替一个或多个位置字符来完成检索操作的方法。其中“*”代表任意数量的任意字符，“？”仅代表某一位置上的一个字母（或数字）。452.4Windows7操作系统5)查找程序很多用户在打开计算器时，都会以单击“开始/所有程序/附件/计算器”的方式进行操作，费时费力。Windows7在“开始”菜单中提供“检索程序和文件”命令，使得查找程序一键完成。“开始”菜单中的搜索主要用于对程序、控制面板和Windows7小工具的查找，使用前提是知道程序全称或名称关键字。图2-27为搜索以“计”为关键词的搜索结果。462.4Windows7操作系统图2-27Windows7搜索程序功能472.4Windows7操作系统1.手动解决兼容性问题Windows7的系统代码是建立在Vista基础上的，如果安装和使用的应用程序是针对旧版本Windows开发的，为避免直接使用出现不兼容问题，需要手动选择兼容模式，具体操作步骤如下：①右击应用程序或其快捷方式图标，在弹出的快捷菜单中选择“属性”命令，打开“属性”对话框，切换到“兼容性”选项卡。2.4.3软件和硬件管理482.4Windows7操作系统②选择“以兼容模式运行这个程序”复选框，在下拉列表中选择一种与该应用程序兼容的操作系统版本，如图2-28所示。通常，基于WindowsXP开发的应用程序选择“WindowsXP(ServicePack2)”即可正常运行。(1)手动设置兼容性(2)手动设置程序运行权限图2-28设置兼容性492.4Windows7操作系统③若希望对所有用户账号均有效，则单击“属性/兼容性”对话框下方的“更改所有用户的设置”按钮，进行兼容模式设置即可。④如果当前Windows7默认的账户权限（UserAccountControl，UAC）无法执行上述操作，则在“所有用户的兼容性”对话框的“特权等级”一栏勾选“以管理员身份运行此程序”复选框。⑤单击“确定”即可。502.4Windows7操作系统2.自动解决兼容性问题①右击应用程序或其快捷方式图标，在弹出的快捷图2-29程序兼容性疑难解答向导菜单中选择“兼容性疑难解答”命令，打开“程序兼容性”向导对话框，如图2-29所示。512.4Windows7操作系统②在“程序兼容性”向导对话框中，单击“尝试建议的设置”命令。系统会根据程序自动提供一种兼容性模式让用户尝试运行。单击“启动程序”按钮来测试目标程序是否能正常运行。③完成测试后，单击“下一步”按钮，在“程序兼容性”向导对话框中，如果程序已经正常运行，则单击“是，为此程序保存这些设置”命令，否则单击“否，使用其他设置再试一次”命令。。④若系统自动选择的兼容性设置能保证目标程序正常运行，则在“测试程序的兼容性设置”对话框中单击“启动程序”按钮，检查程序是否正常运行。522.4Windows7操作系统3.硬件管理要想在计算机上正常运行硬件设备，必须安装设备驱动程序。Windows7中，驱动程序不再像以前运行在系统内核，而是加载在用户模式下，这样可以解决由于驱动程序错误而导致的系统运行不稳定性问题。Windows7通过“设备和打印机”界面管理所有和计算机连接的硬件设备。532.4Windows7操作系统硬件管理举例如果希望在一个局域网中共享一台打印机，供多个用户联网使用，则可以添加网络打印机，具体步骤为：①选择“开始/设备和打印机”命令，进入“设备和打印机”界面，如图2-30所示。(a)“设备和打印机”界面(b)选择添加网络打印机图2-30“添加打印机”界面542.4Windows7操作系统在界面上方，选择“添加打印机”命令，弹出“添加打印机”界面，执行“添加网络、无线或Bluetooth打印机(W)”命令。②系统自动搜索与本机联网的所有打印机设备，并以列表形式显示，如图2-31所示。选择所需打印机型号，系统会自动安装该打印机的驱动程序。