作者：吴晓霞,张袖斌
出版社：中国铁道出版社有限公司
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计算机应用基础教程(Windows7+Office2010)试读：
前言
PREFACE当今社会，计算机、互联网的应用已深入到人们的日常生活和学习工作中，运用计算机进行信息处理已成为人们必备的技能。掌握好计算机操作技能，能更好地适应社会、开阔视野、拓展自己的学习和工作空间，提高学习和工作效率，同时也成为当今大学生必须拥有的基本能力之一。
现代大学生不仅要掌握计算机的基本操作技能，还应该掌握“互联网+”环境下的互联网特有的文化、思维方式。因此，在高职教育校企合作、工学结合的背景下，如何构架计算机公共课程的培养方案，培养适应“互联网+”发展的高素质、高技能、应用型人才已经成为教学团队迫在眉睫的重要任务。为此，编者通过大量的社会调研和毕业生的反馈信息，对人才需求、岗位能力、知识模块进行了详细分析，并确定了高职高专计算机公共课程的培养目标与培养方案。
本书内容紧跟互联网时代步伐，使用最为广泛的Windows 7+Office 2010为背景和实验环境，以理论加实际应用为主要目的，全书采用“基础知识+应用案例”的理念设计并组织书写。教材介绍了计算机技术的最新动态、Windows 7操作系统和Office 2010办公软件的基本操作方法及部分高级应用技巧，其中包括大量具实用价值的内容。本书第1章为计算机概述，第2章为Windows 7操作系统，第3章为Word 2010文字处理，第4章为Excel 2010电子表格处理，第5章为PowerPoint 2010演示文稿设计与制作，第6章为互联网应用。每章节知识点都配有相应的应用案例进行说明，章节后面都配有与该项目对应的项目课后练习，包括基础知识和综合应用技能的练习，通过这些内容的学习，学生能够巩固所学知识与技能，对自己的学习成果予以客观评价，为后续学习做好必要的准备。
全书坚持学以致用的原则，强调应用性，将学习内容渗透到要实现的具体案例中，突出学习的目的性和主动性。每个应用案例都紧扣知识点，或者特色鲜明，或者层层迭代，都有明确的目标、具体的工作要求，根据工作生活中的实际需要进行选取。另外，各案例都赋予详细的操作步骤，学生可以根据具体步骤将案例完整操作，达到技能学习的目的。操作步骤语言简洁，充分利用图表展现更多的信息，在问题叙述过程中注意突出原理和操作目的。
本书提供了一体化教学资源，包括课程标准、教学课件、各章节案例素材、综合实训素材等，并且提供了全书案例的操作视频。本书参考学时为60学时，其中实践环节为36学时。
本书由吴晓霞、张袖斌任主编，胡泳霞、刘宁、李君任副主编。参与编写的都是有多年教学和实践经验的一线教师，具体编写分工如下：第1章、第2章由吴晓霞编写，第3章由张袖斌编写，第4章由吴晓霞、李君编写，第5章由胡泳霞编写，第6章由刘宁编写。在此，对所有在编写本书过程中给予关心、支持的人员表示感谢！
在本书的编写过程中，参考了大量的教材、文献和资料，或借鉴了其思想，或引用了其内容，绝大部分都已在参考文献中列出，谨向这些作者表示崇高的敬意！
由于时间仓促，水平有限，疏漏之处在所难免，恳请广大读者批评指正。编者2017年12月第1章计算机概述1.1计算机基础知识
电子计算机是20世纪人类最伟大的发明之一，它正以磅礴之势、非凡的魅力和渗透力，展示着迷人的风采，彻底融入了人们的工作、学习和生活中，在世界范围内形成了一种崭新的文化和文明。在当今的信息社会，计算机已经作为不可或缺的工具。掌握信息技术的一般应用，已成为国民生产各行业对广大从业人员的基本素质要求之一。1.1.1 计算机的发展
世界上第一台电子数字计算机于1946年2月诞生在美国宾夕法尼亚大学，它的名字叫ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Computer，电子数字积分计算机），是由美国物理学家莫克利（John Mauchly）教授和他的学生埃克特（Presper Eckert）为计算弹道和射击特性表而研制的。ENIAC的诞生开创了电子数字计算机时代，在人类文明史上具有划时代的意义。1955年10月2日，ENIAC宣告“退役”后，被陈列在华盛顿的一家博物馆里。
根据使用的电子元器件不同，电子计算机的发展大致可分为4代，见表1.1.1。表1.1.1 电子计算机的发展1.1.2 计算机的特点、分类和应用
1.计算机的特点
①运行速度快，计算能力强。运算速度是指计算机每秒能执行的指令条数，一般用MIPS（百万条指令/秒）来描述，它是衡量计算机性能的重要指标。当前的计算机运算速度已达到万亿次每秒，微型机也可达亿次以上每秒。
②计算精度高，数据准确度高。20世纪40年代，外国数学家共同发表了圆周率π的808位小数值，成为人工计算圆周率的最高纪录。2011年，日本计算机奇才近藤茂将其计算到小数点后10万亿位，创造了吉尼斯世界纪录。
③具有超强的记忆和逻辑判断能力。借助于逻辑运算，计算机可以分析命题是否成立。1976年，两位美国数学家凭借计算机“不畏重复、不惧枯燥”、快速高效的优势证明了四色定理。
④自动化程度高，通用性强。计算机具有存储能力，人们可以将指令预先输入其中。工作开始后，计算机从存储单元中依次取出指令以控制流程，从而实现了操作的自动化。同一台计算机，只要安装不同的软件或连接到不同的设备上，即可完成不同的任务。
⑤支持人机交互。计算机具有多种输入/输出设备，配上适当的软件后，可以很方便地与用户进行交互，以广泛使用的鼠标为例，当用户手握鼠标，只需将手指轻轻一点，计算机便随之完成某种操作，真可谓“得心应手，心想事成”。
2.计算机的分类
根据性能差异，计算机分为超级计算机、大型机、小型机和微型机。
①超级计算机又称巨型机，通常由成百上千甚至更多的处理器组成，多用于战略武器开发、空间技术、天气预报等高精尖领域，是综合国力的重要标志。2014年11月，在国际TOP500组织公布的全球超级计算机排名中，我国的“天河二号”（见图1.1.1）持续计算速度为3.39亿亿次/秒，比美国“泰坦”的运算速度快近一倍，已连续第4次获得冠军。
