單元一計算機信息技術概述

1、知識拓展一 計算機信息技術概述引入新課人們到處在談論信息，我們越來越多地聽到信息這個詞匯。我們聽說：我們現在進入了一個信息化社會，我們正在邁向信息高速公路，我們將要迎接一個信息爆炸的新時代。到底什么是信息？授課內容1.1什么是計算機信息技術【講授】信息技術1信息信息有多種多樣的含義，至今并沒有統一的定義。信息廣義上指生物以及信息自動控制功能的系統，通過感覺器官和相應的設備與外界進行交換的一切內容。日常生活中比較籠統和模糊的幾種解釋是：l 語言、文字、圖畫、照片等表示的內容（新聞、消息或知識）l 讀書、上課、交談等所學習和了解的知識、方法、事實和情況l 為了做判斷、訂計劃或求解問題等所需要的數據

2、、資料美國著名數學家、控制論的創(chuàng)始人維納在控制論一書中，指出：“信息就是信息，既非物質，也非能量?！?信息是指事物運動的狀態(tài)及狀態(tài)變化的方式，是認識主體所感知或所表述的事物運動及其變化方式的形式、內容和效用。信息就是信息，它不是物質也不是能量，信息與物質、能量是客觀世界的三大構成要素。 2信息處理信息處理指的是與下列內容相關的行為和活動：l 信息的收集(如信息的感知、測量、獲取、輸入等)l 信息的加工(如信息的分類、計算、分析、轉換等)l 信息的存儲(如書寫、攝影、錄音、錄像等)l 信息的傳遞(如郵寄、電報、電話等 )l 信息的施用(如控制、顯示等) 信息傳遞 信息加工 信息傳遞（神經系統）

3、（大腦） （神經系統）信息獲取 事物 信息施用（感覺器官） 客體 （效應器官）人工進行信息處理的過程圖人工信息處理的不足： 算不快、 記不住、 傳不遠、 看（聽）不清。由此可見，要用信息技術（IT）。3.信息技術信息技術（Information Technology，簡稱IT）指的是用來擴展人們信息器官功能、協助人們更有效地進行信息處理的一門技術。 例：多媒體技術、網絡技術、數據庫技術、通信技術、計算機技術等。信息技術包括：l 擴展感覺器官功能的感測(獲取)與識別技術l 擴展神經系統功能的通信技術l 擴展大腦功能的計算(處理) 與存儲技術l 擴展效應器官功能的控制與顯示技術事實上，在工業(yè)自動化

4、、機器人、航空航天、生物醫(yī)療、地質地理、天文氣象、文學藝術，乃至政府管理、公安法律、商業(yè)金融等等，都將本行業(yè)的技術或業(yè)務，與信息技術緊密結合，大大提高了質量與效率。信息技術的三大特征：以數字技術（計算機）為基礎、以計算機及軟件為核心、采用電子技術（包括激光技術），進行信息收集、傳遞、加工、存儲、顯示與控制。包含領域：計算機、微電子、通信、廣播、遙感遙測、自動控制、機器人等。4信息處理系統 信息處理系統：用于輔助人們進行信息獲取、傳遞、存儲、加工處理、控制及顯示的綜合使用各種信息技術的系統，可以通稱為信息處理系統。傳輸/存儲信息加工傳輸/存儲控制與顯示感測與識別信息輸入信息輸出信息處理系統示意圖

5、信息處理系統舉例l 雷達： 以感測與識別為主要目的l 電視/廣播： 以單向、點到多點的信息傳遞為主要目的l 電話：以雙向、點到點的信息交互為主要目的l 銀行：以處理金融信息為目的l 圖書館：以信息收藏和檢索為主要目的l 因特網：跨越全球的多功能信息處理系統 5信息化與信息社會（1）什么是信息化人類正進入信息社會2000年“全球信息社會沖繩憲章”明確提出：（G-8: “Okinawa Charter on Global Information Society”）l 信息技術是影響21世紀發(fā)展的最強勁的驅動力量l 信息化-由信息技術驅動的經濟和社會的變革l 信息化的本質是利用信息技術幫助社會個人和

