计算机科学基础 - 快速指南

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基本概念

计算机本质上是一种可编程的机器，能够自动且顺序地执行算术和逻辑运算。它也被称为数据处理器，因为它可以根据用户的意愿存储、处理和检索数据。

数据处理涉及以下三个活动：

• 数据输入
• 数据操作/处理
• 给出输出（即输出结果的管理）
• 在计算机系统中，数据以有序且系统化的方式排列。

“计算机”一词源自拉丁语“compute”，意为“计算”。最初，计算机系统被设计用于计算；它旨在成为一种计算设备。然而，随着时间的推移，这种设备在技术上取得了进步；目前，除了数据处理之外，它还可以执行各种各样的所需工作。

计算机系统的主要功能

以下是计算机系统核心功能：

• 计算机接受用户提供的命令和/或数据作为输入。

• 计算机按照用户提供的指令执行并存储数据。

• 计算机根据用户提供的指令处理数据。

• 计算机以输出的形式给出所需的结果。

计算机系统的显著特征

以下是计算机系统的显著特征：

• 自动化 - 计算机系统的操作系统是自动的，因为不需要人工干预；只需给出命令，然后它就会自动完成工作。

• 速度 - 根据计算机的性能，它可以执行每秒数百万条指令。

• 存储 - 计算机系统可以以不同的格式存储大量数据。计算机系统的存储容量通常以千字节 (KB)、兆字节 (MB)、千兆字节 (GB) 或太字节 (TB) 表示。

• 准确性 - 计算机系统的准确性非常高。

• 通用性 - 计算机系统能够执行各种各样的任务。

• 勤奋 - 计算机既不会感到疲倦，也不会失去注意力。

• 可靠性 - 由于计算机系统始终给出准确的结果；因此，它的可靠性非常高。

• 海量内存 - 计算机系统可以拥有广泛的内存，可以在任何时间点调取所需的数据。

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计算机系统的演变

目前的计算机系统是在几个世纪以来不同知识分子努力的结果，他们在不同的时期做出了贡献。

算盘（很可能）被认为是最早的计数设备。

现在让我们了解一下为计算机系统发展做出巨大贡献的创新者。

约翰·纳皮尔

纳皮尔是一位苏格兰数学家，发明了对数。

此外，纳皮尔还发明了一种计算设备，它由刻有数字的木棍组成。纳皮尔将这些木棍命名为“骨头”，因为它们是用骨头制成的。

布莱士·帕斯卡

帕斯卡是一位法国数学家，他发明了一种基于齿轮的机器，极大地帮助了计算。

查尔斯·巴贝奇

巴贝奇是一位英国博学者、数学家、机械工程师、哲学家和发明家。1822 年，他开发了一台能够计算表达式的后续差值的机器，并制作了一张表格，帮助他进行计算。

艾达·洛夫莱斯夫人

洛夫莱斯是一位英国数学家，她研究了巴贝奇的作品。她提出了“计算机可以编程”的概念。她的工作极大地促进了计算机系统的发展。

约翰·阿塔纳索夫

在贝里的协助下，约翰·阿塔纳索夫于 1937 年开发了阿塔纳索夫-贝里计算机（更广为人知的是 ABC）。这标志着电子数字计算机发展 的开始。

约翰·莫奇利和埃克特

1947 年，约翰·莫奇利和埃克特开发了第一台大型电子数字计算机。它被称为电子数字积分器和计算机 (ENIAC)。

莫里斯·V·威尔克斯

1949 年，威尔克斯（在剑桥大学）设计了电子延迟存储自动计算器 (EDSAC)。它是第一台开始在其存储程序概念上运行操作系统的计算机。

计算机在当今世界中的作用

在当今世界，对于几乎所有活动，无论是个人（例如，操作个人储蓄银行账户）还是与商业相关的（例如，销售任何产品或服务）；在某种程度上，我们都依赖于计算机系统。

由于对计算机的依赖性越来越强，每个大小组织和其他商业公司都开始提供基于计算机的服务。此外，通信、电子服务网络和多媒体的进步为企业打开了一扇新的大门，为企业提供了有效的业务处理、支付转账和服务交付方式。

计算机在商业中的优势

以下是将计算机系统引入商业的主要优势：

独立性

由于计算机有助于使业务自动化，因此企业变得越来越独立。不再需要为每一项工作投入人力，因为借助计算机，大多数工作都可以自动化。从订票到豪华轿车的制造，一切都是自动化的。