②大型机（见图1.1.2）具有极强的综合处理能力和极大的性能覆盖面，主要应用于政府部门、银行、大公司等。虽然大型机在运算速度方面已经不比微型机更有优势，但其I/O处理水平、非数值计算能力、稳定性和安全性却远强于后者。
③小型机是指采用8～32个颗处理器，是性能和价格介于微型机、服务器和大型机之间的一种高性能64位计算机，相对于服务器而言，小型机最重要的特点是高可靠性、高可用性、高服务性，非常适合于中小企事业单位使用。图1.1.1 天河二号图1.1.2 大型机
④微型机简称微机，是应用最普及、产量最大的机型，其体积小、功耗低、成本低、灵活性大、性价比高。微机按结构和性能可划分为单片机、单板机、个人计算机（Personal Computer，包括台式机、一体机、笔记本式计算机和平板电脑）、工作站和服务器等。著名的台式机品牌有联想、戴尔、惠普、华硕、苹果等，著名的笔记本式计算机品牌有苹果、联想、华硕、ThinkPad、戴尔等。
根据用途不同，计算机可分为专用计算机和通用计算机。专用计算机是为适应某种特殊应用而设计的计算机，其运行效率和精度较高，速度较快。控制轧钢过程、计算导弹弹道的计算机都属于专用计算机。通用计算机是指一般科学计算、程序设计和数据处理等领域的计算机，即通常所说的计算机。
3.计算机的主要应用领域（1）科学计算
科学计算又称数值计算，是指利用计算机处理科学研究和工程技术中提出的数学问题的过程，是计算机最早的应用领域。（2）信息处理
信息处理又称数据处理，是对数据进行存储、整理、分类、加工、利用和传播等活动。据统计，80％以上的计算机主要用于数据处理，这也决定了计算机应用的主导方向。办公自动化、情报检索、图书管理、人口统计、银行业务都属于该范畴。（3）过程控制
过程控制又称实时控制，是指用计算机及时地采集检测数据，按最优值迅速地对受控对象进行自动调节或控制。该领域涉及的范围很广，如工业、交通运输的自动运输，对导弹发射、人造卫星的跟踪与控制等控制。（4）计算机辅助系统
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）、计算机辅助教学（CAI）、计算机辅助工程（CAE）等。（5）人工智能
人工智能（AI）由英国著名科学家图灵提出，是一门研究和开发用于模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用系统的新兴学科，被认为是21世纪的三大尖端技术（基因工程、纳米科学、人工智能）之一。经过最近30年的迅速发展，人工智能在机器视觉、专家系统、智能搜索等领域取得了丰硕的成果。（6）网络应用
现代通信技术与计算机技术结合，构成计算机网络，它使人际交流跨越了时间和空间的障碍，已成为建立信息社会的基础。（7）多媒体应用
多媒体应用即利用计算机对文本、图形、图像、声音、动画、视频等多种信息进行综合处理，建立逻辑关系和人机交互。目前，多媒体技术在知识学习、电子图书、视频会议中得到了极大的应用。（8）虚拟现实
虚拟现实即通过计算机图形构成三维模型，并编制生成以视觉感受为主，同时包括听觉、触觉的综合感知的人工环境。虚拟现实正在医学、娱乐、航天、设计、文物古迹、游戏、教育等领域得到广泛应用。1.1.3 计算机的发展趋势
未来的计算机将朝着超高速、超小型、并行处理和智能化的方向发展，具有感知、思考、判断、学习能力以及一定的自然语言能力。（1）量子计算机
量子计算机利用原子所具有的量子特性进行信息处理的一种全新概念的计算机，其运算速度可比奔腾4芯片快10亿倍。（2）光子计算机
光子计算机核心部分是用激光产生的光波代替电波进行0和1之间的转换。由于光比电携带更多的信号，而且不易受外界干扰，这样，光子计算机之间更容易相互结合，处理互为交叉的问题。（3）分子计算机
分子计算机体积小、耗电少、运算快、存储量大，其运算过程是蛋白质分子与周围介质相互作用的过程。分子计算机的运行速度比人的思维速度快100万倍，其消耗的能量极小，只有电子计算机的十亿分之一。美国、以色列的科学家在分子计算机研制方面已取得一定的成果，预计20年后分子计算机将进入实用阶段。（4）纳米计算机
应用纳米（1纳米=10-9米，大约是氢原子直径的10倍）技术研制的计算机内存芯片，其体积只有数百个原子大小，相当于头发丝直径的千分之一。纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机，它几乎不耗费任何能源，性能要比今天的计算机强大许多倍。1.2数制和信息编码
计算机中的信息分为数据和指令，前者是被计算机处理的信息，分为数值型数据与非数值型数据（如字符、图像等），后者则是计算机产生各种控制命令的基本依据。1.2.1 数制与转换
1.数制
数制是数的表示及计算的方法。数值数据是有大小的，人们习惯采用的是十进制。但在计算机内，各种信息都是以二进制代码形式表示的，这是因为采用二进制表示信息物理器件容易实现，并且二进制数据运算简单，可靠性高、能用性强。在设计研究计算机时常采用八进制、十六进制。（1）十进制计数制
基数：10。
数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。
位权：以10为底的幂。
进位规则：逢十进一。
十进制是人们最习惯使用的一种进位计数制。（2）二进制计数制
基数：2。
数码：0、1。
位权：以2为底的幂。
进位规则：逢二进一。
二进制是计算机中最常用数制。（3）八进制计数制
基数：8。
数码：0、1、2、3、4、5、6、7。
位权：以8为底的幂。
进位规则：逢八进一。（4）十六进制计数制
基数：16
数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。
位权：以16为底的幂。
进位规则：逢十六进一。
在计算机中，通常用数字后面跟一个英文字母表示该数进位计数制。十进制数一般用D（Decimal）或d、二进制用B（Binary）或b、八进制用O（Octal）或o、十六进制数用H（Hexadecimal）或h。
