计算机与信息技术基础(第3版)第一章

计算机与信息技术基础(第3版)第一章计算机概述与发展历程信息技术基础概念与原理硬件系统组成与功能软件系统组成与功能计算机网络基础与应用数据库技术基础与应用信息技术在各领域的应用与发展趋势计算机概述与发展历程01计算机的定义计算机是一种基于微处理器的智能电子计算机器，能够按照人们事先编好的程序，自动、高速地进行数值计算、信息处理、数据存储等一系列操作。计算机的分类根据计算机的运算速度、字长、存储容量、指令系统、输入/输出设备等综合性能指标，可将计算机分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机（个人计算机）等几类。计算机的定义与分类计算机发展历程计算机的发展经历了电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路等几个阶段。随着技术的不断进步，计算机的体积不断缩小，性能不断提高，价格不断降低。计算机发展趋势未来计算机的发展趋势包括以下几个方面：一是向巨型化、微型化、网络化、智能化等方向发展；二是向生物计算机、光计算机、量子计算机等新型计算机方向发展；三是推动人工智能、大数据、云计算等技术的深度融合与应用。计算机发展历程及趋势在一个芯片上集成的晶体管数量每18个月翻一倍。摩尔定律的内容摩尔定律揭示了信息技术进步的速度和趋势，对计算机硬件和软件产业产生了深远的影响。它推动了计算机硬件技术的不断创新和发展，促进了计算机软件产业的蓬勃兴起，同时也改变了人们的生活方式和工作方式。在摩尔定律的推动下，人类社会进入了信息时代。摩尔定律的影响摩尔定律及其影响信息技术基础概念与原理02信息技术是指利用计算机、通信、自动化等技术手段，对信息进行获取、传递、处理、存储、显示和应用的技术总和。信息技术定义信息技术在各个领域发挥着重要作用，如促进经济发展、推动社会进步、提高生活质量等。信息技术作用信息技术的定义及作用

数字化、网络化、智能化原理数字化原理数字化是将模拟信号转换为数字信号的过程，包括采样、量化和编码三个步骤，具有精度高、抗干扰能力强等优点。网络化原理网络化是指利用通信技术和计算机技术，将分布在不同地点的计算机、终端设备和信息资源互联起来，实现资源共享和信息交流。智能化原理智能化是指利用计算机模拟人类智能行为，实现自主学习、推理、判断和决策等智能功能，包括机器学习、深度学习等技术。物联网应用物联网是指通过信息传感设备对物品进行标识和感知，实现物品与物品、物品与人之间的信息交互和智能处理，应用于智能家居、智能交通等领域。互联网应用互联网是一种全球性的计算机网络，具有信息量大、传播速度快、交互性强等特点，广泛应用于各个领域，如电子商务、在线教育等。人工智能应用人工智能是一种模拟人类智能行为的技术，具有自主学习、推理、判断和决策等能力，应用于智能语音助手、自动驾驶等领域。互联网、物联网、人工智能等新技术应用硬件系统组成与功能03中央处理器（CPU）是计算机的核心部件，负责执行程序中的指令，控制计算机的操作。CPU的概念CPU的组成CPU的工作原理CPU主要由运算器、控制器和寄存器组等部件组成。CPU从内存中读取指令，解码并执行指令，然后存储结果，最后通过总线与其他部件通信。030201中央处理器（CPU）内存的概念01内存是计算机中用于暂时存储数据和程序的部件，是CPU与外存之间的桥梁。内存的分类02内存可分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。内存的工作原理03当计算机需要读取或写入数据时，CPU会向内存发送地址和命令，内存根据地址找到对应的数据或程序，然后将其传输给CPU或从CPU接收数据并存储。存储器（内存与外存）输入输出设备是计算机中用于与外部世界进行信息交换的部件。I/O设备可分为输入设备、输出设备和输入输出设备。当用户需要使用I/O设备时，计算机会通过接口电路将I/O设备与主机连接起来，并进行数据传输和控制。例如，当用户敲击键盘时，键盘会将按键信息转换为电信号并传输给计算机；当计算机需要显示图像时，显卡会将图像数据转换为显示器可以识别的信号并输出到显示器上。I/O设备的概念I/O设备的分类I/O设备的工作原理输入输出设备（I/O设备）软件系统组成与功能04系统软件管理和控制计算机硬件与软件资源，提供用户与计算机之间的接口。连接和控制系统中的硬件设备，使其正常工作。存储、管理和检索数据，提供数据安全和完整性保障。配置、监控和管理计算机网络，确保网络正常运行。