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计算机学科概论第2版课件第2章认识计算机学科

目录CONTENTS计算机学科概述计算机硬件基础计算机软件基础计算机网络基础数据结构与算法基础计算机图形学与多媒体技术基础

01计算机学科概述

定义综合性理论性实践性计算机学科的定义与特算机学科是研究计算机系统的设计、理论、方法、技术和工程应用的一门综合性学科。涉及数学、电子工程、物理学等多个学科领域的知识。建立在计算机科学理论的基础上，包括算法设计、数据结构、操作系统等。强调实际应用和工程实践，包括软件开发、网络安全、人工智能等。

第一代计算机（1940s-1950s）以电子管为主要元件，体积庞大且效率低下。第二代计算机（1950s-1960s）采用晶体管，提高了运算速度和可靠性。计算机学科的历史与发展

使用集成电路，进一步缩小了计算机体积并提高了性能。第三代计算机（1960s-1970s）以微处理器为核心，实现了计算机的微型化和智能化。第四代计算机（1970s至今）计算机学科的历史与发展

摩尔定律的提出预测了在一个芯片上集成的晶体管数量每18个月翻一倍。计算机网络的兴起实现了计算机之间的互联和资源共享。人工智能的崛起推动了计算机在智能领域的应用和发展。计算机学科的历史与发展

计算机学科的研究领域计算机网络研究计算机网络的设计、协议和实现，包括局域网、广域网和互联网等。计算机软件研究计算机软件的开发、测试和维护，包括操作系统、编程语言、数据库等。计算机系统结构研究计算机硬件系统的设计和优化，包括处理器设计、存储系统、I/O系统等。人工智能与机器学习研究模拟人类智能的算法和系统，包括深度学习、自然语言处理、计算机视觉等。信息安全研究如何保护计算机系统和网络免受攻击和破坏，包括密码学、防火墙技术、入侵检测等。

02计算机硬件基础

计算机的基本组成运算器输入设备进行算术和逻辑运算，处理各种数据。将用户输入的数据或程序送入计算机内存。控制器存储器输出设备控制计算机各部件协调工作，确保指令的正确执行。存储程序和数据，供控制器和运算器使用。将计算机处理后的结果或信息输出给用户。

包括控制器和运算器两部分，是计算机的核心部件。CPU的组成执行指令、处理数据、控制和管理计算机的运行。CPU的功能主频、外频、倍频、缓存等，决定了计算机的运算速度和处理能力。CPU的性能指标中央处理器（CPU）

包括RAM和ROM，用于暂时存储程序和数据，供CPU直接访问。内存储器外存储器存储器的性能指标如硬盘、U盘、光盘等，用于长期保存大量信息。存储容量、存取速度、可靠性等，影响计算机的整体性能。030201存储器

123如键盘、鼠标、扫描仪等，用于将信息输入到计算机中。输入设备如显示器、打印机、音响等，用于将计算机处理后的结果或信息输出给用户。输出设备分辨率、色彩深度、打印速度等，影响用户的使用体验。I/O设备的性能指标输入/输出设备

03计算机软件基础

软件是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合，是计算机中的非有形部分。根据软件的功能和用途，软件可分为系统软件和应用软件两大类。软件的定义与分类软件的分类软件的定义

操作系统是一组主管并控制计算机操作、运用和运行硬件、软件资源和提供公共服务来组织用户交互的相互关联的系统软件程序。操作系统的定义操作系统的主要功能包括处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理和用户接口。操作系统的功能Windows、Linux、macOS等。常见的操作系统操作系统

01编程语言是用来定义计算机程序的形式语言，它是一种被标准化的交流技巧，用来向计算机发出指令。编程语言的定义02编译器是一种将高级语言程序翻译成机器语言程序的软件工具。编译器的定义03C/C、Java、Python等编程语言及其对应的编译器或解释器。常见的编程语言与编译器编程语言与编译器

数据库管理系统的定义数据库管理系统是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库。数据库管理系统的功能数据库管理系统的主要功能包括数据定义、数据操作、数据库运行管理、数据组织、存储和管理、数据库保护等。常见的数据库管理系统Oracle、MySQL、SQLServer等。数据库管理系统

04计算机网络基础

计算机网络的概念与分类计算机网络是由一组自主的计算机互联而成的系统，这些计算机可以通过网络共享资源。计算机网络的概念根据网络覆盖的地理范围，计算机网络可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。计算机网络的分类

互联网的起源互联网起源于20世纪60年代美国国防部高级研究计划局（ARPA）的一个研究项目——ARPANET。互联网的发展从ARPANET到如今的全球互联网，经历了多个发展阶段，包括TCP/IP协议的普及、万维网（WWW）的出现、移动互联网的兴起等。互联网的起源与发展