2.转换
人们习惯采用十进制数，计算机采用的是二进制数，书写时又多采用八进制数或十六进制数，因此，必然产生各种进位计数制之间的相互转换问题。（1）任意进制数（用R表示）转换为十进制数
位权相加法：把R进制数每位上的权数与该位上的数码相乘，然后求和即得要转换的十进制数。即：【例1.2.1-1】 将二进制数10111转换成十进制数。432102（10111） =1×2 +0×2 +1×2 +1×2 +1×2 10=16+0+4+2+1=（23） 【例1.2.1-2】 将八进制数127转换成十进制数。210810（127） =1×8 +2×8 +7×8 =64+16+7=（87） 【例1.2.1-3】 将十六进制数15B转换成十进数。2101610（15B） =1×16 +5×16 +11×16 =256+80+11=（347） （2）十进制数转换为R进制数
转换方法：将十进制转换成R进制时，需对整数部分和小数部分进行分别处理。
①整数部分连续除以R，其余数的序列就是对应的进位计数制的整数部分。
②小数部分连续乘以R，取其整数构成的序列就是对应的进位计数的小数部分。【例1.2.1-4】 将十进制数44.125转换成二进制数。102
转换结果：（44.125） =（101100.001） 【例1.2.1-5】 将十进制数44.125转换成八进制数。108
转换结果：（44.125） =（54.1） 【例1.2.1-6】 将十进制数44.125转换成十六进制数。1016
转换结果：（44.125） =（2C.2） （3）二进制与八进制、十六进制数之间的转换34
大家知道，2 =8、2 =16，也就是说，1个八进制位等于3个二进制位，1个十六进制位等于4个二进制位。因此，很容易实现二进制与八进制、十六进制之间的转换。
①二进制转换成八进制或十六进制。
转换方法：从小数点开始，向左或向右每3位或4位二进制数分成一组（不足位数，整数部分高位补0，小数部分低位补0），然后按对应位置写出每组二进制数等值的八进制数或十六进制数。【例1.2.1-7】 将二进制数10011010110转换成八进制数。28
转换结果：（10011010110） =（2326） 【例1.2.1-8】 将二进制数1001.1010110转换成十六进制数。216
转换结果：（1001.1010110） =（9.AC）
②八进制或十六进转换成制二进制。
转换方法：将每位八进制或十六进制数用3位或4位二进制数代替即可，小数点不动。【例1.2.1-9】 将八进制数7153转换成二进制数。816
转换结果：（7153） =（111001101011） 【例1.2.1-10】 将十六进制数9A28转换成二进制数。162
转换结果：（9A28） =（1001101000101000） （4）八进制与十六进制数之间的转换
八进制与十六进制数之间不能直接转换，它们之间可通过二进制间接来实现转换。【例1.2.1-11】 将八进制数476转换成十六进制数。8216（476） =（100111110） =（13E） 【例1.2.1-12】 将十六进制数3C45转换成八进制数。1628（3C45） =（0011110001000101） =（36105）
各种进制数对照表如表1.2.1所示。表1.2.1 各种进制数对照表1.2.2 信息存储单位
计算机中数据的常用单位有位、字、字节。
1.位（bit，缩写为b）
位又称比特，是计算机表示信息的数据编码中的最小单位。1位二进制的数码用0或1来表示。
2.字节（byte，缩写为B）
字节是计算机存储信息的最基本单位。1个字节用8位二进制数表示。通常计算机以字节为单位来计算存储容量。例如，计算机内存容量、磁盘的存储容量等都是以字节为单位表示的。
存储空间容量的单位除了用字节表示以外，还可以用千字节（KB）、兆字节（MG）、吉字节（GB）、太字节（TB）等表示。它们之间的换算关系如下：101020
1KB=2 B=1024B 1MB=2 KB=1024KB=2 B10301040
1GB=2 MB=1024MB=2 B 1TB=2 GB=1024GB=2 B
3.字（Word）
字由若干个字节组成（一般为字节的整数倍），如16位、32位、64位等。它是计算机进行数据处理和运算的单位，其包含的二进位个数称为字长。不同档次的计算机有不同的字长，字长是计算机一个重要的性能指标。1.2.3 信息编码
数据泛指一切可以被计算机接受并处理的符号，可包括数值、文字、图形、声音、视频等各种信息。在计算机中，数据信息只有转换成数字编码的形式，计算机才能进行处理。编码就是将一类数据按某一编码表转换成对应代码的过程，编码技术应用于许多方面。计算机中只识别0和1码，因此，在计算机中对数字、字符及汉字就要用二进制的各种组合形式来表示，这就是二进制的编码系统。
1.数值数据的编码
数值数据指我们日常生活中所说的数或数据，它有正负、大小之分，还有整数和实数之分，数值数据在计算机中是用二进制代码来表示的。我们把一个数在计算机内部表示成的二进制形式称为机器数，原来的数称为这个机器数的真值。机器数有不同的表示方法，常用的有原码、反码、补码等。
原码是最简单的一种机器数表示方法。原码表示的规则是：最高位（最左边一位）表示数的符号：“0”表示正号，“1”表示负号；其余各位表示数的大小，即这个数的绝对值。
补码表示的规则是，正数的补码即是它本身；负数的补码可以用以下简便的方法求得：符号位取1，其余各位按其真值取反（即0变1，1变0），然后在它的末位上加1。
反码与补码的不同之处仅仅在于负数的反码只求反而不加1。
对于小数的表示方法有两种，即定点数表示和浮点数表示。
2.非数值数据的编码
非数据数据是指除数值数据之外的字符，如各种符号、数字、字母、汉字等。同样，它们也是用二进制代码来表示的。（1）字符编码
