計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)基礎(chǔ)(第3版)第一章

計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)基礎(chǔ)(第3版)第一章計(jì)算機(jī)概述與發(fā)展歷程信息技術(shù)基礎(chǔ)概念與原理硬件系統(tǒng)組成與功能軟件系統(tǒng)組成與功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用信息技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展趨勢計(jì)算機(jī)概述與發(fā)展歷程01計(jì)算機(jī)的定義計(jì)算機(jī)是一種基于微處理器的智能電子計(jì)算機(jī)器，能夠按照人們事先編好的程序，自動(dòng)、高速地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、信息處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等一系列操作。計(jì)算機(jī)的分類根據(jù)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度、字長、存儲(chǔ)容量、指令系統(tǒng)、輸入/輸出設(shè)備等綜合性能指標(biāo)，可將計(jì)算機(jī)分為巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)（個(gè)人計(jì)算機(jī)）等幾類。計(jì)算機(jī)的定義與分類計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了電子管、晶體管、集成電路、大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路等幾個(gè)階段。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)的體積不斷縮小，性能不斷提高，價(jià)格不斷降低。計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢未來計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢包括以下幾個(gè)方面：一是向巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等方向發(fā)展；二是向生物計(jì)算機(jī)、光計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)等新型計(jì)算機(jī)方向發(fā)展；三是推動(dòng)人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的深度融合與應(yīng)用。計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程及趨勢在一個(gè)芯片上集成的晶體管數(shù)量每18個(gè)月翻一倍。摩爾定律的內(nèi)容摩爾定律揭示了信息技術(shù)進(jìn)步的速度和趨勢，對計(jì)算機(jī)硬件和軟件產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。它推動(dòng)了計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，促進(jìn)了計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)業(yè)的蓬勃興起，同時(shí)也改變了人們的生活方式和工作方式。在摩爾定律的推動(dòng)下，人類社會(huì)進(jìn)入了信息時(shí)代。摩爾定律的影響摩爾定律及其影響信息技術(shù)基礎(chǔ)概念與原理02信息技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)、通信、自動(dòng)化等技術(shù)手段，對信息進(jìn)行獲取、傳遞、處理、存儲(chǔ)、顯示和應(yīng)用的技術(shù)總和。信息技術(shù)定義信息技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，如促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步、提高生活質(zhì)量等。信息技術(shù)作用信息技術(shù)的定義及作用

數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化原理數(shù)字化原理數(shù)字化是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的過程，包括采樣、量化和編碼三個(gè)步驟，具有精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)化原理網(wǎng)絡(luò)化是指利用通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，將分布在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)、終端設(shè)備和信息資源互聯(lián)起來，實(shí)現(xiàn)資源共享和信息交流。智能化原理智能化是指利用計(jì)算機(jī)模擬人類智能行為，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)、推理、判斷和決策等智能功能，包括機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)是指通過信息傳感設(shè)備對物品進(jìn)行標(biāo)識和感知，實(shí)現(xiàn)物品與物品、物品與人之間的信息交互和智能處理，應(yīng)用于智能家居、智能交通等領(lǐng)域。互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)是一種全球性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，具有信息量大、傳播速度快、交互性強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，如電子商務(wù)、在線教育等。人工智能應(yīng)用人工智能是一種模擬人類智能行為的技術(shù)，具有自主學(xué)習(xí)、推理、判斷和決策等能力，應(yīng)用于智能語音助手、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域?