信息技术应用项目教程（Windows10+Office2016）

“十四五”高等职业教育公共课程新形态一体化系列教材

信息技术应用项目教程

（Windows10+Office2016）

庄越唐浩祥◎主编

唐冬梅梁韵琪郭泽颖 陈荣征◎副主编

内容简介

在《高等职业教育专科信息技术课程标准（2021年版）》的指导下，本教材落实立德树人根本任务，

围绕高等职业教育对信息技术学科核心素养的培养需求，以及《高等学校课程思政建设指导纲要》对公共

基础课程融入课程思政的相关要求组织编写。全书分为3篇9个单元：计算机基础篇包括个人计算机软硬

件配置、Windows10操作系统的使用、家庭网络组建与信息安全防护；信息素养篇包括信息检索、信息素

养与社会责任、信息技术与生活；技能应用篇包括文字处理、电子表格处理、演示文稿处理等相关内容。

全书以项目、任务为导向进行组织，在案例素材中融入民族精神、经济发展、中华优秀传统文化等相关内容，

强调理实结合、启智润心，突出课程思政。

本书为新形态立体化教材，配套理实一体化学习平台（5Y学习平台），可满足线上线下混合式教学的

需要，支持个性化自主学习和多种模式的学习成果评价方式，提供了一种新颖的信息技术公共基础课程的

学习路径。

本书适合作为各类职业院校信息技术课程和相关社会培训教材，也可作为计算机等级考试和计算机爱

好者的学习参考用书。

图书在版编目（CIP）数据

信息技术应用项目教程：Windows10+Office2016/庄越，唐浩祥

主编.—北京：中国铁道出版社有限公司，2022.8

“十四五”高等职业教育公共课程新形态一体化系列教材

ISBN978-7-113-29360-4

Ⅰ.①信…Ⅱ.①庄…②唐…Ⅲ.①Windows操作系统-高等职业

教育-教材②办公自动化-应用软件-高等职业教育-教材

Ⅳ.①TP316.7②TP317.1

中国版本图书馆CIP数据核字（2022）第110124号

书名：信息技术应用项目教程（Windows10+Office2016）

作者：庄越唐浩祥

策划：王春霞编辑部电话：（010）63551006

责任编辑：王春霞许璐

封面设计：刘颖

责任校对：孙玫

责任印制：樊启鹏

出版发行：中国铁道出版社有限公司（100054，北京市西城区右安门西街8号）

网址：/51eds/

印刷：三河市国英印务有限公司

版次：2022年8月第1版2022年8月第1次印刷

开本：889mm×1194mm1/16印张：15.75字数：477千

书号：ISBN978-7-113-29360-4

定价：49.80元

版权所有侵权必究

凡购买铁道版图书，如有印制质量问题，请与本社教材图书营销部联系调换。电话：（010）63550836

打击盗版举报电话：（010）63549461

前言

《高等职业教育专科信息技术课程标准（2021年版）》中明确了高等职业教育信息技术课程要以

提升学生应用信息技术解决问题的综合能力为导向，建设并完善提升学生信息素养与信息技术的基础

与拓展模块相结合的课程内容体系，结合实际项目或案例，开展内容丰富和形式多样的教学。同时，

教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》提出要在公共基础课程中融入课程思政，注重在潜移默化

中坚定学生的理想信念、加强品德修养、培养奋斗精神、提升综合素质，激发创新创造活力。因此可见，

国家对高等职业教育非计算机类专业的信息技术基础课程的创新性要求非常明确。

从课程标准与人才培养需求发展变化中可以看出，高等职业教育非计算机类专业的信息技术课程

应该结合实际项目案例，融入课程思政，贯彻以学生为中心的项目教学理念，由知识型课程转变为应

用能力培养型课程，通过理论实践一体化的教学，提升学生信息技术应用能力与综合素质。

在国内高校广泛关注高等职业教育信息技术公共基础课程教学与信息素养提升的大背景下，本书

编写团队反复斟酌调整，将全书设计为3篇9个单元，具体来说，计算机基础篇包括个人计算机软硬

件配置、Windows10操作系统的使用、家庭网络组建与信息安全防护；信息素养篇包括信息检索、信

息素养与社会责任、信息技术与生活；技能应用篇主要介绍了Office办公软件的应用。在内容组织上，

每单元以多个项目的形式展开，以“项目引入→项目分析→项目目标→任务实施→学习拓展→思考练习”