6、群體有效利用知識和新思想，從而能建成充分發(fā)揮人的潛力，實現其抱負的信息社會。（2）國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略總目標2020年信息化發(fā)展的總目標：l 綜合信息基礎設施基本普及l(fā) 信息技術自主創(chuàng)新能力顯著增強，信息產業(yè)結構全面優(yōu)化l 國民經濟和社會信息化取得明顯成效，新型工業(yè)化發(fā)展模式初步確立l 國家信息化發(fā)展的制度環(huán)境和政策體系基本完善，國民信息能力顯著提高 計算機軟件技術編譯系統：編譯系統可借助“編譯程序”或“解釋程序”，將高級語言程序翻譯成機器語言程序。把甲語言編寫的程序翻譯為等價的乙語言編寫的程序。其中甲語言程序稱為源程序，乙語言程序稱為目標程序。編譯程序與解釋程序的區(qū)別：解釋：解釋器直接解釋并且

7、執(zhí)行源語言程序，不產生目標程序（相當于“口譯”）編譯：把源程序編譯為機器語言目標程序后，再由計算機運行（相當于“筆譯”）【拓展閱讀與思考】到21世紀郵票將成珍品【常識】信息產業(yè)是指信息設備生產制造，以及利用這些設備進行信息采集、儲存、傳遞、處理、制作與服務的所有行業(yè)與部門的總和?！局R探究】上網查詢古今傳遞信息的方式和工具，挑出4種填入下表中，并分小組討論現代信息技術在傳遞信息領域中所起的作用?！揪毩暋?見補充習題講義。1.2 信息和數據【講授】 數據在計算機中的表示 經過加工處理后的信息稱為數據。數據是能夠被人們識別或計算機能夠處理的符號。1.2.2 信息的基本單位 比特(bit)什么是比特

8、：比特（bit，binary digit的縮寫）中文翻譯為“二進位數字”、“二進位” 或簡稱為 “位”；比特只有 2 種取值：0和1，一般無大小之分；比特是組成數字信息的最小單位；數值、文字、符號、圖像、聲音、命令······都可以使用比特來表示，其具體的表示方法就稱為“編碼”或“代碼”。比特是計算機和其他數字系統處理、存儲和傳輸信息的最小單位，一般用小寫字母b表示。 二進制、八進制和十六進制1.進位計數制計數制也稱數制，是指用一組固定的符號和統一的規(guī)則來表示數值的方法。日常生活中人們使用的是十進制數，但計算機使用的是二進制數，程序員

9、還使用八進制和十六進制數，它們怎樣表示？其數值如何計算？十進制數：每一位可使用十個不同數字表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9），低位與高位的關系是：逢10進1，各位的權值是10的整數次冪（基數是10 ）。標志： 尾部加“D”或缺省例：204.96=2×1020×1014×1009×1016×102二進制數：每一位使用兩個不同數字表示（0、1），即每一位使用 1 個“比特”表示；低位與高位的關系是：逢2進1；各位的權值是 2 的整數次冪（基數是2 ）。標志：尾部加B例：101.01 B =1×220×211×

10、;20 0×211×22 5.25八進制數：每一位使用八個不同數字表示（0、1、2、3、4、5、6、7）；低位與高位的關系是：逢8進1；各位的權值是8的整數次冪（基數是8 ）。標志：尾部加Q例：365.2Q = 3×82+ 6×81+ 5×80 + 2×81 = 245.25十六進制數：每一位使用十六個數字和符號表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F ）；逢16進1；各位的權值是16的整數次冪（基數是16 ）。標志：尾部加H例：F5.4H=15×161 + 5×160 + 4×

