大学计算机基础第5章

大学计算机基础第5章目录计算机系统概述操作系统基础计算机网络基础数据库基础程序设计基础数据结构与算法基础计算机安全基础01计算机系统概述硬件系统包括中央处理器、存储器、输入输出设备等，是计算机的基础组成部分。软件系统包括系统软件和应用软件，控制计算机的运行并实现各种功能。操作系统是计算机的底层软件，负责管理计算机的硬件和软件资源，提供用户界面。计算机系统的组成第一代计算机电子管计算机，体积庞大，运算速度慢，主要用于军事和科学研究。第二代计算机晶体管计算机，体积较小，运算速度较快，开始应用于商业和数据处理。第三代计算机集成电路计算机，体积更小，运算速度更快，广泛应用于各个领域。第四代计算机大规模集成电路计算机，体积更小，运算速度更快，成为现代计算机的主流。计算机系统的发展计算机系统的分类面向个人使用的计算机，包括台式机、笔记本等。提供网络服务的计算机，具有高性能和大容量存储等特点。用于专业领域的高性能计算机，具有强大的图形处理能力。嵌入到其他设备中的计算机，用于实现设备的智能化控制。个人计算机服务器工作站嵌入式计算机02操作系统基础

操作系统的概念操作系统定义操作系统是计算机系统中用于管理和控制计算机硬件与软件资源的系统软件，是计算机系统的核心组成部分。操作系统的作用操作系统的主要作用是管理计算机系统的软硬件资源，提供用户与计算机之间的接口，为用户和应用程序提供服务。操作系统的特征操作系统具有并发性、共享性、虚拟性和不确定性等特征。操作系统负责管理和调度计算机系统的各种资源，包括CPU、内存、外存、输入输出设备等。资源管理操作系统负责调度和分配计算机系统中的任务，实现多任务并发执行，提高计算机系统的效率。任务调度操作系统为用户提供友好的界面，使用户能够方便地与计算机进行交互。用户界面操作系统提供系统安全保护机制，包括用户身份认证、访问控制、数据加密等，以保障系统的安全和稳定。系统安全操作系统的功能单机操作系统是指安装在单个计算机上的操作系统，如Windows、Linux等。单机操作系统网络操作系统是指支持网络环境下多个计算机或设备的互联互通和资源共享的操作系统，如WindowsServer、Linux等。网络操作系统分布式操作系统是指将多个独立计算机系统通过网络连接起来，实现统一管理和控制的操作系统，如网格计算中的操作系统。分布式操作系统操作系统的分类03计算机网络基础计算机网络定义计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。计算机网络的功能计算机网络具有数据通信、资源共享、集中管理和分布式处理等功能。计算机网络的组成计算机网络由硬件和软件两部分组成，硬件包括计算机、网络设备和通信线路等，软件包括操作系统、应用软件和通信协议等。计算机网络的概念面向终端的计算机网络，20世纪50年代初期到60年代中期。第一阶段计算机-计算机网络，20世纪60年代中期到70年代中期。第二阶段开放式标准化计算机网络，20世纪70年代中期到80年代中期。第三阶段因特网的广泛应用，从20世纪80年代中期开始至今。第四阶段计算机网络的发展根据覆盖范围分类：局域网、城域网、广域网和互联网。根据拓扑结构分类：星型网络、总线型网络、环型网络和网状网络。根据传输介质分类：有线网和无线网。计算机网络的分类04数据库基础数据库是一个长期存储在计算机内的、有组织、可共享的数据集合。它具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并为用户提供了一个或多个数据的视图，且对数据的定义和控制较为复杂。数据库数据模型是用来抽象表示现实世界中的数据和数据间关系的工具，它包括三个要素，即数据结构、数据操作和数据的约束条件。数据模型数据库的概念人工管理阶段在这个阶段，数据由文件系统或卡片等人工管理，没有专门的软件对数据进行管理。