的形式组织，对应各项目各任务下的学习知识点，均配备知识点讲解视频、教学课件、多层次的测试练习、

试题库，同时借助广东省高等学校教学考试管理中心计算机课程平台（5Y学习平台）实现在线学习与

自动化测评，提供了一条较为新颖的信息技术课程的学习路径。

从高等职业教育信息技术课程标准来看，全书内容既包括以文档处理、电子表格处理、演示文稿

制作、信息检索、信息素养与社会责任为主的基础模块内容，同时涉及以人工智能、大数据、信息安全、

新媒体等新一代信息技术为主的拓展模块内容。从课程思政育人角度，在项目案例中融入民族精神、

国家经济发展数据、中华优秀传统文化等相关内容，引导学生在利用Office办公软件完成项目任务、

学习知识的过程中，领悟民族精神与时代精神，了解世情国情，理解传承中华文脉，达到厚植爱国情怀、

温润心灵的育人效果。此外，技能应用篇实操实训任务聚焦学生学业与就业设计，意在帮助学生提前

熟悉毕业、就业等相关文档、表格及文稿处理。

为辅助教师组织教学、配合读者完成学习，教材采用立体化形式呈现，并提供理实一体化教学

平台（5Y学习平台）供师生在线学习与练习。5Y学习平台是一个集课程学习视频、实训练习题库

和自动测评系统于一体的智慧学习平台，可自动化评阅所有Office实训操作试题并及时反馈，助力

师生教学。

I

信息技术应用项目教程（Windows10+Office2016）

全书由广东省高等学校教学考试管理中心统一规划设计，全面统筹协调教材的编写、统稿

与出版工作。本书由庄越、唐浩祥任主编，由唐冬梅、梁韵琪、郭泽颖、陈荣征任副主编。

本书在教材结构、内容组织设计以及素材选择等方面得到广东省高等学校公共计算机课程

教学指导委员会的大力支持，同时在本书编写过程中，很多学校教师也都提出了很好的建议。

在此一并表示衷心的感谢！

尽管付出了很大的努力，但书中难免存在不完善之处，敬请广大读者批评指正，我们将不

胜感激。

编者

2022年2月

II

目录

计算机基础篇

单元1个人计算机软硬件配置2任务3配置Windows系统30

项目2常用工具软件32

项目1走进计算机世界3

任务1熟悉常用工具软件33

任务1认识计算机3

任务2软件的安装与卸载33

任务2了解计算机系统8

思考练习36

任务3了解计算机中的编码方式10

项目2配置个人计算机15

单元3家庭网络组建与信息安全防护37

任务1熟悉计算机主要性能指标15

项目1家庭无线网络的组建38

任务2配置个人计算机16

任务1接入互联网38

思考练习18

任务2组建家庭无线局域网43

单元2Windows10操作系统的使用19项目2计算机系统的安全与维护45

任务1维护计算机系统46

项目1Windows10操作系统的安装与配置20

任务2计算机网络安全的配置53

任务1安装Windows10操作系统20

思考练习56

任务2管理Windows系统文件26

信息素养篇

单元4信息检索58单元5信息素养与社会责任75

项目1信息检索的基本方法59项目1养成良好的信息素养76

任务1了解信息检索的基本概念与要素59任务1了解信息素养的内涵76

任务2了解信息资源的类型60任务2评价信息素养的指标体系77

任务3熟悉信息检索的特征与常用方法62项目2具备信息社会的责任担当78

项目2常见信息检索服务与资源平台67任务1遵守信息道德78

任务1了解图书馆的信息检索服务67任务2遵守相关法律法规79

任务2了解常用期刊、论文数据库68任务3遵守学术规范82

任务3了解特殊资源的检索73任务4遵守信息发布和利用过程中的行为规范84

思考练习74思考练习86

I

信息技术应用项目教程（Windows10+Office2016）

单元6信息技术与生活88项目4物联网108

任务1认识物联网108

项目1大数据89

任务2探索物联网在行业领域的典型应用110

任务1认识大数据89

项目5工业互联网113

任务2探索大数据的行业应用92

任务1认识工业互联网113

项目2云计算95

任务2了解工业互联网的应用115

任务1认识云计算95

项目6新媒体技术117

任务2了解云计算的产业及其应用100

任务1认识新媒体及其技术117

项目3人工智能102

任务2探索新媒体技术的应用119

任务1认识人工智能103

思考练习120

任务2探寻人工智能的产业及其应用106

技能应用篇

单元7文字处理——“伟大精神”任务1验证数据177

宣传手册的设计制作124任务2利用函数统计数据179

任务3数据筛选和排序184

项目1“伟大精神”宣传手册文稿的.

