第1章信息技術基礎知識

1、計算機教研室第一章第一章 信息技術基礎知識信息技術基礎知識【教學目的與要求】 了解信息的概念及特征，掌握計算機系統(tǒng)的組成，計算機的特點、應用、分類和發(fā)展趨勢,信息的表示、存儲,多媒體的基礎知識，了解信息安全的基礎知識。第一章第一章 信息技術基礎知識信息技術基礎知識【教學重點】 1.計算機基礎知識 2.信息表示及編碼基礎知識 3.信息存儲基礎知識【教學難點】信息表示及編碼基礎知識 第一章 信息技術基礎知識信息與信息技術1計算機基礎知識2信息表示及編碼知識3信息存儲的基礎知識4 4多媒體信息處理15信息安全基礎知識61.1 信息與信息技術信息與信息技術香農(nóng)（香農(nóng)（Shannon）1948年年維納（

2、維納（NWiener）1950年年鐘義信鐘義信信息的主要特征信息的主要特征 社會性社會性不滅性不滅性傳載性傳載性共享性共享性時效性時效性能動性能動性信息的分類信息的分類社會信息與非社會信息內(nèi)儲信息和外化信息動態(tài)信息和靜態(tài)信息記錄信息和無記錄信息信息的分類信息的分類& 語言信息和非語言信息。& 可傳遞的和不作傳遞信息。未知信息和冗余信息。有害信息和無害信息。信息在現(xiàn)代社會中的作用信息在現(xiàn)代社會中的作用認知作用認知作用管理作用管理作用控制作用控制作用交流作用交流作用娛樂作用娛樂作用信息技術信息技術(簡稱IT)就是能夠提高或擴展人類信息能力的方法和手段的總稱。信息技術信息技術&

3、;信息技術的發(fā)展時期F古代信息技術-以人工為主要特征F近代信息技術-以電信為主要特征F現(xiàn)代信息技術-以網(wǎng)絡為主要特征信息技術的體系信息技術的體系主體層次主體層次應用層次應用層次外圍層次外圍層次核心部分核心部分延伸部分延伸部分基礎部分基礎部分信息化社會的技術構架信息化社會的技術構架現(xiàn)代網(wǎng)絡技術現(xiàn)代網(wǎng)絡技術計計算算機機技技術術通通信信技技術術電子技術、光學技術電子技術、光學技術信信 息息 化化 社社 會會信息技術的特點信息技術的特點數(shù)字化數(shù)字化中中0011 10100011 0101信息技術的特點信息技術的特點網(wǎng)絡化網(wǎng)絡化信息技術的特點信息技術的特點個人化個人化無論何人(who)任何地方（wher

4、e）任何時候(when)與其他任何人（whom)任何通信（what）信息技術的特點信息技術的特點數(shù)字化數(shù)字化網(wǎng)絡化網(wǎng)絡化個人化個人化智能化智能化高速化高速化信息技術的功能信息技術的功能協(xié)同功能協(xié)同功能醫(yī)生會診醫(yī)生會診信息技術的功能信息技術的功能增效功能增效功能天氣預報天氣預報信息技術的功能信息技術的功能輔人功能輔人功能開發(fā)功能開發(fā)功能協(xié)同功能協(xié)同功能開發(fā)功能開發(fā)功能增效功能增效功能先導功能先導功能信息技術的影響（積極影響）信息技術的影響（積極影響）對科研的影響對科研的影響電子郵件、網(wǎng)上交談交流，提高科研工作效率。對經(jīng)濟的影響對經(jīng)濟的影響如金融無紙化交易，促進票證及時傳輸?shù)?。對管理的影響對管理?/p>

5、影響如虛擬辦公、電子商務等，加強管理科學化。信息技術的影響（積極影響）信息技術的影響（積極影響）對教育的影響對教育的影響電化教學、輔助教學、遠程教育等，促進教學改革對文化的影響對文化的影響如電子文化、傳媒文化等。對生活的影響對生活的影響如電子購物、電子金融、電子書刊、遠程醫(yī)療等。信息技術的影響（積極影響）信息技術的影響（積極影響）對科研的影響對科研的影響對經(jīng)濟的影響對經(jīng)濟的影響對管理的影響對管理的影響對教育的影響對教育的影響對文化的影響對文化的影響對思維的影響對思維的影響對思維的影響對思維的影響對政府的影響對政府的影響信息技術的影響（負面影響）信息技術的影響（負面影響）信息污染信息污染信息泛濫

