計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)基礎(chǔ)（第5版）課件匯 李勇 第1-4章 計(jì)算機(jī)與信息社會(huì)- 辦公軟件應(yīng)用技術(shù)

第1章

計(jì)算機(jī)與信息社會(huì)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）目錄CONTENTS在信息革命的浪潮中，計(jì)算機(jī)已深度融入現(xiàn)代社會(huì)的每一個(gè)角落，對(duì)人們的日常生活、工作方式乃至社會(huì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)及其應(yīng)用，對(duì)提升個(gè)人綜合素質(zhì)、適應(yīng)并推動(dòng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展具有重要作用。本章旨深入理解計(jì)算機(jī)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域，探討其與信息社會(huì)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)的緊密聯(lián)系，并通過(guò)培養(yǎng)計(jì)算思維能力，為未來(lái)的學(xué)習(xí)與工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。1.11.21.3計(jì)算機(jī)概述計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)的類型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的未來(lái)趨勢(shì)信息社會(huì)與數(shù)字素養(yǎng)信息社會(huì)概述數(shù)字經(jīng)濟(jì)的興起數(shù)字素養(yǎng)概述計(jì)算思維基礎(chǔ)計(jì)算思維概述計(jì)算思維的基本步驟計(jì)算思維對(duì)各學(xué)科的影響計(jì)算機(jī)概述1.11.1計(jì)算機(jī)概述古代計(jì)算工具時(shí)期（史前-19世紀(jì)末）早期機(jī)械計(jì)算機(jī)階段（19世紀(jì)末-20世紀(jì)40年代）電子管計(jì)算機(jī)階段（20世紀(jì)40年代-50年代）從現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)角度看，算盤非真正的計(jì)算機(jī)，但它為計(jì)算機(jī)科學(xué)的興起奠定了基礎(chǔ)。1843年前后，查爾斯·巴貝奇設(shè)計(jì)出分析機(jī)，標(biāo)志著人類開始用機(jī)械技術(shù)處理信息，為電子計(jì)算機(jī)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1945年，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)團(tuán)隊(duì)研制出世界上第一臺(tái)通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC，標(biāo)志著電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代開啟。1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程晶體管計(jì)算機(jī)階段（20世紀(jì)50年代-60年代）集成電路計(jì)算機(jī)階段（20世紀(jì)60年代-70年代）微型計(jì)算機(jī)階段（20世紀(jì)70年代-90年代）互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)階段（20世紀(jì)90年代至今）1.1計(jì)算機(jī)概述1958年，IBM推出RCA501，作為首臺(tái)全晶體管計(jì)算機(jī)，成為該時(shí)代標(biāo)志。采用晶體管，體積小、運(yùn)算快、可靠性高，配備操作系統(tǒng)，引入Fortran等高級(jí)語(yǔ)言。1964年，IBM360系列計(jì)算機(jī)發(fā)布，標(biāo)志集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代到來(lái)。采用中小規(guī)模集成電路，體積縮小、功耗降低、運(yùn)算加快，為計(jì)算機(jī)普及與微型化奠定了基礎(chǔ)。1971年，英特爾推出全球首款微處理器4004，開啟大規(guī)模集成電路時(shí)代，標(biāo)志著微型計(jì)算機(jī)階段來(lái)臨。計(jì)算機(jī)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息共享和交流，拓展了應(yīng)用領(lǐng)域。云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)興起，預(yù)示計(jì)算機(jī)將以全新方式服務(wù)于人類社會(huì)，解決復(fù)雜問(wèn)題。1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程1.1計(jì)算機(jī)概述1）依據(jù)處理能力與運(yùn)算速度的分類計(jì)算機(jī)是一種能夠自動(dòng)、迅速且精確地執(zhí)行信息處理的電子設(shè)備，它依照既定的程序和指令對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和處理，以產(chǎn)生所需的結(jié)果。計(jì)算機(jī)的分類方式多元化，根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)可以劃分為多種類型。超級(jí)計(jì)算機(jī)：由數(shù)千至數(shù)萬(wàn)處理器組成，專門用于復(fù)雜科學(xué)計(jì)算和龐大數(shù)據(jù)處理，如氣候模擬、基因測(cè)序。大型計(jì)算機(jī)：高速處理、海量存儲(chǔ)，滿足大型企業(yè)及科研需求，適用于金融、電信等行業(yè)的大型數(shù)據(jù)中心。個(gè)人計(jì)算機(jī)：包括臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦等，廣泛應(yīng)用于日常生活和工作，是個(gè)人學(xué)習(xí)、工作和娛樂(lè)的重要工具。嵌入式計(jì)算機(jī)：集成于智能手機(jī)、汽車電子系統(tǒng)設(shè)備中，負(fù)責(zé)控制與管理，具有低功耗、小體積和高度定制化等特點(diǎn)。1.1.2計(jì)算機(jī)的類型1.1計(jì)算機(jī)概述2）依據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的分類通用型計(jì)算機(jī)：用于多種應(yīng)用和任務(wù)，配置靈活、軟件資源豐富，廣泛適用于個(gè)人計(jì)算機(jī)和服務(wù)器等，滿足大多數(shù)用戶多樣化需求。專用型計(jì)算機(jī)：針對(duì)特定任務(wù)定制，如圖形工作站、特定服務(wù)器等，展現(xiàn)高性能和穩(wěn)定性，滿足特定行業(yè)或領(lǐng)域?qū)I(yè)需求，提升工作效率。1.1.2計(jì)算機(jī)的類型1.1計(jì)算機(jī)概述3）依據(jù)數(shù)據(jù)處理方式的分類數(shù)字計(jì)算機(jī)：以處理離散數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為主，采用二進(jìn)制數(shù)制，高精度、高速度、易編程，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的主流，廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。模擬計(jì)算機(jī)：專注處理連續(xù)物理量，如電壓、溫度等，雖然在特定應(yīng)用中仍具一定的優(yōu)勢(shì)，但隨數(shù)字技術(shù)快速發(fā)展，其應(yīng)用范圍正逐漸縮減。模擬計(jì)算機(jī)接收到連續(xù)變化的數(shù)據(jù)的同時(shí)，會(huì)將結(jié)果以刻度盤上讀數(shù)的形式反饋給用戶。車速表以及水銀溫度計(jì)就是典型的模擬計(jì)算機(jī)。1.1.2計(jì)算機(jī)的類型1）科學(xué)研究領(lǐng)域1.1計(jì)算機(jī)概述計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚰M各種實(shí)驗(yàn)條件，縮短實(shí)驗(yàn)周期，降低實(shí)驗(yàn)成本，在物理、化學(xué)、生物、天文學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在高能物理、工程設(shè)計(jì)、地震預(yù)測(cè)、氣象預(yù)報(bào)、航天技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。構(gòu)建出人類可交互的3D環(huán)境，全方位模擬視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)乃至觸覺(jué)的感官體驗(yàn)。在太空探索、地質(zhì)勘探、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正逐漸展現(xiàn)出其巨大的潛力?？茖W(xué)計(jì)算數(shù)據(jù)分析與模擬實(shí)驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)1.1.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域2）計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)領(lǐng)域1.1計(jì)算機(jī)概述其他輔助系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT）以及計(jì)算機(jī)輔助翻譯（CAT）等。這些系統(tǒng)在制造、工程、測(cè)試、翻譯等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）在飛機(jī)、汽車、船舶、機(jī)械、電子、土木建筑等領(lǐng)域，CAD系統(tǒng)已成為不可或缺的工具。它不僅提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，還實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)過(guò)程的自動(dòng)化和智能化。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）CAI系統(tǒng)利用多媒體、超文本、人工智能等技術(shù)手段，廣泛應(yīng)用于從日常課堂教學(xué)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)、從線上課程教學(xué)到教學(xué)管理的全方位教育流程，克服了傳統(tǒng)教學(xué)方式的局限性。1.1.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域3）信息處理領(lǐng)域1.1計(jì)算機(jī)概述大數(shù)據(jù)分析通過(guò)挖掘和分析海量數(shù)據(jù)中的有價(jià)值信息，企業(yè)可以做出更加精準(zhǔn)的決策和預(yù)測(cè)。信息管理計(jì)算機(jī)能夠高效地收集、存儲(chǔ)、加工、分類、排序、檢索和發(fā)布各種信息。數(shù)據(jù)庫(kù)管理數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、存儲(chǔ)、檢索和管理，為用戶提供便捷的數(shù)據(jù)訪問(wèn)和操作方式。辦公自動(dòng)化計(jì)算機(jī)輔助管理與決策情報(bào)檢索市場(chǎng)營(yíng)銷風(fēng)險(xiǎn)管理產(chǎn)品研發(fā)電子商務(wù)金融醫(yī)療1.1.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域4）人工智能與自動(dòng)化控制領(lǐng)域1.1計(jì)算機(jī)概述通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、處理和分析以及預(yù)設(shè)的控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的精確控制，從而提高生產(chǎn)效率、降低成本并保障產(chǎn)品質(zhì)量。在工業(yè)制造、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域，自動(dòng)化控制系統(tǒng)已成為不可或缺的工具和手段。人工智能利用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬人類智能，包括學(xué)習(xí)、推理、自然語(yǔ)言處理和視覺(jué)識(shí)別等。在醫(yī)療、金融、教育、娛樂(lè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。展示了人工智能巨大潛力和廣泛應(yīng)用前景人工智能自動(dòng)化控制1.1.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域1.1計(jì)算機(jī)概述1）

人工智能的深度融合與應(yīng)用人工智能（AI）已成為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。隨著機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)將能夠更好地理解和解釋數(shù)據(jù)，提取有價(jià)值的信息。未來(lái)AI將在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，如醫(yī)療保健、金融、交通等。AI助手的應(yīng)用范圍將不斷擴(kuò)大，從客戶服務(wù)到內(nèi)容創(chuàng)作，AI不僅能處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)，還能進(jìn)行情感識(shí)別，幫助企業(yè)更好地理解客戶需求。AI的倫理問(wèn)題？1.1.4計(jì)算機(jī)的未來(lái)趨勢(shì)1.1計(jì)算機(jī)概述2）

量子計(jì)算的突破性進(jìn)展“九章”量子計(jì)算原型機(jī)中國(guó)在量子計(jì)算領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展量子計(jì)算作為未來(lái)計(jì)算的前沿，潛力巨大，尤其適用于處理大規(guī)模復(fù)雜問(wèn)題。盡管當(dāng)前仍處于發(fā)展初期，科學(xué)家正致力于提升量子比特的穩(wěn)定性和計(jì)算機(jī)的可擴(kuò)展性。未來(lái)量子計(jì)算有望在優(yōu)化、密碼學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域帶來(lái)革命性突破。1.1.4計(jì)算機(jī)的未來(lái)趨勢(shì)1.1計(jì)算機(jī)概述3）

