.1.1計算機發(fā)展史1.了解世界計算機發(fā)展史1946年2月，世界上第一臺現(xiàn)代電子數(shù)字計算機ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer，電子數(shù)字積分計算機）在美國賓夕法尼亞大學(xué)研制成功，開創(chuàng)了計算機科學(xué)的新紀元。同一時期，美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮·諾依曼（1903年12月—1957年2月）和他的同事研制了電子離散變量自動計算機，其主要設(shè)計思想是采用二進制編碼和存儲程序方式，該體系結(jié)構(gòu)一直延續(xù)至今，故人們將計算機稱為馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計算機，稱馮·諾依曼為“現(xiàn)代電子計算機之父”。根據(jù)使用的電子元器件不同，電子計算機的發(fā)展大致可分為4代（見表1）。表1電子計算機發(fā)展的各個階段階段起止年份主要元器件速度（次/秒）特點應(yīng)用第1代1946年—

1957年電子管5000～10000體積巨大，運算速度較低，耗電量大，存儲容量小科學(xué)和工程計算第2代1958年—

1964年晶體管幾萬～幾十萬體積減小，耗電較少，運算速度提高，價格下降數(shù)據(jù)處理、事務(wù)管理、工業(yè)控制領(lǐng)域第3代1965年—

1970年中小規(guī)模集成電路幾十萬～幾百萬體積、功耗進一步減少，可靠性及速度進一步提高第4代1971年至今大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路幾千萬～千百億性能大幅度提高，價格大幅度下降廣泛應(yīng)用于社會生活的各個領(lǐng)域了解中國計算機發(fā)展史中國計算機事業(yè)的起步比美國晚了13年，但是經(jīng)過科學(xué)家們的艱苦努力，中國與美國的差距已逐漸縮小。（1）第一代電子管計算機研制（1958—1964年)我國從1957年在中科院計算所開始研制通用數(shù)字電子計算機，1958年8月1日該機可以表演短程序運行，標志著我國第一臺電子數(shù)字計算機誕生。機器在738廠開始少量生產(chǎn)，命名為103型計算機(即DJS-1型)。1958年5月我國開始了第一臺大型通用電子數(shù)字計算機(104機)研制。在研制104機同時，夏培肅院士領(lǐng)導(dǎo)的科研小組首次自行設(shè)計并于1960年4月研制成功一臺小型通用電子數(shù)字計算機107機。1964年我國第一臺自行設(shè)計的大型通用數(shù)字電子管計算機119機研制成功。（2）第二代晶體管計算機研制(1965—1972年)1965年中科院計算所研制成功了我國第一臺大型晶體管計算機：109乙機；對109乙機加以改進，兩年后又推出109丙機，在我國兩彈試制中發(fā)揮了重要作用，被用戶譽為“功勛機”。華北計算所先后研制成功108機、108乙機(DJS-6)、121機(DJS-21)和320機(DJS-8)，并在738廠等五家工廠生產(chǎn)。1965—1975年，738廠共生產(chǎn)320機等第二代產(chǎn)品380余臺。哈軍工(國防科大前身)于1965年2月成功推出了441B晶體管計算機并小批量生產(chǎn)了40多臺。（3）第三代中小規(guī)模集成電路的計算機研制(1973—20世紀80年代初)1973年，北京大學(xué)與北京有線電廠等單位合作研制成功運算速度每秒100萬次的大型通用計算機，1974年清華大學(xué)等單位聯(lián)合設(shè)計，研制成功DJS-130小型計算機，以后又推DJS-140小型機，形成了100系列產(chǎn)品。與此同時，以華北計算所為主要基地，組織全國57個單位聯(lián)合進行DJS-200系列計算機設(shè)計，同時也設(shè)計開發(fā)DJS-180系列超級小型機。70年代后期，電子部32所和國防科大分別研制成功655機和151機，速度都在百萬次級。進入80年代，我國高速計算機，特別是向量計算機有新的發(fā)展。（4）第四代超大規(guī)模集成電路的計算機研制和國外一樣，我國第四代計算機研制也是從微機開始的。1980年初我國不少單位也開始采用Z80、X86和6502芯片研制微機。1983年12電子部六所研制成功與IBMPC機兼容的DJS-0520微機。10多年來我國微機產(chǎn)業(yè)走過了一段不平凡道路，以聯(lián)想微機為代表的國產(chǎn)微機已占領(lǐng)一大半國內(nèi)市場。我國的超級計算機研制起步于20世紀60年代，但隨著1983年12月我國第一臺每秒鐘運算一億次以上的“銀河一號”巨型計算機的研究成功，我國才真正跨入研發(fā)超級計算機的隊伍，至此，我國具備了進行中期數(shù)值天氣預(yù)報的能力。從1992年開始，我國超級計算機的研發(fā)速度明顯加快。經(jīng)過幾十年的不懈努力，我國的超級計算機系統(tǒng)研制已取得豐碩成果。2010年，我國研制的“天河一號”成為世界上運算速度最快的計算機。此后，“天河二號”“神威·太湖之光”穩(wěn)居榜首。隨著一批高端計算機系統(tǒng)的出現(xiàn)，我國成為繼美國、日本之后，第三個具備研制高端計算機系統(tǒng)能力的國家。1.1.2計算機的特點、分類、應(yīng)用及發(fā)展趨勢1.認識計算機的特點、分類及應(yīng)用（1）計算機的特點①運行速度快，計算能力強。運算速度是衡量計算機性能的重要指標。通常所說的運算速度是指計算機每秒能執(zhí)行的指令條數(shù)，一般用MIPS（百萬條指令/秒）來描述。