数据与计算机

数据与计算机之间到底是怎样的关系？你真的了解计算机吗？本图从计算机系统概述、计算的基础、数据表示、计算机语言和程序、算法基础、数据库、网络与网络计算、大数据、先进计算机等多个方面阐述了计算机与数据的相互关系。

数据与计算机

• 计算机系统概述
  • 计算机
    • 计算机设备
    • 程序和软件
  • 计算机简史
    • 硬件史
    • 软件进化
  • 计算机模型
  • 计算机组成
    • 处理器系统
    • 存储器系统
    • 输入、输出系统
    • 计算机是如何运行的
  • 操作系统
    • 计算机系统的核心
    • 操作系统的功能和结构
    • 文件系统
  • 计算机网络
  • 数据与信息
  • 计算思维
• 计算的基础
  • 数和数据的概述
  • 数制
    • 常用进制
    • 二进制的基本运算
    • 数制转换
  • 计算机中的数
    • 机器数和原码
    • 补码和反码
    • 定点和浮点数
  • 计算机逻辑
    • 数理逻辑
    • 基本逻辑关系
    • 逻辑代数
  • 逻辑电门
    • 门电路
    • 加法器
    • 存储单元电路
    • 集成电路
• 数据表示
  • 数据表示概述
    • 数据(多媒体数据)
      • 数和码
      • 数值、文本、语音、图像、视频动画
  • 文本(字符) 文档(字符、句子、段落)
    • 字符编码
      • ASCII (定义了基本的文本字符数据)
      • Unicode编码(“万国码”)
      • 汉字编码
  • 数据压缩
    • 压缩编码
      • 霍夫曼编码 (有序无损压缩)
      • 算术编码(无序码)
      • 关键字编码
    • 行程长度编码 (用于图像编码)
  • 音频数据
    • 音频数据采集
      • 采样:以相同的时间间隔测量信号的幅值
      • 量化:对采样值四舍五入取整
      • 编码:将量化值用二进制表示
    • 音频数据格式
      • WAV
      • CAD
      • MIDI
      • QuickTime
      • RealAudio
    • MP3格式
    • 计算机语音
  • 图形和图像
    • 图像的表示
      • 点位图像
      • 矢量图
    • 3D技术(STL)
  • 视频和动画
    • 视频数据(视频压缩器、译码器)
    • 动画
• 计算机语言和程序
  • 概述
  • 编程语言
    • 机器语言
      • 数据传输类指令
      • 算术逻辑类指令
      • 控制操作类指令
    • 汇编语言
    • 面向过程的高级语言 (它的每条语句都是为了完成 一个特定的任务而对计算机 发出执行的命令)
      • BASIC语言
      • Pascal语言
      • FORTRAN语言
      • COBOL语言
      • C语言
      • Ada语言
    • 面向对象的程序设计语言
      • 定义
      • 特点
      • 语言
    • 其他语言
      • 函数型语言
      • 说明型语言
      • 超文本链接标记语言 HTML和XML
      • 数据库编程语言SQL
      • 基于组件的程序设计
  • 程序的程序:翻译系统
    • 解释程序
    • 编译程序
  • 高级编码语言
    • 数据类型
      • 数据类型
      • 常量
      • 变量
      • 字符串
      • 数组
      • 结构和指针
    • 基本语句
      • 赋值语句
      • 表达式
      • 返回语句
      • 输入、输出语句
      • 转移语句
    • 分支语句
    • 循环语句
      • while语句
      • do-while语句
      • for语句
    • 函数和方法
  • 怎样编写程序
    • 理解问题
    • 设计方案
    • 编写代码
    • 测试
    • 编写文档
    • 运行和维护
  • 软件工程
    • 软件生命周期
    • 软件开发模型
    • 软件项目管理
• 算法基础
  • 算法概述 (算法是求解问题步骤的有序集合， 能够产生结果并在有限时间内结束)
    • 算法的特性
      • 确定性
      • 有穷性
      • 有效性
      • 可有零个或多个输入
      • 有一个或多个输出
    • 算法的分类
      • 数值算法
      • 非数值算法
  • 算法的三种基本结构
    • 顺序结构
    • 分支结构 (条件结构、判断结构、选择结构)
    • 循环结构
      • while结构
      • do-while结构
  • 算法的表示和发现
    • 算法的表示
    • 算法的发现
      • 1945，G.Polya
      • 1930,库托拉夫斯基
      • 1970，陶尔扬
  • 算法的举例
    • 基本算法
      • 累加
      • 累积
      • 求最大值和最小值
      • 求数的位数
    • 迭代(进行数值计算)
    • 递归(麦卡锡“人工智能之父”)