6、信息泛濫信息病毒信息病毒信息犯罪信息犯罪信息滲透信息滲透1.2 1.2 計算機基礎知識計算機基礎知識計算機計算機發(fā)展史發(fā)展史計算機的發(fā)展計算機的發(fā)展ENIAC1642 Blaise Pascal加法器加法器Charles Babbage1822 差分機差分機計算機計算機 時代時代第一臺計算機第一臺計算機第一臺電子計算機（ENIAC）計算機發(fā)展階段計算機發(fā)展階段計算機發(fā)展階段計算機發(fā)展階段計算機發(fā)展階段計算機發(fā)展階段 計算機發(fā)展階段計算機發(fā)展階段計算機發(fā)展趨勢計算機發(fā)展趨勢巨型化微型化網(wǎng)絡化智能化多媒體多極化Altair 8800 計算機發(fā)展計算機發(fā)展微型化微型化計算機不再是單一的計算機器，而是

7、一種計算機不再是單一的計算機器，而是一種信息機器，一種個人的信息機器。信息機器，一種個人的信息機器。計算機發(fā)展計算機發(fā)展巨型化巨型化 運算速度可達每秒幾百億次運算應用領域天氣預報、地震機理研究、石油和地質(zhì)勘探，衛(wèi)星圖像處理等大量科學計算的高科技領域。實例1975年世界上第一臺超級計算機“Cray-I”國防科技大學研制 “銀河1號”、 “銀河2號” 、“銀河3號”計算機發(fā)展計算機發(fā)展網(wǎng)絡化網(wǎng)絡化 計算機技術與通信技術結合的產(chǎn)物。 使用遠程資源，共享程序、數(shù)據(jù)和信息資源，網(wǎng)絡用戶的通訊和合作。 計算機發(fā)展計算機發(fā)展智能化智能化“總有一天，人類會造出一些舉止跟人一樣的總有一天，人類會造出一些舉止跟人

8、一樣的沒有靈魂的機械沒有靈魂的機械來來”。 笛卡爾（笛卡爾（1637）第一代機器人機械手（1962年出現(xiàn)）第二代機器人具有“感覺”的機器人第三代機器人裝有啟發(fā)式計算機的“智能機器人” 計算機的特點計算機的特點 運算速度快每秒幾百億次幾千億次計算精度高可使用足夠多的二進制位 數(shù)來獲得所要求的數(shù)據(jù)精度具有邏輯判斷能力這是區(qū)別于其它任 何機器的一個特點計算機的特點計算機的特點存儲容量大提供大容量的存儲器來存儲程序和數(shù)據(jù)自動化程度高可以按照人們事先編制好的程序自動連續(xù)地進行各種操作 計算機分類計算機分類按規(guī)模按應用按工作原理計算機可從這些方面分類按工作原理分類按工作原理分類按應用分類按應用分類計算機分

9、類計算機分類國外較流行的分法：國外較流行的分法：巨型機、小巨型機、大型機、小型機、工作站和個人計算機（PC）六大類。我國的分法：我國的分法：巨型機、大型機、中型機、小型機、單片機和微型機六大類計算機分類計算機分類按規(guī)模劃分計算機的應用領域計算機的應用領域科學計算(數(shù)值計算) 計算機在處理計算量大、時間性強的數(shù)值計算中尤其表現(xiàn)出巨大威力。傳統(tǒng)領域計算機的應用領域計算機的應用領域數(shù)據(jù)處理(非數(shù)值計算) 對大批量的信息進行收集、分類、排序、傳送、存儲以及打印報表和圖形等。在辦公自動化、事務管理和情報檢索等領域應用十分廣泛。傳統(tǒng)領域計算機的應用領域計算機的應用領域過程控制 在生產(chǎn)過程中對現(xiàn)場數(shù)數(shù)據(jù) 進

