第1章信息技術(shù)基礎(chǔ)知識

大學(xué)信息技術(shù)根底計算機(jī)教研室第一章信息技術(shù)根底知識【教學(xué)目的與要求】 了解信息的概念及特征，掌握計算機(jī)系統(tǒng)的組成，計算機(jī)的特點、運用、分類和開展趨勢,信息的表示、存儲,多媒體的根底知識，了解信息平安的根底知識。第一章信息技術(shù)根底知識【教學(xué)重點】1.計算機(jī)根底知識2.信息表示及編碼根底知識3.信息存儲根底知識【教學(xué)難點】 信息表示及編碼根底知識第一章信息技術(shù)根底知識信息與信息技術(shù)1計算機(jī)根底知識2信息表示及編碼知識3信息存儲的根底知識4多媒體信息處置15信息平安根底知識61.1信息與信息技術(shù)信息的定義〔1〕信息是不確定性的減少或消除?！戕r(nóng)〔Shannon〕1948年〔2〕信息是控制系統(tǒng)進(jìn)展調(diào)理活動時，與外界相互作用、相互交換的內(nèi)容?！S納〔N．Wiener〕1950年〔3〕信息是事物運動的形狀和形狀變化的方式?！娏x信信息在空間中的傳送被稱為通訊。信息在時間上的傳送被稱為存儲。信息的主要特征真正意義上的信息離不開社會。社會性不滅性傳載性共享性信息不由于被運用而消逝。信息源發(fā)出信息后，本身信息量不減少。信息作為一種資源，在同一時間或不同時間可以共同享用。時效性能動性假設(shè)不能反映事物的最新變化形狀，信息的成效就會降低。信息的分類按內(nèi)容分社會信息與非社會信息按存在方式分內(nèi)儲信息和外化信息按形狀分動態(tài)信息和靜態(tài)信息按外化結(jié)果分記錄信息和無記錄信息信息的分類按符號種類言語信息和非言語信息。按信息流通方式可傳送的和不作傳送信息。按信息論方法未知信息和冗余信息。按價值觀念有害信息和無害信息。信息在現(xiàn)代社會中的作用認(rèn)知作用管理作用控制造用交流作用文娛作用信息技術(shù)信息技術(shù)(簡稱IT)就是可以提高或擴(kuò)展人類信息才干的方法和手段的總稱。完成信息產(chǎn)生、獲取、檢索、識別、變換、處置、控制、分析、顯示及利用的技術(shù)。信息技術(shù)信息技術(shù)的開展時期古代信息技術(shù)---以人工為主要特征近代信息技術(shù)---以電信為主要特征現(xiàn)代信息技術(shù)---以網(wǎng)絡(luò)為主要特征信息技術(shù)的體系主體層次運用層次外圍層次中心部分延伸部分根底部分直接地、詳細(xì)地加強(qiáng)或延伸人類信息器官，提高或擴(kuò)展人類信息才干的技術(shù)，包括信息獲取技術(shù)、信息存儲技術(shù)、信息處置技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、信息控制技術(shù)。指主體層次的信息技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科學(xué)研討、文化教育等各個領(lǐng)域運用時生成的詳細(xì)的適用信息技術(shù)。主要是指與信息技術(shù)產(chǎn)生和開展相關(guān)的各類技術(shù)。信息化社會的技術(shù)構(gòu)架現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)計算機(jī)技術(shù)通信技術(shù)電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)信息化社會信息技術(shù)的特點數(shù)字化中0011101000110101信息技術(shù)的特點網(wǎng)絡(luò)化信息技術(shù)的特點個人化無論何人(who)任何地方〔where〕任何時候(when)與其他任何人〔whom)任何通訊〔what〕信息技術(shù)的特點數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化個人化智能化高速化信息技術(shù)的功能協(xié)同功能醫(yī)生會診信息技術(shù)的功能增效功能天氣預(yù)告信息技術(shù)的功能輔人功能開發(fā)功能協(xié)同功能開發(fā)功能增效功能先導(dǎo)功能信息技術(shù)的影響〔積極影響〕對科研的影響電子郵件、網(wǎng)上交談交流，提高科研任務(wù)效率。對經(jīng)濟(jì)的影響如金融無紙化買賣，促進(jìn)票證及時傳輸?shù)取芾淼挠绊懭缣摂M辦公、電子商務(wù)等，加強(qiáng)管文科學(xué)化。信息技術(shù)的影響〔積極影響〕對教育的影響電化教學(xué)、輔助教學(xué)、遠(yuǎn)程教育等，促進(jìn)教學(xué)改革對文化的影響如電子文化、傳媒文化等。對生活的影響如電子購物、電子金融、電子書刊、遠(yuǎn)程醫(yī)療等。信息技術(shù)的影響〔積極影響〕對科研的影響對經(jīng)濟(jì)的影響對管理的影響對教育的影響對文化的影響對思想的影響對思想的影響對政府的影響信息技術(shù)的影響〔負(fù)面影響〕信息污染信息泛濫信息病毒信息犯罪信息浸透1.2計算機(jī)根底知識計算機(jī)開展史計算機(jī)的開展ENIAC1642BlaisePascal加法器CharlesBabbage1822差分機(jī)計算機(jī)時代第一臺計算機(jī)第一臺電子計算機(jī)〔ENIAC〕18000個電子管占地170平方米重達(dá)30噸耗電150千瓦保管80個字節(jié)5000次加/秒價值40萬美圓第一代：電子管計算機(jī)〔46~57)邏輯元件電子管任務(wù)速度幾千～幾萬次／秒軟件機(jī)器言語或匯編言語應(yīng)用科學(xué)計算代表機(jī)型ENIAC特點體積龐大，運算速度低，本錢高計算機(jī)開展階段第二代：晶體管計算機(jī)(58~64)邏輯元件晶體管任務(wù)速度幾十萬次／秒軟件高級算法言語應(yīng)用事務(wù)管理及工業(yè)控制代表機(jī)型IBM7000系列優(yōu)點體積小，壽命長，速度快能耗少，可靠性高計算機(jī)開展階段第三代：集成電路計算機(jī)(64~70)邏輯元件中小規(guī)模集成電路〔硅〕任務(wù)速度幾十萬～幾千萬次/秒軟件高級算法言語、操作系統(tǒng)應(yīng)用計算、管理及控制代表機(jī)型IBMSystem/360優(yōu)點體積更小、速度更快、能耗更小、壽命更長ＳＳＩ

