理工科计算机基础指北

版本说明

本版本（1.2.0）为笔者利用寒假时间，对原有内容进行了补充，对于各位同学可能遇到的新问题进行了补充修改。

【前言】

1. 为什么会有这份《指北》？

许多新同学在初入实验室时，由于初高中微机课的缺乏，计算机基础薄弱，甚至不知道Ctrl键的位置，这严重影响了后续的培训和学习进度。为了帮助大家快速弥补这些知识断层，我们编写了这份《指北》。

2. 本指南是什么？

这是一份以 Windows 11 为主、Ubuntu 为辅的《计算机基础指北》。它完全面向日常学习和科研的实际操作，旨在帮你快速上手，弥补知识与技能断层。请注意，它的定位与大学的《计算机基础》课程不同，不要觉得看完这本书后，就可以拒绝上《计算机基础》课。

3. 邀请你一同完善

本指南行文力求亲切易懂，便于各位同学快速上手。若您在阅读中发现任何疏漏或错误，非常欢迎批评指正，我们将持续完善。

适用说明：
本指南默认读者未来可能进入计算机 / 自动化 / 信息相关实验室；对于文科学生只需浅显了解基础部分就好，对于深度学习了解就好，无需死磕；读者对于不理解或者暂时用不上的地方可以跳过。

第一章 认识计算机

前言：当同学们看到此书时，笔者默认大家具有打开电脑，阅读docs或者pdf的能力，故不过多赘述，以下内容主要认识打开计算机后，可以看到的东西，例如键盘，桌面应用图标等等。

第一节: 外接设备与接口认识

外接设备与接口认识：为你的电脑连接整个世界。作为实验室成员，你不可避免地要连接各种设备：传输数据的U盘、扩展屏幕的显示器、读取素材的SD卡、以及至关重要的网线。认识这些接口，是你高效使用电脑的第一步。

一、 数据传输接口：电脑的“进出口”

接口主要负责连接存储设备和其他外设，进行数据交换。

1. USB接口家族：最常见的“万金油”

   • 核心功能：连接键盘、鼠标、U盘、移动硬盘、手机、摄像头等几乎一切外设。

   • 识别与选择：

     • USB-A型：经典方口，插取需尝试，最常见但速度有差异。

     • USB-C型：小巧椭圆形接口，正反可插，是现在的主流和未来；很多电脑的USB-C口同时是充电口和视频输出口。

   • 实验室建议：传大文件（如数据集、模型）时，优先使用USB-C口或蓝色的USB-A口；新电脑仅USB-C口时，需配备USB-C to A转接线或扩展坞。

2. 雷电接口

   • 外形：通常为USB-C物理形态，旁有闪电⚡标志。

   • 特点：速度极快、功能极强，可外接高性能显卡坞和高速硬盘阵列，是“超级加强版”USB-C。

3. SD / TF 卡读卡槽

   • 外形：笔记本侧面扁平缝隙（部分电脑无）。

   • 功能：直接读取相机、无人机等设备存储卡的素材。

二、 显示输出接口：为你开启更多“视野”

实验室工作多屏可提升效率，常见视频接口优先级从高到低：

1. HDMI：外形类似USB-A更宽，梯形设计不插反；最普及通用，显示器、投影仪、电视均适配，一根线同时传视频和音频。

   
   

2. DisplayPort：外形类似HDMI，一角直角一角切角；性能通常优于HDMI，是电脑显示器领域主流，同样传视频和音频。

   
   

3. VGA：蓝色带两排针脚的梯形接口；
   老旧模拟信号接口，画质差、不支持音频，实验室原则为非万不得已不使用，仅适配老设备时需转接线。

实验室实战场景：笔记本仅一个HDMI口想接两台显示器，可通过USB-C或雷电接口的扩展坞，扩展出多个HDMI/DP接口，同时可接网线、U盘等。

三、 有线网络接口：稳定可靠的“信息高速公路”

• RJ-45 网线接口：形似大型电话线插口。

• 重要性：稳定性优于Wi-Fi，不掉线、延迟低；相同网络条件下，网速快于WiFi。

四、 音频接口

• 台式机：两个接口，分别为麦克风图标（接耳机麦克风）、耳机图标（接耳机/音箱）。

• 笔记本：耳机/麦克风二合一接口。

Little tip：在现在的笔记本和主板维修成本较高的前提下，笔者建议大家买一个较高性能的拓展坞，因为拓展坞不仅仅可以减轻对与电脑原接口的物理磨损还有就是高品质拓展坞内部会设计有保护电路和芯片。当某个外接设备（比如劣质的U盘、移动硬盘）发生短路或电流异常时，保护电路会首先动作（如切断该端口的供电），阻止异常电流直接冲击笔记本主板

第二节：键盘篇：你的双手，就是最高效的快捷键

作为计算机领域从业者，键盘是与计算机“直接对话”的通道，熟练使用能脱离繁琐点击，提升效率。

一、 键盘分区：你的指挥中心

1. 主键盘区

   • 核心：字母、数字、符号键，是输入代码、文档、命令的主力。

   • 修饰键（操作灵魂，多与其他键组合）：

     • Ctrl：控制键，快捷键核心（如Ctrl + C/V），位于键盘左下/右下。

     • Alt：替代键，Windows中激活菜单，参与大量软件快捷键。

     • Shift：上档键，输入大写字母和键位上方符号。

     • Win：Windows键，印Windows徽标，快速打开开始菜单（Ubuntu中为Super键，功能类似）。

2. 功能键区：顶部F1 ~ F12，功能因软件而异，为“情景快捷键”；实验室高频用法：F2（文件重命名）、F11（浏览器/IDE全屏）、F5（刷新/运行/调试代码）。

3. 导航键区：含方向键和Insert、Delete、Home、End、Page Up、Page Down；写代码高频用法：Home/End（光标跳至行首/行尾）、Ctrl + Home/End（光标跳至文档开头/结尾）、Page Up/Page Down（翻页）。

