2024年《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)》課件

《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)》課件《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)》課件/《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)》課件《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)》課件一、引言計(jì)算機(jī)作為一種現(xiàn)代化的智能工具，已經(jīng)深入到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域。掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，是適應(yīng)信息化時(shí)代發(fā)展的必然要求。本課件旨在幫助大家了解計(jì)算機(jī)的基本概念、原理和應(yīng)用，為后續(xù)深入學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)奠定基礎(chǔ)。二、計(jì)算機(jī)發(fā)展史1.計(jì)算機(jī)起源：計(jì)算機(jī)的起源可以追溯到古代的算盤(pán)，但現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的誕生則以1946年的ENIAC（電子數(shù)值積分計(jì)算機(jī)）為標(biāo)志。2.計(jì)算機(jī)發(fā)展階段：計(jì)算機(jī)發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段，分別是電子管計(jì)算機(jī)、晶體管計(jì)算機(jī)、集成電路計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)。3.我國(guó)計(jì)算機(jī)發(fā)展：我國(guó)計(jì)算機(jī)事業(yè)起步于1956年，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已取得舉世矚目的成就。目前，我國(guó)在超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。三、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成1.硬件系統(tǒng)：硬件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的物質(zhì)基礎(chǔ)，包括中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備等。2.軟件系統(tǒng)：軟件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的靈魂，分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件主要包括操作系統(tǒng)、編譯程序等；應(yīng)用軟件則包括辦公軟件、圖像處理軟件等。四、計(jì)算機(jī)基本原理1.二進(jìn)制：計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用二進(jìn)制表示信息，即用“0”和“1”兩個(gè)數(shù)字符號(hào)表示所有信息。2.存儲(chǔ)程序原理：計(jì)算機(jī)根據(jù)存儲(chǔ)的程序自動(dòng)執(zhí)行操作，這一原理由馮·諾依曼提出。3.CPU工作原理：CPU是計(jì)算機(jī)的核心部件，主要負(fù)責(zé)解釋和執(zhí)行程序指令。CPU內(nèi)部包括運(yùn)算器、控制器等組件。五、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)1.操作系統(tǒng)概念：操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最基本的軟件，負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源，為用戶提供良好的操作界面。2.操作系統(tǒng)功能：操作系統(tǒng)具有處理器管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理和文件管理等功能。3.常見(jiàn)操作系統(tǒng)：目前常見(jiàn)的操作系統(tǒng)有Windows、Linux、macOS等。六、計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域1.科學(xué)計(jì)算：計(jì)算機(jī)具有強(qiáng)大的計(jì)算能力，可以解決復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算問(wèn)題。2.信息處理：計(jì)算機(jī)在信息處理領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，如文字處理、圖像處理、音頻處理等。3.通信技術(shù)：計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合，形成了現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)，如互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信等。4.控制技術(shù)：計(jì)算機(jī)在工業(yè)控制、智能交通等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。5.網(wǎng)絡(luò)安全：隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及，網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題日益突出，計(jì)算機(jī)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全方面具有重要應(yīng)用。七、計(jì)算機(jī)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)1.