《技術(shù)基礎(chǔ)》課件

技術(shù)基礎(chǔ)課件簡介這套PPT課件旨在為您全面介紹技術(shù)基礎(chǔ)知識,涵蓋從硬件到軟件、從編程語言到操作系統(tǒng)等多個層面。通過生動形象的圖文并茂的內(nèi)容,讓您快速掌握技術(shù)領(lǐng)域的核心概念和原理。課程目標(biāo)1掌握計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)知識包括內(nèi)存系統(tǒng)、CPU結(jié)構(gòu)、存儲系統(tǒng)等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵組件。2理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件的運(yùn)作機(jī)制了解操作系統(tǒng)的基本概念、文件系統(tǒng)管理、進(jìn)程和線程控制等。3學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識掌握網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、常見網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備等。4了解數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、關(guān)系數(shù)據(jù)模型、SQL語言、事務(wù)管理等。計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)硬件包括各種電子元器件、電路和機(jī)械裝置的組合。它是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物理部分,用于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的各種功能。主要包括中央處理器(CPU)、存儲器、輸入/輸出設(shè)備等組成部分。這些硬件協(xié)調(diào)工作,共同完成計(jì)算機(jī)的運(yùn)算、存儲和交互任務(wù)。內(nèi)存系統(tǒng)1主存儲器主存儲器負(fù)責(zé)存儲程序指令和數(shù)據(jù),為CPU提供所需的信息。它由各種類型的半導(dǎo)體存儲單元組成,具有快速讀寫特性。2Cache緩存Cache存儲器位于CPU和主存之間,用于緩存常用的數(shù)據(jù)和指令,加快訪問速度,提高系統(tǒng)性能。3虛擬存儲器虛擬存儲器通過頁面交換技術(shù),將程序和數(shù)據(jù)的一部分暫時存放在輔助存儲器中,擴(kuò)大了系統(tǒng)的可用存儲空間。CPU結(jié)構(gòu)與工作原理控制單元(CU)負(fù)責(zé)解碼指令并控制CPU各部件的協(xié)調(diào)工作，確保指令按順序執(zhí)行。運(yùn)算單元(ALU)執(zhí)行各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，處理數(shù)據(jù)并產(chǎn)生運(yùn)算結(jié)果。寄存器組存儲中間運(yùn)算結(jié)果和控制信息，為CU和ALU提供數(shù)據(jù)支持?？偩€系統(tǒng)負(fù)責(zé)CPU內(nèi)部各部件之間以及CPU與其他設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。存儲系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的存儲系統(tǒng)包括主存儲器和輔助存儲器。主存儲器提供快速訪問,用于存儲程序和數(shù)據(jù)。輔助存儲器如硬盤、光盤等,提供大容量和長期存儲,但訪問速度較慢。兩種存儲器共同構(gòu)成了計(jì)算機(jī)的存儲系統(tǒng),保證了信息的安全可靠存儲和快速訪問。輸入輸出設(shè)備輸入設(shè)備輸入設(shè)備將用戶的輸入信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識別的數(shù)字信號,包括鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏、掃描儀等。它們確保用戶可以高效地向計(jì)算機(jī)輸入各種數(shù)據(jù)。輸出設(shè)備輸出設(shè)備將計(jì)算機(jī)處理的信息轉(zhuǎn)換為可視、可聽或可觸的形式,供用戶感知和使用,包括顯示器、打印機(jī)、揚(yáng)聲器等。它們確保用戶可以獲取計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果。外圍設(shè)備外圍設(shè)備是連接在計(jì)算機(jī)主機(jī)上的各種設(shè)備,擴(kuò)展了計(jì)算機(jī)的功能和性能,包括存儲設(shè)備、通信設(shè)備等。它們?yōu)橛脩籼峁└鼜?qiáng)大的計(jì)算能力和更豐富的交互體驗(yàn)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心,負(fù)責(zé)管理硬件資源,提供應(yīng)用程序運(yùn)行的基礎(chǔ)環(huán)境。操作系統(tǒng)概述定義操作系統(tǒng)是一種系統(tǒng)軟件,管理和控制計(jì)算機(jī)硬件資源,為應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)接口。