11、;161 = 245.252.數制間的轉換熟練掌握不同進制數相互之間的轉換，在編寫程序和設計數字邏輯電路時很有用；只要學會二進制數與十進制數之間的轉換，與八進制、十六進制數的轉換就不在話下了。1）R進制轉換成十進制：按權展開 例1： (1999.8)10=1×103+9 ×102+9 ×101+9 ×100+8 ×10-1 “權 ” 例2:將二進制數101.01轉換成十進制數。 (101.1)2=1 22+0 21+1 20+1 2-1=（5.5)10 例3:將八進制數34. 6轉換成十進制數。 (34.6)8=3 81+4 80+6 8-1=

12、（28.75)10例4:將十六進制數2AB. 6轉換成十進制數 (2AB.6)16=2 162+10 161+11 160+6 16-1 =（683.375)10 2）十進制數轉換成R進制數（1）十進制整數轉換為R進制規(guī)則：除二倒取余，直到商為零為止例：將十進制數86轉化為二進制2 | 86 02 | 43 12 | 2112 | 1002 | 512 | 202 | 11 0所以,(86)10=(1010110)2（2）十進制小數轉換為R進制規(guī)則：乘二順取整，直到小數部分為零或給定的精度為止例：將十進制數0.875轉化為二進制數 0.875 × 2 1.75 × 2 1.

13、5 ×2 1.0 所以 (0.875)10=(0.111)2 3）二進制、八進制和十六進制數之間的轉換（1）二進制數與八進制數之間的轉換二進制數轉換成八進制數：以小數點為分界點，左右每三位為一組，不足三位以零補足三位。例如：(1101101.01)2= (001) (101) (101).(010)2= (155.2)10八進制數轉換成二進制數：將每位八進制數碼以三位二進制數表示。例如：(78.31)8 = (110) (111).(011) (001)2 = (110111.011001)2（2）二進制數與十六進制數之間的轉換二進制數轉換成十六進制數：以小數點為分界點，左右每四位為

14、一組，不足四位以零補足四位。例如：(1111011011.100101011)2 = (0011)(1101)(1011).(1001)(0101)(1000)2 = (3DB.958)16 （3）十六進制數轉換成二進制數將每位十六進制數碼以四位二進制數表示。例如：(A3D.B)16 = (1010 0011 1101. 1011) 2 字節(jié)、字和文件 計算機從輸入設備讀數據、通過運算器（CPU）計算數據并將數據寫入到存儲設備的過程中，數據在計算機中并不是以位逐一計算，而是一組二進制數如8位、16位、32位或64位同時處理。人們通常根據計算機一次性處理數據的最大位數而將其稱為8位計算機、16位

15、計算機、32位計算機或64位計算機。字節(jié)（Byte）是一組8位二進制數，它由兩個十六進制數組成，因此一個字節(jié)表示的數值范圍是從0000 0000 到1111 1111 即 162 = 256 個信息量。當我們用十六進制表示的時候它的取值是從 00H - 11H, 用十進制表示的時候，它的取值是從0 255。字（Word）是一組32位二進制數，它由4個字節(jié)組成。我們稱由8個字節(jié)組成的字為雙字節(jié)（double Wort）。通常情況下，字的位數并不是一個確定的長度。對于一個16位的計算機，我們也可以稱它的“字”是16位的，一個“字節(jié)”是半個字長；對于一個32位的計算機，我們稱它的“字”是32位的，它

16、由4個字節(jié)組成。 文件容量與容量單位計算機內存儲器容量的計量單位：KB: 1 KB=210字節(jié)=1024 B （千字節(jié)）MB: 1 MB=220字節(jié)=1024 KB（兆字節(jié)）GB: 1 GB=230字節(jié)=1024 MB（吉字節(jié)、千兆字節(jié)）TB: 1 TB=240字節(jié)=1024 GB（太字節(jié)、兆兆字節(jié)）8個比特1個字節(jié)【拓展閱讀與思考】不同時代的信息定義【常識】幾種進制之間的對應常識?！局R探究】找出并運行Windows操作系統的計算器，看看能否用來進行數制間的轉換，把經驗分享給你的同學。【練習】 見補充習題講義。1.3 字符編碼【講授】將字母或符號轉換成二進制數值的過程稱為字符編碼。 ASCI