云計(jì)算的持續(xù)發(fā)展與邊緣計(jì)算興起隨著數(shù)據(jù)隱私和安全的重要性不斷增加，云計(jì)算也將更加注重?cái)?shù)據(jù)的隱私保護(hù)和安全性，為用戶提供更加可靠的服務(wù)。云計(jì)算邊緣計(jì)算和邊緣智能更好地支持物聯(lián)網(wǎng)和邊緣設(shè)備的需求云計(jì)算已經(jīng)成為許多組織和企業(yè)的首選解決方案，提供了強(qiáng)大的計(jì)算和存儲(chǔ)能力，實(shí)現(xiàn)了資源的共享和靈活性。1.1.4計(jì)算機(jī)的未來(lái)趨勢(shì)1.1計(jì)算機(jī)概述4）

生物計(jì)算與量子生物學(xué)的興起醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)、生物工程生物計(jì)算：利用生物分子進(jìn)行計(jì)算和數(shù)據(jù)處理，有望解決生物領(lǐng)域的一些傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)難以解決的問(wèn)題。量子生物學(xué)：探索量子力學(xué)在生物體系中的作用和應(yīng)用，可能為生物科學(xué)帶來(lái)新的突破和發(fā)現(xiàn)。1.1.4計(jì)算機(jī)的未來(lái)趨勢(shì)1.1計(jì)算機(jī)概述5）

人機(jī)接口與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的融合未來(lái)的計(jì)算機(jī)將更加智能和自適應(yīng)，更好地與人進(jìn)行交互和合作。教育、娛樂(lè)、設(shè)計(jì)大數(shù)據(jù)、人工智能和傳感器技術(shù)進(jìn)步人機(jī)接口與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)更緊密的融合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)為用戶提供更加豐富、直觀和沉浸式的體驗(yàn)，為人們的生活和工作帶來(lái)便利和樂(lè)趣。1.1.4計(jì)算機(jī)的未來(lái)趨勢(shì)1.1計(jì)算機(jī)概述6）

新興技術(shù)的不斷涌現(xiàn)與應(yīng)用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域還將不斷涌現(xiàn)出新興技術(shù)區(qū)塊鏈物聯(lián)網(wǎng)虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)金融、供應(yīng)鏈管理、身份認(rèn)證智能化管理和控制為用戶提供沉浸式的體驗(yàn)1.1.4計(jì)算機(jī)的未來(lái)趨勢(shì)信息社會(huì)與數(shù)字素養(yǎng)1.21.2信息社會(huì)與數(shù)字素養(yǎng)社會(huì)形態(tài)的演變帶來(lái)了勞動(dòng)者、合作關(guān)系及生產(chǎn)工具的顯著變化。農(nóng)業(yè)社會(huì)工業(yè)時(shí)代農(nóng)民是主要生產(chǎn)力，種田是主要生活方式機(jī)械化與自動(dòng)化，生產(chǎn)流程得以優(yōu)化信息社會(huì)（信息化社會(huì)）信息物質(zhì)能源信息價(jià)值的創(chuàng)造占據(jù)核心地位，信息產(chǎn)品作為標(biāo)志性成果，不僅豐富了人們的生活，還深刻改變了生產(chǎn)方式、商業(yè)模式及社會(huì)互動(dòng)方式。信息技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新與應(yīng)用成為推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵力量，信息產(chǎn)業(yè)同時(shí)也成為國(guó)家發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。1.2.1信息社會(huì)概述1.2信息社會(huì)與數(shù)字素養(yǎng)信息技術(shù)信息本質(zhì)上是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一種映射，它捕捉并反映了客觀事物的動(dòng)態(tài)變化。信息技術(shù)（InformationTechnology，IT）依托于計(jì)算機(jī)、軟件及網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了信息的高效處理、存儲(chǔ)與傳輸。自上世紀(jì)中葉起，信息技術(shù)經(jīng)歷了從電子計(jì)算機(jī)到智能化設(shè)備的顯著變革，這一發(fā)展歷程彰顯了人類智慧的巨大進(jìn)步。廣播信號(hào)無(wú)線電波接收方“接收”到這些信息據(jù)此了解世界的各種變化消息、文件聊天軟件信息可以被“傳遞”信息可以被“發(fā)射”1.2.1信息社會(huì)概述信息技術(shù)的核心領(lǐng)域涵蓋廣泛，主要包括計(jì)算機(jī)硬件（如處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備等）、計(jì)算機(jī)軟件（系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件等）、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等）以及通信技術(shù)（有線通信、無(wú)線通信等）。這些技術(shù)的不斷融合與創(chuàng)新，共同推動(dòng)了信息社會(huì)的快速發(fā)展與繁榮。DRAM半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片U-Disk固態(tài)硬盤信息技術(shù)1.2.1信息社會(huì)概述1.2信息社會(huì)與數(shù)字素養(yǎng)1.2信息社會(huì)與數(shù)字素養(yǎng)信息產(chǎn)業(yè)是指以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)群，不僅涉及信息設(shè)備的制造與產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)，還包括信息的采集、處理、傳輸、存儲(chǔ)及經(jīng)營(yíng)等多個(gè)環(huán)節(jié)。軟硬件制造（信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)）操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件、嵌入式軟件等軟件的研發(fā)與制造計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、智能終端等硬件設(shè)備的生產(chǎn)信息產(chǎn)業(yè)1.2.1信息社會(huì)概述1.2信息社會(huì)與數(shù)字素養(yǎng)軟件開發(fā)與服務(wù)（信息產(chǎn)業(yè)的核心）包括應(yīng)用軟件、系統(tǒng)軟件、嵌入式軟件等的研發(fā)與服務(wù)。高質(zhì)量的軟件開發(fā)服務(wù)能夠顯著提升信息技術(shù)的應(yīng)用效果和用戶體驗(yàn)。信息產(chǎn)業(yè)1.2.1信息社會(huì)概述1.2信息社會(huì)與數(shù)字素養(yǎng)信息技術(shù)服務(wù)信息技術(shù)服務(wù)包含信息咨詢、信息系統(tǒng)集成、數(shù)據(jù)處理與運(yùn)營(yíng)、云計(jì)算服務(wù)、信息安全服務(wù)等多個(gè)子領(lǐng)域。信息技術(shù)服務(wù)將信息技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際業(yè)務(wù)場(chǎng)景，為用戶提供定制化的信息解決方案和優(yōu)質(zhì)服務(wù)。隨著科技的不斷進(jìn)步，人工智能、區(qū)塊鏈、量子計(jì)算等新興信息技術(shù)逐漸嶄露頭角，成為信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。這些領(lǐng)域的發(fā)展為信息產(chǎn)業(yè)注入了新的活力，也為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。新興信息技術(shù)領(lǐng)域信息產(chǎn)業(yè)1.2.1信息社會(huì)概述知識(shí)水平?jīng)Q定就業(yè)和個(gè)人價(jià)值，教育體系優(yōu)化和終身學(xué)習(xí)普及，使人們持續(xù)獲取新知識(shí)，適應(yīng)社會(huì)需求。知識(shí)化人工智能、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用，標(biāo)志信息社會(huì)進(jìn)入智能化階段。這些技術(shù)不僅提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化升級(jí)，改善生活質(zhì)量，同時(shí)也為解決社會(huì)各類問(wèn)題提供了新的思路和方案。智能化數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化是信息社會(huì)基石，改變了社交和信息獲取方式。社交媒體等新興平臺(tái)豐富社交生活，促進(jìn)跨文化交流，為社會(huì)創(chuàng)新提供廣闊空間。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字經(jīng)濟(jì)強(qiáng)調(diào)綠色發(fā)展，鼓勵(lì)環(huán)保技術(shù)和解決方案，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，確保可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。可持續(xù)發(fā)展基本特征1.2信息社會(huì)與數(shù)字素養(yǎng)1.2.1信息社會(huì)概述信息社會(huì)的特征1.2信息社會(huì)與數(shù)字素養(yǎng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的背景數(shù)字經(jīng)濟(jì)的興起與發(fā)展植根于信息技術(shù)的迅猛進(jìn)步和全球化的深入發(fā)展。數(shù)據(jù)

