計(jì)算機(jī)與人工智能第1部分計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述課件

計(jì)算機(jī)與人工智能第1部分計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述課件contents目錄計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)01計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述個(gè)人計(jì)算機(jī)時(shí)代20世紀(jì)80年代至今，隨著微處理器和操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)開(kāi)始普及并進(jìn)入個(gè)人家庭。小型化計(jì)算機(jī)時(shí)代20世紀(jì)60年代末至70年代，集成電路的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)開(kāi)始小型化。晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)代20世紀(jì)50年代末至60年代，晶體管代替電子管，體積減小、運(yùn)算速度提高。機(jī)械計(jì)算機(jī)時(shí)代17世紀(jì)至19世紀(jì)，利用齒輪等機(jī)械裝置進(jìn)行計(jì)算。真空管計(jì)算機(jī)時(shí)代20世紀(jì)40年代至50年代，電子管作為主要元件，體積龐大、耗能高。計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程03計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)計(jì)算機(jī)通過(guò)通信線路和設(shè)備相互連接，實(shí)現(xiàn)資源共享和信息交換。01硬件系統(tǒng)包括運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備等。02軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、編譯器等，應(yīng)用軟件包括辦公軟件、游戲軟件等。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成也稱PC機(jī)，是一種通用的個(gè)人計(jì)算機(jī)，適合家庭和辦公使用。臺(tái)式機(jī)便攜式計(jì)算機(jī)，適合移動(dòng)辦公和學(xué)習(xí)使用。筆記本電腦提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的計(jì)算機(jī)，具有強(qiáng)大的存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理能力。服務(wù)器高性能的專業(yè)計(jì)算機(jī)，用于處理復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算和圖形處理任務(wù)。工作站計(jì)算機(jī)的主要類型02硬件系統(tǒng)中央處理器（CPU）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)執(zhí)行程序中的指令和處理數(shù)據(jù)。CPU由運(yùn)算器和控制器組成，運(yùn)算器負(fù)責(zé)進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算，控制器負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各個(gè)部件的工作。CPU的性能指標(biāo)包括時(shí)鐘頻率、核心數(shù)、緩存大小等，這些指標(biāo)直接影響計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度和效率。中央處理器01存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)中用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序的硬件設(shè)備。02按照存儲(chǔ)速度和訪問(wèn)方式的不同，存儲(chǔ)器可以分為高速緩存、主存和外存等類型。03高速緩存采用快速的存儲(chǔ)介質(zhì)，用于存儲(chǔ)CPU經(jīng)常訪問(wèn)的數(shù)據(jù)和指令；主存采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，具有較高的讀寫速度；外存則采用磁介質(zhì)或光介質(zhì)，存儲(chǔ)容量較大，但讀寫速度較慢。存儲(chǔ)器輸入輸出設(shè)備01輸入輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)中用于與外部環(huán)境進(jìn)行交互的硬件設(shè)備。02常見(jiàn)的輸入設(shè)備包括鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏、掃描儀等，用于將外部信息輸入到計(jì)算機(jī)中。常見(jiàn)的輸出設(shè)備包括顯示器、打印機(jī)、音響等，用于將計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果輸出到外部環(huán)境中。03主板與芯片組主板是計(jì)算機(jī)中各個(gè)部件的承載體，負(fù)責(zé)連接各個(gè)部件并協(xié)調(diào)其工作。芯片組是主板的核心組成部分，由北橋芯片和南橋芯片組成，分別負(fù)責(zé)連接處理器和擴(kuò)展卡等部件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和控制功能。03軟件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)中最基本、最重要的系統(tǒng)軟件，負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)的硬件和應(yīng)用程序，提供用戶與硬件之間的接口。操作系統(tǒng)用于存儲(chǔ)、檢索和管理大量數(shù)據(jù)，如MySQL、Oracle等。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)管理軟件和網(wǎng)絡(luò)安全軟件，用于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的通信。網(wǎng)絡(luò)軟件010203系統(tǒng)軟件辦公軟件如MicrosoftOffice系列，包括Word、Excel、PowerPoint等，用于處理文檔、電子表格和演示文稿。圖像處理軟件如AdobePhotoshop、GIMP等，用于編輯、處理圖片和設(shè)計(jì)。多媒體軟件如AdobePremiere、FinalCutPro等，用于處理音頻、視頻文件。應(yīng)用軟件包括需求分析、設(shè)計(jì)、編碼和測(cè)試等階段，目的是開(kāi)發(fā)出高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品。