大学计算机的基础知识

大学计算机的基础知识演讲人：日期：目录计算机概述与发展历程计算机硬件组成与原理计算机软件系统与分类操作系统基础知识与功能编程语言与程序设计基础计算机网络与通信技术基础数据库管理系统简介及应用多媒体技术基础与应用领域01计算机概述与发展历程PART计算机（computer）俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。计算机定义能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。计算机功能计算机定义及功能计算机发展历程回顾第一代计算机第一代电子管计算机研制（1958-1964年），我国从1957年在中科院计算所开始研制通用数字电子计算机，1958年8月1日该机可以表演短程序运行，标志着我国第一台电子数字计算机诞生。第二代计算机晶体管计算机，这一代计算机以晶体管为主要元件，体积缩小、功耗降低、性能提高、可靠性增强。第三代计算机集成电路计算机，这一代计算机以集成电路为主要元件，出现了操作系统和高级语言，计算机的应用范围开始扩大。第四代计算机大规模和超大规模集成电路计算机，这一代计算机的性能得到极大提升，应用领域不断扩大，个人计算机开始普及。未来趋势展望智能化计算机将越来越智能化，具备自主学习和推理能力，能够更好地理解和服务人类。微型化随着纳米等技术的发展，计算机将越来越微型化，甚至可能出现量子计算机等新型计算机。网络化计算机将更加注重网络化，实现资源共享和信息交流，推动全球化发展。多样化计算机将更加多样化，出现更多不同形态和功能的计算机，以满足人们不同的需求。02计算机硬件组成与原理PART由运算器、控制器和寄存器组成，是计算机的核心部件。CPU组成通过执行指令，控制计算机的各部分协调工作，完成数据处理任务。工作原理主频、字长、核数等，是衡量CPU性能的重要指标。性能指标CPU结构与工作原理010203存储器层次结构及特点存储器层次包括寄存器、高速缓存、主存储器和外存储器等层次。各层特点存储原理寄存器速度最快，但容量最小；高速缓存次之；主存储器容量较大，速度较慢；外存储器容量最大，速度最慢。利用存储单元存储二进制信息，通过地址访问数据。输入设备将外部信息转化为计算机能识别的数据形式，如键盘、鼠标、扫描仪等。输出设备将计算机处理后的数据转化为人们能识别的形式，如显示器、打印机等。输入输出设备功能实现人与计算机之间的信息交互，是计算机与外部世界沟通的桥梁。输入输出设备简介03计算机软件系统与分类PART系统软件定义管理计算机系统中的各种硬件资源，为应用软件提供支持和服务，如操作系统、设备驱动程序、数据库管理系统等。系统软件功能系统软件特点基础性、通用性、高效性、复杂性，通常作为计算机系统的基础部分。控制和协调计算机及其外部设备，支持应用软件的开发和运行的软件。系统软件概念及功能应用软件种类与实例分析应用软件定义为解决特定问题而设计的软件，包括各种程序设计语言及其编译程序、数据库管理系统、办公软件等。应用软件种类根据应用领域不同，可分为通用应用软件和专用应用软件。通用应用软件如办公软件、图像处理软件等，专用应用软件如工业控制软件、金融软件等。实例分析如MicrosoftOffice套件，包括Word、Excel、PowerPoint等，是广泛应用于办公领域的通用应用软件；Photoshop是专业的图像处理软件，广泛应用于广告、出版等领域。包括需求分析、设计、编码、测试、维护等阶段。需求分析阶段明确软件的功能和性能要求；设计阶段进行概要设计和详细设计；编码阶段将设计转化为计算机可执行的程序；测试阶段发现并修正程序中的错误；维护阶段对软件进行持续的改进和优化。软件开发流程包括瀑布模型、原型模型、螺旋模型等。瀑布模型是一种线性的开发方法，按照固定的顺序逐步进行；原型模型是一种迭代式的开发方法，通过快速构建原型来验证需求；螺旋模型结合了瀑布模型和原型模型的优点，强调风险控制和迭代开发。软件开发方法软件开发流程和方法04操作系统基础知识与功能PART操作系统定义操作系统（OperatingSystem，简称OS）是一组主管并控制计算机操作、运用和运行硬件、软件资源和提供公共服务来组织用户交互的相互关联的系统软件程序。操作系统作用操作系统是计算机管理控制程序，它管理和控制计算机的硬件和软件资源，为用户提供稳定、高效、安全的运行环境。操作系统定义及作用Windows是微软公司开发的操作系统，界面友好、易于操作，支持大量的应用软件和游戏，适用于个人和商务用途。Windows操作系统Unix/Linux是一种自由和开放源代码的操作系统，具有高稳定性、高效率和强大的网络功能，适用于服务器和高端工作站。Unix/Linux操作系统macOS是苹果公司开发的操作系统，界面美观、功能强大，适用于设计、多媒体和商务等领域。