核心資源新引擎信息技術(shù)強(qiáng)大支撐傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)數(shù)字經(jīng)濟(jì)重塑與升級(jí)1.2.2數(shù)字經(jīng)濟(jì)的興起1.2信息社會(huì)與數(shù)字素養(yǎng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)：以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)數(shù)字化知識(shí)和信息的廣泛應(yīng)用，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)形態(tài)、商業(yè)模式和社會(huì)結(jié)構(gòu)發(fā)生深刻變革的一種新型經(jīng)濟(jì)形態(tài)。——唐·泰普斯科特《數(shù)字經(jīng)濟(jì)》數(shù)字經(jīng)濟(jì)不僅僅是互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的代名詞，更是一個(gè)涵蓋了信息技術(shù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)資源開發(fā)利用、電子商務(wù)、數(shù)字金融等多個(gè)領(lǐng)域的廣泛概念。數(shù)字經(jīng)濟(jì)以數(shù)據(jù)資源為關(guān)鍵生產(chǎn)要素、現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)為重要載體、信息技術(shù)有效使用為推動(dòng)力的一系列經(jīng)濟(jì)活動(dòng)?！狦20杭州峰會(huì)互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)人工智能區(qū)塊鏈數(shù)字經(jīng)濟(jì)推動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要力量。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)工業(yè)經(jīng)濟(jì)主要社會(huì)形態(tài)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的背景1.2.2數(shù)字經(jīng)濟(jì)的興起1.2信息社會(huì)與數(shù)字素養(yǎng)數(shù)據(jù)數(shù)字技術(shù)現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵生產(chǎn)要素創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展重要載體數(shù)據(jù)的收集、處理及分析電商平臺(tái)通過(guò)分析用戶購(gòu)物數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)推送個(gè)性化商品，提升轉(zhuǎn)化率與用戶滿意度；金融機(jī)構(gòu)利用大數(shù)據(jù)模型評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)快速貸款審批，降低不良貸款率。計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)的進(jìn)步不斷推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新與發(fā)展，成為其壯大的核心動(dòng)力。人工智能在智能制造中應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)智能化、自動(dòng)化，大幅提升效率與產(chǎn)品質(zhì)量；區(qū)塊鏈在金融等領(lǐng)域展現(xiàn)潛力，通過(guò)去中心化、透明化特性，增強(qiáng)系統(tǒng)安全性與信任度，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與跨界融合。數(shù)字經(jīng)濟(jì)依賴現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字化平臺(tái)運(yùn)作。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及讓人們隨時(shí)隨地享受互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，如在線購(gòu)物、社交娛樂(lè)等；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通與智能化管理，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)提供堅(jiān)實(shí)支撐。數(shù)字經(jīng)濟(jì)的主要特征1.2.2數(shù)字經(jīng)濟(jì)的興起數(shù)字信息的海量性、復(fù)雜性以及快速更新的特點(diǎn)，對(duì)個(gè)體的信息處理能力、創(chuàng)新思維以及倫理道德觀念提出了新的挑戰(zhàn)和要求。隨著數(shù)字化進(jìn)程的不斷加速，數(shù)字素養(yǎng)將成為個(gè)體在數(shù)字化時(shí)代中立足和發(fā)展的關(guān)鍵能力之一。數(shù)字技術(shù)操作能力計(jì)算機(jī)操作、網(wǎng)絡(luò)瀏覽、信息搜索數(shù)字信息的敏感度和批判性思維能力辨別信息的真?zhèn)?、價(jià)值和可靠性利用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和創(chuàng)造的能力數(shù)字化創(chuàng)新數(shù)字素養(yǎng)能力要求1.2信息社會(huì)與數(shù)字素養(yǎng)數(shù)字素養(yǎng)的提出1.2.3數(shù)字素養(yǎng)概述1.2信息社會(huì)與數(shù)字素養(yǎng)數(shù)字素養(yǎng)涉及個(gè)體如何理解、評(píng)估、創(chuàng)造、使用以及保護(hù)數(shù)字信息的多個(gè)方面。數(shù)字安全與保護(hù)數(shù)字意識(shí)與認(rèn)知數(shù)字技能與操作數(shù)字倫理與道德數(shù)字評(píng)估與批判數(shù)字創(chuàng)新與創(chuàng)造具備對(duì)數(shù)字信息的敏感性，了解數(shù)字技術(shù)的基本原理和發(fā)展趨勢(shì)。熟練掌握數(shù)字工具、技術(shù)和平臺(tái)的使用方法，包括計(jì)算機(jī)操作、網(wǎng)絡(luò)瀏覽、信息搜索、數(shù)據(jù)處理分析等。具備辨別信息真?zhèn)巍r(jià)值和可靠性的能力。利用數(shù)字技術(shù)創(chuàng)造新的知識(shí)和價(jià)值，包括數(shù)字內(nèi)容的創(chuàng)作、數(shù)字產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和數(shù)字解決方案的提出等。遵循道德規(guī)范和倫理原則，尊重他人的隱私和權(quán)益，不傳播虛假信息，不侵犯他人的知識(shí)產(chǎn)權(quán)等。了解數(shù)字安全的基本知識(shí)和方法，保護(hù)個(gè)人隱私和數(shù)據(jù)安全，防范數(shù)字風(fēng)險(xiǎn)和網(wǎng)絡(luò)攻擊。數(shù)字素養(yǎng)的內(nèi)涵1.2.3數(shù)字素養(yǎng)概述計(jì)算思維基礎(chǔ)1.31.3計(jì)算思維基礎(chǔ)什么是計(jì)算思維？思維？概括并間接反映了客觀事物的本質(zhì)與規(guī)律。數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算及智能終端快速發(fā)展計(jì)算思維？運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)概念求解問(wèn)題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類行為，涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)廣泛領(lǐng)域內(nèi)的思維活動(dòng)。——周以真強(qiáng)調(diào)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)破解難題，激發(fā)創(chuàng)新思維，并洞察社會(huì)現(xiàn)象背后的邏輯與規(guī)律。已成為推動(dòng)數(shù)學(xué)、物理、生物、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。計(jì)算思維的定義1.3.1計(jì)算思維概述1.3計(jì)算思維基礎(chǔ)“看山是山，看水是水”“昨夜西風(fēng)凋碧樹，獨(dú)上高樓，望盡天涯路”“看山不是山，看水不是水”“衣帶漸寬終不悔，為伊銷得人憔悴”“看山還是山，看水還是水”“眾里尋她千百度，驀然回首，那人卻在燈火闌珊處”From王國(guó)維“人間詞話”關(guān)于“境界”的闡述貫通，看得遠(yuǎn)，才能認(rèn)識(shí)準(zhǔn)確浮想聯(lián)翩，由此及彼，才能發(fā)現(xiàn)不斷訓(xùn)練，不斷理解，才能找出本質(zhì)，才能創(chuàng)新貫通與聯(lián)想訓(xùn)練與實(shí)踐概念與知識(shí)思維是創(chuàng)新的源頭，技術(shù)與知識(shí)是創(chuàng)新的支撐計(jì)算思維的定義1.3.1計(jì)算思維概述1.3計(jì)算思維基礎(chǔ)04030201創(chuàng)新與靈活性的雙重體現(xiàn)跨學(xué)科融合與全民素養(yǎng)提升概念引領(lǐng)與創(chuàng)新能力人本思維的數(shù)字化延伸體現(xiàn)了人類智慧與現(xiàn)代技術(shù)的深度融合。遞歸算法與古人設(shè)計(jì)復(fù)雜圖案的遞歸方法異曲同工，凸顯了計(jì)算思維的傳承與創(chuàng)新價(jià)值。要求思考者既要有扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，又要有敏銳的問(wèn)題洞察力。被視為現(xiàn)代社會(huì)公民的基本素養(yǎng)之一，幫助人們理性分析問(wèn)題、做出決策，在信息爆炸時(shí)代保持高效與準(zhǔn)確。數(shù)學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性+工程的實(shí)踐性迭代+遞歸抽象思維前瞻性與實(shí)用性并重自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需面對(duì)復(fù)雜路況迅速調(diào)整策略，這種靈活性和創(chuàng)新性正是計(jì)算思維解決實(shí)際問(wèn)題的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)，也是其廣泛應(yīng)用和持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。創(chuàng)新思維+靈活應(yīng)對(duì)計(jì)算思維的主要特征1.3.1計(jì)算思維概述1.3計(jì)算思維基礎(chǔ)0203訓(xùn)練過(guò)程評(píng)估優(yōu)化0104基礎(chǔ)積累思維形成怎樣培養(yǎng)計(jì)算思維？掌握計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的基本術(shù)語(yǔ)、概念，以及基本原理和方法。進(jìn)行系統(tǒng)思維訓(xùn)練，注重抽象思維與設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，將所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題解決。對(duì)解決方案進(jìn)行驗(yàn)證與評(píng)估，確保既具有實(shí)用性又具備高效率。培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)試態(tài)度，不斷優(yōu)化和完善解決方案。形成面對(duì)各類問(wèn)題時(shí)能夠自然而然地運(yùn)用計(jì)算手段進(jìn)行求解的思維模式。1.3.2計(jì)算思維的基本步驟1.3計(jì)算思維基礎(chǔ)010203確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問(wèn)題分析與抽象算法設(shè)計(jì)界定問(wèn)題范圍：明確問(wèn)題的邊界和核心要點(diǎn)，區(qū)分計(jì)算處理和人工干預(yù)。明確輸入輸出：確定問(wèn)題的輸入信息和期望的輸出結(jié)果。抽象建模：將現(xiàn)實(shí)問(wèn)題抽象為數(shù)學(xué)模型或計(jì)算模型，識(shí)別關(guān)鍵實(shí)體、關(guān)系和約束條件。選擇計(jì)算策略：根據(jù)問(wèn)題的復(fù)雜性和特性，選擇合適的計(jì)算策略，如分治、貪心、動(dòng)態(tài)規(guī)劃等，以簡(jiǎn)化求解過(guò)程。選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：根據(jù)問(wèn)題的數(shù)據(jù)特性和處理需求，選擇或設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如數(shù)組、鏈表、棧、隊(duì)列、樹、圖等。定義數(shù)據(jù)屬性：明確各個(gè)元素的屬性和操作。優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：考慮數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式和訪問(wèn)效率，減少算法執(zhí)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)移動(dòng)和查找時(shí)間。構(gòu)思算法步驟：基于問(wèn)題分析和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，構(gòu)思解決問(wèn)題的具體算法步驟和方法。描述算法邏輯：使用偽代碼、流程圖或自然語(yǔ)言等形式，詳細(xì)描述算法的執(zhí)行邏輯和流程。評(píng)估算法復(fù)雜度：分析時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，確保算法在可接受的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)，并盡可能優(yōu)化算法性能。求解問(wèn)題的基本步驟1.3.2計(jì)算思維的基本步驟1.3計(jì)算思維基礎(chǔ)0405編程實(shí)現(xiàn)與調(diào)試結(jié)果評(píng)估與迭代優(yōu)化選擇編程語(yǔ)言：根據(jù)問(wèn)題的特性和算法的需求，選擇合適的編程語(yǔ)言進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。編寫程序代碼：將算法轉(zhuǎn)換為具體的程序代碼，確保代碼的正確性和可讀性。調(diào)試與測(cè)試：修正程序中的錯(cuò)誤和漏洞，確保程序的穩(wěn)定性和可靠性。驗(yàn)證結(jié)果：檢查輸出結(jié)果是否符合預(yù)期，驗(yàn)證算法的正確性和有效性。評(píng)估性能：對(duì)算法的運(yùn)行時(shí)間、內(nèi)存占用等性能進(jìn)行評(píng)估。迭代優(yōu)化：對(duì)算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或編程實(shí)現(xiàn)進(jìn)行必要的改進(jìn)和優(yōu)化，以提高求解效率和準(zhǔn)確性。反饋迭代：將評(píng)估結(jié)果和優(yōu)化建議反饋到前面的步驟中，不斷完善求解過(guò)程。求解問(wèn)題的基本步驟1.3.2計(jì)算思維的基本步驟交通流量?jī)?yōu)化場(chǎng)景中的智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)交通流量?jī)?yōu)化的場(chǎng)景示意圖如何運(yùn)用計(jì)算思維求解交通流量?jī)?yōu)化問(wèn)題？1.3計(jì)算思維基礎(chǔ)1.3計(jì)算思維基礎(chǔ)05編程實(shí)現(xiàn)與調(diào)試確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問(wèn)題分析與抽象算法設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)估與迭代優(yōu)化02030401明確交通流量?jī)?yōu)化的具體目標(biāo)，界定優(yōu)化范圍，涉及的路段、交叉口或整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)。抽象交通網(wǎng)絡(luò)模型，優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)。選擇計(jì)算策略，如啟發(fā)式算法或機(jī)器學(xué)習(xí)方法。選用鄰接矩陣或鄰接表表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，用數(shù)組或鏈表存儲(chǔ)交通流量和信號(hào)燈狀態(tài)等數(shù)據(jù)。定義清晰的數(shù)據(jù)屬性，確保數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能支持算法的高效執(zhí)行，并優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式?；诮煌髁磕Ｐ秃蛢?yōu)化目標(biāo)，構(gòu)思具體的算法步驟，包括初始化信號(hào)燈配時(shí)、根據(jù)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整配時(shí)等。使用偽代碼或流程圖詳細(xì)描述算法邏輯。評(píng)估算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。將算法轉(zhuǎn)化為程序代碼，實(shí)現(xiàn)交通數(shù)據(jù)的采集、處理、優(yōu)化和結(jié)果展示等功能。對(duì)程序進(jìn)行的調(diào)試和測(cè)試，確保穩(wěn)定性和可靠性。對(duì)比優(yōu)化前后的交通流量數(shù)據(jù)，評(píng)估優(yōu)化效果，并對(duì)算法性能進(jìn)行全面評(píng)估。根據(jù)評(píng)估結(jié)果，對(duì)算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或編程實(shí)現(xiàn)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。將評(píng)估結(jié)果和優(yōu)化建議進(jìn)行反饋，迭代優(yōu)化。交通流量?jī)?yōu)化場(chǎng)景中的智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)1.3計(jì)算思維基礎(chǔ)1）計(jì)算思維在自然科學(xué)中的應(yīng)用在自然科學(xué)領(lǐng)域，計(jì)算思維為科學(xué)家提供了強(qiáng)大的研究工具。通過(guò)計(jì)算模型和模擬技術(shù)，科學(xué)家能更深入地探究自然現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律。如物理學(xué)中的粒子加速器模型，幫助科學(xué)家揭示物質(zhì)的本質(zhì)和宇宙的奧秘；氣象學(xué)中的大氣環(huán)流模型，則能預(yù)測(cè)氣候變化，為防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)支持。1.3.3計(jì)算思維對(duì)各學(xué)科的影響2）計(jì)算思維在社會(huì)科學(xué)中的應(yīng)用社會(huì)科學(xué)家利用大數(shù)據(jù)分析和計(jì)算模型研究社會(huì)現(xiàn)象和人類行為。經(jīng)濟(jì)學(xué)中的金融市場(chǎng)模擬，可預(yù)測(cè)市場(chǎng)趨勢(shì)，為政策制定和企業(yè)決策提供科學(xué)依據(jù)；社會(huì)學(xué)領(lǐng)域的社交媒體數(shù)據(jù)分析，則能揭示社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和信息傳播規(guī)律，為理解社會(huì)動(dòng)態(tài)提供有力支持。3）計(jì)算思維在工程技術(shù)中的應(yīng)用通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真和模擬技術(shù)，工程師能在虛擬環(huán)境中測(cè)試和優(yōu)化系統(tǒng)，提高設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性。航空航天領(lǐng)域的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模擬，可優(yōu)化飛行器設(shè)計(jì)，提高飛行性能和燃油效率；建筑工程中的結(jié)構(gòu)力學(xué)模擬和能耗分析，則有助于設(shè)計(jì)出更安全、節(jié)能的建筑結(jié)構(gòu)。4）計(jì)算思維在人文藝術(shù)中的應(yīng)用在語(yǔ)言學(xué)中，計(jì)算思維幫助語(yǔ)言學(xué)家分析語(yǔ)言結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義關(guān)系，開發(fā)自然語(yǔ)言處理技術(shù)和機(jī)器翻譯系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)跨語(yǔ)言交流。在音樂(lè)和藝術(shù)領(lǐng)域，藝術(shù)家利用計(jì)算思維創(chuàng)作新的音樂(lè)作品和藝術(shù)作品，如數(shù)字音樂(lè)合成和虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)創(chuàng)作，推動(dòng)數(shù)字藝術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)等新興藝術(shù)形式的發(fā)展。1.3計(jì)算思維基礎(chǔ)1.3.3計(jì)算思維對(duì)各學(xué)科的影響本章小結(jié)1.41.4本章小結(jié)本章全面介紹了計(jì)算機(jī)的定義、發(fā)展歷程、應(yīng)用領(lǐng)域及未來(lái)趨勢(shì)，并深入探討了信息社會(huì)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)與數(shù)字素養(yǎng)的內(nèi)涵。計(jì)算機(jī)在科學(xué)研究、信息處理、人工智能等領(lǐng)域的具有廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)具有深遠(yuǎn)影響。計(jì)算思維作為解決復(fù)雜問(wèn)題的重要能力，其地位與作用不可或缺。祝同學(xué)們學(xué)有所成！第2章