功能進(jìn)程管理內(nèi)存管理文件管理設(shè)備管理安全保護(hù)分類主要分為批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)和實(shí)時操作系統(tǒng)等類型,滿足不同應(yīng)用需求。特點(diǎn)操作系統(tǒng)具有高度抽象化、并發(fā)性、虛擬性和可擴(kuò)展性等特點(diǎn),提高了計(jì)算機(jī)利用效率。文件系統(tǒng)管理1目錄管理建立和維護(hù)文件目錄結(jié)構(gòu)2文件操作創(chuàng)建、刪除、復(fù)制和移動文件3權(quán)限控制設(shè)置文件和目錄的訪問權(quán)限4磁盤管理分區(qū)、格式化和掛載磁盤文件系統(tǒng)管理是操作系統(tǒng)的核心功能之一。它負(fù)責(zé)管理文件和目錄的生命周期,包括創(chuàng)建、刪除、移動和權(quán)限控制等。同時,還需要管理磁盤分區(qū)和掛載,確保系統(tǒng)有序高效地存儲和訪問數(shù)據(jù)。這些管理工作對于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和數(shù)據(jù)安全都至關(guān)重要。進(jìn)程和線程進(jìn)程概念進(jìn)程是操作系統(tǒng)中的基本單位,它是一個獨(dú)立的執(zhí)行單元,擁有自己的內(nèi)存空間和資源。線程實(shí)現(xiàn)并發(fā)線程是進(jìn)程中的執(zhí)行單元,可以并發(fā)執(zhí)行以提高程序的性能和響應(yīng)速度。進(jìn)程管理操作系統(tǒng)通過調(diào)度、同步和通信等機(jī)制管理和協(xié)調(diào)進(jìn)程的執(zhí)行。線程管理操作系統(tǒng)提供了創(chuàng)建、切換和銷毀線程的機(jī)制,確保線程高效運(yùn)行。內(nèi)存管理1內(nèi)存分配根據(jù)應(yīng)用程序的需求,將物理內(nèi)存動態(tài)分配給各個進(jìn)程。2內(nèi)存保護(hù)防止進(jìn)程訪問其他進(jìn)程的內(nèi)存空間,保證數(shù)據(jù)的隔離和安全性。3內(nèi)存回收當(dāng)進(jìn)程結(jié)束時,及時回收已分配的內(nèi)存資源。4虛擬內(nèi)存通過頁面交換技術(shù),將磁盤空間作為內(nèi)存擴(kuò)展,提高內(nèi)存利用率。內(nèi)存管理是操作系統(tǒng)的核心功能之一,它負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)中所有的內(nèi)存資源。主要包括內(nèi)存分配、內(nèi)存保護(hù)、內(nèi)存回收和虛擬內(nèi)存管理等方面。通過這些機(jī)制,操作系統(tǒng)可以有效地利用有限的物理內(nèi)存,滿足各個進(jìn)程的內(nèi)存需求。處理機(jī)管理進(jìn)程調(diào)度操作系統(tǒng)根據(jù)特定的調(diào)度算法分配CPU時間給不同的進(jìn)程以保證公平性和效率。線程管理操作系統(tǒng)需要管理和協(xié)調(diào)多個線程的執(zhí)行,確保它們可以獨(dú)立且高效地運(yùn)行。中斷處理操作系統(tǒng)需要及時響應(yīng)和處理各種中斷,確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。死鎖預(yù)防操作系統(tǒng)要采取有效措施防止和解決進(jìn)程或線程之間的死鎖問題。輸入輸出管理1設(shè)備驅(qū)動為硬件設(shè)備提供軟件接口2緩沖區(qū)管理協(xié)調(diào)輸入輸出數(shù)據(jù)流的緩存3設(shè)備調(diào)度安排和控制設(shè)備的使用順序輸入輸出管理是操作系統(tǒng)的一個關(guān)鍵功能模塊。它負(fù)責(zé)為各種硬件設(shè)備提供統(tǒng)一的軟件接口,協(xié)調(diào)不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互,并合理安排設(shè)備的使用順序,提高整個系統(tǒng)的輸入輸出性能。這一模塊確保了計(jì)算機(jī)硬件和軟件之間的高效協(xié)作。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要組成部分,提供了各種機(jī)器之間信息傳遞和資源共享的平臺。了解網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基本原理和架構(gòu),對于掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)至關(guān)重要。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分層結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議由多個分層組成,每一層負(fù)責(zé)不同的功能,相互協(xié)作實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都遵循的一些公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn),確保設(shè)備和系統(tǒng)之間可以互通。