计算机系统课程

计算机系统课程日期：目录CATALOGUE计算机系统概述数字逻辑与计算机体系结构操作系统计算机网络系统编程与工具高级主题（可选）计算机系统概述01计算机系统的基本组成计算机硬件包括中央处理器、内存、输入/输出设备等。计算机软件网络与通信包括系统软件和应用软件，系统软件如操作系统、数据库管理系统等，应用软件则包括用户自行开发的程序。计算机系统还需要连接外部设备和网络，实现资源共享和信息通信。123计算机系统的工作原理存储程序原理计算机程序存储在内存中，CPU按照程序计数器中的地址依次读取指令并执行。数据处理CPU通过算术逻辑单元(ALU)进行数据处理，包括加减乘除等基本运算。控制与协调计算机通过操作系统进行资源管理和任务调度，协调各部分的工作。CPU用于暂存CPU运算所需的数据和程序，具有高速读写能力。内存输入/输出设备用于实现人与计算机之间的信息交换，包括键盘、鼠标、显示器等。负责计算机的运算和控制，是计算机系统的核心。中央处理器(CPU)、内存、输入/输出设备数字逻辑与计算机体系结构02基本布尔代数运算规则、布尔代数在逻辑电路设计中的应用。布尔代数真值表、卡诺图、逻辑表达式等。逻辑电路表示法01020304与门、或门、非门等基本逻辑门及其组合方式。逻辑门使用布尔代数和卡诺图化简逻辑电路。逻辑电路化简数字逻辑基础：逻辑门、布尔代数组合逻辑电路的特点、分析方法与设计方法。组合逻辑电路组合逻辑电路、时序逻辑电路时序逻辑电路的特点、分析方法与设计方法。时序逻辑电路基本触发器、同步触发器、主从触发器等。触发器寄存器、计数器的构造、工作原理及应用。寄存器与计数器CPU结构运算器、控制器、寄存器等部件的功能与组成。指令集指令的格式、寻址方式、指令系统与汇编语言。计算机硬件系统基本工作原理存储程序原理、指令驱动方式、微操作控制等。计算机体系结构分类CISC、RISC、VLIW等指令集架构的特点与比较。计算机体系结构：CPU结构、指令集操作系统03操作系统通过处理器管理，将CPU资源分配给各个程序，保证程序的顺利执行。操作系统负责计算机的内存和硬盘管理，包括存储分配、存储保护、存储扩充等。操作系统为用户提供了良好的用户界面，包括命令行界面、图形界面等，使用户可以方便地使用计算机。操作系统提供网络通信功能，使计算机可以连接网络，并与其他计算机进行数据交换。操作系统的基本功能处理器管理存储管理用户接口网络通信进程管理、内存管理进程管理操作系统可以对进程进行创建、调度、终止等操作，保证各个程序按照既定的目标相互协作，完成用户任务。线程管理内存管理操作系统支持多线程程序设计，能够提高程序执行效率，增强计算机的性能。操作系统负责内存的分配和回收，保证各个程序在内存中有足够的空间运行，同时避免内存泄漏和内存碎片问题。123文件系统操作系统支持文件的创建、删除、复制、移动等操作，方便用户对文件的管理和使用。文件操作设备管理操作系统负责计算机硬件设备的管理，包括设备驱动程序、设备分配、设备回收等，确保计算机硬件资源的合理利用。操作系统通过文件系统管理文件和目录，提供文件的存储、检索、共享和保护等功能。文件系统、设备管理计算机网络04计算机网络定义计算机网络是连接分散计算机设备及通信设备以实现信息传递的系统。组成要素计算机网络主要由计算机、通信设备、通信线路和网络软件等组成。功能实现资源共享、信息传递、分布式处理等。分类根据覆盖范围可分为局域网、城域网、广域网等。计算机网络的基本概念网络协议、网络拓扑网络协议规定通信双方必须遵守的规则和约定，包括数据的格式、传输方式、错误处理等。常见的网络协议TCP/IP协议、HTTP协议、FTP协议等。网络拓扑指网络中各节点之间的连接方式及其布局，影响网络的性能、可靠性和安全性。常见的网络拓扑结构总线型、星型、环型、网状等。网络安全保护网络系统中的硬件、软件及数据不受恶意攻击、破坏或非法使用。网络安全、网络管理01常见的网络安全威胁病毒、木马、黑客攻击、网络钓鱼等。02网络管理对网络进行规划、设计、实施、监控和维护，确保网络的稳定、高效运行。03网络管理的主要任务设备管理、性能管理、故障管理、安全管理等。04系统编程与工具05系统编程基础系统调用掌握常用的系统调用接口及其使用方法，如文件操作、进程控制等。设备驱动程序了解设备驱动程序的原理和编写方法，熟悉与硬件交互的基本方式。系统级编程学习如何在系统级别进行编程，包括内存管理、并发控制等。调试工具使用熟悉常用的调试工具，如GDB、Valgrind等，掌握基本的调试技能。调试技巧、性能优化性能分析与优化学习如何分析程序性能瓶颈，通过算法优化、代码重构等方式提高程序性能。调试思维与方法培养调试思维，掌握常用的调试方法，如二分法、回溯法等。编译器与解释器熟悉版本控制工具的使用，如Git、SVN等，掌握代码合并与分支管理技巧。版本控制工具自动化构建工具学习使用自动化构建工具，如Make、Maven等，提高开发效率。了解常见编译器和解释器的工作原理及使用方法，如GCC、LLVM等。常用系统工具介绍高级主题（可选）06资源共享、任务分散、可靠性高、可扩展性好等。分布式系统的特点在大型网站、云计算等领域得到广泛应用。分布式系统的应用01020304建立在网络之上的软件系统，具有高度的内聚性和透明性。分布式系统的定义如数据一致性、通信开销、安全性等问题。分布式系统的挑战分布式系统云计算的概念虚拟化技术的定义通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序进行处理和分析。一种资源管理技术，将计算机的各种实体资源，如服务器、网络、内存及存储等予以抽象、转换后呈现出来。云计算与虚拟化IntelVT技术Intel公司的虚拟化技术，可提高虚拟机的性能和可靠性。云计算的优势降低企业成本、提高资源利用率、提供灵活的服务等。人工智能与机器学习在系统中的应用人工智能的定义研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方