计算机编程-计算机导论第2版

计算机编程-计算机导论第2版汇报人：AA2024-01-31计算机基本概念与组成编程语言与程序设计基础操作系统原理及应用网络通信与互联网技术基础数据库系统原理及应用人工智能与机器学习入门总结回顾与未来展望计算机基本概念与组成01计算机定义计算机是一种能够进行高速运算、存储数据和执行程序指令的电子设备。发展历程从机械式计算机到电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机和超大规模集成电路计算机，计算机的发展经历了多个阶段，性能不断提升，应用领域也不断扩展。计算机定义及发展历程计算机系统由硬件系统和软件系统组成，其中硬件系统包括中央处理器、存储器、输入输出设备等，软件系统包括系统软件和应用软件。计算机系统组成计算机系统的功能主要包括数据处理、数据存储、程序控制和人机交互等，可以广泛应用于各个领域，如科学计算、数据处理、自动控制、人工智能等。功能计算机系统组成与功能

硬件设备简介中央处理器（CPU）是计算机的核心部件，负责执行指令、处理数据和控制计算机的各个部件。存储器用于存储数据和程序，包括内存和外存，其中内存是计算机临时存储数据的地方，外存则用于长期存储数据。输入输出设备用于将数据输入到计算机和将计算机处理后的数据输出，常见的输入输出设备有键盘、鼠标、显示器、打印机等。是计算机系统的基本软件，负责管理计算机硬件和软件资源，为应用软件提供运行环境，常见的系统软件有操作系统、数据库管理系统等。系统软件是专门为某一应用领域设计的软件，可以满足用户的特定需求，常见的应用软件有办公软件、图像处理软件、游戏软件等。应用软件软件资源在计算机系统中起着至关重要的作用，它们可以充分发挥计算机硬件的性能，提高计算机的效率和易用性，推动计算机技术的不断发展和应用。作用软件资源分类与作用编程语言与程序设计基础02编程语言是用于编写计算机程序的标准化语言，它使得程序员能够用易于理解和编写的方式，来指导计算机执行特定任务。编程语言定义根据编程范式和用途，编程语言可分为命令式、函数式、逻辑式、面向对象等类型，如C、Python、Haskell、Java等。编程语言分类编程语言概述及分类程序设计是指根据实际需求，运用编程语言和相关技术，设计并实现计算机程序的过程。包括模块化、抽象化、信息隐藏、可读性、可维护性等，这些原则有助于提高程序的质量和效率。程序设计基本原理程序设计原则程序设计概念算法和数据结构概念算法定义算法是一组明确、可执行的步骤，用于解决特定问题或完成特定任务。它具有有限性、确定性、输入项、输出项和有效性等特点。数据结构概念数据结构是计算机存储、组织数据的方式，它使得数据能够被高效地使用和修改。常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列、树等。软件开发流程软件开发流程包括需求分析、设计、编码、测试、部署、维护等阶段，每个阶段都有相应的任务和目标。软件开发规范为了保证软件质量和开发效率，软件开发过程中需要遵循一定的规范，如编码规范、测试规范、文档编写规范等。这些规范有助于提高软件的可读性、可维护性和可扩展性。软件开发流程规范操作系统原理及应用03操作系统是一种系统软件，它是计算机上的一个关键组成部分。操作系统管理和控制计算机的硬件和软件资源，为应用程序提供一个统一的、抽象的接口，以便它们能够方便、高效地使用计算机资源。操作系统定义操作系统的主要功能模块包括进程管理、存储管理、设备管理、文件管理等。这些模块相互协作，共同实现操作系统的各项功能。功能模块操作系统定义和功能模块VS进程是操作系统中进行资源分配和调度的基本单位。操作系统通过进程管理来实现对计算机资源的合理分配和使用。调度策略调度策略是操作系统中用于确定进程执行顺序的一种算法或方法。常见的调度策略包括先来先服务、短作业优先、优先级调度等。进程管理进程管理和调度策略存储管理方案实现原理存储管理方案是操作系统中用于管理计算机内存的一种机制。它负责内存的分配、回收、保护和扩充等功能。存储管理方案存储管理方案的实现原理包括分区管理、页式管理、段式管理和段页式管理等。这些原理通过不同的算法和数据结构来实现对内存的有效管理。实现原理文件系统是操作系统中用于管理计算机存储设备上文件的一种机制。它负责文件的存储、检索、保护和共享等功能。访问方法是指用户或应用程序通过文件系统访问存储在计算机存储设备上的文件时所采用的方式。常见的访问方法包括顺序访问、随机访问和索引访问等。文件系统结构访问方法文件系统结构和访问方法网络通信与互联网技术基础04网络通信是指通过网络将各个独立的设备进行连接，实现信息的传输和共享。网络通信基本概念数据传输方式通信协议网络通信中的数据传输方式包括电路交换、报文交换和分组交换等。