參考模型OSI7層參考模型和TCP/IP4層模型是常用的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)參考標(biāo)準(zhǔn)。連接方式網(wǎng)絡(luò)連接可以是面向連接的或無連接的,不同應(yīng)用有不同需求。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議OSI參考模型OSI參考模型是一個網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn),定義了七層協(xié)議棧,規(guī)范了網(wǎng)絡(luò)通信的不同功能層。TCP/IP協(xié)議族TCP/IP協(xié)議是目前最廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,定義了互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳輸、路由和基本服務(wù)。常見網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如HTTP、FTP、SMTP等應(yīng)用層協(xié)議,ICMP、ARP等網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議,以及物理層的以太網(wǎng)等。TCP/IP協(xié)議族1網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)TCP/IP協(xié)議族采用分層架構(gòu),包括應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和鏈路層。每層負(fù)責(zé)不同的功能。2IP協(xié)議IP協(xié)議提供無連接的數(shù)據(jù)報傳輸服務(wù),負(fù)責(zé)尋址和路由。它是TCP/IP體系的核心協(xié)議。3TCP協(xié)議TCP協(xié)議提供面向連接的可靠數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),確保數(shù)據(jù)正確無誤地傳輸?shù)侥康牡亍?UDP協(xié)議UDP協(xié)議提供無連接的不可靠數(shù)據(jù)報傳輸服務(wù),適用于一些實(shí)時性要求較高的應(yīng)用場景。網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備是構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)的基礎(chǔ),扮演著重要角色。主要設(shè)備包括路由器、交換機(jī)、防火墻、網(wǎng)橋、集線器等。每種設(shè)備都有其獨(dú)特功能,如路由轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)交換、網(wǎng)絡(luò)隔離等,滿足不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的需求。設(shè)備選型需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、安全要求、數(shù)據(jù)吞吐量等因素進(jìn)行綜合評估。網(wǎng)絡(luò)安全身份認(rèn)證通過用戶名、密碼或生物特征等方式確認(rèn)用戶身份,防止未授權(quán)訪問。訪問控制根據(jù)用戶權(quán)限對網(wǎng)絡(luò)資源的訪問進(jìn)行限制管控,確保安全。加密和數(shù)據(jù)保護(hù)使用加密技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù),防止敏感信息被篡改或泄露。漏洞修補(bǔ)及時修復(fù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和軟件的安全漏洞,降低被黑客攻擊的風(fēng)險。數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)探索數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)概念,了解其在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的核心地位及功能。1數(shù)據(jù)存儲與管理數(shù)據(jù)庫提供有效的數(shù)據(jù)存儲和管理功能,確保數(shù)據(jù)安全性和完整性。2查詢與分析強(qiáng)大的查詢語言和分析工具,支持?jǐn)?shù)據(jù)的快速檢索、處理和價值挖掘。3并發(fā)控制支持多用戶并發(fā)訪問,確保數(shù)據(jù)一致性和事務(wù)完整性。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1客戶端/服務(wù)器架構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用客戶端/服務(wù)器模式,客戶端負(fù)責(zé)與用戶交互,服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲和管理。