ＭＳＩ計算機(jī)開展階段第四代：大規(guī)模集成電路計算機(jī)邏輯元件〔超〕大規(guī)模集成電路內(nèi)存半導(dǎo)體存儲器外存磁盤和光盤任務(wù)速度幾百萬～幾千萬次／秒軟件操作系統(tǒng)和運用軟件應(yīng)用以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為特征微型計算機(jī)屬于第四代計算機(jī)Intel

PENTIUMＬＳＩ

ＶＬＳＩ計算機(jī)開展階段計算機(jī)開展趨勢巨型化

微型化

網(wǎng)絡(luò)化智能化多媒體多極化Altair8800計算機(jī)開展——微型化計算機(jī)不再是單一的計算機(jī)器，而是一種信息機(jī)器，一種個人的信息機(jī)器。計算機(jī)開展——巨型化超級計算機(jī)運算速度可達(dá)每秒幾百億次運算運用領(lǐng)域 天氣預(yù)告、地震機(jī)理研討、 石油和地質(zhì)勘探，衛(wèi)星圖像處置等大量科學(xué)計算的高科技領(lǐng)域。實例 1975年世界上第一臺超級計算機(jī)“Cray-I〞 國防科技大學(xué)研制“銀河1號〞、“銀河2號〞、“銀河3號〞CRAY-Ⅱ銀河Ⅱ計算機(jī)開展——網(wǎng)絡(luò)化計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)技術(shù)與通訊技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開展動力運用遠(yuǎn)程資源，共享程序、數(shù)據(jù)和信息資源，網(wǎng)絡(luò)用戶的通訊和協(xié)作。計算機(jī)開展——智能化“總有一天，人類會造出一些舉止跟人一樣的‘沒有靈魂的機(jī)械’來〞。 ——笛卡爾〔1637〕第一代機(jī)器人