在计算机中使用最广泛的字符编码是ASCII码（American Standard Code for Information Interchange，美国标准信息交换码），ASCII码被国际化标准组织确定为世界通用的国际标准。如表1.2.2所示。表1.2.2 ASCII字符编码表
表中可以看出，每个字符用7位二进制码表示。一个字符在计算机内用8位表示，基本ASCII码最高位为0，扩充ASCII码的最高位为1。基本ASCII码共有128个字符，其中95个编码对应着计算机终端输入并可以显示的字符，如英文大小写字母各26个、0～9十个数字符、标点符号等，另外33个字符是控制码，控制着计算机某些外围设备的工作特性和软件运行情况。
如果需要确定字母、数字及各种符号的ASCII码值，可在表中查654出其所在的位置，根据字符所在行的高3位（d d d ）和列的低33210位（d d d d ）编码查出。
例如，字符“A”的ASCII码是1000001，若用十六进制表示为41H，若用十进制表示为65D。（2）二～十进制的数字编码
我们日常生活中习惯使用十进制数，为了使计算机能识别、存储十进制数，并能直接用十进制数形式进行运算，就需要对十进制数进行编码，即用0和1的不同组合形式来表示十进制数的各个数位上的数字，进而表示一个十进制数。
将十进制数表示为二进制编码的形式，称为称为十进制数的二进制编码，简称二～十进制编码或BCD（Binary Coded Decimal）码。
最常用的二～十进制的数字编码是8421码，其表示方法是每一位十进制数用4位二进制数表示，从左到右分别为8、4、2、1权码，4位二进制数有16种编码，只取0000～1001十种表示十进制数中的0～9。表1.2.3列出十进制数与BCD码以及二进制数的对比关系。表1.2.3 BCD码与十进制数、二进制数的对比关系（3）汉字编码
汉字编码主要用于解决汉字输入、处理和输出的问题。根据对汉字的输入、处理、输出的不同要求，汉字的编码主要分为4类：汉字输入码、汉字内部码、汉字字形码、汉字交换码。
①汉字输入码（外码）。输入汉字时使用的编码称为汉字输入码，也称为汉字的外码（简称外码），其作用是实现按照某一方式输入汉字。目前我国的汉字输入码编码方案有上千种，主要分为4类：数字编码（国际区位码、电报码）、拼音编码（全拼、双拼）、字型编码（五笔）和音形编码（自然码）。
②汉字内部码（内码）。汉字内部码是指在计算机内部处理汉字信息时所使用的汉字编码，汉字内部码也称为汉字机内码（简称内码）。汉字输入计算机后，计算机系统一般都会把各种不同的汉字输入编码转换成唯一的机内码。在汉字信息系统内部，对汉字信息的采集、传输、存储、加工运算的各个过程都要用到汉字机内码。
③汉字字形码（字模码）。汉字字形码是指文字字形存储在字库中的数字化代码。当需要显示或打印汉字时，通常是把单个汉字离散成网点，每点以一个二进制位表示，由此组成的汉字点阵字形（字模）称为汉字字形码，一个汉字信息系统所有的汉字字形码的集合构成了该系统的汉字库。
根据输出汉字的要求不同，汉字点阵的多少也不同。汉字点阵点数的多少直接影响汉字的造型和质量，点数越多，汉字的质量越高。目前在微机中，普遍采用的16×16、24×24、32×32、48×48等点阵。从使用上分为简易型、普通型、提高型、精密型，不同字体的汉字需要不同的点阵字库。字模点阵信息量很大，占存储空间也很大。以16×16点阵汉字为例，每个汉字就要占用16×16/2=32（B）。
根据汉字库中汉字字形码的存储方式的不同，可把汉字库分为软字库和硬字库两种。软字库是将汉字库文件存储在软盘或硬盘中；硬字库是利用汉卡（由Rom和Ram芯片制成）将汉卡安装在机器的扩展槽中。
④汉字交换码。
GB 2312—1980标准：为了适应汉字信息处理技术日益发展的需要，国家标准局于1981年发布了《中华人民共和国标准信息交换用汉字编码字符集·基本集》，简称GB 2312—1980，这种编码简称为国标码。共收录包括一级汉字3755个和二级汉字3008个，各种符号682个，总计7445个。
国标码规定每个字符由2个字节代码组成，每个字节最高位为0，其余7位用于组成各种不同的码值。
GBK标准：是GB 2312—1980的扩展，共有21883个汉字和符号。
ISO 10646标准：国际标准化组织公布的一个标准，它包括了世界上的各种语言，GBK包含在其中。
从汉字编码的转换角度，图1.2.1显示了几种编码之间的关系，其间都需要各自的转换程序来实现。图1.2.1 各种编码之间的关系1.3计算机系统的组成
一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成，如图1.3.1所示。硬件系统是计算机系统的物理装置，即电子线路、元器件和机械部件构成的具体装置，是看得见、摸得着的实体，是计算机能够运行程序的物质基础，计算机性能在很大程序上取决于硬件配置。软件是为解决问题而编制的程序、数据以及相应的文档资料，是计算机系统运行所必需的，它是计算机正常工作的重要因素。硬件是物质基础，软件是指挥枢纽，是系统的灵魂，只有两者的协调工作，才能发挥计算机的最佳性能。图1.3.1 计算机系统的组成1.3.1 计算机工作原理
1.“程序存储”设计思想
到现在为止，尽管计算机的制造技术发生着日新月异的变化，但就其体系结构而言，一直沿袭着美籍匈牙利数学家冯·诺依曼于1946年提出的计算机组成和工作方式的思想。这样的计算机称为冯·诺依曼型计算机，如图1.3.2所示，其主要特点是：
①计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。
②计算机内部采用二进制来表示指令和数据。每条指令一般具有一个操作码和一个地址码。其中操作码表示运算性质，地址码指出操作数在存储中的位置。
③将编好的程序和原始数据存入存储器中，然后启动计算机使计算机在工作时能够自动、高速地从存储器中自动取出指令加以执行。
冯·诺依曼设计思想最重要之处在于明确地提出了“程序存储”的概念，他的全部设计思想实际上是对“程序存储”要领的具体化。
2.计算机的工作过程
