大學計算機基礎知識點日期：}演講人：目錄計算機概述與發展歷程計算機系統組成與工作原理數據表示與運算基礎知識存儲器層次結構與訪問方式輸入輸出設備及接口技術介紹目錄操作系統功能與分類概述計算機網絡基礎知識普及數據庫系統概念及關系模型信息安全與防護策略分享算法設計與分析基礎入門計算機概述與發展歷程01計算機定義計算機是一種能夠按照指令進行自動、高速、精確運算和邏輯判斷的電子設備。計算機特點計算機具有速度快、精度高、存儲容量大、邏輯判斷能力強、自動化程度高等特點。計算機定義及特點第一代計算機（1946-1957）電子管計算機，運算速度低，存儲容量小，可靠性差，主要用于科學計算。第二代計算機（1958-1964）晶體管計算機，體積減小，可靠性增強，應用領域擴展到數據處理和工業控制。第三代計算機（1965-1970）集成電路計算機，運算速度大幅提高，價格降低，開始出現操作系統和高級語言。第四代計算機（1971年至今）大規模集成電路計算機，性能迅速提升，價格大幅下降，廣泛應用于各個領域。計算機發展歷程智能化計算機將越來越智能化，能夠更好地理解和服務人類。量子計算量子計算技術將突破現有計算機的性能極限，帶來計算速度的飛躍。安全性挑戰隨著計算機技術的不斷發展，計算機安全性問題將更加突出，需要不斷加強安全防護。隱私保護計算機在處理個人信息時需要更加注重隱私保護，防止信息泄露和濫用。未來趨勢與挑戰計算機系統組成與工作原理02硬件系統組成要素輸入設備鍵盤、鼠標、掃描儀、手寫板等，用于將外部信息輸入計算機。輸出設備顯示器、打印機、揚聲器等，用于將計算機處理后的信息輸出給用戶。中央處理器包括運算器和控制器，是計算機的核心部件，用于執行程序中的指令和處理數據。存儲器包括內存和外存，用于存儲程序和數據，保證計算機能夠正常運行。軟件系統分類及功能系統軟件包括操作系統、數據庫管理系統、設備驅動程序等，是計算機的基本軟件，負責管理和控制計算機的硬件和軟件資源。應用軟件包括辦公軟件、圖形處理軟件、編程軟件等，是用戶為了解決特定問題而使用的軟件。支撐軟件包括環境數據庫、中間件、開發工具等，用于支持其他軟件的開發和運行。計算機采用二進制方式表示程序和數據，并將它們存儲在內存中，按地址訪問。計算機執行程序時，控制器從內存中讀取指令，并將其解碼為相應的操作信號，控制各部件協調工作。計算機按照程序指令的順序，逐條執行，直到程序結束。計算機通過高速的電子線路和強大的運算器，實現快速的數值計算和邏輯判斷。計算機工作原理剖析存儲程序原理程序控制原理順序執行原理高速運算原理數據表示與運算基礎知識03進制轉換介紹BCD碼與ASCII碼的概念、表示方法及相互轉換方式。BCD碼與ASCII碼原碼、反碼與補碼詳細解釋原碼、反碼與補碼的概念、計算方法及在計算機中的表示方式。包括二進制、八進制、十進制和十六進制之間的轉換方法，以及相互之間的轉換規則。數制轉換方法論述數據表示方法簡介數據類型介紹基本數據類型（整型、浮點型、字符型等）的特點和存儲方式。數據表示范圍數據的存儲結構講解不同數據類型在計算機中的表示范圍以及溢出處理方法。分析數組、鏈表、棧、隊列等常見數據結構的存儲方式及特點。123基本運算規則及技巧算術運算包括加、減、乘、除等基本算術運算在計算機中的實現方法及運算規則。邏輯運算介紹與、或、非、異或等邏輯運算的規則及其應用。移位運算詳細講解左移、右移、算術移位和邏輯移位等移位運算的方法及作用。位運算技巧探討如何利用位運算進行高效的數據處理和計算，如快速判斷奇偶性、交換兩個數的值等。存儲器層次結構與訪問方式04存儲器層次結構概述計算機存儲系統按照速度、容量和價格等因素劃分為多個層次，包括寄存器、高速緩存、主存儲器和輔助存儲器等。存儲器層次結構定義各層次存儲器的速度、容量和價格等特性不同，通過合理的層次結構實現存儲器的最佳利用。存儲器層次結構特點提高計算機存儲系統的整體性能，滿足不同層次的數據訪問需求。存儲器層次結構意義主存儲器（RAM）通過電容存儲電荷實現數據的存取，數據通過總線傳輸到CPU進行處理。