機(jī)械手〔1962年出現(xiàn)〕第二代機(jī)器人

具有“覺得〞的機(jī)器人第三代機(jī)器人

裝有啟發(fā)式計算機(jī)的“智能機(jī)器人〞DeepblueGarryKasparov計算機(jī)的特點運算速度快——每秒幾百億次幾千億次計算精度高——可運用足夠多的二進(jìn)制位數(shù)來獲得所要求的數(shù)據(jù)精度具有邏輯判別才干——這是區(qū)別于其它任何機(jī)器的一個特點計算機(jī)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延續(xù)地進(jìn)展各種操作計算機(jī)分類按規(guī)模按運用按任務(wù)原理計算機(jī)可從這些方面分類按任務(wù)原理分類分為：電子數(shù)字計算機(jī)和電子模擬計算機(jī)按運用分類分為：通用計算機(jī)和公用計算機(jī)計算機(jī)分類國外較流行的分法：巨型機(jī)、小巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)、任務(wù)站和個人計算機(jī)〔PC〕六大類。我國的分法：巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、單片機(jī)和微型機(jī)六大類計算機(jī)分類按規(guī)模劃分計算機(jī)的運用領(lǐng)域科學(xué)計算(數(shù)值計算)計算機(jī)在處置計算量大、時間性強(qiáng)的數(shù)值計算中尤其表現(xiàn)出宏大威力。傳統(tǒng)領(lǐng)域計算機(jī)的運用領(lǐng)域數(shù)據(jù)處置(非數(shù)值計算)對大批量的信息進(jìn)展搜集、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(wù)管理和情報檢索等領(lǐng)域運用非常廣泛。傳統(tǒng)領(lǐng)域計算機(jī)的運用領(lǐng)域過程控制在消費過程中對現(xiàn)場數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)展巡回檢測并由計算機(jī)進(jìn)展自動調(diào)理和控制?！补I(yè)自動化及現(xiàn)代化的武器系統(tǒng)等〕傳統(tǒng)領(lǐng)域計算機(jī)的運用領(lǐng)域計算機(jī)輔助系統(tǒng)計算機(jī)輔助設(shè)計ComputerAidedDesign利用計算機(jī)的圖形功能做各種設(shè)計任務(wù)。計算機(jī)輔助制造ComputerAidedManufacture利用計算機(jī)管理、控制消費設(shè)備及其操作。計算機(jī)輔助教學(xué)ComputerAssistedInstruction利用多媒體計算機(jī)的圖、文、聲功能實施教學(xué)現(xiàn)代領(lǐng)域計算機(jī)的運用領(lǐng)域計算機(jī)輔助系統(tǒng)計算機(jī)集成制造系統(tǒng)ComputerIntegratedManufacturingSystem計算機(jī)輔助測試ComputerAidedTest計算機(jī)模擬ComputerSimulation現(xiàn)代領(lǐng)域計算機(jī)的運用領(lǐng)域辦公自動化OA休閑文娛人工智能用計算機(jī)來模擬人的智能，包括：方式識別、景物分析、自然言語了解和生成、專家系統(tǒng)、博弈、機(jī)器人?，F(xiàn)代領(lǐng)域計算機(jī)系統(tǒng)組成與任務(wù)原理系統(tǒng)組成任務(wù)原理計算機(jī)系統(tǒng)組成計算機(jī)硬件系統(tǒng)馮.諾依曼提出“存儲程序〞方案。1.采用二進(jìn)制數(shù)的方式表示數(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(shè)備和輸出設(shè)備5大部分組成計算機(jī)。

〔外〕存儲器〔內(nèi)〕存儲器中央處置器〔CPU〕控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備數(shù)據(jù)流地址控制流運算器計算機(jī)硬件組成計算機(jī)任務(wù)原理計算機(jī)的兩個根本才干：存儲程序自動執(zhí)行程序

計算機(jī)任務(wù)原理計算機(jī)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，直至完成全部指令義務(wù)為止。

計算機(jī)軟件系統(tǒng) 軟件是微機(jī)的靈魂。運用軟件各類系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)裸機(jī)計算機(jī)軟件？軟件系統(tǒng)的分類軟件系統(tǒng)運用軟件系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)言語處置系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)運用軟件包用戶程序軟件系統(tǒng)？信息表示及編碼根底知識計算機(jī)信息表示計算機(jī)的言語基數(shù)