10、行巡回檢測并由計算機進行自動調(diào)節(jié)和控制。（工業(yè)自動化及現(xiàn)代化的武器系統(tǒng)等）傳統(tǒng)領域計算機的應用領域計算機的應用領域計算機輔助系統(tǒng) 計算機輔助設計 利用計算機的圖形功能做各種設計工作。 計算機輔助制造 利用計算機管理、控制生產(chǎn)設備及其操作。 計算機輔助教學 利用多媒體計算機的圖、文、聲功能實施教學現(xiàn)代領域計算機的應用領域計算機的應用領域計算機輔助系統(tǒng)計算機集成制造系統(tǒng) 計算機輔助測試 計算機模擬 現(xiàn)代領域計算機的應用領域計算機的應用領域辦公自動化 OA休閑娛樂人工智能 用計算機來模擬人的智能，包括：模式識別、景物分析、自然語言理解和生成、專家系統(tǒng)、博弈、機器人?，F(xiàn)代領域計算機系統(tǒng)組成與工作原理計

11、算機系統(tǒng)組成與工作原理計算機系統(tǒng)組成計算機系統(tǒng)組成計算機硬件系統(tǒng)計算機硬件系統(tǒng)馮.諾依曼提出 “存儲程序” 方案。1. 采用二進制數(shù)的形式表示數(shù)據(jù)和指令。2. 將指令和數(shù)據(jù)存放在存儲器中。3. 由控制器、運算器、存儲器、輸入設備和輸出設備5大部分組成計算機。 （控制器控制器輸入輸入設備設備輸出輸出設備設備數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流地地 址址控制流控制流運算器運算器計算機硬件組成計算機硬件組成計算機工作原理計算機工作原理計算機的兩個基本能力：存儲程序自動執(zhí)行程序 計算機工作原理計算機工作原理計算機利用“存儲器”（內(nèi)存）來存放所要執(zhí)行的程序，CPU依次從存儲器中取出程序中的每一條指令，并加以分析和執(zhí)行，直至完成

12、全部指令任務為止。 計算機軟件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)軟件是微機的靈魂。應用軟件各類系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)裸機計算機軟件？軟件系統(tǒng)的分類軟件系統(tǒng)的分類應用軟件應用軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)語言處理系統(tǒng)語言處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應用軟件包應用軟件包用戶程序用戶程序軟件 系統(tǒng)？信息表示及編碼基礎知識信息表示及編碼基礎知識計算機的語言計算機的語言 二進制基數(shù)：2十進制基數(shù)：10 計算機的語言計算機的語言十進制十進制 12.341101 2100 310-1 410-2二進制二進制 101.1每一個數(shù)位賦予的值，稱為“”，位權的值等于的若干次。122 021 120 12-1 二進制概念二

13、進制概念128128瓦瓦3232瓦瓦6464瓦瓦1616瓦瓦8 8瓦瓦4 4瓦瓦1 1瓦瓦2 2瓦瓦信息復制的精確性運算規(guī)則簡單（R(R+1)/2）電子線路制造計算機成為可能計算機的數(shù)制計算機的數(shù)制數(shù) 制基 數(shù)數(shù) 碼二進制20 1八進制80 1 2 3 4 5 6 7十進制100 1 2 3 4 5 6 7 8 9十六進制160 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F數(shù)制基權表示數(shù)碼特點10，10，10，十進制數(shù)0910逢十進一二進制數(shù)0122，2，2，逢二進一八進制數(shù)0788，8，8，逢八進一十六進制數(shù)09,AF,af1616，16，16，逢十六進一十進制：4956= 4

14、10+910 +510+610二進制：1011=12+02 +12+12十六進制：81AE=816+116 +1016+1416八進制：4275=48+28 +78+58計算機的數(shù)制計算機的數(shù)制十進制 二進制計算機的數(shù)制計算機的數(shù)制5922921427232120(59)10=(111011)21101111 1 1 0 1 1余余余余余余 二進制 八進制 從右向左，每3位一組(不足3位左補0) 八進制 二進制 用3位二進制數(shù)代替每一位八進制數(shù)例 (1101001)2=(001,101,001)2=(151)8例 (246)8=(010,100,110)2=(10100110)2000 000