主存儲器工作原理及特點主存儲器工作原理速度快、容量相對較大、價格較高，斷電后數據會丟失。主存儲器特點主要包括存儲容量、讀寫速度、可靠性和功耗等。主存儲器性能指標輔助存儲器包括硬盤、光盤、U盤等，具有存儲容量大、價格低、斷電后數據不會丟失等特點。容量大、讀寫速度較慢，常作為計算機的外部存儲器，存儲大量數據和程序。存儲容量大、價格低，但讀寫速度較慢，常用于數據的存檔和備份。便于攜帶、讀寫速度快，但存儲容量相對有限，常用于數據的傳輸和移動存儲。輔助存儲器類型與應用場景輔助存儲器類型硬盤存儲器光盤存儲器U盤存儲器輸入輸出設備及接口技術介紹05輸入設備種類與特點分析鍵盤最常用的輸入設備，通過按鍵輸入字符、數字等信息，可分為機械鍵盤、薄膜鍵盤等。02040301掃描儀將紙質文檔或圖片轉換為數字形式，可分為手持式掃描儀、平板式掃描儀等。鼠標用于指示屏幕上的位置，通過點擊和拖動實現選擇、移動等操作，可分為機械鼠標、光電鼠標等。攝像頭用于捕捉圖像或視頻，可分為數字攝像頭和模擬攝像頭。顯示器將數字文檔轉換為紙質文檔，可分為噴墨打印機、激光打印機、針式打印機等。打印機音響將電信號轉換為可視的圖像，是計算機最主要的輸出設備，可分為陰極射線管顯示器（CRT）和液晶顯示器（LCD）等。將圖像或視頻投射到屏幕上，可分為液晶投影儀和數字光處理投影儀等。將數字音頻信號轉換為聲音，可分為內置音箱和外置音箱。輸出設備種類與特點分析投影儀通用串行總線接口，支持熱插拔，傳輸速度快，可用于連接多種設備，如打印機、掃描儀、鼠標等。USB接口高清多媒體接口，可以傳輸高清視頻和音頻信號，常用于連接電視、投影儀等設備。HDMI接口一種無線通信技術，可實現短距離的設備間的數據傳輸，廣泛應用于無線耳機、手機、電腦等設備之間。藍牙技術另一種無線通信技術，通過無線路由器實現設備接入互聯網，廣泛應用于智能家居、辦公室等場景。Wi-Fi技術接口技術原理及應用實例操作系統功能與分類概述06操作系統定義及作用闡述操作系統定義操作系統（OS）是管理計算機硬件與軟件資源的系統軟件，它是用戶與計算機硬件之間的接口。操作系統作用操作系統特性提供人機交互界面，管理計算機硬件與軟件資源，保證系統正常運行，提高資源利用率，方便用戶使用。并發性、共享性、異步性、虛擬性。123常見操作系統類型比較Windows系列用戶界面友好，操作簡便，應用軟件豐富，但安全性、穩定性相對較差，資源消耗較大。Unix/Linux系列安全性、穩定性高，可定制性強，支持多任務、多用戶，但需要一定的技術基礎，應用軟件相對較少。macOS系列界面優美，性能卓越，特別適合設計和多媒體工作，但硬件適配性較差，市場份額較小。移動操作系統iOS和Android，觸控操作，應用豐富，便于攜帶，但與桌面操作系統相比，功能和性能有所限制。對CPU進行管理，實現進程的創建、調度、終止等操作，保證系統的正常運行。對內存和外存進行管理，實現存儲空間的分配與回收，提高存儲資源的利用率。組織和管理計算機中的文件和目錄，提供文件的存儲、檢索、共享和保護等功能。對計算機硬件設備進行管理，包括設備的驅動程序、設備的分配與回收、設備的狀態監控等。核心功能模塊剖析進程管理存儲管理文件系統設備管理計算機網絡基礎知識普及07計算機網絡定義計算機網絡是指將地理位置不同的具有獨立功能的多臺計算機及其外部設備，通過通信線路連接起來，在網絡操作系統、網絡管理軟件及網絡通信協議的管理和協調下，實現資源共享和信息傳遞的系統。發展歷程計算機網絡經歷了從最初的局域網（LAN）到廣域網（WAN），再到互聯網（Internet）的發展過程。其中，ARPANET是互聯網的雛形，而現代互聯網則是基于TCP/IP協議的全球性網絡。計算機網絡定義和發展歷程網絡拓撲結構是指網絡中各個節點之間的連接方式。常見的網絡拓撲結構包括總線型、星型、環型、樹型和網狀型等。不同的拓撲結構具有不同的特點，適用于不同的網絡環境。網絡拓撲結構傳輸介質是網絡中信息傳輸的載體。常見的傳輸介質包括雙絞線、同軸電纜、光纖和無線傳輸等。每種傳輸介質都有其獨特的傳輸特性和適用范圍。