計算機科學基礎 - 快速指南
基本概念
計算機本質上是一種可程式設計的機器,能夠自動且順序地執行算術和邏輯運算。它也被稱為資料處理器,因為它可以根據使用者的意願儲存、處理和檢索資料。
資料處理涉及以下三個活動:
- 資料輸入
- 資料操作/處理
- 給出輸出(即輸出結果的管理)
- 在計算機系統中,資料以有序且系統化的方式排列。
“計算機”一詞源自拉丁語“compute”,意為“計算”。最初,計算機系統被設計用於計算;它旨在成為一種計算裝置。然而,隨著時間的推移,這種裝置在技術上取得了進步;目前,除了資料處理之外,它還可以執行各種各樣的所需工作。
計算機系統的主要功能
以下是計算機系統核心功能:
計算機接受使用者提供的命令和/或資料作為輸入。
計算機按照使用者提供的指令執行並存儲資料。
計算機根據使用者提供的指令處理資料。
計算機以輸出的形式給出所需的結果。
計算機系統的顯著特徵
以下是計算機系統的顯著特徵:
自動化 - 計算機系統的作業系統是自動的,因為不需要人工干預;只需給出命令,然後它就會自動完成工作。
速度 - 根據計算機的效能,它可以執行每秒數百萬條指令。
儲存 - 計算機系統可以以不同的格式儲存大量資料。計算機系統的儲存容量通常以千位元組 (KB)、兆位元組 (MB)、千兆位元組 (GB) 或太位元組 (TB) 表示。
準確性 - 計算機系統的準確性非常高。
通用性 - 計算機系統能夠執行各種各樣的任務。
勤奮 - 計算機既不會感到疲倦,也不會失去注意力。
可靠性 - 由於計算機系統始終給出準確的結果;因此,它的可靠性非常高。
海量記憶體 - 計算機系統可以擁有廣泛的記憶體,可以在任何時間點調取所需的資料。
計算機系統的演變
目前的計算機系統是在幾個世紀以來不同知識分子努力的結果,他們在不同的時期做出了貢獻。
算盤(很可能)被認為是最早的計數裝置。
現在讓我們瞭解一下為計算機系統發展做出巨大貢獻的創新者。
約翰·納皮爾
納皮爾是一位蘇格蘭數學家,發明了對數。
此外,納皮爾還發明瞭一種計算裝置,它由刻有數字的木棍組成。納皮爾將這些木棍命名為“骨頭”,因為它們是用骨頭製成的。
布萊士·帕斯卡
帕斯卡是一位法國數學家,他發明了一種基於齒輪的機器,極大地幫助了計算。
查爾斯·巴貝奇
巴貝奇是一位英國博學者、數學家、機械工程師、哲學家和發明家。1822 年,他開發了一臺能夠計算表示式的後續差值的機器,並製作了一張表格,幫助他進行計算。
艾達·洛夫萊斯夫人
洛夫萊斯是一位英國數學家,她研究了巴貝奇的作品。她提出了“計算機可以程式設計”的概念。她的工作極大地促進了計算機系統的發展。
約翰·阿塔納索夫
在貝里的協助下,約翰·阿塔納索夫於 1937 年開發了阿塔納索夫-貝里計算機(更廣為人知的是 ABC)。這標誌著電子數字計算機發展 的開始。
約翰·莫奇利和埃克特
1947 年,約翰·莫奇利和埃克特開發了第一臺大型電子數字計算機。它被稱為電子數字積分器和計算機 (ENIAC)。
莫里斯·V·威爾克斯
1949 年,威爾克斯(在劍橋大學)設計了電子延遲儲存自動計算器 (EDSAC)。它是第一臺開始在其儲存程式概念上執行作業系統的計算機。
計算機在當今世界中的作用
在當今世界,對於幾乎所有活動,無論是個人(例如,操作個人儲蓄銀行賬戶)還是與商業相關的(例如,銷售任何產品或服務);在某種程度上,我們都依賴於計算機系統。
由於對計算機的依賴性越來越強,每個大小組織和其他商業公司都開始提供基於計算機的服務。此外,通訊、電子服務網路和多媒體的進步為企業打開了一扇新的大門,為企業提供了有效的業務處理、支付轉賬和服務交付方式。
計算機在商業中的優勢
以下是將計算機系統引入商業的主要優勢:
獨立性
由於計算機有助於使業務自動化,因此企業變得越來越獨立。不再需要為每一項工作投入人力,因為藉助計算機,大多數工作都可以自動化。從訂票到豪華轎車的製造,一切都是自動化的。
降低成本
近年來,許多企業都建立在網上;因此,無需在每個城市都開設分店,而擁有一個集中的庫存可以使業務變得更容易。無需僱用大量人力。
營銷
透過使用具有網際網路功能的計算機系統,在給定時間內將業務全球化變得非常簡單。網站、電子郵件、社交媒體網站、線上廣告等是網路營銷的重要工具。
巨大的交易能力
計算機執行了許多工,包括訂票到貨幣交易;這增加了交易能力。
巨大的儲存容量
通常,大多數企業需要儲存和維護大量資料和其他記錄;手動維護非常困難,但使用計算機不僅增加了儲存容量,而且方便了隨時處理和檢索資料。
提高生產力和效率
由於幾乎每個行業的許多工都實現了自動化,因此現在可以在更短的時間內製造大量產品變得容易得多。透過計算機技術,服務也變得更快更容易。
高精度
自動化系統幾乎沒有出錯的餘地;但是,如果發生任何錯誤,很大程度上是人為錯誤。
易於資料共享
資料共享現在變得非常簡單,就像連線一臺計算機系統到另一臺一樣簡單。
競爭
計算機技術的應用增加了競爭;現在,客戶可以全天候獲得支援。
增強安全系統
計算機還有助於保護企業資料的安全。但是,這種安全也可能面臨威脅。例如,如果有人入侵系統或發生病毒攻擊,則有可能損壞所有受保護的資料。
計算機科學基礎 - 系統
計算機系統是不同元件的整合形式,這些元件協同工作以給出所需的結果。它有不同的元件,每個元件都有特定的用途;但是,它們根據使用者的需求生成共同的結果。
計算機系統的元件
現在讓我們瞭解計算機系統的以下基本元件。
- 硬體
- 軟體
- 人力資源
- 韌體
- 橋接軟體
硬體
物理元件共同構成計算機系統的硬體。硬體包括有助於計算機工作系統的裝置。
以下是不同型別的硬體元件(具有特定功能):
顯示器 - 它顯示(視覺)結果。
CPU - 它是中央處理器,控制計算機的功能並傳輸資料。
主機板 - 它主要負責在元件之間建立通訊並傳輸資訊。
RAM - 它是隨機存取儲存器,負責儲存當前正在執行的程式,並臨時儲存資料。
硬碟驅動器 - 它是一種永久性記憶體儲存裝置。
軟盤驅動器 - 最近很少使用。
光碟 - 也是一種儲存資料的裝置。例如,CD、DVD 等。
輸入和輸出裝置
下表對輸入和輸出裝置進行了分類:
| 輸入裝置 | 輸出裝置 | 輸入裝置 | 輸出裝置 |
|---|---|---|---|
| 滑鼠 | 顯示器 | 麥克風 | 揚聲器 |
| 鍵盤 | 印表機 | 攝像頭 | 耳機 |
| 掃描器 | 投影儀 | 軌跡球 | 顯示器 |
| 觸控板 | 繪圖儀 | 操縱桿 | 顯示器 |
軟體
只有在將軟體元件新增到計算機系統後,硬體元件才能發揮作用。軟體是執行使用者提供的不同命令的程式。
軟體是硬體的無形部分,控制著操作的順序。
軟體型別
根據基本特徵和功能,軟體可以分類如下:
- 作業系統 (OS)
- 應用軟體 (AS)
- 電子輔助功能軟體
現在讓我們簡要討論一下軟體元件。
作業系統
此軟體有助於在計算機啟動後自動載入基本程式。以下是主要的作業系統型別:
| 作業系統軟體 | 示例 |
|---|---|
| 微軟Windows | XP、Vista等 |
| Mac OS X | Panther、Cheetah、Snow Leopard等 |
| Linux | Debian、Ubuntu、Fedora、Knoppix等 |
應用軟體
可以在已安裝的作業系統上使用的軟體稱為應用軟體。以下是應用軟體的一些重要示例:
| 應用軟體 | 示例 |
|---|---|
| 辦公軟體 | Microsoft Office、OpenOffice、LibreOffice等 |
| 網頁瀏覽器 | Internet Explorer、Mozilla Firefox、Google Chrome、Opera、Safari等 |
| 反病毒程式 | Norton、McAfee、Quick Heal、Avira、Kaspersky等 |
電子輔助功能軟體
電子輔助功能軟體元件為使用者提供額外的功能,例如:
- 語音識別軟體
- 螢幕閱讀器
- 放大工具
- 螢幕鍵盤
- 電子遊戲
- 學習軟體等。
程式語言
計算機系統只是一個機器,因此它無法執行任何工作;因此,為了使其發揮作用,開發了不同的語言,這些語言被稱為程式語言或簡稱為計算機語言。