如果要让计算机工作，就得先把程序编写出来，然后通过输入设备传送到存储器中保存起来，接下来就是执行程序。根据冯·诺依曼的设计，计算机应该能够自动执行程序，而执行程序又归结为逐条执行指令，执行一条指令又可分为以下基本操作：
①取出指令：从存储器某个地址中取出要执行的指令送到CPU内部的指令寄存器暂存。
②分析指令：把保存在指令寄存器中的指令送到指令译码器，译出该指令对应的微操作。
③执行指令：根据指令译码，向各个部件发出相应控制信号，完成指令规定的各种操作。
④计算机为执行下一条指令做好准备，即取出下一条指令地址。图1.3.2 冯·诺依曼结构计算机1.3.2 计算机硬件系统
计算机硬件是计算机中能看得见摸得着的电子线路和物理装置的总称。任何一台计算机系统的硬件系统都是由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成。由于运算器、控制器、内存储器3个部分是信息加工、处理的主要部件，所以把它们合称为“主机”，而输入、输出设备及外存储器则合称为“外围设备”。下面对计算机硬件系统的几个基本部件作简单介绍。
1.运算器（Arithmetic Logic Unit，ALU）
运算器是对数据信息进行加工和处理的部件，它能够完成各种算术运算和逻辑运算，所以也叫做“算术逻辑运算部件”。算术运算包括加、减、乘、除等运算；逻辑运算包括与、或、非等运算。
在运算过程中，运算器不断得到由存储器提供的数据，运算后又把结果送回到存储器保存起来。整个运算过程是在控制器统一指挥下，按程序中编排的操作顺序进行的。
运算器主要由算术逻辑运算单元和寄存器两部分组成，运算器的性能是影响整个计算机性能的重要因素。
2.控制器（Controller）
控制器是分析和执行指令的部件，是控制计算机各个部件有条不紊地协调工作的指挥中心。控制器从存储器中逐条取出指令、分析指令，然后根据指令要求完成相应操作，产生一系列控制命令，使计算机各部分自动、连续并协调工作，成为一个有机的整体，实现程序输入、数据输入以及运算并输出结果。
通常，运算器和控制器集成在一块芯片上，构成中央处理器（Central Processing Unit，CPU），CPU是计算机的核心和关键，计算机的性能主要取决于CPU。随着大规模集成电路技术的发展，如今CPU已能集成在一块半导体芯片上，称微处理器，采用微处理器作为计算机CPU是微型机的主要标志之一。
3.存储器（Memory）
存储器是用来存放输入设备送来的程序和数据，以及运算器送来的中间结果和最后结果的记忆装置。存储器能容纳的二进制信息的总量称为存储容量，一般用字节数B表示容量的大小。存储容量的单位还有千字节（KB）、兆字节（MB）、吉字节（GB）和太字节（TB）等。
存储器分内存储器和外存储器。存储器的分类如图1.3.3所示。图1.3.3 存储器的分类（1）内存储器
内存储器简称内存，又称主存，是CPU能根据地址线直接寻址的空间，由半导体器件制成。内存是主机的一部分，用来存放正在执行的程序或数据，与CPU直接交换信息。其特点是存取速度快，但容量相对较小。内存按其功能和存储信息又可分成两大类，即随机存储器和只读存储器。
①随机存储器（Random Access Memory，RAM）。RAM在计算机工作时，即可从中读出信息，也可随时写入信息，所以RAM是一种在计算机正常工作时可读/写的存储器，但RAM中的信息掉电后会失去，因此，用户在操作过程中应养成随时存盘的习惯，以防断电丢失数据。通常所说内存容量是指RAM容量。
②只读存储器（Read Only Memory，ROM）。ROM与RAM的不同之处是它在计算机正常工作时只能读出信息，而不能写入信息。ROM的最大特点是不会因断电丢失信息，利用这一特点，可以将操作系统的基本输入/输出程序固化于其内，机器在通电后，立即执行其中的程序，ROM BIOS就是指含有这种基本输入/输出程序的ROM芯片。
只读存储器电路简单，集成度高。根据其特点和功能又可分为可编程只读存储器（PROM）和可改写只读存储器（EPROM）。ROM中的信息在生产过程中由制造厂家写入，不能改写；PROM中的信息可由用户自己在编程器上做一次性写入；EPROM中的信息可由紫外线擦除，由用户重新写入。（2）外存储器
外存储器简称外存，又称辅存，它作为一种辅助存储设备，主要用来存放一些暂时不用而又需长期保存的程序或数据，不能与CPU直接交换信息。当需要执行外存中的程序或处理外存中的数据时，必须通过CPU输入/输出指令，将其调入RAM中才能被CPU执行和处理，其性质与输入/输出设备相同，所以一般把外存储器归属于外围设备。外存储器的特点是存储容量大，其存取速度相对较慢。
4.输入设备（Input Device）
输入设备是将原始数据和程序输入到计算机的部件，它由输入装置和输入接口两部分组成。常见的输入装置有键盘、鼠标、光笔、图像扫描仪、数码照相机等；而输入接口则是插在主机和输入装置之间的一块称为“接口电路”的部件，它实现主机和输入装置的信息交换。
5.输出设备（Out Device）
输出设备是将计算机工作的结果以数字、字符、图表等形式表现出来，它由输出装置和输出接口两部分组成，常见的输出装置有显示器、打印机、绘图仪等。1.3.3 计算机软件系统
计算机软件是指为运行、维护、管理、应用计算机所编制的程序及程序运行所需要的数据文档资料的总合。一般把软件分为系统软件和应用软件两大类。
1.系统软件
系统软件是指维持计算机系统正常运行和支持用户运行应用软件的基础软件。其主要功能是管理、监控、服务和维护计算机资源（包括硬件和软件），以及开发应用的软件。它包括操作系统、各种语言处理程序、数据库管理系统、系统支持和服务程序4个方面的软件。（1）操作系统
操作系统（Operating System，OS）是保证计算机能够运行的基本程序。它的主要功能是：管理计算机软硬件资源，使之有效地被应用；组织协调计算机各组成部分的运行，以增强系统的处理能力；提供良好的人机界面，为用户操作提供方便。