降低成本

近年来，许多企业都建立在网上；因此，无需在每个城市都开设分店，而拥有一个集中的库存可以使业务变得更容易。无需雇用大量人力。

营销

通过使用具有互联网功能的计算机系统，在给定时间内将业务全球化变得非常简单。网站、电子邮件、社交媒体网站、在线广告等是网络营销的重要工具。

巨大的交易能力

计算机执行了许多任务，包括订票到货币交易；这增加了交易能力。

巨大的存储容量

通常，大多数企业需要存储和维护大量数据和其他记录；手动维护非常困难，但使用计算机不仅增加了存储容量，而且方便了随时处理和检索数据。

提高生产力和效率

由于几乎每个行业的许多任务都实现了自动化，因此现在可以在更短的时间内制造大量产品变得容易得多。通过计算机技术，服务也变得更快更容易。

高精度

自动化系统几乎没有出错的余地；但是，如果发生任何错误，很大程度上是人为错误。

易于数据共享

数据共享现在变得非常简单，就像连接一台计算机系统到另一台一样简单。

竞争

计算机技术的应用增加了竞争；现在，客户可以全天候获得支持。

增强安全系统

计算机还有助于保护企业数据的安全。但是，这种安全也可能面临威胁。例如，如果有人入侵系统或发生病毒攻击，则有可能损坏所有受保护的数据。

计算机科学基础 - 系统

计算机系统是不同组件的集成形式，这些组件协同工作以给出所需的结果。它有不同的组件，每个组件都有特定的用途；但是，它们根据用户的需求生成共同的结果。

计算机系统的组件

现在让我们了解计算机系统的以下基本组件。

• 硬件
• 软件
• 人力资源
• 固件
• 桥接软件

硬件

物理组件共同构成计算机系统的硬件。硬件包括有助于计算机工作系统的设备。

以下是不同类型的硬件组件（具有特定功能）：

• 显示器 - 它显示（视觉）结果。

• CPU - 它是中央处理器，控制计算机的功能并传输数据。

• 主板 - 它主要负责在组件之间建立通信并传输信息。

• RAM - 它是随机存取存储器，负责存储当前正在运行的程序，并临时存储数据。

• 硬盘驱动器 - 它是一种永久性内存存储设备。

• 软盘驱动器 - 最近很少使用。

• 光盘 - 也是一种存储数据的设备。例如，CD、DVD 等。

输入和输出设备

下表对输入和输出设备进行了分类：

软件

只有在将软件组件添加到计算机系统后，硬件组件才能发挥作用。软件是执行用户提供的不同命令的程序。

软件是硬件的无形部分，控制着操作的顺序。

软件类型

根据基本特征和功能，软件可以分类如下：

• 操作系统 (OS)
• 应用软件 (AS)
• 电子辅助功能软件

现在让我们简要讨论一下软件组件。

操作系统

此软件有助于在计算机启动后自动加载基本程序。以下是主要的操作系统类型：

应用软件

可以在已安装的操作系统上使用的软件称为应用软件。以下是应用软件的一些重要示例：

电子辅助功能软件

电子辅助功能软件组件为用户提供额外的功能，例如：

• 语音识别软件
• 屏幕阅读器
• 放大工具
• 屏幕键盘
• 电子游戏
• 学习软件等。

编程语言

计算机系统只是一个机器，因此它无法执行任何工作；因此，为了使其发挥作用，开发了不同的语言，这些语言被称为编程语言或简称为计算机语言。

在过去的二十年里，已经开发了数十种计算机语言。每种语言都有自己的一套词汇和规则，更广为人知的是语法。此外，在编写计算机语言时，必须严格遵循语法，因为即使是微小的错误也会导致错误，并且不会生成所需的输出。

以下是编程语言的主要类别：

• 机器语言
• 汇编语言
• 高级语言
• 系统语言
• 脚本语言

让我们简要讨论一下编程语言。

机器语言或代码

这是为计算机硬件编写的语言。这种语言直接受计算机系统中央处理器 (CPU) 的影响。

汇编语言

它是一种机器代码编码语言，使代码更简单易读。

高级语言

高级语言简单易懂，类似于英语。例如，COBOL、FORTRAN、BASIC、C、C++、Python等。

高级语言非常重要，因为它们有助于开发复杂的软件，并且具有以下优点：

• 与汇编语言或机器语言不同，用户无需学习高级语言即可使用它。

• 高级语言类似于自然语言，因此易于学习和理解。

• 高级语言的设计方式使其能够立即检测错误。

• 高级语言易于维护，并且可以轻松修改。

• 高级语言使开发速度更快。

• 高级语言的开发成本相对较低。

• 高级语言更容易记录。

尽管高级语言有很多好处，但它也存在一个缺点。它对机器/硬件的控制力较差。

下表列出了常用的语言：

硬件和软件

下表突出显示了区分硬件和软件的要点。

模拟和数字

下表突出显示了模拟和数字之间的一些基本区别：

操作系统

操作系统是所有其他应用程序程序的基础。操作系统是用户和硬件之间的中间体。

操作系统控制和协调应用程序程序对硬件的使用。操作系统的主要服务包括：

• 内存管理
• 磁盘访问
• 创建用户界面
• 管理并行运行的不同程序
• 同样，它控制和管理硬件的工作

操作系统的应用

以下是操作系统的主要应用：

• 操作系统负责文件和目录的创建和删除。

• 操作系统管理删除、挂起、恢复和同步的过程。

• 操作系统通过分配和释放管理内存空间。

• 操作系统存储、组织、命名和保护现有的文件。

• 此外，操作系统管理计算机系统的所有组件和设备，包括调制解调器、打印机、绘图仪等。

• 如果任何设备发生故障，操作系统会检测到并发出通知。

• 操作系统可以防止破坏以及未经授权的使用。

• 操作系统为用户和硬件提供接口。

操作系统的类型

以下是主要的操作系统类型：

• 磁盘操作系统 (DOS)
• Windows操作系统
• Unix操作系统

现在让我们详细讨论每个操作系统。

磁盘操作系统

MS-DOS是最古老且使用最广泛的操作系统之一。DOS是一组计算机程序，其主要功能是文件管理、系统资源分配以及提供控制硬件设备的基本功能。

DOS命令可以用大写或小写输入。

DOS的功能

以下是DOS的重要功能：

• 它是单用户系统。
• 它控制程序。
• 它是机器无关的。
• 它管理（计算机）文件。
• 它管理输入和输出系统。
• 它管理（计算机）内存。
• 它提供命令处理功能。
• 它与汇编程序一起运行。

DOS命令的类型

以下是DOS命令的主要类型：

• 内部命令 - DEL、COPY、TYPE等命令是存储在计算机内存中的内部命令。

• 外部命令 - FORMAT、DISKCOPY等命令是外部命令，存储在磁盘上。

Windows操作系统

操作系统窗口是磁盘操作系统的扩展。

它是最流行和最简单的操作系统；任何能够阅读和理解基本英语的人都可以使用它，因为它不需要任何特殊培训。

但是，Windows操作系统需要DOS来最初运行各种应用程序程序。由于这个原因，应将DOS安装到内存中，然后才能执行Windows。

Windows OS的元素

以下是WindowsOperatingSystem (WOS)的重要元素：

• 图形用户界面
• 图标（图片、文档、应用程序、程序图标等）
• 任务栏
• 开始按钮
• Windows资源管理器
• 鼠标按钮
• 硬件兼容性
• 软件兼容性
• 帮助等。