當今計算機系統(tǒng)的運算速度已達到每秒萬億次，微機也可達每秒億次以上。過去采用人工計算需要幾年、幾十年才能解決或驗證的問題，現(xiàn)在用計算機僅需幾天甚至更短時間即可完成。②計算精度高，數(shù)據(jù)準確度高。計算機的計算精度在理論上不受限制，一般的計算機可以有十幾位甚至幾十位（二進制）有效數(shù)字，通過一定的技術(shù)手段，可以實現(xiàn)任何精度要求。19世紀英國數(shù)學(xué)家曾經(jīng)為計算圓周率花了整整15年時間，才算到第707位，而日本東京大學(xué)的教授利用超級計算機將其計算到小數(shù)點后1.2萬億位。③具有超強的記憶和邏輯判斷能力。由于計算機具有記憶信息的能力，運算時可以直接從存儲單元中獲得數(shù)據(jù)，從而大大提高了運算速度。借助于邏輯運算，計算機可以進行邏輯判斷，分析命題是否成立。例如，世界近代三大數(shù)學(xué)難題之一的“四色問題”，在被提出后的100多年間，世界上許多一流的數(shù)學(xué)家紛紛參加到證明的“大會戰(zhàn)”中，卻都沒有結(jié)果。1976年，兩位美國數(shù)學(xué)家使用計算機進行了非常復(fù)雜的邏輯推理，終于驗證了這個著名的猜想。④自動化程度高。與其他機器一樣，計算機的操作同樣受人類的控制，但由于計算機具有內(nèi)部存儲能力，所以人們可以將指令預(yù)先輸入并進行存儲。當計算機開始工作后，會從存儲單元中依次讀取指令以控制操作流程，從而實現(xiàn)操作的自動化。（2）計算機的常見分類①按性能指標劃分超級計算機：又稱巨型機，通常由數(shù)百、數(shù)千甚至更多的處理器組成，能承擔普通微型機、服務(wù)器不能完成的大型復(fù)雜課題，多用于高精尖科技研究領(lǐng)域，如戰(zhàn)略武器開發(fā)、空間技術(shù)、天氣預(yù)報等，是綜合國力的重要標志。由國際組織“TOP500”編制的2022年上半年全球超級計算機500強榜單日前揭曉。榜單顯示，在全球浮點運算性能最強的500臺超級計算機中，中國部署的超級計算機數(shù)量繼續(xù)位列全球第一，達到173臺，占總體份額的34.6%；“神威·太湖之光”和“天河二號”分列榜單第六、第九位。大型機：具有極強的綜合處理能力和極大的性能覆蓋面，主要應(yīng)用于政府部門、銀行、大型企業(yè)。雖然大型主機的MIPS已經(jīng)不及微型計算機，但是它的輸入/輸出（I/O）能力、非數(shù)值計算能力、穩(wěn)定性和安全性卻遠強于微型計算機。目前生產(chǎn)大型主機的公司包括IBM、Unisys等。小型機：是指采用8～32個處理器，性能和價格介于微型機服務(wù)器和大型主機之間的一種高性能64位計算機。這種計算機規(guī)模比大型機要小，但仍能支持幾十個用戶同時使用，適合于中小型企事業(yè)單位使用。生產(chǎn)小型機的廠商主要有IBM和HP等。微型機：簡稱微機，是應(yīng)用最普及、產(chǎn)量最大的機型，其體積小、功耗低、成本少、靈活性大、性能價格比明顯優(yōu)于其他類型的計算機。微機按結(jié)構(gòu)和性能可劃分為單片機、單板機、個人計算機（PersonalComputer，簡稱PC，包括臺式微機和便攜式微機）、工作站和服務(wù)器等。②按用途劃分專用計算機：為適應(yīng)某種特殊應(yīng)用而設(shè)計的計算機，其運行的程序不變、效率和精度較高、速度較快。控制軋鋼過程的計算機、計算導(dǎo)彈彈道的計算機，都是專用計算機。通用計算機：適用于一般科學(xué)計算、工程設(shè)計和數(shù)據(jù)處理等的計算機。通常說的計算機均指該類型的計算機。（3）計算機的應(yīng)用領(lǐng)域計算機技術(shù)已滲透到各個領(lǐng)域，正在改變著人們的學(xué)習(xí)、工作和生活方式，有力地推動著社會向前發(fā)展。歸納起來，計算機的應(yīng)用領(lǐng)域主要有如下幾個方面。①信息處理。信息處理又稱數(shù)據(jù)處理，是對數(shù)據(jù)進行收集、存儲、整理、分類、加工、利用和傳播等活動的總稱。據(jù)統(tǒng)計，80%以上的計算機主要用于數(shù)據(jù)處理，這類處理也許并不復(fù)雜，但需要處理的數(shù)據(jù)量大、面廣，辦公自動化、情報檢索、圖書管理、人口統(tǒng)計、銀行業(yè)務(wù)、機票預(yù)訂都屬于該范疇。②科學(xué)計算。科學(xué)計算也稱數(shù)值計算，是指利用計算機處理科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)學(xué)問題的過程，是計算機最早的應(yīng)用領(lǐng)域。航天、軍事、氣象、橋梁設(shè)計等領(lǐng)域都需要利用計算機所具有的高速計算、大存儲容量和連續(xù)運算能力，來解決人工難以完成的各種繁雜的數(shù)學(xué)問題。③過程控制。過程控制又稱實時控制，是指利用計算機及時采集檢測數(shù)據(jù)，按最優(yōu)值迅速地對受控對象進行自動調(diào)節(jié)或控制。該領(lǐng)域涉及的范圍很廣，如工業(yè)、交通運輸?shù)淖詣涌刂疲瑢?dǎo)彈、人造衛(wèi)星的跟蹤與控制等。④計算機輔助系統(tǒng)。計算機輔助系統(tǒng)是指利用計算機自動或半自動地完成一些相關(guān)的工作，包括計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助教學(xué)（CAI）和計算機輔助工程（CAE）等。例如，CAD在航空、機械、建筑、服裝等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用明顯提高了設(shè)計速度與質(zhì)量。