計算機系統概述課件2023-2026ONEKEEPVIEWREPORTING目錄CATALOGUE計算機硬件基礎計算機軟件基礎計算機網絡數據庫系統人工智能與機器學習計算機系統的發展趨勢與未來展望計算機硬件基礎PART01計算機硬件分為五個部分：輸入設備、輸出設備、中央處理器、存儲設備和數據傳輸設備。輸入設備用于將數據和信息輸入計算機，如鍵盤、鼠標、掃描儀等。計算機由硬件和軟件組成，硬件是計算機的物理組件，包括中央處理器、存儲設備、輸入輸出設備等。計算機組成結構輸出設備用于顯示或輸出數據和信息，如顯示器、打印機等。存儲設備用于存儲數據和程序，如硬盤、內存等。計算機組成結構中央處理器是計算機的核心部件，負責執行程序中的指令和處理數據。數據傳輸設備用于在不同硬件之間傳輸數據，如網卡、調制解調器等。中央處理器（CPU）是計算機的核心部件，負責執行程序中的指令和處理數據。CPU的主要性能指標包括主頻、緩存、位數等。CPU由數百萬到數十億晶體管組成，具有高速運算和數據處理能力。CPU的主頻決定了計算機的運行速度，緩存用于存儲常用的數據和指令，位數決定了計算機一次可以處理的數據大小。中央處理器輸入標題02010403存儲設備存儲設備用于存儲數據和程序，分為內部存儲器和外部存儲器兩類。存儲設備的性能指標包括存儲容量、讀寫速度等。外部存儲器包括硬盤、固態硬盤（SSD）、光盤、U盤等，具有大容量、易攜帶等特點。內部存儲器包括隨機存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM），RAM用于存儲運行中的程序和數據，ROM用于存儲固件和操作系統等。輸入輸出設備用于輸入和輸出數據和信息，分為人機交互設備和外設兩類。人機交互設備包括鍵盤、鼠標、觸摸屏等，用于人與計算機之間的交互操作。外設包括打印機、掃描儀、攝像頭等，用于將數據和信息輸出到其他介質或輸入其他設備。輸入輸出設備的性能指標包括精度、速度等。01020304輸入輸出設備計算機軟件基礎PART02是管理計算機硬件與軟件資源的程序，同時也是計算機系統的內核與基石。操作系統用于存儲、檢索和管理大量數據。數據庫管理系統將源代碼轉換成機器代碼，以供計算機執行。編譯器和解釋器系統軟件如MicrosoftOffice，用于處理文檔、電子表格和幻燈片等。辦公軟件如AdobePhotoshop，用于編輯、修飾和創建圖像。圖像處理軟件如GoogleChrome或MozillaFirefox，用于瀏覽互聯網。瀏覽器應用軟件123包括需求分析、設計、編碼、測試和維護等階段。軟件開發確保軟件的質量和穩定性，發現并修復潛在的問題。軟件測試包括改正性維護、適應性維護、完善性維護和預防性維護。軟件維護軟件開發與維護計算機網絡PART03網絡定義與分類網絡是將多個計算機系統連接起來，以實現信息交換和資源共享的系統。根據不同的分類標準，可以將網絡分為局域網、廣域網、城域網等。網絡是由各種傳輸介質（如光纖、同軸電纜、雙絞線等）和網絡設備（如路由器、交換機、服務器等）組成的復雜系統。通過網絡，計算機系統可以實現數據傳輸、資源共享、遠程登錄等功能。網絡基礎網絡拓撲結構網絡拓撲結構是指網絡中各個節點（計算機或其他設備）之間的連接方式和布局。常見的網絡拓撲結構包括星型、總線型、環型和網狀型。每種拓撲結構都有其特點和適用場景。例如，星型拓撲結構適用于集中控制和易于擴展的網絡，總線型拓撲結構適用于短距離、高速傳輸的網絡，而網狀型拓撲結構則適用于大型、復雜的網絡系統。網絡基礎01網絡通信原理02網絡通信是實現計算機系統之間信息交換的關鍵技術。它涉及到信號編碼、數據傳輸、差錯控制等多個方面。03在網絡通信中，信號需要經過調制解調、編碼解碼等過程才能正確傳輸。同時，為了確保數據的可靠傳輸，還需要采用差錯控制技術（如奇偶校驗、循環冗余校驗等）來檢測和糾正傳輸過程中的錯誤。網絡基礎IP協議與地址IP協議是互聯網的核心協議，用于實現不同網絡之間的路由和數據傳輸。每個計算機系統在網絡中都有一個唯一的IP地址。IP協議通過將數據劃分為一定長度的數據包，并在每個數據包中包含源和目的地的IP地址，來實現數據的可靠傳輸。IP地址由32位二進制數組成，通常以十進制形式表示，分為四個數字段，用點隔開（如192.168.1.1）。互聯網協議TCP與UDP協議TCP（傳輸控制協議）和UDP（用戶數據報協議）是互聯網協議中最常用的兩種傳輸層協議。TCP提供可靠的、面向連接的服務，而UDP提供不可靠的、無連接的服務。TCP協議通過建立連接、數據傳輸和斷開連接的過程來確保數據的可靠傳輸。它具有流量控制和擁塞控制機制，能夠避免網絡擁塞和數據丟失。而UDP協議則簡單地將數據劃分為數據報文，每個報文獨立發送，不保證數據的可靠傳輸。UDP常用于實時應用（如音頻和視頻傳輸）和DNS查詢等場景。