macOS操作系统常见操作系统类型与特点010203文件管理文件管理是操作系统的五大职能之一，主要涉及文件的逻辑组织和物理组织，目录的结构和管理，以及文件的存储、检索、共享和保护等。设备管理设备管理是操作系统的重要功能之一，负责计算机硬件设备的管理和维护，包括设备的驱动程序安装、设备分配、故障检测与处理等。设备管理旨在提高设备的利用率和性能，确保计算机系统的正常运行。文件管理和设备管理概念05编程语言与程序设计基础PART高级语言高级语言是一种接近于自然语言的编程语言，如C、C、Java等，具有良好的可读性和可移植性，是程序设计的主要语言。机器语言机器语言是计算机能够直接识别的二进制代码，具有执行速度快但可读性差的特点。汇编语言汇编语言是一种面向机器的程序设计语言，采用助记符代替机器指令，提高了可读性，但仍需翻译成机器语言才能执行。编程语言分类及特点程序设计基本步骤和方法问题分析对问题进行深入的分析，明确问题的需求，划分功能模块，确定输入输出数据。算法设计根据问题分析的结果，设计解决问题的算法，选择合适的数据结构，并编写伪代码或流程图。编码实现使用选定的编程语言和开发环境，将算法和数据结构转化为计算机可执行的代码。测试调试对编写好的程序进行测试，发现并修复错误，确保程序能够正确运行并满足设计要求。算法算法是一种解决特定问题的方法或步骤序列，具有有限性、确定性、有效性等特征，是程序设计的核心。数据结构数据结构是计算机存储、组织数据的方式，包括线性表、栈、队列、树、图等基本类型，合理选择数据结构可以提高程序的效率。算法和数据结构简介06计算机网络与通信技术基础PART计算机网络定义计算机网络是连接分散计算机设备及通信设备以实现信息传递的系统。组成要素计算机网络主要由计算机设备、通信设备、传输介质、网络协议等组成。网络分类根据网络覆盖范围，分为局域网、城域网、广域网等。网络功能实现资源共享、信息传递、分布式处理等。计算机网络概念及组成要素通信技术主要关注信息传输和信号处理的原理，包括调制、解调、编码、解码等过程。分为有线通信和无线通信，有线通信包括电缆、光纤等，无线通信包括无线电波、微波、红外线等。通信技术广泛应用于电话、电报、广播、电视、互联网等领域，实现了信息的快速传输和共享。数字信号处理、数据压缩、差错控制、网络安全等技术是通信技术的关键。通信技术原理和应用场景通信技术原理通信方式应用场景重要技术网络安全问题和防范措施网络安全问题主要包括网络攻击、病毒传播、数据泄露等，这些问题可能导致网络瘫痪、数据丢失等严重后果。防范措施采取数据加密、访问控制、防火墙、入侵检测等措施保护网络安全。安全管理制定网络安全策略、定期进行安全漏洞扫描和修复，提高网络安全意识。法律法规遵守网络安全法律法规，合法使用网络资源，共同维护网络环境的安全和稳定。07数据库管理系统简介及应用PART数据库管理系统定义和功能数据库管理系统（DBMS）定义操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库。数据库管理系统功能对数据库进行统一的管理和控制，保证数据库的安全性和完整性，提供数据定义、数据操作、数据控制等功能。数据库管理系统的种类关系型数据库管理系统、面向对象数据库管理系统、分布式数据库管理系统等。关系型数据库基本概念和操作关系型数据库（RDBMS）定义01采用关系模型来组织数据的数据库，以行和列的形式存储数据，方便用户理解。关系型数据库的特点02数据一致性高、冗余度低、易于维护和扩展，支持复杂的查询和操作。关系型数据库的基本操作03数据表的创建、删除、修改，数据的插入、删除、更新和查询等。数据的完整性约束04实体完整性、参照完整性、用户自定义完整性等。SQL应用实例分析通过具体的SQL语句，展示如何对数据库进行创建、查询、更新和管理，包括表的创建、数据的插入、查询、修改和删除等操作。SQL语言概述SQL是结构化查询语言（StructuredQueryLanguage）的缩写，是一种特殊目的的编程语言，用于存取数据以及查询、更新和管理关系数据库系统。SQL语言的特点语言简洁、功能强大、操作方便、灵活性强、可移植性好等。SQL语言的基本语句数据定义语句（DDL）、数据操作语句（DML）、数据查询语句（DQL）、数据控制语句（DCL）等。SQL语言基础和应用实例分析08多媒体技术基础与应用领域PART多媒体技术是指通过计算机对文字、数据、图形、图像、动画、声音等多种媒体信息进行综合处理和管理，使用户可以通过多种感官与计算机进行实时信息交互的技术。概念多媒体技术的特点包括多样性、集成性、交互性、实时性等，这些特点使得多媒体技术可以广泛应用于各种领域。特点多媒体技术概念和特点音频处理技术原理音频处理技术主要包括音频数字化、音频压缩与编码、音频播放与合成等，通过这些技术可以实现音频的录制、编辑、播放等功能。视频处理技术原理视频处理技术主要包括视频采集、视频压缩与编码、视频编辑、视频合成等，这些技术是视频制作和播放的关键。音频视频处理技术原理多媒体技术已经广泛应用于教育、娱乐