操作系统设备驱动程序数据库管理系统网络管理系统办公软件图像处理软件视频编辑软件游戏软件应用软件01020304处理文档、电子表格、演示文稿等日常办公任务。编辑、处理和优化图像，用于设计、摄影等领域。剪辑、特效处理和发布视频内容，适用于影视制作、自媒体等。提供娱乐和游戏功能，包括动作、冒险、策略等多种类型。如Python、Java、C等，用于编写计算机程序，实现特定功能。编程语言如集成开发环境（IDE）、代码编辑器、调试器等，提高编程效率和质量。开发工具如Git、SVN等，管理项目代码版本，协作开发和代码审查。版本控制工具如Selenium、JUnit等，用于自动化测试软件功能和性能。自动化测试工具编程语言及开发工具计算机网络基础与应用05计算机网络是由多台地理上分散的、具有独立功能的计算机通过通信设备和线路连接起来，在软件的控制下实现数据通信和资源共享的系统。按照网络覆盖的地理范围，计算机网络可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。计算机网络概述及分类计算机网络的分类计算机网络定义TCP/IP协议族是一组网络通信协议的集合，包括TCP（传输控制协议）和IP（网际协议）等，用于实现不同计算机之间的通信。TCP/IP协议族HTTP（超文本传输协议）是一种应用层协议，用于WWW（万维网）上的文档传输。HTTP协议包括请求和响应两种报文，支持各种类型的请求方法（如GET、POST等）。HTTP协议TCP/IP协议族和HTTP协议网络安全与防护措施网络安全概述网络安全是指保护计算机网络免受未经授权的访问、攻击或破坏，确保网络数据的机密性、完整性和可用性。网络安全防护措施网络安全防护包括物理安全、访问控制、数据加密、防火墙技术、入侵检测与防御等多种措施，用于保护网络免受各种威胁和攻击。数据库技术基础与应用06数据库定义数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合，具有数据冗余度小、数据独立性高和易扩展等特点。数据库分类根据数据模型的不同，数据库可分为层次型、网状型、关系型和面向对象型等。其中，关系型数据库是目前应用最广泛的数据库类型。数据库概述及分类关系型数据库管理系统（RDBMS）关系型数据库管理系统是一种基于关系模型的数据库管理系统，它通过表格的形式组织数据，并提供了一套完整的SQL语言来操作和管理数据。RDBMS定义具有数据结构化、数据独立性高、数据完整性保障和安全性控制等特点。常见的RDBMS有Oracle、MySQL、SQLServer等。RDBMS特点VS非关系型数据库管理系统是一种不依赖于固定表格模式的数据库管理系统，它采用键值对、文档、列式存储或图形等数据结构来存储数据。NoSQL特点具有灵活的数据模型、高可扩展性、高性能和易于开发等特点。常见的NoSQL数据库有MongoDB、Redis、Cassandra等。NoSQL定义非关系型数据库管理系统（NoSQL）信息技术在各领域的应用与发展趋势07信息技术在办公自动化领域的应用主要包括电子文档管理、电子邮件、即时通讯、视频会议等，这些技术可以大大提高办公效率，降低办公成本。办公自动化系统协同办公平台是信息技术在办公自动化领域的又一重要应用，它可以实现多人在线协作、任务分配、进度跟踪等功能，提高团队协作效率。协同办公平台随着移动互联网的发展，移动办公已经成为一种趋势。通过智能手机、平板电脑等移动设备，用户可以随时随地处理办公事务，打破了时间和空间的限制。移动办公信息技术在办公自动化中的应用电子商务平台电子商务平台是信息技术在电子商务领域的重要应用之一，它为消费者和商家提供了一个在线交易的场所，支持商品展示、在线支付、物流配送等功能。大数据分析信息技术在电子商务中还可以应用于大数据分析，通过对用户行为、交易数据等的分析，可以为商家提供更加精准的营销策略和个性化推荐服务。电子商务安全信息技术在保障电子商务交易安全方面也发挥着重要作用，如加密技术、数字签名、防火墙等安全措施可以保护用户的隐私和交易安全。信息技术在电子商务中的应用工业物联网工业物联网是信息技术在智能制造领域的重要应用之一，它通过传感器、RFID等技术将生产设备、物料等连接起来，实现生产过程的自动化和智能化。云计算和大数据云计算和大数据技术在智能制造中可以提供强大的计算和存储能力，支持生产数据的实时分析和处理，为生产决策提供更加准确的数据支持。机器人技术机器人技术是信息技术在智能制造领域的又一重要应用，它可以实现生产自动化、提高生产效率和质量，降低人力成本。信息技术在智能制造中的应用信息技术在金融行业中的应用风险管理信息技术在金融行业中还可以应用