⑤人工智能。人工智能（AI）由英國著名科學(xué)家圖靈提出，是一門研究和開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人類智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的新興學(xué)科，被認為是21世紀的三大尖端技術(shù)（基因工程、納米科學(xué)、人工智能）之一。人們?yōu)榱思o念圖靈在計算機領(lǐng)域的卓越貢獻，專門設(shè)立了“圖靈獎”。經(jīng)過最近30年的迅速發(fā)展，人工智能在機器視覺、專家系統(tǒng)、智能搜索等領(lǐng)域取得了豐碩的成果。我國已成功開發(fā)了一些中醫(yī)專家診斷系統(tǒng)，可以模擬名醫(yī)為患者診病開方。⑥網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。計算機技術(shù)與現(xiàn)代通信的結(jié)合造就了計算機網(wǎng)絡(luò)，它使人際交流跨越了時間和空間的障礙，已成為建立信息社會的基礎(chǔ)。現(xiàn)在，人們可以在Internet上瀏覽新聞、檢索信息、收發(fā)電子郵件、選購商品、參與問題的討論、接受遠程醫(yī)療與網(wǎng)上銀行等服務(wù)。⑦多媒體技術(shù)。多媒體技術(shù)（MultimediaTechnology）是利用計算機對文本、圖形、圖像、聲音、動畫、視頻等多種信息進行綜合處理、建立邏輯關(guān)系，并實現(xiàn)人機交互的技術(shù)。目前，多媒體技術(shù)在知識學(xué)習(xí)、電子圖書、視頻會議中都得到了極大的推廣。2.了解計算機的發(fā)展趨勢未來的計算機將朝著超高速、超小型、并行處理和智能化的方向發(fā)展，具有感知、思考、判斷、學(xué)習(xí)能力以及一定的自然語言能力。（1）量子計算機量子計算機是利用原子所具有的量子特性進行信息處理的一種全新概念的計算機，其運算速度可能比目前的奔騰4芯片快10億倍。（2）光子計算機光子計算機是一種由光信號進行數(shù)字運算、邏輯操作、信息存儲和處理的新型計算機，其運行速度可達一萬億次，存儲容量是現(xiàn)代計算機的幾萬倍，還可以對語言、圖形和手勢進行識別與合成。目前，光子計算機的許多關(guān)鍵技術(shù)已獲得突破，它的進一步研制和問世，將使計算速度呈指數(shù)級別上升。（3）分子計算機分子計算機體積小、耗電少、運算快、存儲量大，其運算過程是蛋白質(zhì)分子與周圍介質(zhì)相互作用的過程。分子計算機的運行速度比人的思維速度快100萬倍，其消耗的能量極小，只有電子計算機的十億分之一。美國、以色列的科學(xué)家在分子計算機研制方面已取得一定的成果，預(yù)計20年后，分子計算機將進入實用階段。（4）納米計算機應(yīng)用納米（1納米=10-9米，大約是氫原子直徑的10倍）技術(shù)研制的計算機內(nèi)存芯片，其體積只有數(shù)百個原子大小，相當于頭發(fā)絲直徑的千分之一。納米計算機是用納米技術(shù)研發(fā)的新型高性能計算機，它幾乎不耗費任何能源，性能要比今天的計算機強大許多倍。可以相信，新型計算機與相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，必將推動全球經(jīng)濟社會高速發(fā)展，實現(xiàn)人類發(fā)展史的重大突破。隨著一代又一代科學(xué)家們的不懈努力，未來的計算機一定會使得人們的工作、學(xué)習(xí)和生活更加便利。1.1.3信息的定義和特征信息普遍存在于人類社會和自然界中，人類自誕生以來就在存儲、傳播各種信息。在中國古代，對信息一詞的表述，最初為音、信、音信、消息等。據(jù)考證，信息一詞最早出現(xiàn)于唐代詩人李中《暮春懷故人》的詩句“夢斷美人沉信息，目穿長路倚樓臺”中，這里的信息表示消息的意思。信息的定義雖然信息這個詞在現(xiàn)在日常生活中無處不在，但要說清楚信息是什么，給出一個科學(xué)的定義，卻并不容易。近半個世紀以來，許多科學(xué)家和哲學(xué)家都在探討信息的本質(zhì)和定義。下面是專家、學(xué)者們在不同的條件下從不同角度對信息的描述。美國科學(xué)家香農(nóng)在1948年10月發(fā)表的“通訊的數(shù)學(xué)理論”論文中指出：“信息是用來消除隨機不確定性的東西”。我們通過一個小示例來理解香農(nóng)這句話。小華是一個高三考生，考上一個理想的大學(xué)是他的夢想，高考結(jié)束后，小華的成績未知存在不確定性，成績公布則不確定性消除。成績公布后小華填報志愿，他是否能進入夢想中的大學(xué)，同樣存在不確定性，只有在他收到大學(xué)通知書之后，不確定性才消除了。美國數(shù)學(xué)家、控制論奠基人維納在1948年提出“信息就是信息，不是物質(zhì)，也不是能量”，后來他又在《控制論與社會》一書中寫到“要有效地生活，就必須有足夠的信息”。維納從資源的角度來描述信息是不同于物質(zhì)和能量的資源。我國學(xué)者鐘義信1996年在其著作《信息科學(xué)原理》中提出“信息是事物運動狀態(tài)和方式，也就是事物內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部聯(lián)系的狀態(tài)和方式”。可以理解為哪里有運動的事物，哪里就存在信息。通俗點說，信息可以理解成消息、數(shù)據(jù)、通知、情報、知識、見聞等傳輸和處理的對象，可以泛指人類社會獲取并傳播的一切內(nèi)容。信息是經(jīng)過一定的加工，對人們有用的數(shù)據(jù)，對不同的人而言有不同的價值。