信息技術(shù)基礎(chǔ)B-chap1

信息技術(shù)基礎(chǔ)B2023/2/11第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化1.1計(jì)算機(jī)技術(shù)概述1.2計(jì)算機(jī)中信息的表示1.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成1.5微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)

第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.3計(jì)算機(jī)中非數(shù)值信息的表示2023/2/12第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化1.1.1計(jì)算機(jī)的概念1.1.2計(jì)算機(jī)的起源與發(fā)展

1.1.3計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及分類

1.1.4計(jì)算機(jī)應(yīng)用

1.1.5計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

1.1

計(jì)算機(jī)技術(shù)概述

2023/2/13第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化

計(jì)算機(jī)（Computer）是一種能夠接收和存儲(chǔ)信息，并按照存儲(chǔ)在其內(nèi)部的程序（這些程序是人們意志的體現(xiàn)）對(duì)輸入的信息進(jìn)行加工、處理，得到人們所期望的結(jié)果，然后把處理結(jié)果輸出的高度自動(dòng)化的電子設(shè)備。1.1.1計(jì)算機(jī)的概念2023/2/14第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化1.計(jì)算機(jī)的起源

計(jì)算工具

對(duì)數(shù)計(jì)算尺機(jī)械計(jì)算機(jī)

通用數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC1.1.2計(jì)算機(jī)的起源與發(fā)展2023/2/15第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC（1）共使用約18800個(gè)真空電子管；耗電量為140千瓦；占地約140平方米。運(yùn)算速度為每秒5000次加法，或者400次乘法，比機(jī)械式的繼電器計(jì)算機(jī)快1000倍。當(dāng)“埃尼阿克”公開展出時(shí)，一條炮彈的軌道用20秒種就能算出來，比炮彈本身的飛行速度還快。它是按照十進(jìn)制，而不是按照二進(jìn)制來操作。2023/2/16第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化年代名稱元件語(yǔ)言應(yīng)用第一代1946年～1957電子管計(jì)算機(jī)電子管

機(jī)器語(yǔ)言

匯編語(yǔ)言

科學(xué)計(jì)算

第二代1958～1964晶體管計(jì)算機(jī)

晶體管

高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

數(shù)據(jù)處理

第三代1965～1970集成電路計(jì)算機(jī)

中小規(guī)模集成電路

高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域

第四代

1970年～現(xiàn)在

集成電路計(jì)算機(jī)

超大規(guī)模集成電路

面向?qū)ο蟮母呒?jí)語(yǔ)言網(wǎng)絡(luò)時(shí)代

2.計(jì)算機(jī)的發(fā)展

2023/2/17第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化1.計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)運(yùn)算速度快存儲(chǔ)容量大通用性強(qiáng)工作自動(dòng)化精確性高1.1.3計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及分類2023/2/18第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化2.計(jì)算機(jī)的分類（1）按處理數(shù)據(jù)的形態(tài)分類

模擬計(jì)算機(jī)數(shù)字計(jì)算機(jī)混合計(jì)算機(jī)（2）根據(jù)使用范圍劃分

通用計(jì)算機(jī)專用計(jì)算機(jī)

（3）根據(jù)性能劃分1.1.3計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及分類巨型機(jī)大型、中型計(jì)算機(jī)小型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)工作站2023/2/19第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化科學(xué)計(jì)算2.信息處理3.自動(dòng)控制4.計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)5.人工智能6.網(wǎng)絡(luò)與通信7.家庭管理與娛樂1.1.4計(jì)算機(jī)應(yīng)用

2023/2/110第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化1.巨型化2.微型化3.網(wǎng)絡(luò)化4.智能化5.多媒體化1.1.5計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

2023/2/111第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化1.2.1數(shù)制的基本概念

1.2計(jì)算機(jī)中信息的表示1.2.2各種進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換

1.2.3計(jì)算機(jī)的信息存儲(chǔ)單位

2023/2/112第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化生產(chǎn)實(shí)踐和日常生活中，數(shù)的表示規(guī)則稱為數(shù)制。想一想，生活中有哪些數(shù)制？1.2.1數(shù)制的基本概念