4. 数字小键盘区：快速输入数字，处理数据便捷；Num Lock键灯亮输数字，灯灭为导航键。

二、 实验室生存必备快捷键（肌肉记忆系列）

通用核心操作（Win & Ubuntu 通用）

• Ctrl + C：复制

• Ctrl + V：粘贴

• Ctrl + X：剪切

• Ctrl + Z：撤销（误操作“后悔药”）

• Ctrl + Y 或 Ctrl + Shift + Z：恢复

• Ctrl + S：保存（高频操作，对抗程序崩溃）

• Ctrl + A：全选

文本/代码编辑专用

• Ctrl + F：查找

• Ctrl + H：替换

• Shift + 方向键：以字符/行为单位选中文本

• Ctrl + 方向键左/右：以词为单位移动光标

• Ctrl + Backspace / Ctrl + Delete：以词为单位删除

• 特殊标注：Linux终端中，复制粘贴为Ctrl+Shift+C/V（因原生Ctrl+C/V为中断信号/逐字输入）。

系统与窗口管理

• Alt + Tab：应用程序间快速切换

• Win + D：一键显示桌面

• Win + E：快速打开文件资源管理器

• Win + L：瞬间锁屏

• Alt + F4：关闭当前活动窗口

• ctrl + 鼠标滚轮：浏览器/Word/代码编辑器中放大/缩小字体

Ubuntu 特色补充

• Super键：按一下打开活动概览，快速搜索和启动应用

• Ctrl + Alt + T：快速打开终端（核心快捷键）

三、 指法建议

我们不是专业打字员，不要求盲打。但请尽量让双手放在键盘上，尤其是左手，应该常驻在 Ctrl, Alt, Shift 这几个修饰键周围。这样当你需要按快捷键时，右手可以继续操作鼠标或按其他键，效率倍增。

第三节：认识计算机硬件：你的算力引擎

你可以把电脑主机想象成一个实验室团队，每个硬件部件都是团队中的一名成员，各司其职，协同完成复杂的计算任务。

理解各个设备的作用，在你选购电脑时便会有自己的想法和见解。

一、 CPU：团队的“总指挥”

• 定义：中央处理器，电脑“大脑”，执行程序指令、处理数据、协调其他硬件工作。

• 核心比喻：实验室“博后”/“导师”。

• 关键指标：

  • 核心数：可同时独立处理任务的数量，核心越多并行能力越强。

  • 线程数：超线程技术下，单个核心可同时处理的任务数，线程数越多并行能力越强。

  • 频率：单位GHz，频率越高单个任务处理速度越快。

• 实验室场景：负责程序逻辑控制、数据预处理、大部分科学计算（无GPU时）；任务管理器中CPU核心接近100%时，为计算性能瓶颈。

二、 GPU：团队的“大规模并行计算兵团”

• 定义：图形处理器，最初为处理图像设计，现是大规模并行计算专家。

• 核心比喻：实验室“大量研究生”。

• 关键指标：CUDA核心/流处理器（数量极多，单个核心能力弱于CPU，但擅长简单重复的并行任务）；显存（GPU专属工作内存，模型/数据/中间结果需存入，显存不足程序报错，深度学习中显存比核心数更重要）。

• 实验室场景：深度学习模型训练与推理（矩阵运算拆分并行计算，速度远快于CPU）、科学计算与仿真（多库支持GPU加速）。

CPU vs. GPU 核心区别：CPU是少数“博后”，能力全面，负责复杂逻辑和任务调度；GPU是成千上万个“研究生”，擅长简单重复的大规模并行计算。

三、 内存：团队的“公共实验台”

• 定义：随机存取存储器，CPU的“临时工作区”。

• 核心比喻：实验室“中央实验台”；所有运行的程序、打开的数据需先从硬盘加载到内存，CPU才能操作。

• 特点：速度快，断电后数据丢失。

• 实验室场景：加载大数据集时占用大量内存；内存占满时系统卡顿（调用硬盘虚拟内存，速度慢）。

• 建议：机器学习/深度学习电脑，16GB为起步，32GB及以上为推荐；主流为DDR4/DDR5（互不兼容，防呆口位置不同），预算允许优先DDR5平台。

四、 硬盘：团队的“资料档案馆”

• 定义：长期存储操作系统、软件、文档、数据的设备，断电后数据不丢失。

• 核心比喻：实验室“档案柜”/“仓库”。

• 两种类型：

  1. 机械硬盘：有机械臂和磁碟；优点为便宜、容量大，适合冷数据备份；缺点为速度慢、怕震动。

  2. 固态硬盘：纯电子结构，无机械部件；优点为读写速度极快、抗震；缺点为价格较高（AI行业需求激增导致价格翻倍）。

• 实验室建议：系统、软件、当前项目装在SSD（提升开机、打开软件、加载数据速度）；机械硬盘存储历史数据、备份、视频等对速度无要求的文件。

五、 主板：团队的“办公楼”

• 定义：带各类插槽和接口的电路板，为硬件提供电源、网络和安装位置，实现硬件间通信协作。

• 关键作用：决定扩展性（GPU/内存/硬盘接口数量，影响后续升级）；芯片组决定支持的CPU型号、最大内存速度等。

六、 电源：团队的“能源中心”

• 定义：为所有硬件提供稳定、纯净电力的设备。

• 核心比喻：实验室“供电系统”，至关重要却易被忽视。

• 风险：劣质/功率不足的电源会导致电脑不稳定、蓝屏、重启，甚至烧毁CPU/GPU等贵重部件。

• 建议：不吝啬电源预算，高性能电脑（含独立GPU）选择功率足够、品牌可靠的电源；游戏本/部分轻薄本尽量插电使用，电池仅作应急。

实验室硬件选购与使用小贴士

1. 查看电脑配置

   • Windows：任务管理器 -> “性能” 选项卡。

   • Ubuntu：lscpu（CPU）、nvidia-smi（GPU）、free -h（内存）、lsblk（硬盘）。

2. 判断性能瓶颈：做任务时通过任务管理器（Windows）/htop（Ubuntu）查看：

   • CPU 100% -> 计算瓶颈

   • 内存 100% -> 内存瓶颈（加内存/优化代码）

   • GPU 使用率低 -> 数据传输慢/代码问题（非GPU瓶颈）

   • 硬盘灯常亮+系统卡顿 -> 硬盘读写瓶颈（升级SSD）

3. 新生选购优先顺序：GPU（显存） > 内存 > SSD > CPU > 其他；深度学习优先大显存NVIDIA GPU；确保主板支持CPU/内存，电源满足系统峰值功耗。

