大学计算机课件

大学计算机基础知识欢迎来到大学计算机基础知识课程！本课程旨在为零基础学员打造坚实的计算机知识体系，涵盖计算机硬件、软件、网络、编程等核心领域通过本课程的学习，您将掌握计算机的基本原理、操作技能和编程思想，为未来的学习和工作奠定坚实的基础让我们一起探索计算机世界的奥秘，开启您的计算机学习之旅！本课件将帮助您逐步掌握计算机核心概念和技能，为您的学术和职业生涯打下坚实的基础请准备好迎接挑战，享受学习的乐趣！计算机的基本组成计算机由硬件和软件两大部分组成硬件是看得见摸得着的物理实体，包括中央处理器（）、内存、硬盘、输入设备和输出设备等软件则是运行CPU在硬件之上的程序和数据，包括操作系统、应用软件等硬件和软件相互依存，共同完成计算机的各种功能计算机硬件是计算机系统的物理组成部分，包括中央处理器（）、内存CPU、存储设备、输入设备和输出设备等这些硬件设备协同工作，共同完成计算机的各种任务是计算机的核心，负责执行指令和进行运算内存用CPU于临时存储数据和程序，硬盘用于永久存储数据，输入设备用于向计算机输入数据，输出设备用于显示或输出计算机处理后的结果内存硬盘CPU中央处理器，负责运算临时存储数据永久存储数据和控制计算机的运作原理计算机的运作原理可以概括为输入处理输出的过程首先，通过输入设备将数“--”据和指令输入计算机然后，根据指令对数据进行处理最后，通过输出设CPU备将处理结果呈现给用户整个过程由操作系统进行协调和管理从内存中读取指令，然后执行这些指令执行指令的过程包括取指令、解码CPU指令、执行指令和存储结果等步骤通过总线与内存和其他硬件设备进行通CPU信计算机的运作速度取决于的处理能力、内存的大小和硬盘的读写速度等CPU因素输入数据和指令进入计算机处理执行指令，处理数据CPU输出处理结果呈现给用户计算机硬件概述计算机硬件是构成计算机系统的物理设备，是计算机系统运行的基础主要包括中央处理器（）、内存（CPU）、硬盘（）、主板、显卡、声卡、网卡、电源、机箱、输入设备（键盘、鼠标等）和输出设RAM HDD/SSD备（显示器、打印机等）这些硬件设备各司其职，协同工作，共同完成计算机的各种任务了解计算机硬件的基本知识，有助于我们更好地理解计算机的运作原理，选择合适的计算机配置，以及进行简单的硬件维护和故障排除CPU计算机的核心，负责执行指令和进行运算内存临时存储数据和程序硬盘永久存储数据主板连接各个硬件设备的桥梁中央处理器CPU中央处理器（），又称微处理器，是计算机的核心部件，负责执行指令和进行运算的性能直接影响计算机的运行速CPU CPU度和处理能力的主要指标包括主频、核心数和缓存大小等CPU主频表示的时钟频率，核心数表示中包含的独立处理单元的数量，缓存大小表示中用于临时存储数据的存储空间CPU CPU CPU的大小的品牌主要有和在选择时，需要根据自己的需求和预算进行综合考虑CPU IntelAMD CPU主频核心数缓存大小的时钟频率，越高越快中独立处理单元的数量，越多越中用于临时存储数据的空间，越CPUCPUCPU好大越好内存RAM内存（），又称随机存取存储器，是计算机中用于临时存储数据和程序RAM的部件内存的特点是读写速度快，但断电后数据会丢失内存的大小直接影响计算机的运行速度和多任务处理能力内存的主要指标包括容量和频率容量表示内存可以存储的数据量的大小，频率表示内存的读写速度内存的品牌主要有金士顿、海盗船等在选择内存时，需要根据自己的需求和主板的兼容性进行选择容量1内存可以存储的数据量的大小，越大越好频率2内存的读写速度，越高越快硬盘HDD/SSD硬盘是计算机中用于永久存储数据的部件硬盘主要分为机械硬盘（）和固态硬盘（）两种机械硬盘的特点是容量大、价格便宜HDD