文件系统阶段在这个阶段，数据以文件形式存储在磁盘等介质上，并由操作系统进行管理。数据库系统阶段在这个阶段，数据以数据库形式存储，并由专门的数据库管理系统进行管理。数据库的发展关系型数据库关系型数据库是建立在关系模型基础上的数据库，它使用结构化查询语言进行数据操作和管理。常见的如MySQL、Oracle等。非关系型数据库非关系型数据库是相对于关系型数据库而言的，它不是基于关系模型的，而是基于键值对、文档、列族等其他数据模型。常见的如MongoDB、Redis等。数据库的分类05程序设计基础程序设计语言的分类解释型语言和编译型语言，以及面向过程、面向对象和函数式等编程范式。程序设计语言的语法和语义了解如何编写符合语法规则的程序，以及如何理解程序的含义。程序设计语言的发展历程从机器语言到汇编语言，再到高级语言，如C、Java、Python等。程序设计语言概述维护与优化对程序进行必要的维护和优化，以提高程序的性能和可读性。测试与调试对程序进行测试和调试，确保程序能够正确运行。编码实现使用编程语言将算法实现为程序。问题分析明确问题的需求和目标，进行需求分析和系统设计。算法设计根据问题分析结果，设计解决问题的算法。程序设计的基本步骤程序设计的方法与技巧自顶向下设计从整体到局部，从抽象到具体的设计方法，先设计总体框架，再逐步细化。自底向上设计从具体到抽象，从局部到整体的设计方法，先实现基本功能，再逐步集成。模块化设计将程序划分为若干个模块，每个模块完成特定的功能，以提高可维护性和可重用性。数据结构与算法了解常见的数据结构（如数组、链表、栈、队列、树等）和算法（如排序、查找、递归等），以提高程序的效率和可读性。06数据结构与算法基础数据结构是数据元素之间相互关系的集合，包括数据的逻辑结构和物理结构。数据结构定义根据数据元素之间的关系，数据结构可分为线性结构、树形结构、图形结构等。数据结构分类数据结构是计算机科学的重要基础，是算法设计和分析的基础，也是解决实际问题的关键。数据结构的重要性数据结构概述03线性表实现线性表可以通过数组和链表来实现，每种实现方式都有其优缺点。01线性表定义线性表是由n个元素组成的有序序列，每个元素都有一个唯一的标识符。02线性表操作线性表的基本操作包括插入、删除、查找、修改等。线性表及其操作树定义树是由一个节点和其子节点组成的数据结构，子节点之间没有顺序关系。二叉树定义二叉树是树的一种特殊形式，每个节点最多有两个子节点，通常称为左子节点和右子节点。二叉树的应用二叉树在计算机科学中有着广泛的应用，如文件系统、搜索引擎等。树与二叉树及其应用图是由节点和边组成的数据结构，节点和边可以表示对象和它们之间的关系。图定义图在计算机科学中有着广泛的应用，如社交网络、交通网络等。图的应用图及其应用07计算机安全基础计算机安全定义01计算机安全是指保护计算机系统及其资源，使其免受未经授权的访问、使用、泄露、破坏、修改等行为，同时保障计算机系统的正常运行和服务。计算机安全威胁02计算机安全面临的威胁包括恶意软件、黑客攻击、网络钓鱼、身份盗用等，这些威胁可能导致数据泄露、系统瘫痪、经济损失等后果。计算机安全策略03为保障计算机安全，需要采取一系列的安全策略，包括物理安全、网络安全、数据加密、用户身份验证等，以确保计算机系统的保密性、完整性、可用性。计算机安全概述计算机病毒定义计算机病毒是一种恶意软件，能够在计算机系统中自我复制并传播，干扰、破坏计算机的正常运行，甚至导致系统崩溃和数据丢失。计算机病毒类型常见的计算机病毒类型包括蠕虫病毒、木马病毒、宏病毒等，这些病毒通过电子邮件附件、网络下载、移动存储设备等方式传播。计算机病毒防范防范计算机病毒需要采取一系列措施，包括安装防病毒软件、定期更新病毒库、不随意打开未知来源的邮件和链接、定期备份数据等，以确保计算机系统的安全。计算机病毒及其防范网络安全是指保护网络系统及其传输的数据，使其免受未经授权的访问、泄露、破坏等行为，同