第四节:Windows 11 初体验：桌面、开始菜单、任务栏是什么？

将Windows 11界面拆解为桌面、开始菜单、任务栏，类比实验室工位的桌面、工具抽屉、顺手工具架。

一、 桌面：你的工作台面

• 定义：开机后看到的主背景区域，类比实验室物理桌面。

• 功能：放置常用软件/文件夹/文件快捷方式；暂存U盘/下载的临时文件；右键“个性化”更换壁纸。

• 实验室潜规则：不堆满图标（降低效率）；重要文件不长期存放（默认在C盘，系统崩溃易丢失，及时归档至D盘等）；快捷方式拖入回收站不会删除原文件/软件。

二、 开始菜单：你的应用程序库与控制中心

• 打开方式：点击任务栏正中Windows徽标按钮。

• 核心区块：

  1. “已固定”区域：上半部分，自定义“神器收藏夹”，右键软件可“固定到开始屏幕”。

  2. “所有应用”列表：点击按钮查看，电脑所有程序按字母排序，用于查找软件。

  3. 推荐区域：下半部分，显示最近打开的文件和新安装应用，快速找回工作内容。

• 实验室高效技巧：按Win键直接键入软件名（如code找VS Code），回车启动，比鼠标操作快十倍；将开发环境和常用工具固定到“已固定”区域。

三、 任务栏：你的多任务管理中心

• 定义：屏幕底部含开始菜单、搜索、程序图标、时间的长条，实时显示工作状态。

• 核心作用：

  1. 程序坞：右键程序可“固定到任务栏”，实现一键启动。

  2. 运行中程序“码头”：运行的程序在任务栏有图标，点击可切换。

  3. 系统状态查看：右下角可查看/调整网络、音量、电池；点击日期时间弹出通知中心/日历；点击网络等图标弹出快速设置（调整Wi-Fi、蓝牙等）。

• 实验室高效技巧：点击“任务视图”图标（或Win + Tab），可查看所有打开窗口、新建虚拟桌面；虚拟桌面可按工作场景划分（如写代码、查资料、沟通），通过Ctrl + Win + 左/右方向键快速切换。

第五节：Ubuntu 初体验：进入开源世界的命令行圣殿

Ubuntu是程序员与服务器、高性能计算打交道的基石，以Ubuntu Desktop（图形界面）为例讲解。

一、 桌面与环境：似曾相识，又与众不同

由顶栏、程序坞、活动概览组成：

1. 顶栏：屏幕顶部，类似Windows任务栏+菜单栏；左侧为活动按钮，中间为当前程序菜单，右侧为系统状态区（网络、声音等）。

2. 程序坞：默认屏幕左侧，快速启动栏；点击打开应用，打开程序后右键可“添加到收藏夹”；实验室核心固定：文件、终端、文本编辑器。

3. 活动概览：打开方式为点击顶栏“活动”按钮/按Super键；可平铺所有打开窗口，左侧为程序坞，顶部为全局搜索框；高效技巧：Super键+输入内容（应用名、文件名、计算式），快速搜索启动。

二、 文件管理器：你的数据导航员

• 打开方式：点击程序坞“文件”图标/Super键搜索“Files”，即Ubuntu的“我的电脑”。

• 重要概念：

  • 家目录：打开后默认进入，对应Windows的C:\Users[用户名]，个人文档/下载等默认存放于此。

  • 根目录：左侧“其他位置”->“计算机”，对应Windows的C:\，所有硬盘/U盘/网络驱动器“挂载”至根目录下文件夹（如/media），无盘符区分。

• 实验室潜规则：路径用正斜杠/（Windows为反斜杠\），家目录路径为/home/用户名/；Ubuntu中“万物皆文件”。

三、 终端：你与机器对话的“魔法窗口”

1. 学习必要性：服务器无图形界面，全靠终端操作；开发工具配置、软件安装，终端命令更高效强大。

2. 打开方式：快捷键Ctrl + Alt + T（核心）；Super键搜索“terminal/终端”。

3. 生存级初体验：打开后命令行以用户名@电脑名:~$ 结尾，常用命令：

   • pwd：查看当前所在文件夹（Print Working Directory）

   • ls：列出当前文件夹的文件/子文件夹（List）

   • cd 文件夹名：切换目录（Change Directory）

   • cd ..：返回上一级目录

   • cd ~ 或 cd：回到家目录

四、 软件安装：全新的“应用商店”体验

Ubuntu安装软件主要为以下两种方式，实验室主流为命令行：

1. 图形化方式：Ubuntu Software，类似手机应用商店，搜索安装，缺点为版本更新较慢。

2. 命令行方式（apt命令）：Ubuntu自带软件管理器，优势为一键操作、自动解决依赖：

   • 更新软件源列表：sudo apt update（sudo获取管理员权限，需输入密码）

   • 安装软件：sudo apt install 软件包名

   • 示例（安装VS Code）：

sudo apt update
sudo apt install code

结语：初次接触Ubuntu先熟悉图形界面，勇敢尝试终端基础命令，感受高效的交互方式。

第六节：常见的文件格式：你的数字文件百科全书

文件扩展名（后缀）是文件的“姓氏”，标识性质和用途，重点记忆：.pdf / .docx / .xlsx / .txt / .md / .zip / .exe，其他按需查阅。

一、 文档与文本类

格式后缀	全称 / 格式说明	核心特点	适用场景举例	常用打开程序
.pdf	便携式文档格式	1. 排版固定，跨设备/平台显示一致；2. 无法直接编辑，保护内容；3. 通用性极强	论文终稿、产品手册、合同	Adobe Acrobat、浏览器、WPS
.docx	Word 文档格式	1. 可自由编辑，支持丰富格式；2. 兼容性强	论文草稿、工作报告、会议纪要	Microsoft Word、WPS、LibreOffice
.pptx	PowerPoint 演示格式	1. 以幻灯片为单位，支持动画/过渡；2. 可视化呈现信息	学术汇报、会议演讲、培训课件	Microsoft PowerPoint、WPS、LibreOffice
.xlsx	Excel 表格格式	1. 支持数据录入、公式、图表；2. 高效处理结构化数据	数据统计、财务报表、实验数据	Microsoft Excel、WPS、LibreOffice
.txt	纯文本格式	1. 仅含文字，无格式；2. 体积小、打开快、通用性100%	代码片段、简单日志、纯文字笔记	记事本、VS Code、TextEdit
.md	Markdown 标记语言	1. 简单符号定义格式，易上手；2. 可转换为PDF/HTML等	项目README、技术笔记、博客草稿	VS Code（需插件）、Typora、Notion