Windows操作系统的版本

以下是Windows操作系统的不同版本：

Unix操作系统

Unix操作系统是20世纪70年代开发的最早的操作系统之一。让我们考虑以下与Unix操作系统相关的事项：

• 它是一个具有多任务功能的操作系统。

• 它具有多用户计算机操作系统。

• 它几乎可以在任何类型的硬件上运行，并刺激了开源运动。

• 它具有相对复杂的功能，因此未经培训的用户无法使用它；只有接受过培训的人才能使用此系统。

• 此系统的另一个缺点是，它不会通知或警告用户操作的后果（无论用户操作是否正确）。

计算机科学基础 - 互联网

互联网是一个将世界各地的不同计算机系统互连的系统。它使用互联网协议套件来连接位于世界不同角落的设备。

互联网系统承载着广泛的信息资源和服务，包括万维网 (WWW)、电话、电子邮件等。它使用标准的互联网协议，例如 TCP/IP 和 HTTP 等。

内部网络包含私有网络上的所有超文本传输协议 (HTTP) 节点；例如，组织的局域网或广域网。

互联网的功能

现在让我们讨论一下互联网的功能。这些功能描述如下：

可访问性

互联网是一项全球服务，所有人都可以访问。如今，即使是位于偏远岛屿或非洲内陆的人们也可以使用互联网。

易于使用

用于访问互联网的软件（网络浏览器）设计非常简单；因此，它很容易学习和使用。它易于开发。

与其他媒体的互动

互联网服务与其他媒体有很高的互动性。例如，新闻和其他杂志、出版社借助互联网服务扩展了业务。

低成本

互联网服务的开发和维护成本相对较低。

现有IT技术的扩展

这促进了组织内多个用户共享IT技术，甚至方便其他贸易伙伴使用。

通信的灵活性

通过互联网进行通信非常灵活。它也方便通过文本、语音和视频进行通信。这些服务可以在组织和个人层面获得。

安全

最后但并非最不重要的是，互联网设施在一定程度上帮助了个人和国家层面的安全系统，例如摄像头等组件。

互联网软件

互联网软件包含了通过计算机联网所需的所有工具。以下是互联网软件的一些重要组成部分：

• 传输控制协议/互联网协议 (TCP/IP)
• 拨号软件
• 互联网浏览器

互联网应用

互联网应用是基于服务器的应用程序。以下是一些互联网应用：

• 万维网 (WWW)
• 电子邮件 (电子邮件)
• 文件传输协议 (FTP)
• Telnet（即远程登录到计算机）
• 互联网中继聊天 (IRC)（实时视频聊天）

计算机类型

并非所有开发的计算机都相同，它们具有不同的设计和功能。一些计算机具有非常高的容量和工作速度；然而，有些速度很慢。根据需求，计算机正在开发中。

计算机类型

根据内部结构以及后续的功能和适用性，计算机系统分类如下：

大型机

它是一种高容量且昂贵的计算机。它主要用于大型组织，许多人可以同时使用它。

超级计算机

此类计算机速度最快，而且非常昂贵。一台典型的超级计算机每秒可以解决多达万亿次单独的计算。

工作站

此类计算机是高端且昂贵的。它专门用于复杂的工作目的。

个人电脑 (PC)

它是一种为单个用户开发的低容量计算机。

苹果麦金塔 (Mac)

它是由苹果公司制造的一种个人电脑。

笔记本电脑

它是一款方便携带的计算机，可以轻松携带到任何地方。

平板电脑和智能手机

现代技术已经发展到更进一步。它有助于开发对用户友好的计算机。平板电脑和智能手机是此类计算机的最佳示例。

计算机网络术语

在本章中，我们将讨论计算机网络中使用的主要术语：

广域网 (WAN)

它代表广域网，覆盖范围广，例如一个城市。

局域网 (LAN)

它代表局域网，覆盖范围小，例如小型办公室或家庭。它在物理上连接了位于场所内的所有计算机。

互联网

它是一个连接世界各地计算机的计算机网络系统。它通常通过广域网和局域网连接。

内联网

它是一个封闭的计算机网络系统，因为它覆盖范围小，只有授权人员才能访问。

企业外部网

它也是一种互联网，只有少数人可以访问。

万维网 (WWW)

它是用于在互联网上查看和搜索内容（以网页形式）的服务。

即时消息 (IM)

它是一种在线设施，方便我们聊天或交谈。此类服务由 Skype、Google Talk、Windows Live Messenger、Yahoo Messenger 等提供。

互联网协议语音 (VoIP)

它是一种协议，特别用于通过 IP 网络传输语音。同样，它方便用户使用互联网拨打电话。

简易信息聚合 (RSS)

它是一种用于传播信息、文章等的技巧。用户通常订阅 RSS 频道以接收新闻。订阅后，用户无需访问相应的网站，而是会收到关于此的电子邮件。

网络日志

它是一种在线清单（通常是关于特定主题的），包含一系列条目。这些条目按相反的时间顺序排列。维护网络日志的人会定期更新新的信息。

播客

它是一个数字文件，通常包含音频或视频记录，并且也可以在互联网上获得。

社交网站

它指的是为用户提供一个通用平台的网站，他们可以在该平台上分享他们的消息（以文本、音频或视频形式）、图像、视频等。例如，Facebook、Google+、Twitter、LinkedIn、MySpace 等。

聊天室

它是互联网上一个专门的区域，方便用户进行通信。

公用交换电话网络 (PSTN)

它是公共电话系统的技术术语。

综合业务数字网 (ISDN)

它是一套通信标准，可以同时传输语音、视频、数据和其他网络服务。

非对称数字用户线 (ADSL)

它是一种数字用户线 (DSL) 技术，可以促进更快的传输数据。

下载

它是一个将数据从互联网保存到个人电脑的过程。

上传

它是一个将保存在个人电脑中的数据传输到互联网服务器的过程。

拨号

它是一种使用电话线连接到互联网的技术。

宽带

它是一种宽带宽数据传输，可以快速传输多个信号和流量类型。

计算机科学基础 - 应用

当今世界许多任务都是基于计算机的 - 填写申请、转账或进行在线业务，所有这些都可以通过计算机应用程序完成。

计算机应用程序易于访问且用户友好，可以非常快速且准确地处理所需的交易。

计算机应用程序的设计非常简单，无需任何资格或培训即可使用；任何识字的人都可以使用计算机应用程序。

计算机应用程序的用途

在本节中，我们将讨论不同的计算机应用程序及其用途。

• 在线申请
• 实时应用程序
• 商业应用程序

在线应用程序

如今，大多数应用程序都通过在线方式接受，无论是开设银行账户、填写入学申请表、填写求职申请等。

以下是重要的在线应用程序形式：

银行业务

大多数银行通过计算机网络相互连接，并提供核心银行业务设施。计算机网络有助于在线维护账户，提供网上银行业务设施，提供在线交易设施，并提供数字签名设施，最大的优势是自动取款机可以随时取款等。