在過去的二十年裡,已經開發了數十種計算機語言。每種語言都有自己的一套詞彙和規則,更廣為人知的是語法。此外,在編寫計算機語言時,必須嚴格遵循語法,因為即使是微小的錯誤也會導致錯誤,並且不會生成所需的輸出。
以下是程式語言的主要類別:
- 機器語言
- 組合語言
- 高階語言
- 系統語言
- 指令碼語言
讓我們簡要討論一下程式語言。
機器語言或程式碼
這是為計算機硬體編寫的語言。這種語言直接受計算機系統中央處理器 (CPU) 的影響。
組合語言
它是一種機器程式碼編碼語言,使程式碼更簡單易讀。
高階語言
高階語言簡單易懂,類似於英語。例如,COBOL、FORTRAN、BASIC、C、C++、Python等。
高階語言非常重要,因為它們有助於開發複雜的軟體,並且具有以下優點:
與組合語言或機器語言不同,使用者無需學習高階語言即可使用它。
高階語言類似於自然語言,因此易於學習和理解。
高階語言的設計方式使其能夠立即檢測錯誤。
高階語言易於維護,並且可以輕鬆修改。
高階語言使開發速度更快。
高階語言的開發成本相對較低。
高階語言更容易記錄。
儘管高階語言有很多好處,但它也存在一個缺點。它對機器/硬體的控制力較差。
下表列出了常用的語言:
硬體和軟體
下表突出顯示了區分硬體和軟體的要點。
| 硬體 | 軟體 |
|---|---|
| 它是計算機系統的物理元件。 | 它是使硬體發揮作用的程式語言。 |
| 它具有永久的形狀和結構,無法修改。 | 它可以被修改和重用,因為它沒有永久的形狀和結構。 |
| 外部因素,如灰塵、老鼠、昆蟲、溼度、熱量等,會影響硬體(因為它是有形的)。 | 外部因素,如灰塵、老鼠、昆蟲、溼度、熱量等,不會影響軟體(因為它不是有形的)。 |
| 它使用二進位制程式碼(即1和0)。 | 它藉助高階語言(如COBOL、BASIC、JAVA等)執行。 |
| 它只接收機器語言,即低階語言。 | 它接收高階語言,人類可以輕鬆閱讀。 |
| 它不受計算機錯誤或病毒的影響。 | 它受計算機錯誤或病毒的影響。 |
| 它不能透過電子方式從一個地方傳輸到另一個地方。 | 它可以透過電子方式從一個地方傳輸到另一個地方。 |
| 無法建立硬體的副本。 | 使用者可以根據需要建立軟體的副本。 |
模擬和數字
下表突出顯示了模擬和數字之間的一些基本區別:
| 模擬 | 數字 |
|---|---|
| 它基於物理模擬系統工作。 | 它基於離散數字系統工作。 |
| 此係統中的計算主要轉換為方程式,然後轉換為電訊號。 | 此係統中的計算轉換為二進位制數(即1和0)。 |
| 要工作,它需要物理模擬。 | 要工作,它需要離散數字。 |
| 它以“圖形”的形式輸出。 | 它以離散值的形式輸出。 |
| 準確性相對較低。 | 準確性非常高。 |
| 以低速執行。 | 它以非常高的速度執行。 |
| 難以更改,因為它靈活性較差。 | 它具有很高的靈活性。 |
| 它具有低容量的記憶體。 | 它具有高容量的記憶體。 |
| 其應用範圍限於某些應用。 | 其應用適用於多種應用。 |
| 它幾乎不適用於商業應用。 | 它非常適合商業應用。 |
| 它無法處理字母數字資料。 | 它可以處理字母數字資料。 |
| 它需要RF技術。 | 它需要IP網路。 |
| 靜態通道分配。 | 根據需要自動存在通道。 |
作業系統
作業系統是所有其他應用程式程式的基礎。作業系統是使用者和硬體之間的中間體。
作業系統控制和協調應用程式程式對硬體的使用。作業系統的主要服務包括:
- 記憶體管理
- 磁碟訪問
- 建立使用者介面
- 管理並行執行的不同程式
- 同樣,它控制和管理硬體的工作
作業系統的應用
以下是作業系統的主要應用:
作業系統負責檔案和目錄的建立和刪除。
作業系統管理刪除、掛起、恢復和同步的過程。
作業系統透過分配和釋放管理記憶體空間。
作業系統儲存、組織、命名和保護現有的檔案。
此外,作業系統管理計算機系統的所有元件和裝置,包括調變解調器、印表機、繪圖儀等。
如果任何裝置發生故障,作業系統會檢測到併發出通知。
作業系統可以防止破壞以及未經授權的使用。
作業系統為使用者和硬體提供介面。
作業系統的型別
以下是主要的作業系統型別:
- 磁碟作業系統 (DOS)
- Windows作業系統
- Unix作業系統
現在讓我們詳細討論每個作業系統。
磁碟作業系統
MS-DOS是最古老且使用最廣泛的作業系統之一。DOS是一組計算機程式,其主要功能是檔案管理、系統資源分配以及提供控制硬體裝置的基本功能。
DOS命令可以用大寫或小寫輸入。
DOS的功能
以下是DOS的重要功能:
- 它是單使用者系統。
- 它控制程式。
- 它是機器無關的。
- 它管理(計算機)檔案。
- 它管理輸入和輸出系統。
- 它管理(計算機)記憶體。
- 它提供命令處理功能。
- 它與彙編程式一起執行。
DOS命令的型別
以下是DOS命令的主要型別:
內部命令 - DEL、COPY、TYPE等命令是儲存在計算機記憶體中的內部命令。
外部命令 - FORMAT、DISKCOPY等命令是外部命令,儲存在磁碟上。
Windows作業系統
作業系統視窗是磁碟作業系統的擴充套件。
它是最流行和最簡單的作業系統;任何能夠閱讀和理解基本英語的人都可以使用它,因為它不需要任何特殊培訓。
但是,Windows作業系統需要DOS來最初執行各種應用程式程式。由於這個原因,應將DOS安裝到記憶體中,然後才能執行Windows。
Windows OS的元素
以下是WindowsOperatingSystem (WOS)的重要元素:
- 圖形使用者介面
- 圖示(圖片、文件、應用程式、程式圖示等)
- 工作列
- 開始按鈕
- Windows資源管理器
- 滑鼠按鈕
- 硬體相容性
- 軟體相容性
- 幫助等。
Windows作業系統的版本
以下是Windows作業系統的不同版本:
| 版本 | 年份 | 版本 | 年份 |
|---|---|---|---|
| Windows 1.01 | 1985 | Windows XP Professional x64 | 2005 |
| Windows NT 3.1 | 1993 | Windows Vista | 2007 |
| Windows 95 | 1995 | Windows 7 | 2009 |
| Windows 98 | 1998 | Windows 8 | 2012 |
| Windows 2000 | 2000 | Windows 10 | 2015 |
| Windows ME | 2000 | Windows Server 2016 | 2016 |
| Windows XP | 2001 |
Unix作業系統
Unix作業系統是20世紀70年代開發的最早的作業系統之一。讓我們考慮以下與Unix作業系統相關的事項:
它是一個具有多工功能的作業系統。
它具有多使用者計算機作業系統。
它幾乎可以在任何型別的硬體上執行,並刺激了開源運動。
它具有相對複雜的功能,因此未經培訓的使用者無法使用它;只有接受過培訓的人才能使用此係統。
此係統的另一個缺點是,它不會通知或警告使用者操作的後果(無論使用者操作是否正確)。
計算機科學基礎 - 網際網路
網際網路是一個將世界各地的不同計算機系統互連的系統。它使用網際網路協議套件來連線位於世界不同角落的裝置。
網際網路系統承載著廣泛的資訊資源和服務,包括全球資訊網 (WWW)、電話、電子郵件等。它使用標準的網際網路協議,例如 TCP/IP 和 HTTP 等。
內部網路包含私有網路上的所有超文字傳輸協議 (HTTP) 節點;例如,組織的區域網或廣域網。
網際網路的功能
現在讓我們討論一下網際網路的功能。這些功能描述如下:
可訪問性
網際網路是一項全球服務,所有人都可以訪問。如今,即使是位於偏遠島嶼或非洲內陸的人們也可以使用網際網路。
易於使用
用於訪問網際網路的軟體(網路瀏覽器)設計非常簡單;因此,它很容易學習和使用。它易於開發。
與其他媒體的互動
網際網路服務與其他媒體有很高的互動性。例如,新聞和其他雜誌、出版社藉助網際網路服務擴充套件了業務。
低成本
網際網路服務的開發和維護成本相對較低。
現有IT技術的擴充套件
這促進了組織內多個使用者共享IT技術,甚至方便其他貿易伙伴使用。
通訊的靈活性
