東南大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院方效林教學(xué)課件

東南大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院方效林教學(xué)課件歡迎來到東南大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院方效林教授的課程。本課程將為您提供全面的計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)知識。課程概述全面介紹本課程涵蓋計(jì)算機(jī)硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)和編程基礎(chǔ)知識。理論與實(shí)踐結(jié)合理論講解和實(shí)踐操作，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。前沿技術(shù)介紹計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的最新發(fā)展和趨勢。課程目標(biāo)1掌握基礎(chǔ)知識理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心概念。2培養(yǎng)實(shí)踐能力能夠應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。3激發(fā)創(chuàng)新思維培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和批判性思維。4為未來發(fā)展奠定基礎(chǔ)為學(xué)生的職業(yè)發(fā)展和進(jìn)一步學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。授課方式課堂講授教授通過生動的講解傳授知識要點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)課程學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)踐操作，鞏固所學(xué)知識。小組討論通過小組討論培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。項(xiàng)目實(shí)踐完成綜合性項(xiàng)目，提高實(shí)際應(yīng)用能力。課程進(jìn)度安排1第1-4周計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)2第5-8周計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件3第9-12周網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)4第13-16周編程基礎(chǔ)成績評定標(biāo)準(zhǔn)平時(shí)成績30%包括出勤率、課堂表現(xiàn)和作業(yè)完成情況。實(shí)驗(yàn)報(bào)告20%評估學(xué)生的實(shí)踐操作能力和實(shí)驗(yàn)分析能力。項(xiàng)目評估20%考察學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維。期末考試30%測試學(xué)生對課程整體內(nèi)容的掌握程度。計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)硬件定義計(jì)算機(jī)硬件是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中可以看得見、摸得著的物理設(shè)備。硬件重要性硬件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，直接影響計(jì)算機(jī)的性能和功能。硬件發(fā)展硬件技術(shù)的進(jìn)步推動了計(jì)算機(jī)性能的不斷提升和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大。計(jì)算機(jī)硬件組成輸入設(shè)備鍵盤、鼠標(biāo)等處理器中央處理器（CPU）存儲設(shè)備內(nèi)存、硬盤等輸出設(shè)備顯示器、打印機(jī)等CPU、內(nèi)存和其他硬件CPU計(jì)算機(jī)的"大腦"，負(fù)責(zé)處理和執(zhí)行指令。內(nèi)存臨時(shí)存儲數(shù)據(jù)和程序的地方，速度快但容量有限。主板連接和協(xié)調(diào)各硬件組件的核心電路板。顯卡負(fù)責(zé)圖像處理和顯示的專用處理器。存儲器系統(tǒng)1高速緩存速度最快，容量最小。2內(nèi)存速度快，容量中等。3固態(tài)硬盤速度較快，容量大。4機(jī)械硬盤速度較慢，容量最大。輸入輸出設(shè)備輸入設(shè)備鍵盤鼠標(biāo)觸摸屏掃描儀輸出設(shè)備顯示器打印機(jī)揚(yáng)聲器投影儀計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件定義系統(tǒng)軟件是管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源的程序集合。功能控制和協(xié)調(diào)硬件操作，為應(yīng)用軟件提供運(yùn)行環(huán)境。類型包括操作系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動程序、編譯器等。