实验室提示：分享最终版文档优先用PDF；项目README强烈推荐Markdown（.md）。

二、 数据与存储类

（一）演示与表格类（补充）

格式后缀	全称 / 说明	核心特点	适用场景	常用打开程序
.pptx	PowerPoint 演示文稿	幻灯片形式，支持动画，可视化呈现	学术汇报、培训课件	Microsoft PowerPoint、WPS、LibreOffice
.xlsx	Excel 工作簿	数据处理、公式计算、图表生成	统计报表、实验数据	Microsoft Excel、WPS、LibreOffice

（二）数据交换与存储类

格式后缀	全称 / 说明	核心特点	适用场景	常用打开程序
.csv	逗号分隔值文件	纯文本，逗号分隔记录，跨程序兼容	数据交换、表格数据导出	Excel、记事本、Python（pandas）
.json	JavaScript 对象表示法	轻量级，键值对结构，易读易解析	API数据、配置文件、轻量数据库	浏览器、VS Code、Python
.xml	可扩展标记语言	标签定义结构，格式冗长	传统系统配置、数据存档	浏览器、记事本、VS Code
.h5/.hdf5	层次数据格式	存储大量复杂数据，支持高效压缩	科学计算、深度学习模型/数据集	Python（h5py库）、专业查看工具
.npy/.npz	NumPy 数组文件	Python NumPy专用二进制，读写速度快	NumPy数组存储、科学计算中间数据	Python（NumPy库）

（三）压缩与打包类

格式后缀	全称 / 说明	核心特点	适用场景	常用打开程序
.zip/.7z	压缩文件	通用，打包文件/文件夹，节省空间	文件备份、邮件附件、资源打包	7-Zip、Bandizip、系统自带工具
.rar	RAR 压缩文件	压缩率高，通用性不及ZIP	大文件压缩、高压缩率场景	7-Zip、WinRAR

实验室提示：小型通用表格数据用CSV；大型矩阵/模型权重用NPY/NPZ或HDF5；不使用Word/Excel保存程序计算的原始数据，优先用CSV等纯文本格式。

三、 代码与程序类

格式后缀	全称 / 说明	核心特点	适用场景	常用打开程序
.py	Python 源代码文件	Python开发基础文件	脚本编写、程序开发、算法实现	VS Code、PyCharm、IDLE
.cpp / .c	C++/C 源代码文件	编译型语言开发文件	系统开发、高性能程序、嵌入式开发	VS Code、Qt Creator、Visual Studio
.ipynb	Jupyter Notebook 文件	交互式计算，整合代码/结果/图文	数据分析、机器学习实验、教学	Jupyter Notebook、JupyterLab、VS Code
.exe	可执行文件	Windows下直接运行，无需编程环境	软件分发、应用程序运行	双击直接运行
.sh	Shell 脚本文件	Linux/Unix脚本，批量执行终端命令	系统自动化、批量任务处理	Linux/Unix终端
.yml / .yaml	YAML 配置文件	语法简洁，人性化序列化	Docker配置、Anaconda环境配置	VS Code、记事本

四、 图像与多媒体类

格式后缀	全称 / 说明	核心特点	适用场景	常用打开程序
.jpg / .jpeg	联合图像专家组格式	有损压缩，体积小，画质损失可控	彩色照片、自然风光、日常存储	系统图片查看器、Photoshop、浏览器
.png	便携式网络图形格式	无损压缩，支持透明背景，边缘清晰	屏幕截图、图表、Logo、图标	系统图片查看器、Photoshop、VS Code
.gif	图形交换格式	支持静/动态，最多256色，动画简单	表情包、简单动画、低色彩场景	浏览器、系统图片查看器、微信/QQ
.bmp	位图格式	无压缩，体积大，画质无损失，兼容性差	早期图像存储、特定工业软件	系统图片查看器、Photoshop
.mp4	MPEG-4 Part 14 格式	压缩率高，画质清晰，音视频同步，跨平台	视频录制、影视播放、网络传输	PotPlayer、VLC、系统播放器
.avi	音频视频交错格式	老旧格式，无统一压缩标准，体积大	早期视频文件、特定设备导出	PotPlayer、VLC、系统播放器

实验室提示：保存照片用JPG；保存算法图表、示意图、透明背景图片用PNG。

总结（之最）：

• 最通用的文档：.pdf

• 最通用的数据：.csv

• 最通用的压缩包：.zip

• 最通用的图片：.jpg (照片) 和 .png (图表)

• 最通用的代码：.py / .ipynb (Python环境)

第二章：选择你的武器——代码编辑器与IDE

Qt Creator：Qt C++ 图形界面开发的“官方重器”

实验室使用原因

项目需要开发图形界面桌面应用、嵌入式设备（机器人、车载中控）界面时，Qt Creator为不二之选，是Qt框架官方IDE，支持性极佳。

核心优势

1. Qt原生支持，无缝集成：天生为Qt开发设计，代码补全、语法高亮对Qt特性（信号与槽、元对象系统）支持极致；内置Qt Designer可视化拖拽界面设计器，自动生成.ui文件，提升GUI开发效率。

2. 强大的跨平台开发能力：编写的代码可轻松编译运行在Windows、Linux、macOS、嵌入式系统，实现“一次编写，到处编译”。

3. 集成调试与可视化工具：含常规调试功能，还集成Qt Assistant（文档）、Linguist（国际化翻译）等，形成完整开发套件。

基本设置：从安装到第一个界面

1. 安装（关键步骤）

   • 官网下载：https://www.qt.io/download-open-source

   • 运行Qt Online Installer，组件选择：

     • 勾选Qt Creator；

     • 选择最新稳定版Qt（如Qt 6.5.0），展开并勾选对应操作系统编译器（Windows：MSVC 2019 64-bit/MinGW 64-bit；Ubuntu：GCC套件）；

     • 勾选CMake和Ninja（现代Qt项目构建工具）。

2. 配置中文（可选）：打开Qt Creator -> Edit -> Preferences（macOS：Qt Creator -> Settings）-> Environment -> General -> Language选择简体中文，重启生效。

