信息技術基礎知識(基礎).ppt

1、1.1 信息與信息技術,1.1.1 信息與主要特征,1.1.2 信息的作用,1.1.3 信息技術,1.1.4 信息與信息化社會,自學,1.信息的定義 (1)信息是不確定性的減少或消除 (2)信息是控制系統(tǒng)進行調節(jié)活動時，與外界相互作用、相互交換的內容 (3)信息是由物理載體與語義構成的統(tǒng)一體 (4)信息是事物運動的狀態(tài)和狀態(tài)變化的方式,1.1.1 信息及主要特征,(1)社會性 (2)傳載性 (3)不滅性 (4)共享性 (5)時效性 (6)能動性,1.1.1信息及主要特征,2.信息的主要特征,1.認知作用 2.管理作用 3.控制作用 4.交流作用 5.娛樂作用,1.1.2 信息在現(xiàn)代社會中的作用

2、,數字化、 網絡化、 高速化、 智能化、 個人化,1.信息技術的特點,1.1.3 信息技術,2. 網絡技術的影響,對科研、經濟、管理、政府等 教育、文化、思維等 生活等方面的影響,3.信息的負面影響,信息泛濫、信息污染、信息病毒、信息犯罪 信息滲透等,1.2 計算機基礎知識,1.2.1 計算機系統(tǒng)組成,1.2.2 計算機硬件系統(tǒng),1.2.3 計算機軟件系統(tǒng),1.2.4 計算機工作原理,1.2.5 計算機的分類,1.2.6 計算機的特點,1.2.7 計算機的主要應用領域,1.2.8 計算機發(fā)展階段與發(fā)展趨勢,第一臺電子計算機：ENIAC（電子數字積分計算機） 誕生于1946年2月 美國賓夕法尼亞

3、大學,初識計算機,每秒5000次。重量達130噸，使用了 18000多個電子管，占地170米2， 耗電150千瓦/小時。,1.硬件系統(tǒng): 指組成計算機系統(tǒng)的各種物理設備的總稱，是計算機系統(tǒng)的物質基礎； 2.軟件系統(tǒng): 指運行、管理和維護計算機而編制的各種程序、數據和文檔的總稱。,計算機系統(tǒng),計算機系統(tǒng)的功能取決于哪一方面？,初識計算機,1946年6月,美籍匈牙利科學家馮諾依曼 提出了“存儲程序”的計算機方案。 采用二進制數的形式表示數據和指令 將數據和指令同時存放在存儲器中 計算機由控制器、運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備五大部分組成。,1.馮 諾依曼理論,1.2.1 計算機系統(tǒng)組成,1.馮

4、 諾依曼型計算機的組成,1.2.2 計算機硬件系統(tǒng),2.各部分功能,1.2.2 計算機硬件系統(tǒng),(1)運算器 作用：運算器是“信息加工廠”。 工作：進行算術運算和邏輯運算,(2)控制器 作用：整個計算機系統(tǒng)神經中樞 工作：取指令、分析指令和執(zhí)行指令,(3)存儲器 作用：用于存放程序和數據 分類：內存、外存,(4)輸入設備 作用：把程序和數據等信息順序送往內存 常見設備：鍵盤、鼠標、掃描儀,(5)輸出設備 作用：把計算機處理的數據、結果等信息按 人們要求的格式輸出 常見設備：顯示器、打印機、繪圖儀,軟件系統(tǒng)的分類：,軟件系統(tǒng),1.2.3 計算機軟件系統(tǒng),控制計算機運行，管理計算機資源，為應用軟件

5、提供支持和服務 是由一系列控制和管理模塊組成。,對硬件的第一級擴充，是軟件系統(tǒng)最基本的部分,1.系統(tǒng)軟件 定義：是指管理、控制和維護計算機的各種資源， 以及擴大計算機功能和方便用戶使用計算 機的各種程序的集合。 特性：基礎性和通用性。 (1)操作系統(tǒng):簡稱（OS）,常見的有：DOS、Windows、UNIX、LINIX,1.2.3 計算機軟件系統(tǒng),1.系統(tǒng)軟件 (2)工具軟件,主要包括機器的測試、故障檢測和診斷及各種開發(fā)調試工具軟件等。,1.2.3 計算機軟件系統(tǒng),(3)語言處理程序,什么是計算機語言？,計算機語言,機器語言,由0、1代碼組成，能被計算機直接識別和執(zhí)行的指令集合。,特點：占用空