项目3经济数据可视化190

建立和编辑125

任务1创建与编辑图表190

任务1创建文档并设置文档格式125

任务2应用数据透视表193

任务2为文档添加标记符号130

实操实训196

项目2“伟大精神”宣传手册内容编辑134

实训项目一：公司考勤表的制作196

任务插入和编辑对象134

实训项目二：学生成绩统计198

项目3“伟大精神”宣传手册排版设计149

任务1设计宣传手册样式149

单元9演示文稿处理——“国粹”

任务2编辑长文档155

演示文稿设计与制作199

实操实训162

项目1“国粹”演示文稿创建与美化200

实训项目一：毕业论文的排版162

任务1创建演示文稿并设置版式200

实训项目二：个人简历的制作164

任务2录入幻灯片内容并美化208

项目2“国粹”演示文稿播放效果设置227

单元8电子表格处理—经济数据统计

任务1设计演示文稿动画效果227

分析166

任务2设置演示文稿放映效果233

项目1经济数据的输入与格式化167

任务3发布、共享和打印文稿237

任务1新建工作表录入数据167

实操实训241

任务2设置工作表格式170

实训项目一：述职报告241

项目2经济数据的分析与处理177

实训项目二：毕业汇报242

II

计算机基础篇

单元

个人计算机软硬件配置

引言

计算机是信息社会的必备工具之一。人要成功融入社会，其所必备的思维能力是由其所处时代

能够获得的工具决定的。无论是计算机科学家、专业人士、甚至每个普通人，都需要运用计算机解

决工作和生活中遇到的各种问题。本单元将介绍计算机中一些基本概念和常用操作，为后续课程打

下基础。

内容结构图

2

个人计算机软硬件配置单元

学习目标

通过学习，达到如下学习目标：

y了解计算机的发展历程和分类，以及我国计算机工业领域的发展情况。

y理解计算机系统的组成和基本工作原理，数据在计算机中的编码方式。

y熟悉计算机主要性能指标。

y掌握配置个人计算机的方法。

y理解计算机文化，思考计算机应用对社会发展的影响。

项目1走进计算机世界

计算机是20世纪最先进的科学技术发明之一，它是一种能高速、精确、自动处理信

项目息的现代化电子设备。计算机不仅能够完成各种复杂的数值计算，还能模拟人脑分析和处

引入理各种事物，目前已广泛应用于社会的各个领域。本项目将进入计算机世界，认识、了解

计算机。

项目通过阅读计算机的诞生历程，归纳总结计算机发展的特点与规律；通过思考计算机的各种

分析应用对社会发展的影响，理解技术发展对国家的重要性。

了解计算机的产生、发展、特点、分类和应用领域；

项目

了解我国计算机领域发展情况；

目标

掌握计算机的组成情况与软硬件的概念。

任务1认识计算机

视频

1946年，世界上第一台电子计算机“埃尼克”（ENIAC,ElectronicNumericalIntegratorAnd

Calculator，电子数字积分计算机）在美国宾夕法尼亚大学问世，如图1-1所示。ENIAC是美国军方

为了满足计算弹道需要而研制的，这台计算机使用了18000个电子管，占地170m2，重达28t，功

率为150kW，造价48万美元，每秒可执行5000次加法或400次乘法运算。ENIAC的问世具有划

时代的意义，表明电子计算机时代的到来。

计算机的定义

图1-1世界上第一台计算机

此后计算机技术以惊人的速度发展，计算机的系统结构不断变化，应用领域不断拓宽，给人类

社会带来了巨大的变化。常见的计算机有个人计算机（PersonalComputer，PC）、笔记本计算机等，

如图1-2、图1-3所示。

3

信息技术应用项目教程（Windows10+Office2016）

图1-2个人计算机（PC）图1-3笔记本计算机

1．计算机的发展历程