机票预订

通过计算机网络，机票预订变得更加容易。机票、火车票，甚至巴士票都可以通过简单易行的步骤在线预订。

护照申请

如果您想申请新的护照，您可以自己在线申请。此外，您还可以在线申请其他重要文件，例如 PAN 卡、Aadhaar 卡等。

求职申请

如今，大多数申请（私营和政府）都通过在线方式填写。许多组织还通过在线方式进行通往就业的竞争性考试。

入学申请

大多数学校和大学都将入学申请在线提供；他们也接受在线缴费。

实时应用程序

实时应用程序是一个基于计算机的应用程序程序，它在给定的时间段内运行。或者换句话说，在给定的时间段内，用户必须在时间到期之前执行某些功能。

例如，如果您正在进行在线交易，那么您必须在给定的时间框架内提供所需的信息，否则您将错过机会。

以下是实时应用程序的重要示例：

视频会议

借助这项技术，人们可以从不同的地方以视觉方式相互连接。

VoIP（互联网协议语音）

这项技术有助于通过数字计算机网络拨打电话。

电子商务交易

这项技术有助于通过数字计算机网络买卖产品。

网上银行

网上银行是在任何地方借助计算机网络进行虚拟银行业务。

即时消息

在这里，可以通过互联网立即交换消息。

在线游戏

这使得可以在互联网上部分或完全玩游戏。

商业应用程序

不同的企业有不同的计算机应用程序；然而，一些应用程序，例如用于维护数据库（各自业务）、保存员工记录、提供在线业务设施、在线促销等，是几乎每个商业组织的共同特征。

因此，计算机技术的引入使业务变得更容易、更简单，并且可以全天候访问。

计算机的世代

计算机系统的发展通常被描述为不同世代的发展。

随着不同世代的继承，计算机技术也取得了进步。

计算机世代

现在让我们讨论一下不同世代中计算机技术的进步。

第一代

• 1940 年到 1956 年这段时间大致被认为是计算机的第一代。

• 第一代计算机是使用真空管或电子管机器开发的。

• 该系统的输入基于穿孔卡片和纸带；但是，输出显示在打印输出上。

• 第一代计算机基于二进制编码的概念（即 0-1 的语言）。**示例：**ENIAC、EDVAC 等。

第二代

• 1956 年到 1963 年这段时间大致被认为是计算机第二代的时期。

• 第二代计算机是使用晶体管技术开发的。

• 与第一代相比，第二代的体积更小。

• 与第一代计算机相比，第二代计算机的计算时间更短。

第三代

• 1963 年到 1971 年这段时间大致被认为是计算机第三代的时期。

• 第三代计算机是利用集成电路（IC）技术开发的。

• 与第二代计算机相比，第三代计算机的体积更小。

• 与第二代计算机相比，第三代计算机的计算时间更短。

• 第三代计算机功耗更低，产生的热量也更少。

• 第三代计算机的维护成本也较低。

• 第三代计算机的计算机系统更易于用于商业用途。

第四代

• 1972年到2010年这段时间大致被认为是计算机的第四代。

• 第四代计算机是利用微处理器技术开发的。

• 到了第四代，计算机体积变得非常小，并且变得便携。

• 第四代机器开始产生非常少的热量。

• 它速度更快，准确性也更加可靠。

• 与前几代相比，生产成本降低到非常低。

• 它也变得对普通大众可用。

第五代

• 2010年至今及以后，大致被认为是计算机第五代的时期。

• 在此之前，计算机的世代划分主要基于硬件，但第五代技术也包含了软件。

• 第五代计算机具有强大的功能和巨大的存储容量。

• 使用这一代计算机速度很快，可以同时执行多个任务。

• 第五代的一些流行先进技术包括人工智能、量子计算、纳米技术、并行处理等。

数据处理

收集、处理和加工收集到的数据以供所需用途，这被称为数据处理。这是一种通常由计算机执行的技术；该过程包括检索、转换或分类信息。

然而，数据处理在很大程度上取决于以下因素：

• 需要处理的数据量
• 数据处理操作的复杂性
• 相应计算机系统的容量和内置技术
• 技术技能
• 时间限制

数据处理方法

现在让我们讨论不同的数据处理方法。

• 单用户编程
• 多道程序设计
• 实时处理
• 联机处理
• 分时处理
• 分布式处理

单用户编程

它通常由一个人为个人使用而进行。即使对于小型办公室，此技术也适用。

多道程序设计

此技术提供了在中央处理单元 (CPU) 中同时存储和执行多个程序的功能。此外，多道程序设计技术提高了相应计算机的整体工作效率。

实时处理

此技术使用户能够直接与计算机系统联系。此技术简化了数据处理。此技术也称为直接模式或交互模式技术，专为执行一项任务而开发。它是一种联机处理，始终处于执行状态。

联机处理

此技术允许直接输入和执行数据；因此，它不会先存储或累积，然后再处理。该技术的设计方式可以减少数据输入错误，因为它在各个点验证数据，并确保仅输入正确的数据。此技术广泛用于在线应用程序。