15、1 1010 2011 3100 4101 5110 6111 7計算機的數(shù)制計算機的數(shù)制 二進制 十六進制 從右向左，每4位一組(不足4位左補0)計算機的數(shù)制計算機的數(shù)制例例 (11010101111101)2 =(0011,0101,0111,1101)2 =(357D)160000 00001 10010 20011 30100 40101 50110 60111 71000 81001 91010 A1011 B1100 C1101 D1110 E1111 F十六進制 二進制 用4位二進制數(shù)代替每一位十六進制數(shù)計算機的數(shù)制計算機的數(shù)制例例 (4B9E)16 =(0100,1011,10

16、01,1110)2 =(100101110011110)20000 00001 10010 20011 30100 40101 50110 60111 71000 81001 91010 A1011 B1100 C1101 D1110 E1111 F字符編碼字符編碼碼是美國信息交換標準代碼。( merican tandard ode for nformation nterchange)包括09十個數(shù)字，大小寫英文字母及專用符號等95種可打印字符。1000011 1101111 11011011110000 1110101 11101001100101 11100107 6 5 4 3 2 1國

17、家標準信息交換用漢字編碼。國標碼采用的編碼方式。收入6763個漢字，682個西文字符、圖符，構成 9494 的矩陣。（每一行為“”，每一列為“”：國標區(qū)位碼）漢字編碼漢字編碼顯示輸出顯示輸出打印輸出打印輸出機內(nèi)碼向字形碼轉(zhuǎn)換機內(nèi)碼向字形碼轉(zhuǎn)換機內(nèi)碼機內(nèi)碼輸入碼向機內(nèi)碼轉(zhuǎn)換輸入碼向機內(nèi)碼轉(zhuǎn)換字符代碼化（輸入）字符代碼化（輸入）數(shù)字碼數(shù)字碼拼音碼拼音碼字形碼字形碼漢字編碼漢字編碼數(shù)的編碼數(shù)的編碼 計算機中的數(shù)據(jù)都以二進制形式表示，這個二進制數(shù)稱作“機器數(shù)”。 機器數(shù)相關因素“范圍”、“符號”、“小數(shù)點位”數(shù)的編碼數(shù)的編碼機器數(shù)的范圍：由硬件（CPU中的寄存器）決定。機器數(shù)的符號：機器數(shù)最高位為符號

18、位。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0符號位小數(shù)點位數(shù)的編碼數(shù)的編碼l定點數(shù)：小數(shù)點位置不變l浮點數(shù)：用科學計數(shù)法表示階符階碼尾符尾數(shù)1.4 信息存儲的基礎知識信息存儲的基礎知識文件系統(tǒng)計算機的信息存儲計算機的信息存儲概念概念存放在某種外部存儲介質(zhì)（軟盤、硬盤、光盤）、具有名字的一組相關信息的有序集合。 由主文件名和擴展名兩部分組成，且兩部分之間用圓點“.”分隔，其一般格式是：.擴展名計算機的信息存儲計算機的信息存儲 所有的磁盤文件都是按磁盤存放的每一磁盤都有一個惟一的根結點在根結點下可存放文件或文件夾（目錄）每個文件夾（目錄）下可存放文件或文件夾文件是層次結構文件系統(tǒng)的末端多媒體多媒體信息處理信息處理集文字、聲音、圖形、圖象、事像及計算機技術于一體的綜合技術。多媒體多媒體信息處理信息處理感覺媒體語言、聲音、音樂、圖形、圖象、文字等。表示媒體將感覺媒體數(shù)字化，如語言編碼、文本編碼、數(shù)字編碼表現(xiàn)媒體感覺媒體與計算機之間的界面，如鍵盤、打印機等多媒體多媒體信息處理信息處理存儲媒體磁盤、磁帶、光盤、半導體材料等。傳輸媒體雙絞電纜、同軸電纜、光纖電纜、微波、紅外線等。多媒體多媒體信息處理信息處理集成性集成性交互性交互性數(shù)字化數(shù)字化計算機領域中的感覺