軟件開(kāi)發(fā)軟件維護(hù)軟件工程軟件開(kāi)發(fā)工具與環(huán)境包括改正性維護(hù)、適應(yīng)性維護(hù)、完善性維護(hù)和預(yù)防性維護(hù)，以確保軟件的正常運(yùn)行和使用。是指導(dǎo)軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)的一門科學(xué)，強(qiáng)調(diào)使用系統(tǒng)化的方法和理論來(lái)開(kāi)發(fā)高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品。如集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）、版本控制系統(tǒng)等，用于提高軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)的效率和可靠性。軟件開(kāi)發(fā)與維護(hù)04計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的基本概念計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指通過(guò)傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將不同地理位置的計(jì)算機(jī)設(shè)備連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和資源共享的系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)的基本概念網(wǎng)絡(luò)的分類與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接方式和布局，常見(jiàn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括星型、總線型、環(huán)型和網(wǎng)狀型等。網(wǎng)絡(luò)的分類與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通信的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)，如TCP/IP協(xié)議棧。網(wǎng)絡(luò)安全是指保護(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)免受攻擊和威脅，確保數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性和可用性。常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)安全措施包括防火墻、加密技術(shù)和入侵檢測(cè)等。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)安全05數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型描述數(shù)據(jù)之間關(guān)系的概念模型，包括實(shí)體、屬性、關(guān)系等。數(shù)據(jù)完整性確保數(shù)據(jù)的正確性和一致性，包括實(shí)體完整性、參照完整性和用戶自定義完整性。數(shù)據(jù)類型描述數(shù)據(jù)的基本類型，如整數(shù)、字符串、日期等。數(shù)據(jù)庫(kù)一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，可以長(zhǎng)期存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，并允許用戶進(jìn)行查詢、更新、刪除等操作。數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念RDBMS一個(gè)用于存儲(chǔ)、管理和檢索數(shù)據(jù)的軟件系統(tǒng)，支持關(guān)系數(shù)據(jù)模型。表RDBMS中的基本結(jié)構(gòu)，由行和列組成，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。主鍵唯一標(biāo)識(shí)表中的每一行的屬性或?qū)傩越M合。外鍵一個(gè)表中的屬性或?qū)傩越M合，其值依賴于另一個(gè)表的主鍵。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)需求分析使用概念模型（如ER圖）描述數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。概念設(shè)計(jì)邏輯設(shè)計(jì)物理設(shè)計(jì)01020403確定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、索引和查詢優(yōu)化等。收集、分析和確定用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的需求和要求的過(guò)程。將概念模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型的過(guò)程。數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)06計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指計(jì)算機(jī)完成一項(xiàng)操作所需的時(shí)間，如處理指令、執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算等。運(yùn)算速度指計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，包括內(nèi)存、硬盤、閃存等存儲(chǔ)介質(zhì)的大小。存儲(chǔ)容量指計(jì)算機(jī)在一定時(shí)間內(nèi)無(wú)故障運(yùn)行的概率，包括硬件和軟件的可靠性?？煽啃灾赣?jì)算機(jī)與其他設(shè)備或軟件之間的互操作能力。兼容性計(jì)算機(jī)性能指標(biāo)基準(zhǔn)測(cè)試通過(guò)運(yùn)行一系列標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)試用例，評(píng)估計(jì)算機(jī)在不同場(chǎng)景下的性能表現(xiàn)。壓力測(cè)試模擬高負(fù)載條件下的性能表現(xiàn)，以檢測(cè)計(jì)算機(jī)在極限狀態(tài)下的穩(wěn)定性和性能瓶頸。對(duì)比測(cè)試將不同型號(hào)或配置的計(jì)算機(jī)進(jìn)行性能對(duì)比，以評(píng)估其優(yōu)劣。實(shí)際應(yīng)用測(cè)試在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景下測(cè)試計(jì)算機(jī)的性能表現(xiàn)，以更貼近實(shí)際需求。計(jì)算機(jī)性能測(cè)試方法硬件升級(jí)通過(guò)更換更快的處理器、