    • 排序
      • 选择法排序
      • 冒泡法排序
    • 查找
      • 顺序查找
      • 折半查找
  • 算法的方法学
    • 贪心法 (核心:可行性、局部最优、不可取消性)
    • 分治法 (至少包括两个递归算法)
    • 动态规划 (消除重复计算)
    • 回溯法 (“穷尽搜索法”)
  • 抽象数据表达 数据结构
    • 线性结构
    • 数状结构
    • 图状或网状结构
• 数据库
  • 数据库概述
    • 非结构化数据
      • 文件是数据的抽象表达
      • 顺序结构存储 EOF为文件结束语
      • 索引、散列(哈希)函数、二分法
      • 随机存取
    • 结构化数据
      • 定义:按照某种规则，在不同的数据间 建立了具有逻辑关系的数据
  • 数据库(DB)
    • 定义
      • 简单:结构化的数据集合 立体的、结构化的数据组织
      • 完整:持久数据的结构化集合 是数据的组织和存储
    • 优点
      • 通过事务处理保证数据完整性
      • 能够管理海量数据
      • 能够确保高速、准确地检索数据
      • ……
    • 组成
      • 数据管理系统DBMS
        • 组成:数据库及使用数据库 的用户或程序组成的系统
        • 功能:数据定义、数据操纵、数据控制、 存储过程、在线事务处理、在线分析处理OLAP(重要技术)
      • 数据存储(高性能服务器)
    • 用户(使用数据库的人或程序)
      • 应用设计员
      • 普通用户
      • 数据库管理员
    • 产品:DB2、Drade、SQL Server、FoxPro、Access、My
• 网络与网络计算
  • 通信基础
    • 计算机网络
      • 定义:计算机网络是讲大量独立的计算机 互相连接起来，以实现资源共享
    • 通信介质和传输
      • 通信介质
        • 决定了网络的通信性能
        • 网络介质 (通信线路，也叫信道)
          • 实现物理连接
          • 有线介质
            • 线缆
            • 光杆
          • 无线介质
            • 无线电波
      • 无线通信
        • 无线电波
        • 卫星通信
      • 衡量网络通信的主要技术指标: 传输速率，带宽……
    • 调制和调解
  • 网络技术
    • 网络运输
      • 广播网络
      • 点对点网络
      • 是机器还是网络
        • 分布式的系统
        • 网络服务
    • 网络类型和设备
      • 局域网和无线网
      • 广域网
      • 网络设备
        • 网卡
        • 集线器和交换器
        • 路由器
    • 网络协议
      • 局域网协议
      • 以太网
      • 虚拟网络
    • 网络服务器
      • 网络服务器
      • 网络操作系统
      • 网络应用程序
  • 互联网
    • TCP/IP
    • IP网
      • IP地址
      • IPV4和IPV6
      • 域名
      • 内网和外网:internet
      • 网络命令
      • 接入互联网
    • 互联网服务
      • Web
      • URL
      • 电子邮箱和新闻组
      • 新闻组、文件传输、Telent与BBS
      • BBS社交网络和即时通信
      • 移动互联网
      • 搜索引擎
      • 电子货币和电子商务
    • 未来的网络
  • 网络数据
    • Web文档数据
    • XML
    • 网络日志数据
    • 其他网络数据
  • 云计算
    • 云软件、云平台、云设备
  • 网络安全
• 大数据
  • 概述
    • Volume
    • Value
    • Velocity
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  • 大数据处理工具
    • Hadoop
    • MapRuduce
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  • 其他相关技术
    • 高级数据库技术
    • 分布式系统原理与技术
    • 数值计算与优化
    • 信息检索与搜索引擎技术
    • 数据融合与同化
    • 云计算与虚拟化技术
    • 数据可视化
• 先进计算机
  • 高性能计算
    • 并行计算
    • 分布式计算
    • 集群计算
    • 量子计算机
  • 机器学习和深度学习
    • 机器学习
    • 深度学习
  • 可计算理论
    • 可计算函数
    • 哥德尔数
    • 图灵机
    • 计算复杂性
    • 停机问题
  • 虚拟现实
    • 概念模型
      • 显示
      • 检测
  • 人工智能
    • 图灵测试
    • 推理:知识表达
    • 神经网络
    • 机器人
    • 自然语言表达