大學信息技術根底計算機教研室第一章信息技術根底知識【教學目的與要求】 了解信息的概念及特征，掌握計算機系統的組成，計算機的特點、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。第一章信息技術根底知識【教學重點】1.計算機根底知識2.信息表示及編碼根底知識3.信息存儲根底知識【教學難點】 信息表示及編碼根底知識第一章信息技術根底知識信息與信息技術1計算機根底知識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信息與信息技術信息的定義〔1〕信息是不確定性的減少或消除。——香農〔Shannon〕1948年〔2〕信息是控制系統進展調理活動時，與外界相互作用、相互交換的內容。——維納〔N．Wiener〕1950年〔3〕信息是事物運動的形狀和形狀變化的方式。——鐘義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。信息的分類按內容分社會信息與非社會信息按存在方式分內儲信息和外化信息按形狀分動態信息和靜態信息按外化結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。信息在現代社會中的作用認知作用管理作用控制造用交流作用文娛作用信息技術信息技術(簡稱IT)就是可以提高或擴展人類信息才干的方法和手段的總稱。完成信息產生、獲取、檢索、識別、變換、處置、控制、分析、顯示及利用的技術。信息技術信息技術的開展時期古代信息技術---以人工為主要特征近代信息技術---以電信為主要特征現代信息技術---以網絡為主要特征信息技術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、詳細地加強或延伸人類信息器官，提高或擴展人類信息才干的技術，包括信息獲取技術、信息存儲技術、信息處置技術、信息傳輸技術、信息控制技術。指主體層次的信息技術在工業、農業、國防、科學研討、文化教育等各個領域運用時生成的詳細的適用信息技術。主要是指與信息技術產生和開展相關的各類技術。信息化社會的技術構架現代網絡技術計算機技術通信技術電子技術、光學技術信息化社會信息技術的特點數字化中0011101000110101信息技術的特點網絡化信息技術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〕信息技術的特點數字化網絡化個人化智能化高速化信息技術的功能協同功能醫生會診信息技術的功能增效功能天氣預告信息技術的功能輔人功能開發功能協同功能開發功能增效功能先導功能信息技術的影響〔積極影響〕對科研的影響電子郵件、網上交談交流，提高科研任務效率。對經濟的影響如金融無紙化買賣，促進票證及時傳輸等。對管理的影響如虛擬辦公、電子商務等，加強管文科學化。信息技術的影響〔積極影響〕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、遠程醫療等。信息技術的影響〔積極影響〕對科研的影響對經濟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的影響〔負面影響〕信息污染信息泛濫信息病毒信息犯罪信息浸透1.2計算機根底知識計算機開展史計算機的開展ENIAC1642BlaisePascal加法器CharlesBabbage1822差分機計算機時代第一臺計算機第一臺電子計算機〔ENIAC〕18000個電子管占地170平方米重達30噸耗電150千瓦保管80個字節5000次加/秒價值40萬美圓第一代：電子管計算機〔46~57)邏輯元件電子管任務速度幾千～幾萬次／秒軟件機器言語或匯編言語應用科學計算代表機型ENIAC特點體積龐大，運算速度低，本錢高計算機開展階段第二代：晶體管計算機(58~64)邏輯元件晶體管任務速度幾十萬次／秒軟件高級算法言語應用事務管理及工業控制代表機型IBM7000系列優點體積小，壽命長，速度快能耗少，可靠性高計算機開展階段第三代：集成電路計算機(64~70)邏輯元件中小規模集成電路〔硅〕任務速度幾十萬～幾千萬次/秒軟件高級算法言語、操作系統應用計算、管理及控制代表機型IBMSystem/360優點體積更小、速度更快、能耗更小、壽命更長ＳＳＩ

ＭＳＩ計算機開展階段第四代：大規模集成電路計算機邏輯元件〔超〕大規模集成電路內存半導體存儲器外存磁盤和光盤任務速度幾百萬～幾千萬次／秒軟件操作系統和運用軟件應用以計算機網絡為特征微型計算機屬于第四代計算機Intel

PENTIUMＬＳＩ

ＶＬＳＩ計算機開展階段計算機開展趨勢巨型化

微型化

網絡化智能化多媒體多極化Altair8800計算機開展——微型化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。計算機開展——巨型化超級計算機運算速度可達每秒幾百億次運算運用領域 天氣預告、地震機理研討、 石油和地質勘探，衛星圖像處置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〞CRAY-Ⅱ銀河Ⅱ計算機開展——網絡化計算機網絡計算機技術與通訊技術結合的產物。計算機網絡開展動力運用遠程資源，共享程序、數據和信息資源，網絡用戶的通訊和協作。計算機開展——智能化“總有一天，人類會造出一些舉止跟人一樣的‘沒有靈魂的機械’來〞。 ——笛卡爾〔1637〕第一代機器人

