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CATALOGUE目录计算机概述与发展历程信息技术基础概念与原理计算机硬件系统组成与功能计算机软件系统概述与分类计算机网络基础知识与应用数据库管理系统原理及应用举例人工智能技术在计算机领域应用前景展望01计算机概述与发展历程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、数据存储和传输等操作。计算机的分类根据计算机的规模、运算速度、输入/输出能力、数据存储容量等指标，可以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。计算机发展历程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；二是采用生物芯片、光计算等新技术，提高计算机的性能和速度；三是发展量子计算机、生物计算机等新型计算机，实现计算机的跨越式发展。计算机发展趋势计算机发展历程及趋势摩尔定律的内容摩尔定律是指在一个芯片上集成的晶体管数量每18个月翻一倍，而价格降低一半。这个定律揭示了信息技术发展的速度和趋势。摩尔定律的影响摩尔定律对计算机产业和信息技术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，使得计算机的性能不断提高，价格不断降低。同时，它也促进了软件技术、网络技术、数据库技术等的发展和应用，推动了信息技术的全面进步。摩尔定律及其影响02信息技术基础概念与原理0102信息技术的定义及作用信息技术的作用包括促进信息交流、提高生产效率、推动社会进步等。信息技术（IT）是指利用计算机和现代通信手段实现信息的获取、传递、存储、处理、显示和应用的技术总称。将模拟信号转换为数字信号，实现信息的数字化表示和存储。数字化原理通过计算机网络实现信息的传输和共享，促进信息的流通和交流。网络化原理利用计算机技术和人工智能技术实现信息系统的自动化和智能化，提高信息处理和应用的效率和准确性。智能化原理数字化、网络化、智能化原理利用信息技术实现办公过程的自动化和智能化，提高工作效率和质量。办公自动化利用信息技术实现医疗卫生服务的网络化、智能化和个性化，提高医疗卫生服务质量和效率。医疗卫生信息化利用信息技术实现商业活动的电子化、网络化和智能化，促进商业模式的创新和发展。电子商务利用信息技术促进教育资源的共享和优化，提高教育质量和效率。教育信息化利用信息技术实现工业生产过程的自动化和智能化，提高生产效率和产品质量。工业自动化0201030405信息技术在各领域的应用03计算机硬件系统组成与功能主要包括运算器、控制器和寄存器组。CPU的组成CPU的功能CPU的性能指标执行算术运算、逻辑运算、控制程序执行流程等。主频、外频、倍频、缓存容量等。030201中央处理器（CPU）包括RAM和ROM，用于暂时存储程序和数据，速度快但容量有限。内存储器包括硬盘、U盘、光盘等，用于长期存储数据，容量大但速度慢。外存储器位于CPU和内存之间，用于提高数据访问速度。缓存存储器类型及特点

输入输出设备简介输入设备将外部信息转换为计算机能识别的二进制代码，如键盘、鼠标、扫描仪等。输出设备将计算机处理后的结果转换为人们能识别的形式，如显示器、打印机、音响等。输入输出接口连接输入输出设备与计算机主机的桥梁，实现数据的传输和控制。04计算机软件系统概述与分类提供基础服务系统软件提供了一系列基础服务，如文件管理、内存管理、进程管理等，为应用软件的开发和运行提供了必要的支持。优化系统性能系统软件能够优化计算机系统的性能，提高计算机的运算速度、存储效率和可靠性，从而满足用户的不同需求。控制和协调计算机硬件系统软件作为计算机和用户之间的桥梁，能够控制和协调计算机硬件设备的运行，确保计算机系统的稳定性和高效性。系统软件功能及作用办公软件图像处理软件编程开发软件数据库管理软件应用软件种类和举例如MicrosoftOffice、WPSOffice等，用于文字处理、表格制作、幻灯片演示等日常办公任务。如VisualStudioCode、Eclipse等，用于编写、调试和运行各种计算机程序。