量子計(jì)算機(jī)：量子計(jì)算機(jī)是一種新型計(jì)算機(jī)，具有超高速計(jì)算能力，有望在未來(lái)解決一些傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)難以解決的問(wèn)題。3.物聯(lián)網(wǎng)：物聯(lián)網(wǎng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，將實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)，為人們的生活帶來(lái)更多便利。4.云計(jì)算：云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算模式，可以將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)上，提高計(jì)算效率。八、本課件對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，希望對(duì)大家有所幫助。掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，不僅有助于提高工作效率，還能為適應(yīng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。希望大家在今后的學(xué)習(xí)和工作中，不斷探索計(jì)算機(jī)技術(shù)的奧秘，為我國(guó)信息化事業(yè)貢獻(xiàn)力量。需要重點(diǎn)關(guān)注的細(xì)節(jié)是計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最基本的軟件，負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源，為用戶提供良好的操作界面。它具有處理器管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理和文件管理等功能。一、操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程操作系統(tǒng)的發(fā)展可以分為幾個(gè)階段。早期的計(jì)算機(jī)并沒(méi)有操作系統(tǒng)，用戶需要直接與硬件打交道，編寫(xiě)機(jī)器語(yǔ)言程序來(lái)控制計(jì)算機(jī)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了批處理系統(tǒng)，它可以將一批作業(yè)按照一定的順序自動(dòng)執(zhí)行，提高了計(jì)算機(jī)的利用率。后來(lái)，分時(shí)操作系統(tǒng)出現(xiàn)，允許多個(gè)用戶同時(shí)使用計(jì)算機(jī)，提高了計(jì)算機(jī)的交互性?，F(xiàn)代操作系統(tǒng)具有圖形用戶界面和窗口系統(tǒng)，使用戶可以更加方便地操作計(jì)算機(jī)。二、操作系統(tǒng)的核心功能1.處理器管理：操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)的處理器資源，包括進(jìn)程管理、線程管理、調(diào)度器等。進(jìn)程是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的基本單位，線程是進(jìn)程內(nèi)的執(zhí)行單元。調(diào)度器負(fù)責(zé)決定哪個(gè)進(jìn)程或線程可以獲得處理器資源，以及它們可以獲得多長(zhǎng)時(shí)間。2.存儲(chǔ)管理：操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)的內(nèi)存資源，包括內(nèi)存分配、內(nèi)存保護(hù)、內(nèi)存共享等。內(nèi)存分配是指操作系統(tǒng)為進(jìn)程或線程分配內(nèi)存空間，內(nèi)存保護(hù)是指操作系統(tǒng)保護(hù)進(jìn)程的內(nèi)存空間不被其他進(jìn)程破壞，內(nèi)存共享是指操作系統(tǒng)允許多個(gè)進(jìn)程共享同一塊內(nèi)存空間。3.設(shè)備管理：操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)的輸入輸出設(shè)備，包括設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、設(shè)備分配、設(shè)備調(diào)度等。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)與硬件設(shè)備之間的接口，設(shè)備分配是指操作系統(tǒng)為進(jìn)程或線程分配設(shè)備資源，設(shè)備調(diào)度是指操作系統(tǒng)決定哪個(gè)進(jìn)程或線程可以獲得設(shè)備資源。4.文件管理：操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)的文件系統(tǒng)，包括文件存儲(chǔ)、文件訪問(wèn)控制、文件備份等。文件存儲(chǔ)是指操作系統(tǒng)將文件存儲(chǔ)在磁盤(pán)上，文件訪問(wèn)控制是指操作系統(tǒng)控制用戶對(duì)文件的訪問(wèn)權(quán)限，文件備份是指操作系統(tǒng)對(duì)文件進(jìn)行備份以防止數(shù)據(jù)丟失。三、常見(jiàn)操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介1.Windows操作系統(tǒng)：Windows操作系統(tǒng)是由微軟公司開(kāi)發(fā)的，是目前最流行的操作系統(tǒng)之一。它具有圖形用戶界面和窗口系統(tǒng)，支持多任務(wù)處理和多媒體應(yīng)用。Windows操作系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于個(gè)人電腦和服務(wù)器等領(lǐng)域。2.Linux操作系統(tǒng)：Linux操作系統(tǒng)是由LinusTorvalds開(kāi)發(fā)的，是一種開(kāi)源的操作系統(tǒng)。它具有穩(wěn)定性和安全性，支持多用戶和多任務(wù)處理。Linux操作系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于服務(wù)器、嵌入式系統(tǒng)和超級(jí)計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。