操作系統(tǒng)基礎(chǔ)進(jìn)程管理控制和協(xié)調(diào)程序的執(zhí)行。內(nèi)存管理分配和回收內(nèi)存資源。文件系統(tǒng)管理文件的存儲和訪問。設(shè)備管理控制和協(xié)調(diào)各種硬件設(shè)備。進(jìn)程管理1進(jìn)程創(chuàng)建系統(tǒng)為新任務(wù)分配資源。2進(jìn)程調(diào)度決定哪個(gè)進(jìn)程應(yīng)該運(yùn)行。3進(jìn)程同步協(xié)調(diào)多個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行。4進(jìn)程終止回收進(jìn)程占用的資源。存儲管理內(nèi)存分配為進(jìn)程分配所需的內(nèi)存空間。地址轉(zhuǎn)換將邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址。內(nèi)存保護(hù)防止進(jìn)程訪問未經(jīng)授權(quán)的內(nèi)存區(qū)域。虛擬內(nèi)存擴(kuò)展物理內(nèi)存容量的技術(shù)。文件管理文件創(chuàng)建在存儲介質(zhì)上分配空間并建立文件索引。文件讀寫控制對文件內(nèi)容的訪問和修改。文件組織管理文件的邏輯結(jié)構(gòu)和物理存儲方式。文件保護(hù)實(shí)現(xiàn)文件訪問控制和安全機(jī)制。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是互聯(lián)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合，用于數(shù)據(jù)通信和資源共享。類型包括局域網(wǎng)（LAN）、廣域網(wǎng)（WAN）和互聯(lián)網(wǎng)等。協(xié)議網(wǎng)絡(luò)通信遵循的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)，如TCP/IP協(xié)議?；ヂ?lián)網(wǎng)工作原理1應(yīng)用層提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)。2傳輸層負(fù)責(zé)端到端的數(shù)據(jù)傳輸。3網(wǎng)絡(luò)層處理數(shù)據(jù)包的路由和轉(zhuǎn)發(fā)。4鏈路層管理相鄰網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的通信。TCP/IP協(xié)議簇HTTP用于Web瀏覽器和服務(wù)器之間的通信。FTP用于文件傳輸。SMTP用于電子郵件發(fā)送。DNS用于域名解析。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)1身份認(rèn)證確保用戶身份的真實(shí)性。2數(shù)據(jù)加密保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸和存儲的安全。3訪問控制限制未授權(quán)用戶的訪問。4入侵檢測監(jiān)控和識別潛在的安全威脅。編程基礎(chǔ)1算法思維培養(yǎng)解決問題的邏輯思維能力。2語法規(guī)則學(xué)習(xí)編程語言的基本語法。3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)掌握常用的數(shù)據(jù)組織方式。4程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)如何設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)完整的程序。數(shù)據(jù)類型和基本語句數(shù)據(jù)類型整數(shù)浮點(diǎn)數(shù)字符布爾值基本語句賦值語句條件語句循環(huán)語句函數(shù)調(diào)用函數(shù)與過程函數(shù)定義聲明函數(shù)名、參數(shù)和返回值類型。參數(shù)傳遞了解值傳遞和引用傳遞的區(qū)別。函數(shù)調(diào)用學(xué)習(xí)如何正確調(diào)用函數(shù)并處理返回值。遞歸掌握函數(shù)自身調(diào)用的概念和應(yīng)用。結(jié)構(gòu)化編程順序結(jié)構(gòu)按照語句的先后順序執(zhí)行。選擇結(jié)構(gòu)根據(jù)條件選擇不同的執(zhí)行路徑。循環(huán)結(jié)構(gòu)重復(fù)執(zhí)行某段代碼塊。模塊化將程序分解為獨(dú)立的功能模塊。算法設(shè)計(jì)與分析算法描述使用流程圖或偽代碼表示算法。時(shí)間復(fù)雜度分析算法執(zhí)行時(shí)間的增長率。空間復(fù)雜度分析算法所需存儲空間的增長率。算法優(yōu)化改進(jìn)算法以提高效率。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)封裝將數(shù)據(jù)和方法組合成類，隱藏內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。繼承允許新類基于現(xiàn)有類創(chuàng)建，復(fù)用代碼。多態(tài)同一接口可以有多種實(shí)現(xiàn)，增加靈活性。抽象提取共同特征，忽略非本質(zhì)細(xì)節(jié)。總結(jié)與展望課程回顧我們學(xué)習(xí)了計(jì)算機(jī)硬件、軟件