计算机系统组成知识点

计算机系统组成知识点演讲人：xxx计算机系统概述数据库管理与计算机系统计算机硬件组成计算机软件组成网络系统在数据库管理中的角色计算机系统性能优化与评估目录contents计算机系统概述01计算机系统定义计算机系统是由计算机硬件和软件组成的综合体，包括计算机本身及其外围设备、系统软件和应用软件等。计算机系统功能计算机系统具有数据处理、信息管理、网络通信、人机交互、辅助学习、娱乐等多种功能。定义与功能发展历程及现状第一代计算机（1946-1957年）01电子管计算机，运算速度慢，存储容量小，主要用于科学计算。第二代计算机（1958-1964年）02晶体管计算机，体积减小，运算速度提高，开始应用于数据处理和实时控制。第三代计算机（1965-1970年）03集成电路计算机，计算机性能进一步提高，成本降低，应用领域逐渐扩展。第四代计算机（1971年至今）04大规模和超大规模集成电路计算机，性能飞速提高，价格大幅下降，广泛应用于各个领域。硬件包括中央处理器、存储器、输入输出设备等，是计算机系统的物质基础。网络计算机网络是计算机系统的重要组成部分，能够实现计算机之间的信息共享和资源共享。软件包括系统软件和应用软件，系统软件如操作系统、数据库管理系统等，应用软件如办公软件、开发工具等。数据库系统数据库系统需要大容量的主存以存放和运行操作系统、数据库管理系统程序、应用程序以及数据库、目录、系统缓冲区等，而辅存则需要大容量的直接存取设备。计算机系统组成要素数据库管理与计算机系统02数据库系统简介数据库系统定义数据库系统是由数据库及其管理软件组成的系统，用于存储、维护和管理数据。数据库系统特点数据共享性高、数据独立性高、数据冗余度小、数据安全性好等。数据库系统分类关系数据库系统、非关系数据库系统、分布式数据库系统等。数据库系统应用企业管理、金融、医疗、教育等各个领域。数据处理能力需求数据库系统需要强大的数据处理能力，包括数据的插入、删除、修改、查询等操作。系统稳定性需求数据库系统需要具备高度的系统稳定性，以确保数据的持续可用性和系统的正常运行。数据安全性需求数据库系统需要具备完善的数据安全措施，包括数据加密、权限管理、备份恢复等，以保障数据的机密性、完整性和可用性。存储空间需求数据库系统需要大容量、高性能的存储空间来存储和管理数据。数据库管理对计算机系统需求计算机系统在数据库管理中的应用数据库管理系统数据库管理系统是数据库系统的核心软件，用于管理数据库的结构、数据、安全和运行等。数据库应用系统数据库应用系统是以数据库为基础，面向用户的应用系统，如企业管理系统、金融交易系统等。数据库开发工具数据库开发工具包括数据库设计工具、数据库编程工具、数据库维护工具等，可以提高数据库开发的效率和质量。数据库相关技术数据库相关技术包括数据模型、数据库设计、数据挖掘、数据安全等，是数据库应用开发的基础和关键。计算机硬件组成03运算器和控制器，其中运算器负责算术和逻辑运算，控制器负责指令的解码和执行。主频、核心数、缓存大小等，这些指标直接决定了CPU的运算速度和处理能力。CPU在工作时会产生大量热量，需要采用散热器、风扇等散热措施来保持其正常工作温度。Intel和AMD，它们各自有着不同的技术架构和性能特点。中央处理器CPU的基本组成CPU的性能指标CPU的散热问题常见的CPU品牌内存的分类按照存取速度，可分为高速缓存、主存和辅存；按照存储介质，可分为半导体存储器和磁表面存储器。内存的作用存储程序和数据，供CPU快速访问。其中，高速缓存用于存放当前正在执行的程序和数据，以提高访问速度；主存则用于存放正在运行的程序和数据；辅存则用于长期保存数据。虚拟内存技术通过操作系统将辅存的一部分空间划分为虚拟内存，以弥补主存容量的不足，提高系统性能。存储器的性能指标存储容量、存取时间、存储周期等。存储器层次结构输入设备将外部信息转化为计算机能识别的形式，如键盘、鼠标、扫描仪等。其中，键盘是最常用的输入设备，用于输入文本和指令；鼠标则用于定位光标和选择操作对象。输入输出接口的类型常见的输入输出接口有USB、HDMI、VGA、音频接口等，这些接口用于连接不同的输入输出设备。