根据计算机所采用的主要物理器件划分，计算机的发展经历了电子管、晶体管、集成电路和超

大规模集成电路四个阶段，见表1-1，每一阶段的变革在技术上都是一次新的突破，在性能上都是一

次质的飞跃。

表1-1计算机发展历程简表

发展阶段时间主要逻辑原件每秒运算速度软件系统主要应用领域

军事研究、

第一代1946—1957年电子管几千次到几万次机器语言、汇编语言

科学计算

数据处理、

第二代1958—1964年晶体管几十万次监控程序、高级程序设计语言

事务处理

开始得到广泛

第三代1965—1971年中小规模集成电路几十万次到几百万次操作系统、应用程序

应用

大规模及超大规模操作系统完善；高级程序设计语渗入社会各行

第四代1972年至今几百万次到上亿次

集成电路言、数据库系统、应用程序发展各业

（1）第一代计算机（1946—1957年，电子管时代）

第一代计算机采用电子管作为主要逻辑元件，其基本特征是体积大，耗电量大、可靠性低，成

本高，运算速度低（每秒仅几千次）、内存容量小（仅为几KB）。在这个时期，没有计算机软件，人

们使用机器语言与符号语言编制程序。计算机只能在少数尖端领域中得到应用，主要用于军事和科

学计算。

（2）第二代计算机（1958—1964年，晶体管时代）

第二代计算机采用晶体管作为主要逻辑元件，如图1-4所示。其基本特征是体积小、耗电少、

成本低。主存储器采用磁心，外存储器使用磁盘和磁带，运算速度可达到每秒几十万次，可靠性和

内存容量也有较大的提高。在软件方面提出了操作系统的概念，开始使用FORTRAN、COBOL、

ALGOL等高级程序设计语言。第二代计算机不仅用于科学计算，还用于商业数据处理和事务处理，

并逐渐应用于工业控制领域。

（3）第三代计算机（1965—1971年，中小规模集成电路时代）

第三代计算机采用中、小规模集成电路作为主要逻辑元件，典型产品是IBM360系统，如图1-5

所示。其基本特征是主存储器采用半导体存储器代替磁心存储器，外存储器使用磁盘。第三代计算

机的运算速度可达每秒几百万次，体积越来越小，价格越来越低，可靠性和存储容量进一步提高，

外围设备种类繁多，出现了键盘和显示器。计算机系统软件也有了很大发展，出现了操作系统、会

话式语言以及结构化程序设计的方法。计算机向标准化、多样化和通用化发展，并开始应用于各个

领域。

（4）第四代计算机（1972年至今，大规模及超大规模集成电路时代）

第四代计算机采用大规模与超大规模集成电路作为主要逻辑元件，其基本特征是计算机体积更

小、功能更强、造价更低，各种性能都得到了大幅度的提高。主存储器采用半导体存储器，外存储

4

个人计算机软硬件配置单元1

器采用大容量的硬盘，并开始引入光盘，运算速度从每秒几百万次到上亿次。计算机的操作系统不

断完善，应用软件得到高速发展，层出不穷。同时，计算机的类型也有了很大发展，除了功能强大

的巨型机，微型计算机的出现为计算机的普及奠定了基础。

图1-4晶体管计算机图1-5第三代计算机的典型产品——IBM360系统

2．计算机的分类

根据计算机的用途和使用范围，可将计算机分为专用计算机和通用计算机，如图1-6所示。通

常所说的是通用计算机。

图1-6专用计算机和通用计算机对比

在通用计算机中，按照计算机的性能可分为巨型机、大型机、小型机、微型机、工作站和服务器。

此外，在嵌入式系统、移动设备中包含了微处理器、存储器等计算机的元件，是广义上的计算机设备。

当然，这种按性能的分类标准只是针对某一个时期而言，随着信息技术的发展，分类标准的内涵也

会发生变化。

（1）巨型机

巨型机也称超级计算机（SuperComputer），是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最