(a)检索网络打印机(b)安装网络打印机驱动程序图2-31安装网络打印机552.4Windows7操作系统系统成功安装打印机驱动程序后，会自动连接并添加网络打印机，如图2-32所示。(a)成功安装网络打印机(b)网络打印机被添加到设备列表图2-32添加网络打印机562.4Windows7操作系统1.连接到宽带网络①单击“控制面板/网络和共享中心”命令，打开“网络和共享中心”面板，如图2-33所示。在“网络和共享中心”可视化视图界面中，用户可以进行网络设置。2.4.4Windows7网络配置与应用图2-33网络和共享中心572.4Windows7操作系统②在“更改网络设置”下，单击“设置新的链接或网络”命令，在打开的对话框中选择“连接到Internet”。③在“连接到Internet”对话框中选择“宽带(PPPoE)(R)”命令，并在随后弹出的对话框中输入ISP提供的“用户名”、“密码”以及自定义的“连接名称“等信息，单击“连接”。使用时，只需单击任务栏通知区的网络图标，选择自建的宽带连接即可。582.4Windows7操作系统2.连接到无线网络单击任务栏通知区域的网络图标，在弹出的“无线网络连接”面板中双击需要连接的网络，如图2-34所示。如果无线网络设有安全加密，则需要输入“安全关键字”即密码。图2-34连接到无线网络592.4Windows7操作系统3.通过家庭组实现两台计算机的资源共享1)创建家庭组①搭建局域网：分别设置两台计算机的IP地址为192.168.1.2和192.168.1.3（私有地址），子网掩码均为255.255.255.0。②创建家庭组：在“网络和共享中心”的“查看活动网络”中，将当前网络位置修改为“家庭网络”，完成家庭组的创建。具体步骤如图2-35所示。注意，一个局域网内只能有一个家庭组。602.4Windows7操作系统(a)修改网络位置(b)点击“什么是网络位置”(c)点击“家庭网络”(d)选择在“家庭组”中共享内容612.4Windows7操作系统2)加入家庭组将另一台机器的网络位置设置为“家庭网络”后，则在其资源管理器界面的左侧导航窗格中显示“家庭组”节点，单击“立即加入”按钮，在弹出对话框中输入创建家庭组时的密码，即可成功加入家庭组。3)家庭组共享资源设置好家庭组后，该组内的所有计算机就可以通过资源管理器中的“家庭组”节点实现软硬件资源的共享。622.4Windows7操作系统1.减少Windows启动加载项①选择“控制面板/管理工具”命令，打开“管理工具”界面。2.4.5系统维护与优化②在“管理工具”界面选择“系统配置”选项卡，如图2-36所示，在显示的启动项目中取消不希望登录后自动运行的项目。图2-36“启动”选项卡632.4Windows7操作系统2.提高磁盘性能在Windows7中，磁盘碎片整理工作是由系统自动完成的，但用户也可根据需要手动进行整理。①在“开始”菜单的“搜索栏”中输入“磁盘”，在检索结果中单击“磁盘碎片整理程序”选项，即可打开“磁盘碎片整理程序”界面，如图2-37所示。642.4Windows7操作系统(a)“修改计划”界面(b)“选择计划整理的磁盘”界面图2-37“磁盘碎片整理程序”操作652.4Windows7操作系统②在“磁盘碎片整理程序”界面中，选中一个或多个需要整理的目标盘符，单击“磁盘碎片整理”按钮即可。③在“磁盘碎片整理程序”界面中，单击“配置计划”按钮，在打开的“修改计划”界面中可设置系统自动整理磁盘碎片的“频率”、“日期”、“时间”和“磁盘”。一般频率间隔不要设置过久。662.5本章小结计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。软件是对硬件功能的扩充和完善，软件的运行最终都被转换为对硬件设备的操作。软件分为系统软件和应用软件。操作系统是系统软件中最基本、最重要、最核心的软件。Windows7将焦点放在加强人与计算机的沟通上，具有更易用、更简单、更快速、更安全等特点。