分时处理

这是另一种形式的联机数据处理，它允许多个用户共享联机计算机系统的资源。当需要快速获得结果时，会采用此技术。此外，顾名思义，此系统是基于时间的。

以下是分时处理的一些主要优点：

• 可以同时为多个用户提供服务
• 所有用户几乎拥有相同数量的处理时间
• 可以与正在运行的程序进行交互

分布式处理

这是一种专门的数据处理技术，其中各种计算机（位于远程位置）与单个主机计算机互连，形成一个计算机网络。

所有这些计算机系统都通过高速通信网络互连。这有利于计算机之间的通信。但是，中央计算机系统维护主数据库并进行相应监控。

计算机科学基础 - 网络

计算机网络是将两台或两台以上计算机连接起来的过程，目的是共享数据、提供技术支持和通信（尤其是在商业目的方面）。

互联网是用于连接不同计算机系统（位于不同地理位置）的技术。网络技术彻底改变了世界，为每个国家的整体发展创造了一个新的领域。

网络的优势

现在让我们讨论网络的优势。优势如下所述：

技术支持便利

由于拥有计算机网络，因此坐在美国的人可以为坐在印度偏远地区的一个人提供技术支持。

轻松共享数据

借助网络，可以非常简单地将所有格式的数字数据从一台计算机系统共享到另一台计算机系统（无论其地理位置如何）。

轻松共享硬件资源

借助网络，现在可以非常简单地共享昂贵的资源，包括存储空间、处理器、传真等。

轻松共享软件

通过网络系统，可以轻松地将软件从一台计算机系统共享并安装到另一台计算机系统。

易于分散数据处理

通过网络系统，可以非常简单地分散数据处理系统。它最终有助于控制、保护和管理重要数据。

易于沟通

借助网络，通信系统现在变得高效、节俭且快速。不同的通信方式有文字聊天、视频聊天、电子邮件等。

网络类型

在本节中，我们将讨论不同类型的网络。类型如下所述：

• 局域网 (LAN)
• 城域网 (MAN)
• 广域网 (WAN)

局域网

局域网或简称 LAN 是在给定场所互连少数计算机的技术。它通常用于单个商业办公室或住宅公寓。

这种互连的主要目的是建立通信系统，以便使工作更容易。

但是，在此类连接中，还可以连接其他一些设备，例如激光打印机、传真机等。

城域网

城域网或简称 MAN 是一个网络系统，通常覆盖一个较大的都市区（城市的一部分）。

它在网络覆盖的整个区域内提供高速互联网服务。

广域网

广域网或简称 WAN 是一个网络系统，覆盖全球的广大地理区域。

WAN 的服务由公共（政府）机构和私营机构提供。该网络还提供访问远程数据库的功能。

WAN 系统对跨国公司和其他大型公司（提供在线服务）非常有益。

计算机相关工作

每项工作的快速计算机化以及对基于计算机的工作的逐渐依赖，已经为就业开辟了信息技术的新领域。

但是，IT 领域需要合格且受过培训的员工，他们能够设计和开发新的信息系统。

信息技术也有助于研发，并进一步开发了新技术。IT 员工强调计划、设计、开发、管理工作以及为各种用户提供技术支持。

计算机相关工作的类型

近年来，出现了一些在计算机辅助下完成的工作。我们将讨论执行计算机相关工作的不同职位名称：

程序员

能够为计算机程序编写创意代码的人称为程序员。

程序员编写的代码是给计算机的指令，关于做什么、如何做、何时做等。

有几十种语言是由不同的程序员编写的。例如 Java、C、C++、python、Ajax 等。

系统分析师

系统分析师的工作高度分类，也非常关键。

系统分析师从根本上设计、开发和实施新系统，或在现有系统中添加一些附加功能，以提供执行其他任务的指令。

系统分析师还专门从事工程、科学与技术、金融、商业、会计等领域。

数据库管理员

数据库管理员或简称 DBA 是一位受过培训的人员，负责数据库系统的存储和管理。

网络管理员

计算机网络是另一个需要合格人员的专业领域。

网络管理员专门负责安装、配置和支持计算机网络系统。同样，他管理相应组织中的局域网、广域网、互联网系统或网络系统的一部分。

网络管理员的工作非常关键，因为组织中的几乎每个网络都需要至少一名网络管理员。

网页设计师

网页设计师是一位架构师，设计一个有效且具有沟通力的网站。

他将图像、内容和其他此类信息放置在正确的位置，以使网站具有交互性和用户友好性。

信息安全分析师

这是最重要的工作之一，信息安全分析师在此工作中设计、实施和支持计算机或整个网络的安全系统。

电子商务

计算机技术和互联网的进步，使国内外企业都对这些技术产生了兴趣。如今，大多数小型或大型企业以及国内外企业都通过互联网提供其产品和服务。

如今，商业组织拥有吸引人且具有互动性的网站，通过这些网站，他们可以推广和营销其业务。

计算机技术的便利性和互联网的普及共同整合了分散的市场，为它们提供了一个共同的平台。技术进一步帮助企业降低成本，并帮助降低产品和服务的成本。

技术让客户能够足不出户，随时随地购买所需的商品或服务。

什么是电子商务？

电子商务，简称电商，通常是指通过互联网促进商品和服务在线提供的过程。用户可以通过互联网搜索、选择、出售和购买各种各样的商品和服务。

电子商务的主要活动如下：

• 在线销售产品和服务（通过互联网）
• 在线购买产品和服务
• 在线支付和接受付款
• 在线进行商业交易和其他服务

电子商务的特点

以下是电子商务的重要特点：

• 它有效地提升了企业的业务能力。
• 它大幅降低了成本。
• 它显著提高了交付服务水平。
• 它是快速业务交易和办公自动化的可靠解决方案。
• 它潜在地提升了企业内部的功能。
• 它有效地增强了企业之间的沟通。