6、間小、執(zhí)行速度快，不易學習和修改 不同類型機器的機器語言不同，通用性差。,匯編語言（符號語言）,用助記符代替機器語言中的指令和數據,特點：易修改，保持了速度快，占用空間小的特點 不同類型機器的匯編語言不同,高級語言,由貼近自然語言的“詞”和“數學公式”組成,特點：易學、易讀，易修改，通用性好，不依賴于機器 具有很強的通用性和可移植性,1.系統(tǒng)軟件 (2)工具軟件,主要包括機器的測試、故障檢測和診斷及各種開發(fā)調試工具軟件等。,1.2.3 計算機軟件系統(tǒng),(3)語言處理程序,解釋程序： 逐條翻譯并執(zhí)行高級語言程序中的語句,匯編語言源程序 目標程序 高級語言源程序,2.應用軟件,1.2.3 計算機軟

7、件系統(tǒng),為解決各類實際應用問題而編寫的程序。 特定用戶程序： 通用應用軟件：,為解決某一具體問題而設計的程序。 廣泛應用于幾乎所有的專業(yè)領域 （如：Office 等）,指令、程序和執(zhí)行過程,指令是對計算機進行程序控制的最小單位。 所有的指令的集合稱為計算機的指令系統(tǒng)。,機器執(zhí)行什么操作,參與操作的數據在存儲 器中的存放位置,程序：是為完成一項特定任務而用某種語言 編寫的一組指令序列。,1.2.4 計算機工作原理,IEEE于1989年提出的一種分類方法：,1.微型(個人)計算機(Pc機)面向個人和家庭 2.工作站(Work Station） 3.小型計算機:適用于中小型部門的工作 4.主機：適用

8、于一個計算中心要求 5.大型計算機：用于大型計算機網絡中 6.巨型計算機：稱為超級計算機,1.2.5 計算機的分類,1.運算速度快,1.2.6 計算機的特點,2.計算精度高,3.具有“記憶”和邏輯判斷能力,4.高度自動化，又支持人機交互,說明：具體內容由任課教師舉例說明即可,應用最早、最成熟的領域。,應用最廣泛的領域。,用于各種自動裝置、生產過程、監(jiān)視報警等,如CAD、CAM、CAI、CAE、CAT等。,1.科學計算： 2.信息處理： 3.過程控制： 4.計算機輔助工程： 5.人工智能： 6.網絡應用：,計算機實現(xiàn)與人的智能活動有關的復雜功能。 如：專家系統(tǒng)、機器人等。,1.2.7 計算機的主

9、要應用領域,實現(xiàn)硬件、軟件和信息資源的共享。 網絡使人類進入信息化的社會,根據采用的物理器件把計算機的發(fā)展分為四個階段：,第一代:(1946年 -1958年)是電子管時代,特點：體積大，耗電多，運算速度慢， 只能使用機器語言、匯編語言 應用：科學計算和軍事方面,1.2.8 計算機的發(fā)展階段,第二代:(1959年 -1964年)是晶體管時代,第三代:(1965年 -1971年)是中小規(guī)模集成電路時代,特點：體積顯著減小，可靠性提高，運 算高達百萬次/秒，出現(xiàn)高級語言 應用：開始在數據處理和工業(yè)控制方面 應用,特點：采用集成電路，存儲容量、運算速度、可靠性有較大的提高；體積、成本進一步降低；出現(xiàn)了

10、操作系統(tǒng) 應用：文字處理和圖形處理方面得到應用,1.2.8 計算機的發(fā)展過程,根據采用的物理器件把計算機的發(fā)展分為四個階段：,第一代:(1946年 -1958年)是電子管時代,第四代:(1972年 - 現(xiàn)在)是大規(guī)模集成電路時代,特點：出現(xiàn)微處理器，有了微型計算機；使存儲容量、運算速度、可靠性、價格有大的突破； 應用：社會的各個領域,1.2.8 計算機的發(fā)展過程,第二代:(1959年 - 1964年)是晶體管時代,第三代:(1965年 - 1971年)是中小規(guī)模集成電路時代,根據采用的物理器件把計算機的發(fā)展分為四個階段：,第一代:(1946年 - 1958年)是電子管時代,2.1.3 計算機的

11、發(fā)展趨勢,拓展計算機的應用領域，推進計算機的普及,方便快捷實現(xiàn)信息交流和資源共享,提供有聲有色、圖文并茂的信息環(huán)境,：模擬人的思維過程,筆記本電腦,1.巨型化,2.微型化,3.網絡化,4.多媒體化,5.智能化,體現(xiàn)一個國家的綜合科技實力和計算機的技術水平,6.非馮.諾依曼體系結構的計算機,如：神經網絡計算機、DNA計算機、光子計算機等,NEC SX-6/64MB巨型計算機外形,信息表示與編碼基礎知識,1.3,1.3.1 計算機中的數制,1.3.2 二進制數的常用單位,1.3.3 字符編碼,1.3.4 漢字編碼,1.3.5 數的編碼,信息：在計算機內部表示成數據，這些數據可以是 數字、字符或漢字