信息常依附于文字、符號、圖像、圖形、聲音、動畫、視頻等呈現(xiàn)出來，這些文字符號被稱為信息的載體。從古代的烽火、狼煙、鴻雁、信鴿、書信，到現(xiàn)代的書報、廣播、電視、電話，到網(wǎng)絡(luò)時代的QQ、微信、電子郵件等，都是信息的傳播方式。人與人之間面對面交流時，人的語言、表情、動作等也都是信息的傳播方式。接收信息的主體是人類，人體從外界獲取信息主要靠人的感覺器官，通過聽覺、視覺、觸覺、味覺、嗅覺等感受信息，并通過人腦分析、抽象、加工、處理后，指導(dǎo)人類的行為。信息的特征信息有許多重要的特征、性質(zhì)，一般歸納為：（1）傳遞性信息具有可傳遞性。可以是口耳相傳、飛鴿傳書，也可以是面對面交流、網(wǎng)絡(luò)交流。比如小明生病了，家長要跟老師請假說明情況，可以親自到學(xué)校當面請假，也可以說電話請假或通過網(wǎng)絡(luò)QQ、微信請假。無論哪種請假方式，都是家長在向老師傳遞小明生病請假的信息。現(xiàn)在信息的傳遞方式是多樣化的，信息的傳遞打破了時空限制，人們可以足不出戶，欣賞到精彩紛呈的春節(jié)聯(lián)歡晚會、奧運會、世界杯等。（2）共享性信息是可以被復(fù)制、傳播并分享給多個用戶，在信息被原持有者傳遞給另一個用戶時，原持有者的信息量不會減少，也不會丟失。蕭伯納曾說過：“如果你有一個蘋果，我有一個蘋果，彼此交換，我們每個人仍然只有一個蘋果；如果你有一種思想，我有一種思想，彼此交換，我們每個人就有了兩種思想，甚至多于兩種思想。”如果甲有一個消息，乙有一個消息，甲乙相互交換后，兩人就都至少有了兩個消息，甚至?xí)卸嘤趦蓚€消息。（3）依附性 信息不能獨立存在，信息的表示、傳播、儲存等都需要依附于一定的載體。小明在睡覺之前，上網(wǎng)查看課表準備第二天的課本，這里信息通過網(wǎng)絡(luò)進行傳播，信息依附的載體是數(shù)字校園的教務(wù)系統(tǒng)。相同的信息可以依附于不同的載體。如學(xué)校下發(fā)的端午放假安排，可以通過數(shù)字校園的“公共通知”欄發(fā)布，可以打印紙質(zhì)放假通知，也可以由班主任開班會當面向同學(xué)們傳達。（4）時效性信息作為對事物的運動狀態(tài)和方式的反映，往往反映的只是事物某一特定時刻的狀態(tài)，會隨著客觀事件的變化和時間的推移而變化。最典型的如天氣預(yù)報、股市信息、交通信息等都在日新月異的變化，甚至稍縱即逝。小明的爸爸開車去上海出差，車載導(dǎo)航中的地圖是兩年前的，在舊地圖的指引下，小明的爸爸在上海迷路了；端午放假的通知在端午之后再發(fā)布，就失去了意義；商場五一搞促銷活動，只在5.1-5.3三天間有效，5月4日就不再享受了。（5）價值相對性信息是有價值的，但也是因人而異的，即信息的價值性是相對的，相同的信息對于不同的人來說，價值是不一樣的。如一個計算機專業(yè)和一個外語專業(yè)同學(xué)去聽一個關(guān)于大數(shù)據(jù)的講座，計算機專業(yè)的同學(xué)覺得講座很精彩，這說明了講座信息對他是有很大價值的，而外語專業(yè)的同學(xué)因為聽不懂，收獲甚微，甚至感覺毫無價值。另外，信息又是可以增值的，在信息加工過程中，可以獲得更重要的信息，是原有信息增值。（6）真?zhèn)涡孕畔⒂姓嫘畔⒑蛡涡畔ⅲ凑鎸嵭畔⒑吞摷傩畔⒅帧涡畔⒌漠a(chǎn)生可能是人的認知差異或?qū)π畔⒌睦斫鉀]有和實際的環(huán)境聯(lián)系導(dǎo)致，也可能是信息源就是虛假的，如古代周幽王烽火戲諸侯。現(xiàn)如今，網(wǎng)絡(luò)上信息泛濫，假新聞已成為社交媒體的大問題，讓許多用戶難以忍受，如何判斷網(wǎng)絡(luò)信息真?zhèn)涡允且粋€新的難題。信息還有很多特征，如可加工性、可存儲性、普遍性、可轉(zhuǎn)化性等，對信息特征的理解能加深我們對信息概念的理解。處于信息時代，每天我們都會收到大量的信息，其中有些信息對我們是有益的，有些則對我們的學(xué)習(xí)和成長不利，因此我們要煉成火眼金睛，學(xué)會甄別信息的真?zhèn)危梅治鋈∩幔诎l(fā)布信息的時候我們也要養(yǎng)成良好的道德習(xí)慣，不要發(fā)布垃圾信息、有害信息。數(shù)據(jù)、信息和消息在現(xiàn)實生活中，我們常聽到數(shù)據(jù)、消息、信息這些詞，它們是很容易被混淆的概念，它們之間是有聯(lián)系和區(qū)別的。數(shù)據(jù)是信息的載體。數(shù)據(jù)是對客觀事物的邏輯歸納，用來表示客觀事物的未經(jīng)加工的原始素材。它直接來自現(xiàn)實，可以是離散的數(shù)字、文字、符號等，也可以是連續(xù)的數(shù)據(jù)，如聲音、圖像等。數(shù)據(jù)僅代表數(shù)據(jù)本身，表示發(fā)生了什么事情。如經(jīng)測量姚明的身高為226厘米，單純的226這個數(shù)據(jù)并沒有意義，只是個數(shù)字而已。但當這個數(shù)據(jù)經(jīng)過處理和加工，跟特定的對象姚明關(guān)聯(lián)時，便賦予了意義，這時便是信息。因此信息是加工處理后的數(shù)據(jù)。經(jīng)過分析、解釋和運用后，信息會對人的行為產(chǎn)生影響。數(shù)據(jù)是原材料，信息是產(chǎn)品，信息是數(shù)據(jù)的含義，是人類可以直接理解的內(nèi)容。由此可見，信息能夠幫助人們做出決策，帶有人們主觀方面的因素，而數(shù)據(jù)一般理解為純客觀的事實記錄。在計算機時代，信息的存儲和傳播需要經(jīng)過數(shù)字化轉(zhuǎn)換為計算機中的數(shù)據(jù)。在日常生活中，人們也常常錯誤地把信息等同于消息，認為得到了消息，就是得到了信息，但兩者其實并不是一回事。