新一代信息技术与人工智能 课件 第3章 计算机要飞起来软件得安装

第三章

计算机要飞起来，

必备软件得安装本章导读硬件有形而软件无形，没有软件的计算机，也称“裸机”，可以说是废铁一堆。软件是人开发的，是人类智力的结晶。软件的正确与否，是好是坏，要等程序在机器上运行了才能知道，这就给软件的开发带来许多困难。软件开发是一项包括需求捕捉、分析、设计、实现和测试的系统工程，涉及许多相关知识。学习目标1.掌握操作系统的五大功能。2.了解操作系统发展及分类。3.掌握关系数据库的基本概念，理解SQL语言的基本操作。目录01软件的起源04数据库管理系统03操作系统02软件的分类软件的起源01软件的起源--指令格式和分类指令就是指示计算机执行某种操作的命令，如加、减、乘、除和逻辑运算等。一条指令就是机器语言的一条语句，它是一组有意义的二进制代码。指令要指出操作数据的来源、操作结果的去向及所执行的操作。软件的起源--指令系统指令系统是指计算机所能执行的全部指令的集合，它描述了计算机内全部的控制信息和逻辑判断能力。指令系统是根据计算机使用要求设计的，不同计算机的指令系统包含的指令种类和数目也不同。

CISC是指复杂指令系统计算机（complexinstructionsetcomputer）

RISC是指精简指令系统计算机（reducedinstructionsetcomputer）软件的分类02软件的分类计算机软件是指计算机系统中的程序、数据及相关文档；程序是计算任务的处理对象和处理规则的描述，必须装入机器内部才能工作。数据是指程序处理的信息，它可以是程序直接操作的输入或输出，也可以是程序运行时需要使用的配置信息、状态信息或其他类型的辅助信息。文档是为了便于了解程序所需的阐明性资料。软件的分类--系统软件和应用软件系统软件负责在基础层上管理计算机系统，为创建和运行应用软件提供工具和环境。应用软件是为了满足特定需要，解决真实世界中的问题而编写的。软件的分类--商品软件、共享软件、免费软件和自由软件商品软件：用户需要付费才能得到商品软件的使用权。共享软件：“买前免费试用”的具有版权的软件，它通常允许用户试用一段时间，也允许用户进行复制和散发，但过了试用期后若还想继续使用，就得交一笔注册费，成为注册用户才能继续使用。免费软件：“免费使用”的具有版权的软件，用户可以免费自用并复制给他人，使用上不会出现日期限制，而且不必支付任何费用，但不允许转为其他商业用途。自由软件又称“开放源代码软件”，有利于软件共享和技术创新。软件的分类--桌面软件和移动软件桌面软件：运行在台式计算机或笔记本计算机上，功能一般较复杂，支持多种输入与输出。移动软件：运行在移动设备上，如智能手机、平板计算机等，通过手指触控的方式使用软件，如手机上运行的学习通、支付宝、微信等。软件的分类--本地软件和云软件本地软件：安装在本地计算机中，运行时利用本地计算机资源进行运算与处理。云软件：也称云应用，利用因特网上大量的计算资源进行管理和调度，在云端运行。操作系统03操作系统计算机的操作系统（operatingsystem）是系统软件的核心，计算机用户和计算机硬件之间起媒介作用的程序，目的是提供用户运行程序的一种环境，使用户在此环境下能方便、有效地使用计算机资源。用计算机调试程序、录入文字、制作PPT、观看视频、浏览新闻、网络购物等都需要操作系统的支持，可以说没有操作系统就不能正常使用计算机。操作系统--概述操作系统是应用程序与计算机硬件的"中间人"，操作系统为计算机硬件和应用程序提供了一个交互的界面，为计算机硬件选择要运行的应用程序，并指挥计算机的各部分硬件的基本工作。操作系统控制着所有程序和应用软件的加载和执行，其层次结构操作系统--发展操作系统是在人们使用计算机的过程中，为了满足两大需求：提高资源利用率、增强计算机系统性能，伴随着计算机技术本身及其应用的日益发展，而逐步地形成和完善起来的。操作系统--功能操作系统的主要功能是管理计算机系统的资源，并提供友好的人机交互界面。0102030405处理机管理存储器管理