大的一类计算机，多用于国家高科技领域和尖端技术研究。在军事上，可用于战略防御系统、大型

预警系统、航天测控系统等；在民用方面，可用于大区域中长期天气预报，整理卫星照片，大面积

物探信息处理系统、大型科学计算和模拟系统等。2020年，日本的“富岳”超级计算机接受特定测

试时的运算速度达每秒41.55亿亿次，峰值速度更是可达每秒100亿亿次。

（2）大型机

现代大型机（Mainframe）是用来处理大容量数据的机器。它运算速度快、存储容量大、联网通

信功能完善、可靠性高、安全性好，但价格比较昂贵。一般用于大型企业（如银行、商业、政府等）

的大型事务处理系统。

（3）小型机

小型机（Minicomputer)是相对于大型机而言的。相比而言，小型机的软、硬件系统规模比较小，

5

信息技术应用项目教程（Windows10+Office2016）

结构简单、维护方便、成本较低，常用于大学、科研机构和工业控

制领域。

（4）微型机

微型机又称个人计算机。1971年Intel公司的工程师马西安·霍

夫在一个芯片上成功地实现了中央处理器（CentralProcessing

Unit，CPU）的功能，制成了世界上第一片4位微处理器Intel4004

（见图1-7），组成了世界上第一台4位微型计算机——MCS-4，从

此揭开了个人计算机大发展的帷幕。图1-7Intel4004微处理器

20世纪90年代以来，微型计算机因其体积小、使用方便、生

产成本低、价格便宜等优点成为计算机的主流，可满足生产、科研、生活等各方面对数据处理和科

学计算的要求，已广泛应用到社会的各个领域。常见的微型计算机主要有台式计算机、笔记本式计

算机和平板式计算机等。

（5）工作站

工作站（Workstation）是一种介于微型计算机与小型计算机之间的高档微机系统，是以个

人计算机和分布式网络计算为基础，主要面向专业应用领域，为满足工程设计、动画制作、科

学研究、软件开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域设计开发的高性能计算机。工

作站通常配有大容量的内存和外存储器以及大屏幕显示器，具有较强的数据处理能力和图形处

理能力。

（6）服务器

服务器（Server）是指在网络环境下同时为网络上许多用户提供共享信息资源和各种服务的一

种高性能计算机，如高速的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等。在服务器

上安装有网络操作系统、网络协议和各种服务软件。根据提供的服务，服务器可以分为文件服务器、

数据库服务器、FTP服务器和Web服务器等。

服务器的硬件构成与台式计算机类似，但是服务器在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可

扩展性、可管理性等方面的性能更优。一般普通的高性能微型计算机也可以作为服务器，但是专用

于重要工作的服务器应选用一些性能较好的专用设计的服务器。

服务器一旦开机，一般要求连续不间断地工作，其中硬盘和电源等设备都要求有备份。如果出

现问题，系统自动切换掉故障设备，其余设备仍然保持正常工作状态，即整台服务器依然处于工作

状态。

（7）嵌入式计算机

嵌入式计算机（EmbeddedSystem）即嵌入式系统，是一种以应用为中心、以微处理器为基础，

软硬件可裁剪的，适应应用系统的功能、对可靠性、成本、体积、功耗等综合性能都有严格要求的

专用计算机系统，如微波炉、自动售货机、空调等电器上的控制板，如图1-8所示。

图1-8嵌入式计算机

（8）移动设备

移动设备也是非常常见的一种计算机设备，如智能手机、平板计算机、可穿戴设备（智能手表、

智能手环）等，如图1-9所示。

6

个人计算机软硬件配置单元1

图1-9常见移动设备

3．计算机工业的发展

（1）我国计算机的发展

我国计算机研究始于1956年。1958年8月，我国成功研制出第一台电子管数字计算机103机，

填补了我国在计算技术领域的空白，为促进我国尖端技术的发展做出了贡献。20世纪60年代，我国

研制生产了DJS-5等小型晶体管计算机，并投入小批量生产。这标志着我国研制的计算机产品进入

了第二代。20世纪70年代研制生产了中小型集成电路计算机，如DJS-130、140，TQ-16等。20世

纪80年代以来，我国计算机工业在引进国外先进技术的基础上，有了突飞猛进的发展，拥有了长城

0520、紫金II、联想、方正等品牌计算机。

近年来，我国巨型计算机的研发也取得了很大的成就。1983年研制出第一台超级计算机“银河

一号”，使中国成为继美国、日本之后第三个能独立设计和研制超级计算机的国家，后续推出了“银

河”“天河”“曙光”“神威”“深腾”等系列的超级计算机。

2016年我国研制的“神威·太湖之光”的最高运算速度可达12.5亿亿次/秒，持续的运行速度

可稳定在9.3亿亿次/秒，是当时世界上第一台速度超过每秒10亿次的超级计算机。目前，“神威·太

湖之光”已在多个行业领域得到广泛使用，包括航空航天、石油勘探、车辆和船舶设计制作、新药

研发、生物信息学、气候模拟等。根据2020年“TOP500”组织发布的世界超级计算机500强榜单，

中国有226台超算上榜，上榜数量连续6年蝉联第一，“神威·太湖之光”和“天河二号”超级计算

机分列榜单第4、5位，如图1-10所示。

图1-10我国的超级计算机

（2）未来的计算——量子计算机

量子计算是一种依照量子力学理论进行的新型计算。量子计算机是第二次量子技术革命的产物，

一台足够强大的量子计算机甚至能超越全球经典计算机的算力总和。量子计算机有望成为下一代计