2023/2/113第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化常用的進(jìn)位計(jì)數(shù)制數(shù)碼：一組用來表示某種數(shù)制的符號(hào)。如：1、2、3、4、A、B、C、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等?；鶖?shù)：數(shù)制所使用的數(shù)碼個(gè)數(shù)稱為“基數(shù)”或“基”，常用“R”表示，稱R進(jìn)制。如二進(jìn)制的數(shù)碼是：0、1，基為2。位權(quán)：指數(shù)碼在不同位置上的權(quán)值。在進(jìn)位計(jì)數(shù)制中，處于不同數(shù)位的數(shù)碼，代表的數(shù)值不同。2023/2/114第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制0123456780110111001011101111000012345671001234567891011121314151617100110101011110011011110111110000100011112131415161720219ABCDEF10112023/2/115第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化1.2.2.數(shù)制的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)

對(duì)于任何一個(gè)二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)可以寫出它的按權(quán)展開式，再進(jìn)行計(jì)算即可。例如：（1111.11）2=1×23+1×22+1×21+1×20+1×2-1+1×2-2=15.75（A10B.8）16=10×163+1×162+0×161+11×160+8×16-1=41227.52023/2/116第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)

（整數(shù)部分：除2取余；小數(shù)部分：乘2取整）（1）整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換

除r取余,從末位取起

即：把一個(gè)十進(jìn)制的整數(shù)不斷除以所需要的基數(shù)r，取其余數(shù)（除r取余法），就能夠轉(zhuǎn)換成以r為基數(shù)的數(shù)。2023/2/117第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化(2)小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換乘r取整，順序取起即：將一個(gè)十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成r進(jìn)制小數(shù)時(shí)，將十進(jìn)制小數(shù)不斷地乘以r，并取整，直到小數(shù)部分為0或滿足精度為止。這稱為乘r取整法。例如：(0.625)D=()B

乘2取整：

0.625

×2

1.2501×2

0.5000×2

1.0001結(jié)論：(0.625)D=(0.101)B2023/2/118第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化（3）混小數(shù)的轉(zhuǎn)換

如果十進(jìn)制數(shù)包含整數(shù)和小數(shù)兩部分，則必須將十進(jìn)制小數(shù)點(diǎn)兩邊的整數(shù)和小數(shù)部分分開，分別完成相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，然后，再把r進(jìn)制整數(shù)和小數(shù)部分組合在一起。

練習(xí)：

(115.625)D=(1110011.101)B2023/2/119第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化二進(jìn)制3位分組011111101.101轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)375.5二進(jìn)制與十六進(jìn)制相互轉(zhuǎn)換（4位一組）二進(jìn)制與八進(jìn)制相互轉(zhuǎn)換（3位一組）

二進(jìn)制轉(zhuǎn)換到八進(jìn)制，只要將二進(jìn)制數(shù)從小數(shù)點(diǎn)開始，整數(shù)部分從右向左3位一組，小數(shù)部分從左向右3位一組（不足3位補(bǔ)零）二進(jìn)制4位分組10110001.1010轉(zhuǎn)換位十六進(jìn)制數(shù)B1.A2023/2/120第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化位（bit）：簡(jiǎn)記為b，也稱為比特，是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最小單位。一個(gè)二進(jìn)制位只能表示一個(gè)0或1字節(jié)（byte）：存儲(chǔ)信息的基本單位，8個(gè)位構(gòu)成一個(gè)字節(jié)字（word）：計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)時(shí)，CPU通過數(shù)據(jù)總線一次存取、加工和傳送的數(shù)據(jù)稱為字，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算部件能同時(shí)處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，稱為字長(zhǎng)1.2.3計(jì)算機(jī)的信息存儲(chǔ)單位2023/2/121第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化1.3計(jì)算機(jī)中非數(shù)值信息的表示1）字符編碼目前采用的字符編碼，主要是ASCII碼，它是AmericanStandardCodeforInformationInterchange的縮寫（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼），已被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO采納，作為國(guó)際通用的信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼。ASCII碼是一種西文機(jī)內(nèi)碼，有7位ASCII碼和8位ASCII碼兩種，7位ASCII碼稱為標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼，8位ASCII碼稱為擴(kuò)展ASCII碼。7位標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼用一個(gè)字節(jié)（8位）表示一個(gè)字符，并規(guī)定其最高位為0，實(shí)際只用到7位，因此可表示128個(gè)不同字符。同一個(gè)字母的ASCII碼值小寫字母比大寫字母大32。2023/2/122第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化2）漢字編碼漢字交換碼：用連續(xù)的兩個(gè)字節(jié)來表示一個(gè)漢字，我國(guó)第一個(gè)漢碼字符集標(biāo)準(zhǔn)—GB2312-80（國(guó)標(biāo)碼）漢字機(jī)內(nèi)碼：為了區(qū)分漢字和ASCII碼，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部表示漢字時(shí)把把交換碼（國(guó)標(biāo)碼）兩個(gè)字節(jié)最高位改為1，稱為“機(jī)內(nèi)碼”。機(jī)內(nèi)碼是真正的計(jì)算機(jī)內(nèi)部用來存儲(chǔ)和處理漢字信息的代碼漢字字形碼：記錄漢字的外形，是漢字的輸出形式。通常有兩種方法：點(diǎn)陣碼和矢量碼漢字輸入碼(漢字外形碼）：根據(jù)編碼規(guī)則是按照讀音還是字形分為：流水碼、音碼、形碼和音形結(jié)合碼四種。智能ABC、微軟拼音等漢字輸入法為音碼。五筆字型為形碼2023/2/123第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化1.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.4.1

