2024年《計算機基礎(chǔ)知識》課件

《計算機基礎(chǔ)知識》課件《計算機基礎(chǔ)知識》課件/《計算機基礎(chǔ)知識》課件《計算機基礎(chǔ)知識》課件一、引言計算機作為一種現(xiàn)代化的智能工具，已經(jīng)深入到我們生活的各個領(lǐng)域。掌握計算機基礎(chǔ)知識，是適應(yīng)信息化時代發(fā)展的必然要求。本課件旨在幫助大家了解計算機的基本概念、原理和應(yīng)用，為后續(xù)深入學(xué)習(xí)計算機專業(yè)知識奠定基礎(chǔ)。二、計算機發(fā)展史1.計算機起源：計算機的起源可以追溯到古代的算盤，但現(xiàn)代計算機的誕生則以1946年的ENIAC（電子數(shù)值積分計算機）為標志。2.計算機發(fā)展階段：計算機發(fā)展經(jīng)歷了四個階段，分別是電子管計算機、晶體管計算機、集成電路計算機和大規(guī)模集成電路計算機。3.我國計算機發(fā)展：我國計算機事業(yè)起步于1956年，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已取得舉世矚目的成就。目前，我國在超級計算機領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。三、計算機系統(tǒng)組成1.硬件系統(tǒng)：硬件系統(tǒng)是計算機的物質(zhì)基礎(chǔ)，包括中央處理器（CPU）、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備等。2.軟件系統(tǒng)：軟件系統(tǒng)是計算機的靈魂，分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件主要包括操作系統(tǒng)、編譯程序等；應(yīng)用軟件則包括辦公軟件、圖像處理軟件等。四、計算機基本原理1.二進制：計算機內(nèi)部采用二進制表示信息，即用“0”和“1”兩個數(shù)字符號表示所有信息。2.存儲程序原理：計算機根據(jù)存儲的程序自動執(zhí)行操作，這一原理由馮·諾依曼提出。3.CPU工作原理：CPU是計算機的核心部件，主要負責解釋和執(zhí)行程序指令。CPU內(nèi)部包括運算器、控制器等組件。五、計算機操作系統(tǒng)1.操作系統(tǒng)概念：操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中最基本的軟件，負責管理計算機硬件與軟件資源，為用戶提供良好的操作界面。2.操作系統(tǒng)功能：操作系統(tǒng)具有處理器管理、存儲管理、設(shè)備管理和文件管理等功能。3.常見操作系統(tǒng)：目前常見的操作系統(tǒng)有Windows、Linux、macOS等。六、計算機應(yīng)用領(lǐng)域1.科學(xué)計算：計算機具有強大的計算能力，可以解決復(fù)雜的科學(xué)計算問題。2.信息處理：計算機在信息處理領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，如文字處理、圖像處理、音頻處理等。3.通信技術(shù)：計算機技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合，形成了現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)，如互聯(lián)網(wǎng)、移動通信等。4.控制技術(shù)：計算機在工業(yè)控制、智能交通等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。5.網(wǎng)絡(luò)安全：隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的普及，網(wǎng)絡(luò)安全問題日益突出，計算機技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全方面具有重要應(yīng)用。七、計算機未來發(fā)展趨勢1.量子計算機：量子計算機是一種新型計算機，具有超高速計算能力，有望在未來解決一些傳統(tǒng)計算機難以解決的問題。3.物聯(lián)網(wǎng)：物聯(lián)網(wǎng)是計算機技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，將實現(xiàn)萬物互聯(lián)，為人們的生活帶來更多便利。4.云計算：云計算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算模式，可以將計算任務(wù)分布在大量計算機上，提高計算效率。