计算机高级应用第2章

计算机高级应用第2章目录计算机系统概述操作系统计算机网络数据库系统多媒体技术人工智能与机器学习01计算机系统概述硬件系统包括中央处理器、内存、输入输出设备等，提供计算能力和数据存储。软件系统包括系统软件和应用软件，控制硬件操作并提供各种功能。数据计算机处理的对象，包括数字、文字、图像、音频和视频等。计算机系统的组成第一代计算机第二代计算机第三代计算机第四代计算机计算机系统的发展电子管计算机，体积庞大且功耗高，主要用于军事和科研。集成电路计算机，性能进一步提高，应用领域更加广泛。晶体管计算机，体积减小且性能提升，开始进入商业领域。大规模集成电路计算机和微处理器，计算机普及到各个领域。嵌入式系统将计算机硬件和软件集成到特定设备中，实现智能化控制和管理。个人计算机性能不断提升，价格逐渐降低，广泛应用于个人和家庭。小型机性能适中，价格相对较低，适用于部门级应用如办公自动化等。巨型机具有超高性能和大规模存储能力，用于科学计算、天气预报等领域。大型机高性能和可靠性，用于企业级应用如数据库管理、事务处理等。计算机系统的分类02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。根据运行的环境，操作系统可以分为桌面操作系统，手机操作系统，服务器操作系统，嵌入式操作系统等。在计算机中，操作系统是其最基本也是最为重要的基础性系统软件。操作系统的概念处理机管理功能进程同步进程控制操作系统的功能操作系统的功能010203调度存储器管理功能进程通信操作系统的功能01内存分配02内存保护地址映射03010203内存扩充设备管理功能缓冲管理操作系统的功能操作系统的功能设备分配设备处理文件管理功能03文件的读/写管理和保护01文件存储空间的管理02目录管理操作系统的功能操作系统的分类01批处理操作系统02单道批处理系统03多道批处理系统资源利用率高、系统吞吐量大优点平均周转时间长、无交互能力缺点操作系统的分类特点多路性、独立性、及时性、交互性主要目标对用户响应的及时性，即不至于用户等待每一个作业的运行结果。操作系统的分类实时操作系统特点：多路性、独立性、及时性、交互性、可靠性操作系统的分类03计算机网络计算机网络的基本功能包括数据传输、资源共享、分布式处理、信息检索等。计算机网络的覆盖范围可以从几米到几千公里，甚至覆盖全球。计算机网络是由多台计算机通过通信设备和线路连接起来，实现资源共享和信息交换的系统。计算机网络的概念以单机为中心的远程联机系统，如IBM的SNA网络。第一代计算机网络第二代计算机网络第三代计算机网络第四代计算机网络以多个主机通过通信子网互联的计算机网络，如ARPANET。具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议的计算机网络，如TCP/IP网络。以高速、智能、多媒体为特征的综合业务数字网，如ATM网络。计算机网络的发展局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）。按覆盖范围分类有线网络、无线网络。按传输介质分类星型网络、环型网络、总线型网络、树型网络、网状型网络。按拓扑结构分类点对点网络、广播式网络。按通信方式分类计算机网络的分类04数据库系统数据库是一个长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的、统一管理的大量数据的集合。数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。数据库系统是由数据库、数据库管理系统（及其应用开发工具）、应用程序和数据库管理员组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。数据库系统的概念数据不保存，没有专门软件对数据进行管理，数据不共享，数据不具有独立性。人工管理阶段数据可以长期保存，由文件系统管理数据，数据共享性差，冗余度大，数据独立性差。文件系统阶段数据结构化，数据的共享性高，冗余度低，易扩充，数据独立性高。数据库系统阶段数据库系统的发展关系数据库以关系模型为基础的数据库，利用集合代数等数学概念和方法来处理数据库中的数据。是目前主流数据库之一。分布式数据库物理上分散在多个场地，逻辑上是统一的数据库。适用于地理上分散的企业或机构。非关系数据库以非关系模型为基础的数据库，包括层次模型、网状模型等。在某些特定领域和场景下有应用。面向对象数据库以对象形式存储数据，支持复杂的数据类型和丰富的语义表达。适用于需要处理复杂数据类型和语义的应用场景。数据库系统的分类05多媒体技术多媒体技术是指利用计算机对文本、图形、图像、声音、动画、视频等多种信息综合处理、建立逻辑关系和人机交互作用的技术。多媒体技术是计算机技术的一个分支，它集成了计算机技术的交互性、通信技术的分布性和电视技术的真实性等优点，具有集成性、交互性、实时性等特点。多媒体技术的应用领域非常广泛，包括教育、娱乐、广告、艺术、科学计算等。多媒体技术的概念多媒体技术起源于20世纪80年代，当时计算机的处理能力和存储容量有限，只能处理简单的文本和图形信息。随着计算机技术的不断发展，多媒体技术逐渐成熟，出现了音频、视频等复杂媒体的处理技术。近年来，随着移动互联网的普及和智能终端的快速发展，多媒体技术也迎来了新的发展机遇，如移动多媒体、交互式多媒体等。多媒体技术的发展根据媒体类型分类01多媒体技术可分为文本、图形、图像、声音、动画、视频等类型。根据应用领域分类02多媒体技术可分为教育多媒体、娱乐多媒体、广告多媒体、艺术多媒体等。根据技术特点分类03多媒体技术可分为基于时间的媒体技术（如音频和视频）、基于空间的媒体技术（如3D图形和虚拟现实）和基于交互的媒体技术（如交互式游戏和多媒体演示）。多媒体技术的分类06人工智能与机器学习人工智能是计算机科学的一个分支，旨在研究、开发能够模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能的定义人工智能的发展经历了符号主义、连接主义和深度学习三个阶段，不断推动着人工智能技术的进步。人工智能的发展历程人工智能已广泛应用于语音识别、图像识别、自然语言处理、智能推荐等多个领域，为人们的生活和工作带来了极大的便利。人工智能的应用领域人工智能的概念机器学习的定义机器学习是一门多领域交叉学科，涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析、算法复杂度理论等多门学科。专门研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能。机器学习的发展历程机器学习的发展经历了从简单线性模型到复杂非线性模型的转变，以及从有监督学习到无监督学习的拓展。近年来，深度学习技术的兴起更是推动了机器学习的飞速发展。机器学习的应用领域机器学习已广泛应用于数据挖掘、计算机视觉、自然语言处理、语音识别、推荐系统等多个领域，并取得了显著的成果。机器学习的发展与应用深度学习的定义深度学习是机器学习的一个分支，它使用深层神经网络来模拟人脑的学习过程，通过组合低层特征形成更加抽象的高层表示属性类别或特征，以发现数据的分布式特征表示。神经网络的发展历程神经网络的发展经历了从感知机到多层前馈神经网络的转变，以及从浅层神经