17、I碼ASCII (American Standard Code for Information Interchange) 編碼是在計算機系統中使用最廣泛的信息編碼。它本為美國信息交換標準編碼，現在已經被國際標準化組織ISO認定為國際標準。ASCII碼使用指定的7位或8位二進制數組合來表示128種或256種可能的字符。標準ASCII碼使用7位二進制數組合來表示所有的大寫和小寫字母、數字0-9、標點符號，以及在美式英語中使用的特殊控制字符。 BCD碼 漢字編碼漢字是記錄漢語（國語，華語）的文字，屬于表意文字，它用符號直接表達詞或詞素漢字的特點：數量大；多個國家和地區(qū)使用；字形復雜，同音字多，異體字

18、多1GB2312-80漢字編碼 信息交換用漢字編碼字符集·基本集(GB2312-80) 組成：l 第一部分：字母、數字和各種符號，包括拉丁字母、俄文、日文平假名與片假名、希臘字母、漢語拼音等共682個（統稱為GB2312圖形符號） l 第二部分：一級常用漢字，共3755個，按漢語拼音排列l(wèi) 第三部分：二級常用字，共3008個，按偏旁部首排列 區(qū)位碼：GB2312國標字符集構成一個二維平面，它分成94行、94列，行號稱為區(qū)號，列號稱為位號。每一個漢字或符號在碼表中都有各自的位置，字符的位置用它所在的區(qū)號(行號)及位號(列號)來表示。每個漢字的區(qū)號和位號分別用1個字節(jié)來表示， 如：“大”

19、字的區(qū)號20，位號83，區(qū)位碼是20 83用2個字節(jié)表示為：00010100 01010011 機內碼：問題：文本中的漢字與西文字符經常是混合在一起使用的，漢字信息如不予以特別的標識，它與單字節(jié)的標準ASCII碼就會混淆不清。解決方法：把一個漢字看作兩個擴展ASCII碼，使表示GB2312漢字的兩個字節(jié)的最高位(b7)都等于“1”。這種高位為l的雙字節(jié)(16位)漢字編碼就稱為GB2312漢字的“機內碼”，又稱內碼。如：“大”字的內碼是：10110100 11110011（B4F3）2.GBK漢字內碼擴充規(guī)范 問題：GB2312-80只有6763個漢字，使用時功能不夠。解決方法：1995年發(fā)布G

20、BK，全稱為漢字內碼擴展規(guī)范GBK字符集中一共有21003個漢字和883個圖形符號，它與GB2312國標漢字字符集及其內碼保持兼容。包括了：GB2312中的符號；GB2312中的全部漢字； 繁體字在內的大量漢字。 GBK字符集中的每個字符都采用雙字節(jié)表示，總的編碼范圍為8140-FEFE，首字節(jié)在81-FE之間，尾字節(jié)在40-FE之間(剔除xx7F一條線不安排字符)，3.UCS/Unicode與GB18030漢字編碼標準 通用編碼字符集UCS/Unicode?！就卣归喿x與思考】語言特征與輸入規(guī)格【常識】在計算機中，一般都是以字節(jié)(8位)來處理數據的，在標準ASCII碼的基礎上，將7位擴展為8位，最高位為0，表示128個標準字符。若設定最高位為1，則為擴展ASCII碼，表示128個特定的符號，如希臘字母、俄文字符、日文字符等?！局R探究】從網上尋找一種打字測試軟件，安裝并使用，測測自己的打字速度是否能達到50個漢字/分鐘。【練習】 見補充習題講義。1.4 數值數據在計算機系統中的表示方法【講授】 機器數與真值數學中正數與負數是用該數的絕對值，加上正、負符號來表示。由于計算機中無論是數值還是數的符號，都只能用“