010203互聯網協議DNS與域名系統DNS（域名系統）是互聯網上用于將域名轉換為IP地址的服務。通過DNS，用戶可以使用域名來訪問網站或網絡服務。當用戶在瀏覽器中輸入一個域名時，DNS服務器會將該域名解析為相應的IP地址，然后通過TCP/IP協議將數據包發送到該IP地址所對應的計算機系統。DNS采用分布式數據庫系統架構，將域名和IP地址的映射關系分散存儲在多個DNS服務器中，并通過遞歸查詢機制實現域名的解析。互聯網協議防火墻通過限制網絡通信的端口和服務，過濾掉惡意流量，從而保護內部網絡的安全。它可以根據安全策略設置訪問控制規則，阻止非法訪問和惡意攻擊。入侵檢測系統則通過網絡流量和系統日志的分析，檢測出可能存在的攻擊行為，并及時發出警報或采取相應的防御措施。防火墻與入侵檢測防火墻是用于防止未經授權的訪問和數據泄漏的安全設備。入侵檢測系統則用于檢測網絡中可能存在的異常行為或攻擊行為。網絡安全加密與認證技術加密技術用于保護數據的機密性和完整性，認證技術則用于驗證通信方的身份和數據的真實性。常見的加密和認證算法包括對稱加密、非對稱加密和哈希函數等。加密技術通過對數據進行加密處理，使得只有擁有解密密鑰的合法用戶才能訪問原始數據。常見的加密算法包括AES（高級加密標準）、DES（數據加密標準）和RSA（非對稱加密算法）等。認證技術則通過驗證通信方的身份信息和數據的完整性，確保通信的安全可靠。常見的認證算法包括MD5（消息摘要算法第五版）和SHA（安全散列算法）等。網絡安全病毒與惡意軟件防范總結網絡安全數據庫系統PART04ABCD關系數據庫關系數據庫由表、行和列組成，數據以表格形式存儲，并使用行和列來表示數據。關系數據庫是一種基于關系的數據庫，使用結構化查詢語言（SQL）進行數據操作。關系數據庫廣泛應用于企業級應用、電子商務和Web應用程序等領域。關系數據庫支持事務處理，保證數據的完整性和一致性。非關系數據庫非關系數據庫是一種不基于關系的數據庫，它使用非結構化查詢語言或自定義查詢語言進行數據操作。非關系數據庫支持文檔、鍵值對和列存儲等數據模型，可以靈活地存儲不同類型的數據。非關系數據庫具有高性能、高可用性和可伸縮性等特點，適用于大數據、實時分析和分布式系統等場景。數據庫設計與管理01數據庫設計是指根據業務需求和規范，設計數據庫的結構和邏輯模型的過程。02數據庫設計包括概念設計、邏輯設計和物理設計三個階段，需要綜合考慮數據的完整性、安全性和性能等方面。03數據庫管理是指對數據庫的維護和管理，包括數據備份、恢復、優化和安全控制等操作。04數據庫管理員（DBA）是負責數據庫設計和管理的人員，需要具備專業的技能和經驗。人工智能與機器學習PART05

人工智能概述人工智能定義人工智能是一門研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的新技術科學。人工智能發展歷程從專家系統、知識表示與推理，到機器學習，再到深度學習，人工智能經歷了多個發展階段。人工智能應用領域人工智能技術廣泛應用于醫療、金融、交通、教育等領域，為人類帶來便利。通過已知輸入和輸出數據，訓練模型以預測新數據。監督學習在沒有已知輸出數據的情況下，讓模型自行從數據中找出結構或規律。無監督學習通過與環境互動，讓模型學習如何做出最優決策。強化學習基于神經網絡的機器學習方法，能夠處理大量高維數據并提取特征。深度學習機器學習算法如Siri、Alexa等，能夠識別語音并回答問題。智能語音助手通過傳感器和算法控制車輛行駛，提高交通安全性和效率。自動駕駛汽車利用人工智能技術輔助醫生進行疾病診斷，提高準確率。醫療診斷根據用戶歷史行為和喜好，推薦相關內容或產品，如電商推薦、音樂推薦等。推薦系統人工智能的應用場景計算機系統的發展趨勢與未來展望PART06云計算是一種基于互聯網的計算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需提供給計算機和其他設備。云計算使得計算資源利用更加靈活、高效，降低了IT成本。云計算大數據技術是指從海量數據中快速獲取有價值信息的技術。通過對大數據的挖掘和分析，可以更好地理解客戶需求，優化產品設計，提高生產效率。大數據技術云計算與大數據技術物聯網是指通過信息傳感設備，實時采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程等各種需要的信息，與互聯網結合形成一個巨大網絡。邊緣計算是指在靠近物或數據源頭的一側，采用網絡、計算、存儲、應用核心能力為一體的開放平臺，就近提供最近端服務。物聯網與邊緣計算邊緣計算物聯網量子計算量子計算是一種遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當