計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

1.4.2

計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

1.4.3.指令系統(tǒng)和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言2023/2/124第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化2023/2/125第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化馮諾依曼

(Johnvoneumann)

美籍匈牙利科學(xué)家，提出了存儲(chǔ)程序工作原理決定了計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的五個(gè)基本組成部分，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。1.4.1

計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)2023/2/126第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部件組成?？刂破鬟\(yùn)算器存儲(chǔ)器輸入設(shè)備輸出設(shè)備（主機(jī)）（CPU）數(shù)據(jù)指令結(jié)果2023/2/127第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化中央處理器(CPU)CPU(CentralProcessingUnit)組成： 控制器 運(yùn)算器

寄存器CPU是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心。微型計(jì)算機(jī)的CPU稱為微處理器(中央處理器）。不是單獨(dú)的元件，存在于控制器和運(yùn)算器中！2023/2/128第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化

1、控制器--------計(jì)算機(jī)的神經(jīng)中樞控制器對(duì)輸入的指令進(jìn)行分析，并統(tǒng)一控制計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件以完成一定的任務(wù)。它是指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)有條不紊地自動(dòng)執(zhí)行程序的元件。2023/2/129第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化2、運(yùn)算器運(yùn)算器由算術(shù)運(yùn)算單元ALU、寄存器和一些控制門組成。其主要任務(wù)是執(zhí)行各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。運(yùn)算器算術(shù)運(yùn)算單元寄存器控制門運(yùn)算暫存操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果。決定哪些數(shù)參與運(yùn)算2023/2/130第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化3、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)中具有記憶能力的部件，用于保存和記錄原始數(shù)據(jù)、運(yùn)算步驟（指令）、中間結(jié)果及最終結(jié)果。存儲(chǔ)器分為:內(nèi)存儲(chǔ)器（主存儲(chǔ)器）外存儲(chǔ)器（輔助存儲(chǔ)器）2023/2/131第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化存儲(chǔ)器的組成內(nèi)存儲(chǔ)器RAM(RandomAccessMemory)

隨機(jī)存取存儲(chǔ)器：可讀寫，斷電后內(nèi)容消失。ROM(ReadOnly)

只讀存儲(chǔ)器：只讀不寫，內(nèi)容永久保存。

高速緩存（Cache）：協(xié)調(diào)CPU與內(nèi)存之間的速度差。外存儲(chǔ)器磁盤光盤閃存磁帶

2023/2/132第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化4、輸入/輸出設(shè)備輸入設(shè)備：

鍵盤 鼠標(biāo) 掃描儀數(shù)字化儀 條形碼閱讀器 數(shù)碼相機(jī)

A/D轉(zhuǎn)換器輸出設(shè)備：

顯示器 打印機(jī) 音箱繪圖儀

D/A轉(zhuǎn)換器2023/2/133第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化1.4.2