透過網際網路進行通訊非常靈活。它也方便透過文字、語音和影片進行通訊。這些服務可以在組織和個人層面獲得。
安全
最後但並非最不重要的是,網際網路設施在一定程度上幫助了個人和國家層面的安全系統,例如攝像頭等元件。
網際網路軟體
網際網路軟體包含了透過計算機聯網所需的所有工具。以下是網際網路軟體的一些重要組成部分:
- 傳輸控制協議/網際網路協議 (TCP/IP)
- 撥號軟體
- 網際網路瀏覽器
網際網路應用
網際網路應用是基於伺服器的應用程式。以下是一些網際網路應用:
- 全球資訊網 (WWW)
- 電子郵件 (電子郵件)
- 檔案傳輸協議 (FTP)
- Telnet(即遠端登入到計算機)
- 網際網路中繼聊天 (IRC)(即時影片聊天)
計算機型別
並非所有開發的計算機都相同,它們具有不同的設計和功能。一些計算機具有非常高的容量和工作速度;然而,有些速度很慢。根據需求,計算機正在開發中。
計算機型別
根據內部結構以及後續的功能和適用性,計算機系統分類如下:
大型機
它是一種高容量且昂貴的計算機。它主要用於大型組織,許多人可以同時使用它。
超級計算機
此類計算機速度最快,而且非常昂貴。一臺典型的超級計算機每秒可以解決多達萬億次單獨的計算。
工作站
此類計算機是高階且昂貴的。它專門用於複雜的工作目的。
個人電腦 (PC)
它是一種為單個使用者開發的低容量計算機。
蘋果麥金塔 (Mac)
它是由蘋果公司製造的一種個人電腦。
筆記型電腦
它是一款方便攜帶的計算機,可以輕鬆攜帶到任何地方。
平板電腦和智慧手機
現代技術已經發展到更進一步。它有助於開發對使用者友好的計算機。平板電腦和智慧手機是此類計算機的最佳示例。
計算機網路術語
在本章中,我們將討論計算機網路中使用的主要術語:
廣域網 (WAN)
它代表廣域網,覆蓋範圍廣,例如一個城市。
區域網 (LAN)
它代表區域網,覆蓋範圍小,例如小型辦公室或家庭。它在物理上連線了位於場所內的所有計算機。
網際網路
它是一個連線世界各地計算機的計算機網路系統。它通常透過廣域網和區域網連線。
內聯網
它是一個封閉的計算機網路系統,因為它覆蓋範圍小,只有授權人員才能訪問。
企業外部網
它也是一種網際網路,只有少數人可以訪問。
全球資訊網 (WWW)
它是用於在網際網路上檢視和搜尋內容(以網頁形式)的服務。
即時訊息 (IM)
它是一種線上設施,方便我們聊天或交談。此類服務由 Skype、Google Talk、Windows Live Messenger、Yahoo Messenger 等提供。
網際網路協議語音 (VoIP)
它是一種協議,特別用於透過 IP 網路傳輸語音。同樣,它方便使用者使用網際網路撥打電話。
簡易資訊聚合 (RSS)
它是一種用於傳播資訊、文章等的技巧。使用者通常訂閱 RSS 頻道以接收新聞。訂閱後,使用者無需訪問相應的網站,而是會收到關於此的電子郵件。
網路日誌
它是一種線上清單(通常是關於特定主題的),包含一系列條目。這些條目按相反的時間順序排列。維護網路日誌的人會定期更新新的資訊。
播客
它是一個數字檔案,通常包含音訊或影片記錄,並且也可以在網際網路上獲得。
社交網站
它指的是為使用者提供一個通用平臺的網站,他們可以在該平臺上分享他們的訊息(以文字、音訊或影片形式)、影像、影片等。例如,Facebook、Google+、Twitter、LinkedIn、MySpace 等。
聊天室
它是網際網路上一個專門的區域,方便使用者進行通訊。
公用交換電話網路 (PSTN)
它是公共電話系統的技術術語。
綜合業務數字網 (ISDN)
它是一套通訊標準,可以同時傳輸語音、影片、資料和其他網路服務。
非對稱數字使用者線 (ADSL)
它是一種數字使用者線 (DSL) 技術,可以促進更快的傳輸資料。
下載
它是一個將資料從網際網路儲存到個人電腦的過程。
上傳
它是一個將儲存在個人電腦中的資料傳輸到網際網路伺服器的過程。
撥號
它是一種使用電話線連線到網際網路的技術。
寬頻
它是一種寬頻寬資料傳輸,可以快速傳輸多個訊號和流量型別。
計算機科學基礎 - 應用
當今世界許多工都是基於計算機的 - 填寫申請、轉賬或進行線上業務,所有這些都可以透過計算機應用程式完成。
計算機應用程式易於訪問且使用者友好,可以非常快速且準確地處理所需的交易。
計算機應用程式的設計非常簡單,無需任何資格或培訓即可使用;任何識字的人都可以使用計算機應用程式。
計算機應用程式的用途
在本節中,我們將討論不同的計算機應用程式及其用途。
- 線上申請
- 即時應用程式
- 商業應用程式
線上應用程式
如今,大多數應用程式都透過線上方式接受,無論是開設銀行賬戶、填寫入學申請表、填寫求職申請等。
以下是重要的線上應用程式形式:
銀行業務
大多數銀行透過計算機網路相互連線,並提供核心銀行業務設施。計算機網路有助於線上維護賬戶,提供網上銀行業務設施,提供線上交易設施,並提供數字簽名設施,最大的優勢是自動取款機可以隨時取款等。
機票預訂
透過計算機網路,機票預訂變得更加容易。機票、火車票,甚至巴士票都可以透過簡單易行的步驟線上預訂。
護照申請
如果您想申請新的護照,您可以自己線上申請。此外,您還可以線上申請其他重要檔案,例如 PAN 卡、Aadhaar 卡等。
求職申請
如今,大多數申請(私營和政府)都透過線上方式填寫。許多組織還透過線上方式進行通往就業的競爭性考試。
入學申請
大多數學校和大學都將入學申請線上提供;他們也接受線上繳費。
即時應用程式
即時應用程式是一個基於計算機的應用程式程式,它在給定的時間段內執行。或者換句話說,在給定的時間段內,使用者必須在時間到期之前執行某些功能。
例如,如果您正在進行線上交易,那麼您必須在給定的時間框架內提供所需的資訊,否則您將錯過機會。
以下是即時應用程式的重要示例:
視訊會議
藉助這項技術,人們可以從不同的地方以視覺方式相互連線。
VoIP(網際網路協議語音)
這項技術有助於透過數字計算機網路撥打電話。
電子商務交易
這項技術有助於透過數字計算機網路買賣產品。
網上銀行
網上銀行是在任何地方藉助計算機網路進行虛擬銀行業務。
即時訊息
在這裡,可以透過網際網路立即交換訊息。
線上遊戲
這使得可以在網際網路上部分或完全玩遊戲。
商業應用程式
不同的企業有不同的計算機應用程式;然而,一些應用程式,例如用於維護資料庫(各自業務)、儲存員工記錄、提供線上業務設施、線上促銷等,是幾乎每個商業組織的共同特徵。
因此,計算機技術的引入使業務變得更容易、更簡單,並且可以全天候訪問。
計算機的世代
計算機系統的發展通常被描述為不同世代的發展。
隨著不同世代的繼承,計算機技術也取得了進步。
計算機世代
現在讓我們討論一下不同世代中計算機技術的進步。
第一代
1940 年到 1956 年這段時間大致被認為是計算機的第一代。
第一代計算機是使用真空管或電子管機器開發的。
該系統的輸入基於穿孔卡片和紙帶;但是,輸出顯示在列印輸出上。
第一代計算機基於二進位制編碼的概念(即 0-1 的語言)。**示例:**ENIAC、EDVAC 等。
第二代
1956 年到 1963 年這段時間大致被認為是計算機第二代的時期。
第二代計算機是使用電晶體技術開發的。
與第一代相比,第二代的體積更小。
與第一代計算機相比,第二代計算機的計算時間更短。
第三代
1963 年到 1971 年這段時間大致被認為是計算機第三代的時期。
第三代計算機是利用積體電路(IC)技術開發的。
與第二代計算機相比,第三代計算機的體積更小。
與第二代計算機相比,第三代計算機的計算時間更短。
第三代計算機功耗更低,產生的熱量也更少。
第三代計算機的維護成本也較低。
第三代計算機的計算機系統更易於用於商業用途。
第四代
1972年到2010年這段時間大致被認為是計算機的第四代。
第四代計算機是利用微處理器技術開發的。
到了第四代,計算機體積變得非常小,並且變得便攜。
第四代機器開始產生非常少的熱量。
它速度更快,準確性也更加可靠。
與前幾代相比,生產成本降低到非常低。
它也變得對普通大眾可用。
第五代
2010年至今及以後,大致被認為是計算機第五代的時期。
在此之前,計算機的世代劃分主要基於硬體,但第五代技術也包含了軟體。
第五代計算機具有強大的功能和巨大的儲存容量。
使用這一代計算機速度很快,可以同時執行多個任務。