操作系统是介于用户与计算机硬件之间的操作平台，只有通过操作系统才能使用户在不必了解计算机系统内部结构的情况下正确使用计算机。所有的应用软件和其他系统软件都是在操作系统支持之下运行的。操作系统一般分为批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统等，其功能各具特色，适用于不同的场合。（2）语言处理程序
计算机语言又称为程序设计语言，它是人与计算机交流时所使用的语言。计算机语言是随着计算机技术的发展，根据解决实际问题的需要逐步形成的。按其接近人类自然语言的程度划分为机器语言、汇编语言和高级语言。
①机器语言。机器语言（Machine Language）是唯一能被计算机直接识别，用由0和1组成的二进制代码编写而成，不用经过任何转换。机器语言直接用计算机指令作为语句与计算机交换信息，一条机器指令就是机器语言的一个语句。
对于不同的计算机硬件，其机器语言一般是不相同的。每个计算机都有自已的指令集。指令是指一种规定了CPU执行某种特定操作的命令，也称为机器指令。每条指令都是二进制形式的指令代码，包括操作码和地址码两部分。其中操作码说明要执行的动作，地址码提供参加操作的数据的存放地址。通常一条指令对应一种基本操作，全部指令的集合称为指令系统。每台计算机的指令系统就是该机器的机器语言。
机器语言的缺点是编写困难、阅读困难、难于记忆修改、容易出错以及可移植性差等。
②汇编语言。汇编语言（Assembly Language）是一种接近机器语言的符号语言。为了便于理解和记忆，在汇编语言中采用了能帮助记忆的英文缩写符号（称为指令助记符）来代替机器语言指令代码中的操作码，用地址符号来代替地址码。将用指令助记符及地址符号书写的指令称为汇编指令，而用汇编指令编写的程序称为汇编语言程序。
汇编语言采用了助记符，它比机器语言直观、容易记忆和理解、易读、易检查、易修改，但计算机是不能直接识别的，必须用汇编程序翻译成机器语言的目标程序，计算机才能执行。汇编语言与机器语言是一一对应的，因此，对于不同的计算机，针对同一问题所编写的汇编语言源程序是互不相通的，其通用性和可移植性仍然较差。
③高级语言。高级语言（High-level Language）是一种完全符号化的语言，采用自然语言（英语）和数学语言，完全独立于具体的计算机，具有很强的可移植性。使用高级语言编写的程序，计算机是不能直接执行的，必须翻译成机器语言才能运行。高级语言处理程序按其翻译方式的不同，可分为解释程序和编译程序两大类，解释程序对源程序的翻译采取边解释、边执行的方法，并不生成目标程序；编译程序必须先将源程序翻译成目标程序后，才能开始运行。
目前，高级语言有上百种之多，得到广泛应用的有几十种，如Basic、C、Pascal等都是常用的程序设计语言。随着Windows操作系统的普遍应用，程序设计语言也发生了很大的变化，除逐步采用可视化、图形化的编程环境，大量采用各种程序设计工具外，重要的是引入“面向对象程序设计”思想，从程序设计理念、编程的思维方式直到程序设计的具体方法都发生了变化。例如，目前流行的C++、Visual C、Visual Basic、Java等都采用了面向对象的程序设计思想和方法。（3）数据库管理系统
数据库管理系统（DataBase Management System，DBMS）是在计算机应用于生产经营活动过程中逐渐发展起来的。数据库管理系统大约出现于20世纪60年代末，以数据库的方式组织和管理数据，通过DBMS实现数据的整理、加工、存储、检索和更新等日常管理工作。
数据库管理系统的功能包括对数据库的建立与维护功能；对数据库中的数据进行排序、检索和统计功能；数据或查询结果的输出功能；方便的编程功能；数据的安全性、完整性以及并发性控制等。
数据库系统实际是一个综合体，它包括了数据库、数据库管理系统、计算机的软硬件系统等。其中，数据库管理系统是整个数据库系统中的核心，目前常用的数据库管理系统有Oracle、SQL Server、Sybase等，Microsoft公司的Office中的Access也是常用的数据库管理系统。（4）系统支持和服务程序
服务性程序又称实用程序，是指为了帮助用户使用和维护计算机，提供服务性手段而编制的一类程序。这些程序在计算机软硬件管理中执行某个专门功能，例如，编辑程序、装配连接程序、诊断程序、监控程序、系统维护程序等。
2.应用软件
应用软件是指用户利用计算机及其提供的系统软件为解决某一些具体问题而编制的各种程序和相关资料。应用软件相当丰富，依据应用范围可划分通用工具软件和用户专用软件。（1）通用工具软件
通用工具软件是指由软件公司等单位或个人开发的通用软件或工具软件，例如，文字处理软件、图形及图像处理软件、网络工具软件等。（2）用户专用软件
用户专用软件是指为用户解决各种具体问题而开发编制的用户程序，例如，财务管理系统、仓库管理系统、人事档案管理系统等。
系统软件和应用软件之间并没有严格的界限，随着计算机应用的普及，应用软件正向着标准化、商业化方向发展，并形成了各种软件库。1.4个人计算机1.4.1 个人计算机的硬件组成
个人计算机，也称PC（Personal Computer），源自1981年IBM第一部桌上型计算机。
个人计算机由硬件系统和软件系统组成，是一种能独立运行、完成特定功能的设备。个人计算机不需要共享其他计算机的处理器、磁盘和打印机等资源也可以独立工作。台式机（或称台式计算机、桌面电脑）、笔记本式计算机、上网本和平板电脑以及超级本等都属于个人计算机的范畴。
所谓硬件，是指构成计算机的物理设备，即由机械、电子器件构成的具有输入、存储、计算、控制和输出功能的实体部件。硬件系统由中央处理器（CPU）、内存储器（包括ROM和RAM）、接口电路（包括输入接口和输出接口）和外围设备（包括输入/输出设备和外存储器）几个部分组成，通过3条总线（BUS）——地址总线（AB）、数据总线（DB）和控制总线（CB）进行连接。
①电源是PC中不可缺少的供电设备，它的作用是将220V交流电转换为PC中使用的5V、12V、3.3V直流电，其性能的好坏直接影响到其他设备工作的稳定性。
②主板是PC中各个部件工作的一个平台，它把PC的各个部件紧密连接在一起，各个部件通过主板进行数据传输。也就是说，PC中重要的“交通枢纽”都在主板上。