SSD，但读写速度慢、抗震性差固态硬盘的特点是读写速度快、抗震性好，但容量小、价格贵在选择硬盘时，需要根据自己的需求和预算进行选择如果需要存储大量数据，可以选择机械硬盘如果对读写速度有较高要求，可以选择固态硬盘现在很多计算机都采用的组合，兼顾容量和速度HDD+SSDHDD1容量大，价格便宜，速度慢SSD2容量小，价格贵，速度快输入设备输入设备是用于向计算机输入数据和指令的设备常见的输入设备包括键盘、鼠标、触摸屏、扫描仪、摄像头、麦克风等键盘用于输入文本和命令，鼠标用于控制光标和进行选择，触摸屏可以直接用手指进行操作，扫描仪可以将纸质文档转换为电子文档，摄像头可以拍摄照片和视频，麦克风可以录制声音不同的输入设备适用于不同的场景例如，键盘和鼠标适用于办公和游戏，触摸屏适用于移动设备，扫描仪适用于文档数字化，摄像头适用于视频会议，麦克风适用于语音输入键盘鼠标124扫描仪触摸屏3输出设备输出设备是用于将计算机处理后的结果呈现给用户的设备常见的输出设备包括显示器、打印机、音箱、投影仪等显示器用于显示图像和文本，打印机用于打印纸质文档，音箱用于播放声音，投影仪可以将图像投射到屏幕上不同的输出设备适用于不同的场景例如，显示器用于日常办公和娱乐，打印机用于打印文档和照片，音箱用于听音乐和观看视频，投影仪适用于会议和演示显示器1打印机2音箱3投影仪4计算机软件概述计算机软件是指运行在计算机硬件之上的程序和数据，是计算机系统的重要组成部分软件可以分为系统软件和应用软件两大类系统软件用于管理和控制计算机硬件，提供基础服务，例如操作系统、驱动程序等应用软件则是为了满足用户的特定需求而开发的程序，例如办公软件、游戏软件等软件是计算机的灵魂，没有软件，计算机就无法完成任何任务了解计算机软件的基本知识，有助于我们更好地使用计算机，选择合适的软件，以及进行简单的软件维护和故障排除系统软件应用软件管理和控制计算机硬件满足用户的特定需求操作系统简介操作系统（）是计算机系统中最重要的系统软件，负责管理和控制计算机OS硬件，提供基础服务，是用户和计算机硬件之间的桥梁操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理和用户界面等常见的操作系统包括、、等不同的操作系统适用Windows Linux macOS于不同的场景操作系统用户界面友好，易于使用，适用于个人电Windows脑操作系统稳定可靠，安全性高，适用于服务器操作系统LinuxmacOS用户界面美观，设计精良，适用于苹果电脑Windows Linux用户界面友好，易于使用稳定可靠，安全性高macOS用户界面美观，设计精良系统概述Windows操作系统是由微软公司开发的个人电脑操作系统系统用户界面友好，易于使用，兼容性好，应用软件丰富，是目前世界上使用最Windows Windows广泛的操作系统系统的版本包括、、、和等Windows WindowsXP Windows7Windows8Windows10Windows11系统提供了图形用户界面（），用户可以通过鼠标和键盘进行操作系统支持多任务处理，可以同时运行多个程序Windows GUIWindows系统还提供了丰富的系统工具和应用程序，方便用户进行各种操作Windows易于使用兼容性好应用丰富用户界面友好，操作简单支持各种硬件和软件大量的应用程序可供选择系统概述Linux操作系统是一种开源的操作系统，由于年创建Linux LinusTorvalds1991系统稳定可靠，安全性高，可定制性强，适用于服务器和嵌入式设备Linux系统的发行版包括、、等Linux UbuntuCentOS Debian系统使用命令行界面（），用户需要通过命令进行操作系Linux CLILinux统提供了强大的命令行工具，可以完成各种复杂的任务系统还具有良Linux好的可移植性，可以运行在各种硬件平台上命令行安全定制通过命令进行操作安全性高，不易受到病可定制性强，可以根据毒攻击需求进行修改常用应用软件介绍应用软件是指为了满足用户的特定需求而开发的程序常见的应用软件包括办公软件、编程软件、多媒体软件、游戏软件等办公软件用于处理文档、表格和演示文稿，编程软件用于开发程序，多媒体软件用于编辑和播放音频和视频，游戏软件用于娱乐不同的应用软件适用于不同的场景例如，办公软件适用于办公，编程软件适用于开发，多媒体软件适用于娱乐，游戏软件适用于休闲办公软件编程软件124游戏软件多媒体软件3办公软件办公软件是用于处理文档、表格和演示文稿的软件常见的办公软件包括、、等Microsoft