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2025-01-17 发布于北京
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计算机产生与发展

contents

计算机的起源与历史背景

计算机体系结构及工作原理

编程语言与操作系统发展历程

计算机网络技术及其影响

数据库技术与应用领域拓展

contents

人工智能与机器学习在计算机领域应用

总结：计算机产生和发展对社会影响及未来趋势预测

计算机的起源与历史背景

CATALOGUE

作为最早的计算工具之一，算盘在东亚地区广泛使用，能够进行基本的数学运算。

算盘

滑尺

分析机

由约翰·纳皮尔在17世纪初发明，用于进行乘除运算和求解方程。

查尔斯·巴贝奇设计的分析机被认为是第一台可编程计算机，尽管它从未被完全制造出来。

ENIAC

1946年，美国宾夕法尼亚大学研制成功世界上第一台电子计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer），标志着电子计算机时代的到来。

原理与结构

ENIAC采用电子管作为基本元件，使用二进制数制进行运算，具有存储程序的能力。

局限性

ENIAC体积庞大、功耗高、可靠性差，且编程困难，不具备通用性。

第三代计算机（1965-1970）

以集成电路为主要元件，计算机体积进一步缩小，性能得到大幅提升。操作系统和编程语言进一步发展。

第一代计算机（1946-1957）

以电子管为主要元件，采用机器语言或汇编语言编程，体积庞大且价格昂贵。

第二代计算机（1958-1964）

以晶体管为主要元件，体积缩小、功耗降低，性能得到显著提升。开始出现高级语言和操作系统。

计算机体系结构及工作原理

CATALOGUE

将程序和数据存储在计算机内部，实现自动执行。

存储程序思想

采用二进制数制表示数据和指令，简化计算机内部结构和运算。

二进制表示

包括输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器，共同构成计算机硬件系统。

计算机五大部件

编程语言与操作系统发展历程

CATALOGUE

机器语言

最初的计算机编程使用机器语言，即直接编写二进制代码，操作复杂且易出错。

汇编语言

汇编语言使用助记符代替二进制代码，提高了编程效率，但仍然需要深入了解计算机硬件结构。

高级语言

随着计算机技术的发展，出现了如Fortran、Algol等高级语言，使得编程更加抽象和易于理解。

面向对象编程

20世纪80年代，面向对象编程（OOP）思想出现，如C、Java等语言，强调将数据和操作封装在对象中，提高了代码重用性和可维护性。

早期的操作系统主要解决作业管理和资源调度问题，如IBM的JCL（作业控制语言）。

批处理操作系统

分时操作系统允许多个用户同时使用计算机，如UNIX、Linux等，实现了计算机资源的共享。

分时操作系统

实时操作系统强调对外部事件的快速响应，广泛应用于工业控制、航空航天等领域。

实时操作系统

随着计算机网络的发展，出现了网络操作系统，如WindowsNT、NovellNetWare等，支持分布式处理和资源共享。

网络操作系统

计算机网络技术及其影响

CATALOGUE

ARPANET的诞生和发展，以及从军用网络向民用网络的转变。

互联网的起源

传输控制协议（TCP）和网络协议（IP）为核心，包括应用层、传输层、网络层和链路层。

TCP/IP协议栈的构成

通过分层协议体系，实现数据的封装、传输和解析，确保网络通信的可靠性和高效性。

TCP/IP协议栈的工作原理

包括病毒、蠕虫、木马、黑客攻击等网络安全威胁，以及防火墙、入侵检测系统（IDS）、加密技术等防御措施。

网络攻击与防御

涉及数据加密、数据备份、数据恢复等技术，以及个人隐私泄露和网络欺诈等问题。

数据安全与隐私保护

网络犯罪的形式和手段不断翻新，需要加强国际合作和法律监管，打击网络犯罪活动。

网络犯罪与法律监管

数据库技术与应用领域拓展

CATALOGUE

数据库（Database）是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。

数据库类型包括关系型数据库和非关系型数据库。

关系型数据库以表格形式存储数据，具有数据结构化、数据独立性、数据完整性等特点。

非关系型数据库则采用键值对、文档、列式存储等数据结构，具有灵活性高、扩展性强等特点。

常见的关系型数据库管理系统包括Oracle、MySQL、SQLServer等。

RDBMS具有ACID特性，即原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）。

SQL是关系型数据库的标准化语言，用于数据的查询、更新、管理和维护等操作。

RDBMS是一种基于关系模型的数据库管理系统，通过表格和关系来组织和存储数据。

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