电子商务的类型

以下是主要的电子商务业务类型：

企业对企业（B2B）

它发生在两个企业之间。

企业对消费者（B2C）

它发生在企业和消费者之间。

消费者对消费者（C2C）

消费者对消费者的商业交易发生在两个消费者之间；某些网站为这两个消费者提供了一个共同的平台——一个想要购买，一个想要出售。

电子商务的益处

现在让我们讨论一下电子商务的益处：

• 它促进了自由市场。

• 它提供7×24小时服务。

• 它的覆盖范围是全球性的（没有政治边界的限制）。

• 建立成本大幅降低。

• 它提供用户友好的技术。

• 它提供了多种并行和同步的机会。

• 它提供了节俭的设施来促进和营销业务。

• 它具有提供市场调研功能。

• 它使客户关系管理更加容易。

• 它方便提供7×24小时的客户服务。

• 它提供国内和国际的资金转账服务，操作步骤简单。

软件编程

为了使计算机能够运行，需要编写一组指令，因为这些编程语言是执行任务的载体。

同样，计算机以计算机编程的形式接受用户的指令，然后执行给定的任务。

软件编程的特点

计算机程序实际上是一组指令，帮助计算机执行特定任务，它具有以下基本特征：

• 它确保给定的指令能够成功执行。

• 它确保给定的指令按顺序执行。

• 解释给定的输入（数据）是否正确或不足，并据此给出结果。

• 它使用高级语言编写。

程序开发的步骤

编程语言的开发完全取决于问题的类型和需求。但是，编程语言的开发通常（不一定是，但是）包括以下步骤：

定义问题

这是第一步，需要定义问题。

任务和方法分析

一旦问题被定义，开发人员就会分析并开发各种解决方案来解决问题，最终开发出最佳的可行方案。

算法开发

算法是一种恰当的技术，以逻辑且可行的方式说明正确的解决方案。算法通常以流程图和伪代码的形式完成。

算法验证

一旦算法开发完成，不能直接应用，而是需要首先进行测试，特别是准确性测试。如果有任何错误，需要在开始时就进行纠正和解决。验证过程可以节省时间、金钱和精力。

编码

一旦基本过程和步骤成功完成，程序的实际编码就会在给定的编程语言中开始。

程序测试

程序代码开发的测试是另一个必不可少的环节，因为它不可避免地存在错误；因此，测试使其免于错误。开发人员会不断测试和修正代码，直到最终开发完成。

文档编制

一旦编码和编程成功完成，开发人员需要记录所有这些功能和步骤。编制好的程序文档指导用户如何运行和操作相应的程序。

实施

一旦上述步骤成功执行，开发的代码（编程语言）就会安装到计算机系统中供最终用户使用。用户还将获得手册，解释如何运行相应的程序。

算法流程图

流程图是一种蓝图，以图形方式表示算法及其步骤。流程图的步骤没有特定的尺寸和形状，而是以不同的形状和尺寸设计（请参见下图）。

如上图所示，不同形状的方框通过箭头相互连接，逻辑上构成了流程图。流程图表示过程中的一般步骤。

流程图的益处

现在让我们讨论一下流程图的益处。

简化逻辑

因为它提供了步骤的图形表示；因此，它简化了逻辑和后续步骤。

改善沟通

由于具有易于理解的图形逻辑和步骤，因此它是一种更好、更简单的表示方式。

有效分析

一旦流程图准备好，就可以非常简单地有效地分析问题。

有助于编码

流程图还有助于有效地进行编码过程，因为它指示了做什么、何时做以及在哪里做。它使工作更容易。

适当的测试

此外，流程图还有助于查找程序中的错误（如果有）。

适用的文档编制

最后但并非最不重要的是，流程图还有助于准备适当的文档（一旦代码编写完成）。

流程图符号

下表列出了流程图中使用的符号及其名称：

流程图示例

计算机科学基础 - 外联网

外联网是一种个性化服务，由私有网络控制和管理。

这项个性化和受控的技术仅允许合作伙伴、供应商和客户访问；有时，不一定是，也允许某些特定客户访问。

外联网是私有网络组织，实际上是相应公司内部网的一部分，其服务扩展到公司外部的用户。有时，它也被认为是一种专门的技术，用于与其他公司开展业务并将产品销售给客户。

为了与其他业务合作伙伴开展业务，外联网技术促进了从一个地点到另一个地点的内部网，并为数据流提供安全性。

外联网服务需要防火墙服务器管理才能提供安全性和隐私。

外联网服务的特点

以下是外联网服务的重要特征：

• 外联网是将互联网服务扩展到私有业务网络。

• 服务扩展到公司防火墙之外。

• 有时，它可以被称为内部网，因为它可以（部分）供某些外部人员（经许可）访问。

• 外联网技术将两个（或多个）具有共同业务目标的商业组织连接起来。

外联网的应用

外联网可以应用于以下服务：

• 它促进了两个（或多个）公司之间的协作业务

• 使用这项技术，可以与其他公司开展联合培训项目

• 通过使用电子数据交换，可以快速共享大量数据

• 它用于共享产品目录，尤其是与批发商共享

• 外联网服务也用于提供客户支持

• 它用于与合作伙伴公司共享商业新闻

外联网的优势

外联网服务的优势如下：

• 它使业务（服务）更加快捷和快速。
• 它极大地有助于改善业务沟通。
• 它有助于降低成本（尤其是在文具方面）。
• 它有助于提高员工的效率和信心。
• 它减少了一些重大的物理障碍（尤其是地理距离）。

使用外联网的主要领域

以下是正在大规模使用外联网服务的一些主要领域：

• 企业集团
• 政府机关
• 教育机构

内部网更局限于本地，只有内部员工可以访问。相比之下，外联网覆盖范围更广，外部人员（如合作伙伴、供应商甚至客户）都可以获得授权访问。

计算机科学基础 - 移动

移动计算机是指物理上不受特定地点限制的系统，而是具有移动性，用户可以随时随地携带。

移动计算机技术配备了备用电池；因此，它不需要持续的电力供应。

移动计算机可以通过有线连接到互联网，也可以通过Wi-Fi或蓝牙技术进行无线连接。同样，它是一种便携式、自供电（由于内置电池）且融合了无线技术的计算设备。

移动计算设备的类型

以下是流行的移动计算设备：

笔记本电脑

笔记本电脑是台式计算机的便携版本。它同样能够胜任任何计算工作。

笔记本

它是一种轻便的便携式个人电脑。

平板电脑

它是一种相对更方便的板状移动计算机。

智能手机

智能手机是一款功能齐全的手机，拥有大部分的计算功能。

个人数字助理（PDA）

它是一种计算机设备，更常被称为掌上电脑。它广泛用于计算、访问互联网、发送和接收电子邮件、扫描条形码、用作收音机或立体声、玩电脑游戏、视频录制、打字和文字处理、用作地址簿、制作和编写电子表格、全球定位系统（GPS）、用作时钟和日历等。

