計算機與信息技術(shù)基礎(chǔ)(第3版)第七章計算機硬件基礎(chǔ)計算機軟件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表示與處理計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)人工智能基礎(chǔ)計算機硬件基礎(chǔ)01

計算機硬件概述計算機硬件定義計算機硬件是指計算機系統(tǒng)中由電子、機械和光電元件等組成的物理裝置的總稱。計算機硬件組成計算機硬件主要由運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設(shè)備等組成。計算機硬件發(fā)展歷程隨著科技的不斷發(fā)展，計算機硬件的體積不斷縮小，性能不斷提升，價格不斷下降，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。中央處理器組成中央處理器主要由運算器和控制器組成，運算器負(fù)責(zé)進行算術(shù)和邏輯運算，控制器負(fù)責(zé)控制計算機的各個部件協(xié)調(diào)工作。中央處理器性能指標(biāo)中央處理器的性能指標(biāo)主要包括主頻、字長、運算速度、指令系統(tǒng)等。中央處理器定義中央處理器（CPU）是計算機的核心部件，負(fù)責(zé)執(zhí)行程序中的指令，控制計算機的各個部件協(xié)調(diào)工作。中央處理器存儲器是計算機中用于存儲數(shù)據(jù)的部件，根據(jù)存儲速度、容量、價格等因素可以分為內(nèi)存儲器和外存儲器兩類。存儲器定義存儲器由許多存儲單元組成，每個存儲單元可以存儲一個二進制數(shù)位，即一個比特（0或1）。存儲器組成存儲器的性能指標(biāo)主要包括容量、速度、可靠性等。存儲器性能指標(biāo)存儲器輸入輸出設(shè)備定義輸入輸出設(shè)備是計算機中用于輸入和輸出數(shù)據(jù)的部件，如鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機等。輸入輸出設(shè)備分類輸入輸出設(shè)備可以分為人機交互設(shè)備和外設(shè)兩類，人機交互設(shè)備是指用戶與計算機直接交互的設(shè)備，如鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏等；外設(shè)則是指與計算機通過接口連接的設(shè)備，如打印機、掃描儀等。輸入輸出設(shè)備性能指標(biāo)輸入輸出設(shè)備的性能指標(biāo)主要包括速度、精度、可靠性等。輸入輸出設(shè)備計算機軟件基礎(chǔ)02計算機軟件是指計算機程序、數(shù)據(jù)、文檔和相關(guān)文件的集合。軟件定義軟件分類軟件發(fā)展歷程根據(jù)用途和功能，軟件可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。軟件伴隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而不斷演進，經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜、從低級到高級的多個階段。030201計算機軟件概述操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的核心軟件，負(fù)責(zé)管理硬件資源、控制應(yīng)用程序運行、提供用戶界面等。操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是用于存儲、檢索和管理大量數(shù)據(jù)的關(guān)鍵軟件。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)開發(fā)工具是指用于編寫、調(diào)試和維護計算機程序的軟件，如編譯器、調(diào)試器等。開發(fā)工具系統(tǒng)軟件圖像處理軟件如AdobePhotoshop，用于編輯、處理和美化圖片。辦公軟件如MicrosoftOffice系列，用于處理文檔、電子表格、演示文稿等。多媒體播放器如WindowsMediaPlayer，用于播放音頻和視頻文件。應(yīng)用軟件軟件開發(fā)通常遵循需求分析、設(shè)計、編碼、測試和維護等階段。軟件開發(fā)流程軟件工程是指導(dǎo)軟件開發(fā)和維護的學(xué)科，強調(diào)使用工程化的方法來管理和組織軟件開發(fā)過程。軟件工程通過一系列質(zhì)量保證活動，確保軟件的質(zhì)量和可靠性，包括代碼審查、測試等。軟件質(zhì)量保證軟件開發(fā)與維護數(shù)據(jù)表示與處理0303字符數(shù)據(jù)表示使用ASCII碼表示字符，一個字節(jié)表示一個字符。01二進制表示計算機內(nèi)部信息采用二進制形式表示，因為二進制只有0和1兩種狀態(tài)，易于表示和存儲。02數(shù)值數(shù)據(jù)表示使用二進制補碼表示法表示整數(shù)，使用IEEE754標(biāo)準(zhǔn)表示浮點數(shù)。數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)運算基本的算術(shù)運算（加、減、乘、除）和邏輯運算（與、或、非）。數(shù)據(jù)檢索通過數(shù)據(jù)庫查詢語言（如SQL）檢索數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)排序使用排序算法（如冒泡排序、快速排序）對數(shù)據(jù)進行排序。數(shù)據(jù)處理減少數(shù)據(jù)存儲空間和提高傳輸效率。常見算法有Huffman編碼、LZ77、LZ78等。數(shù)據(jù)壓縮保護數(shù)據(jù)不被非法獲取和篡改。常見加密算法有AES、DES、RSA等。數(shù)據(jù)加密數(shù)據(jù)壓縮與加密計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)04計算機網(wǎng)絡(luò)是指通過傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，將分散的、具有獨立功能的計算機系統(tǒng)相互連接，實現(xiàn)信息交換和資源共享的系統(tǒng)。計算機網(wǎng)絡(luò)定義從早期的ARPANET到現(xiàn)代的互聯(lián)網(wǎng)，計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展經(jīng)歷了多個階段，推動了信息技術(shù)和社會的進步。計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，可以將計算機網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)等類型，每種類型都有其特定的應(yīng)用場景和特點。計算機網(wǎng)絡(luò)的分類計算機網(wǎng)絡(luò)概述網(wǎng)絡(luò)協(xié)議定義網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計算機網(wǎng)絡(luò)中進行數(shù)據(jù)交換所需要遵循的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了計算機之間信息交換的格式、順序和含義。