算机，目前在人工智能、纳米机器人等方面有广泛应用。未来，量子计算机会在卫星航天器、核能

控制等大型设备、中微子通信技术、量子通信技术、虚空间通信技术等信息传播领域，以及先进军

事高科技武器、新医疗技术等高精尖科研领域发挥巨大的作用。

2019年，IBM推出全球首个独立商业通用量子计算机，如图1-11所示，此服务能直接通过互

联网访问，在药品开发以及各项科学研究上有着变革性的推动作用。截至2021年2月，全球范围内

7

信息技术应用项目教程（Windows10+Office2016）

可供使用的量子计算机约为50台。

图1-11IBM公司的量子计算机

我国在量子计算机领域也一直在进行深入的研究。2017年5月3日，中国科学院潘建伟院士带

领中国科学技术大学团队构建了光量子计算机实验样机，将量子计算机带入中国的计算时代。团队

完成了10个超导量子比特的操纵，打破了世界上保持了很久的最大位数的超导量子比特的纠缠和完

整的测量的记录。2020年12月，成功构建了76个光子的量子计算原型机“九章”，求解数学算法高

斯玻色取样只需200s，而目前世界最快的超级计算机要用6亿年，这一突破使中国成为全球第二个

实现“量子优越性”的国家。2021年2月，合肥本源量子科技公司发布了具有自主知识产权的量子

计算机操作系统“本源司南”，标志着国产量子软件研发能力已达国际先进水平。

任务2了解计算机系统

一个完整的现代计算机系统包括硬件系统和软件系统两部分，如图1-12所示。硬件（Hardware）

是指计算机系统中由电子线路和各种机电设备组成的设备实体。计算机硬件系统分为主机和外围设

备两大部分，包含CPU、内/外存储器、输入和输出设备等。软件（Software）是指为运行、维护、

管理、应用计算机所编制的所有程序，以及与这些程序相关的文档，包括系统软件和应用软件两

大类。

图1-12计算机系统的组成

硬件是软件赖以运行的物质基础，软件是计算机的灵魂，是发挥计算机功能的关键。软件可以

提高机器的效率、扩展硬件的功能，从而方便用户的使用。

8

个人计算机软硬件配置单元1

1．硬件系统

计算机硬件系统是由一些看得见、摸得着的

物理设备组成，它们是计算机的物质基础。从冯·诺

依曼体系结构的角度看，计算机硬件系统由运算

器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大

部件构成，其中控制器和运算器组成中央处理器，

如图1-13所示。

（1）中央处理器

中央处理器（CPU，CentralProcessingUnit）

·

是一块超大规模的集成电路，集成了运算器、控图1-13计算机硬件系统（冯诺依曼结构）

制器两个核心部件，负责解释执行计算机指令以

及处理数据运算。CPU的性能决定着计算机的性能。

对于专业图像处理或特别看重游戏性能和体验的计算机，可配置图形处理器（GraphicsProcess-

ingUnit，GPU），又称视觉处理器，是一种专门在个人计算机、工作站、游戏机和一些移动设备（如

平板计算机、智能手机等）上做图像和图形相关运算工作的微处理器。GPU目前尚不能完全取代

CPU。

（2）存储器

存储器的主要功能是存放程序和数据。对存储器的“读”操作指从存储器中取出信息；对存储

器的“写”操作指把信息写入存储器、修改原有信息、删除原有信息。存储器分为内存储器（CPU

能直接进行读写操作）和外存储器（CPU不能直接进行读写操作）。

①内存储器，也称内存、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

的数据都是存放在内存中的。因此，内存越大，可同时运行的任务越多。内存储器主要有以下三种：

y随机存储器RAM。由CPU直接写入或读出信息，具有“断电即失”的特点，即存储的信息

将因断电或机器重新启动而丢失。例如通常说的内存条。

y只读存储器ROM。只能读出而不能写入的存储器；存储的信息不会由于断电而丢失，例如

计算机主板上的BIOS（基本输入/输出系统），它控制计算机的基本输入/输出系统在每次

重启后，都能保证正常工作，其指令集合不会随着计算机重启而丢失。

y高速缓冲存储器Cache。它是位于CPU与内存间的一种容量较小但速度很高的存储器。由于

CPU的运行速度远高于内存存取速度，当CPU直接从内存中存取数据时要等待一定时间，

而Cache可以保存CPU刚用过或循环使用的一部分数据，如果CPU需要再次使用该部分数

据时可从Cache中直接调用，这样就避免了重复存取数据，减少了CPU的等待时间，因此

提高了系统的效率。Cache又分为一级缓存（主要集成在CPU内部）和二级缓存（可集成在

主板上或CPU上）。

②外存储器，也称外存、辅存，是指除计算机内存及CPU缓存以外的存储器，具体包括硬盘、

U盘、光盘、移动硬盘等。外存在断电后仍然能保存数据，通常容量较大，用户可用于存储大量数

据资料。

（3）输入设备

输入设备用于向计算机输入数据和信息，是计算机与用户或其他设备通信的桥梁。常见的输入

设备包括鼠标、键盘、摄像头、扫描仪、绘图板、手写笔等。

（4）输出设备

输出设备是计算机硬件系统的终端设备，把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声

音等形式表现出来。常见的输出设备包括显示器、音箱、打印机、耳机、绘图仪等。

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信息技术应用项目教程（Windows10+Office2016）