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）CONTENTS計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜精密，卻以高度的精確性和效率支撐著信息的流通與數(shù)據(jù)的處理。運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備共同組成了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的核心體系。本章將系統(tǒng)而全面地介紹計(jì)算機(jī)的基本原理與核心技術(shù)，探討其與社會(huì)發(fā)展的緊密聯(lián)系，并通過(guò)培養(yǎng)計(jì)算思維能力，為未來(lái)的學(xué)習(xí)與工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成計(jì)算機(jī)的工作流程與原理計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)硬件的組成與功能計(jì)算機(jī)軟件的分類與作用計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)表示的形式數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示非數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示條形碼的編碼一維條形碼的編碼二維條形碼的編碼目錄2.22.32.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述2.12.1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述馮·諾依曼架構(gòu)馮·諾依曼計(jì)算機(jī)體系計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基于馮·諾依曼架構(gòu)體系，融合硬件與軟件，實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)處理，這一體系決定了計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與運(yùn)行方式，是理解計(jì)算機(jī)工作原理的基礎(chǔ)。硬件與軟件在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)緊密協(xié)作，確保了數(shù)據(jù)的有效處理與信息的快速傳遞，確保計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行。2.1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述運(yùn)算器控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備運(yùn)算器是計(jì)算機(jī)的核心部件之一，它負(fù)責(zé)執(zhí)行各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算，如加、減、乘、除等?？刂破魇怯?jì)算機(jī)的指揮中心，它負(fù)責(zé)解釋指令、控制數(shù)據(jù)流和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)各部件的操作。輸入設(shè)備用于接收用戶輸入的數(shù)據(jù)和指令，如鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀等。輸出設(shè)備用于顯示或輸出處理結(jié)果，如顯示器、打印機(jī)、揚(yáng)聲器等。2.1.2計(jì)算機(jī)的工作流程與原理2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述輸入數(shù)據(jù)用戶通過(guò)輸入設(shè)備如鍵盤、鼠標(biāo)等向計(jì)算機(jī)提供數(shù)據(jù)和指令，啟動(dòng)計(jì)算過(guò)程。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)接收到輸入數(shù)據(jù)后，將其存儲(chǔ)在內(nèi)存或外部存儲(chǔ)器中，為數(shù)據(jù)處理做好準(zhǔn)備。數(shù)據(jù)處理存儲(chǔ)在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)由CPU進(jìn)行處理，CPU是計(jì)算機(jī)的核心部件，負(fù)責(zé)執(zhí)行程序中的指令。程序執(zhí)行程序是一系列指令的集合，CPU會(huì)加載程序代碼到內(nèi)存中，并按照指令的順序執(zhí)行程序。輸出結(jié)果數(shù)據(jù)處理完成后，計(jì)算機(jī)將結(jié)果通過(guò)輸出設(shè)備呈現(xiàn)給用戶，如顯示器、打印機(jī)等。2.1.2計(jì)算機(jī)的工作流程與原理2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述高效性穩(wěn)定性維護(hù)性可擴(kuò)展性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)組成部分通過(guò)高度的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)信息的快速處理和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確存儲(chǔ)，滿足了現(xiàn)代社會(huì)對(duì)信息處理的高效性需求。協(xié)同工作確保了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在各種復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行，減少了系統(tǒng)故障和錯(cuò)誤的發(fā)生，提高了系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性。協(xié)同工作降低了系統(tǒng)組件之間的耦合度，使得每個(gè)組件可以獨(dú)立地升級(jí)和維護(hù)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的維護(hù)流程，提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的協(xié)同工作模型具有良好的可擴(kuò)展性，能夠隨著系統(tǒng)規(guī)模和復(fù)雜性的增長(zhǎng)而自然延伸，滿足不斷變化的業(yè)務(wù)需求。計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.22.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)硬件層操作系統(tǒng)層軟件層硬件層構(gòu)成系統(tǒng)基礎(chǔ)，包括CPU、內(nèi)存等物理組件，負(fù)責(zé)計(jì)算、存儲(chǔ)及通信，其性能直接決定系統(tǒng)能力。操作系統(tǒng)層作為硬件與用戶間的橋梁，負(fù)責(zé)資源管理、進(jìn)程調(diào)度等核心服務(wù)，保障資源高效利用和程序順暢運(yùn)行。應(yīng)用軟件層涵蓋各類用戶程序，如辦公軟件等，面向用戶提供豐富功能，滿足特定需求。2.2.2計(jì)算機(jī)硬件的組成與功能主板主板是計(jì)算機(jī)的核心組件，連接CPU、內(nèi)存等，通過(guò)不同接口支持各種硬件，其設(shè)計(jì)直接影響計(jì)算機(jī)的運(yùn)行。CPUCPU作為計(jì)算機(jī)的核心，由算術(shù)邏輯單元、控制單元和寄存器構(gòu)成，負(fù)責(zé)指令執(zhí)行和數(shù)據(jù)處理，其架構(gòu)決定性能。內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)暫存數(shù)據(jù)與程序的關(guān)鍵部件，使CPU能直接訪問(wèn)并處理其中信息，促進(jìn)數(shù)據(jù)快速交換與指令高效執(zhí)行。總線總線是計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾ǖ?，分?jǐn)?shù)據(jù)、地址和控制三類，分別負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸、指定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置和管理協(xié)調(diào)信號(hào)。擴(kuò)展槽擴(kuò)展槽是主板上用于安裝擴(kuò)展卡的專用插槽，增強(qiáng)了計(jì)算機(jī)的靈活性與擴(kuò)展性，用戶可通過(guò)簡(jiǎn)單安裝擴(kuò)展卡提升系統(tǒng)性能或增加新功能。接口主機(jī)接口是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外部世界交互的關(guān)鍵組件，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)通常配備多種主機(jī)接口，滿足不同外部設(shè)備的連接需求。計(jì)算機(jī)的核心組件2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.2計(jì)算機(jī)硬件的組成與功能主板目前市場(chǎng)上主板主要分為AMD（針腳式接口）與Intel（觸電式接口）兩大類型。這一分類直接決定了主板能夠安裝的處理器型號(hào)，因?yàn)樘幚砥鞅仨毰c主板上的插槽規(guī)格相匹配。AMD的處理器通常具有針腳，這些針腳會(huì)插入主板上的對(duì)應(yīng)插孔中，從而建立電氣連接。AMD主板針腳式接口2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.2計(jì)算機(jī)硬件的組成與功能主板Intel平臺(tái)：通常采用LGA（LandGridArray）插槽，這是一種多點(diǎn)觸電網(wǎng)格陣列設(shè)計(jì)，與處理器的針腳相接觸，實(shí)現(xiàn)電氣連接。Intel平臺(tái)的主板根據(jù)處理器系列的不同，會(huì)配備相應(yīng)規(guī)格的LGA插槽。觸電式接口Intel主板2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.2計(jì)算機(jī)硬件的組成與功能中央處理器中央處理器，簡(jiǎn)稱CPU，負(fù)責(zé)指令執(zhí)行、數(shù)據(jù)處理及硬件控制。其由算術(shù)邏輯單元、控制單元與寄存器群構(gòu)成，能進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算與邏輯判斷。現(xiàn)代CPU通常采用多核設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并行處理，提升效率，確保計(jì)算機(jī)運(yùn)行各類應(yīng)用與操作系統(tǒng)的高效穩(wěn)定。CPU的架構(gòu)決定了其設(shè)計(jì)、指令集以及性能特點(diǎn)。當(dāng)前市場(chǎng)上主流的CPU架構(gòu)主要包括x86、ARM以及國(guó)產(chǎn)龍芯CPU。ARMx86國(guó)產(chǎn)龍芯高性能計(jì)算架構(gòu)高效低功耗架構(gòu)自主可控性架構(gòu)2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.2計(jì)算機(jī)硬件的組成與功能內(nèi)存儲(chǔ)器DDR5內(nèi)存條內(nèi)存儲(chǔ)器根據(jù)數(shù)據(jù)保持性可以分為只讀存儲(chǔ)器（ROM）與隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中又有動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（DRAM），常見(jiàn)的內(nèi)存條就屬于這種。ROM焊接于主板，出廠后一般不可更改主板上預(yù)留插槽，可靈活擴(kuò)展存儲(chǔ)容量、數(shù)據(jù)傳輸率是內(nèi)存最重要的指標(biāo)，與內(nèi)存的性能表現(xiàn)直接相關(guān)。2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.2計(jì)算機(jī)硬件的組成與功能內(nèi)存儲(chǔ)器總線是計(jì)算機(jī)內(nèi)部各組件之間連接和通信的重要通道，數(shù)據(jù)、地址、控制總線分別負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)、地址和控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)硬件間的數(shù)據(jù)交換。2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.2計(jì)算機(jī)硬件的組成與功能擴(kuò)展槽擴(kuò)展槽是主板上用于安裝擴(kuò)展卡的專用插槽，增強(qiáng)了計(jì)算機(jī)的靈活性與擴(kuò)展性。用戶可通過(guò)簡(jiǎn)單安裝擴(kuò)展卡提升系統(tǒng)性能或增加新功能。主板上的擴(kuò)展槽聲卡USB擴(kuò)展卡無(wú)線網(wǎng)卡可擴(kuò)展的設(shè)備2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.2計(jì)算機(jī)硬件的組成與功能接口主機(jī)接口負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備的輸入與輸出功能。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)通常配備多種主機(jī)接口，以滿足不同外部設(shè)備的連接需求。主板上的各種接口2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.2計(jì)算機(jī)硬件的組成與功能計(jì)算機(jī)的外部存儲(chǔ)器硬盤存儲(chǔ)器硬盤分機(jī)械和固態(tài)兩種，HDD靠磁盤轉(zhuǎn)速存取數(shù)據(jù)，SSD無(wú)機(jī)械部件，用閃存芯片，速度快、耐用，容量大至數(shù)TB。移動(dòng)存儲(chǔ)器移動(dòng)存儲(chǔ)器包括U盤、移動(dòng)硬盤和光盤驅(qū)動(dòng)器，各具容量、便攜性和傳輸特點(diǎn)，是現(xiàn)代數(shù)字生活中不可或缺的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工具。網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)和云存儲(chǔ)NAS和云存儲(chǔ)提供了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案，方便多用戶訪問(wèn)和遠(yuǎn)程操作，是現(xiàn)代數(shù)據(jù)管理的重要手段。