第五代的一些流行先進技術包括人工智慧、量子計算、奈米技術、並行處理等。
資料處理
收集、處理和加工收集到的資料以供所需用途,這被稱為資料處理。這是一種通常由計算機執行的技術;該過程包括檢索、轉換或分類資訊。
然而,資料處理在很大程度上取決於以下因素:
- 需要處理的資料量
- 資料處理操作的複雜性
- 相應計算機系統的容量和內建技術
- 技術技能
- 時間限制
資料處理方法
現在讓我們討論不同的資料處理方法。
- 單使用者程式設計
- 多道程式設計
- 即時處理
- 聯機處理
- 分時處理
- 分散式處理
單使用者程式設計
它通常由一個人為個人使用而進行。即使對於小型辦公室,此技術也適用。
多道程式設計
此技術提供了在中央處理單元 (CPU) 中同時儲存和執行多個程式的功能。此外,多道程式設計技術提高了相應計算機的整體工作效率。
即時處理
此技術使使用者能夠直接與計算機系統聯絡。此技術簡化了資料處理。此技術也稱為直接模式或互動模式技術,專為執行一項任務而開發。它是一種聯機處理,始終處於執行狀態。
聯機處理
此技術允許直接輸入和執行資料;因此,它不會先儲存或累積,然後再處理。該技術的設計方式可以減少資料輸入錯誤,因為它在各個點驗證資料,並確保僅輸入正確的資料。此技術廣泛用於線上應用程式。
分時處理
這是另一種形式的聯機資料處理,它允許多個使用者共享聯機計算機系統的資源。當需要快速獲得結果時,會採用此技術。此外,顧名思義,此係統是基於時間的。
以下是分時處理的一些主要優點:
- 可以同時為多個使用者提供服務
- 所有使用者幾乎擁有相同數量的處理時間
- 可以與正在執行的程式進行互動
分散式處理
這是一種專門的資料處理技術,其中各種計算機(位於遠端位置)與單個主機計算機互連,形成一個計算機網路。
所有這些計算機系統都透過高速通訊網路互連。這有利於計算機之間的通訊。但是,中央計算機系統維護主資料庫並進行相應監控。
計算機科學基礎 - 網路
計算機網路是將兩臺或兩臺以上計算機連線起來的過程,目的是共享資料、提供技術支援和通訊(尤其是在商業目的方面)。
網際網路是用於連線不同計算機系統(位於不同地理位置)的技術。網路技術徹底改變了世界,為每個國家的整體發展創造了一個新的領域。
網路的優勢
現在讓我們討論網路的優勢。優勢如下所述:
技術支援便利
由於擁有計算機網路,因此坐在美國的人可以為坐在印度偏遠地區的一個人提供技術支援。
輕鬆共享資料
藉助網路,可以非常簡單地將所有格式的數字資料從一臺計算機系統共享到另一臺計算機系統(無論其地理位置如何)。
輕鬆共享硬體資源
藉助網路,現在可以非常簡單地共享昂貴的資源,包括儲存空間、處理器、傳真等。
輕鬆共享軟體
透過網路系統,可以輕鬆地將軟體從一臺計算機系統共享並安裝到另一臺計算機系統。
易於分散資料處理
透過網路系統,可以非常簡單地分散資料處理系統。它最終有助於控制、保護和管理重要資料。
易於溝通
藉助網路,通訊系統現在變得高效、節儉且快速。不同的通訊方式有文字聊天、影片聊天、電子郵件等。
網路型別
在本節中,我們將討論不同型別的網路。型別如下所述:
- 區域網 (LAN)
- 都會網路 (MAN)
- 廣域網 (WAN)
區域網
區域網或簡稱 LAN 是在給定場所互連少數計算機的技術。它通常用於單個商業辦公室或住宅公寓。
這種互連的主要目的是建立通訊系統,以便使工作更容易。
但是,在此類連線中,還可以連線其他一些裝置,例如雷射印表機、傳真機等。
都會網路
都會網路或簡稱 MAN 是一個網路系統,通常覆蓋一個較大的都市區(城市的一部分)。
它在網路覆蓋的整個區域內提供高速網際網路服務。
廣域網
廣域網或簡稱 WAN 是一個網路系統,覆蓋全球的廣大地理區域。
WAN 的服務由公共(政府)機構和私營機構提供。該網路還提供訪問遠端資料庫的功能。
WAN 系統對跨國公司和其他大型公司(提供線上服務)非常有益。
計算機相關工作
每項工作的快速計算機化以及對基於計算機的工作的逐漸依賴,已經為就業開闢了資訊科技的新領域。
但是,IT 領域需要合格且受過培訓的員工,他們能夠設計和開發新的資訊系統。
資訊科技也有助於研發,並進一步開發了新技術。IT 員工強調計劃、設計、開發、管理工作以及為各種使用者提供技術支援。
計算機相關工作的型別
近年來,出現了一些在計算機輔助下完成的工作。我們將討論執行計算機相關工作的不同職位名稱:
程式設計師
能夠為計算機程式編寫創意程式碼的人稱為程式設計師。
程式設計師編寫的程式碼是給計算機的指令,關於做什麼、如何做、何時做等。
有幾十種語言是由不同的程式設計師編寫的。例如 Java、C、C++、python、Ajax 等。
系統分析師
系統分析師的工作高度分類,也非常關鍵。
系統分析師從根本上設計、開發和實施新系統,或在現有系統中新增一些附加功能,以提供執行其他任務的指令。
系統分析師還專門從事工程、科學與技術、金融、商業、會計等領域。
資料庫管理員
資料庫管理員或簡稱 DBA 是一位受過培訓的人員,負責資料庫系統的儲存和管理。
網路管理員
計算機網路是另一個需要合格人員的專業領域。
網路管理員專門負責安裝、配置和支援計算機網路系統。同樣,他管理相應組織中的區域網、廣域網、網際網路系統或網路系統的一部分。
網路管理員的工作非常關鍵,因為組織中的幾乎每個網路都需要至少一名網路管理員。
網頁設計師
網頁設計師是一位架構師,設計一個有效且具有溝通力的網站。
他將影像、內容和其他此類資訊放置在正確的位置,以使網站具有互動性和使用者友好性。
資訊安全分析師
這是最重要的工作之一,資訊安全分析師在此工作中設計、實施和支援計算機或整個網路的安全系統。
電子商務
計算機技術和網際網路的進步,使國內外企業都對這些技術產生了興趣。如今,大多數小型或大型企業以及國內外企業都透過網際網路提供其產品和服務。
如今,商業組織擁有吸引人且具有互動性的網站,透過這些網站,他們可以推廣和營銷其業務。
計算機技術的便利性和網際網路的普及共同整合了分散的市場,為它們提供了一個共同的平臺。技術進一步幫助企業降低成本,並幫助降低產品和服務的成本。
技術讓客戶能夠足不出戶,隨時隨地購買所需的商品或服務。
什麼是電子商務?
電子商務,簡稱電商,通常是指透過網際網路促進商品和服務線上提供的過程。使用者可以透過網際網路搜尋、選擇、出售和購買各種各樣的商品和服務。
電子商務的主要活動如下:
- 線上銷售產品和服務(透過網際網路)
- 線上購買產品和服務
- 線上支付和接受付款
- 線上進行商業交易和其他服務
電子商務的特點
以下是電子商務的重要特點:
- 它有效地提升了企業的業務能力。
- 它大幅降低了成本。
- 它顯著提高了交付服務水平。
- 它是快速業務交易和辦公自動化的可靠解決方案。
- 它潛在地提升了企業內部的功能。
- 它有效地增強了企業之間的溝通。
電子商務的型別
以下是主要的電子商務業務型別:
企業對企業(B2B)
它發生在兩個企業之間。
企業對消費者(B2C)
它發生在企業和消費者之間。
消費者對消費者(C2C)
消費者對消費者的商業交易發生在兩個消費者之間;某些網站為這兩個消費者提供了一個共同的平臺——一個想要購買,一個想要出售。
電子商務的益處
現在讓我們討論一下電子商務的益處:
它促進了自由市場。
它提供7×24小時服務。
它的覆蓋範圍是全球性的(沒有政治邊界的限制)。
建立成本大幅降低。
它提供使用者友好的技術。
它提供了多種並行和同步的機會。
它提供了節儉的設施來促進和營銷業務。
它具有提供市場調研功能。
它使客戶關係管理更加容易。
它方便提供7×24小時的客戶服務。
它提供國內和國際的資金轉賬服務,操作步驟簡單。
軟體程式設計
為了使計算機能夠執行,需要編寫一組指令,因為這些程式語言是執行任務的載體。
同樣,計算機以計算機程式設計的形式接受使用者的指令,然後執行給定的任務。
軟體程式設計的特點
計算機程式實際上是一組指令,幫助計算機執行特定任務,它具有以下基本特徵:
它確保給定的指令能夠成功執行。
它確保給定的指令按順序執行。
解釋給定的輸入(資料)是否正確或不足,並據此給出結果。
它使用高階語言編寫。
程式開發的步驟
程式語言的開發完全取決於問題的型別和需求。但是,程式語言的開發通常(不一定是,但是)包括以下步驟:
定義問題
這是第一步,需要定義問題。
任務和方法分析