知识链接冯•诺依曼结构的计算机

约翰·冯·诺依曼（JohnvonNeumann），美籍匈牙利数学家、计算机科学家、物理学家，是20

世纪最重要的数学家之一，被后人称为现代计算机之父、博弈论之父。

世界第一台电子计算机ENIAC证明了电子真空技术可以大大地提高计算技术，不过，ENIAC

机本身存在两大缺点，一是没有存储器，二是采用布线接板进行控制，甚至要搭接几天，计算速度

也就被这一工作抵消了。

冯·诺依曼参加ENIAC机研制小组后，改进了第一台计算机ENIAC的不足，发表了一个全新的“存

储程序通用电子计算机方案”—EDVAC，提出了制造电子计算机和程序设计的新思想。冯·诺依

曼提出采用二进制代替十进制，明确计算机由五个部分组成，包括运算器、控制器、存储器、输入

和输出设备，并描述了这五部分的职能和相互关系，形成冯·诺依曼结构，为计算机的设计树立了

一座里程碑。

1950年第一台冯·诺依曼结构的计算机诞生。后来，在硬件实现时，将运算器和控制器集成在

CPU上，存储器分为内存和外存。当前最先进的计算机仍然采用该体系结构，所以冯·诺依曼是当

之无愧的现代计算机之父。

2.软件系统

软件是能够指挥计算机工作的程序，程序运行时所需要的数据，以及有关这些程序和数据的开

发、使用和维护所需要的所有文档。

在计算机系统中，硬件是软件运行的物质基础，软件是硬件功能的扩充与完善。不装备任何软

件的计算机称为硬件计算机或裸机。没有软件的支持，硬件无法运行，软件是使用者与计算机之间

的桥梁。通常将计算机软件分为系统软件和应用软件两大类。

（1）系统软件

系统软件是控制和协调计算机及外围设备、支持应用软件开发和运行的各种程序的集合。系统软

件使得计算机使用者和其他软件将计算机当作一个整体而不需要顾及底层每个硬件是如何工作的。一

般来讲，系统软件包括操作系统（如Windows、Linux等）和一系列基本工具（如编译器、数据库管理、

驱动管理、网络连接等方面的工具），是支持计算机系统正常运行并实现用户操作的相关软件。

（2）应用软件

应用软件是专门为某一应用目的而编制的软件。常见的有办公软件（MicrosoftOffice、WPS等）、

即时通信软件（QQ、微信等）、信息管理软件（财务管理系统、人事管理软件等）、辅助设计软件

（AutoCAD、Photoshop等）、音视频处理软件等。

任务3了解计算机中的编码方式

在计算机科学中，所有能输入计算机并被计算机存储、处理的内容（如声音、图像、视频、符号、

视频文字、表格等）对计算机而言都是数据。在冯·诺依曼体系结构的计算机系统中，提出采用二进制

代替十进制，数据以二进制信息单元0、1的形式表示，实现数据的存储和操作。

1.数制

（1）数制的概念

数制又称计数法，是人们用一组统一规定的符号和规则来表示数的方法。数制通常按进位的规

计算机中的数则进行计数，例如，常用的十进制数是按“逢十进一”的规则进行计数的，“一周有七天”采用的是“逢

制

七进一”，“一天有24小时”采用的是“逢二十四进一”。

“基数”和“位权”是进位计数制中的两个要素，如图1-14所示。

①基数（Radix）。基数是进位计数制中所用的数字符号的个数。例如，十进制的基数为10，采

用的数字符号是“0”“1”…“9”十个数码，进位规则是“逢十进一”；二进制的基数为2，采用的

10

个人计算机软硬件配置单元1

数字符号是“0”“1”两个数码，进位规则是“逢二进一”。见表1-2。

表1-2常用进位计数制

数制基数数码进位规则

十进制（Decimal）100，1，2，3，4，5，6，7，8，9逢十进一

二进制（Binary）20，1逢二进一

八进制（Octal）80，1，2，3，4，5，6，7逢八进一

十六进制（Hexadecimal）160，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F逢十六进一