2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.2計(jì)算機(jī)硬件的組成與功能硬盤存儲(chǔ)器硬盤分為機(jī)械硬盤（HDD）和固態(tài)硬盤（SSD）兩種。又有SATA和NVMe兩種協(xié)議，通常HDD支持SATA協(xié)議，而SSD支持SATA和NVMe協(xié)議。硬盤性能指標(biāo)包括存儲(chǔ)容量（GB/TB）、數(shù)據(jù)傳輸速率（MB/s/GB/s）和讀寫壽命。通常來(lái)說(shuō)，SSD傳輸速率更高，讀寫壽命也長(zhǎng)于HDD，但是其制造成本很高，因此價(jià)格一般較昂貴。機(jī)械硬盤固態(tài)硬盤SATA協(xié)議NVMe協(xié)議一般是SATA協(xié)議2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.2計(jì)算機(jī)硬件的組成與功能硬盤存儲(chǔ)器HDD依靠旋轉(zhuǎn)磁盤和移動(dòng)讀寫頭存取數(shù)據(jù)，性能受轉(zhuǎn)速影響，轉(zhuǎn)速越高，數(shù)據(jù)讀寫速度越快，特點(diǎn)是大容量和低成本。SSD由控制器、閃存芯片和緩存芯片組成，無(wú)機(jī)械部件，速度快、耐用、安靜，能夠提升系統(tǒng)啟動(dòng)和程序加載速度。2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.2計(jì)算機(jī)硬件的組成與功能移動(dòng)存儲(chǔ)器移動(dòng)存儲(chǔ)器是便攜式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，它們?cè)试S用戶在不同計(jì)算機(jī)或設(shè)備之間輕松傳輸和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。這些設(shè)備以其小巧的體積、大容量存儲(chǔ)和即插即用的特性而受到廣泛歡迎，成為現(xiàn)代數(shù)字生活中不可或缺的工具。常見(jiàn)移動(dòng)存儲(chǔ)器包括USB閃存驅(qū)動(dòng)器、移動(dòng)硬盤與光盤驅(qū)動(dòng)器。移動(dòng)硬盤U盤光盤2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.2計(jì)算機(jī)硬件的組成與功能網(wǎng)絡(luò)附加和云存儲(chǔ)器網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)（NAS）是一種網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備，提供數(shù)TB至數(shù)百TB的存儲(chǔ)空間，支持多用戶訪問(wèn)和多種文件共享協(xié)議，便于數(shù)據(jù)管理、自動(dòng)備份和遠(yuǎn)程訪問(wèn)。云存儲(chǔ)則是基于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，用戶可根據(jù)需求調(diào)整存儲(chǔ)容量，并通過(guò)多設(shè)備訪問(wèn)數(shù)據(jù)，通常按使用量收費(fèi)，通過(guò)數(shù)據(jù)中心確保數(shù)據(jù)安全，適合個(gè)人和企業(yè)存儲(chǔ)重要文件和備份數(shù)據(jù)。NAS云存儲(chǔ)2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.2計(jì)算機(jī)硬件的組成與功能輸入設(shè)備是用戶與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互的重要接口，用于將用戶的指令、數(shù)據(jù)和信息輸入到計(jì)算機(jī)中。輸入設(shè)備常見(jiàn)的輸入設(shè)備包括鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏、掃描儀和麥克風(fēng)等信息輸入2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.2計(jì)算機(jī)硬件的組成與功能輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用于展示處理結(jié)果和信息的硬件組件，它們將計(jì)算機(jī)生成的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為用戶可感知的形式。輸出設(shè)備常見(jiàn)的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)和揚(yáng)聲器等信息輸出繪圖儀顯示器音響打印機(jī)2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.3計(jì)算機(jī)軟件的分類與作用系統(tǒng)軟件常見(jiàn)的操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心軟件，管理協(xié)調(diào)硬件與軟件資源，提供用戶與計(jì)算機(jī)之間的交互平臺(tái)，確保系統(tǒng)高效運(yùn)行。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序連接操作系統(tǒng)和硬件，讓系統(tǒng)識(shí)別并管理硬件。確保設(shè)備正確識(shí)別和高效運(yùn)作，處理數(shù)據(jù)傳輸、性能優(yōu)化和錯(cuò)誤檢測(cè)，維護(hù)硬件穩(wěn)定性和系統(tǒng)流暢。操作系統(tǒng)硬件驅(qū)動(dòng)程序2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.3計(jì)算機(jī)軟件的分類與作用系統(tǒng)軟件語(yǔ)言處理程序是將程序員編寫的代碼轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行的指令的軟件。它包括編譯器、解釋器和匯編器等。編譯器將高級(jí)編程語(yǔ)言轉(zhuǎn)換為機(jī)器代碼；解釋器直接執(zhí)行源代碼，無(wú)需預(yù)先編譯；匯編器則將匯編語(yǔ)言轉(zhuǎn)換為機(jī)器代碼。語(yǔ)言處理程序編譯器解釋器匯編器解釋器的直接執(zhí)行其實(shí)是通過(guò)邊轉(zhuǎn)換邊執(zhí)行實(shí)現(xiàn)的2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.3計(jì)算機(jī)軟件的分類與作用系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS應(yīng)用十分廣泛，它確保數(shù)據(jù)的高效、安全處理，并支持系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和性能。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）是專門用于管理數(shù)據(jù)庫(kù)的軟件。它提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檢索、更新和管理等功能，支持復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和關(guān)系。2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.3計(jì)算機(jī)軟件的分類與作用系統(tǒng)軟件工具軟件工具軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用于系統(tǒng)維護(hù)、優(yōu)化和管理的軟件。它不包括直接參與數(shù)據(jù)生成或處理的軟件，但在日常計(jì)算機(jī)管理中發(fā)揮著重要作用。磁盤清理工具工具軟件數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)維護(hù)數(shù)據(jù)安全網(wǎng)絡(luò)軟件辦公輔助數(shù)據(jù)備份工具殺毒軟件網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)工具PDF閱讀器2.2計(jì)算機(jī)的硬件與軟件系統(tǒng)2.2.3計(jì)算機(jī)軟件的分類與作用應(yīng)用軟件辦公軟件辦公軟件是專為提高工作效率和處理日常文檔而設(shè)計(jì)的軟件，包括文字處理、電子表格、演示文稿和個(gè)人信息管理等功能，極大地提高了個(gè)人和企業(yè)的效率。圖形與圖像處理軟件圖形與圖像處理軟件用于創(chuàng)建、編輯和優(yōu)化視覺(jué)內(nèi)容，包括圖形設(shè)計(jì)、圖像處理和三維建模與動(dòng)畫，助力設(shè)計(jì)師和創(chuàng)意專業(yè)人士實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意。多媒體與娛樂(lè)軟件多媒體與娛樂(lè)軟件為用戶提供了豐富的視聽(tīng)體驗(yàn)和娛樂(lè)方式，包括音頻編輯、視頻編輯和游戲軟件，豐富了用戶的休閑生活，同時(shí)也為專業(yè)人士提供了創(chuàng)作平臺(tái)。010203計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示2.32.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示2.3.1數(shù)據(jù)表示的形式二進(jìn)制二進(jìn)制是一種基數(shù)為2的計(jì)數(shù)系統(tǒng)，它只使用兩個(gè)數(shù)字0和1，二進(jìn)制的原理基于兩種狀態(tài)：關(guān)閉和打開。八進(jìn)制八進(jìn)制是一種基數(shù)為8的計(jì)數(shù)系統(tǒng)，使用數(shù)字0到7來(lái)表示數(shù)值。十進(jìn)制十進(jìn)制是我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｓ玫挠?jì)數(shù)系統(tǒng)，它的基數(shù)為10，使用數(shù)字0到9來(lái)表示數(shù)值。01020304十六進(jìn)制十六進(jìn)制是一種基數(shù)為16的計(jì)數(shù)系統(tǒng)，使用數(shù)字0到9和字母A到F來(lái)表示0到15的數(shù)值。2.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示2.3.1數(shù)據(jù)表示的形式二進(jìn)制的邏輯基礎(chǔ)二進(jìn)制，聽(tīng)起來(lái)可能有點(diǎn)神秘，但實(shí)際上它是一種非常基礎(chǔ)且簡(jiǎn)單的數(shù)制。二進(jìn)制數(shù)只使用兩個(gè)數(shù)字：0和1。這兩個(gè)數(shù)字可以組合起來(lái)表示所有的數(shù)值，就像我們熟悉的十進(jìn)制系統(tǒng)使用0到9這十個(gè)數(shù)字一樣。計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)以0和1的形式快速傳遞，執(zhí)行任務(wù)。二進(jìn)制的使用因其簡(jiǎn)單和邏輯性強(qiáng)，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)、運(yùn)算和邏輯控制。物理上，電路通過(guò)“高/低”電信號(hào)表示0和1，實(shí)現(xiàn)信息處理、存儲(chǔ)和傳輸。想象一下，你有一些開關(guān)，每個(gè)開關(guān)有兩種狀態(tài)：開（用1來(lái)表示）和關(guān)（用0表示）。現(xiàn)在，如果你有兩個(gè)開關(guān)，你就可以用它們來(lái)表示從0到3的4個(gè)不同的數(shù)。想一想，是如何表示的？2.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示2.3.2數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示整數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)的表示二進(jìn)制整數(shù)二進(jìn)制整數(shù)00011010150010201106001130111701004100081011表示多少？1011表示整數(shù)11（23+21+20）5.67×10-4尾數(shù)階碼計(jì)算機(jī)中，整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)方式不同，整數(shù)采用二進(jìn)制直接表示，而浮點(diǎn)數(shù)通過(guò)階碼和尾數(shù)兩部分來(lái)表示，階碼決定數(shù)值范圍，尾數(shù)決定數(shù)值精度。浮點(diǎn)數(shù)的表示整數(shù)的表示例如：2.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示2.3.2數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換1）非十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，需要將每個(gè)二進(jìn)制位對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)求出來(lái)，然后將每一位的結(jié)果相加求和?！纠?-1】將二進(jìn)制數(shù)1101轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制轉(zhuǎn)換過(guò)程如下：第0位：1×20=1第1位：0×21=0第2位：1×22=4第3位：1×23=8累加得：(1×20)+(0×21)+(1×22)+(1×23)=1+0+4+8=13故二進(jìn)制數(shù)1101等于十進(jìn)制數(shù)13，記作：1101B=13D或(1101)2=(13)10如果是小數(shù)呢？同樣的，當(dāng)要轉(zhuǎn)換的數(shù)字存在小數(shù)時(shí)，過(guò)程與整數(shù)轉(zhuǎn)換類似，但需要考慮到小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)。2.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示2.3.2數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示【例2-2】將二進(jìn)制數(shù)10.1011轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制。轉(zhuǎn)換過(guò)程如下：第0位（小數(shù)點(diǎn)前第二位）：1×21=2第1位（小數(shù)點(diǎn)前第一位）：0×20=0第2位（小數(shù)點(diǎn)后第一位）：1×2-1=0.5第3位（小數(shù)點(diǎn)后第二位）：0×2-2=0第4位（小數(shù)點(diǎn)后第三位）：1×2-3=0.125第5位（小數(shù)點(diǎn)后第四位）：1×2-4=0.0625累加得：(1×21)+(0×20)+(1×2-1)+(0×2-2)+(1×2-3)+(1×2-4)=2+0+0.5+0+0.125+0.0625=2.6875故二進(jìn)制數(shù)10.1011等于十進(jìn)制數(shù)2.6875，記作：

