计算机应用基础
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任务1 配置新计算机

【任务描述】

为使新员工能尽快进入工作状态,跟上企业信息化建设的步伐,企业将购置一批新的计算机。员工需要对计算机硬件和软件有初步的认识和了解。现在需要员工完成计算机购置和装配工作。装配完成的计算机如图1.1所示。

图1.1 常见的微型计算机

【任务目标】

了解计算机的种类和特点。

了解计算机的配件。

能够正确连接计算机设备。

会熟练使用操作系统安装光盘为计算机安装操作系统。

【任务流程】

【任务解析】

1.计算机的定义

计算机(Computer/Calculation Machine),俗称电脑,是一种在事先存入的程序控制下,能够接收、存储和处理数据,并提供处理结果的电子设备。它由硬件系统和软件系统所组成,没有安装任何系统软件和应用软件的计算机称为“裸机”。

2.计算机的分类

从计算机的运行原理、用途、性能指标等方面进行划分。

(1)按照运行原理分类

① 数字机:速度快、精度高、自动化、通用性强。

② 模拟机:用模拟量作为运算量,速度快、精度差。

③ 混合机:集中前两者优点,避免其缺点,处于发展阶段。

(2)按照用途分类

① 专用机:针对性强、特定服务、专门设计。

② 通用机:用于科学计算、数据处理、过程控制,解决各类问题。

(3)按照性能指标分类

① 巨型机:速度快、容量大。图1.2所示为我国目前最先进的“神威太湖之光”号巨型机。

图1.2 “天河二号”巨型机

② 大型机:速度快,应用于军事技术和科研领域。

③ 小型机:结构简单、造价低、性价比高。

④ 微型机:体积小、重量轻、价格低。一般工作中使用的计算机都为微型计算机(简称PC)。

3.计算机系统

完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成;其中硬件系统由主机部分和外部设备构成,软件系统由系统软件和应用软件两大部分构成,计算机系统构成如图1.3所示。

图1.3 完整的计算机系统

(1)计算机的硬件系统。它由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。

① 中央处理器(CPU)封装了运算器和控制器。运行速度通常用主频表示,主频=外频×倍频,以赫兹(Hz)作为计量单位;CPU的工作频率越高,运行速度就越快。CPU的外观如图1.4所示。

运算器在计算机中的功能是执行加、减、乘、除算术运算,以及与、非、或、移位等逻辑运算,因此,运算器又称为算术逻辑部件(Arithmetic Logic Unit,ALU)。

控制器是计算机硬件系统的指挥和控制中心。当系统运行时,由控制器发出各种控制信号,指挥系统的各个部分协调有序地工作。

② 内存储器由存储单元组成,包括随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。RAM既可以读取数据,也可以写入数据。当机器电源关闭时,存于其中的数据就会丢失;而ROM一般用于存放计算机的基本程序和数据,信息一旦写入,即使机器掉电,这些数据也不会丢失。常见的计算机内存如图1.5所示。

图1.4 常见的CPU

图1.5 常见的内存

③ 外部存储器是存放程序和数据的“仓库”,可以长时间地保存大量信息。外存与内存相比容量要大得多,但外存的访问速度远比内存要慢。

硬盘是主要的外存设备,它的存储量大,读写速度相对较快。但由于硬盘是不可移动的,所以被固定于驱动器之中,常见的硬盘如图1.6所示。

光盘驱动器,简称光驱,是外存中对硬盘的补充。光盘虽然读写速度较慢且存储量有限,但可以方便地从驱动器中取出,因此大多数计算机都会配备光驱。常见的光驱如图1.7所示。

图1.6 常见的硬盘

图1.7 常见的光驱

另外,由于闪存技术(比如我们常见的U盘、固态硬盘SSD)的发展,光盘驱动器正在被其取代。

④ 输入设备用于接收用户输入的数据(含多媒体数据)、程序或命令,然后将它们经设备接口传送到计算机的存储器中。常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪和声音识别设备等。

⑤ 输出设备用于将程序运行结果或存储器中的数据信息传送到计算机外部,提供给用户。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪和音频输出设备等。常见的显示器如图1.8所示。