；ヂ?lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)應(yīng)用硬件系統(tǒng)組成與功能03中央處理器（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，控制計(jì)算機(jī)的操作。CPU的概念CPU的組成CPU的工作原理CPU主要由運(yùn)算器、控制器和寄存器組等部件組成。CPU從內(nèi)存中讀取指令，解碼并執(zhí)行指令，然后存儲(chǔ)結(jié)果，最后通過總線與其他部件通信。030201中央處理器（CPU）內(nèi)存的概念01內(nèi)存是計(jì)算機(jī)中用于暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序的部件，是CPU與外存之間的橋梁。內(nèi)存的分類02內(nèi)存可分為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）。內(nèi)存的工作原理03當(dāng)計(jì)算機(jī)需要讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)時(shí)，CPU會(huì)向內(nèi)存發(fā)送地址和命令，內(nèi)存根據(jù)地址找到對應(yīng)的數(shù)據(jù)或程序，然后將其傳輸給CPU或從CPU接收數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)。存儲(chǔ)器（內(nèi)存與外存）輸入輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)中用于與外部世界進(jìn)行信息交換的部件。I/O設(shè)備可分為輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和輸入輸出設(shè)備。當(dāng)用戶需要使用I/O設(shè)備時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)通過接口電路將I/O設(shè)備與主機(jī)連接起來，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和控制。例如，當(dāng)用戶敲擊鍵盤時(shí)，鍵盤會(huì)將按鍵信息轉(zhuǎn)換為電信號并傳輸給計(jì)算機(jī)；當(dāng)計(jì)算機(jī)需要顯示圖像時(shí)，顯卡會(huì)將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為顯示器可以識別的信號并輸出到顯示器上。I/O設(shè)備的概念I(lǐng)/O設(shè)備的分類I/O設(shè)備的工作原理輸入輸出設(shè)備（I/O設(shè)備）軟件系統(tǒng)組成與功能04系統(tǒng)軟件管理和控制計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源，提供用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口。連接和控制系統(tǒng)中的硬件設(shè)備，使其正常工作。存儲(chǔ)、管理和檢索數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)安全和完整性保障。配置、監(jiān)控和管理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，確保網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行。操作系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)辦公軟件圖像處理軟件視頻編輯軟件游戲軟件應(yīng)用軟件01020304處理文檔、電子表格、演示文稿等日常辦公任務(wù)。編輯、處理和優(yōu)化圖像，用于設(shè)計(jì)、攝影等領(lǐng)域。剪輯、特效處理和發(fā)布視頻內(nèi)容，適用于影視制作、自媒體等。提供娛樂和游戲功能，包括動(dòng)作、冒險(xiǎn)、策略等多種類型。如Python、Java、C等，用于編寫計(jì)算機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)特定功能。編程語言如集成開發(fā)環(huán)境（IDE）、代碼編輯器、調(diào)試器等，提高編程效率和質(zhì)量。開發(fā)工具如Git、SVN等，管理項(xiàng)目代碼版本，協(xié)作開發(fā)和代碼審查。版本控制工具如Selenium、JUnit等，用于自動(dòng)化測試軟件功能和性能。自動(dòng)化測試工具編程語言及開發(fā)工具計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與應(yīng)用05計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由多臺(tái)地理上分散的、具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)通過通信設(shè)備和線路連接起來，在軟件的控制下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享的系統(tǒng)。按照網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可分為局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述及分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義TCP/IP協(xié)議族是一組網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的集合，包括TCP（傳輸控制協(xié)議）和IP（網(wǎng)際協(xié)議）等，用于實(shí)現(xiàn)不同計(jì)算機(jī)之間的通信。TCP/IP協(xié)議族HTTP（超文本傳輸協(xié)議）是一種應(yīng)用層協(xié)議，用于WWW（萬維網(wǎng)）上的文檔傳輸。HTTP協(xié)議包括請求和響應(yīng)兩種報(bào)文，支持各種類型的請求方法（如GET、POST等）。HTTP協(xié)議TCP/IP協(xié)議族和HTTP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)安全與防護(hù)措施網(wǎng)絡(luò)安全概述網(wǎng)絡(luò)安全是指保護(hù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)免受未經(jīng)授權(quán)的訪問、攻擊或破壞，確保網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性和可用性。