OfficeLibreOffice Office是商业软件，功能强大，但需要付费和是免费软件，功能基本满足日常办公需求Microsoft OfficeLibreOffice Office办公软件的主要功能包括文字处理、表格处理和演示文稿制作文字处理软件用于编辑文档，表格处理软件用于处理数据，演示文稿制作软件用于制作幻灯片文字处理1表格处理2演示文稿制作3编程软件编程软件是用于开发程序的软件编程软件包括集成开发环境（）、文本编辑器和编译器等集成开发环境（）集成了IDE IDE代码编辑、编译、调试和运行等功能，方便程序员进行开发文本编辑器用于编辑代码，编译器用于将代码转换为可执行文件常见的编程软件包括、、、等不同的编程软件适用于不同的编程语言和开发Visual StudioEclipse IntelliJIDEA PyCharm场景文本编辑器编译器IDE集成开发环境，功能强大用于编辑代码将代码转换为可执行文件多媒体软件多媒体软件是用于编辑和播放音频和视频的软件常见的多媒体软件包括、、等Adobe PremiereAdobe AuditionVLC MediaPlayer和是专业的视频和音频编辑软件Adobe PremiereAdobe Audition，功能强大，但需要付费是免费的媒体播放器，VLC MediaPlayer支持各种音频和视频格式多媒体软件的主要功能包括视频编辑、音频编辑和媒体播放视频编辑软件用于剪辑、合并和添加特效，音频编辑软件用于录制、编辑和混音，媒体播放器用于播放各种音频和视频文件视频编辑音频编辑12剪辑、合并和添加特效录制、编辑和混音媒体播放3播放各种音频和视频文件网络基础知识网络是指将多台计算机连接在一起，实现资源共享和信息传递的系统网络的基本组成包括计算机、网络设备和传输介质等网络设备包括路由器、交换机和网卡等传输介质包括电缆、光纤和无线电波等网络按照覆盖范围可以分为局域网（）和广域网（）局域网是指覆盖范围较小的网络，例如家庭网络和办公室网络广域网是指覆盖范围较LAN WAN广的网络，例如互联网计算机网络设备传输介质网络中的节点路由器、交换机和网卡电缆、光纤和无线电波网络模型和OSI TCP/IP（开放系统互联）模型和（传输控制协议互联网协议）模OSI TCP/IP/型是两种常用的网络模型模型将网络通信分为七层，分别是物理OSI层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层模型将网络通信分为四层，分别是网络接口层、网络层、传输TCP/IP层和应用层模型是互联网的基础，所有互联网应用都基于协议了TCP/IP TCP/IP解模型和模型有助于我们更好地理解网络通信的原理OSI TCP/IP模型OSI1七层模型，理论模型模型TCP/IP2四层模型，互联网的基础局域网和广域网局域网（）是指覆盖范围较小的网络，例如家庭网络和办公室网络局LAN域网的特点是传输速度快、成本低、安全性高局域网通常采用以太网技术，使用双绞线或光纤作为传输介质广域网（）是指覆盖范围较广的网络，例如互联网广域网的特点是覆WAN盖范围广、传输速度慢、成本高、安全性低广域网通常采用各种通信技术，例如电话线、卫星和微波等局域网覆盖范围小，速度快，成本低广域网覆盖范围广，速度慢，成本高网络设备和协议网络设备是指用于连接和管理网络的设备，例如路由器、交换机和网卡等路由器用于连接不同的网络，交换机用于连接同一网络中的计算机，网卡用于将计算机连接到网络网络协议是指网络通信的规则，例如协议、协议和协议等TCP/IP HTTPFTP了解网络设备和协议有助于我们更好地配置和管理网络，解决网络故障路由器交换机124协议网卡TCP/IP3网络安全概述网络安全是指保护网络中的数据和资源免受未经授权的访问、使用、泄露、破坏或修改网络安全威胁包括病毒、木马、黑客攻击和数据泄露等网络安全措施包括防火墙、入侵检测系统、加密和身份验证等了解网络安全的基本知识，有助于我们更好地保护自己的网络和数据安全防火墙1入侵检测系统2加密3身份验证4编程语言概述编程语言是指用于编写计算机程序的语言编程语言可以分为高级语言和低级语言高级语言易于理解和使用，例如、、C