3. 创建第一个Qt项目：因项目需求不同，不做过多阐述。

说明：VS Code、PyCharm等编辑器与本基础指南定位不符，不做过多阐述。

常用编程语言推荐编译器/编辑器

编程语言	推荐工具	备注
C/C++	Visual Studio 2022、Clion	不推荐2026版本，新版本可能存在未知问题
Python	PyCharm Community Edition	Python为解释性语言，需单独安装3.x及以上版本
Java	IntelliJ IDEA	需单独安装Java运行环境
其他	Visual Studio Code	微软开源编辑器，安装插件支持绝大多数编程语言

第三章：安全与礼仪——做一个靠谱的实验室公民

技术和知识可逐步学习，良好的安全习惯和团队礼仪需从第一天养成。

一、 安全第一：保护你的数字生命线

数字世界中，麻痹大意是最大风险。

1. 定期备份！备份！备份！

   • 核心原则：仅存于一个位置的数据，等同于不存在。

   • 风险：硬盘损坏、电脑丢失、误删除、病毒勒索等，可能导致研究成果清零。

   • 方法（3-2-1备份原则）：3份数据副本；2种不同存储介质（如电脑+移动硬盘）；1份异地备份（如实验室+宿舍）。

2. 设置强密码并保密

   • 强密码标准：长度>10位，含大小写字母、数字、特殊符号，避免生日、姓名等易猜信息。

   • 要求：不同账号（电脑、邮箱）使用不同密码，绝不随意分享密码。

3. 离开锁屏：最简单的安全习惯

   • 快捷键：Win + L (Windows) / Super + L (Ubuntu)。

   • 原因：防止他人查看/操作实验数据、代码，保护隐私和数据安全，离开座位必锁屏。

二、 实验室礼仪：尊重他人，就是尊重自己

实验室公共资源为集体所有，个人行为影响整个团队。

1. 用完公共电脑，请恢复环境：关闭所有打开的软件/文件；恢复修改的配置（如环境变量）；登出个人账户，为下一位使用者提供干净环境。

2. 不要在服务器上跑死循环或耗尽资源

   • 禁忌：死循环占满CPU核心、加载超内存数据导致系统崩溃，影响其他同学任务。

   • 最佳实践：本地小规模测试通过后再提交至服务器；用htop（Ubuntu）/任务管理器（Windows）监控资源占用；按规定申请计算资源（如Slurm调度系统）。

3. 提交代码前，先测试！

   • 禁忌：直接提交未运行、存在报错的代码至团队共享仓库（如GitLab）。

   • 最佳实践：确保代码能跑通、不破坏已有功能；写清提交注释，让他人一目了然。

三、 如何提问：聪明地获取帮助

盲目提问效率低且易招人反感，学会“聪明地提问”，高效解决问题并赢得尊重。

黄金法则：先谷歌，再问人。

1. 第一步：自助（Google/Firefox）

• 将报错信息直接复制到搜索引擎搜索。

• 在Stack Overflow、GitHub Issues、CSDN等技术社区查找类似问题。

• 大概率（超90%）遇到的问题已有解决方案。

2. 第二步：求助（当你确实无法解决时）

向师兄师姐/老师提问时，一次性提供以下信息，节省双方时间：

• 环境：操作系统（如Windows 11/Ubuntu 22.04）、软件/语言版本（如Python 3.8/PyTorch 1.12）、硬件型号（硬件问题时）。

• 你做了什么：清晰简洁描述目标和执行步骤（如“为安装pandas，在终端输入pip install pandas”）。

• 报错信息：完整复制粘贴终端报错信息，不自行概括，截图更直观。

• 你已尝试过的方法：说明搜索后尝试的解决方案及结果（如“尝试pip3代替pip、换清华镜像源，均报错”）。

糟糕的提问 vs 优秀的提问

• 糟糕：“师兄，我代码报错了，怎么办？”（无从下手）

• 优秀：
  “师兄你好，我的代码在导入numpy时报错了，能帮我看下吗？
  · 环境：Ubuntu 22.04, Python 3.10。
  · 操作：我在终端里直接输入 python 然后 import numpy。
  · 报错：ImportError: ×××（附上完整报错截图）。
  · 已尝试：我谷歌了这个问题，尝试用 conda install numpy 解决，仍报相同错误。”

