第1章计算机基础知识

第1章计算机基础知识CATALOGUE目录计算机概述与发展历程计算机系统组成与结构数据表示、存储与处理操作系统原理及功能计算机网络基础与应用程序设计语言与软件开发方法数据库系统原理及应用01计算机概述与发展历程总结词计算机是一种能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。详细描述计算机具备高速运算、精准度高、存储能力强、逻辑判断以及自动运行等特点，可以执行各种复杂的计算任务，处理大量数据，并广泛应用于各个领域。计算机定义及特点计算机发展经历了从机械式计算机、电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、大规模集成电路计算机再到超大规模集成电路计算机的演变过程。总结词计算机的发展历程是一个不断改进和优化的过程，从最初的机械式计算机到现代的超大规模集成电路计算机，其性能和功能得到了极大的提升。详细描述计算机发展历程回顾总结词当代计算机技术应用领域广泛，包括科学计算、数据处理、人工智能、自动化控制等。详细描述随着科技的不断发展，计算机技术的应用领域越来越广泛，涉及科学计算、数据处理、人工智能、自动化控制等多个领域，对现代社会的生产和生活产生了深远的影响。当代计算机技术应用领域02计算机系统组成与结构硬件系统组成及功能负责执行程序中的指令，控制计算机的各个部件协调工作。用于存储程序和数据，分为内存储器和外存储器。用于输入输出数据，如键盘、鼠标、显示器、打印机等。连接各个部件，实现数据传输和控制信号传递。中央处理器存储器输入输出设备总线控制计算机硬件资源，管理计算机的软件资源，如操作系统、设备驱动程序等。系统软件应用软件工具软件为解决特定问题而编写的程序，如办公软件、图像处理软件等。为计算机维护和管理提供的辅助工具，如病毒查杀软件、系统优化软件等。030201软件系统分类与功能由运算器、控制器、存储器、输入输出设备组成，采用二进制形式表示数据和指令。冯·诺依曼体系结构将程序指令和数据分开存储，提高了指令的执行速度。哈佛体系结构复杂指令集计算机，指令系统庞大，执行速度较慢。CISC体系结构精简指令集计算机，指令系统简单，执行速度快。RISC体系结构计算机体系结构简介03数据表示、存储与处理人类最常用的数制，计数系统基于10个不同的数字符号（0-9）。十进制数计算机内部使用的数制，只有两个数字符号（0和1）。二进制数常用于表示二进制数，由16个不同的数字符号（0-9和A-F）组成。十六进制数数值型数据表示方法

非数值型数据编码方式ASCII码用于表示英文字符、数字和符号的编码方式，每个字符用一个字节表示。Unicode编码用于表示各种语言字符的编码方式，能够支持全球范围内的语言文字。Base64编码用于将二进制数据转换成ASCII字符串的编码方式，常用于在文本格式中传输和存储非文本数据。字节（B）、千字节（KB）、兆字节（MB）、吉字节（GB）、太字节（TB）等。数据存储单位直接寻址、间接寻址、相对寻址和变址寻址等。寻址方式数据存储单位与寻址方式04操作系统原理及功能操作系统分类根据应用领域和服务对象，操作系统可分为桌面操作系统、服务器操作系统、移动操作系统等。操作系统定义操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理和控制计算机硬件和软件资源，为用户提供便利的操作界面和开发环境。操作系统功能操作系统的主要功能包括资源管理、任务调度、并发控制、人机交互等，以实现计算机系统的稳定、高效运行。操作系统定义、分类及功能Android谷歌公司开发的移动操作系统，具有广泛的设备支持和可定制性。iOS苹果公司开发的移动操作系统，具有严格的安全性和流畅的用户体验。macOS苹果公司开发的桌面操作系统，具有卓越的稳定性和用户体验。Windows广泛应用于个人电脑，具有友好的图形界面和丰富的应用程序支持。Linux开源的服务器操作系统，具有强大的定制性和安全性。常见操作系统介绍与比较设备管理操作系统负责管理计算机硬件设备，包括设备驱动程序的开发和安装，以及设备资源的分配和控制。进程管理操作系统对计算机中的任务进行调度和管理，包括进程的创建、终止、挂起和恢复等操作，以确保系统的稳定性和效率。文件管理操作系统提供文件存储、检索和管理功能，支持文件的创建、删除、移动和复制等操作。文件管理、设备管理和进程管理05计算机网络基础与应用计算机网络定义、分类及功能计算机网络定义：计算机网络是指通过传输介质和网络协议，将分散的、具有独立功能的计算机系统相互连接，实现信息交换和资源共享的系统。计算机网络分类：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。其中，局域网是一种在有限地理区域内使用的计算机网络，通常局限于一个建筑物、校园或城市区域。城域网是在城市范围内使用的计算机网络，可以实现城市内不同机构和组织之间的信息交换和资源共享。广域网则是在广泛地理区域内使用的计算机网络，可以实现不同地区、国家甚至全球范围内的信息交换和资源共享。计算机网络功能：计算机网络的主要功能包括数据传输、资源共享、分布式处理和应用协议等。数据传输是指通过网络将数据从一台计算机传输到另一台计算机。