12、，在計算機內都是采用二 進制表示.,數據,數值數據 字符數據,：表示大小、正負等,：字母、符號、數字、漢字,數據分類：,1.3.1 計算機基本運算,1.數制的基本概念,1.3.1 計算機的數制,數碼：每種計數制采用的數字符號的集合。 如：0-9數字是十進制的數碼 基數：全部數碼的個數。 如：10進制的基數是10 位權值：數制中每一固定位置對應的單位值。 如：十進制數121.11 按權展開為：121.11=1*102+2*101+1*100+1*10-1+1*10-2 采用“逢基數進位”的原則,二進制呢？,逢二進一 R=2 0，1 2i -1 1011B (1011)2,逢八進一 R=8 0,1

13、,7 8i -1 145O (145)8,逢十進一 R=10 0,1,9 10i -1 145D (145)10,逢16進一 R=16 0,1,9 A,B,F 16i -1 15EH (15E) 16,2.常用的進位計數制,1.3.1 計算機的數制,3.書寫規(guī)則,常用計數制的表示方法,1.位(bit),1.3.2 二進制數的常用單位,2.字節(jié)(byte),3.字(word),表示二進制中的一個數位，可以是0或1 計算機中數據的最小單位,由8個二進制位組成。 是計算機中數據處理和存儲容量的基本單位 常用單位：KB、MB、GB、TB 1KB1024B；1MB1024KB；1GB1024MB,指計算

14、機一次存取、加工、運算和傳輸的數據長度 一個字通常由若干個字節(jié)組成 字是計算機性能的一個重要標志,計算機認識、區(qū)分各種字符采用方法為： 由若干位組成的二進制數代表一個字符 字符集內所有二進制數不能相同 二進制數的位數取決于字符集的規(guī)模,計算機解決任何問題，都是建立在“編碼”基礎上的。,1.3.3 字符編碼,1.ASCII碼： 是美國標準信息交換碼的簡稱 目前使用最廣泛的字符編碼(微型機),例如：用二進制數寫出“GOOD”的ASCII碼。 01000111B、01001111B、01001111B、01000100B,編碼規(guī)則:由七位二進制數組成,可表示:,ASCII碼：實際占用8個二進制位，最

15、高位補0,1.3.3 符號編碼,128種字符,控制字符:前32個字符+空格+Del 圖形字符:可顯示和打印(94個),如：十進制數5803的8421編碼為 0101 1000 0000 0101,2.BCD碼： 專門解決用二進制數表示十進制數的問題； 又稱為二十進制交換碼； BCD的編碼方式很多，其中8421碼最常用。 (1)8421碼 用4位二進制數表示一個十進制數 從左向右的位權依次為8、4、2、1 表示：09十個數字,1.3.3 符號編碼,(2)擴展BCD碼和EBCDIC碼,以國家標準局公布的GB2312-80規(guī)定的漢字交換碼作為標準進行編碼。,規(guī)定:一個漢字用雙7位二進制數表示，最高位

16、為0,1.國標碼,1.3.4 漢字編碼,是漢字在計算機內部存儲、處理和傳輸用的信息代碼。,2.漢字內碼,1.3.4 漢字編碼,漢字內碼的表示：,將國標碼的雙字節(jié)的最高位置“1”，以區(qū)別ASCII碼,以漢字“啊”為例： 國標碼為：00110000 00100001 機內碼為：10110000 10100001,以一串數字代表一個漢字 特點:無重碼,記憶難,不易快速錄入.如區(qū)位碼,以漢字讀音為基礎確定的編碼。 特點:易學,重碼多.如全拼和雙拼輸入法,以漢字的形狀確定的編碼 特點:重碼率低,擊鍵次數少.如五筆輸入法,數字編碼： 字音編碼： 字形編碼： 音形編碼：,為了從計算機外部輸入漢字而編制的漢字

17、編碼。,2.漢字輸入碼,1.3.4 漢字編碼,以漢字的讀音和形狀確定的編碼,點陣字庫： 不論漢字的筆劃多少，都可在同樣大小的方塊中寫出，從而把方塊分割成許多小方塊，組成一個點陣，每個小方塊就是二進制的一個位。,字形碼用在顯示或打印輸出漢字時使用的漢字編碼,3.漢字字型碼,1.3.4 漢字編碼,Windows中采用TrueType類型的字型碼,72,128,1152,4.各種編碼之間的關系,1.3.4 漢字編碼,漢字,輸入 設備,漢字 輸入碼,漢字 機內碼,漢字 輸出碼,漢字 輸入 管理 模塊,漢 字 庫,漢字,輸出 設備,把在機器中存放的正、負號數字化的數，稱為 機器數。 表示機器數應考慮的因

