【大學課件】計算機基礎

計算機基礎計算機的起源和發(fā)展1現代計算機1940年代2電子計算機1930年代3機械計算機19世紀4計算工具古代計算機的組成硬件計算機的物理組成部分，包括處理器、內存、存儲設備、輸入和輸出設備等。軟件計算機運行所需的程序和數據，包括操作系統(tǒng)、應用程序、驅動程序等。硬件部分中央處理器(CPU)計算機的大腦，負責執(zhí)行指令和處理數據。內存(RAM)臨時存儲數據和指令，以便CPU快速訪問。輸入設備將數據和指令輸入計算機，例如鍵盤、鼠標。輸出設備將計算機處理的結果輸出，例如顯示器、打印機。中央處理器1核心中央處理器(CPU)是計算機的核心，負責執(zhí)行指令、處理數據和控制系統(tǒng)運行。2運算CPU由多個核心組成，每個核心可以獨立執(zhí)行指令，提高處理速度。3頻率CPU的主頻反映了其處理速度，單位為赫茲(Hz)。4緩存CPU緩存用于存儲常用的數據，加速訪問速度，提高系統(tǒng)性能。內存臨時存儲內存是計算機中用于暫時存儲數據的區(qū)域，用于快速訪問和處理數據。高速訪問內存的讀取速度比硬盤快得多，這是程序運行流暢的關鍵。容量大小內存容量決定了計算機可以同時處理的數據量，越大越好。輸入設備鍵盤用于輸入文字、數字和符號。鼠標用于控制光標和選擇選項。麥克風用于錄制聲音和語音。觸摸屏用于直接在屏幕上輸入信息。輸出設備顯示器顯示器是計算機最常見的輸出設備，用于顯示圖像和文字信息。打印機打印機可以將計算機上的信息打印到紙張上，方便保存和分享。音箱音箱可以播放計算機上的音頻信息，為用戶提供更豐富的體驗。存儲設備硬盤硬盤是計算機中主要的存儲設備，用于存儲操作系統(tǒng)、應用程序和數據。硬盤分為機械硬盤（HDD）和固態(tài)硬盤（SSD）。內存內存是計算機中用于暫時存儲數據的設備，速度快，但容量小。它用于存放正在運行的程序和數據。光盤光盤是可寫入和讀取數據的存儲介質，分為CD、DVD和藍光光盤。光盤存儲容量相對較小，但便于攜帶。U盤U盤是一種便攜式存儲設備，具有體積小、容量大、速度快的特點，適合用于數據傳輸和備份。軟件部分操作系統(tǒng)管理計算機硬件資源，提供用戶界面。應用軟件幫助用戶完成特定任務，如文字處理、網頁瀏覽。系統(tǒng)軟件為其他軟件提供服務，如驅動程序、編譯器。操作系統(tǒng)管理計算機硬件資源提供用戶界面，方便用戶使用計算機管理網絡資源應用軟件文字處理軟件用于創(chuàng)建、編輯、格式化和打印文本文檔。例如，MicrosoftWord、Writer等。電子表格軟件用于創(chuàng)建、編輯、計算和分析數據表格。例如，MicrosoftExcel、表格等。演示文稿軟件用于創(chuàng)建、編輯、展示和管理演示文稿。例如，MicrosoftPowerPoint、演示等。網頁瀏覽器軟件用于訪問和瀏覽互聯(lián)網上的網頁。例如，GoogleChrome、Firefox、Safari等。系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)管理計算機硬件資源，提供用戶界面，并運行應用程序。驅動程序使硬件設備能夠與操作系統(tǒng)交互，實現正常運行。工具軟件幫助用戶管理計算機系統(tǒng)，例如殺毒軟件、壓縮軟件等。計算機的分類個人計算機個人計算機(PC)是指供個人使用的計算機，如臺式機、筆記本電腦、平板電腦等。它們通常用于日常工作、娛樂、學習等。服務器服務器是用來提供服務的計算機，它們通常性能強大，能夠處理大量的數據請求，例如網站服務器、數據庫服務器等。超級計算機超級計算機是目前世界上性能最強大的計算機，它們被用于科學研究、氣象預報、武器設計等領域。個人計算機定義個人計算機是供個人使用的計算機，通常體積小巧，價格相對便宜。用途個人計算機主要用于日常工作、學習、娛樂等，涵蓋了廣泛的應用場景。特點個人計算機通常配置相對較低，但性能足以滿足大多數個人用戶的需求。工作站高性能工作站通常配備更強大的處理器、更多內存和更快的圖形卡，以處理復雜的任務。專業(yè)應用工作站適用于圖形設計、視頻編輯、工程模擬、科學研究等專業(yè)領域。