一旦問題被定義,開發人員就會分析並開發各種解決方案來解決問題,最終開發出最佳的可行方案。
演算法開發
演算法是一種恰當的技術,以邏輯且可行的方式說明正確的解決方案。演算法通常以流程圖和虛擬碼的形式完成。
演算法驗證
一旦演算法開發完成,不能直接應用,而是需要首先進行測試,特別是準確性測試。如果有任何錯誤,需要在開始時就進行糾正和解決。驗證過程可以節省時間、金錢和精力。
編碼
一旦基本過程和步驟成功完成,程式的實際編碼就會在給定的程式語言中開始。
程式測試
程式程式碼開發的測試是另一個必不可少的環節,因為它不可避免地存在錯誤;因此,測試使其免於錯誤。開發人員會不斷測試和修正程式碼,直到最終開發完成。
文件編制
一旦編碼和程式設計成功完成,開發人員需要記錄所有這些功能和步驟。編制好的程式文件指導使用者如何執行和操作相應的程式。
實施
一旦上述步驟成功執行,開發的程式碼(程式語言)就會安裝到計算機系統中供終端使用者使用。使用者還將獲得手冊,解釋如何執行相應的程式。
演算法流程圖
流程圖是一種藍圖,以圖形方式表示演算法及其步驟。流程圖的步驟沒有特定的尺寸和形狀,而是以不同的形狀和尺寸設計(請參見下圖)。
如上圖所示,不同形狀的方框透過箭頭相互連線,邏輯上構成了流程圖。流程圖表示過程中的一般步驟。
流程圖的益處
現在讓我們討論一下流程圖的益處。
簡化邏輯
因為它提供了步驟的圖形表示;因此,它簡化了邏輯和後續步驟。
改善溝通
由於具有易於理解的圖形邏輯和步驟,因此它是一種更好、更簡單的表示方式。
有效分析
一旦流程圖準備好,就可以非常簡單地有效地分析問題。
有助於編碼
流程圖還有助於有效地進行編碼過程,因為它指示了做什麼、何時做以及在哪裡做。它使工作更容易。
適當的測試
此外,流程圖還有助於查詢程式中的錯誤(如果有)。
適用的文件編制
最後但並非最不重要的是,流程圖還有助於準備適當的文件(一旦程式碼編寫完成)。
流程圖符號
下表列出了流程圖中使用的符號及其名稱:
| 名稱 | 符號 | 名稱 | 符號 |
|---|---|---|---|
![]() |
流程線 | ![]() |
磁碟 |
![]() |
終端 | ![]() |
通訊鏈路 |
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處理 | ![]() |
離線儲存 |
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判斷 | ![]() |
註釋 |
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連線點 | ![]() |
流程線 |
![]() |
文件 | ![]() |
頁面外連線點 |
流程圖示例
計算機科學基礎 - 外聯網
外聯網是一種個性化服務,由私有網路控制和管理。
這項個性化和受控的技術僅允許合作伙伴、供應商和客戶訪問;有時,不一定是,也允許某些特定客戶訪問。
外聯網是私有網路組織,實際上是相應公司內部網的一部分,其服務擴充套件到公司外部的使用者。有時,它也被認為是一種專門的技術,用於與其他公司開展業務並將產品銷售給客戶。
為了與其他業務合作伙伴開展業務,外聯網技術促進了從一個地點到另一個地點的內部網,併為資料流提供安全性。
外聯網服務需要防火牆伺服器管理才能提供安全性和隱私。
外聯網服務的特點
以下是外聯網服務的重要特徵:
外聯網是將網際網路服務擴充套件到私有業務網路。
服務擴充套件到公司防火牆之外。
有時,它可以被稱為內部網,因為它可以(部分)供某些外部人員(經許可)訪問。
外聯網技術將兩個(或多個)具有共同業務目標的商業組織連線起來。
外聯網的應用
外聯網可以應用於以下服務:
它促進了兩個(或多個)公司之間的協作業務
使用這項技術,可以與其他公司開展聯合培訓專案
透過使用電子資料交換,可以快速共享大量資料
它用於共享產品目錄,尤其是與批發商共享
外聯網服務也用於提供客戶支援
它用於與合作伙伴公司共享商業新聞
外聯網的優勢
外聯網服務的優勢如下:
- 它使業務(服務)更加快捷和快速。
- 它極大地有助於改善業務溝通。
- 它有助於降低成本(尤其是在文具方面)。
- 它有助於提高員工的效率和信心。
- 它減少了一些重大的物理障礙(尤其是地理距離)。
使用外聯網的主要領域
以下是正在大規模使用外聯網服務的一些主要領域:
- 企業集團
- 政府機關
- 教育機構
內部網更侷限於本地,只有內部員工可以訪問。相比之下,外聯網覆蓋範圍更廣,外部人員(如合作伙伴、供應商甚至客戶)都可以獲得授權訪問。
計算機科學基礎 - 移動
移動計算機是指物理上不受特定地點限制的系統,而是具有移動性,使用者可以隨時隨地攜帶。
移動計算機技術配備了備用電池;因此,它不需要持續的電力供應。
移動計算機可以透過有線連線到網際網路,也可以透過Wi-Fi或藍牙技術進行無線連線。同樣,它是一種行動式、自供電(由於內建電池)且融合了無線技術的計算裝置。
移動計算裝置的型別
以下是流行的移動計算裝置:
筆記型電腦
筆記型電腦是臺式計算機的便攜版本。它同樣能夠勝任任何計算工作。
筆記本
它是一種輕便的行動式個人電腦。
平板電腦
它是一種相對更方便的板狀移動計算機。
智慧手機
智慧手機是一款功能齊全的手機,擁有大部分的計算功能。
個人數字助理(PDA)
它是一種計算機裝置,更常被稱為掌上電腦。它廣泛用於計算、訪問網際網路、傳送和接收電子郵件、掃描條形碼、用作收音機或立體聲、玩電腦遊戲、影片錄製、打字和文字處理、用作地址簿、製作和編寫電子表格、全球定位系統(GPS)、用作時鐘和日曆等。
行動式資料終端(PDT)
它是一種計算機裝置,主要用於透過無線傳輸(即WLAN或WWAN)輸入或檢索資料。
移動資料終端(MDT)
它是一種計算機裝置,用於警車、計程車、軍事後勤、服務卡車、商業卡車車隊、快遞車輛、漁船車隊等。
超行動式個人電腦(UMPC)
它是平板電腦的一種小型形式。
Windows桌面元素
登入Windows計算機系統後,您將獲得數十種應用程式,因此您可以選擇所需的選項。
許多選項的快捷圖示已在您的計算機螢幕上隨時可用;但是,在某些計算機上,您可能在螢幕上找不到此類選項;在這種情況下,您可以藉助選單按鈕(如下面的圖片所示):
如上圖所示,在左下角有一個視窗符號(即選單按鈕);點選它後,將顯示給定的選單選項,您可以從中選擇所需的選項。
開始選單選項
下表列出了點選“開始”選單後出現的選項:
| 序號 | 選項及描述 |
|---|---|
| 1 |
所有程式 顯示系統中安裝的所有程式。 |
| 2 |
文件 顯示使用者使用的資料夾列表。 |
| 3 |
最近的檔案 顯示最近使用過的檔案。 |
| 4 |
我的圖片 顯示圖片列表。 |
| 5 |
我的音樂 顯示音樂/歌曲等列表。 |
| 6 |
我的電腦 顯示計算機的驅動器,使用者將工作、檔案、資料夾、歌曲、影片、圖片、電子書等儲存在其中。 |
| 7 |
控制面板 顯示所有已安裝的計算機程式(軟體)。 |
| 8 |
印表機 顯示已安裝的印表機(如果系統中安裝了印表機,使用者可以輕鬆列印)。 |
| 9 |
幫助(支援) 幫助使用者瞭解如何執行特定任務。 |
| 10 |
搜尋 幫助使用者在計算機中查詢檔案。 |
| 11 |
執行 幫助啟動應用程式或執行DOS命令。 |
| 12 |
設定 包含有助於管理計算機、軟體以及硬體的不同設定的各種選項。 |
| 13 |
登出 幫助使用者登出當前登入到系統的使用者。 |
| 14 |
睡眠 使系統停止執行;但是,將正在進行的工作和設定儲存在記憶體中,並繼續消耗少量電量。 |
| 15 |
休眠 休眠將開啟的文件和程式儲存到硬碟,然後關閉計算機;與“睡眠”相比,它消耗的電量非常少。 |
| 16 |
重啟 其功能是關閉並再次啟動(登入)計算機;通常在計算機掛起時執行此操作以重新整理計算機。 |
| 17 |
關機 簡單地關閉系統。 |
注意:根據您使用的Windows版本,選單選項的外觀和選單選項數量可能會有所不同;但是,基本功能不會發生變化。
回收站
回收站是已刪除檔案儲存的垃圾位置。刪除任何型別的檔案後,它都會(自動)儲存到回收站中;因此,如果您錯誤地刪除了一些重要的檔案,請不要驚慌,轉到回收站並恢復它。但是,如果您也從回收站中刪除了檔案,則很難恢復該永久刪除的檔案。