备注：

1.在十六进制中，分别用字母A到F表示十进制中的数字11到15。

2.在表示上，用括号加下标的方式标注数据的进制，如：(123)10、(101)2、(123)8、(1D3)16。

②位权（Power）。在进位计数制中，把基数的若干次幂称为位权，幂的方次随该位数字所在的

位置而变化，整数部分从最低位开始依次为0，1，2，3，4，…；小数部分从最高位开始依次为-1，

-2，-3，-4，…，如图1-14所示。

图1-14十进制数中的“基数”和“位权”

（2）二进制、八进制、十六进制

类似十进制数的表示方法，二进制数的位权是以2为底的幂。对于有n位整数，m位小数的二

进制数据用加权系数展开式可表示为：

·

(an-1an-2…a1a0a-1…a-m)2

n-1n-210-1-2-m

=an-1×2+an-2×2+…+a1×2×a0×2+a-1×2+a-2×2+…+a-m×2

0-1-2

例如，二进制数据(101.01)2，其各位数字的位权依次为：2²、2¹、2、2、2，如图1-15（a）所示。

依此类推，八进制、十六进制的数据表示如图1-15（b）、（c）所示。

图1-15二进制、八进制、十六进制的数据表示

由于二进制数非常简单，只有0、1两个数码，对应着自然界截然相反的两种状态：真或假，黑

或白，正或负，高或低，通或断，……，二进制运算系统在电子器件（如数字电路、触发器、运算器等）

中容易实现。数字电子电路中，逻辑门直接应用了二进制，因此冯·诺依曼提出采用二进制代替十

进制，计算机和依赖计算机的设备里都使用二进制表示数据。

但是，用二进制表示的数据比较长，比如十进制的数据102，用二进制数表达将是1100110。

所以人们在计算和表达的时候，会使用八进制或十六进制来代替二进制数据。八进制中的1位数

可以表示3位二进制数，16进制的1位数可以表示4位二进制数。各数制间数据的对应关系如图1-16

所示。

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信息技术应用项目教程（Windows10+Office2016）

图1-16各种数制间数据的对应关系

（3）二进制数的运算

①二进制数的算术运算包括加、减、乘、除四则运算。

加：00+00＝00，00+01＝01，01+00＝01，01+01＝10

减：0－0＝0，1－0＝1，1－1＝0，10－1＝01

乘：0×0＝0，0×1＝0，1×0＝0，1×1＝1

除：0÷1＝0，1÷1＝1

②二进制数的逻辑运算。

二进制数中的0和1在逻辑运算逻辑上可以表示“真（True）”与“假（False）”。一般约定，1表示“真

（True）”，0表示“假（False）”，例如电路1为“开”，0为“关”。二进制数的逻辑运算包括：与（AND）、

或（OR）、非（NOT）、异或（XOR）等。计算机能够进行逻辑判断的基础正是基于二进制数的逻辑

运算功能。

与运算（AND）：0∧0=0；0∧1=0；1∧0=0；1∧1=1；

视频

或运算（OR）：0∨0=0；0∨1=1；1∨0=1；1∨1=1；

非运算（NOT）：1=0；0=1；

异或运算（XOR）：0⊕0=0；0⊕1=1；1⊕0=0；1⊕1=0。

2.数制间的转换

（1）十进制和二进制的转换

数制间的转换

①十进制转换为二进制的方法：

y整数的转换采用“除2取余，逆序排列”法，将待转换的十进制数连续除以2，直到商为0，

每次得到的余数按相反的次序（即第一次除以2得到的余数排在最低位，最后一次除以2得

到的余数排在最高位）排列起来就是相应的二进制数。

y小数的转换采用“乘2取整，正序排列”法，将被转换的十进制纯小数反复乘以2，每次相

乘得到乘积的整数部分若为1，则二进制数的相应位为1；若整数部分为0，则相应位为0，

由高位向低位逐次进行，直到剩下的纯小数部分为0或达到所要求的精度为止。

y对具有整数和小数