C++和等低级语言难以理解和使用，例如汇编语言Java Python不同的编程语言适用于不同的开发场景例如，和适用于系统级开发，适用于企业级开发，适用于数据分析C C++Java Python和人工智能高级语言低级语言易于理解和使用难以理解和使用程序设计基础程序设计是指使用编程语言编写计算机程序的过程程序设计的基本步骤包括需求分析、概要设计、详细设计、编码、测试和维护需求分析是指明确程序需要完成的功能，概要设计是指确定程序的总体结构，详细设计是指确定程序的具体实现方法，编码是指使用编程语言编写程序代码，测试是指检查程序是否能够正确运行，维护是指修复程序中的错误和改进程序的功能程序设计需要掌握基本的编程概念和技能，例如算法、数据结构、流程控制和函数等需求分析概要设计12明确程序需要完成的功能确定程序的总体结构详细设计编码34确定程序的具体实现方法使用编程语言编写程序代码测试维护56检查程序是否能够正确运行修复程序中的错误和改进程序的功能算法和流程图算法是指解决问题的步骤算法需要具有明确性、有限性、可行性和有效性等特点流程图是指使用图形符号描述算法的工具流程图可以清晰地表示算法的执行流程，方便程序的编写和调试常见的算法包括排序算法、查找算法和图算法等排序算法用于将数据按照一定的顺序排列，查找算法用于在数据中查找特定的元素，图算法用于解决图论问题明确性算法的每个步骤必须明确有限性算法必须在有限的步骤内结束可行性算法的每个步骤必须可以实现有效性算法必须能够解决问题基本数据类型数据类型是指数据的类型常见的数据类型包括整数、浮点数、字符和布尔值等整数用于表示整数，浮点数用于表示小数，字符用于表示单个字符，布尔值用于表示真或假不同的数据类型占用不同的存储空间，具有不同的取值范围和运算规则选择合适的数据类型可以提高程序的效率和减少内存占用整数1用于表示整数浮点数2用于表示小数字符3用于表示单个字符布尔值4用于表示真或假运算符和表达式运算符是指用于进行运算的符号常见的运算符包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符和赋值运算符等算术运算符用于进行算术运算，关系运算符用于进行比较运算，逻辑运算符用于进行逻辑运算，赋值运算符用于进行赋值运算表达式是指由运算符和操作数组成的式子表达式可以进行计算，得到一个值表达式的值的类型由操作数和运算符的类型决定算术运算符关系运算符、、、、、、、、、+-*/%==!===逻辑运算符赋值运算符、、||!=顺序、分支和循环顺序结构是指按照代码的顺序依次执行分支结构是指根据条件选择不同的代码块执行循环结构是指重复执行一段代码，直到满足某个条件为止顺序、分支和循环是程序设计的三种基本结构任何复杂的程序都可以由这三种基本结构组成分支结构21顺序结构循环结构3函数和过程函数是指一段可以重复使用的代码块函数可以接受参数，并返回一个值过程是指一段可以重复使用的代码块，但不返回任何值函数和过程可以提高代码的重用性和可维护性通过将程序分解为多个函数和过程，可以使程序更加模块化，易于理解和修改函数1过程2数组和字符串数组是指一组具有相同数据类型的元素的集合数组可以按照下标访问其中的元素字符串是指由字符组成的序列字符串可以看作是字符数组数组和字符串是常用的数据结构数组可以用于存储大量数据，字符串可以用于表示文本信息数组字符串一组具有相同数据类型的元素的集合由字符组成的序列面向对象编程概念面向对象编程（）是一种程序设计方法，它将程序看作是一组对象的集OOP合每个对象都具有属性和方法属性是指对象的状态，方法是指对象的行为的主要特点包括封装、继承和多态OOP封装是指将对象的属性和方法隐藏起来，只对外提供公共接口继承是指子类可以继承父类的属性和方法多态是指同一个方法可以具有不同的行为封装继承12隐藏对象的属性和方法子类继承父类的属性和方法多态3同一个方法具有不同的行为类和对象