设备管理文件管理用户接口操作系统--分类按使用方式分类单用户单任务操作系统（如DOS）单用户多任务操作系统（如Windows）多用户多任务操作系统（如UNIX）按用户界面分类字符界面（textuserinterface,TUI）操作系统（如DOS）图形界面（graphicaluserinterface,GUI）操作系统（如Windows）操作系统--分类按寻址范围（即操作系统管理的内存最大容量）分类16位操作系统32位操作系统64位操作系统按使用环境和对作业处理方式来分类批处理操作系统（单道批处理、多道批处理）（如DOS/VSE）分时处理操作系统（如UN）实时操作系统（如VRTX）操作系统--智能手机操作系统智能手机操作系统是一种运算能力及功能比传统功能手机更强的操作系统。iOS：原名为iPhoneOS，其核心与MacOSX的核心同样都源自APPleDarwinAndroid（安卓）操作系统：美国Google公司开发的基于Linux内核的开源手机操作系统，是目前应用最广泛的智能手机和平板计算机操作系统。华为鸿蒙系统：（HuaweiHarmonyOS,HongmengOS）是一款“面向未来”的操作系统，一款基于微内核的面向全场景的分布式操作系统，操作系统--国产操作系统麒麟操作系统统信操作系统数据库管理系统04数据库管理系统系统随着计算机技术的广泛应用和不断深化，众多行业领域逐渐累积了海量的数据资源。结构化数据拥有明确的格式规范，通常以二维表格的形式展现。非结构化数据则缺乏统一的格式标准，包括但不限于Word文档、PDF文件、社交媒体上的帖子、视频和音频文件等。半结构化数据则介于这两者之间，它具有一定的结构特征，但这种结构并不严格，例如XML格式文档、HTML格式文档以及电子邮件等均属于此类数据。数据库管理系统系统数据库技术对于管理结构化数据具有显著优势，而经过适当预处理的半结构化数据和非结构化数据同样可以利用数据库技术进行有效管理。数据库管理系统为基于数据库技术的数据管理提供了有力的支持。主要功能数据库的建立和维护功能数据的传输数据定义功能数据存取功能数据库运行管理功能数据库管理系统--基本概念系统数据库（database,DB）是存放数据的仓库。基本特点：永久存储有组织可共享数据库管理系统--基本概念系统数据库管理系统（databasemanagementsystem,DBMS）

位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件数据库系统（databasesystem,DBS）

指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成。数据库管理系统--基本概念系统数据库系统结构示意数据库管理系统--基本概念系统数据库系统提供数据定义语言来定义数据库模式，以及数据操纵语言来对数据库进行查询和更新数据定义语言（Data-DefinitionLanguage,DDL）定义了数据库模式的实现细节，这些细节对用户来说是不可见的。数据操纵语言（data-manipulationlanguage,DML）使得用户可以访问（或操纵）那些按照某种适当的数据模型组织起来的数据。数据库管理系统--数据模型系统数据模型是现实世界到数据世界的桥梁。数据模型是一个描述数据、数据联系、数据语义以及一致性约束的概念工具的集合。概念模型：实体-联系模型（entityrelationship模型，简称E-R模型）基本数据模型：关系模型数据库管理系统--数据模型系统数据模型是现实世界到数据世界的桥梁。数据模型是一个描述数据、数据联系、数据语义以及一致性约束的概念工具的集合。概念模型：实体-联系模型（entityrelationship模型，简称E-R模型）基本数据模型：关系模型数据库管理系统--数据模型系统实体-联系模型（entityrelationship模型，简称E-R模型）实体：现实世界里可相互区别的一件“事情”或一个“对象”。属性：来描述实体的集合。联系：几个实体之间的关联。①一对一联系（1∶1）②一对多联系（1∶n）③多对多联系（m∶n）数据库管理系统--数据模型系统关系模型关系模型只包含单一的数据结构--关系。关系数据库基于关系模型，使用一系列的二维表来表达数据以及这些数据之间的联系。学生（学号，姓名，年龄，性别，系名，联系方式）数据库管理系统--SQL语言与数据检索系统结构化查询语言（structuredquerylanguage,SQL）

能实现数据库定义、数据库操纵、数据库查询和数据库控制等功能的数据库语言，目前已经成为关系数据库的标准查询语言。SQL的标准化、非过程化、集合处理特性使其成为数据处理的核心语言，广泛应用于企业级系统、数据分析、人工智能等领域。数据库管理系统--数据库的应用场景系统金融与银行业核心交易系统处理账户余额、转账记录、交易流水，要求高一致性和事务安全性（ACID特性）。案例：银行核心系统采用Oracle、DB2等商业数据库，通过主从复制保障数据可靠性。风险管理与合规存储客户信用记录、交易风险数据，支持反洗钱（AML）监控和合规审计。技术：使用关系型数据库（如PostgreSQL）结合实时分析引擎（如Spark）进行风险预警。数据库管理系统--数据库的应用场景系统互联网与电商领域用户数据管理存储用户注册信息、行为日志（如浏览记录、购买历史），支持个性化推荐（如电商平台的“猜你喜欢”）。案例：淘宝、京东使用MySQL集群管理商品库存、订单数据，通过分库分表处理高并发交易。社交平台数据交互存储用户关系链、动态内容（文字、图片、视频），支持实时消息推送。案例：微信使用分布式数据库（如MongoDB）存储用户聊天记录，MySQL存储账号信息。数据库管理系统--数据库的应用场景系统游戏与娱乐行业游戏数据中心存储玩家账号、装备、游戏进度，支持跨平台数据同步和反作弊机制。技术：分布式数据库（如Redis+MySQL组合）处理高并发登录，MongoDB存储玩家个性化数据。流媒体服务存储视频元数据、用户观看历史，支持按需点播（如Netflix、YouTube）。案例：Netflix使用Cassandra管理全球视频内容元数据，通过缓存数据库（Memcached）加速用户请求。数据库管理系统--数据库的应用场景系统实时数据分析与人工智能商业智能（BI）存储企业运营数据（销售、营销、客户行为），支持报表生成和决策分析。技术：数据仓库（如Snowflake、Redshift）与OLAP引擎结合，处理复杂分析查询。AI训练与模型管理存储训练数据集、模型参数，支持机器学习迭代优化（如自动驾驶数据标注平台）。案例