如AdobePhotoshop、GIMP等，用于图像编辑、美化、合成等图形处理任务。如MySQL、Oracle等，用于创建、管理和维护数据库系统。编程语言编程语言是用于编写计算机程序的语言，常见的编程语言有C、Java、Python等。每种编程语言都有其独特的语法规则和编程范式，适用于不同的应用场景。开发工具开发工具是用于辅助软件开发的工具，包括集成开发环境（IDE）、代码编辑器、调试器等。常见的开发工具如VisualStudio、IntelliJIDEA等，提供了代码编写、编译、调试等一系列功能，提高了软件开发效率和质量。编程语言与开发工具简介05计算机网络基础知识与应用互联网发展阶段Web1.0的信息单向传递，Web2.0的社交化、互动化变革，以及当前Web3.0的去中心化、智能化趋势。互联网起源ARPANET的诞生与发展，TCP/IP协议的出现与普及。互联网现状全球范围内的普及和应用，从社交娱乐、信息获取到在线教育、远程办公等领域的深度融合。互联网发展历程和现状03互联网（Internet）全球最大的计算机网络，由无数个局域网和广域网互联而成，实现了全球范围内的信息交换和资源共享。01局域网（LAN）范围较小，通常局限于一个建筑物或校园内，传输速度快，成本低。02广域网（WAN）覆盖范围广，可以跨越城市、国家甚至全球，传输速度相对较慢，成本高。局域网、广域网和互联网区别联系网络协议TCP/IP协议族的重要性，包括HTTP、HTTPS、FTP等常用协议的原理和作用。网络安全问题黑客攻击、病毒传播、网络钓鱼等安全威胁的防范措施，以及防火墙、入侵检测系统等安全技术的应用。加密技术与网络安全SSL/TLS协议提供的传输层安全保护，以及非对称加密、数字签名等技术在网络安全领域的应用。网络协议和网络安全问题探讨06数据库管理系统原理及应用举例长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。数据库（DB）位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。数据库管理系统（DBMS）在计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员构成。数据库系统（DBS）根据数据模型的不同，数据库可以分为层次数据库、网状数据库、关系数据库、面向对象数据库等。数据库类型划分数据库基本概念和类型划分关系型数据库（RDBMS）以关系模型为基础的数据库，利用关系来描述现实世界中的各种实体以及实体间的联系。关系型数据库管理系统的主要特点数据以表格的形式出现；表格的每一行称为一个记录，每一列称为一个字段；具有操作灵活、可以定义复杂的数据结构等特点。常见的关系型数据库管理系统Oracle、MySQL、SQLServer、PostgreSQL等。关系型数据库管理系统介绍123泛指非关系型的数据库，是对不同于传统的关系型数据库的数据库管理系统的统称。非关系型数据库（NoSQL）不需要固定的表结构，通常也不存在连接操作；容易进行水平扩展；大数据量和高并发读写能力强。非关系型数据库的主要特点MongoDB、Redis、Cassandra、HBase等。常见的非关系型数据库非关系型数据库管理系统介绍07人工智能技术在计算机领域应用前景展望从图灵测试到感知机模型，奠定了人工智能的理论基础。人工智能的起源专家系统与知识工程机器学习技术的崛起深度学习的突破通过模拟人类专家的知识和经验，实现特定领域的智能决策。从有监督学习到无监督学习，机器学习算法逐渐成熟并应用于各个领域。深度学习算法在图像识别、语音识别等领域取得了突破性进展，推动了人工智能技术的飞速发展。人工智能技术发展历程回顾通过训练数据自动学习模型，实现对新数据的预测和分类。包括有监督学习、无监督学习和强化学习等。机器学习技术通过构建深层神经网络模型，实现对复杂数据的特征提取和模式识别。包括卷积神经网络、循环神经网络等。深度学习技术研究如何让计算机理解和生成人类语言的技术。包括词法分析、句法分析、语义理解等。自然语言处理技术研究如何让计算机从图像或视频中获取信息的技术。包括图像识别、目标检测、图像生成等。计算机视觉技术机器学习、深度学习等关键技术剖析智能安防通过人脸识别、行为识别等技术，实现智能监控和安防系统的升