網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)措施網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)包括物理安全、訪問控制、數(shù)據(jù)加密、防火墻技術(shù)、入侵檢測與防御等多種措施，用于保護(hù)網(wǎng)絡(luò)免受各種威脅和攻擊。數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用06數(shù)據(jù)庫定義數(shù)據(jù)庫是長期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合，具有數(shù)據(jù)冗余度小、數(shù)據(jù)獨(dú)立性高和易擴(kuò)展等特點(diǎn)。數(shù)據(jù)庫分類根據(jù)數(shù)據(jù)模型的不同，數(shù)據(jù)庫可分為層次型、網(wǎng)狀型、關(guān)系型和面向?qū)ο笮偷?。其中，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫是目前應(yīng)用最廣泛的數(shù)據(jù)庫類型。數(shù)據(jù)庫概述及分類關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RDBMS）關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是一種基于關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它通過表格的形式組織數(shù)據(jù)，并提供了一套完整的SQL語言來操作和管理數(shù)據(jù)。RDBMS定義具有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化、數(shù)據(jù)獨(dú)立性高、數(shù)據(jù)完整性保障和安全性控制等特點(diǎn)。常見的RDBMS有Oracle、MySQL、SQLServer等。RDBMS特點(diǎn)VS非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是一種不依賴于固定表格模式的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它采用鍵值對、文檔、列式存儲(chǔ)或圖形等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。NoSQL特點(diǎn)具有靈活的數(shù)據(jù)模型、高可擴(kuò)展性、高性能和易于開發(fā)等特點(diǎn)。常見的NoSQL數(shù)據(jù)庫有MongoDB、Redis、Cassandra等。NoSQL定義非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（NoSQL）信息技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展趨勢07信息技術(shù)在辦公自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括電子文檔管理、電子郵件、即時(shí)通訊、視頻會(huì)議等，這些技術(shù)可以大大提高辦公效率，降低辦公成本。辦公自動(dòng)化系統(tǒng)協(xié)同辦公平臺(tái)是信息技術(shù)在辦公自動(dòng)化領(lǐng)域的又一重要應(yīng)用，它可以實(shí)現(xiàn)多人在線協(xié)作、任務(wù)分配、進(jìn)度跟蹤等功能，提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作效率。協(xié)同辦公平臺(tái)隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，移動(dòng)辦公已經(jīng)成為一種趨勢。通過智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備，用戶可以隨時(shí)隨地處理辦公事務(wù)，打破了時(shí)間和空間的限制。移動(dòng)辦公信息技術(shù)在辦公自動(dòng)化中的應(yīng)用電子商務(wù)平臺(tái)電子商務(wù)平臺(tái)是信息技術(shù)在電子商務(wù)領(lǐng)域的重要應(yīng)用之一，它為消費(fèi)者和商家提供了一個(gè)在線交易的場所，支持商品展示、在線支付、物流配送等功能。大數(shù)據(jù)分析信息技術(shù)在電子商務(wù)中還可以應(yīng)用于大數(shù)據(jù)分析，通過對用戶行為、交易數(shù)據(jù)等的分析，可以為商家提供更加精準(zhǔn)的營銷策略和個(gè)性化推薦服務(wù)。電子商務(wù)安全信息技術(shù)在保障電子商務(wù)交易安全方面也發(fā)揮著重要作用，如加密技術(shù)、數(shù)字簽名、防火墻等安全措施可以保護(hù)用戶的隱私和交易安全。信息技術(shù)在電子商務(wù)中的應(yīng)用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)在智能制造領(lǐng)域的重要應(yīng)用之一，它通過傳感器、RFID等技術(shù)將生產(chǎn)設(shè)備、物料等連接起來，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化和智能化。云計(jì)算和大數(shù)據(jù)云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能制造中可以提供強(qiáng)大的計(jì)算和存儲(chǔ)能力，支持生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析和處理，為生產(chǎn)決策提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。機(jī)器人技術(shù)機(jī)器人技術(shù)是信息技術(shù)在智能制造領(lǐng)域的又一重要應(yīng)用，它可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化、提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，降低人力成本。信息技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用信息技術(shù)在金融行業(yè)中的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)管理信息技術(shù)在金融行業(yè)中還可以應(yīng)用