計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了多個(gè)發(fā)展階段，但始終發(fā)揮重要作用的是著名的馮·諾伊曼原理，即“存儲(chǔ)程序工作原理”原理。采用該思想后，使計(jì)算機(jī)的全部運(yùn)算過程成為真正的自動(dòng)過程。1.存儲(chǔ)程序工作原理2023/2/134第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化2.計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)軟件的概念： 軟件是指計(jì)算機(jī)運(yùn)行所需的程序、數(shù)據(jù)和有關(guān)文檔的總和。軟件系統(tǒng)的分類：系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件2023/2/135第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化軟件系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)語(yǔ)言處理程序系統(tǒng)支撐和服務(wù)程序數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)文檔處理軟件教育與娛樂軟件信息管理軟件2023/2/136第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化1）系統(tǒng)軟件（1）操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)（OS，OperatingSystem）是一組對(duì)計(jì)算機(jī)資源進(jìn)行控制與管理的系統(tǒng)化程序集合，它是用戶和計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口。操作系統(tǒng)是直接運(yùn)行在裸機(jī)上的最基本的系統(tǒng)軟件，任何其他軟件必須在操作系統(tǒng)的支持下才能運(yùn)行。操作系統(tǒng)是一個(gè)龐大的管理控制程序，它大致包括如下五個(gè)管理功能：處理器管理、作業(yè)管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理、文件管理。運(yùn)行環(huán)境：實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)批處理操作系統(tǒng)用戶數(shù)量：?jiǎn)斡脩舨僮飨到y(tǒng)多用戶操作系統(tǒng)

同時(shí)管理的進(jìn)程：?jiǎn)斡脩魡稳蝿?wù)操作系統(tǒng)eg：DOS單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)eg：Windows多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)eg：UNIXLINIX2023/2/137第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化（2）語(yǔ)言處理程序各種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言所編寫的源程序，計(jì)算機(jī)是不能直接執(zhí)行的，必須經(jīng)過翻譯（對(duì)匯編語(yǔ)言源程序是匯編，對(duì)高級(jí)語(yǔ)言源程序則是編譯或解釋）才能執(zhí)行，這些翻譯程序就是語(yǔ)言處理程序。語(yǔ)言處理程序包括匯編程序、編譯程序和解釋程序。語(yǔ)言處理程序的基本功能是把高級(jí)語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言編寫的源程序翻譯成機(jī)器可執(zhí)行的二進(jìn)制語(yǔ)言程序。2023/2/138第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化（3）服務(wù)程序這些程序又稱工具軟件，如系統(tǒng)診斷程序、調(diào)試程序、排錯(cuò)程序、編輯程序、查殺病毒程序等等，都是為維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行或支持系統(tǒng)開發(fā)所配置的軟件系統(tǒng)。（4）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)主要用來建立存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)資料的數(shù)據(jù)庫(kù)，并進(jìn)行操作和維護(hù)。在IBM-PC系列微型計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的最普及的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有FoxBASE+，F(xiàn)oxPro和VisualFoxPro，Access，以及大型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)Oracle，DB2，SQLServer等。2023/2/139第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化2）應(yīng)用軟件為解決計(jì)算機(jī)各類應(yīng)用問題而編寫的軟件.例如：MicrosoftOfficeWPSOfficeAdobePhotoshop2023/2/140第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化1.4.3.指令系統(tǒng)和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言1）指令2）程序?yàn)榻鉀Q某一問題而設(shè)計(jì)的有序指令的集合。指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行某種操作的命令。包括操作碼和地址碼兩部分2023/2/141第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化1.4.3.指令系統(tǒng)和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言3）程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可以分為機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言三類。機(jī)器語(yǔ)言（二進(jìn)制指令代碼）匯編語(yǔ)言（符號(hào)代碼）高級(jí)語(yǔ)言（容易理解的代碼）高級(jí)語(yǔ)言轉(zhuǎn)換為機(jī)器語(yǔ)言兩種方法：

1.解釋：一邊翻譯，一邊執(zhí)行

2.編譯：先翻譯，生成目標(biāo)文件。后執(zhí)行2023/2/142第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化1.5微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)1.5.1

微機(jī)的主要性能指標(biāo)1.5.2

常見微型計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)備2023/2/143第一章信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化1.5.1微