类是指对象的模板类定义了对象的属性和方法对象是指类的实例对象具有类定义的属性和方法通过类可以创建多个对象每个对象都具有独立的状态对象之间可以相互交互，完成各种任务类对象对象的模板类的实例继承和多态继承是指子类可以继承父类的属性和方法继承可以提高代码的重用性和可扩展性多态是指同一个方法可以具有不同的行为多态可以提高代码的灵活性和可维护性继承和多态是的两个重要特性通过继承和多态，可以构建更加OOP复杂的程序继承1代码重用和可扩展性多态2代码灵活性和可维护性语言编程入门C语言是一种高级编程语言，广泛应用于系统级开发和嵌入式开发语言具C C有简洁、高效和灵活等特点学习语言可以帮助我们更好地理解计算机的底C层原理语言的语法比较复杂，需要掌握指针、内存管理和文件操作等概念但是，C只要认真学习，就可以掌握语言的基本编程技能C简洁高效代码简洁明了运行速度快灵活可以进行底层操作变量和常量声明变量是指可以存储数据的内存空间变量需要声明其数据类型和名称常量是指在程序运行过程中不能改变的值常量也需要声明其数据类型和名称变量和常量是程序的基本组成部分通过变量和常量，可以存储和操作数据1变量常量2运算和表达式语言提供了丰富的运算符，例如算术运算符、关系运算符、逻辑运算符和赋值运算符等通过运算符可以进行各种运算表达C式是指由运算符和操作数组成的式子表达式可以进行计算，得到一个值了解语言的运算符和表达式，可以编写更加复杂的程序C算术运算符1关系运算符2逻辑运算符3赋值运算符4选择结构语言提供了语句和语句两种选择结构语句用于根据条件选择不同的代码块执行语句用于根据不同的值C if switch ifswitch选择不同的代码块执行选择结构可以使程序具有不同的执行路径，根据不同的条件执行不同的操作语句语句ifswitch根据条件选择不同的代码块执行根据不同的值选择不同的代码块执行循环结构语言提供了语句、语句和语句三种循环结构语句用于当条件满足时重复执行一段代码语句C while do-while forwhile do-while用于先执行一次代码，然后当条件满足时重复执行语句用于按照一定的规则重复执行一段代码for循环结构可以使程序重复执行一段代码，完成各种重复性的任务语句语句语句whiledo-while for123当条件满足时重复执行先执行一次，然后当条件满足时重按照一定的规则重复执行复执行函数定义和调用语言允许用户自定义函数函数定义包括函数名、参数列表和函数体函数调用是指使用函数名和参数列表执行函数体中的代码C函数可以提高代码的重用性和可维护性通过将程序分解为多个函数，可以使程序更加模块化，易于理解和修改函数定义函数调用包括函数名、参数列表和函数体使用函数名和参数列表执行函数体中的代码数组操作语言提供了数组这种数据结构，可以存储一组具有相同数据类型的元素数组可以按照下标访问其C中的元素语言提供了各种数组操作，例如数组的声明、初始化、赋值和访问等C数组可以用于存储大量数据，方便程序的处理数组声明1声明数组的数据类型和大小数组初始化2为数组元素赋初值数组赋值3为数组元素赋值数组访问4访问数组元素指针指针是语言的一个重要特性指针是指向内存地址的变量通过指针可以访问和修改内存中的数据指针可以提高程序的效率和灵C活性指针的使用比较复杂，需要掌握指针的声明、赋值和解引用等操作但是，只要认真学习，就可以掌握指针的基本用法指针声明指针赋值指针解引用声明指针变量将内存地址赋给指针变量访问指针指向的内存地址中的数据结构体结构体是语言的一种数据类型，可以将多个不同数据类型的变量组合在一起结构体可以定义自己的数据类型，方便程序的组C织和管理结构体的使用包括结构体定义、结构体变量声明和结构体成员访问等操作通过结构体，可以更加灵活地组织和管理数据结构体变量声明21结构体定义结构体成员访问3文件操作语言提供了文件操作的功能，可以对文件进行读写操作文件操作包括打开文件、读取文件、写入文件和关闭文件等步骤通C过文件操作，可以将程序中的数据存储到文件中，也可以从文件中读取数据到程序中文件操作是程序设计中常用的功能，可以实现数据的持久化存储打开文件1读取文件2写入文件3关闭文件4语言编程Python是一种高级编程语言，具有简洁、易读和易学等特点广泛应用于数据分析、人工智能和开发等领域学Python