计算机与人工智能第1部分计算机系统概述课件

计算机与人工智能第1部分计算机系统概述课件contents目录计算机系统概述硬件系统软件系统计算机网络数据库系统计算机系统性能评价01计算机系统概述个人计算机时代20世纪80年代至今，随着微处理器和操作系统的出现，计算机开始普及并进入个人家庭。小型化计算机时代20世纪60年代末至70年代，集成电路的应用，计算机开始小型化。晶体管计算机时代20世纪50年代末至60年代，晶体管代替电子管，体积减小、运算速度提高。机械计算机时代17世纪至19世纪，利用齿轮等机械装置进行计算。真空管计算机时代20世纪40年代至50年代，电子管作为主要元件，体积庞大、耗能高。计算机的发展历程03计算机网络由多个计算机通过通信线路和设备相互连接，实现资源共享和信息交换。01硬件系统包括运算器、控制器、存储器、输入输出设备等。02软件系统包括系统软件和应用软件。系统软件包括操作系统、编译器等，应用软件包括办公软件、游戏软件等。计算机系统的基本组成也称PC机，是一种通用的个人计算机，适合家庭和办公使用。台式机便携式计算机，适合移动办公和学习使用。笔记本电脑提供网络服务的计算机，具有强大的存储和数据处理能力。服务器高性能的专业计算机，用于处理复杂的科学计算和图形处理任务。工作站计算机的主要类型02硬件系统中央处理器（CPU）是计算机系统的核心，负责执行程序中的指令和处理数据。CPU由运算器和控制器组成，运算器负责进行算术和逻辑运算，控制器负责协调各个部件的工作。CPU的性能指标包括时钟频率、核心数、缓存大小等，这些指标直接影响计算机的运行速度和效率。中央处理器01存储器是计算机中用于存储数据和程序的硬件设备。02按照存储速度和访问方式的不同，存储器可以分为高速缓存、主存和外存等类型。03高速缓存采用快速的存储介质，用于存储CPU经常访问的数据和指令；主存采用半导体存储器，具有较高的读写速度；外存则采用磁介质或光介质，存储容量较大，但读写速度较慢。存储器输入输出设备01输入输出设备是计算机中用于与外部环境进行交互的硬件设备。02常见的输入设备包括键盘、鼠标、触摸屏、扫描仪等，用于将外部信息输入到计算机中。常见的输出设备包括显示器、打印机、音响等，用于将计算机处理的结果输出到外部环境中。03主板与芯片组主板是计算机中各个部件的承载体，负责连接各个部件并协调其工作。芯片组是主板的核心组成部分，由北桥芯片和南桥芯片组成，分别负责连接处理器和扩展卡等部件，实现数据传输和控制功能。03软件系统是计算机中最基本、最重要的系统软件，负责管理计算机的硬件和应用程序，提供用户与硬件之间的接口。操作系统用于存储、检索和管理大量数据，如MySQL、Oracle等。数据库管理系统包括网络协议、网络管理软件和网络安全软件，用于实现计算机之间的通信。网络软件010203系统软件办公软件如MicrosoftOffice系列，包括Word、Excel、PowerPoint等，用于处理文档、电子表格和演示文稿。图像处理软件如AdobePhotoshop、GIMP等，用于编辑、处理图片和设计。多媒体软件如AdobePremiere、FinalCutPro等，用于处理音频、视频文件。应用软件包括需求分析、设计、编码和测试等阶段，目的是开发出高质量的软件产品。软件开发软件维护软件工程软件开发工具与环境包括改正性维护、适应性维护、完善性维护和预防性维护，以确保软件的正常运行和使用。是指导软件开发和维护的一门科学，强调使用系统化的方法和理论来开发高质量的软件产品。如集成开发环境（IDE）、版本控制系统等，用于提高软件开发和维护的效率和可靠性。软件开发与维护04计算机网络网络的基本概念计算机网络是指通过传输介质和网络协议将不同地理位置的计算机设备连接起来，实现数据传输和资源共享的系统。网络的基本概念网络的分类与拓扑结构根据不同的分类标准，计算机网络可以分为局域网、城域网、广域网等。拓扑结构是指网络中各个节点之间的连接方式和布局，常见的拓扑结构包括星型、总线型、环型和网状型等。网络的分类与拓扑结构网络协议与网络安全网络协议是计算机网络中进行数据传输和通信的规则和标准，如TCP/IP协议栈。网络安全是指保护网络系统免受攻击和威胁，确保数据的机密性、完整性和可用性。常见的网络安全措施包括防火墙、加密技术和入侵检测等。网络协议与网络安全05数据库系统数据模型描述数据之间关系的概念模型，包括实体、属性、关系等。数据完整性确保数据的正确性和一致性，包括实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性。数据类型描述数据的基本类型，如整数、字符串、日期等。数据库一个存储数据的系统，可以长期存储大量的数据，并允许用户进行查询、更新、删除等操作。数据库的基本概念RDBMS一个用于存储、管理和检索数据的软件系统，支持关系数据模型。表RDBMS中的基本结构，由行和列组成，用于存储数据。主键唯一标识表中的每一行的属性或属性组合。外键一个表中的属性或属性组合，其值依赖于另一个表的主键。关系数据库管理系统需求分析使用概念模型（如ER图）描述数据和数据之间的关系。概念设计逻辑设计物理设计01020403确定数据库的存储结构、索引和查询优化等。收集、分析和确定用户对数据库的需求和要求的过程。将概念模型转换为关系模型的过程。数据库的设计与开发06计算机系统性能评价指计算机完成一项操作所需的时间，如处理指令、执行算术运算等。运算速度指计算机存储数据的能力，包括内存、硬盘、闪存等存储介质的大小。存储容量指计算机在一定时间内无故障运行的概率，包括硬件和软件的可靠性。可靠性指计算机与其他设备或软件之间的互操作能力。兼容性计算机性能指标基准测试通过运行一系列标准化的测试用例，评估计算机在不同场景下的性能表现。压力测试模拟高负载条件下的性能表现，以检测计算机在极限状态下的稳定性和性能瓶颈。对比测试将不同型号或配置的计算机进行性能对比，以评估其优劣。实际应用测试在实际应用场景下测试计算机的性能表现，以更贴近实际需求。计算机性能测试方法硬件升级通过更换更快的处理器、