計(jì)算機(jī)高級(jí)應(yīng)用第2章

計(jì)算機(jī)高級(jí)應(yīng)用第2章目錄計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)多媒體技術(shù)人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)01計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述硬件系統(tǒng)包括中央處理器、內(nèi)存、輸入輸出設(shè)備等，提供計(jì)算能力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，控制硬件操作并提供各種功能。數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)處理的對(duì)象，包括數(shù)字、文字、圖像、音頻和視頻等。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成第一代計(jì)算機(jī)第二代計(jì)算機(jī)第三代計(jì)算機(jī)第四代計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展電子管計(jì)算機(jī)，體積龐大且功耗高，主要用于軍事和科研。集成電路計(jì)算機(jī)，性能進(jìn)一步提高，應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。晶體管計(jì)算機(jī)，體積減小且性能提升，開始進(jìn)入商業(yè)領(lǐng)域。大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)和微處理器，計(jì)算機(jī)普及到各個(gè)領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)硬件和軟件集成到特定設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)智能化控制和管理。個(gè)人計(jì)算機(jī)性能不斷提升，價(jià)格逐漸降低，廣泛應(yīng)用于個(gè)人和家庭。小型機(jī)性能適中，價(jià)格相對(duì)較低，適用于部門級(jí)應(yīng)用如辦公自動(dòng)化等。巨型機(jī)具有超高性能和大規(guī)模存儲(chǔ)能力，用于科學(xué)計(jì)算、天氣預(yù)報(bào)等領(lǐng)域。大型機(jī)高性能和可靠性，用于企業(yè)級(jí)應(yīng)用如數(shù)據(jù)庫管理、事務(wù)處理等。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分類02操作系統(tǒng)是一組主管并控制計(jì)算機(jī)操作、運(yùn)用和運(yùn)行硬件、軟件資源和提供公共服務(wù)來組織用戶交互的相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)軟件程序。根據(jù)運(yùn)行的環(huán)境，操作系統(tǒng)可以分為桌面操作系統(tǒng)，手機(jī)操作系統(tǒng)，服務(wù)器操作系統(tǒng)，嵌入式操作系統(tǒng)等。在計(jì)算機(jī)中，操作系統(tǒng)是其最基本也是最為重要的基礎(chǔ)性系統(tǒng)軟件。操作系統(tǒng)的概念處理機(jī)管理功能進(jìn)程同步進(jìn)程控制操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能010203調(diào)度存儲(chǔ)器管理功能進(jìn)程通信操作系統(tǒng)的功能01內(nèi)存分配02內(nèi)存保護(hù)地址映射03010203內(nèi)存擴(kuò)充設(shè)備管理功能緩沖管理操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能設(shè)備分配設(shè)備處理文件管理功能03文件的讀/寫管理和保護(hù)01文件存儲(chǔ)空間的管理02目錄管理操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的分類01批處理操作系統(tǒng)02單道批處理系統(tǒng)03多道批處理系統(tǒng)資源利用率高、系統(tǒng)吞吐量大優(yōu)點(diǎn)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長、無交互能力缺點(diǎn)操作系統(tǒng)的分類特點(diǎn)多路性、獨(dú)立性、及時(shí)性、交互性主要目標(biāo)對(duì)用戶響應(yīng)的及時(shí)性，即不至于用戶等待每一個(gè)作業(yè)的運(yùn)行結(jié)果。操作系統(tǒng)的分類實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)特點(diǎn)：多路性、獨(dú)立性、及時(shí)性、交互性、可靠性操作系統(tǒng)的分類03計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本功能包括數(shù)據(jù)傳輸、資源共享、分布式處理、信息檢索等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍可以從幾米到幾千公里，甚至覆蓋全球。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過通信設(shè)備和線路連接起來，實(shí)現(xiàn)資源共享和信息交換的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念以單機(jī)為中心的遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，如IBM的SNA網(wǎng)絡(luò)。第一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第二代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第四代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以多個(gè)主機(jī)通過通信子網(wǎng)互聯(lián)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，如ARPANET。具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，遵循國際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，如TCP/IP網(wǎng)絡(luò)。以高速、智能、多媒體為特征的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，如ATM網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）、廣域網(wǎng)（WAN）。按覆蓋范圍分類有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)。按傳輸介質(zhì)分類星型網(wǎng)絡(luò)、環(huán)型網(wǎng)絡(luò)、總線型網(wǎng)絡(luò)、樹型網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)。按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)、廣播式網(wǎng)絡(luò)。按通信方式分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類04數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫是一個(gè)長期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的、有組織的、可共享的、統(tǒng)一管理的大量數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，用于科學(xué)地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其應(yīng)用開發(fā)工具）、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫管理員組成的存儲(chǔ)、管理、處理和維護(hù)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念數(shù)據(jù)不保存，沒有專門軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，數(shù)據(jù)不共享，數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性。