2分布式數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫可以分布在多個物理位置,通過網(wǎng)絡(luò)互連,提高可靠性和可用性。3云數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫以云服務(wù)的形式提供,可根據(jù)需求彈性擴(kuò)縮容,降低管理成本。關(guān)系數(shù)據(jù)模型實(shí)體與屬性關(guān)系數(shù)據(jù)模型將數(shù)據(jù)組織為一系列具有聯(lián)系的實(shí)體和屬性,以直觀地反映現(xiàn)實(shí)世界的結(jié)構(gòu)。關(guān)系與鍵關(guān)系模型使用主鍵、外鍵和其他完整性約束來定義實(shí)體間的聯(lián)系,確保數(shù)據(jù)一致性。SQL語言關(guān)系模型以SQL作為標(biāo)準(zhǔn)查詢語言,方便進(jìn)行數(shù)據(jù)的增刪改查和復(fù)雜分析。SQL語言概覽SQL基礎(chǔ)SQL是一種結(jié)構(gòu)化查詢語言,用于管理和操作關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。它包括DDL、DML和DCL等各種子語言。數(shù)據(jù)定義語言(DDL)DDL用于定義數(shù)據(jù)庫對象,如表、視圖、索引等。常用的DDL語句有CREATE、ALTER和DROP。數(shù)據(jù)操作語言(DML)DML用于對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作,包括插入、更新、刪除和查詢。主要的DML語句有INSERT、UPDATE、DELETE和SELECT。數(shù)據(jù)控制語言(DCL)DCL用于控制數(shù)據(jù)庫的訪問權(quán)限,如GRANT和REVOKE等語句。事務(wù)管理1定義事務(wù)是一系列相關(guān)的操作,必須全部成功完成或全部失敗。2ACID特性事務(wù)具有原子性、一致性、隔離性和持久性。3隔離級別不同的隔離級別用于平衡并發(fā)性和數(shù)據(jù)完整性。4日志管理使用日志確保事務(wù)的持久性和恢復(fù)能力。事務(wù)管理是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心功能之一。通過定義事務(wù)的ACID特性,可以確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性。隔離級別的選擇需要權(quán)衡并發(fā)性和數(shù)據(jù)安全,而日志管理則確保了事務(wù)的持久性。總的來說,事務(wù)管理是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的重要組成部分。并發(fā)控制1鎖定機(jī)制通過鎖定機(jī)制來保證同一時間只有一個事務(wù)能訪問共享數(shù)據(jù)。2隔離級別設(shè)置不同的隔離級別來平衡并發(fā)控制與性能的需求。3事務(wù)管理利用ACID特性來確保事務(wù)的完整性和一致性。數(shù)據(jù)庫完整性數(shù)據(jù)一致性數(shù)據(jù)庫完整性確保數(shù)據(jù)庫中的信息始終保持一致和準(zhǔn)確無誤。這包括確保不同表中的數(shù)據(jù)保持高度關(guān)聯(lián)。實(shí)體完整性實(shí)體完整性確保每個實(shí)體都有唯一的標(biāo)識符,如主鍵,并且每個屬性都包含有效的數(shù)據(jù)。參照完整性參照完整性確保在不同表之間建立正確的關(guān)聯(lián)關(guān)系,避免出現(xiàn)懸垂引用或孤立數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)規(guī)則業(yè)務(wù)完整性確保數(shù)據(jù)滿足特定的業(yè)務(wù)邏輯和限制條件,如最大訂單數(shù)量或最小訂單金額等。數(shù)據(jù)庫安全性加密保護(hù)通過加密技術(shù)確保數(shù)據(jù)在傳輸和存儲過程中的安全性,防止未經(jīng)授權(quán)的訪問。認(rèn)證授權(quán)建立用戶賬號體系,對訪問者進(jìn)行身份驗(yàn)證和權(quán)限管理,限制操作范圍。備份恢復(fù)定期備份數(shù)據(jù),確保數(shù)據(jù)可靠性,保護(hù)免受意外情況如硬件故障或病毒攻擊的影響。審計(jì)監(jiān)控記錄和審計(jì)數(shù)據(jù)庫的訪問和操作情況,發(fā)現(xiàn)異常行為并采取應(yīng)對措施。大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)了解大數(shù)據(jù)的定義、特點(diǎn)和應(yīng)用場景,為后續(xù)深入學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。大數(shù)據(jù)處理框架1分布式計(jì)算將大規(guī)模數(shù)據(jù)拆分成小塊,并行處理提高效率2容錯和可擴(kuò)展性支持集群橫向擴(kuò)展,可靠處理大規(guī)模數(shù)據(jù)3編程模型簡化分布式編程,提供統(tǒng)一API大數(shù)據(jù)處理框架是基于分布式計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)并行高效的數(shù)據(jù)處理。它提供了容錯、可擴(kuò)展的