资源共享是指网络中的计算机可以共享硬件、软件和数据等资源。分布式处理是指通过网络将一个大型复杂的任务分解成若干个子任务，分布到网络中的多台计算机上并行处理，以提高处理效率和响应速度。应用协议是指网络中使用的各种应用程序和协议，如电子邮件、网页浏览器等。互联网发展历程和现状互联网诞生于20世纪60年代，最初是由美国国防部高级研究计划局（ARPA）开发的ARPANET，用于实现计算机之间的通信和信息交换。随着ARPANET的不断发展，互联网逐渐成为全球性的信息交换平台，并经历了多个发展阶段，包括TCP/IP协议的提出和应用、万维网的诞生和发展、互联网的商业化和社会化等。互联网发展历程目前，互联网已经深入到人们生活的方方面面，成为获取信息、交流沟通、娱乐休闲的重要平台。同时，互联网也正在推动着各行各业的数字化转型和创新发展，如电子商务、在线教育、智能制造等。互联网现状随着互联网的普及和应用，网络安全问题日益突出。网络安全威胁主要包括网络攻击、网络病毒、网络钓鱼等，可能导致个人信息泄露、系统瘫痪、经济损失等严重后果。网络安全问题在互联网上，用户的个人信息和行为数据被大量收集和使用，因此隐私保护问题也备受关注。隐私泄露可能导致用户的个人信息被滥用、诈骗等不良行为发生。为了保护用户隐私，需要采取一系列措施，如加强数据加密、规范数据使用、推广匿名技术等。隐私保护问题网络安全和隐私保护问题06程序设计语言与软件开发方法总结词：概述详细描述：程序设计语言是用于编写计算机程序的工具，根据其语法、语义和结构的不同，可以分为多种类型，如高级语言、低级语言和汇编语言。每种语言都有其特点和适用场景，如C语言适用于系统编程，Python适用于数据分析等。程序设计语言分类和特点总结词：分类详细描述：根据语言的抽象程度和使用目的，程序设计语言可以分为面向过程、面向对象和函数式等类型。面向过程的语言强调程序的执行流程，如C语言；面向对象的语言则强调对象和类的概念，如Java和C；函数式语言则注重函数的组合和纯函数式编程，如Haskell和Erlang。程序设计语言分类和特点总结词：特点详细描述：每种程序设计语言都有其独特的语法、语义和结构，这些特点决定了语言的易用性、可读性和可维护性。例如，Python语言简洁易懂，适合初学者入门；而C语言则具有高度的灵活性和底层访问能力，适合开发性能要求较高的应用。程序设计语言分类和特点总结词：概述详细描述：软件开发生命周期模型是指导软件开发过程的框架，它规定了从需求分析、设计、编码、测试到维护的整个过程。常见的软件开发生命周期模型有瀑布模型、迭代模型、敏捷开发等。软件开发生命周期模型总结词：瀑布模型详细描述：瀑布模型是一种线性的软件开发过程，它按照需求分析、设计、编码、测试和维护的顺序依次进行。每个阶段都有明确的任务和输出，为下一阶段的输入提供基础。这种模型适合需求稳定、项目规模较小的情况。软件开发生命周期模型VS总结词：迭代模型详细描述：迭代模型是一种重复性的软件开发过程，它通过不断迭代和优化来完善软件。在迭代模型中，开发过程被划分为多个迭代周期，每个周期都包括需求分析、设计、编码、测试和维护等阶段。这种模型适合需求变化较大、项目规模较大的情况。软件开发生命周期模型总结词：敏捷开发详细描述：敏捷开发是一种以快速响应变化为核心的软件开发方法，它强调团队合作、持续集成和快速迭代。常见的敏捷开发方法包括Scrum和Kanban等。敏捷开发适合需求变化快、项目规模适中的情况，能够提高开发效率和软件质量。软件开发生命周期模型总结词：概述详细描述：软件开发方法和工具是指导软件开发过程的工具和技术的集合。根据开发过程和目标的不同，可以选择不同的方法和工具来提高开发效率和质量。常见的软件开发方法和工具包括敏捷开发工具、版本控制工具、测试工具等。软件开发方法和工具介绍敏捷开发工具敏捷开发工具是一类支持敏捷开发方法的工具，如Jira、Trello等。这些工具可以帮助团队更好地协作和管理任务，提高开发效率和质量。软件开发方法和工具介绍详细描述总结词软件开发方法和工具介绍总结词版本控制工具详细描述版本控制工具是一类用于管理代码版本的工具，如Git和SVN等。这些工具可以帮助开发者更好地跟踪和管理代码的变更，提高代码的可维护性和协作效率。总结词：测试工具详细描述：测试工具是一类用于自动化测试的工具，如JUnit、Selenium等。这些工具可以帮助开发者更好地进行单元测试、集成测试和功能测试，提高软件的质量和稳定性。软件开发方法和工具介绍07数据库系统原理及应用数据库系统数据模型数据关系数据完整性数据库系统概述和基本概念01020304是一个软件系统，用于存储、检索和管理大量数据。是数据库系统的核心，用于描述数据的组织、存储和检索方式。数据之间的关系，包括一对一、一对多和多对多关系。确保数据的准确性和一致性，包括实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性。通过将数据分解为较小的、较简单的表，减少数据冗余和异常。规范化实体-关系模型，用于描述现实世界中的事物和它们之间的关系。E-R模型包含关于数据库中表、列和约束的详细信息的数据库元数据。数据字典需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计等阶段。