人工管理階段數(shù)據(jù)可以長期保存，由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)共享性差，冗余度大，數(shù)據(jù)獨(dú)立性差。文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充，數(shù)據(jù)獨(dú)立性高。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展關(guān)系數(shù)據(jù)庫以關(guān)系模型為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫，利用集合代數(shù)等數(shù)學(xué)概念和方法來處理數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。是目前主流數(shù)據(jù)庫之一。分布式數(shù)據(jù)庫物理上分散在多個(gè)場地，邏輯上是統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫。適用于地理上分散的企業(yè)或機(jī)構(gòu)。非關(guān)系數(shù)據(jù)庫以非關(guān)系模型為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫，包括層次模型、網(wǎng)狀模型等。在某些特定領(lǐng)域和場景下有應(yīng)用。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫以對(duì)象形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，支持復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型和豐富的語義表達(dá)。適用于需要處理復(fù)雜數(shù)據(jù)類型和語義的應(yīng)用場景。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分類05多媒體技術(shù)多媒體技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)對(duì)文本、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫、視頻等多種信息綜合處理、建立邏輯關(guān)系和人機(jī)交互作用的技術(shù)。多媒體技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)分支，它集成了計(jì)算機(jī)技術(shù)的交互性、通信技術(shù)的分布性和電視技術(shù)的真實(shí)性等優(yōu)點(diǎn)，具有集成性、交互性、實(shí)時(shí)性等特點(diǎn)。多媒體技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括教育、娛樂、廣告、藝術(shù)、科學(xué)計(jì)算等。多媒體技術(shù)的概念多媒體技術(shù)起源于20世紀(jì)80年代，當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)的處理能力和存儲(chǔ)容量有限，只能處理簡單的文本和圖形信息。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，多媒體技術(shù)逐漸成熟，出現(xiàn)了音頻、視頻等復(fù)雜媒體的處理技術(shù)。近年來，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及和智能終端的快速發(fā)展，多媒體技術(shù)也迎來了新的發(fā)展機(jī)遇，如移動(dòng)多媒體、交互式多媒體等。多媒體技術(shù)的發(fā)展根據(jù)媒體類型分類01多媒體技術(shù)可分為文本、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫、視頻等類型。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域分類02多媒體技術(shù)可分為教育多媒體、娛樂多媒體、廣告多媒體、藝術(shù)多媒體等。根據(jù)技術(shù)特點(diǎn)分類03多媒體技術(shù)可分為基于時(shí)間的媒體技術(shù)（如音頻和視頻）、基于空間的媒體技術(shù)（如3D圖形和虛擬現(xiàn)實(shí)）和基于交互的媒體技術(shù)（如交互式游戲和多媒體演示）。多媒體技術(shù)的分類06人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，旨在研究、開發(fā)能夠模擬、延伸和擴(kuò)展人類智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能的定義人工智能的發(fā)展經(jīng)歷了符號(hào)主義、連接主義和深度學(xué)習(xí)三個(gè)階段，不斷推動(dòng)著人工智能技術(shù)的進(jìn)步。人工智能的發(fā)展歷程人工智能已廣泛應(yīng)用于語音識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語言處理、智能推薦等多個(gè)領(lǐng)域，為人們的生活和工作帶來了極大的便利。人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域人工智能的概念機(jī)器學(xué)習(xí)的定義機(jī)器學(xué)習(xí)是一門多領(lǐng)域交叉學(xué)科，涉及概率論、統(tǒng)計(jì)學(xué)、逼近論、凸分析、算法復(fù)雜度理論等多門學(xué)科。專門研究計(jì)算機(jī)怎樣模擬或?qū)崿F(xiàn)人類的學(xué)習(xí)行為，以獲取新的知識(shí)或技能，重新組織已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)使之不斷改善自身的性能。機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展歷程機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展經(jīng)歷了從簡單線性模型到復(fù)雜非線性模型的轉(zhuǎn)變，以及從有監(jiān)督學(xué)習(xí)到無監(jiān)督學(xué)習(xí)的拓展。近年來，深度學(xué)習(xí)技術(shù)的興起更是推動(dòng)了機(jī)器學(xué)習(xí)的飛速發(fā)展。機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用領(lǐng)域機(jī)器學(xué)習(xí)已廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)挖掘、計(jì)算機(jī)視覺、自然語言處理、語音識(shí)別、推薦系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域，并取得了顯著的成果。機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展與應(yīng)用深度學(xué)習(xí)的定義深度學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)的一個(gè)分支，它使用深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來模擬人腦的學(xué)習(xí)過程，通過組合低層特征形成更加抽象的高層表示屬性類別或特征，以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式特征表示。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展經(jīng)歷了從感知機(jī)到多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變，以及從淺層神經(jīng)