《大学计算机基础教程》是根据大学计算机基础教学大纲编写的计算机应用基础教材。全 书共分为7章，主要内容包括计算机基础知识、操作系统基础、文字处理 软件Word 2010，电子表格处理软件Excel 2010、演示文稿制作软件 PowerPoint 2010、计算机网络与安全、信息检索与利用等。
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《大学计算机基础教程》可作为高等学校非计算机专业的“大学计算机基础”课程教材， 也可供其他计算机爱好者学习使用。
第1章 计算机基础知识
1.1 计算机概述
现代电子计算机简称计算机，俗称为电脑，是一种能够按照程序自动运行、能够存储并高速处理海量数据的现代化智能电子设备，是20世纪最先进的科学技术发明之一。随着计算机技术的飞速发展，计算机的功能越来越强大，它的应用领域也从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域，改变了人类现有的生活方式，对人类的生产生活产生了极其重要的影响，成为信息社会中必不可少的工具。
计算机的应用在中国越来越普遍，可以说遍布生活的各个角落，工商、教育、医药、政府、娱乐、科研、家庭都离不开计算机的帮助。现代社会，网络的迅速发展，为计算机的普及提供了非常重要的外部条件。改革开放以后，中国计算机用户的数量不断攀升，应用水平不断提高，特别是在互联网、通信、多媒体等领域的应用取得了不错的成绩。截至2013年12月，中国网民规模达到6.38亿，互联网普及率为45.8%。
1.1.1 计算机的发展
从1946年2月14日，美国宾夕法尼亚大学研制的世界上第一台电子计算机“电子数字积分计算机”(Electronic Numerical And Calculator，ENIAC)至今，如图1-1所示，计算机技术以惊人的速度发展，根据所用电子器件的不同，计算机的发展过程可分为4个阶段。
图1-1 第一台电子计算机
第1代：电子管时代(1946～1958年)
硬件方面，电子器件采用的是真空电子管，电子管计算机体积大、功耗高、可靠性差、速度慢(一般为每秒数千次至数万次)、价格昂贵。软件方面，采用的是机器语言、汇编语言。应用领域以军事和科学计算为主。
第2代：晶体管时代(1958～1964年)
硬件方面，电子器件采用晶体管，晶体管计算机体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高(一般为每秒数10万次，可高达300万次)。主存储器采用磁芯存储器，外存储器开始使用磁盘，并提供了较多的外部设备。软件方面，开始有了系统软件，提出了操作系统概念，使用Fortran、Cobol和Algol等高级程序设计语言编写程序。应用领域以科学计算和事务处理为主，并开始进入工业控制领域。
第3代：集成电路时代(1964～1970年)
硬件方面，电子器件采用中、小规模集成电路(MSI、SSI)，计算机的体积更小，速度更快(一般为每秒数百万次至数千万次)，功能更强大，价格更低，耗电量更省，可靠性更高。软件方面，出现了分时操作系统以及结构化、规模化程序设计方法。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。
第4代：大规模和超大规模集成电路时代(1970年至今)
硬件方面，电子器件采用大规模和超大规模集成电路(LSI和VLSI)。计算机的存储容量、运算速度和功能都有极大的提高，提供的硬件和软件更加丰富和完善。在这个阶段，计算机向巨型和微型两极发展，出现了微型计算机。微型计算机的出现使得计算机的应用进入了突飞猛进的发展时期，特别是微型计算机与多媒体技术的结合，将计算机的生产和应用推向了新的高潮。
1.1.2 计算机的分类
计算机的种类很多，而且分类的方法也很多，常用的分类方法有两种，一种是按用途划分，一种是按规模划分。