输入输出设备的发展趋势向高速、高精度、多功能、无线化方向发展。输出设备将计算机处理后的信息输出给用户，如显示器、打印机等。显示器是最常用的输出设备，用于显示图像和文字；打印机则用于将文档打印出来。输入输出设备总线与接口技术总线的概念总线是连接计算机各部件的通道，用于传输数据、地址和控制信号。01总线的分类按照功能可分为数据总线、地址总线和控制总线；按照传输方式可分为串行总线和并行总线。02接口的概念接口是计算机与外部设备之间或计算机内部各部件之间进行数据交换的桥梁。03常见的接口类型并行接口、串行接口、USB接口、SCSI接口等，每种接口都有其特定的数据传输速率和连接方式。04计算机软件组成04定义系统软件是指控制和协调计算机及外部设备,支持应用软件开发和运行的系统，是无需用户干预的各种程序的集合。系统软件01功能系统软件的主要功能是调度，监控和维护计算机系统；负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使得它们可以协调工作。02例子操作系统，数据库管理系统，设备驱动程序，网络管理软件等。03重要性系统软件是计算机系统的基本组成部分，为用户提供使用计算机的基础环境和便利条件。04应用软件（Application）是和系统软件相对应的，是用户可以使用的各种程序设计语言，以及用各种程序设计语言编制的应用程序的集合。定义应用软件应用软件包和用户程序。应用软件包是面向特定领域或特定任务而设计的软件，如办公软件、图形处理软件等；用户程序是为满足用户特定需求而定制的软件。分类应用软件是人们使用计算机的主要目的，是计算机发挥效用的关键。重要性专业性、功能性强，用户界面友好，易于使用。特点编程语言编程语言（programminglanguage）可以简单的理解为一种计算机和人都能识别的语言，一种计算机语言让程序员能够准确地定义计算机所需要使用的数据，并精确地定义在不同情况下所应当采取的行动。关系编程语言和开发工具是软件开发的基础，编程语言是开发工具的基础，开发工具则是编程语言的具体实现和应用。开发工具开发工具是为特定的软件包、软件框架等建立应用的软件，一般是指一些被软件工程师用于为特定的软件包、软件框架、硬件平台、操作系统等建立应用软件的特殊软件。重要性编程语言和开发工具的选择直接影响到软件开发的效率和质量，因此需要根据具体的应用场景和需求进行合理的选择。编程语言与开发工具网络系统在数据库管理中的角色05网络系统基础知识网络操作系统的定义01一种能代替操作系统的软件程序，是网络的心脏和灵魂。网络操作系统的功能02向网络计算机提供服务；借由网络达到互相传递数据与各种消息；分为服务器（Server）及客户端（Client）。服务器的功能03管理服务器和网络上的各种资源；统合并控管流量，避免网络瘫痪。客户端的功能04接收服务器所传递的数据并加以运用；清楚搜索所需资源。分布式数据库的定义将数据分散存储在多个地点的数据库系统中。分布式数据库的特点数据冗余度小、可靠性高、可扩展性好。分布式数据库管理系统的功能提供数据分布透明性、数据冗余度控制、数据恢复等。常见的分布式数据库管理系统MySQL、Oracle、PostgreSQL等。分布式数据库管理系统访问控制、加密技术、防火墙、安全审计等。网络安全措施备份策略、数据恢复策略、数据加密策略等。数据保护策略01020304网络攻击、恶意软件、数据泄露等。网络安全威胁的类型遵守相关法律法规；参照国际标准制定企业网络安全策略。网络安全法规与标准网络安全与数据保护策略计算机系统性能优化与评估06性能指标及评估方法吞吐量单位时间内系统处理请求的数量或数据量。响应时间从用户发出请求到系统响应的时间，包括处理时间和等待时间。利用率系统资源（如CPU、内存等）的利用率，过高或过低都可能导致性能下降。基准测试和性能分析通过基准测试来评估系统性能，并找出瓶颈和弱点进行分析。系统优化策略与技术手段硬件升级提高CPU、内存、磁盘等硬件设备的性能，以提升系统处理能力。操作系统优化通过调整操作系统参数和配置，提高系统运行效率。数据库优化针对数据库应用进行优化，如索引优化、SQL语句优化等。负载均衡将负载分散到多个服务器或设备上