图1.8 常见的显示器

⑥ 主板,英文名字叫作Mainboard或Motherboard,简称M/B。计算机硬件部分都是由专门的数据线直接连接,或通过显卡、声卡、网卡等设备间接连接在主板上面的。在主板上,最显眼的是一排排的插槽,呈黑色和白色,长短不一。声卡、显卡、内存条等设备就是插在这些插槽里与主板联系起来的,或者直接集成在主板上。常见的计算机主板如图1.9所示。

图1.9 常见的主板

(2)计算机软件系统是指在硬件设备上运行的各种程序、数据以及有关的资料,包括系统软件和应用软件两大部分。操作系统就是典型的系统软件,各种应用软件在操作系统之上才能正常运行。

① 系统软件是指管理、监控和维护计算机资源(包括硬件和软件)的软件。常见的系统软件有操作系统、各种语言处理程序以及各种工具软件等。操作系统是最底层的系统软件,它是对硬件系统功能的首次扩充,也是其他系统软件和应用软件能够在计算机上运行的基础。

语言处理程序软件。程序设计语言就是用户用来编写程序的语言,而要把这些语言翻译成计算机能够识别并正常运行的程序的软件就是语言处理程序。

工具软件有时又称为服务软件,它是开发各种软件的工具。常见的工具软件有诊断程序、调试程序和编辑程序等。

② 应用软件是指除了系统软件之外的所有软件,它是用户利用计算机及其提供的系统软件为解决各种实际问题而编制的计算机程序。常见的应用软件有:各种信息管理软件、办公自动化软件、各种文字处理软件、各种辅助设计软件和辅助教学软件,以及各种软件程序包等。

4.Windows操作系统

Windows 操作系统是美国 Microsoft 公司研发的世界上应用最广的图形界面操作系统。Windows从1985年发布以来,先后有Windows 95、Windows 98、Windows 2000、Windows XP、Windows Vista、Windows 7、Windows 8和Windows 10操作系统等版本发布。

【任务实施】

步骤1 分清购置的计算机种类

(1)观察购置的3种微型计算机:台式机、一体机、笔记本电脑。

(2)台式机一般分为3个部分、主机、显示器、键盘和鼠标;一体机分为两部分:主机、键盘和鼠标;笔记本电脑所有设备为一个整体。

步骤2 观察电脑的内部结构

一体机和笔记本电脑多为品牌整机,非专业人员拆机比较困难,并伴有质保风险。因此,观察和了解计算机的内部结构,一般是观察台式机的机箱内部。台式机多为兼容机,且主机拆解相对简单。图1.10所示为一台计算机主机的拆机图。

图1.10 常见台式机内部图

如图1.10所示,拆开台式机的主机机箱盖后,可以看见主板放置在其中,并连接多种计算机设备。主板及其他设备由于品牌型号等不同,在外观上可能会有差别。另外,由于机箱的结构不同,设备放置的位置可能会有不同。

如图1.10标注①所示,风扇下方放置的即为CPU。由于CPU工作时温度比较高,需要在其上方加装散热片和散热风扇。

如图1.10标注②所示,内存插在对应的内存插槽中。

如图1.10标注③所示,该位置一般放置光盘驱动器,由数据线连接至主板。

如图1.10标注④所示,该位置一般放置硬盘,由数据线连接至主板。

机箱内可能还会有其他设备,比如显卡、声卡、网卡等,可以由主板提供的插槽进行判断。

步骤3 连接计算机设备

(1)购置的计算机有许多外部接口,可以连接各种计算机相关设备。观察台式机机箱背后的各种接口,清楚各个部分应该和哪些外部设备相连接,如图1.11所示。一体机和笔记本电脑的接口位置会各不相同,但接口外观基本一致。

图1.11 计算机接口图

(2)认识各类接口。

① 图1.11中的①为电源接口,用于插入电源线与外部电源相连。

② 图1.11中的②为PS/2接口,是键盘和鼠标接口。它们的外观结构是一样的,但是不能用错。为了便于识别,通常以不同的颜色来区分,绿色为鼠标接口,紫色为键盘接口。现在多数计算机的鼠标都采用USB接口。