OSI參考模型OSI（OpenSystemsInterconnection）參考模型是計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的一種，它將網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分為七個層次，從上到下分別是應(yīng)用層、表示層、會話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。TCP/IP協(xié)議族TCP/IP協(xié)議族是互聯(lián)網(wǎng)的核心協(xié)議，它包括傳輸控制協(xié)議（TCP）和網(wǎng)際協(xié)議（IP），以及其他一些重要的協(xié)議如HTTP、FTP、SMTP等。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與體系結(jié)構(gòu)123從ARPANET到現(xiàn)代的互聯(lián)網(wǎng)，因特網(wǎng)的發(fā)展經(jīng)歷了多個階段，推動了信息技術(shù)的進步和社會變革。因特網(wǎng)的發(fā)展歷程互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包括IP地址、DNS域名系統(tǒng)、路由器和交換機等基礎(chǔ)組件，它們共同構(gòu)成了互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)架構(gòu)。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用包括萬維網(wǎng)（WWW）、電子郵件、文件傳輸、遠(yuǎn)程登錄等，這些應(yīng)用為人們提供了便捷的信息獲取和交流方式。互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用因特網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全是指保護網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)免受未經(jīng)授權(quán)的訪問、泄露、破壞、修改等行為，保障網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的可用性、機密性和完整性。網(wǎng)絡(luò)安全概述網(wǎng)絡(luò)安全威脅包括病毒、蠕蟲、木馬、拒絕服務(wù)攻擊等，這些威脅可能對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。網(wǎng)絡(luò)安全威脅網(wǎng)絡(luò)安全防護包括防火墻、入侵檢測系統(tǒng)、安全審計等手段，通過這些手段可以有效地降低網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險。網(wǎng)絡(luò)安全防護網(wǎng)絡(luò)安全與防護數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)05數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型是描述數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)關(guān)系以及數(shù)據(jù)操作的抽象表示，常見的數(shù)據(jù)模型有層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）是用于創(chuàng)建、管理、維護數(shù)據(jù)庫的軟件系統(tǒng)，提供數(shù)據(jù)存儲、檢索、更新等操作功能。數(shù)據(jù)庫定義數(shù)據(jù)庫是一個存儲和管理數(shù)據(jù)的集合，可以理解為電子化的文件柜。數(shù)據(jù)庫概述關(guān)系數(shù)據(jù)庫定義01關(guān)系數(shù)據(jù)庫是以關(guān)系模型為基礎(chǔ)構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫，采用二維表格的形式存儲數(shù)據(jù)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的特點02數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化、數(shù)據(jù)獨立性強、數(shù)據(jù)操作簡單、支持SQL語言等。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的設(shè)計03關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計包括概念設(shè)計、邏輯設(shè)計和物理設(shè)計三個階段，目的是建立一個高效、可靠、易于維護的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計原則數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程包括需求分析、概念設(shè)計、邏輯設(shè)計、物理設(shè)計、實施和維護等階段。數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程數(shù)據(jù)庫應(yīng)用場景數(shù)據(jù)庫廣泛應(yīng)用于企業(yè)、政府、教育、科研等領(lǐng)域，支持各種業(yè)務(wù)處理、信息管理、決策支持等應(yīng)用。數(shù)據(jù)庫設(shè)計應(yīng)遵循規(guī)范化原則，以提高數(shù)據(jù)一致性和完整性，減少數(shù)據(jù)冗余和操作異常。數(shù)據(jù)庫設(shè)計與應(yīng)用人工智能基礎(chǔ)06人工智能的定義人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能的起源與發(fā)展人工智能起源于20世紀(jì)50年代，經(jīng)歷了從專家系統(tǒng)、知識表示與推理、機器學(xué)習(xí)等階段，目前正處于深度學(xué)習(xí)階段。人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域人工智能已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、金融、交通、教育等領(lǐng)域，為人類帶來了巨大的便利和效益。人工智能概述深度學(xué)習(xí)的定義深度學(xué)習(xí)是機器學(xué)習(xí)的一種，它通過構(gòu)建深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來模擬人腦的認(rèn)知過程，實現(xiàn)更加精準(zhǔn)和高效的預(yù)測和決策。機器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)已廣泛應(yīng)用于圖像識別、語音識別、自然語言處理、推薦系統(tǒng)等領(lǐng)域，為各行各業(yè)帶來了創(chuàng)新和變革。機器學(xué)習(xí)的定義機器學(xué)習(xí)是人工智能的一個重要分支，它利用計算機從數(shù)據(jù)中自動提取模式，并基于這些模式進行預(yù)測或決策。機器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)自然語言處理與智能語音技術(shù)自然語言處理和智能語音技術(shù)已廣泛應(yīng)用于智能