10.1011B=2.6875D或(10.1011)2=(2.6875)10二進(jìn)制小數(shù)的每一位代表的是2的負(fù)冪次方，從左到右依次減小。2.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示2.3.2數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示

那么，其他非十進(jìn)制數(shù)能否使用這種方法轉(zhuǎn)換？應(yīng)該如何轉(zhuǎn)換呢？【例2-3】將十進(jìn)制數(shù)13轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制。轉(zhuǎn)換過(guò)程如下：13÷2=6...16÷2=3...03÷2=1...11÷2=0...1將余數(shù)從下到上倒序排列，我們得到二進(jìn)制數(shù)1101。因此，十進(jìn)制數(shù)13轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制是1101。記作：13D=1101B或(13)10=(1101)22.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示2.3.2數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換2）十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為非十進(jìn)制將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)通常使用除2取余法。將十進(jìn)制數(shù)不斷除以2，記錄每次除法的余數(shù)，直到商為0。然后將余數(shù)逆序排列，即得到二進(jìn)制數(shù)。如果是小數(shù)呢？當(dāng)要轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制數(shù)存在小數(shù)時(shí)，同樣使用除2取余法對(duì)整數(shù)部分進(jìn)行轉(zhuǎn)換，但對(duì)于小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換，一般采用乘2取整法。2.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示2.3.2數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示乘2取整法【例2-4】將十進(jìn)制數(shù)13.625轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制。轉(zhuǎn)換過(guò)程如下：首先將整數(shù)部分13轉(zhuǎn)換為1101；然后對(duì)其小數(shù)部分0.625進(jìn)行轉(zhuǎn)換，過(guò)程如下：0.625×2=1.25→取整數(shù)部分1，小數(shù)部分為0.250.25×2=0.5→取整數(shù)部分0，小數(shù)部分為0.50.5×2=1.0→取整數(shù)部分1，小數(shù)部分為0.0將取出來(lái)的整數(shù)部分從上到下順序排列，我們得到二進(jìn)制小數(shù)0.101。整數(shù)部分和小數(shù)部分相加，記作：13.625D=1101.101B或(13.625)10=(1101.101)2小數(shù)部分乘以2記錄整數(shù)更新小數(shù)部分重復(fù)有可能會(huì)一直重復(fù)下去嗎？一般在小數(shù)部分為0或達(dá)到所需的精度的時(shí)候就停止轉(zhuǎn)換為其他非十進(jìn)制數(shù)，只需要將基數(shù)2替換為要轉(zhuǎn)換的基數(shù)即可。2.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示2.3.2數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示3）二、八、十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換首先對(duì)要轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù)每四位進(jìn)行分組，然后對(duì)每一組的四位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)，最后將每組轉(zhuǎn)換的十六進(jìn)制數(shù)拼接起來(lái)就得到了最終的轉(zhuǎn)換結(jié)果。二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)只需要三位二進(jìn)制數(shù)分組即可，因?yàn)槿欢M(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)八進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制轉(zhuǎn)化為八進(jìn)制呢？八進(jìn)制與十六進(jìn)制數(shù)之間能不能用這種方法轉(zhuǎn)換？為什么？原理：24=1623=82.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示2.3.3非數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示非數(shù)值數(shù)據(jù)包括文本、圖像和聲音等，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中扮演重要角色。計(jì)算機(jī)需要通過(guò)特定的編碼系統(tǒng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的識(shí)別、存儲(chǔ)和傳輸。主要可分為字符與字符串、圖像與聲音兩大類。字符是文本信息基本單位，字符串是字符的序列。字符一般通過(guò)編碼標(biāo)準(zhǔn)表示，如ASCII、Unicode、UTF-8、GB2312/GBK等都是不同類型的編碼系統(tǒng)。1）字符與字符串的表示其中ASCII碼用7位二進(jìn)制表示128個(gè)字符；Unicode涵蓋超100,000字符，可以表示全球大多數(shù)的語(yǔ)言；UTF-8是Unicode的一種實(shí)現(xiàn)方式，與ASCII兼容，可以表示中文字符；GB2312是中文字符編碼，包含6763個(gè)漢字和682種符號(hào)；GBK進(jìn)一步擴(kuò)展GB2312，支持更多漢字和繁體中文，能表示21,000多個(gè)漢字及ASCII字符。GB2312/GBK編碼2.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示2.3.3非數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示b4b5b6b0b1b2b30000010100111001011101110000NULDLESP0@P`p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB‘7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;K[k{1100FFFS,<