Internet選項
Internet瀏覽器的選項(即快捷鍵)可能在主螢幕或底部選單欄上可用(如下面的圖片所示)。但是,如果在這兩個位置都沒有找到它,請轉到選單,因為所有程式都列在其中。
計算機科學基礎 - 多媒體
在本章中,我們將討論計算機多媒體是如何工作的。如果一個系統透過兩種以上媒體呈現一些資訊,則稱為多媒體。例如,電視呈現音訊和影片;書籍呈現文字、影像和圖表,計算機等。
透過多媒體呈現的資訊具有更好的質量和能力,因為它更容易理解。
先進的計算機系統是現代多媒體的一個很好的例子。
多媒體的字面意思
在本節中,我們將瞭解多媒體的字面意思。
Multi - 表示多於一個
Medium - 是單數形式,表示中間體或媒介
Media - 是複數形式,表示傳遞資訊
同樣,多媒體是計算機科學的一個領域,它整合了不同形式的資訊,並以音訊、影片和動畫的形式呈現,以及傳統的媒體,即文字、圖形/繪畫、影像等。
多媒體計算機系統
多媒體計算機系統具有強大的能力來整合不同的媒體,包括文字、影像、圖形、音訊和影片。
多媒體計算機系統儲存、表示、處理、操作和向用戶提供這些媒體。
多媒體計算機系統的顯著特徵
以下是多媒體計算機系統的主要特徵:
它的中央處理器(CPU)速度非常快,因為它需要處理大量資料。
它具有巨大的儲存容量。
它具有強大的記憶體能力,有助於執行大型資料程式。
它具有高容量的顯示卡,有助於顯示圖形、動畫、影片等。
聲音系統使聆聽音訊變得容易。
憑藉所有這些(上面討論過的)功能,計算機系統被稱為高階多媒體計算機系統。
但是,上面列出的所有功能並非每個多媒體計算機系統都必須具備,而是根據各個使用者的需求配置多媒體計算機系統的功能。
多媒體元件
以下是多媒體計算機系統的主要元件:
文字
包含字母數字和一些其他特殊字元。鍵盤通常用於輸入文字;但是,有一些內部(內建)功能可以包含此類文字。
圖形
它是生成、表示、處理、操作和顯示圖片的技術。它是多媒體應用程式最重要的組成部分之一。圖形的開發由不同的軟體支援。
動畫
計算機動畫是一項現代技術,有助於建立、開發、排序和顯示一組影像(技術上稱為“幀”)。動畫提供視覺效果或運動,非常類似於影片檔案(參見下圖)。
音訊
此技術錄製、合成和播放音訊(聲音)。透過這種媒介可以恰當地提供許多學習課程和不同的說明。
影片
此技術以這樣的序列(以固定的速度)錄製、合成和顯示影像(稱為幀),使創作看起來像在移動;這就是我們看到完整開發的影片的方式。為了不間斷地觀看影片,影片裝置必須每秒顯示25到30幀。
多媒體應用
現在讓我們看看多媒體應用於哪些不同的領域。以下簡要描述了這些領域:
簡報
藉助多媒體,可以使簡報更有效。
電子書
如今,書籍已數字化,並且在網際網路上很容易獲得。
數字圖書館
不再需要親自去圖書館。也可以透過網際網路訪問圖書館。數字化幫助圖書館發展到這一水平。
電子學習
如今,大多數機構(公立和私立)都使用這種技術來教育人們。
電影製作
我們在任何電影中看到的特效,大部分都是由於多媒體技術。
電子遊戲
電子遊戲是多媒體技術最有趣的創作之一。電子遊戲不僅吸引兒童,也吸引成年人。
動畫電影
除了電子遊戲外,動畫電影也是兒童娛樂的另一個重要來源。
多媒體會議
人們可以藉助多媒體會議技術線上安排個人和商務會議。
電子購物
多媒體技術為電子商務創造了一個虛擬領域。
計算機科學基礎 - 安全
計算機技術的進步徹底改變了世界;因此,大多數工作,無論是國家安全系統還是線上購買鞋子,都依賴於計算機。
這種日益增長的依賴性也引發了安全問題,因為現在大多數資料都儲存在計算機系統中。
您的計算機系統儲存各種資料,因此,如果它沒有得到保護,您可能會遇到大麻煩。
為什麼我們需要計算機安全?
現在讓我們看看為什麼我們需要計算機安全。出於以下主要原因需要它:
防止硬體損壞。
防止已安裝軟體被盜或損壞。
防止儲存的資料和資訊被盜或損壞。
防止服務中斷。
同樣,安全系統透過保護已安裝的軟體和儲存的資料(資訊)來確保計算機系統的安全。
資料和資訊的保護
以下是保護資料的必要步驟:
- 備份所有重要檔案。
- 使用防病毒軟體保護系統免受病毒侵害。
- 持續更新計算機系統。
- 定期執行磁碟碎片整理和磁碟清理。
- 使用防火牆。
- 使用反間諜軟體。
此外,如果您使用網際網路,則需要採取更多預防措施。請考慮以下幾點以瞭解需要採取的預防措施:
不要點選任何您不認識的連結(因為它可能對您的計算機有害 - 病毒攻擊)。
不要開啟未經授權和非法的網站(它可能會損壞您的計算機系統)。
不要從未知網站下載未經請求的資料。
什麼是碎片整理?
頻繁地儲存和刪除硬碟上的檔案(資料)會導致效能問題並減少可用空間;因此,碎片整理會再次清理驅動器並恢復系統的流暢執行。
以下是碎片整理的簡單步驟:
磁碟清理
在瀏覽網站(在網際網路上)時,許多檔案會自動儲存在硬碟上(實際上,這些儲存的檔案稍後有助於更快地重新開啟網站);此外,還有一些其他cookie儲存在硬碟上。所有這些儲存的檔案都會造成問題並佔用空間。
因此,磁碟清理過程會清除所有這些檔案並釋放這些不需要的檔案佔用的空間。
以下是磁碟清理的簡單步驟:
計算機科學基礎 - 威脅
計算機系統中的威脅是指可能危及資料安全的潛在危險。有時造成的損害是無法修復的。
定義
根據國家資訊保障詞彙表定義:
“任何可能透過未經授權的訪問、破壞、洩露、修改資料和/或拒絕服務而對IS產生不利影響的情況或事件。”
計算機威脅可以是“故意的”,例如駭客攻擊,也可以是“意外的”,例如裝置故障或物理損壞。
威脅型別
以下是最常見的計算機威脅型別:
物理損壞 - 包括火災、水災、汙染等。
自然事件 - 包括氣候變化、地震、火山活動等。
服務丟失 - 包括電力、空調、電信等。
技術故障 - 包括裝置、軟體問題、容量飽和等。
蓄意型別 - 包括間諜活動、非法資料處理等。
其他一些威脅包括使用錯誤、濫用許可權、拒絕操作、竊聽、媒體盜竊、檢索丟棄的材料等。
威脅來源
計算機威脅的可能來源可能是 -
內部 - 包括員工、合作伙伴、承包商(和供應商)。
外部 - 包括網路罪犯(專業駭客)、間諜、非專業駭客、激進分子、惡意軟體(病毒/蠕蟲/等)等。
常用術語
以下是常用術語,經常用來定義計算機威脅 -
病毒威脅
計算機病毒是一種旨在破壞計算機正常執行的程式,未經使用者許可。
間諜軟體威脅
間諜軟體是一種計算機程式,它監控使用者的線上活動或在未經使用者同意的情況下安裝程式,以獲取利潤或竊取個人資訊。
駭客
駭客是程式設計師,他們為了個人利益而威脅他人,透過入侵計算機系統以竊取、更改或破壞資訊。
網路釣魚威脅
這是一種非法活動,網路釣魚者透過欺詐性電子郵件或即時訊息試圖竊取敏感的財務或個人資料。
如何保護您的計算機系統免受威脅?
以下是您可以透過一些重要提示來保護您的系統免受各種威脅 -
- 在您的系統中安裝、使用並保持更新防病毒軟體。
- 安裝、使用並保持更新防火牆程式。
- 始終備份您的重要檔案和資料夾。
- 使用強大且獨特的密碼。
- 尤其是在下載和安裝程式時要小心。
- 安裝、使用並保持更新檔案加密程式。
- 尤其是在閱讀帶有附件的電子郵件時要小心。
- 讓您的孩子瞭解網際網路威脅和安全瀏覽。
計算機科學基礎 - 病毒
病毒是一種計算機程式碼或程式,它能夠透過破壞或銷燬計算機資料來嚴重影響您的計算機資料。
計算機病毒有快速複製自身的趨勢,並將其傳播到每個資料夾並損壞您的計算機系統的資料。
計算機病毒實際上是一種惡意軟體程式或“惡意軟體”,當感染您的系統時,它會透過修改其他計算機程式並插入自己的程式碼來複制自身。
受感染的計算機程式可能包括資料檔案,甚至硬碟驅動器的“引導”扇區。
病毒型別
以下是主要的計算機病毒型別 -
蠕蟲
這是一種計算機程式,它以很快的速度複製自身。與計算機病毒不同,它是獨立的,因此不需要成為另一個程式的一部分才能傳播自身。
特洛伊木馬
特洛伊木馬也是一種破壞性程式,偽裝成正常的軟體程式。它不完全是病毒,因為它不能自我複製。但是,病毒程式有可能隱藏在特洛伊木馬中。
邏輯炸彈
它類似於特洛伊木馬,但邏輯炸彈有一些特殊之處;這些包括一個定時裝置,因此它只會在特定的日期和時間爆炸。
病毒如何影響?