在一種數(shù)制中，只能運用一組固定大數(shù)字符號表示數(shù)目的大小，這種數(shù)字符號稱為該數(shù)制的數(shù)碼。每種數(shù)制中數(shù)碼的個數(shù)稱為基數(shù)。二進(jìn)制基數(shù)：2十進(jìn)制基數(shù)：10計算機(jī)的言語十進(jìn)制12.34＝1×101＋2×100＋3×10-1＋4×10-2二進(jìn)制101.1每一個數(shù)位賦予的值，稱為“權(quán)〞，位權(quán)的值等于基數(shù)的假設(shè)干次冪。位權(quán)值＝1×22＋0×21＋1×20＋1×2-1二進(jìn)制概念128瓦32瓦64瓦16瓦8瓦4瓦1瓦2瓦11111000信息復(fù)制的準(zhǔn)確性運算規(guī)那么簡單〔R(R+1)/2〕電子線路制造計算機(jī)成為能夠計算機(jī)的數(shù)制數(shù)制基數(shù)數(shù)碼二進(jìn)制201八進(jìn)制801234567十進(jìn)制100123456789十六進(jìn)制160123456789ABCDEF計算機(jī)常見的數(shù)制數(shù)制基權(quán)表示數(shù)碼特點10o，101，102，…十進(jìn)制數(shù)0~910逢十進(jìn)一二進(jìn)制數(shù)0~122o，21，22，…逢二進(jìn)一八進(jìn)制數(shù)0~788o，81，82，…逢八進(jìn)一十六進(jìn)制數(shù)0~9,A~F,a~f1616o，161，162，…逢十六進(jìn)一十進(jìn)制：4956=4103+9102+5101+610o二進(jìn)制：1011=123+022+121+12o十六進(jìn)制：81AE=8163+1162+10161+1416o八進(jìn)制：4275=483+282+781+58o計算機(jī)的數(shù)制十進(jìn)制二進(jìn)制計算機(jī)的數(shù)制5922921427232120(59)10=(111011)2110111111011余余余余余余二進(jìn)制八進(jìn)制從右向左，每3位一組(缺乏3位左補(bǔ)0)八進(jìn)制二進(jìn)制用3位二進(jìn)制數(shù)替代每一位八進(jìn)制數(shù)例(1101001)2=(001,101,001)2=(151)8例(246)8=(010,100,110)2=(10100110)2000~0001~1010~2011~3100~4101~5110~6111~7計算機(jī)的數(shù)制二進(jìn)制十六進(jìn)制從右向左，每4位一組(缺乏4位左補(bǔ)0)計算機(jī)的數(shù)制例(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(jìn)制二進(jìn)制用4位二進(jìn)制數(shù)替代每一位十六進(jìn)制數(shù)計算機(jī)的數(shù)制例(4B9E)16=(0100,1011,1001,1110)2=(100101110011110)20000~00001~10010~20011~30100~40101~50110~60111~71000~81001~91010~A1011~B1100~C1101~D1110~E1111~F字符編碼ASCII碼是美國信息交換規(guī)范代碼。(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)包括0~9十個數(shù)字，大小寫英文字母及公用符號等95種可打印字符。Computer01000011011011110110110101110000011101010111010001100101011100107654321國標(biāo)碼：國家規(guī)范信息交換用漢字編碼。國標(biāo)碼采用雙字節(jié)的編碼方式。國標(biāo)碼收入6763個漢字，682個西文字符、圖符，構(gòu)成94×94的矩陣?！裁恳恍袨椤皡^(qū)〞，每一列為“位〞：國標(biāo)區(qū)位碼〕機(jī)內(nèi)碼1國標(biāo)碼第一字節(jié)1國標(biāo)碼第二字節(jié)輸入碼輸出碼〔字形碼〕漢字編碼顯示輸出打印輸出機(jī)內(nèi)碼向字形碼轉(zhuǎn)換機(jī)內(nèi)碼輸入碼向機(jī)內(nèi)碼轉(zhuǎn)換字符代碼化〔輸入〕數(shù)字碼拼音碼字形碼漢字編碼數(shù)的編碼計算機(jī)中的數(shù)據(jù)都以二進(jìn)制方式表示，這個二進(jìn)制數(shù)稱作“機(jī)器數(shù)〞。機(jī)器數(shù)相關(guān)要素“范圍〞、“符號〞、“小數(shù)點位〞數(shù)的編碼機(jī)器數(shù)的范圍：由硬件〔CPU中的存放器〕決議。機(jī)器數(shù)的符號：機(jī)器數(shù)最高位為符號位。D7D6D5D4D3D2 D1 D0符號位小數(shù)點位數(shù)的編碼定點數(shù)：小數(shù)點位置不變浮點數(shù)：用科學(xué)計數(shù)法表示階符階碼尾符尾數(shù)1.4信息存儲的根底知識文件系統(tǒng)計算機(jī)的信息存儲概念文件：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(guān)信息的有序集合。文件名由主文件名和擴(kuò)展名兩部分組成，且兩部分之間用圓點“.〞分隔，其普通格式是：<主文件名>[.擴(kuò)展名]計算機(jī)的信息存儲文件系統(tǒng)的特點一切的磁盤文件都是按磁盤存放的每一磁盤都有一個獨一的根結(jié)點在根結(jié)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構(gòu)造文件系統(tǒng)的末端多媒體信息處置多媒體技術(shù)集文字、聲音、圖形、圖象、事像及計算機(jī)技術(shù)于一體的綜合