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N^n~1111SIUS/?O_oDELASCII碼字符集2.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示2.3.3非數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示計(jì)算機(jī)中圖像的表示2）圖像與聲音的表示在計(jì)算機(jī)中圖像通過(guò)像素矩陣和顏色模型表示，而聲音通過(guò)采樣和量化轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，這些編碼確保了非數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的有效處理。圖像的編碼表示如左圖所示，其中像素矩陣定義了圖像的分辨率和大小，即圖像在水平和垂直方向上的像素?cái)?shù)量。顏色模型則定義了如何表示每個(gè)像素的顏色信息，常見(jiàn)的顏色模型包括RGB（紅綠藍(lán)）、CMYK（青色、品紅色、黃色、黑色）等，圖中使用的就是RGB顏色編碼模型。2.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示2.3.3非數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示聲音在計(jì)算機(jī)中一般通過(guò)采樣和量化轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行表示和處理。采樣是將連續(xù)的聲音信號(hào)在時(shí)間上進(jìn)行離散化處理的過(guò)程，即將聲音波形在固定時(shí)間間隔內(nèi)記錄其幅度值。量化則是將采樣得到的離散信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過(guò)程，它定義了聲音信號(hào)的精度和范圍。數(shù)字聲音信號(hào)可以通過(guò)數(shù)字音頻格式如WAV、MP3等進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸。采樣量化模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)條形碼的編碼2.42.4條形碼的編碼2.4.1一維條形碼1）一維條形碼的編碼規(guī)范和碼制一維條形碼由黑條與空白組成，通過(guò)二進(jìn)制表示編碼信息，具有輸入快捷、準(zhǔn)確度高、成本低廉及可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。碼制是條形碼編碼的核心，定義了編碼規(guī)則與結(jié)構(gòu)。常見(jiàn)的碼制有EAN、UPC、Code39、Code128、Codabar及ISBN等，Codabar多用于醫(yī)療和圖書館和包裹跟蹤，而ISBN則專門用于書籍標(biāo)識(shí)。常見(jiàn)的一維條形碼2.4條形碼的編碼2.4.1一維條形碼2）一維條形碼的編碼過(guò)程編碼規(guī)范包括靜區(qū)、起始符、數(shù)據(jù)符、校驗(yàn)符及終止符。其中靜區(qū)是條碼兩端的空白區(qū)域，用于掃描定位；起始符與終止符界定條碼邊界；數(shù)據(jù)符承載具體信息；校驗(yàn)符用于檢測(cè)錯(cuò)誤。EAN13編碼方式的編碼規(guī)范確定編碼數(shù)據(jù)選擇碼制編碼轉(zhuǎn)換添加校驗(yàn)碼設(shè)計(jì)外觀打印一維條形碼的編碼過(guò)程2.4條形碼的編碼2.4.2二維條形碼1）二維條形碼的特點(diǎn)二維條形碼（2-DimensionalBarCode），如QR碼（QuickResponseCode），是一維條形碼的升級(jí)版，它在水平和垂直兩個(gè)方向上都包含信息。這種設(shè)計(jì)使得二維條形碼能夠在相同的空間內(nèi)容納更多的數(shù)據(jù)，提供了更高的數(shù)據(jù)密度和更強(qiáng)的容錯(cuò)能力。二維碼繼承了傳統(tǒng)條碼特性，通過(guò)二進(jìn)制比特流編碼信息。容量大，能存儲(chǔ)文本、數(shù)字和二進(jìn)制數(shù)據(jù)，具有強(qiáng)大的容錯(cuò)和快速識(shí)別能力，即使有部分損壞或無(wú)損也能正常讀取。常見(jiàn)的二維條形碼2.4條形碼的編碼2.4.2二維條形碼2）二維條形碼的編碼過(guò)程二維條形碼的編碼包括數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)編碼、添加糾錯(cuò)碼、構(gòu)造及布置圖像等步驟，其中糾錯(cuò)碼是為了確保二維碼在部分損壞時(shí)仍能被準(zhǔn)確識(shí)別，糾錯(cuò)碼的生成及識(shí)別是通過(guò)矩陣乘法實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)編碼添加糾錯(cuò)碼構(gòu)造及布置圖像二維條形碼的編碼過(guò)程糾錯(cuò)碼的生成及識(shí)別2.4條形碼的編碼2.4.3條形碼的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)未來(lái)，二維碼的應(yīng)用將更加多樣化，隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、人工智能(AI)等新興技術(shù)的發(fā)展，二維碼技術(shù)將在智能化應(yīng)用方面得到更廣泛的應(yīng)用，如智能家居、智能工廠等。條形碼技術(shù)因其簡(jiǎn)潔性、成本效益、快速識(shí)讀能力和高可靠性，在自動(dòng)識(shí)別領(lǐng)域占據(jù)重要地位。一維條形碼廣泛應(yīng)用于商業(yè)自動(dòng)化和信息管理，提升數(shù)據(jù)輸入速度與準(zhǔn)確性，優(yōu)化庫(kù)存管理和商品追蹤流程。二維碼則在社交媒體、個(gè)人身份驗(yàn)證及物流追蹤等領(lǐng)域也發(fā)揮重要作用，如通過(guò)掃描二維碼添加好友、關(guān)注公眾號(hào)、參與互動(dòng)活動(dòng)，或進(jìn)行電子身份證、會(huì)員卡的身份驗(yàn)證，以及追蹤物流包裹等。祝同學(xué)們學(xué)有所成！第3章

操作系統(tǒng)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）目錄CONTENTS操作系統(tǒng)作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心軟件，不僅是連接硬件與軟件的橋梁，更是確保系統(tǒng)穩(wěn)定高效運(yùn)行的關(guān)鍵。本章將介紹操作系統(tǒng)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，包括其定義、發(fā)展歷史、主要功能，以及不同操作系統(tǒng)間的差異與特色，并通過(guò)實(shí)踐案例來(lái)介紹Windows在日常工作學(xué)習(xí)中的一些應(yīng)用。3.13.23.3操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)什么是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史操作系統(tǒng)的功能Windows操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介Windows系統(tǒng)發(fā)展歷程Windows11操作入門Windows11項(xiàng)目操作案例Linux操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介L(zhǎng)inux操作系統(tǒng)發(fā)展歷程Linux與Windows的對(duì)比國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介移動(dòng)操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介Android系統(tǒng)簡(jiǎn)介Harmony系統(tǒng)簡(jiǎn)介AppleIOS系統(tǒng)簡(jiǎn)介3.4操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)3.13.1操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)操作系統(tǒng)（OperatingSystems，OS）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心軟件，負(fù)責(zé)管理和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)的軟硬件資源。它是計(jì)算機(jī)硬件與軟件之間的關(guān)鍵中間層，為硬件和軟件提供了一個(gè)交互的平臺(tái)。操作系統(tǒng)的定義(1)操作系統(tǒng)的核心目標(biāo)就是確保系統(tǒng)中運(yùn)行的應(yīng)用程序能夠與CPU、內(nèi)存之間的交互和訪問(wèn)能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地進(jìn)行3.1.1什么是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)（OperatingSystems，OS）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心軟件，負(fù)責(zé)管理和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)的軟硬件資源。它是計(jì)算機(jī)硬件與軟件之間的關(guān)鍵中間層，為硬件和軟件提供了一個(gè)交互的平臺(tái)。(2)操作系統(tǒng)

通過(guò)資源分配、調(diào)度、同步等技術(shù)來(lái)確保系統(tǒng)資源的有效利用和應(yīng)用程序的協(xié)調(diào)運(yùn)行，從而使系統(tǒng)穩(wěn)定高效的運(yùn)行；(3)同時(shí)操作系統(tǒng)還提供了用戶接口，使用戶能夠方便地使用計(jì)算機(jī)。3.1操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)操作系統(tǒng)的定義3.1.1什么是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的發(fā)展是計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件工程領(lǐng)域的一個(gè)重要篇章。自1950年以來(lái)，操作系統(tǒng)經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單的批處理系統(tǒng)到現(xiàn)代多任務(wù)操作系統(tǒng)的漫長(zhǎng)發(fā)展道路，個(gè)人機(jī)操作系統(tǒng)從早期的DOS、Windows3.x等命令行界面操作系統(tǒng)，到現(xiàn)代的Windows11、macOS、Linux等圖形用戶界面操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)在功能、性能、用戶體驗(yàn)等方面都有了顯著的提升。隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)的興起，操作系統(tǒng)也在不斷拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，為用戶提供更加智能化、個(gè)性化的服務(wù)。3.1操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介3.1.2操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史3.1操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)在計(jì)算機(jī)發(fā)展的早期，操作系統(tǒng)的主要形式是批處理系統(tǒng)。批處理系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)歷史上最早出現(xiàn)的操作系統(tǒng)類型之一，主要用于管理大型計(jì)算機(jī)的計(jì)算任務(wù)。(1)早期批處理系統(tǒng)用戶可以將多個(gè)相關(guān)的任務(wù)打包成一個(gè)批處理作業(yè)，然后一次性提交給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，操作系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行這些作業(yè)；批處理系統(tǒng)能夠管理計(jì)算機(jī)的資源，如處理器時(shí)間、內(nèi)存和磁盤空間，確保這些資源被合理分配和高效利用；1950年代-1960年代3.1.2操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史在計(jì)算機(jī)發(fā)展的早期，操作系統(tǒng)的主要形式是批處理系統(tǒng)。批處理系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)歷史上最早出現(xiàn)的操作系統(tǒng)類型之一，主要用于管理大型計(jì)算機(jī)的計(jì)算任務(wù)。同時(shí)操作系統(tǒng)還會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則和優(yōu)先級(jí)，對(duì)批處理作業(yè)進(jìn)行調(diào)度和執(zhí)行，這使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠高效地處理多個(gè)任務(wù)。1950年代-1960年代3.1操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)(1)早期批處理系統(tǒng)3.1.2操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史3.1操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)1960年，分時(shí)操作系統(tǒng)開始出現(xiàn)，如Unix的前身Multics。分時(shí)操作系統(tǒng)允許多個(gè)用戶通過(guò)終端或其他輸入設(shè)備與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交互，操作系統(tǒng)通過(guò)時(shí)間分割技術(shù)，將處理器的時(shí)間分割成時(shí)間片，輪流分配給每個(gè)用戶由于時(shí)間分割，分時(shí)操作系統(tǒng)能夠快速響應(yīng)用戶的輸入和請(qǐng)求，為用戶提供更加實(shí)時(shí)和交互式的體驗(yàn)，用戶可以通過(guò)鍵盤和屏幕與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行交互。1960年代-1970年代(2)分時(shí)操作系統(tǒng)3.1.2操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史3.1操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)1970年代末，蘋果公司推出了AppleDOS和AppleLisa，這是早期的個(gè)人電腦操作系統(tǒng)，到了1980年，微軟公司與IBM合作，推出了MicrosoftDOS和PC-DOS，這是個(gè)人電腦操作系統(tǒng)的一個(gè)重要里程碑1980年代-1984年，蘋果公司推出了AppleMacintosh，首次引入了圖形用戶界面（GUI），這標(biāo)志著個(gè)人電腦操作系統(tǒng)的重大轉(zhuǎn)變。(3)個(gè)人電腦操作系統(tǒng)3.1.2操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史3.1操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)1990年，微軟公司推出了Windows操作系統(tǒng)，提供了更加直觀和易于使用的界面。1980年代-從1990年開始，個(gè)人電腦操作系統(tǒng)逐漸成熟和普及；1995年和2001年，微軟公司分別發(fā)布了Windows95和WindowsXP，這兩個(gè)版本在個(gè)人電腦市場(chǎng)上取得了巨大成功；蘋果公司推出了MacOS，提供了更加現(xiàn)代和用戶友好的界面。(3)個(gè)人電腦操作系統(tǒng)3.1.2操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史3.1操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)1990年，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)和分布式操作系統(tǒng)的出現(xiàn)。1990年代-網(wǎng)絡(luò)和分布式操作系統(tǒng)是一種特殊的操作系統(tǒng)，旨在支持多臺(tái)計(jì)算機(jī)的協(xié)作和資源共享。這些操作系統(tǒng)能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接多臺(tái)計(jì)算機(jī)，使得它們能夠像一臺(tái)大型計(jì)算機(jī)一樣工作。網(wǎng)絡(luò)和分布式操作系統(tǒng)能夠連接多臺(tái)計(jì)算機(jī)，使得它們互相協(xié)作能夠共同完成任務(wù)，實(shí)現(xiàn)資源共享和數(shù)據(jù)通信。(4）網(wǎng)絡(luò)和分布式操作系統(tǒng)3.1.2操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史3.1操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)2000年，隨著智能手機(jī)的普及，Android和iOS等移動(dòng)操作系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。2000年代-至今移動(dòng)操作系統(tǒng)是專門為智能手機(jī)和平板電腦等移動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)，它提供直觀的用戶界面，使用戶能夠輕松地與移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行交互，移動(dòng)操作系統(tǒng)支持包括游戲、社交媒體、導(dǎo)航和辦公等軟件在內(nèi)的多種應(yīng)用程序。(5）移動(dòng)操作系統(tǒng)3.1.2操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史3.1操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)2010年，云計(jì)算技術(shù)的興起推動(dòng)了云操作系統(tǒng)的出現(xiàn)。云操作系統(tǒng)是一種基于云計(jì)算技術(shù)的新型操作系統(tǒng)，它通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供計(jì)算和存儲(chǔ)服務(wù)，支持大數(shù)據(jù)和人工智能等新興技術(shù)的發(fā)展。2010年代-至今云操作系統(tǒng)通過(guò)云計(jì)算技術(shù)提供服務(wù)，用戶可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)和使用這些服務(wù)（如計(jì)算資源、存儲(chǔ)空間等）；云操作系統(tǒng)支持多種設(shè)備，包括個(gè)人電腦、平板電腦和智能手機(jī)，用戶可以在不同的設(shè)備上訪問(wèn)和使用云服務(wù)。(6）云操作系統(tǒng)3.1.2操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史3.1操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)程管理，是操作系統(tǒng)對(duì)程序執(zhí)行過(guò)程進(jìn)行有效調(diào)度與管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。1)確保多任務(wù)高效并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程管理3.1.3操作系統(tǒng)的功能當(dāng)用戶同時(shí)啟動(dòng)多個(gè)應(yīng)用程序時(shí)，操作系統(tǒng)通過(guò)相應(yīng)的調(diào)度策略，如輪轉(zhuǎn)調(diào)度、優(yōu)先級(jí)調(diào)度等，確保每個(gè)程序都能獲得合理的處理器時(shí)間，實(shí)現(xiàn)多任務(wù)的高效并發(fā)執(zhí)行，在提升系統(tǒng)響應(yīng)速度的同時(shí)還優(yōu)化了資源利用率，為用戶帶來(lái)了流暢的操作體驗(yàn)。3.1操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)存管理，是操作系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)存資源進(jìn)行合理分配與高效利用的重要機(jī)制。它不僅負(fù)責(zé)為每個(gè)運(yùn)行中的程序分配恰當(dāng)?shù)膬?nèi)存空間，還通過(guò)內(nèi)存保護(hù)技術(shù)確保程序在安全的環(huán)境中運(yùn)行，防止數(shù)據(jù)泄露或損壞。此外，面對(duì)物理內(nèi)存容量的限制，操作系統(tǒng)引入了虛擬內(nèi)存技術(shù)，巧妙地將部分硬盤空間轉(zhuǎn)化為虛擬內(nèi)存，從而擴(kuò)展了系統(tǒng)的內(nèi)存容量，提升了系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和靈活性。3.1.3操作系統(tǒng)的功能2)優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與訪問(wèn)的內(nèi)存管理文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中用于組織、存儲(chǔ)與訪問(wèn)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵組件。操作系統(tǒng)通過(guò)層次化的目錄結(jié)構(gòu)，將文件與文件夾有序地分類存儲(chǔ)，使用戶能夠輕松查找與操作所需數(shù)據(jù)。文件系統(tǒng)還提供了豐富的數(shù)據(jù)保護(hù)措施，如訪問(wèn)權(quán)限控制、數(shù)據(jù)加密等，確保數(shù)據(jù)的安全與完整性。文件系統(tǒng)還支持?jǐn)?shù)據(jù)的備份與恢復(fù)，有效應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)丟失或損壞的風(fēng)險(xiǎn)。3.1操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)3.1.3操作系統(tǒng)的功能3)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)化存儲(chǔ)的文件系統(tǒng)管理設(shè)備管理，是操作系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件資源進(jìn)行統(tǒng)一管理與調(diào)度的核心功能。它負(fù)責(zé)識(shí)別并配置連接到計(jì)算機(jī)上的各種硬件設(shè)備，如硬盤、打印機(jī)、顯示器等。通過(guò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，操作系統(tǒng)與硬件進(jìn)行高效交互，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的初始化、狀態(tài)監(jiān)控與數(shù)據(jù)傳輸。這一功能使得用戶能夠輕松地使用各種硬件設(shè)備，無(wú)需關(guān)注底層的復(fù)雜細(xì)節(jié)，極大地提升了系統(tǒng)的易用性和用戶體驗(yàn)。3.1操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)3.1.3操作系統(tǒng)的功能4)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度硬件資源的設(shè)備管理Windows操作系統(tǒng)3.23.2Windows操作系統(tǒng)