消息中包含信息，信息是消息的閱讀者從中提煉出來的。一則消息中可承載不同的信息，它可能包含非常豐富的信息，也可能只包含很少的信息。如你接聽了朋友電話，朋友說“我想去旅行”。朋友可能只說了一句話，但你可能會從這句話中提取出很大的信息量，所有信息都是你根據(jù)朋友的消息理解和提取的。1.1.4信息技術(shù)概念在我國2006年印發(fā)的《國家“十一五”基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃》中提出，信息科學(xué)是研究信息的產(chǎn)生、獲取、變換、傳輸、存儲、處理、顯示、識別和利用的科學(xué)，是一門結(jié)合了數(shù)學(xué)、物理、天文、生物和人文等基礎(chǔ)學(xué)科的新興與綜合性學(xué)科。根據(jù)信息科學(xué)研究的基本內(nèi)容，可以將信息科學(xué)的基本學(xué)科體系分為三個層次，分別是哲學(xué)層、基礎(chǔ)理論層、技術(shù)應(yīng)用層。信息技術(shù)位于信息科學(xué)體系的技術(shù)應(yīng)用層次，屬于信息科學(xué)的范疇。什么是信息技術(shù)信息技術(shù)（InformationTechnology，IT）一般是指在\o"信息"信息科學(xué)的基本原理和方法的指導(dǎo)下擴展人類信息功能的技術(shù)。人類的信息器官包括感覺器官、神經(jīng)器官、思念器官、效應(yīng)器官。隨著時代的發(fā)展，人類的信息活動越來越復(fù)雜，人們需要不斷提高自己的信息處理能力，擴展人類信息器官的功能，于是各種信息技術(shù)運用而生。如利用感覺器官獲取信息，人眼觀察的范圍有限，不能看到很遠的地方，則產(chǎn)生了信息感測技術(shù)，可以利用雷達、衛(wèi)星遙感等觀測到遠方的信息。信息技術(shù)是以\o"電子計算機"電子計算機和現(xiàn)代通信技術(shù)為主要手段，實現(xiàn)信息的獲取、\o"加工"加工、傳遞和利用等功能的技術(shù)總和。包括信息傳遞過程中的各個方面，即信息的產(chǎn)生、收集、\o"交換"交換、存儲、傳輸、顯示、識別、提取、\o"控制"控制、加工和利用等相關(guān)技術(shù)。綜上所述，信息技術(shù)包括了傳感技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)等。新一代信息技術(shù)國務(wù)院發(fā)布的《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》中明確指出“新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)“是國家七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。信息技術(shù)正在縱深發(fā)展并深刻改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)和生活方式。隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，信息技術(shù)領(lǐng)域的各個分支如集成電路、計算機、通信等都在進行“代際變遷“。集成電路制造已經(jīng)進入“后摩爾“時代；計算機系統(tǒng)進入了”云計算“時代；移動通信從4G(4thgeneration)邁入5G(5th-Generation)時代，進一步推動萬物互聯(lián)。業(yè)內(nèi)人士認為，新一代信息技術(shù)涵蓋技術(shù)多、應(yīng)用范圍廣，與傳統(tǒng)行業(yè)結(jié)合的空間大，百度百科提出“新一代信息技術(shù)主要包括六個方面，分別是：下一代通信網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合、新型平板顯示、高性能集成電路和以云計算為代表的高端軟件“。而隨著科技進一步發(fā)展，大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實、區(qū)塊鏈、量子信息等技術(shù)加速創(chuàng)新和應(yīng)用步伐，在很多學(xué)科領(lǐng)域都獲得了廣泛關(guān)注和應(yīng)用。（1）人工智能人工智能（ArtificialIntelligence，AI），是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué),是計算機學(xué)科的一個重要分支。人工智能是研究使計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為（如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等）的學(xué)科，主要包括計算機實現(xiàn)智能的原理、制造類似于人腦智能的計算機，使計算機能實現(xiàn)更高層次的應(yīng)用。（2）云計算云計算（CloudComputing）實質(zhì)是基于網(wǎng)絡(luò)的超級計算模式，在云計算基地把大量的電腦和服務(wù)器連在一起形成一片“云”，用戶無論在何地何時無須通過基地、工作人員就可以利用個人電腦、手機等智能設(shè)備的客戶端界面連接到云，在云平臺增加和刪減所需資源，達到資源的有效利用。它的計算能力達到每秒數(shù)億萬次以上。“云應(yīng)用”是云計算技術(shù)在應(yīng)用層的具體體現(xiàn)，是“云計算”概念的子集。云計算作為一種宏觀技術(shù)發(fā)展概念而存在，而云應(yīng)用則是直接面對用戶解決實際問題的產(chǎn)品。