機械手〔1962年出現〕第二代機器人

具有“覺得〞的機器人第三代機器人

裝有啟發式計算機的“智能機器人〞DeepblueGarryKasparov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——可運用足夠多的二進制位數來獲得所要求的數據精度具有邏輯判別才干——這是區別于其它任何機器的一個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據自動化程度高——可以按照人們事先編制好的程序自動延續地進展各種操作計算機分類按規模按運用按任務原理計算機可從這些方面分類按任務原理分類分為：電子數字計算機和電子模擬計算機按運用分類分為：通用計算機和公用計算機計算機分類國外較流行的分法：巨型機、小巨型機、大型機、小型機、任務站和個人計算機〔PC〕六大類。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按規模劃分計算機的運用領域科學計算(數值計算)計算機在處置計算量大、時間性強的數值計算中尤其表現出宏大威力。傳統領域計算機的運用領域數據處置(非數值計算)對大批量的信息進展搜集、分類、排序、傳送、存儲以及打印報表和圖形等。在辦公自動化、事務管理和情報檢索等領域運用非常廣泛。傳統領域計算機的運用領域過程控制在消費過程中對現場數數據進展巡回檢測并由計算機進展自動調理和控制。〔工業自動化及現代化的武器系統等〕傳統領域計算機的運用領域計算機輔助系統計算機輔助設計ComputerAidedDesign利用計算機的圖形功能做各種設計任務。計算機輔助制造ComputerAidedManufacture利用計算機管理、控制消費設備及其操作。計算機輔助教學ComputerAssistedInstruction利用多媒體計算機的圖、文、聲功能實施教學現代領域計算機的運用領域計算機輔助系統計算機集成制造系統ComputerIntegratedManufacturingSystem計算機輔助測試ComputerAidedTest計算機模擬ComputerSimulation現代領域計算機的運用領域辦公自動化OA休閑文娛人工智能用計算機來模擬人的智能，包括：方式識別、景物分析、自然言語了解和生成、專家系統、博弈、機器人。現代領域計算機系統組成與任務原理系統組成任務原理計算機系統組成計算機硬件系統馮.諾依曼提出“存儲程序〞方案。1.采用二進制數的方式表示數據和指令。2.將指令和數據存放在存儲器中。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。

〔外〕存儲器〔內〕存儲器中央處置器〔CPU〕控制器輸入設備輸出設備數據流地址控制流運算器計算機硬件組成計算機任務原理計算機的兩個根本才干：存儲程序自動執行程序

計算機任務原理計算機利用“存儲器〞〔內存〕來存放所要執行的程序，CPU依次從存儲器中取出程序中的每一條指令，并加以分析和執行，直至完成全部指令義務為止。

計算機軟件系統 軟件是微機的靈魂。運用軟件各類系統軟件操作系統裸機計算機軟件？軟件系統的分類軟件系統運用軟件系統軟件操作系統言語處置系統數據庫管理系統運用軟件包用戶程序軟件系統？信息表示及編碼根底知識計算機信息表示計算機的言語基數

在一種數制中，只能運用一組固定大數字符號表示數目的大小，這種數字符號稱為該數制的數碼。每種數制中數碼的個數稱為基數。二進制基數：2十進制基數：10計算機的言語十進制12.34＝1×101＋2×100＋3×10-1＋4×10-2二進制101.1每一個數位賦予的值，稱為“權〞，位權的值等于基數的假設干次冪。位權值＝1×22＋0×21＋1×20＋1×2-1二進制概念128瓦32瓦64瓦16瓦8瓦4瓦1瓦2瓦11111000信息復制的準確性運算規那么簡單〔R(R+1)/2〕電子線路制造計算機成為能夠計算機的數制數制基數數碼二進制201八進制801234567十進制100123456789十六進制160123456789ABCDEF計算機常見的數制數制基權表示數碼特點10o，101，102，…十進制數0~910逢十進一二進制數0~122o，21，22，…逢二進一八進制數0~788o，81，82，…逢八進一十六進制數0~9,A~F,a~f1616o，161，162，…逢十六進一十進制：4956=4103+9102+5101+610o二進制：1011=123+022+121+12o十六進制：81AE=8163+1162+10161+1416o八進制：4275=483+282+781+58o計算機的數制十進制二進制計算機的數制5922921427232120(59)10=(111011)2110111111011余余余余余余二進制八進制從右向左，每3位一組(缺乏3位左補0)八進制二進制用3位二進制數替代每一位八進制數例(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計算機的數制二進制十六進制從右向左，每4位一組(缺乏4位左補0)計算機的數制例(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十六進制二進制用4位二進制數替代每一位十六進制數計算機的數制例(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范代碼。(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)包括0~9十個數字，大小寫英文字母及公用符號等95種可打印字符。Computer01000011011011110110110101110000011101010111010001100101011100107654321國標碼：國家規范信息交換用漢字編碼。國標碼采用雙字節的編碼方式。國標碼收入6763個漢字，682個西文字符、圖符，構成94×94的矩陣。〔每一行為“區〞，每一列為“位〞：國標區位碼〕機內碼1國標碼第一字節1國標碼第二字節輸入碼輸出碼〔字形碼〕漢字編碼顯示輸出打印輸出機內碼向字形碼轉換機內碼輸入碼向機內碼轉換字符代碼化〔輸入〕數字碼拼音碼字形碼漢字編碼數的編碼計算機中的數據都以二進制方式表示，這個二進制數稱作“機器數〞。機器數相關要素“范圍〞、“符號〞、“小數點位〞數的編碼機器數的范圍：由硬件〔CPU中的存放器〕決議。機器數的符號：機器數最高位為符號位。D7D6D5D4D3D2 D1 D0符號位小數點位數的編碼定點數：小數點位置不變浮點數：用科學計數法表示階符階碼尾符尾數1.4信息存儲的根底知識文件系統計算機的信息存儲概念文件：存放在某種外部存儲介質〔軟盤、硬盤、光盤〕、具有名字的一組相關信息的有序集合。文件名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，其普通格式是：<主文件名>[.擴展名]計算機的信息存儲文件系統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構造文件系統的末端多媒體信息處置多媒體技術集文字、聲音、圖形、圖象、事像及計算機技術于一體的綜合