八、本課件對計算機基礎(chǔ)知識進行了簡要介紹，希望對大家有所幫助。掌握計算機基礎(chǔ)知識，不僅有助于提高工作效率，還能為適應(yīng)未來社會發(fā)展奠定基礎(chǔ)。希望大家在今后的學(xué)習(xí)和工作中，不斷探索計算機技術(shù)的奧秘，為我國信息化事業(yè)貢獻力量。需要重點關(guān)注的細節(jié)是計算機操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中最基本的軟件，負責管理計算機硬件與軟件資源，為用戶提供良好的操作界面。它具有處理器管理、存儲管理、設(shè)備管理和文件管理等功能。一、操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程操作系統(tǒng)的發(fā)展可以分為幾個階段。早期的計算機并沒有操作系統(tǒng)，用戶需要直接與硬件打交道，編寫機器語言程序來控制計算機。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了批處理系統(tǒng)，它可以將一批作業(yè)按照一定的順序自動執(zhí)行，提高了計算機的利用率。后來，分時操作系統(tǒng)出現(xiàn)，允許多個用戶同時使用計算機，提高了計算機的交互性?，F(xiàn)代操作系統(tǒng)具有圖形用戶界面和窗口系統(tǒng)，使用戶可以更加方便地操作計算機。二、操作系統(tǒng)的核心功能1.處理器管理：操作系統(tǒng)負責管理計算機的處理器資源，包括進程管理、線程管理、調(diào)度器等。進程是操作系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的基本單位，線程是進程內(nèi)的執(zhí)行單元。調(diào)度器負責決定哪個進程或線程可以獲得處理器資源，以及它們可以獲得多長時間。2.存儲管理：操作系統(tǒng)負責管理計算機的內(nèi)存資源，包括內(nèi)存分配、內(nèi)存保護、內(nèi)存共享等。內(nèi)存分配是指操作系統(tǒng)為進程或線程分配內(nèi)存空間，內(nèi)存保護是指操作系統(tǒng)保護進程的內(nèi)存空間不被其他進程破壞，內(nèi)存共享是指操作系統(tǒng)允許多個進程共享同一塊內(nèi)存空間。3.設(shè)備管理：操作系統(tǒng)負責管理計算機的輸入輸出設(shè)備，包括設(shè)備驅(qū)動程序、設(shè)備分配、設(shè)備調(diào)度等。設(shè)備驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)與硬件設(shè)備之間的接口，設(shè)備分配是指操作系統(tǒng)為進程或線程分配設(shè)備資源，設(shè)備調(diào)度是指操作系統(tǒng)決定哪個進程或線程可以獲得設(shè)備資源。4.文件管理：操作系統(tǒng)負責管理計算機的文件系統(tǒng)，包括文件存儲、文件訪問控制、文件備份等。文件存儲是指操作系統(tǒng)將文件存儲在磁盤上，文件訪問控制是指操作系統(tǒng)控制用戶對文件的訪問權(quán)限，文件備份是指操作系統(tǒng)對文件進行備份以防止數(shù)據(jù)丟失。三、常見操作系統(tǒng)簡介1.Windows操作系統(tǒng)：Windows操作系統(tǒng)是由微軟公司開發(fā)的，是目前最流行的操作系統(tǒng)之一。它具有圖形用戶界面和窗口系統(tǒng)，支持多任務(wù)處理和多媒體應(yīng)用。Windows操作系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于個人電腦和服務(wù)器等領(lǐng)域。2.Linux操作系統(tǒng)：Linux操作系統(tǒng)是由LinusTorvalds開發(fā)的，是一種開源的操作系統(tǒng)。它具有穩(wěn)定性和安全性，支持多用戶和多任務(wù)處理。Linux操作系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于服務(wù)器、嵌入式系統(tǒng)和超級計算機等領(lǐng)域。3.macOS操作系統(tǒng)：macOS操作系統(tǒng)是由蘋果公司開發(fā)的，是蘋果電腦的操作系統(tǒng)。它具有優(yōu)雅的界面和良好的用戶體驗，支持多任務(wù)處理和多媒體應(yīng)用。macOS操作系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于個人電腦和服務(wù)器等領(lǐng)域。