PythonWeb习可以帮助我们快速开发各种应用程序Python的语法简单易懂，不需要掌握复杂的指针和内存管理等概念但是，也有自己的特点，需要认真学习才能掌握Python Python简洁易读易学代码简洁明了代码易于理解语法简单易懂基本语法Python的基本语法包括变量、数据类型、运算符、表达式、语句和函数等的语法简单易懂，代码可读性强Python Python使用缩进来表示代码块，不需要使用大括号是一种动态类型语言，不需要声明变量的数据类型Python Python掌握的基本语法，可以编写简单的程序Python Python变量数据类型12存储数据的内存空间数据的类型，例如整数、浮点数和字符串等运算符表达式34用于进行运算的符号由运算符和操作数组成的式子语句函数56执行操作的指令一段可以重复使用的代码块数据类型和变量提供了多种数据类型，例如整数、浮点数、字符串、列表、元组、字典和集合等不Python同的数据类型具有不同的特点和用途变量是用于存储数据的内存空间变量需要命名，并赋值掌握的数据类型和变量，可以更好地组织和管理数据Python整数整数类型浮点数浮点数类型字符串字符串类型列表列表类型条件和循环控制提供了语句和语句两种条件控制结构语句用于根据条件选Python ifwhile if择不同的代码块执行语句用于当条件满足时重复执行一段代码while还提供了语句用于按照一定的规则重复执行一段代码Python for条件和循环控制可以使程序具有不同的执行路径，根据不同的条件执行不同的操作语句if1条件判断语句while2循环执行语句for3循环执行函数和模块允许用户自定义函数函数定义包括函数名、参数列表和函数体函Python数调用是指使用函数名和参数列表执行函数体中的代码模块是指包含一组函数和变量的文件模块可以提高代码的重用性和可维护性通过函数和模块，可以更加灵活地组织和管理代码函数一段可以重复使用的代码块模块包含一组函数和变量的文件列表和元组列表是的一种数据类型，可以存储一组有序的元素列表中的元素可以是不同的数据类型列表是可变的，可以进行添加、删Python除和修改等操作元组是的一种数据类型，也可以存储一组有序的元素元组是不可变的，不能进行修改操作Python列表和元组可以用于存储和操作大量数据1列表元组2字典和集合字典是的一种数据类型，可以存储一组键值对字典中的键是唯一的，值可以是任意数据类型字典是可变的，可以进Python行添加、删除和修改等操作集合是的一种数据类型，可以存储一组唯一的元素集合是可变的，可以进行添加和删除Python等操作字典和集合可以用于存储和操作键值对和唯一元素字典1集合2面向对象编程支持面向对象编程（）的类和对象可以用于构建复杂的程序的特性包括封装、继承和多Python OOPPython Python OOP态通过，可以更好地组织和管理代码，提高代码的重用性和可维护性OOP学习的，可以构建更加复杂的应用程序PythonOOP封装继承多态隐藏对象的属性和方法子类继承父类的属性和方法同一个方法具有不同的行为文件和异常处理提供了文件操作的功能，可以对文件进行读写操作Python Python还提供了异常处理机制，可以捕获和处理程序运行过程中出现的错误文件操作和异常处理可以提高程序的健壮性和可靠性学习的文件操作和异常处理，可以编写更加健壮的程序Python文件操作1对文件进行读写操作异常处理2捕获和处理程序运行过程中出现的错误总结和展望通过本课程的学习，我们掌握了计算机基础知识，包括计算机硬件、软件、网络和编程等核心领域我们学习了语言和两种编程语C Python言的基本语法和编程思想我们了解了面向对象编程的概念和方法希望本课程能够帮助您打下坚实的计算机基础，为未来的学习和工作奠定基础未来，计算机技术将继续快速发展我们需要不断学习新的知识和技能，才能适应时代的发展希望您能够继续努力，不断探索计算机世界的奥秘！。