③ 图1.11中的③为USB接口,是一种串行接口。

④ 图1.11中的④为VGA接口,都是接收模拟视频信号的接口。一般计算机只有一个VGA接口。

⑤ 图1.11中的⑤为网卡接口,用于插网线。此接口为双绞以太网线接口,也称为“RJ-45接口”。

⑥ 图1.11中的⑥为并口,通常用于连接老式的并行打印机,也有一些老式游戏设备采用这种接口。

⑦ 图1.11中的⑦为音频口,是声卡输入/输出(I/O)接口。通常在主板上都可以看到这3个接口,常用的只有2个,即输入和输出接口,通常也是用颜色来区分的。红色为输出接口,接音箱、耳机等音频输出设备;浅蓝色的为音频输入接口,用于连接麦克风、话筒之类音频外设。

(3)根据所介绍的机箱接口,找到相应的连接线,连接外部设备,如电源、键盘和鼠标、网线、显示器、音响(耳机)、麦克风、打印机等。

步骤4 “裸机”运行

(1)检查安装状况。计算机组装完成后,应当进行全面的检查后方可上电运行测试。

① 检查各个接线有无错接、漏接,连接插件是否连接可靠。

② 检查主板及各个配件是否有短路及不正常碰接问题。

③ 检查主板及各种配件的硬件设置是否正确。

(2)接通电源,启动计算机。在确认检查均无误后,开始上电运行。

① 将显示器的电源开关置于接通状态,待主机电源开关接通后显示器指示灯才会亮。

② 主机电源打开后,计算机进入自检和启动过程,这时机箱上的电源指示灯亮。许多主板在进行自检时还伴有“嘀”“嗒”声,通常俗称为自检声。计算机将根据自检结果决定是否显示某种出错提示信息或从软盘或硬盘驱动器中读入操作系统。如出现其他异常现象,特别是冒烟、爆裂声、焦味等现象,应立即关机,检查原因。对于计算机开机后不进行自检或出现持续报警声等情况,也应关机,查明原因,排除问题后再运行。

步骤5 安装Windows 7操作系统

(1)准备好Windows 7简体中文旗舰版安装光盘,并将光盘放入光驱,将光驱设置为第一启动引导设备。正常情况下,可看到图1.12所示的欢迎界面,并进行语言设置。

图1.12 Windows 7安装欢迎界面

(2)单击【下一步】按钮,进入图1.13所示的开始安装界面。

图1.13 Window 7开始安装界面

(3)单击【现在安装】按钮,出现图1.14所示的许可条款。

(4)选中【我接受许可条款】复选框,并单击【下一步】按钮,进入图1.15所示的选择安装路径界面。

图1.14 Windows 7安装许可条款

图1.15 Windows 7安装路径选择

① 选中需要安装到的磁盘(一般为分区 1),单击【驱动器选项(高级)】,显示图 1.16所示的格式化界面。

② 单击【格式化】选项,显示图1.17所示的格式化安装磁盘警告。

图1.16 Windows 7 格式化安装磁盘

图1.17 格式化警告

③ 单击【确定】按钮,开始格式化安装磁盘。

(5)格式化完成后,单击【下一步】按钮,显示图1.18所示的安装过程,大约需要15 min的时间,中间可能有多次重启。

(6)最后一次重启后,进入网络用户名及计算机名设置,如图1.19所示。

图1.18 Windows 7安装进度

图1.19 设置用户名计算机名

(7)完成设置后,单击【下一步】按钮,进入图1.20所示的账户密码设置界面。

(8)完成账户设置,单击【下一步】按钮,进入图1.21所示的序列号输入界面,序列号一般附在说明书中。

图1.20 设置账户密码

图1.21 输入序列号

(9)完成序列号设置,单击【下一步】按钮,进入图1.22所示的Windows 7更新配置界面。

(10)选择【使用推荐设置】选项后,进入图1.23所示的时间和日期设置界面。检查时间和日期是否正确,然后单击【下一步】按钮。

图1.22 更新配置

图1.23 时间和日期设置

(11)上述步骤设置完后,安装完成,进入Windows 7系统桌面,如图1.24所示。

图1.24 Windows 7 安装完成

【任务总结】

本任务通过购置企业办公计算机,介绍了计算机系统的基本构成。通过对各种硬件设备的安装连接,介绍了各个硬件在计算机硬件系统中的地位和作用,并且在将各种硬件设备组装完成后,通过安装Windows 7 操作系统,介绍了Windows 7 操作系统安装的全过程,让企业员工能正常使用和操作计算机。

【知识拓展】

1.计算机的历史

1946年2月14日,世界上第一台通用数字电子计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学研制成功,宣告了人类从此进入电子计算机时代,如图1.25所示。