结语：

技术和知识决定了你能力的下限，而安全意识和团队礼仪则决定了你职业发展的上限。从今天起，做一个让同伴放心、让师兄师姐省心的靠谱实验室成员。

常见问题及解决方案

核心妙招：重启！可以解决百分之八十的电脑问题！
本章节解决电脑使用中的常见“小麻烦”，无需高深技术，解决后可提升工作效率。

一、 基础使用问题

问题1：电脑开机后，屏幕不亮（黑屏）

解决思路：从简单到复杂，顺着信号路径排查

1. 检查电源：确认主机/显示器电源线插紧，插座有电（插手机充电器测试）。

2. 检查显示器：打开电源开关（指示灯亮），按菜单键判断是否为显示器本身问题。

3. 检查连接线：确认视频线（如HDMI）两端插紧。

4. 终极妙招：长按电源键强制关机，重新启动。

问题2：U盘或移动硬盘插上电脑后，没有反应

解决思路：判断是设备还是电脑问题

1. 换个USB口：优先尝试机箱后部接口，避免前部接口。

2. 检查设备本身：将U盘插到另一台电脑，判断是否为U盘故障。

3. 系统中查看：打开文件资源管理器（Win+E），查看左侧栏是否新增盘符（可能无弹窗但已识别）。

问题3：电脑突然没有声音了

解决思路：从软件设置到硬件连接排查

1. 检查音量：确认任务栏右下角音量非静音，且音量调至合适大小。

2. 检查播放设备：右键小喇叭 -> 打开声音设置，确保输出设备为当前使用的音箱/耳机。

3. 检查物理连接：确认音箱/耳机线缆正确插入音频口，音箱电源打开。

二、 文件与操作问题

问题4：不小心把文件删除了

解决方案：

1. 第一时间：不要往硬盘存入新文件，避免覆盖数据。

2. 回收站恢复：打开回收站，找到文件右键 -> “还原”，恢复至原位置。

3. 彻底删除恢复：Shift+Delete删除的文件，回收站无记录，需求助数据修复同学用专业软件，成功率不保证，重要文件务必备份。

问题5：忘记文件保存在哪里了

解决思路：利用系统搜索功能

1. Windows：打开文件资源管理器（Win+E），点击右上角搜索框，输入文件名/文件类型（如*.pdf）；推荐软件Everything，搜索速度远快于系统自带。

2. Ubuntu：按Super键，在顶部搜索框输入文件名。

3. 查看“最近”记录：软件（Word/VS Code）“文件”菜单的“最近使用的文档”；文件资源管理器的“快速访问/最近”记录。

问题6：软件“卡住”或“未响应”了

解决方案：

1. 耐心等待：暂时卡顿可能几十秒后恢复。

2. 强制关闭：Ctrl + Alt + Delete打开任务管理器，在“进程”中找到软件，右键 -> “结束任务”（干净安全的方式）。

三、 网络问题

问题7：能上微信，但浏览器打不开网页

解决思路：多为浏览器或DNS问题

1. 换浏览器尝试：用系统自带Edge，若能打开则为常用浏览器（如Chrome）配置问题。

2. 重启设备：重启电脑和路由器，90%的网络问题可解决。

3. 检查代理：关闭梯子（VPN）后重新打开网页，可能为代理配置问题。

问题8：Wi-Fi信号满格，但网速很慢或断断续续

解决思路：

1. 远离干扰源：靠近路由器，避开微波炉、无线座机等设备。

2. 减少后台占用：检查是否有程序（系统更新、游戏更新）在后台大量下载。

核心心法：解决问题的通用思路

遇到电脑问题不要慌张，按以下顺序尝试：

1. 重启大法：关闭程序或重启电脑，电子设备问题“万灵药”。
2. 检查连接：确认电源线、视频线、网线、USB线等插稳、插对。
3. 换个试试：换USB口、浏览器、软件版本，判断问题局部/普遍。
4. 求助搜索：简单描述问题（如“电脑插U盘没反应”），输入搜索引擎查找方案。
5. 清晰求助：向他人求助时，说明“目标 -> 现象 -> 已尝试方法”。

记住，熟练解决这些小问题，是成为电脑高手的必经之路。每解决一个问题，你的经验值就+1！

附录一 ASCII码对照表

附录二 常用键盘快捷键表

基础通用快捷键

功能	快捷键	功能	快捷键
截屏	Win+shift+s	程序切换	Alt+Tab
录屏	Win+G	程序关闭	Alt+F4
锁屏	Win+L	文件命名	fn+F2
切屏	Win+P	文件删除	Ctrl+D
设置	Win+I	撤销删除	Ctrl+Z
此电脑	Win+E	打@符号	Shift+2
回桌面	Win+D	网页刷新	fn+F5
剪切板	Win+V	网页关闭	Ctrl+W
放大	Win++	关闭找回	Ctrl+shift+t
缩小	Win+-	网页切换	Ctrl+Tab
任务管理	Ctrl+alt+Esc	表情包	Win+。
左分屏	Win+←	右分屏	Win+→
最小化	Win+↓	通知管理	Win+A
锁定大写	CapsLock	屏蔽数字	NumLock
输入法	Win+空格/Ctrl+shift	快速搜索	Win+Q
快速指令	Win+R	关闭	Ctrl+W
全角切换	shift+空格	shift+点任务栏窗口

文档编辑快捷键

功能	快捷键	功能	快捷键
字体加粗	Ctrl+B	字体斜体	Ctrl+I
字下划线	Ctrl+U	文字全选	Ctrl+A
字居中	Ctrl+E	左对齐	Ctrl+L
右对齐	Ctrl+R	搜索	Ctrl+F
复制	Ctrl+C	剪切	Ctrl+X
粘贴	Ctrl+V	撤销	Ctrl+Z
替换	Ctrl+H	新建	Ctrl+N
保存	Ctrl+S	微信自带截图	Alt+a
微信隐藏	Ctrl+alt+w	聊天换行	shift+Enter

Windows系统专属快捷键

功能	快捷键	功能	快捷键
打开操作中心	Win+A	快速显示桌面	Win+D
打开资源管理器	Win+E	语音听写	Win+H
打开设置	Win+I	投屏到外部设备	Win+K
一键锁屏	Win+L	窗口最小化	Win+M
打开通知面板	Win+N	一键搜索	Win+S
运行	Win+R	最小化非活动窗口	Win+Home
切换输入法	Win+空格	切换虚拟桌面	Win+TAB
新建虚拟桌面	Win+Ctrl+D	一键截屏	Win+Prtscn
显示【开始】菜单	Ctrl+Esc	新建文件夹	Ctrl+Shift+N
快速关机	Ctrl+Alt+End	强制重启	Ctrl+Alt+Home
关闭窗口	Alt+空格+C	最小化当前窗口	Alt+空格+N
恢复最小化窗口	Alt+空格+R	最大化当前窗口	Alt+空格+X
改变窗口大小	Alt+空格+S	两个程序切换	Alt+Tab
查看文件属性	Alt+Enter	永久删除所选项	Shift+Del