四、操作系統(tǒng)的發(fā)展趨勢1.云操作系統(tǒng)：隨著云計算的發(fā)展，云操作系統(tǒng)應(yīng)運而生。云操作系統(tǒng)是一種基于云計算的操作系統(tǒng)，可以將計算任務(wù)分布在大量計算機上，提高計算效率。2.物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)：物聯(lián)網(wǎng)是計算機技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)是一種專門為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計的操作系統(tǒng)，它具有輕量級、低功耗、實時性等特點?？傊?，操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中最基本的軟件，負責管理計算機硬件與軟件資源，為用戶提供良好的操作界面。掌握操作系統(tǒng)的基本原理和功能，對于理解和運用計算機具有重要意義。五、操作系統(tǒng)的類型與特點1.單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)（如MS-DOS）：這種操作系統(tǒng)只允許一個用戶使用計算機，且一次只能運行一個任務(wù)。它的特點是簡單、資源占用少，但效率較低，不適合現(xiàn)代多任務(wù)處理的需求。2.單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)（如Windows95/98）：這種操作系統(tǒng)允許一個用戶同時運行多個程序。它通過時間分片技術(shù)實現(xiàn)多任務(wù)，但只有一個用戶界面。3.多用戶操作系統(tǒng)（如Unix/Linux）：這種操作系統(tǒng)允許多個用戶通過各自的終端同時使用計算機。它支持真正的多任務(wù)處理，每個用戶可以同時運行多個程序，并且用戶之間相互隔離。4.實時操作系統(tǒng)（如VRTX）：這種操作系統(tǒng)用于實時控制系統(tǒng)，它能夠及時響應(yīng)外部事件，并保證任務(wù)在規(guī)定的時間內(nèi)完成。實時操作系統(tǒng)通常用于嵌入式系統(tǒng)和工業(yè)控制領(lǐng)域。六、操作系統(tǒng)的用戶界面1.命令行界面（CLI）：用戶通過輸入特定的命令來與計算機交互。CLI的優(yōu)點是效率高，適合高級用戶和程序員使用，但學(xué)習(xí)曲線較陡峭，對普通用戶不夠友好。2.圖形用戶界面（GUI）：用戶通過圖形界面與計算機交互，如圖標、拖拽文件等。GUI的優(yōu)點是直觀易用，適合普通用戶，但相對于CLI，資源占用較多。3.觸摸用戶界面（TUI）：隨著觸摸屏技術(shù)的發(fā)展，TUI逐漸流行。用戶直接通過觸摸屏幕來操作計算機，這種界面適合移動設(shè)備和公共場所的信息查詢系統(tǒng)。七、操作系統(tǒng)的安全性1.訪問控制：操作系統(tǒng)通過用戶賬戶和權(quán)限設(shè)置來控制用戶對系統(tǒng)資源的訪問。這包括文件系統(tǒng)的訪問控制列表（ACL）和用戶身份驗證機制。2.加密機制：操作系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)加密和解密的功能，以保護數(shù)據(jù)在傳輸和存儲過程中的安全性。3.安全審計：操作系統(tǒng)記錄系統(tǒng)的安全相關(guān)事件，如登錄嘗試、文件訪問等，以便于事后審計和分析。4.防火墻和防病毒軟件：操作系統(tǒng)通常需要配合防火墻和防病毒軟件來保護系統(tǒng)免受網(wǎng)絡(luò)攻擊和惡意軟件的侵害。八、操作系統(tǒng)的未來挑戰(zhàn)隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，操作系統(tǒng)面臨著新的挑戰(zhàn)：1.兼容性與可移植性：隨著新硬件和新應(yīng)用的出現(xiàn)，操作系統(tǒng)需要不斷更新以保持兼容性。同時，操作系統(tǒng)需要能夠在不同的硬件平臺上運行，這就要求操作系統(tǒng)具有良好的可移植性。2.能源管理：隨著能源成本的上升和環(huán)保意識的增強，操作系統(tǒng)的能源管理變得尤為重要。操作系統(tǒng)需要能夠合理分配計算資源，以降低能耗。3.虛擬化與容器技術(shù)：虛擬化技術(shù)允許在一臺物理機上運行多個獨立的操作系統(tǒng)實例，而容器技術(shù)則提供了一種輕量級的虛擬化解決方案。