在個(gè)人桌面操作系統(tǒng)的發(fā)展中，由微軟公司開發(fā)的Windows是一個(gè)廣泛使用的個(gè)人桌面操作系統(tǒng)，它以其直觀的用戶界面、廣泛的兼容性和豐富的應(yīng)用程序生態(tài)系統(tǒng)而聞名，為數(shù)億用戶提供了一個(gè)易于使用且功能強(qiáng)大的計(jì)算平臺(tái)。在這節(jié)內(nèi)容中，我們將簡(jiǎn)要介紹Windows操作系統(tǒng)的歷史、特性、應(yīng)用場(chǎng)景以及Windows11操作系統(tǒng)中的一些操作案例。簡(jiǎn)介3.2.1Windows操作系統(tǒng)發(fā)展歷程3.2Windows操作系統(tǒng)

微軟首次嘗試創(chuàng)建圖形用戶界面，與MS-DOS一起提供，到Windows

2.0時(shí)增加了對(duì)重疊窗口的支持，提高了用戶界面的復(fù)雜性；Windows3.1引入了TrueType字體、改進(jìn)的用戶界面和更好的應(yīng)用程序支持。1)Windows1.0-3.1階段1985-1992盡管Windows3.1還不能脫離Dos操作系統(tǒng)，但它是微軟在個(gè)人電腦操作系統(tǒng)市場(chǎng)中的一個(gè)重要里程碑，為后來(lái)的Windows操作系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)，并在個(gè)人電腦的普及和應(yīng)用軟件的開發(fā)方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。3.2.1Windows操作系統(tǒng)發(fā)展歷程Windows95是由微軟公司于1995年發(fā)布的一個(gè)操作系統(tǒng)，它標(biāo)志著個(gè)人電腦操作系統(tǒng)歷史上的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。1995-2001Windows95引入了全新的用戶界面，包括開始菜單、任務(wù)欄和桌面圖標(biāo)布局，這些都是現(xiàn)代操作系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)功能；Windows95是微軟首次推出的32位個(gè)人電腦操作系統(tǒng)，它引入了即插即用技術(shù)，使得硬件設(shè)備的安裝和管理變得更加簡(jiǎn)單，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)有了初步的支持，同時(shí)它還集成了多媒體功能，為個(gè)人電腦的多媒體應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。3.2Windows操作系統(tǒng)

2)Windows95-XP階段3.2.1Windows操作系統(tǒng)發(fā)展歷程WindowsXP是微軟公司于2001年發(fā)布的一個(gè)操作系統(tǒng)，它的發(fā)布標(biāo)志著微軟操作系統(tǒng)從Windows9x系列向更穩(wěn)定和功能豐富的32位操作系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變。WindowsXP引入了更加簡(jiǎn)潔和現(xiàn)代的用戶界面，包括透明的窗口效果和動(dòng)態(tài)背景，提供了更加直觀和易于使用的界面，包括改進(jìn)的文件管理器和媒體播放器；它通過(guò)引入防火墻和安全中心，提高了系統(tǒng)的整體安全性；同時(shí)提供了內(nèi)置的InternetExplorer6瀏覽器加強(qiáng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)支持。1995-20013.2Windows操作系統(tǒng)

2)Windows95-XP階段3.2.1Windows操作系統(tǒng)發(fā)展歷程在2006年微軟發(fā)布的WindowsVista，在系統(tǒng)中引入了新的用戶界面和安全性功能，但由于硬件要求高和兼容性問(wèn)題，受到了批評(píng)。2006-2009缺點(diǎn)3.2Windows操作系統(tǒng)

3)WindowsVista-7階段3.2.1Windows操作系統(tǒng)發(fā)展歷程2006-2009到了2009年，微軟基于Vista改進(jìn)，發(fā)布了Windows7，提供了更好的性能和用戶界面，成為了一個(gè)非常受歡迎的版本。Windows7引入了改進(jìn)的用戶界面，包括改進(jìn)的窗口管理、Aero界面效果和更強(qiáng)大的任務(wù)欄功能；它提供了更快的啟動(dòng)時(shí)間、更高效的內(nèi)存管理和更好的硬件兼容性；Windows7增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性并提供了改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)連接支持，能夠支持無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。3.2Windows操作系統(tǒng)

3)WindowsVista-7階段3.2.1Windows操作系統(tǒng)發(fā)展歷程2012-2015Windows8是微軟公司于2012年發(fā)布的一個(gè)操作系統(tǒng)，它引入了全新的用戶界面和設(shè)計(jì)理念，但對(duì)許多傳統(tǒng)Windows用戶來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn)，這也導(dǎo)致Windows8的失敗。VS3.2Windows操作系統(tǒng)

4)Windows8-10階段3.2.1Windows操作系統(tǒng)發(fā)展歷程2012-2015Windows10是微軟公司于2015年發(fā)布的一個(gè)操作系統(tǒng)，它是Windows8的后續(xù)版本。Windows10旨在為個(gè)人電腦、平板電腦、筆記本電腦和混合設(shè)備提供統(tǒng)一且現(xiàn)代化的用戶體驗(yàn)。Windows10結(jié)合了傳統(tǒng)的桌面界面和Metro界面，提供了一個(gè)統(tǒng)一的用戶界面，適應(yīng)不同的設(shè)備和使用場(chǎng)景它提供了虛擬桌面和任務(wù)視圖，同時(shí)集成了Cortana智能助手，用戶可以通過(guò)語(yǔ)音命令或文本輸入執(zhí)行各種任務(wù)。3.2Windows操作系統(tǒng)

4)Windows8-10階段3.2.1Windows操作系統(tǒng)發(fā)展歷程2021-至今Windows11是微軟公司于2021年發(fā)布的一個(gè)操作系統(tǒng)，它是Windows10的后續(xù)版本，旨在為個(gè)人電腦、平板電腦、筆