附录三 日常实用资源与技巧

优秀学习资源和求助网站推荐

1. CSDN：专业开发者社区，可查找学习资料、技术解决方案（www.csdn.net）。

2. Bilibili：视频分享平台，海量优质技术博主的资料分享、教程（https://www.bilibili.com/）。

3. 廖雪峰的官方网站：全栈工程师原创精品中文教程，涵盖多编程语言（https://liaoxuefeng.com/）。

4. 菜鸟教程：多编程语言/技术在线教程，覆盖HTML、Python、Java、C等（https://www.runoob.com/）。

推荐自学内容

markdown语法、终端的使用、git的使用、科学上网等。

优秀软件推荐

核心原则：反对安装“xx卫士”“xx管家”，科研电脑以稳定、安静、高效为第一要务；以下均为免费软件。

一、 效率神器类

1. Everything：本地文件搜索工具，输入即所得，秒出结果，解决文件查找难题；快捷键Ctrl+Space（可自定义）唤出。

2. Geek Uninstaller：轻量级软件卸载工具，彻底清除软件文件和注册表项，绿色版无需安装。

3. HiBit Uninstaller：专业卸载/系统优化工具，彻底卸载软件并清理残留。

4. 7-Zip：免费开源压缩/解压缩软件，兼容所有常见格式，替代WinRAR和国产广告压缩软件。

二、 媒体与截屏类

1. 系统自带截屏：Win + Shift + S（矩形/窗口/全屏截图，复制至剪贴板）；PrtSc键（全屏截图，粘贴至画图工具）。

2. Pixpin：国产免费截图工具，支持贴图、滚动长截图、OCR文字识别，功能全面。

3. OBS Studio：专业免费录屏/直播软件，可录制操作教程、线上会议分享，基础功能易上手。

三、 安全与系统类

有一句话说的好：可以完整卸载杀毒软件的人，不需要卸载杀毒软件；不能完整卸载杀毒软件的人，需要一个杀毒软件

1. 火绒安全软件：轻量、无弹窗广告，主打防病毒+防火墙+弹窗拦截，科研电脑优选；若能规范上网，Windows Defender（系统自带）已足够。

2. 核心原则：杜绝360、金山毒霸、电脑管家等软件，避免拖慢系统、产生弹窗。

四、 信息获取与AI类

1. 浏览器：Edge / Google Chrome（现代、快速、兼容性好）；重要提醒：将默认搜索引擎改为bing/Google，杜绝百度（技术问题搜索结果质量低）；中国大陆使用Chrome需代理。：

   为什么：现代、快速、兼容性最好的浏览器，是科研工作的标准配置。

   重要提醒：安装后第一件事，是将默认搜索引擎设置为bing/Google。在浏览器设置中搜索“搜索引擎”，将其改为bing/Google。杜绝使用百度，在查找技术问题和中文学术资料时，百度结果的质和量都远逊于bing/Google。由于某些原因，中国大陆地区是无法使用chrome浏览器的（除了用魔法）

2. Z-Library：全球最大数字图书馆之一（地址常变动），可查找教科书、学术专著、小说电子版。

3. AI工具（ChatGPT / DeepSeek / Claude等）

   • 实验室正确用法：解释复杂概念、debug代码、生成代码框架、润色英文邮件/论文。
   • 重要提醒：AI为助手非权威，存在“幻觉”（“一本正经地胡说八道”），所有信息需批判性验证，不可直接照搬。

   随着ai的不断发展，一定要学会使用ai，在将来，会用ai和不会用ai是两种不同的人，是两种不同的生活方式，社会和企业一定会淘汰不会用ai的人

五、 其他实用工具

1. 远程控制：ToDesk（国内网络优化好、弱网稳定、国产信创支持全）、向日葵（开发者友好、移动端体验佳）。

   

2. VLC media player：免费开源跨平台媒体播放器，支持所有音视频格式，无需额外解码包，同时支持安装皮肤和扩展插件以增强功能。

3. 浏览器插件

   • Tampermonkey（油猴）：脚本管理器，安装脚本可解锁网站限制、去广告、自动操作(高度自由，功能无限，但需寻找可靠的脚本来源)。

   • 沉浸式翻译：双语对照翻译，保留原文排版，提升外文资料阅读效率。

一些让你受益终身的电脑使用小提醒

这些小贴士无高深技术，却能避免诸多问题，提升使用体验。

关于系统和软件

1. 程序尽量安装在D盘：安装时修改路径，避免C盘（系统盘）堆积，防止系统变慢、方便管理。

2. C盘只装系统和必备软件：仅存放操作系统、Office、VS Code等核心软件，大型软件/游戏安装至D盘等。

3. 定期重启电脑：每周重启一次，清理内存垃圾，解决系统玄学问题。

4. 减少开机启动项：Ctrl + Shift + Esc打开任务管理器 -> “启动”，禁用非必要程序，提升开机速度。

5. 正确卸载软件：使用系统自带或专业卸载工具（如Geek），切勿直接删除快捷方式。

关于文件和数据

1. 文件别堆在桌面：桌面默认占C盘空间，在D盘建立分类文件夹（学习、项目、个人），妥善存放文件。

2. 重要文件“备份三二一”：遵循3-2-1备份原则，防止数据丢失:3个副本，2种不同介质（如电脑+移动硬盘），1份异地备份（如宿舍电脑）。

3. 给文件起个好名字：采用20231026_项目名_描述_v2.pdf 格式，自动按时间排序，一目了然。

关于安全和习惯

1. 离开座位，随手锁屏：Win + L (Windows) / Super + L (Ubuntu)，保护隐私和数据安全。

2. 谨慎安装软件：从官网下载，安装时取消勾选捆绑“全家桶”软件，避免广告和病毒。

3. 系统别乱优化：不使用来历不明的优化软件，Windows自带磁盘清理工具已足够。

关于效率和体验

1. 学会使用快捷键：哪怕仅记住Ctrl+C/V、Ctrl+S、Win+E、Win+D，也能大幅提升效率。

2. 网线比Wi-Fi更可靠：实验室固定工位优先用网线上网，稳定性、网速、延迟均优于Wi-Fi。

3. 外接显示器是效率神器：如果你的工位支持，强烈建议申请一台外接显示器。双屏可实现“写代码+查资料”分离，效率翻倍，建议申请配备。

关于开源

在理工科世界，开源是协作范式、方法论甚至精神信仰，深刻改变了软件、硬件、科研方式。

1. 核心定义：不仅开放源代码，更包含可复现性（代码白盒，支持同行评审）、模块化与复用（法律层面保障代码复用）。

2. 理工科三大支柱：开源软件（Linux、Python、PyTorch）、开源硬件（Arduino、Raspberry Pi）、开放科学/开放数据（开放获取期刊、公开实验数据）。

3. 理工科思维与开源精神的共鸣：极客文化（探索技术本质）、精英治理（代码质量决定发言权）、解决问题导向（为实际问题开发项目）。

4. 参与开源的方式：代码/文档贡献（从修错别字、解简单bug开始）、使用与反馈（提交高质量Issue）、社区协作（学习Git/GitHub协作）。

5. 标志性开源项目：Linux Kernel、PyTorch/TensorFlow、ROS、KiCad/FreeCAD、RISC-V。

6. 核心理念：开源是理性的浪漫，集合全球智慧解决技术难题；理工科学生拥抱开源，从知识消费者变为生产者，为后人铺路。

7. 上面说的这些，其实就是想让大家明白一个道理：你现在使用的 Python、Linux、甚至你看的这份《指北》，都是开源理念的受益者。没有开源，就没有今天如此繁荣的计算机世界。所以，当你写出漂亮的代码、做出好用的工具时，不妨也考虑把它开源出去——哪怕只是一个小的脚本、一份清晰的文档。因为开源不只是分享代码，更是让后来者少踩一个坑，让同行者多一条路。 这也正是我们写下这本书的初衷：我们曾是新手，所以我们更懂新手；我们受过帮助，所以我们理应成为那个帮助别人的人