图1.25 第一台通用数字电子计算机ENIAC

ENIAC长30.48m,宽1m,占地面积170m2,有30个操作台,重达30t,耗电量150k W/h,造价48万美元。它使用18 000个电子管、70 000个电阻、10 000个电容、1 500个继电器、6 000多个开关,每秒执行5 000次加法运算或400次乘法运算,速度是继电器计算机运算速度的1 000倍、手工计算的20万倍(而人最快的运算速度每秒仅5次加法运算),还能进行平方和立方运算,计算正弦和余弦等三角函数的值及进行其他一些更复杂的运算。这样的速度在当时已经是人类智慧的最高水平。

但是,这种计算机的程序仍然是外加式的,存储容量也太小,尚未完全具备现代计算机的主要特征,这方面的重大突破是由科学家冯·诺依曼领导的设计小组完成的。1945年3月,他们发表了一个全新的存储程序式通用电子计算机方案——电子离散变量自动计算机(EDVAC)。在此之后的计算机发展经历了电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路四个时代,如表1.1所示。

表1.1 计算机发展历史

续表

2.计算机的特点

计算机之所以能够应用于各个领域,完成各种复杂的处理任务,例如,计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助教学(CAI)、计算机辅助制造(CAM)、办公自动化(OA)等,是因为它具有以下一些基本特点。

(1)计算机具有自动操作的能力

计算机是由程序控制其操作过程的。只要根据应用的需要,事先编制好程序并输入计算机,计算机就能自动地、连续地工作,完成预定的处理任务。计算机中可以存储大量的程序和数据。存储程序是计算机工作的一个重要原则,这是计算机能自动处理的基础。

(2)计算机具有高速处理的能力

计算机具有神奇的运算速度,这是以往任何一个计算工具都无法做到的。例如,如果将圆周率π的近似值计算到小数点后700位,需要花费一个数学家十几年的时间,而用现代的计算机来完成的话,则只需要很短的时间。

(3)计算机具有超强的记忆能力

计算机拥有容量巨大的存储装置,它不仅可以存储所需要的原始数据信息、处理的中间结果与最后结果,还可以存储指挥计算机工作的程序。计算机不仅能保存大量的文字、图像、声音等信息资料,还能对这些信息加以处理、分析和重新组合,以满足在各种应用中对这些信息的需求。

(4)计算机具有很高的计算精度与可靠的判断能力

人类在进行各种数值计算与信息处理的过程中,可能会由于疲劳、思想不集中、粗心大意等原因,导致各种计算错误或处理不当。另外,在各种复杂的控制操作中,往往由于受到人类自身体力、识别能力和反应速度的限制,使控制精度和控制速度达不到预定的要求。特别是对于高精度控制或高速操作任务,人类更是无能为力。可靠的判断能力也有利于实现计算机工作的自动化,从而保证计算机的判断可靠、反应迅速、控制灵敏。

面对当今迅速膨胀的信息,人们愈加需要计算机来完成信息的收集、存储、处理、传输等各项工作。

3.计算机的工作原理

美国科学家、计算机之父约翰·冯·诺依曼,对计算机的发展做出了巨大贡献。他提出了“程序存储、程序控制”的设计思想,同时明确指出了计算机的基本构成。

(1)由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大基本部件组成计算机系统,并规定了五大部件的基本功能。

(2)计算机内部应采用二进制表示数据和指令。

(3)程序存储、程序控制(将程序事先存入主存储器中,计算机在工作时能在不需要操作人员干预的情况下,自动逐条取出指令并加以执行),其基本工作原理如图1.26所示。

图1.26 计算机工作原理图

【实践训练】

布置“第六届大学生科技文化艺术节计算机技能比赛”主会场,配置好各种计算机软硬件。

1.装配计算机

(1)将主机箱中的电源线正确连接到各个设备。

(2)连接主机、显示器、键盘和鼠标。

(3)试机,以计算机能正常打开,并看到主机电源指示灯亮,键盘指示灯闪烁,伴有“嘀”“嗒”的计算机自检声为佳。

2.安装操作系统

(1)为硬盘分区,并格式化硬盘。

(2)设置区域和语言。

(3)设置账户和密码。

(4)使安装好的Windows 7系统能正常使用。