云應(yīng)用遍及各個方面，例如：云存儲、云服務(wù)、云物聯(lián)、云安全及云辦公等等。（3）大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)技術(shù)（BigData），或稱巨量資料，指的是所涉及的資料規(guī)模巨大到無法通過目前主流軟件工具，在合理時間內(nèi)達到擷取、管理、處理、并整理成為幫助企業(yè)經(jīng)營決策更積極目的的資訊。通常情況下，科學(xué)家很難直接發(fā)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)其中的因果關(guān)系，然而，借助大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)手段，科學(xué)家能相對容易地發(fā)現(xiàn)其中的關(guān)聯(lián)關(guān)系。這種關(guān)聯(lián)關(guān)系可以進一步指引科學(xué)家深入探究其中的因果關(guān)系。近幾年，由于移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等的發(fā)展，使得大數(shù)據(jù)在商業(yè)、金融、通訊、醫(yī)療等行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展不斷深入，并引起廣泛關(guān)注。這些領(lǐng)域大數(shù)據(jù)的應(yīng)用直接深刻地影響著我們的生活、工作和學(xué)習(xí)。依靠大數(shù)據(jù)技術(shù)對由多種類型數(shù)據(jù)構(gòu)成的數(shù)據(jù)集進行分析和研究，提取有價值的信息，能幫助我們在解決問題時進行科學(xué)決策。（4）量子信息量子信息(QuantumInformation)是關(guān)于量子系統(tǒng)“狀態(tài)“所帶有的物理信息，通過量子系統(tǒng)的各種相干特性，如量子并行、量子糾纏和量子不可克隆等，進行計算、編碼和信息傳輸?shù)娜滦畔⒎绞健Ａ孔有畔⒆畛Ｒ姷膯挝皇菫榱孔颖忍?qubit)。（5）移動通信移動通信（MobileCommunications）是溝通移動用戶與固定點用戶之間或移動用戶之間的通信方式。移動通信的雙方有一方或兩方處于運動中，包括陸、海、空。移動通信系統(tǒng)由移動臺、基臺、移動交換局組成，若要同某移動臺通信，移動交換局通過各基臺向全網(wǎng)發(fā)出呼叫，被叫臺收到后發(fā)出應(yīng)答信號，移動交換局收到應(yīng)答后分配一個信道給該移動臺并從此話路信道中傳送一信令使其振鈴。移動通信技術(shù)作為電子計算機與移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要成果之一，目前已經(jīng)邁入了5G時代。（6）物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings，IoT）即“萬物相連的互聯(lián)網(wǎng)“，通過部署具有一定感知、計算、執(zhí)行和通信能力的各種設(shè)備，獲得物理世界的信息，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息的傳輸、協(xié)同和處理，從而實現(xiàn)人與物、物與物之間信息交換的互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)，將各種信息傳感設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)在任何時間、任何地點，人、機、物的互聯(lián)互通。（7）區(qū)塊鏈區(qū)塊鏈（Blockchain）是分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術(shù)的新型應(yīng)用模式。從本質(zhì)上講，它是一個共享數(shù)據(jù)庫，存儲于其中的數(shù)據(jù)或信息，具有不可偽造、全程留痕、可以追溯、公開透明、集體維護等特征。1.1.5中國信息技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀目前，我國已構(gòu)建完成包括信息通信制造業(yè)、軟件業(yè)、服務(wù)業(yè)全覆蓋的產(chǎn)業(yè)體系，從上游材料、核心器件、到下游整機制造的全產(chǎn)業(yè)生態(tài)，以及由一批民族骨干企業(yè)主導(dǎo)的核心技術(shù)創(chuàng)新生態(tài)。我國信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展正呈現(xiàn)出追跑加快、并跑增多、領(lǐng)跑涌現(xiàn)的新局面。一是基礎(chǔ)通用技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破。集成電路領(lǐng)域，我國已形成以MIPS、ARM、ALPHA、SPARC、POWER、X86等機構(gòu)為代表的系列化處理器產(chǎn)品，10納米移動芯片產(chǎn)品成功研制并規(guī)模商用，桌面處理器(CPU)性能接近全球中低端主流產(chǎn)品水平，中央處理器研發(fā)取得實質(zhì)性突破并投入商用。