18、素： 機器數的范圍 機器數的符號 定點數和浮點數,機器數：,1.3.5 數的編碼,1.機器數的范圍,最大數 取值范圍：0255,最大數：FFFF H 取值范圍：0 65535,1.3.5 數的編碼,機器數的范圍由硬件決定 受字長和數據類型的限制,以8位寄存器為例：,以16位寄存器為例：,思考：字長為8位計算機無符號和有符號整數的表示 范圍分別是多少？,2.機器數的符號,最高位0-正數，1-負數 如：-12D=(-0001100)B=10001100B,1.3.5 數的編碼,真值數,機器數,以8位寄存器為例：,(1)定點數,小數點的位置固定不動的數。 分類： 整數 定點小數,3.定點數和浮點數,

19、1.3.5 數的編碼,設機器數為1個字節(jié)，則5和0.5用定點數如何表示？,一般浮點數存放形式為：,0.2510 4,既有整數部分又有小數部分的數 例如：0.25104,尾數,階碼,1.3.3 數值數據的編碼,這四部分 分別表示 什么含義？,(2)浮點數,3.定點數和浮點數,1.4 信息存儲的基礎知識,1.4.1 文件,1.4.2 文件系統(tǒng)的層次結構,1.文件的概念 (1)定義 文件就是存放在某種外部存儲介質上、具有名字的一組相關信息的有序集合 (2) 分類 磁盤文件：存放在外存介質上的通常意義 上的文件 設備文件：是指系統(tǒng)的標準設備,1.4.1 文件,操作系統(tǒng)實現(xiàn)對文件的有效管理, 主文件名長

20、度：8個字符 擴展名長度： 3個字符 允許使用的字符： 字母（大、小寫）、數字、漢字； 一些其他符號（P39）,(1)MS-DOS的文件命名規(guī)則,1.4.1 文件,2.文件的命名, .擴展名,分隔符,標識文件類型,按名存取, 文件名長度： 不能使用的字符： 可以使用漢字 不區(qū)分英文大小寫 擴展名和分隔符 ： 不允許使用系統(tǒng)保留的設備名,(2)Windows文件命名規(guī)則,255個ASCII碼字符(包括擴展名) / : * ? “ | 擴展名可以3個,允許使用多個“.”,1.4.1 文件,*：表示任意多個字符 ?：表示任意一個字符,(3)文件名中的通配符,1.4.1 文件,文件名符合8.3規(guī)則：文

21、件名不變 長度大于8.3規(guī)則：主文件名取前6個非空格字符； 第7、8個字符為： 和一個數字 擴展名：若有多個分隔符，取最后“.”后的前三個字符,(4) 長文件名向8.3文件名的轉換,例如：computer program.plan.1999.abcd Comput1. abc,例如：M*.doc A？.mp 計算機*技術.doc,1.層次型文件系統(tǒng)的特點: (1) 所有的磁盤文件按磁盤存放 (2) 每個磁盤有一個唯一的根結點 (3) 在根文件夾下可以直接存放文件，也可以建立文件夾 (4) 每個文件夾下可以再建立文件夾 (5) 文件是層次結構文件系統(tǒng)的末端 2. 層次結構的優(yōu)點 (1) 磁盤上可

22、以存放任意數目的文件 (2) 可以合理地組織和管理自己的文件 (3) 不同文件下的文件（夾）可以同名,1.4.2 文件系統(tǒng)的層次結構,3. 路徑和文件標識 (1)盤符：說明文件被保存在哪個盤上 表示：磁盤名加“：”號 如 D： (2)路徑：說明文件被存放的文件夾的順序序列的集合 表示：各文件夾名加上一個“”符號 分類：相對路徑和絕對路徑,文件標識：驅動器：路徑文件名,1.4.2 文件系統(tǒng)的層次結構,例如：D:個人信息student.doc,1.5 多媒體信息處理基礎知識,1.5.1 多媒體技術的概念,1.5.2 多媒體應用中的技術元素,1.5.3 多媒體信息處理的關鍵,1.5.4 多媒體的應用,1.媒體及分類 (1)媒體是信息標識和傳輸的載體 (2) 分類 感覺媒體：如各種聲音等 表示媒體：主要指對信息的各種編碼等 表現(xiàn)媒體：如攝象機、話筒等 存儲媒體：如磁盤、光盤等 傳輸媒體：如光纜等,1.5.1 多媒體技術的概念, 集成性：能對多種媒體進行綜合處理 交互性：人能方便的與系統(tǒng)進行交流 數字化：各種媒體信息都以數字形式表示,(3)多媒體的主要特征,1.5.1 多媒體技術的概念,2.多媒體及主要特征,(1)多媒體： 是指計算機領域中的感覺媒體 (2)多媒體計算機： 是指能對多媒體進行綜合處理的計算機,1.文本 2.圖形和靜態(tài)圖像 (1)分辨率、圖像灰度 (2)