便携式数据终端（PDT）

它是一种计算机设备，主要用于通过无线传输（即WLAN或WWAN）输入或检索数据。

移动数据终端（MDT）

它是一种计算机设备，用于警车、出租车、军事后勤、服务卡车、商业卡车车队、快递车辆、渔船车队等。

超便携式个人电脑（UMPC）

它是平板电脑的一种小型形式。

Windows桌面元素

登录Windows计算机系统后，您将获得数十种应用程序，因此您可以选择所需的选项。

许多选项的快捷图标已在您的计算机屏幕上随时可用；但是，在某些计算机上，您可能在屏幕上找不到此类选项；在这种情况下，您可以借助菜单按钮（如下面的图片所示）：

如上图所示，在左下角有一个窗口符号（即菜单按钮）；点击它后，将显示给定的菜单选项，您可以从中选择所需的选项。

开始菜单选项

下表列出了点击“开始”菜单后出现的选项：

注意：根据您使用的Windows版本，菜单选项的外观和菜单选项数量可能会有所不同；但是，基本功能不会发生变化。

回收站

回收站是已删除文件存储的垃圾位置。删除任何类型的文件后，它都会（自动）存储到回收站中；因此，如果您错误地删除了一些重要的文件，请不要惊慌，转到回收站并恢复它。但是，如果您也从回收站中删除了文件，则很难恢复该永久删除的文件。

Internet选项

Internet浏览器的选项（即快捷键）可能在主屏幕或底部菜单栏上可用（如下面的图片所示）。但是，如果在这两个位置都没有找到它，请转到菜单，因为所有程序都列在其中。

计算机科学基础 - 多媒体

在本章中，我们将讨论计算机多媒体是如何工作的。如果一个系统通过两种以上媒体呈现一些信息，则称为多媒体。例如，电视呈现音频和视频；书籍呈现文本、图像和图表，计算机等。

通过多媒体呈现的信息具有更好的质量和能力，因为它更容易理解。

先进的计算机系统是现代多媒体的一个很好的例子。

多媒体的字面意思

在本节中，我们将了解多媒体的字面意思。

• Multi - 表示多于一个

• Medium - 是单数形式，表示中间体或媒介

• Media - 是复数形式，表示传递信息

同样，多媒体是计算机科学的一个领域，它整合了不同形式的信息，并以音频、视频和动画的形式呈现，以及传统的媒体，即文本、图形/绘画、图像等。

多媒体计算机系统

多媒体计算机系统具有强大的能力来整合不同的媒体，包括文本、图像、图形、音频和视频。

多媒体计算机系统存储、表示、处理、操作和向用户提供这些媒体。

多媒体计算机系统的显著特征

以下是多媒体计算机系统的主要特征：

• 它的中央处理器（CPU）速度非常快，因为它需要处理大量数据。

• 它具有巨大的存储容量。

• 它具有强大的内存能力，有助于运行大型数据程序。

• 它具有高容量的显卡，有助于显示图形、动画、视频等。

• 声音系统使聆听音频变得容易。

• 凭借所有这些（上面讨论过的）功能，计算机系统被称为高端多媒体计算机系统。

• 但是，上面列出的所有功能并非每个多媒体计算机系统都必须具备，而是根据各个用户的需求配置多媒体计算机系统的功能。

多媒体组件

以下是多媒体计算机系统的主要组件：

文本

包含字母数字和一些其他特殊字符。键盘通常用于输入文本；但是，有一些内部（内置）功能可以包含此类文本。

图形

它是生成、表示、处理、操作和显示图片的技术。它是多媒体应用程序最重要的组成部分之一。图形的开发由不同的软件支持。

动画

计算机动画是一项现代技术，有助于创建、开发、排序和显示一组图像（技术上称为“帧”）。动画提供视觉效果或运动，非常类似于视频文件（参见下图）。

音频

此技术录制、合成和播放音频（声音）。通过这种媒介可以恰当地提供许多学习课程和不同的说明。

视频

此技术以这样的序列（以固定的速度）录制、合成和显示图像（称为帧），使创作看起来像在移动；这就是我们看到完整开发的视频的方式。为了不间断地观看视频，视频设备必须每秒显示25到30帧。

多媒体应用

现在让我们看看多媒体应用于哪些不同的领域。以下简要描述了这些领域：

演示文稿

借助多媒体，可以使演示文稿更有效。

电子书

如今，书籍已数字化，并且在互联网上很容易获得。

数字图书馆

不再需要亲自去图书馆。也可以通过互联网访问图书馆。数字化帮助图书馆发展到这一水平。

电子学习

如今，大多数机构（公立和私立）都使用这种技术来教育人们。

电影制作

我们在任何电影中看到的特效，大部分都是由于多媒体技术。

电子游戏

电子游戏是多媒体技术最有趣的创作之一。电子游戏不仅吸引儿童，也吸引成年人。

动画电影

除了电子游戏外，动画电影也是儿童娱乐的另一个重要来源。

多媒体会议

人们可以借助多媒体会议技术在线安排个人和商务会议。

电子购物

多媒体技术为电子商务创造了一个虚拟领域。

计算机科学基础 - 安全

计算机技术的进步彻底改变了世界；因此，大多数工作，无论是国家安全系统还是在线购买鞋子，都依赖于计算机。

这种日益增长的依赖性也引发了安全问题，因为现在大多数数据都存储在计算机系统中。

您的计算机系统存储各种数据，因此，如果它没有得到保护，您可能会遇到大麻烦。

为什么我们需要计算机安全？

现在让我们看看为什么我们需要计算机安全。出于以下主要原因需要它：

• 防止硬件损坏。

• 防止已安装软件被盗或损坏。

• 防止存储的数据和信息被盗或损坏。

• 防止服务中断。

• 同样，安全系统通过保护已安装的软件和存储的数据（信息）来确保计算机系统的安全。

数据和信息的保护

以下是保护数据的必要步骤：

• 备份所有重要文件。
• 使用防病毒软件保护系统免受病毒侵害。
• 持续更新计算机系统。
• 定期运行磁盘碎片整理和磁盘清理。
• 使用防火墙。
• 使用反间谍软件。