通信协议是指在网络通信过程中，双方需要遵循的规则和约定，以保证数据的正确传输。030201网络通信原理简介123互联网体系结构是指互联网的层次结构和各层协议的集合。互联网体系结构的概念TCP/IP协议族是互联网体系结构中的核心协议，包括传输控制协议（TCP）和网络协议（IP）等。TCP/IP协议族OSI七层模型是一种描述网络体系结构的模型，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。OSI七层模型互联网体系结构概述SMTP协议SMTP协议是用于电子邮件传输的协议，负责将邮件从发送方传输到接收方。HTTP协议HTTP协议是用于Web浏览器和Web服务器之间的通信协议，负责传输超文本标记语言（HTML）文档。DNS协议DNS协议是用于域名解析的协议，可以将域名转换为IP地址。FTP协议FTP协议是用于文件传输的协议，可以在网络上进行文件的上传和下载。常见网络协议和功能防火墙技术是一种网络安全防护措施，可以监控网络流量并阻止未经授权的访问。防火墙技术加密技术是一种保护数据安全的方法，可以将敏感信息转换为密文，以防止未经授权的访问和数据泄露。加密技术访问控制是一种网络安全管理措施，可以限制用户对网络资源的访问权限，防止未经授权的访问和数据修改。访问控制病毒防范是一种网络安全预防措施，可以通过安装杀毒软件、定期更新病毒库等方式来防范计算机病毒的攻击。病毒防范网络安全问题防范措施数据库系统原理及应用0503数据库系统特点数据结构化、数据共享性高、数据独立性高、数据由DBMS统一管理和控制等。01数据库系统定义指引入数据库后的计算机系统，包括数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员和用户等部分。02数据库作用实现数据共享、减少数据冗余、提供数据独立性、实现数据集中控制等。数据库系统概念和作用概念模型设计通过实体-联系图（E-R图）等方法，将现实世界中的事物抽象为信息世界中的概念模型。逻辑模型设计将概念模型转换为数据库系统所支持的数据模型，如关系模型、层次模型、网状模型等。物理模型设计根据数据库管理系统和硬件环境的特点，对逻辑模型进行物理存储和存取方法的设计。数据模型设计方法SQL语言概述SQL是结构化查询语言（StructuredQueryLanguage）的缩写，是用于访问和操作数据库的标准语言。SQL语言特点一体化、高度非过程化、语言简洁、易学易用等。SQL语言功能包括数据查询、数据定义、数据操纵和数据控制等功能。SQL语言基本语句包括SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE等语句，用于实现数据的查询、插入、更新和删除等操作。SQL语言基础知识点成本在满足上述要求的前提下，应选择成本较低的数据库管理系统。可扩展性系统应具有良好的可扩展性，能够适应业务发展的需求。易用性系统应提供友好的用户界面和完善的帮助文档，方便用户使用。系统性能包括数据处理速度、响应时间、并发处理能力等指标。可靠性系统应具有高可靠性，能够保证数据的完整性和安全性。数据库管理系统选择依据人工智能与机器学习入门06人工智能的起源与早期发展从逻辑程序到专家系统。机器学习的崛起与深度学习的突破数据驱动的AI新时代。人工智能在各领域的应用与影响医疗、金融、教育等。人工智能发展历程及影响监督学习分类与回归问题的解决方法。无监督学习聚类与降维技术的应用。强化学习智能体在环境中的学习与决策过程。机器学习基本原理介绍TensorFlow框架介绍与实战构建和训练神经网络。PyTorch框架特点与案例分析动态图与灵活性的体现。深度学习在计算机视觉和自然语言处理中的应用图像分类、语音识别等。深度学习框架应用实践ABCD人工智能伦理问题讨论数据隐私与安全AI时代的数据挑战。人工智能对就业和社会的影响替代还是辅助人类工作。人工智能的偏见与歧视算法公平性问题探讨。可解释性与透明度建立可信赖的AI系统。总结回顾与未来展望07数据结构与算法常见的数据结构如数组、链表、树等，以及基本的排序、查找算法。计算机系统组成包括硬件和软件两部分，硬件如CPU、内存、硬盘等，软件如操作系统、应用程序等。编程语言分类如机器语言、汇编语言、高级语言等，以及各自的特点和应用场景。面向对象编程理解对象、类、封装、继承、多态等核心概念。软件开发流程包括需求分析、设计、编码、测试、维护等阶段，以及敏捷开发、瀑布模型等开发方法。关键知识点总结回顾云计算与大数据人工智能与机器学习物联网与边缘计算区块链技术行业发展趋势分析随着云计算技术的发展，大数据处理和分析成为重要趋势。物联网设备数量不断增加，边缘计算成为处理海