操作系統(tǒng)領(lǐng)域，已開發(fā)出能夠滿足用戶基本辦公需求的桌面操作系統(tǒng)和適配兼容的服務(wù)器操作系統(tǒng)，并在一定行業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，華為、百度、阿里等企業(yè)研發(fā)的移動智能終端操作系統(tǒng)，也已應(yīng)用于智能手機、平板電腦、數(shù)字電視及機頂盒、智能穿戴設(shè)備等，浪潮、華為等企業(yè)研發(fā)的云操作系統(tǒng)產(chǎn)品，形成了云計算整體解決方案，在電子政務(wù)及企業(yè)信息化領(lǐng)域得到應(yīng)用；華為、中興、浪潮、聯(lián)想進入全球操作系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)＠暾埰髽I(yè)前20名。二是計算機(IT)技術(shù)形成多元路徑發(fā)展的格局。高性能計算機保持世界領(lǐng)先水平，并在自主可控方面獲得重大進步。我國超級計算機長期占據(jù)全球超算榜單前列位置，“神威·太湖之光”的運算系統(tǒng)全面采用國產(chǎn)芯片，“天河三號”原型機CPU和操作系統(tǒng)均為自主研發(fā)，打破技術(shù)封鎖。高端服務(wù)器領(lǐng)域形成較強實力。中國擁有具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高端服務(wù)器，是繼美國、日本后第三個具備關(guān)鍵應(yīng)用主機研制能力的國家。借助云計算的發(fā)展，國產(chǎn)品牌挺進高端服務(wù)器領(lǐng)域，本土企業(yè)服務(wù)器占據(jù)中國市場的70%。存儲器全面布局不斷落地。紫光完成存儲全版圖布局，國家級存儲器基地落戶武漢光谷，長江存儲64層芯片正式量產(chǎn)，合肥長鑫和晉華集成的移動存儲芯片和普通存儲芯片正式量產(chǎn)。大數(shù)據(jù)、云計算領(lǐng)域部分關(guān)鍵技術(shù)達到國際先進水平。我國已在大數(shù)據(jù)內(nèi)存計算、協(xié)處理器芯片、分析方法等方面突破了一些關(guān)鍵技術(shù)，特別是打破“信息孤島”的數(shù)據(jù)互操作和互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)達到世界領(lǐng)先水平。百度、阿里巴巴和騰訊在分布式數(shù)據(jù)庫處理能力、分布式系統(tǒng)軟件架構(gòu)能力方面也達到國際領(lǐng)先水平。三是通信技術(shù)領(lǐng)域由跟跑向并跑領(lǐng)跑轉(zhuǎn)變。經(jīng)歷“1G空白、2G跟隨、3G突破、4G同步”，我國移動通信已邁向“5G引領(lǐng)”的新階段。我國已成為全球第五代移動通信(5G)等標準制定的主導(dǎo)者之一，華為、中興、大唐、展訊等企業(yè)5G技術(shù)方案測試性能達到國際一流水平，截至2021年底，中國已建成142.5萬個5G基站，總量占全球60%以上。新型光纖接入技術(shù)、新型光交換技術(shù)設(shè)備、400G數(shù)據(jù)通信設(shè)備、400G光通信設(shè)備研發(fā)成功并投入應(yīng)用，與國際先進水平同步。中國移動、中國電信與AT&T共同引領(lǐng)全球軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)主流技術(shù)發(fā)展方向。窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)基站超過40萬座，覆蓋全國主要城市。四是前沿性、顛覆性技術(shù)領(lǐng)域布局加快。在量子通信方面，我國成功發(fā)射世界上首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子”號并圓滿實現(xiàn)了預(yù)定目標，世界首個遠距離量子保密通信骨干網(wǎng)“京滬干線”順利貫通。在人工智能方面，我國語音識別、自然語言處理、人臉識別等領(lǐng)域人工智能技術(shù)應(yīng)用達到國際領(lǐng)先水平，寒武紀、地平線等企業(yè)成功研制智能處理器，百度人工智能操作系統(tǒng)及自動駕駛開放平臺全球推廣。在類腦計算領(lǐng)域，目前已研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的類腦計算芯片、軟件工具鏈，中國科學(xué)院自動化研究所開發(fā)出的類腦認知引擎平臺，具備哺乳動物腦模擬的能力，并在智能機器人上實現(xiàn)了多感覺融合、類腦學(xué)習(xí)與決策等多種應(yīng)用。盡管我國信息技術(shù)發(fā)展已取得長足進步，但關(guān)鍵核心技術(shù)仍受制于人。改革開放以來，我國信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)積極融入全球產(chǎn)業(yè)鏈，在技術(shù)上采取跟隨發(fā)展策略，雖然受益良多，但也使得我國信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)大部分居于產(chǎn)業(yè)鏈下游和價值鏈低端，產(chǎn)業(yè)核心基礎(chǔ)能力較薄弱，關(guān)鍵領(lǐng)域原始創(chuàng)新能力不足。中興事件就嚴重暴露了我國“缺芯少魂”的問題。根據(jù)ICInsights的數(shù)據(jù)顯示，2021年國內(nèi)芯片自給率僅為16.7%，即使到2026年芯片自給率也僅為21.2%。近年來我國芯片設(shè)計水平雖大幅提升，但我國國產(chǎn)電子設(shè)計自動化軟件(EDA)嚴重缺乏，市場90%以上被外國公司占據(jù)，成為制約整個行業(yè)發(fā)展的最關(guān)鍵因素。