讓我們討論病毒如何影響您的計算機系統。方法如下 -
- 從網際網路下載檔案。
- 在移除媒體或驅動器期間。
- 透過隨身碟。
- 透過電子郵件附件。
- 透過未修補的軟體和服務。
- 透過無保護或管理員密碼薄弱。
病毒的影響
現在讓我們看看病毒對您的計算機系統的影響 -
- 破壞相應計算機系統的正常功能。
- 破壞系統網路使用。
- 修改系統的配置設定。
- 破壞資料。
- 破壞計算機網路資源。
- 機密資料被破壞。
病毒檢測
最基本的病毒檢測方法是檢查計算機系統的功能;受病毒影響的計算機無法正確執行命令。
但是,如果您的計算機系統中有防病毒軟體,那麼它可以輕鬆地檢查系統上的程式和檔案是否存在病毒特徵。
病毒預防措施
現在讓我們看看不同的病毒預防措施。計算機系統可以透過以下方法免受病毒侵害 -
- 安裝有效的防病毒軟體。
- 修補作業系統。
- 修補客戶端軟體。
- 設定高度安全的密碼。
- 使用防火牆。
最有效的防病毒軟體
以下是您可以為您的個人電腦選擇的一些最流行和有效的防病毒軟體 -
- 邁克菲防病毒軟體 Plus
- 賽門鐵克諾頓防病毒軟體
- Avast Pro 防病毒軟體
- Bitdefender 防病毒軟體 Plus
- 卡巴斯基防病毒軟體
- Avira 防病毒軟體
- Webroot SecureAnywhere 防病毒軟體
- Emsisoft 反惡意軟體
- Quick Heal 防病毒軟體
- ESET NOD32 防病毒軟體
計算機科學:縮寫
在本節中,我們將討論計算機科學中不同的縮寫。下表列出了這些縮寫 -
| 縮寫 | 全稱 |
|---|---|
| A/D | 模數轉換 |
| ABC | 阿塔納索夫-貝里計算機 |
| ACM | 美國計算機協會 |
| AI | 人工智慧 |
| ALGOL | 演算法語言 |
| ALU | 算術邏輯單元 |
| AMD | 超微半導體公司 |
| ARPANET | 高階研究計劃署網路 |
| ASCII | 美國資訊交換標準程式碼 |
| BASIC | 初學者通用符號指令程式碼 |
| BCD | 二進位制編碼的十進位制 |
| BIOS | 基本輸入輸出系統 |
| BIPS | 每秒數十億條指令 |
| BPI | 每英寸位元組數 |
| CAD | 計算機輔助設計 |
| CAE | 計算機輔助工程 |
| CAN | 校園網 |
| CASE | 計算機輔助軟體工程 |
| CD | 光碟 |
| CDC | 控制資料公司 |
| CD-R | 可錄製光碟 |
| CD-ROM | 光碟只讀儲存器 |
| CD-RW | 光碟讀寫 |
| CL | 命令語言 |
| CLI | 命令列介面 |
| COBOL | 面向商業的通用語言 |
| CODASYL | 資料系統會議 |
| CPU | 中央處理器 |
| CRT | 陰極射線管 |
| D/A | 數模轉換 |
| DAT | 數字音訊磁帶 |
| DBMS | 資料庫管理系統 |
| DBS | 按需切換 |
| DDL | 資料定義語言 |
| DDS | 數字資料儲存 |
| DEC | 數字裝置公司 |
| DMA | 直接記憶體訪問 |
| DNA | 數字網路體系結構 |
| DPI | 每英寸點數 |
| DRAM | 動態RAM |
| DSN | 分散式系統網路 |
| DTS | 數字影院系統 |
| DVD | 數字影片/通用光碟 |
| EBCDIC | 擴充套件二進位制編碼的十進位制交換碼 |
| EDSAC | 電子延遲儲存自動計算器 |
| EDVAC | 電子離散變數自動計算機 |
| EFM | 8到14調製 |
| ENIAC | 電子數字積分和計算機 |
| EPG | 電子節目指南 |
| EPIC | 顯式並行指令計算 |
| EPROM | 可擦除可程式設計只讀儲存器 |
| FAT | 檔案分配表 |
| FDM | 頻分多路複用 |
| FEP | 前端處理器 |
| FLOPS | 每秒浮點運算次數 |
| FM | 調頻 |
| FMS | 檔案管理系統 |
| FORTRAN | 公式翻譯 |
| FSK | 頻移鍵控 |
| FTP | 檔案傳輸協議 |
| GB | 千兆位元組 |
| GFLOPS | 千兆次浮點運算 |
| GHz | 千兆赫 |
| GNU | GNU不是Unix |
| GPRS | 通用分組無線業務 |
| GSM | 全球移動通訊系統 |
| GUI | 圖形使用者介面 |
| HP | 惠普 |
| HSS | 分層儲存系統 |
| HTML | 超文字標記語言 |
| HTTP | 超文字傳輸協議 |
| IBM | 國際商用機器公司 |
| IC | 積體電路 |
| IDN | 綜合數字網路 |
| IP | 網際網路協議 |
| IrDA | 紅外資料協會 |
| ISDN | 綜合業務數字網 |
| ISP | 網際網路服務提供商 |
| JPEG | 聯合影像專家組 |
| JRE | Java執行時環境 |
| JSP | Java伺服器頁面 |
| KB | 千位元組 |
| KHz | 千赫 |
| 區域網 (LAN) | 區域網 |
| LCD | 液晶顯示器 |
| LED | 發光二極體 |
| LPM | 每分鐘行數 |
| LSI | 大規模整合 |
| MAN | 都會網路 |
| MAR | 儲存器地址暫存器 |
| MB | 兆位元組 |
| MBR | 儲存器緩衝暫存器 |
| MHz | 兆赫 |
| MIDI | 樂器數字介面 |
| MIPS | 每秒百萬條指令 |
| MNP | Microcom網路協議 |
| MPEG | 運動影像專家組 |
| MS-DOS | 微軟磁碟作業系統 |
| MVT | 具有可變任務的多程式設計 |
| NIC | 網路介面卡 |
| NICNET | 國家資訊中心網路 |
| NOS | 網路作業系統 |
| OCR | 光學字元識別 |
| OMR | 光學標記閱讀器 |
| OS | 作業系統 |
| OSI | 開放系統互連 |
| OSS | 開源軟體 |
| PAN | 個人區域網 |
| PC | 個人電腦 |
| 行動式文件格式 | |
| PDL | 程式設計語言 |
| PDP | 程式資料處理器 |
| PIP | 外圍交換程式 |
| PROM | 可程式設計只讀儲存器 |
| QoS | 服務質量 |
| RAM | 隨機存取儲存器 |
| ROM | 只讀儲存器 |
| SDLC | 軟體開發生命週期 |
| SEQUEL | 結構化英語查詢語言 |
| SGML | 通用標記語言語法 |
| SIMM | 單列記憶體模組 |
| SNA | 系統網路體系結構 |
| SNOBOL | 面向字串和符號的語言 |
| SQL | 結構化查詢語言 |
| SRAM | 靜態RAM |
| SSI | 小規模整合 |
| TB | 太位元組 |
| TCP | 傳輸控制協議 |
| TDM | 時分多路複用 |
| UDP | 使用者資料報協議 |
| ULSI | 超大規模整合 |
| UPC | 通用產品程式碼 |
| URL | 統一資源定位符 |
| USB | 通用序列匯流排 |
| UTF | Unicode轉換格式 |
| VAN | 增值網路 |
| VCR | 錄影機 |
| VDT | 影片顯示終端 |
| VGA | 影片圖形陣列 |
| VOD | 影片點播 |
| VoIP | 網路語音 |
| VSAT | 甚小口徑終端 |
| 廣域網 (WAN) | 廣域網 |
| WAP | 無線應用協議 |
| WiMAX | 全球微波接入互操作性 |
| WLAN | 無線區域網 |
| 無線區域網 | 無線本地環路 |
| 一次寫入多次讀取 | 一次寫入多次讀取 |
| 全球資訊網 | 全球資訊網 |
| 可擴充套件超文字標記語言 | 可擴充套件超文字標記語言 |
| 可擴充套件標記語言 | 可擴充套件標記語言 |
| X.400 | 電子郵箱協議 |
| X.500 | 目錄伺服器協議 |
計算機科學:發展
在本章中,我們將按時間順序討論計算機科學的發展。
下表列出了發展情況 -
| 年份 | 發展 |
|---|---|
| 1959 | 電晶體:IBM 7090;IBM 1401 |
| 1962 | NPN電晶體 |
| 1963 | 滑鼠;CMOS獲得專利 |
| 1964 | CDC 6600;IBM資料單元驅動器 |
| 1966 | 積體電路:HP 2116A |
| 1966 | 阿波羅制導計算機 |
| 1969 | 霍尼韋爾316 |
| 1971 | 8英寸軟盤;ILLIAC IV |
| 1973 | Micral第一臺微處理器PC |
| 1980 | 辛克萊ZX80,希捷硬碟驅動器 |
| 1981 | IBM PC,Acorn BBC Micro |
| 1983 | 蘋果Lisa;3.5英寸軟盤 |
| 1984 | 蘋果Mac;蘋果Lisa 2 |
| 1988 | 戴爾 |
| 1989 | NeXT |
| 1991 | 蘋果轉向PowerPC |
| 1992 | HP 95LX;掌上電腦 |
| 1995 | IBM深藍國際象棋電腦 |
| 1996 | USB 1.0 |
| 1997 | 康柏收購Tandem;CD-RW |
| 1998 | iMac |