1．按用途划分
1)通用计算机
广泛适用于一般科学运算、学术研究、工程设计和数据处理等，具有功能多、配置全、用途广、通用性强的特点，市场上销售的计算机多属于通用计算机。
2)专用计算机
是为用于某种特殊需要而设计的计算机，通常增强了某些特定功能，忽略一些次要要求，所以专用计算机能高速度、高效率地解决特定问题，具有功能单纯、使用面窄甚至专机专用的特点。
2．按规模划分
根据计算机的规模和性能不同，通常把计算机分为以下6大类。
1)超级计算机或称巨型机
超级计算机通常是指运算速度超过每秒1亿次的高性能计算机，它是目前功能最全、速度最快、软硬件配套齐备、价格最贵的计算机。例如目前世界上运行最快的超级机速度为每秒5.49亿亿次浮点运算。生产巨型机的公司有美国的Cray公司、TMC公司，日本的富士通公司、日立公司等。我国研制的银河机也属于巨型机，银河Ⅰ型为亿次机，银河Ⅱ型为10亿次机。
2)小超级机或称小巨型机
小超级机又称桌上型超级电脑，与巨型机的系统结构在基本原理方面相差不大，但使用了更加先进的大规模集成电路，在技术上采用高性能的微处理器组成并行多处理器系统，使巨型机小型化，因而体积小、成本低，甚至可以作为桌面机形式。典型产品有美国Convex公司的C-1、C-2、C-3等；Alliant公司的FX系列等。
3)大型主机
通常所说的大、中型计算机一般具有大容量内、外存储器，多种类型的I/O通道，支持批处理和分时处理等多种工作方式，最新出现的大型主机还支持并行处理技术。主要应用于集中处理海量数据的部门，如银行或某些大型企业。IBM公司在大型主机市场一直处于霸主地位，DEC、富士通、日立、NEC也生产大型主机。不过随着微机与网络的迅速发展，大型主机正在走下坡路。许多计算中心的大型机正在被高档微机群取代。
4)小型机
小型机是20世纪60年代中期发展起来的一类计算机，运算速度可达到每秒100万次。与大型主机相比，结构简单，成本较低，易于使用和维护，可供中小企事业单位使用。典型的小型机是美国DEC公司的PDP系列计算机、IBM公司的AS/400系列计算机，以及我国的DJS-130计算机等。
5)工作站
工作站就是一台高档微机，其特点是易于联网、能大容量存储数据、数据处理能力强、配备大屏幕显示器和较强的网络通信功能。工作站主要适用于企业办公自动化控制，例如用于计算机辅助设计、图像处理、软件工程以及大型控制中心。
6)个人计算机
个人计算机或称微型机或PC机，它的核心是微处理器，这是目前发展最快的领域。今天所说的个人计算机一般泛指所有的个人计算机，比如桌上型电脑、笔记本电脑、掌上电脑等。个人计算机的应用可谓无处不在，应用于社会的各个领域。
1.1.3 计算机系统的组成
一个完整的计算机系统通常包括硬件系统和软件系统两部分，如图1-2所示。
图1-2 计算机系统组成
1．计算机的硬件系统
计算机硬件系统是指构成计算机的所有实体部件的集合，具体地说，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件组成。直观地看，计算机硬件是一大堆设备，它们都是看得见摸得着的，是计算机进行工作的物质基础，也是计算机软件发挥作用、施展技能的舞台。
1)运算器
运算器是执行算术运算和逻辑运算的部件，它的任务是对信息进行加工处理。运算器由算术逻辑单元、累加器、状态寄存器和通用寄存器组等组成。
算术逻辑单元是用于完成加、减、乘、除等算术运算，与、或、非等逻辑运算及移位、求补等操作的部件。累加器用于暂存操作数和运算结果。状态寄存器也称为标志寄存器，用于存放算术逻辑单元在工作中产生的状态信息。通用寄存器组是一组寄存器，运算时用于暂存操作数或数据地址。
算术逻辑单元、累加器和通用寄存器的位数决定了CPU的字长，字长通常和算术逻辑单元、累加器和通用寄存器的长度是一致的。例如在32位字长的CPU中，算术逻辑单元、累加器和通用寄存器都是32位。
2)控制器