③CPU（Central Processing Unit）即中央处理器，是一台计算机的运算核心和控制核心。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU由运算器、控制器、寄存器、高速缓存及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。作为整个系统的核心，CPU也是整个系统最高的执行单元，因此CPU已成为决定PC性能的核心部件，很多用户都以它为标准来判断PC的档次。
④内存又称内部存储器（RAM），属于电子式存储设备，它由电路板和芯片组成，特点是体积小、速度快，有电可存、无电清空。内存有DDR、DDR2、DDR3、DDR4四大类，目前常用的容量为1～16GB。
⑤硬盘属于外部存储器，有记忆功能。硬盘容量很大，已达TB级，尺寸有3.5英寸（1英寸=2.54cm）、2.5英寸、1.8英寸、1.0英寸等，接口有IDE、SATA、SCSI等，SATA最普遍。
移动硬盘是以硬盘为存储介质，强调便携性的存储产品，多采用USB、lEEE 1394等传输速度较快的接口，可以较高的速度与系统进行数据传输。
固态硬盘与普通硬盘比较，具有启动快、存储快速、无噪声、能耗和发热量较低、不会发生机械故障、工作温度范围更大、体积小、重量轻等优点。固态硬盘目前最大的不足是价格昂贵、容量小，无法满足大量存储数据需求。
⑥声卡是组成多媒体PC必不可少的一个硬件设备，其作用是当发出播放命令后，声卡将PC中的声音数字信号转换成模拟信号送到音箱上发出声音。
⑦显卡在工作时与显示器配合输出图形、文字，显卡的作用是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动，并向显示器提供行扫描信号，控制显示器的正确显示，是连接显示器和PC主板的重要元件，是“人机对话”的重要设备之一。
⑧网卡是工作在数据链路层的网络组件，是局域网中连接计算机和传输介质的接口。网卡的作用是充当PC与网线之间的桥梁，它是用来建立局域网并连接到Internet的重要设备之一。在整合型主板中常把声卡、显卡、网卡等部分或全部集成在主板上。
⑨光驱是PC用来读写光盘内容的机器，也是在台式机和笔记本式计算机里比较常见的一个部件。随着多媒体的应用越来越广泛，使得光驱在计算机诸多配件中已经成为标准配置。光驱可分为CD-ROM驱动器、DVD光驱（DVD-ROM）、康宝（COMBO）和刻录机等。
⑩显示器的作用是把PC处理完的结果显示出来。显示器是输出设备，是PC不可缺少的部件之一。显示器分为CRT、LCD、LED三大类，主要的常见接口有VGA、DVI、HDMI三类。键盘是主要的输入设备，目前常用的为107键，用于把文字、数字等输到PC上。当人们移动鼠标时，可以快速地在屏幕上定位，它是人们使用PC不可缺少的部件之一。通过音箱可以把PC中的声音播放出来。通过打印机可以把PC中的文件打印到纸上，它是重要的输出设备之一。在打印机领域形成了针式打印机、喷墨打印机、激光打印机三足鼎立的主流产品，各自发挥其优点，满足各界用户不同的需求。1.4.2 个人计算机的主要性能指标
个人计算机的主要性能指标包括：运算速度、字长、内存容量等。此外，机器的兼容性、系统的可靠性及可维护性，外围设备的配置等也都常作为计算机的技术指标。
一台微型计算机功能的强弱或性能的好坏，不是由某项指标来决定的，而是由它的系统结构、指令系统、硬件组成、软件配置等多方面的因素综合决定的。但对于大多数普通用户来说，可以从以下几个指标来大体评价计算机的性能。（1）运算速度
运算速度是衡量计算机性能的一项重要指标。通常所说的计算机运算速度（平均运算速度），是指每秒钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令每秒”（Million Instructions Per Seond，MIPS）来描述。微型计算机一般采用主频来描述运算速度，例如，常用的有CPU时钟频率（主频），例如Pentium 41.5G的主频为1.5GHz。一般说来，主频越高，运算速度就越快。（2）字长
一般说来，计算机在同一时间内处理的一组二进制数称为一个计算机的“字”，而这组二进制数的位数就是“字长”。在其他指标相同时，字长越长计算机处理数据的速度就越快。早期的微型计算机的字长一般是8位、16位或32位，到2009年大多数已经是64位的了。（3）内存储器的容量
内存储器，也简称主存，是CPU可以直接访问的存储器，需要执行的程序与需要处理的数据就是存放在主存中的。内存储器容量的大小反映了计算机即时存储信息的能力。内存容量越大，系统功能就越强大，能处理的数据量就越庞大。（4）外存储器的容量
外存储器容量通常是指硬盘容量（包括内置硬盘和移动硬盘）。外存储器容量越大，可存储的信息就越多，可安装的应用软件就越丰富。早期的硬盘容量一般为10～60GB，现在大多在500GB以上。1.4.3 个人计算机的选购
目前用户购买个人计算机（PC）一般有台式计算机和笔记本式计算机两种选择，而且可以选择购买品牌机或兼容机。品牌机产品的质量相对较好、稳定性和兼容性也较高，售后服务较好，但价格相对较高。兼容机是指根据买方要求现场组装（或自己组装）出来的计算机。兼容机先天就存在兼容性和稳定性的隐患，售后服务也往往较差，但价格一般较低。在选购PC之前，可按照自己的需求，选择不同档次、型号、生产厂家的计算机配件，具体如下：
1.明确需求
不同的PC应用有不同的相应的购机方案。（1）商务办公类型
对于办公型PC，主要用途为处理文档、收发E-mail以及制表等，需要的PC应该稳定。建议配置一款液晶显示器，可以减小长时间使用PC对人体的伤害。（2）家庭上网类型
一般的家庭中，使用PC进行上网的主要作用是浏览新闻、处理简单的文字、玩一些简单的小游戏、看看网络视频等，用户不必配置高性能的PC，选择一台中低端的配置就可以满足用户需求了。（3）图形设计类型