| 2000 | USB 2 |
| 2001 | 蘋果iPod |
| 2005 | Mac Mini |
| 2006 | 蘋果過渡到英特爾 |
| 2007 | iPhone 1 |
| 2008 | USB 3.0 |
| 2010 | 蘋果iPad |
| 2012 | IBM zEnterprise系統 |
計算機科學:創新者
下表列出了主要創新者及其作品和年份 -
| 人物 | 成就 | 時期/年份 |
|---|---|---|
| 帕尼尼 | 帕尼尼,古代印度梵文語言學家、語法學家和尊敬的學者,在其著作《八章書》中系統化並提到了元規則、轉換和遞迴的技術運用。它被認為是計算機程式語言的先驅。 | 公元前5世紀(大約) |
| 花拉子米 | 花拉子米發展了用印度-阿拉伯數字進行算術運算的技術。 | 公元830年(大約) |
| 阿爾-賈扎裡 | 阿爾-賈扎裡發明了可程式設計機器,即可程式設計類人機器人和天文鐘,被認為是第一臺可程式設計模擬計算機。 | 公元1206年(大約) |
| 拉蒙·盧爾 | 拉蒙·盧爾設計了多種符號表示機器。 | 公元1300年(大約) |
| 布萊士·帕斯卡 | 帕斯卡發明了機械計算器。 | 公元1642年(大約) |
| 戈特弗裡德·萊布尼茨 | 萊布尼茨發展了一階謂詞演算,這對計算機科學的理論基礎非常重要。 | 公元1670年(大約) |
| 查爾斯·巴貝奇 | 巴貝奇,以數學家、哲學家、發明家和機械工程師而聞名,設計了分析機併為功能較弱的機械計算器開發了原型。同樣,他起源了數字可程式設計計算機的概念。巴貝奇被稱為“計算機之父”。 | 公元1822年(大約) |
| 喬治·布林 | 布林構思了布林代數,它成為數字邏輯和計算機科學的基礎。 | 公元1847年(大約) |
| 弗雷格 | 弗雷格發展了一階謂詞演算,後來成為發展計算理論的關鍵先決條件。 | 公元1879年(大約) |
| 赫爾曼·何樂禮 | 何樂禮發明了穿孔卡片評估機,因此,他被普遍認為是現代機器資料處理之父。 | 公元1889年(大約) |
| 範內瓦·布什 | 布什開發了Memex概念,後來導致了超文字的發展。 | 公元1930年(大約) |
| 阿隆佐·邱奇 | 邱奇發展了λ演算,並在其中發現了不可判定問題。 | 公元1936年(大約) |
| 斯蒂芬·科爾·克萊尼 | 創立了計算理論。 | 公元1936年(大約) |
| 克勞德·夏農 | 創立了實用的數位電路設計。 | 1937年 |
| 康拉德·楚澤 | 建造了Z系列的第一臺數字自由可程式設計計算機。 | 1938年 |
| 湯米·弗勞爾斯 | 設計並建造了Mark Colossus計算機,世界上第一臺可程式設計、數字、電子和計算裝置。 | 1943年 |
| 麥克斯·紐曼 | 紐曼在曼徹斯特大學創立了計算機器實驗室。它是世界上第一臺儲存程式計算機——曼徹斯特小型實驗機的誕生地。 | 1943年 |
| 約翰·莫奇利和J·普雷斯珀·埃克特 | 設計並建造了ENIAC,第一臺現代計算機,以及UNIVAC I,第一臺商用計算機。 | 1943年 |
| 中松義郎 | 在東京帝國大學發明了第一張軟盤。 | 1950年 |
| 大衛·卡米納和約翰·平克頓 | 開發了LEO計算機,即第一臺商用計算機 | 1951年 |
| 謝爾蓋·阿列克謝耶維奇·列別捷夫 | 在蘇聯(即烏克蘭)獨立設計了第一臺電子計算機。 | 1951年 |
| 格雷斯·霍珀 | 霍珀編寫了A-0編譯器(一種自動程式語言),對COBOL語言產生了重大影響。 | 1952年 |
| 卡斯伯特·赫德 | 為國際商用機器公司工作,並開發了第一臺通用計算機IBM 701。 | 1952年 |
| 艾倫·佩利等人 | 開發了ALGOL程式語言,也是圖靈獎的第一位獲得者。 | 1952年 |
| 諾姆·喬姆斯基 | 喬姆斯基發展了喬姆斯基等級。他透過在語言學方面的工作為計算機科學做出了貢獻。 | 1956年 |
| 道格拉斯·恩格爾巴特和比爾·英格利什 | 最出名的是發明了計算機滑鼠。 | 1963年 |
| 佐佐木正 | 佐佐木是夏普公司的工程師,他構思了單晶片微處理器CPU。他還開發了夏普的液晶計算器。 | 1963年 |
| 丹尼斯·裡奇和肯·湯普遜 | 在貝爾實驗室開創了C程式語言和Unix計算機作業系統。 | 1967年 |
| 肯·湯普遜 | 湯普遜開發了Unix作業系統、B程式語言、Plan 9作業系統、第一個計算機國際象棋遊戲和UTF-8編碼,這些都來自貝爾實驗室。此外,他在谷歌開發了“Go”程式語言。 | 1967年 |
| 阿德里安·範·溫加登 | 溫加登開發了W-語法,首次用於ALGOL 68的定義 | 1968年 |
| 島正利 | 設計了英特爾4004,第一款商用微處理器。 | 1968年 |
| 萊斯利·蘭伯特 | 制定了演算法來解決分散式系統中不同的基本問題(例如麵包店演算法)。 | 1974年 |
| 文特·瑟夫和鮑勃·卡恩 | 設計了傳輸控制協議和網際網路協議(TCP和IP),網際網路和其他計算機網路的主要資料通訊協議。 | 1978年 |
| 蒂姆·伯納斯-李 | 發明了全球資訊網。 | 1989年 |
| 蒂姆·伯納斯-李和羅伯特·凱利奧 | 傳送了客戶端和伺服器之間第一次HTTP通訊。 | 1989年 |
快捷鍵
下表顯示了在計算機系統上工作時經常使用的不同快捷鍵 -
| 功能 | 快捷鍵 |
|---|---|
| 常用快捷鍵 | |
| F1 | 通用幫助(適用於任何型別的程式)。 |
| Alt + F | 當前程式中的檔案選單選項。 |
| Alt + E | 當前程式中的編輯選項。 |
| Ctrl + A | 選擇所有文字。 |
| Ctrl + X | 剪下所選專案。 |
| Ctrl + C | 複製所選專案。 |
| Ctrl + V | 貼上複製的專案。 |
| Home | 將使用者帶到當前行的開頭。 |
| End | 將使用者帶到當前行的末尾。 |
| Ctrl + Home | 將使用者帶到文件的開頭。 |
| Ctrl + End | 將使用者帶到文件的末尾。 |
| Shift + Home | 從當前位置突出顯示到行首。 |
| Shift + End | 從當前位置突出顯示到行尾。 |
| Microsoft Windows快捷鍵 | |
| Ctrl + F4 | 關閉程式中的視窗。 |
| Alt + F4 | 關閉當前開啟的程式。 |
| F2 | 重新命名所選圖示。 |
| F3 | 從桌面開始查詢。 |
| F4 | 瀏覽時開啟驅動器選擇。 |
| F5 | 重新整理內容。 |
| Alt + Tab | 在開啟的一個應用程式和另一個開啟的應用程式之間切換。 |
| Alt + Shift + Tab | 在開啟的應用程式之間向後切換。 |
| Alt + Print Screen | 為當前程式建立螢幕截圖。 |
| Ctrl + Alt + Del。 | 開啟Windows任務管理器/重啟。 |
| Ctrl + Esc | 調出開始選單。 |
| Alt + Esc | 在工作列上的應用程式之間切換。 |
| Ctrl + 加號(+)鍵 | 自動調整Windows資源管理器中所有列的寬度。 |
| Alt + Enter | 開啟所選圖示或程式的屬性視窗。 |
| Shift + F10 | 模擬對所選專案右鍵單擊。 |
| Shift + Del | 永久刪除所選程式/檔案。 |
| 啟動時按住Shift鍵 | 啟用安全模式啟動或繞過系統檔案。 |
| Ctrl + N | 開始一個新的筆記。 |
| Ctrl + O | 開啟最近使用的筆記。 |
| Ctrl + S | 儲存對筆記的更改。 |
| Ctrl + P | 列印筆記。 |
| Alt + F4 | 關閉筆記及其日誌視窗。 |
| Ctrl + Z | 幫助撤消更改。 |
| Ctrl + Y | 幫助重做更改。 |
| Ctrl + A | 選擇頁面上的所有專案。 |
| Ctrl + X | 剪下選擇。 |
| Ctrl + C | 將選擇複製到剪貼簿。 |
| Ctrl + V | 從剪貼簿貼上選擇。 |
| Esc | 取消選擇。 |
| Ctrl + F | 啟動搜尋工具。 |
| Ctrl + Shift + C | 顯示筆記列表中列標題的快捷選單。 |
| Microsoft Word快捷鍵 | |
| Ctrl + N | 建立新文件。 |
| Ctrl + O | 開啟現有文件。 |
| Ctrl + S | 儲存對文件的更改。 |
| F12 | 將文件另存為新檔案。 |
| Ctrl + P | 列印文件。 |
| Ctrl + Z | 幫助撤消更改。 |
| Ctrl + Y | 幫助重做更改。 |
| Ctrl + A | 選擇整個文件。 |
| Ctrl + X | 幫助剪下選擇 |
| Ctrl + C | 將選擇複製到剪貼簿。 |
| Ctrl + V | 從剪貼簿貼上選擇。 |
| Ctrl + B | 使選定的文字加粗。 |
| Ctrl + I | 使選定的文字斜體。 |
| Ctrl + U | 給選定的文字加下劃線。 |
| Ctrl + L | 左對齊文字。 |
| Ctrl + R | 右對齊文字。 |
| Ctrl + E | 居中對齊文字。 |
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