此外，如果您使用互联网，则需要采取更多预防措施。请考虑以下几点以了解需要采取的预防措施：

• 不要点击任何您不认识的链接（因为它可能对您的计算机有害 - 病毒攻击）。

• 不要打开未经授权和非法的网站（它可能会损坏您的计算机系统）。

• 不要从未知网站下载未经请求的数据。

什么是碎片整理？

频繁地保存和删除硬盘上的文件（数据）会导致性能问题并减少可用空间；因此，碎片整理会再次清理驱动器并恢复系统的流畅运行。

以下是碎片整理的简单步骤：

磁盘清理

在浏览网站（在互联网上）时，许多文件会自动存储在硬盘上（实际上，这些存储的文件稍后有助于更快地重新打开网站）；此外，还有一些其他cookie存储在硬盘上。所有这些存储的文件都会造成问题并占用空间。

因此，磁盘清理过程会清除所有这些文件并释放这些不需要的文件占用的空间。

以下是磁盘清理的简单步骤：

计算机科学基础 - 威胁

计算机系统中的威胁是指可能危及数据安全的潜在危险。有时造成的损害是无法修复的。

定义

根据国家信息保障词汇表定义：

• “任何可能通过未经授权的访问、破坏、泄露、修改数据和/或拒绝服务而对IS产生不利影响的情况或事件。”

• 计算机威胁可以是“故意的”，例如黑客攻击，也可以是“意外的”，例如设备故障或物理损坏。

威胁类型

以下是最常见的计算机威胁类型：

• 物理损坏 - 包括火灾、水灾、污染等。

• 自然事件 - 包括气候变化、地震、火山活动等。

• 服务丢失 - 包括电力、空调、电信等。

• 技术故障 - 包括设备、软件问题、容量饱和等。

• 蓄意类型 - 包括间谍活动、非法数据处理等。

其他一些威胁包括使用错误、滥用权限、拒绝操作、窃听、媒体盗窃、检索丢弃的材料等。

威胁来源

计算机威胁的可能来源可能是 -

• 内部 - 包括员工、合作伙伴、承包商（和供应商）。

• 外部 - 包括网络罪犯（专业黑客）、间谍、非专业黑客、激进分子、恶意软件（病毒/蠕虫/等）等。

常用术语

以下是常用术语，经常用来定义计算机威胁 -

病毒威胁

计算机病毒是一种旨在破坏计算机正常运行的程序，未经用户许可。

间谍软件威胁

间谍软件是一种计算机程序，它监控用户的在线活动或在未经用户同意的情况下安装程序，以获取利润或窃取个人信息。

黑客

黑客是程序员，他们为了个人利益而威胁他人，通过入侵计算机系统以窃取、更改或破坏信息。

网络钓鱼威胁

这是一种非法活动，网络钓鱼者通过欺诈性电子邮件或即时消息试图窃取敏感的财务或个人数据。

如何保护您的计算机系统免受威胁？

以下是您可以通过一些重要提示来保护您的系统免受各种威胁 -

• 在您的系统中安装、使用并保持更新防病毒软件。
• 安装、使用并保持更新防火墙程序。
• 始终备份您的重要文件和文件夹。
• 使用强大且独特的密码。
• 尤其是在下载和安装程序时要小心。
• 安装、使用并保持更新文件加密程序。
• 尤其是在阅读带有附件的电子邮件时要小心。
• 让您的孩子了解互联网威胁和安全浏览。

计算机科学基础 - 病毒

病毒是一种计算机代码或程序，它能够通过破坏或销毁计算机数据来严重影响您的计算机数据。

计算机病毒有快速复制自身的趋势，并将其传播到每个文件夹并损坏您的计算机系统的数据。

计算机病毒实际上是一种恶意软件程序或“恶意软件”，当感染您的系统时，它会通过修改其他计算机程序并插入自己的代码来复制自身。

受感染的计算机程序可能包括数据文件，甚至硬盘驱动器的“引导”扇区。

病毒类型

以下是主要的计算机病毒类型 -

蠕虫

这是一种计算机程序，它以很快的速度复制自身。与计算机病毒不同，它是独立的，因此不需要成为另一个程序的一部分才能传播自身。

特洛伊木马

特洛伊木马也是一种破坏性程序，伪装成正常的软件程序。它不完全是病毒，因为它不能自我复制。但是，病毒程序有可能隐藏在特洛伊木马中。

逻辑炸弹

它类似于特洛伊木马，但逻辑炸弹有一些特殊之处；这些包括一个定时装置，因此它只会在特定的日期和时间爆炸。

病毒如何影响？

让我们讨论病毒如何影响您的计算机系统。方法如下 -

• 从互联网下载文件。
• 在移除媒体或驱动器期间。
• 通过U盘。
• 通过电子邮件附件。
• 通过未修补的软件和服务。
• 通过无保护或管理员密码薄弱。

病毒的影响

现在让我们看看病毒对您的计算机系统的影响 -

• 破坏相应计算机系统的正常功能。
• 破坏系统网络使用。
• 修改系统的配置设置。
• 破坏数据。
• 破坏计算机网络资源。
• 机密数据被破坏。

病毒检测

最基本的病毒检测方法是检查计算机系统的功能；受病毒影响的计算机无法正确执行命令。

但是，如果您的计算机系统中有防病毒软件，那么它可以轻松地检查系统上的程序和文件是否存在病毒特征。

病毒预防措施

现在让我们看看不同的病毒预防措施。计算机系统可以通过以下方法免受病毒侵害 -

• 安装有效的防病毒软件。
• 修补操作系统。
• 修补客户端软件。
• 设置高度安全的密码。
• 使用防火墙。

最有效的防病毒软件

以下是您可以为您的个人电脑选择的一些最流行和有效的防病毒软件 -

• 迈克菲防病毒软件 Plus
• 赛门铁克诺顿防病毒软件
• Avast Pro 防病毒软件
• Bitdefender 防病毒软件 Plus
• 卡巴斯基防病毒软件
• Avira 防病毒软件
• Webroot SecureAnywhere 防病毒软件
• Emsisoft 反恶意软件
• Quick Heal 防病毒软件
• ESET NOD32 防病毒软件

计算机科学：缩写

在本节中，我们将讨论计算机科学中不同的缩写。下表列出了这些缩写 -

计算机科学：发展

在本章中，我们将按时间顺序讨论计算机科学的发展。

下表列出了发展情况 -

计算机科学：创新者

下表列出了主要创新者及其作品和年份 -

快捷键

下表显示了在计算机系统上工作时经常使用的不同快捷键 -