控制器是计算机的神经中枢。它按照主频的节拍产生各种控制信号，以指挥整机工作，即决定在什么时间、根据什么条件、执行什么动作，使整个计算机能够有条不紊地自动执行程序。
控制器要从内存中按顺序取出各条指令。每取出一条指令，就分析这条指令，然后根据指令的功能向各部件发出控制命令，控制它们执行这条指令中规定的任务。当各部件执行完控制器发出的命令之后，都会发出对执行情况的“反馈信息”。当控制器得知一条指令执行完后，会自动顺序取出下一条要执行的指令，重复上面的工作过程，只不过对不同的指令发出不同的控制命令而已。
3)存储器
计算机的工作过程就是在程序的控制下对数据信息进行加工处理的过程。因此，计算机中必须有存放程序和数据的部件，这个部件就是存储器。存储器的主要功能是保存信息。它的作用类似一台录音机，使用时可以取出原记录内容而不破坏其信息，这种取数的操作称为存储器的“读”。也可以把原来保存的内容抹去，重新记录新的内容，这种存数的操作称为存储器的“写”。
根据作用上的不同，存储器分为两大类：内存储器和外存储器。
(1)内存储器。内存用来存放当前正在使用的或者随时要使用的程序或数据。计算机运算之前，程序和数据通过输入设备送入内存。运算开始后，内存不仅要为其他部件提供必需的信息，也要保存运算的中间结果及最后结果。总之，它要和各个部件直接打交道，进行数据传送。因此，为了提高计算机的运算速度，要求内存能进行快速的存数和取数操作。对于内存，CPU直接对它进行访问。目前，计算机和微型计算机内部使用的都是半导体存储器。
(2)外存储器。由于价格和技术方面的原因，内存的存储容量受到限制。为了满足存储大量信息的需要，必须采用价格便宜的辅助存储器，又称外存储器。常用的外存储器有磁带存储器、磁盘存储器、光盘存储器等。外存用来存放“暂时不用”的程序或数据。外存容量要比内存大得多，但它存取信息的速度要比内存慢。通常外存不与计算机内其他部件交换数据，只与内存交换数据，而且不是按单个数据进行存取，而是按成批数据进行交换。
外存与内存有许多不同之处。一是外存不怕停电，磁盘上的信息可保存数年之久；二是外存的容量不像内存那样受多种限制，可以很大，如磁盘的容量有10GB、40GB等；三是外存的价格也较便宜。
由于外存储器设置在计算机外部，所以也可归属于计算机外部设备。
4)输入设备
输入设备的任务是输入操作者提供的原始信息，并将它变为机器能识别的信息，然后存放在内存中。微型计算机系统中常用的输入设备有键盘、鼠标器、图形扫描仪、数字化仪、条形码输入器等。
(1)键盘是计算机最常用的输入设备，用户的各种命令、程序和数据都可以通过键盘输入计算机，所以键盘起着人与计算机之间信息交流的桥梁作用。
(2)鼠标是一种手持式的坐标定位部件，可替代光标移动键进行光标定位操作和替代回车键操作。在各种软件的支持下，通过鼠标器上的按钮可完成特定的功能。目前使用的鼠标有机械鼠标、光学鼠标和光学机械鼠标，它通过RS-232C串行口和主机相连接。
(3)图形扫描仪是一种图形、图像的专用输入设备。利用它可以迅速地将图形、图像、照片、文本从外部环境输入计算机中。
(4)条形码是一种用线条和线条间的间隔按一定规则表示数据的条形符号。它具有准确、可靠、灵活、实用、制作容易、输入速度快等优点，广泛用于物资管理、商场、银行、医院等部门。
阅读条形码要用专门的条形码阅读器在条形码上扫描，将光信号转换为电信号，经译码后输入计算机。
(5)光笔是用来在显示屏幕上作图的输入设备，与相应的硬件和软件配合，可实现在屏幕上作图、改图及进行图形放大、移动、旋转等操作。
(6)触摸屏是一种快速实现人机对话的工具。一般是在荧光屏前安装一块特殊的玻璃屏幕，当手指触摸屏幕时，引起触点正反面间电容值或电阻发生变化，控制器将这种变化翻译成(x， y)坐标值，再传送给计算机。
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