傳輸介質網絡拓撲結構和傳輸介質OSI七層模型OSI七層模型是ISO制定的網絡標準模型，將網絡通信分為七層，分別是物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。每層都有特定的功能和協議。TCP/IP協議TCP/IP協議是互聯網的核心協議，由傳輸控制協議（TCP）和互聯網協議（IP）組成。TCP協議負責數據的可靠傳輸，而IP協議則負責數據的路由和尋址。TCP/IP協議具有開放性和跨平臺性，成為了互聯網廣泛采用的協議標準。互聯網協議體系簡介數據庫系統概念及關系模型08數據庫系統定義和組成要素數據庫系統定義數據庫系統是一種用于存儲、管理、訪問和維護數據的信息系統，通常由數據庫、數據庫管理系統、數據庫應用程序和數據庫管理員組成。數據庫系統的組成要素數據庫系統的特點數據庫系統包括數據、軟件、硬件和人員四個要素。其中，數據是存儲在數據庫中的信息，軟件包括數據庫管理系統和數據庫應用程序，硬件是存儲和訪問數據的物理設備，人員包括數據庫管理員和用戶。數據庫系統具有數據共享、數據獨立性、數據冗余度低、數據一致性和數據安全性等特點。123關系模型定義關系模型中的基本術語包括關系、屬性、元組、鍵、域等。其中，關系是表格的集合，屬性是表格的列，元組是表格的行，鍵是唯一標識元組的屬性或屬性集，域是屬性的取值范圍。關系模型的基本術語關系模型的性質關系模型具有數據結構簡單、數據獨立性高、數據操作方便等優點，但也存在數據查詢效率低、數據插入和刪除操作復雜等缺點。關系模型是一種采用表格形式表達數據之間關系的數據模型，由行和列組成，每行表示一個記錄，每列表示一個字段。關系模型基本概念和性質SQL語言基礎操作指南SQL語言簡介SQL（StructuredQueryLanguage）是一種用于訪問和操作關系數據庫的標準語言，包括數據查詢、數據更新、數據定義和數據控制等功能。030201SQL語言的基本語法SQL語言的基本語法包括數據查詢語句（SELECT）、數據更新語句（INSERT、UPDATE、DELETE）、數據定義語句（CREATE、ALTER、DROP）和數據控制語句（GRANT、REVOKE）等。SQL語言的操作實例通過具體的SQL語句操作實例，可以深入了解SQL語言的用法和技巧，例如選擇特定條件的數據、排序和分組數據、連接多個表等。信息安全與防護策略分享09包括病毒、蠕蟲、特洛伊木馬等，通過網絡或存儲介質傳播，破壞系統文件、竊取數據或造成網絡癱瘓。通過偽裝成可信賴的實體，誘騙用戶提供敏感信息，如用戶名、密碼、信用卡信息等。利用系統或應用程序的漏洞，未經授權訪問系統或竊取數據。利用人性的弱點，如好奇心、貪婪、信任等，通過欺騙手段獲取敏感信息。信息安全威脅類型分析惡意軟件攻擊釣魚攻擊漏洞攻擊社交工程攻擊加密技術原理及應用場景使用相同的密鑰進行加密和解密，算法簡單高效，但密鑰管理困難。應用場景：加密通信、文件加密等。對稱加密使用一對密鑰進行加密和解密，公鑰公開，私鑰保密，解決了密鑰管理問題。應用場景：數字簽名、密鑰交換等。非對稱加密將任意長度的輸入轉換為固定長度的輸出，具有不可逆性和唯一性，常用于數據完整性驗證和密碼存儲。散列函數訪問控制制定嚴格的訪問控制策略，限制對敏感資源的訪問，防止非法入侵。威脅檢測與防御實時監控網絡流量，檢測并阻止惡意攻擊和病毒傳播，提高系統安全性。數據過濾與防泄漏對進出網絡的數據進行過濾和檢查，防止敏感數據外泄和非法數據入侵。定期更新與升級及時更新防火墻軟件和規則庫，以應對不斷變化的網絡威脅和攻擊手段。防火墻技術部署建議算法設計與分析基礎入門10算法定義算法是指為解決某個問題或達成某種目標而采取的一系列清晰定義的步驟或方法。評價標準正確性、可讀性、健壯性、時間復雜度、空間復雜度等是評價算法優劣的重要指標。算法定義及評價標準基本算法思想講解枚舉法通過遍歷所有可能的解來找出問題的解，適用于規模較小的問題。遞推法根據已知條件和數據，按遞推關系逐步推算出問題的解，常用于求解數列和遞歸問