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计算机系统课程
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计算机系统概述
数字逻辑与计算机体系结构
操作系统
计算机网络
系统编程与工具
高级主题（可选）
计算机系统概述
01
计算机系统的基本组成
计算机硬件
包括中央处理器、内存、输入/输出设备等。
计算机软件
网络与通信
包括系统软件和应用软件，系统软件如操作系统、数据库管理系统等，应用软件则包括用户自行开发的程序。
计算机系统还需要连接外部设备和网络，实现资源共享和信息通信。
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计算机系统的工作原理
存储程序原理
计算机程序存储在内存中，CPU按照程序计数器中的地址依次读取指令并执行。
数据处理
CPU通过算术逻辑单元(ALU)进行数据处理，包括加减乘除等基本运算。
控制与协调
计算机通过操作系统进行资源管理和任务调度，协调各部分的工作。
CPU
用于暂存CPU运算所需的数据和程序，具有高速读写能力。
内存
输入/输出设备
用于实现人与计算机之间的信息交换，包括键盘、鼠标、显示器等。
负责计算机的运算和控制，是计算机系统的核心。
中央处理器(CPU)、内存、输入/输出设备
数字逻辑与计算机体系结构
02
基本布尔代数运算规则、布尔代数在逻辑电路设计中的应用。
布尔代数
真值表、卡诺图、逻辑表达式等。
逻辑电路表示法
01
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04
与门、或门、非门等基本逻辑门及其组合方式。
逻辑门
使用布尔代数和卡诺图化简逻辑电路。
逻辑电路化简
数字逻辑基础：逻辑门、布尔代数
组合逻辑电路的特点、分析方法与设计方法。
组合逻辑电路
组合逻辑电路、时序逻辑电路
时序逻辑电路的特点、分析方法与设计方法。
时序逻辑电路
基本触发器、同步触发器、主从触发器等。
触发器
寄存器、计数器的构造、工作原理及应用。
寄存器与计数器
CPU结构
运算器、控制器、寄存器等部件的功能与组成。
指令集
指令的格式、寻址方式、指令系统与汇编语言。
计算机硬件系统基本工作原理
存储程序原理、指令驱动方式、微操作控制等。
计算机体系结构分类
CISC、RISC、VLIW等指令集架构的特点与比较。
计算机体系结构：CPU结构、指令集
操作系统
03
操作系统通过处理器管理，将CPU资源分配给各个程序，保证程序的顺利执行。
操作系统负责计算机的内存和硬盘管理，包括存储分配、存储保护、存储扩充等。
操作系统为用户提供了良好的用户界面，包括命令行界面、图形界面等，使用户可以方便地使用计算机。
操作系统提供网络通信功能，使计算机可以连接网络，并与其他计算机进行数据交换。
操作系统的基本功能
处理器管理
存储管理
用户接口
网络通信
进程管理、内存管理
进程管理
操作系统可以对进程进行创建、调度、终止等操作，保证各个程序按照既定的目标相互协作，完成用户任务。
线程管理
内存管理
操作系统支持多线程程序设计，能够提高程序执行效率，增强计算机的性能。
操作系统负责内存的分配和回收，保证各个程序在内存中有足够的空间运行，同时避免内存泄漏和内存碎片问题。
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文件系统
操作系统支持文件的创建、删除、复制、移动等操作，方便用户对文件的管理和使用。
文件操作
设备管理
操作系统负责计算机硬件设备的管理，包括设备驱动程序、设备分配、设备回收等，确保计算机硬件资源的合理利用。
操作系统通过文件系统管理文件和目录，提供文件的存储、检索、共享和保护等功能。
文件系统、设备管理
计算机网络
04
计算机网络定义
计算机网络是连接分散计算机设备及通信设备以实现信息传递的系统。
组成要素
计算机网络主要由计算机、通信设备、通信线路和网络软件等组成。
功能
实现资源共享、信息传递、分布式处理等。
分类
根据覆盖范围可分为局域网、城域网、广域网等。
计算机网络的基本概念
网络协议、网络拓扑
网络协议
规定通信双方必须遵守的规则和约定，包括数据的格式、传输方式、错误处理等。
常见的网络协议
TCP/IP协议、HTTP协议、FTP协议等。
网络拓扑
指网络中各节点之间的连接方式及其布局，影响网络的性能、可靠性和安全性。
常见的网络拓扑结构
总线型、星型、环型、网状等。
网络安全
保护网络系统中的硬件、软件及数据不受恶意攻击、破坏或非法使用。
网络安全、网络管理
01
常见的网络安全威胁
病毒、木马、黑客攻击、网络钓鱼等。
02
网络管理
对网络进行规划、设计、实施、监控和维护，确保网络的稳定、高效运行。
03
网络管理的主要任务
设备管理、性能管理、故障管理、安全管理等。
04
系统编程与工具
05
系统编程基础
系统调用
掌握常用的系统调用接口及其使用方法，如文件操作、进程控制等。
设备驱动程序
了解设备驱动程序的原理和编写方法，熟悉与硬件交互的基本方式。
系统级编程
学习如何在系统级别进行编程，包括内存管理、并发控制等。
调试工具使用