3.macOS操作系統(tǒng)：macOS操作系統(tǒng)是由蘋(píng)果公司開(kāi)發(fā)的，是蘋(píng)果電腦的操作系統(tǒng)。它具有優(yōu)雅的界面和良好的用戶體驗(yàn)，支持多任務(wù)處理和多媒體應(yīng)用。macOS操作系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于個(gè)人電腦和服務(wù)器等領(lǐng)域。四、操作系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)1.云操作系統(tǒng)：隨著云計(jì)算的發(fā)展，云操作系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。云操作系統(tǒng)是一種基于云計(jì)算的操作系統(tǒng)，可以將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)上，提高計(jì)算效率。2.物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)：物聯(lián)網(wǎng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)是一種專門(mén)為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)，它具有輕量級(jí)、低功耗、實(shí)時(shí)性等特點(diǎn)。總之，操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最基本的軟件，負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源，為用戶提供良好的操作界面。掌握操作系統(tǒng)的基本原理和功能，對(duì)于理解和運(yùn)用計(jì)算機(jī)具有重要意義。五、操作系統(tǒng)的類型與特點(diǎn)1.單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)（如MS-DOS）：這種操作系統(tǒng)只允許一個(gè)用戶使用計(jì)算機(jī)，且一次只能運(yùn)行一個(gè)任務(wù)。它的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、資源占用少，但效率較低，不適合現(xiàn)代多任務(wù)處理的需求。2.單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)（如Windows95/98）：這種操作系統(tǒng)允許一個(gè)用戶同時(shí)運(yùn)行多個(gè)程序。它通過(guò)時(shí)間分片技術(shù)實(shí)現(xiàn)多任務(wù)，但只有一個(gè)用戶界面。3.多用戶操作系統(tǒng)（如Unix/Linux）：這種操作系統(tǒng)允許多個(gè)用戶通過(guò)各自的終端同時(shí)使用計(jì)算機(jī)。它支持真正的多任務(wù)處理，每個(gè)用戶可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)程序，并且用戶之間相互隔離。4.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（如VRTX）：這種操作系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，它能夠及時(shí)響應(yīng)外部事件，并保證任務(wù)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)通常用于嵌入式系統(tǒng)和工業(yè)控制領(lǐng)域。六、操作系統(tǒng)的用戶界面1.命令行界面（CLI）：用戶通過(guò)輸入特定的命令來(lái)與計(jì)算機(jī)交互。CLI的優(yōu)點(diǎn)是效率高，適合高級(jí)用戶和程序員使用，但學(xué)習(xí)曲線較陡峭，對(duì)普通用戶不夠友好。2.圖形用戶界面（GUI）：用戶通過(guò)圖形界面與計(jì)算機(jī)交互，如圖標(biāo)、拖拽文件等。GUI的優(yōu)點(diǎn)是直觀易用，適合普通用戶，但相對(duì)于CLI，資源占用較多。3.觸摸用戶界面（TUI）：隨著觸摸屏技術(shù)的發(fā)展，TUI逐漸流行。用戶直接通過(guò)觸摸屏幕來(lái)操作計(jì)算機(jī)，這種界面適合移動(dòng)設(shè)備和公共場(chǎng)所的信息查詢系統(tǒng)。七、操作系統(tǒng)的安全性1.訪問(wèn)控制：操作系統(tǒng)通過(guò)用戶賬戶和權(quán)限設(shè)置來(lái)控制用戶對(duì)系統(tǒng)資源的訪問(wèn)。這包括文件系統(tǒng)的訪問(wèn)控制列表（ACL）和用戶身份驗(yàn)證機(jī)制。2.加密機(jī)制：操作系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)加密和解密的功能，以保護(hù)數(shù)據(jù)在傳輸和存儲(chǔ)過(guò)程中的安全性。3.安全審計(jì)：操作系統(tǒng)記錄系統(tǒng)的安全相關(guān)事件，如登錄嘗試、文件訪問(wèn)等，以便于事后審計(jì)和分析。4.防火墻和防病毒軟件：操作系統(tǒng)通常需要配合防火墻和防病毒軟件來(lái)保護(hù)系統(tǒng)免受網(wǎng)絡(luò)攻擊和惡意軟件的侵害。八、操作系統(tǒng)的未來(lái)挑戰(zhàn)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，操作系統(tǒng)面臨著新的挑戰(zhàn)：1.兼容性與可移植性：隨著新硬件和新應(yīng)用的出現(xiàn)，操作系統(tǒng)需要不斷更新以保持兼容性。同時(shí)，操作系統(tǒng)需要能夠在不同的硬件平臺(tái)上運(yùn)行，這就要求操作系統(tǒng)具有良好的可移植性。2.能源管理：隨著能源成本的上升和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，操作系統(tǒng)的能源管理變得尤為重要。操作系統(tǒng)需要能夠合理分配計(jì)算資源，以降低能耗。3.虛擬化與容器技術(shù)：虛擬化技術(shù)允許在一臺(tái)物理機(jī)上運(yùn)行多個(gè)獨(dú)立的操作系統(tǒng)實(shí)例，而容器技術(shù)則提供了一種輕量級(jí)的虛擬化解決方案。