对于这样的用户，因为需要处理图形色彩、亮度，图像处理工作量大，所以要配置运算速度快、整体配置高的计算机，尤其对CPU、内存、显卡上要求较高，同时应该配置CRT显示器来达到更好的显示效果。（4）娱乐游戏类型
当前开发的游戏大都采用了三维动画效果，所以游戏用户对PC的整体性能要求更高，尤其在内存容量、CPU处理能力、显卡技术、显示器、声卡等方面都有一定的要求。
2.确定购买台式机还是笔记本式计算机
随着微型计算机技术的迅速发展，笔记本式计算机的价格在不断下降，好多即将购买PC的顾客都在考虑是购买台式机还是笔记本式计算机。对于购买台式机还是笔记本式计算机，应从以下几点考虑。（1）应用环境
台式机移动不太方便，适用于普通用户或者固定办公的用户。笔记本式计算机的优点是体积小，携带方便，适用于经常出差或移动办公的用户。（2）性能需求
对于同一档次的笔记本式计算机和台式机，在性能上有一定的差距，并且笔记本式计算机的可升级性较差。对有更高性能需求的用户来说，台式机是更好的选择。（3）价格方面
相同配置的笔记本式计算机比台式机的价格要高一些，在性价比上，笔记本式计算机比不上台式机。
3.确定购买品牌机还是组装机
目前，市场上台式机主要有两大类：一种是品牌机，另一种就是组装机（也称兼容机）。（1）品牌机
品牌机指由具有一定规模和技术实力的计算机厂商生产，注册商标、有独立品牌的计算机。如IBM、联想、戴尔、惠普等都是目前知名的品牌。品牌机出厂前经过了严格的性能测试，其特点是性能稳定，品质有保证，易用。（2）组装机
组装机是PC配件销售商根据用户的消费需求与购买意图，将各种计算机配件组合在一起的计算机。组装机的特点是计算机的配置较为灵活、升级方便、性价比略高于品牌机。
4.了解PC性能指标
对于一台PC来说，其性能的好坏不是由一项指标决定的，而是由各部分总体配置决定的。衡量一台PC的性能，主要考虑以下几个性能指标。（1）CPU的运算速度
CPU的运算速度是衡量PC性能的一项重要指标，总体的主频越高，运算速度就越快。目前主流桌面级CPU厂商主要有Intel和AMD两家，如Intel Core i7 5960X是Intel的主频3.0GHz的8核CPU。（2）显卡类型
显卡性能指标是指显卡的流处理能力，以及显存大小和显存位宽（越大越好）。市场上比较流行的显卡芯片为nVIDIA、AMD（ATI）显卡，以独立显卡容量大小作为衡量显卡性能指标的尺度。市场上以独立显存2CB以上作为主流显卡。（3）内存储器容量
内存容量反映了PC即时存储信息的能力，随着操作系统的升级和应用软件功能的不断增多，对内存的需求容量越来越大。内存的存取速度取决于接口、颗粒数量多少与存储容量（包括内存的接口，如：SDRAM133、DDR333、DDR2-533、DDR2-800、DDR3-1333.DDR3-1600、DDR4-2133.DDR4-2400.DDR4-3000），一般来说，内存容量越大，处理数据能力越强，而处理数据的速度主要看内存属于哪种类型（如DDR就没有DDR3处理得快）。1.4.4 个人计算机的组装
组装之前需要准备好安装的环境和所用工具，最基本的组装工具是螺丝刀。
常规的装机顺序为：CPU→散热器→内存→电源→主板→电源连线→机箱连线→显卡→硬盘→光驱→数据线→机箱。
台式计算机的组件图如图1.4.1所示，台式计算机的安装流程如图1.4.2所示。图1.4.1 台式计算机的组件图图1.4.2 台式计算机的安装流程
1.安装准备
①准备工具。梅花螺丝刀、美工刀、剪子、硅脂、扎带。
②防静电。身上的静电如果不注意，极有可能会对计算机的硬件造成损坏。装机前洗手可以有效防止静电。
2.装机步骤
①装踮脚螺钉。机箱内的铜螺钉要全部安装。如果装不全，时间长了主板就会变形，或在以后的拆装当中造成主板断裂。
②装CPU。注意CPU不要装反了，仔细观察CPU上面的防呆提示。
③扣上扣具。扣的时候有点紧，要用点力压，扣上就行。如果上一步没操作好，就会损坏CPU针脚。
④涂抹硅脂。涂抹硅脂时要均匀涂抹，在涂抹的时候要尽量涂薄，如果涂抹太厚就会隔热。CPU封装外壳上有很多凹凸，肉眼是看不见的，硅脂的主要用途就是填充这些凹凸，让CPU更好地接触散热器。涂抹的时候最好戴指套，以便涂抹均匀，防止出现气泡。
⑤安装散热器座。散热器有很多种，都很好装，对准主板上的四个孔装上就行。
⑥安装风扇。有的风扇是直接用螺钉拧上的，有的是带扣具的，仔细看就能看懂。装完风扇要把风扇电源接上，接口上也有防呆提示。
⑦安装内存。内存条上面都有防呆缺口，对准缺口避免插错。如果组建双通道，那两根内存就要插在同一种颜色的插槽上。装的时候先把插槽两边的扣具掰开，把内存垂直装上，往下按压的时候用力要均匀，用两个拇指按压内存两头，直到两边的扣具自动扣上。切不可前后晃动内存条，避免损坏内存条。
⑧安装主板。用手拿散热风扇把主板放到机箱内（要注意方向），在调整主板时注意下面的铜柱，不要损坏主板。然后把所有的螺钉全拧上，不要偷懒。拧螺钉的时候要按对角方式顺序进行，避免主板受力不均衡。
⑨安装光驱。注意前面要平整，光驱两边都要拧上固定螺钉，然后接好电源线和数据线。
⑩安装硬盘。安装硬盘的时候注意前置风扇的位置，硬盘要对准风扇的位置，这样有利于硬盘散热。同样需要拧上固定螺钉，接好电源线和数据线。硬盘要放稳，不要有抖动，否则硬盘很容易损坏。安装显卡。通常主板上有2个插槽：一个是PCIE×16，一个是PCIE×4。安装时注意显卡的插槽类型，接显卡供电接口时注意卡口。接指示灯。这一步要注意不要插错，要在主板上仔细对照，注意正负极。HDD LED是硬盘指示灯，POWER是电源开关，POWER+、POWER-是电源指示灯，USB就是USB接口，接错了有可能会烧主板。F-AUDIO前置音频每个主板的位置不同，要对照主板说明书来连接，没有说明书的就只能在主板上慢慢找。连接主板电源和CPU电源，这些接口都有防呆扣，注意不要接错。通电测试。检查机箱内的所有接线，确认无误后，接上键盘、
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