多任務處理工作站可以同時運行多個應用程序，并提供強大的多任務處理能力，以提高工作效率。服務器強大的計算能力服務器通常擁有強大的處理器和內存，可以處理大量的數據和復雜的計算任務。高可靠性服務器設計注重可靠性和穩(wěn)定性，以確保持續(xù)提供服務，即使在高負荷情況下也能保持正常運行。數據存儲和管理服務器通常配備大容量存儲設備，用于存儲和管理大量數據，例如網站內容、數據庫和應用程序。超級計算機高性能計算超級計算機用于處理大型復雜問題，例如天氣預報、科學研究和人工智能。大規(guī)模并行處理它們擁有數千個處理器，能夠同時執(zhí)行大量計算，從而實現超高速計算能力?？茖W研究超級計算機在生物醫(yī)藥、物理學、材料科學等領域發(fā)揮著重要作用，推動著科學進步。信息的表示數字系統(tǒng)計算機使用二進制系統(tǒng)來表示信息。二進制系統(tǒng)只有0和1兩個數字。字符編碼為了表示字符，計算機使用ASCII編碼等字符集來將字符轉換為二進制代碼。數據存儲單位計算機使用位、字節(jié)、千字節(jié)、兆字節(jié)等單位來存儲數據。二進制編碼基礎計算機使用二進制編碼來表示信息，因為二進制只有兩個數字0和1，易于用電子信號表示。優(yōu)勢二進制編碼簡單易懂，易于實現邏輯運算和信息處理。ASCII編碼ASCII(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)是美國信息交換標準代碼，是一種單字節(jié)字符編碼標準。它將英文字母、數字、標點符號等字符映射到0到127之間的數字，每個字符對應一個唯一的編碼。ASCII編碼是計算機中常用的字符編碼標準之一，廣泛用于各種計算機系統(tǒng)和網絡通信中。數據的存儲單位比特(bit)計算機中最小的存儲單位，表示0或1。字節(jié)(byte)由8個比特組成，通常用于存儲一個字符。千字節(jié)(KB)1KB等于1024字節(jié)，用于存儲較小的文本文件或圖片。兆字節(jié)(MB)1MB等于1024KB，用于存儲更大的文件，例如音樂或視頻。計算機網絡定義計算機網絡是指將多個計算機系統(tǒng)通過通信線路連接在一起，并使用特定的協(xié)議進行通信的系統(tǒng)。作用計算機網絡可以實現資源共享、信息傳遞、協(xié)同工作等功能，為用戶提供更加高效便捷的信息處理服務。網絡拓撲結構1總線型所有設備共享一條通信線路，成本低，但易受故障影響。2星型所有設備連接到中心設備，易于管理，但中心設備故障會導致整個網絡癱瘓。3環(huán)型設備以環(huán)狀連接，數據沿環(huán)路傳輸，可靠性高，但故障修復較為復雜。4樹型將網絡分成層次結構，便于擴展管理，但需要多個中心設備。網絡協(xié)議標準化規(guī)則網絡協(xié)議是一組規(guī)則，規(guī)定了計算機之間如何相互通信。數據傳輸協(xié)議確保數據在網絡中正確傳輸，并定義數據格式和傳輸方式。連接建立協(xié)議還定義了連接建立和斷開過程，以及錯誤處理和安全機制。因特網全球互聯(lián)網絡，是一個巨大的信息資源庫。連接各種計算機系統(tǒng)，實現信息共享和資源交換。提供多種服務，例如電子郵件、文件傳輸、網絡游戲等。信息安全數據保護確保數據機密性、完整性和可用性。網絡安全保護網絡基礎設施免受攻擊和未經授權的訪問。系統(tǒng)安全保護操作系統(tǒng)和應用程序免受漏洞和惡意軟件的攻擊。計算機病毒惡意代碼計算機病毒是一種可以自我復制和傳播的惡意代碼，它可以侵入計算機系統(tǒng)并造成損害。傳播方式病毒可以通過電子郵件附件、可移動存儲設備、網絡共享、網站下載等途徑傳播。危害病毒可以竊取數據、破壞文件、占用系統(tǒng)資源、導致系統(tǒng)崩潰等。防病毒軟件實時監(jiān)測電腦活動，識別并阻止病毒攻擊定期掃描硬盤，檢測和清除潛在的病毒及時更新病毒庫，確保軟件能識別最新病毒信息加密數據加密將數據轉換成無法理解的格式，只有擁有密鑰的人才能解密。數字簽名使用私鑰對信息進行簽名，確保信息來源的真實性和完整性。未來計算機發(fā)展趨勢人工智能機器學習和深度學習技術的進步正在推動著人工智