最后，也是最重要的一条：

保持好奇，大胆尝试：电脑没那么容易坏。在合理的范围内（比如不是去修改系统核心文件），大胆地去探索、去尝试。你遇到的绝大多数问题，都可以通过重启或搜索找到解决方案。真正的知识，源于解决一个个具体的问题。

希望这些小提醒能像一位耐心的师兄师姐一样，在细节处为你指点迷津，助你养成良好的电脑使用习惯！

常用网址列举

1. Steam：https://store.steampowered.com/

2. GitHub / GitLab：https://github.com/

3. 中国知网：https://www.cnki.net/

4. ACM Digital Library：https://dl.acm.org/

5. AMiner AI：https://www.aminer.cn/

6. Zlibrary：https://zh.z-library.sk/（网址可能变化）

7. Markdown官方文档：https://markdown.com.cn/basic-syntax/

后续补充方向：MacOS的使用、各技术组独特的计算机基础内容、AI的使用等。

后记

当你翻到这一页时，证明你已经阅读了本书大部分的内容，从理解键盘，认识计算机，到后来理解了计算机的运行逻辑，虽然这本书的内容在整个计算机世界是最简单，最浅显的一部分，但同时最为关键的几步路，愿你在本书的基础上，在计算机的世界里继续前行，成为计算机世界里冉冉升起的新星。

这本书诞生于无数个实验室的傍晚。我们见过太多眼中闪着光、却坐在电脑前手足无措的新同学。你们带着对技术的热忱而来，却可能被一个找不到的U盘接口、一段看不懂的报错信息或对“我该学什么”的巨大迷茫所绊住。这份《指北》，最初只是几页零散的答疑笔记，最终生长成你手中的模样，唯一的愿望是：让你起步的慌乱少一点，探索的勇气足一点，把宝贵的精力专注于真正创造性的学习上。

这里我想引用计算机神师翁凯的话：“学计算机一定要有一个非常强大的心理状态。什么？计算机的所有东西都是人做出来，别人能想出来，我也一定能想出来。在计算机里头没有任何黑魔法，所有的东西只不过是我现在不知道而已，总有一天我会把所有的细节，所有的内部的东西全都搞明白。”作为一名计算机的初学者，这里对于你来说，这里必然会有大山，必然会有大海，但只要你“不抛弃，不放弃”，将来你一定会站在计算机最高的平台

面对AI，“拔剑四顾心茫然”这是程序员面临当前发展最真实的写照，但作为一名计算机从业者，AI是未来的主流趋势，我们要拥抱AI，AI不会取代你，但你会被会用AI的人取代，随着时间的流逝，AI的逐步强大，技术会迭代，软件会更新，今天的快捷键未来或许会改变。但通过清晰逻辑分解问题的能力、利用工具提升效率的思维、以及与他人协致谢作共创的规范，这些内核将让你在未来任何一个技术浪潮中站稳脚跟，快速学习。

这本书并非一座需要你膜拜的纪念碑，而是一张由无数师兄师姐共同绘制的、可以不断修改增补的开放地图。它是不完美的，也必然存在疏漏。如果你发现错误、与当下社会发展有冲突的地方，或在自己闯荡出新路后，拥有了更妙的技巧、更深的理解，我们由衷希望你能将它们分享出来。通过书末的联系方式，或者直接为这个“开源项目”贡献内容，让这张地图因你而更加精准、丰富。这正是技术领域最迷人的精神：站在前人的肩上，也成为后人的阶梯。特别感谢你为计算机做出的一切。

最后，请允许我们再次回到最初的起点：

欢迎来到计算机的世界。

这里充满挑战，也遍地机遇；它要求严谨，也奖赏创意。前路漫长，但此刻，你已经握有了一张属于自己的地图和一把钥匙。从认识你的键盘和操作系统开始，从写出第一行“Hello World”开始，从今天就开始。

愿你在此后的旅程中，始终保持这份最初的好奇与勇敢。

诸位实验室战友，于此共勉。

致谢

本指南的诞生，源于实验室同学们最真实的需求。它并非由一人完成，而是凝聚了无数个在实验室里共同调试代码、解决报错、分享技巧的瞬间。

感谢每一位在培训中提出“小白”问题的同学，你们的好奇心是完善这份指南最原始的动力。

感谢所有无私分享经验的师兄师姐，你们踩过的“坑”和总结的“捷径”，是本书最宝贵的财富。

特别感谢实验室提供的开放与协作的氛围，让我们能够自由地探索、试错并共同成长。

最后，感谢正在阅读的你。你的时间和关注，是对我们努力最大的肯定。愿你将从这里学到的知识、养成的好习惯，用于你未来的学习和研究中，并乐于将它们传递给下一届同学。

本指南将作为一个“开源项目”，持续迭代，不断完善。欢迎你的批评、指正与贡献。

—— 你们的实验室战友 谨致

反馈联系方式：

如果你发现错误或想补充内容，请通过以下联系方式联系沟通，或者在GitHub上提Pull Request。

• 邮箱:xuan4938@outlook.com

• qq:2557898868

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版权声明

1. 文档性质：《理工科计算机基础指北》为开源、非商业性教育项目，旨在分享知识，方便学习者。

2. 内容版权：

   • 部分文字由人工智能生成，版权遵循模型服务商默认条款。

   • 部分图片来源于公开网络，尽力标注来源，版权归原作者所有，按“合理使用”原则引用，仅用于教育和说明目的。

3. 非商业性：严厉禁止任何个人/组织将本文档及图片用于商业盈利活动。

4. 侵权处理：如果您是本文档中某张图片的版权所有者，并认为我们的使用侵犯了您的权益，请通过邮箱 [xuan4938@outlook.com] 与我们联系。请提供具体的图片信息和您的权属证明，我们将在核实后立即进行删除或替换处理。

衷心感谢所有图片原作者和开源社区的贡献者。