在從網(wǎng)絡(luò)大國向網(wǎng)絡(luò)強國邁進的關(guān)鍵時期，核心技術(shù)受制于人不僅是技術(shù)問題，更是經(jīng)濟問題、政治問題，會嚴重威脅國家安全，是實現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動的突出短板。補充資料：科技賦能國家糧食安全和糧食高質(zhì)量發(fā)展糧食事關(guān)國計民生。黨的十八大以來，我國糧食生產(chǎn)和供給穩(wěn)定，保障國家糧食安全的基礎(chǔ)愈加扎實。糧食產(chǎn)能穩(wěn)定提升，產(chǎn)量連續(xù)7年穩(wěn)定在1.3萬億斤以上。2021年糧食產(chǎn)量創(chuàng)歷史新高，達到13657億斤，人均糧食占有量483公斤，遠高于國際公認的400公斤糧食安全線。中國人的飯碗牢牢端在自己手中的背后，是科技創(chuàng)新發(fā)揮著日益強勁的支撐作用。目前，我國農(nóng)業(yè)科技進步貢獻率超過61%，為確保國家糧食安全和加快糧食產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入了新動能。主要作用體現(xiàn)在：一是促進糧食產(chǎn)量增加。從推進糧食生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展因素看，大力推廣良種、科學(xué)施肥、統(tǒng)防統(tǒng)治和推進農(nóng)業(yè)機械化，不斷提升單產(chǎn)水平，2021年糧食單產(chǎn)年比2003年增加1468公斤/公頃。2003—2021年，糧食總產(chǎn)增加2.5億噸，單產(chǎn)提升發(fā)揮了65%的貢獻。2022年，國家主推100多項實用增產(chǎn)技術(shù)支持覆蓋生產(chǎn)到收獲全過程，持續(xù)建設(shè)6000多個國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范展示基地，推動農(nóng)業(yè)技術(shù)到位率達95%以上，為保障國家糧食安全提供有力支撐。二是改善糧食品質(zhì)。糧安天下，種鑄基石。種子是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的“芯片”，是確保國家糧食安全和農(nóng)業(yè)農(nóng)村高質(zhì)量發(fā)展的“源頭”。我國一直高度重視育種工作，在培育高品質(zhì)品種方面成績斐然，正在由“吃得飽”向“吃得好”轉(zhuǎn)變。2014年以來，陸續(xù)啟動實施玉米、大豆、水稻、小麥等作物良種聯(lián)合攻關(guān)，選育出吉粳816等一批水稻新品種。目前，我國農(nóng)作物自主選育品種面積占比超過了95%，良種覆蓋率持續(xù)保持在96%以上。特別是有些地方強化與科研院所合作，組建糧食研發(fā)中心，推出功能多、品質(zhì)優(yōu)、利潤高的特色大米體系。比如吉林省柳河縣堅持火山臺地種植、冷泉水灌溉、太陽能燈滅蟲、全程電子化監(jiān)控，大力發(fā)展幼鴨除草、鴨糞肥田的“稻鴨共育”，保障了柳河大米綠色生態(tài)品質(zhì)。三是促進節(jié)本增效。我國加快推廣以農(nóng)機為載體的生產(chǎn)托管服務(wù)，培育壯大農(nóng)機社會化服務(wù)組織，切實將小農(nóng)戶引入了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展軌道；抓緊抓實糧食生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)機械化，突出抓好糧食機收減損，三大主糧機收損失率平均降低1個百分點；集中開展短板機具研發(fā)攻關(guān)，深入推進農(nóng)田農(nóng)藝品種與農(nóng)機相適應(yīng)相匹配，進一步強化了農(nóng)機支撐保障、拓展了農(nóng)機應(yīng)用場景；持續(xù)實施農(nóng)機補貼政策，大力推廣實用高效農(nóng)機裝備，顯著提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，降低了農(nóng)業(yè)用工成本。2021年，小麥、玉米、水稻三大糧食作物耕種收綜合機械化率分別超過97%、90%和85%，農(nóng)機裝備對糧食增產(chǎn)貢獻率顯著提高。四是增強防災(zāi)減災(zāi)能力。高精度監(jiān)測技術(shù)設(shè)備有效提升了自然災(zāi)害預(yù)測預(yù)警準確度;科學(xué)應(yīng)急響應(yīng)機制和綜合型應(yīng)急響應(yīng)平臺極大降低了受災(zāi)地區(qū)的經(jīng)濟損失;科學(xué)精確的災(zāi)害損失評估為國家和地方迅速啟動救災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)提供了重要依據(jù)。近年來，我國大規(guī)模組織開展糧食增產(chǎn)模式攻關(guān)，帶動先進農(nóng)業(yè)技術(shù)廣泛應(yīng)用，利用現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，加強防災(zāi)減災(zāi)體系建設(shè)。科技在農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)貢獻越來越明顯。我國在保障糧食安全上取得了巨大成就，但也要居安思危，清醒認識到保障國家糧食安全任何時候都不能放松。我國糧食供求緊平衡的趨勢沒有改變，結(jié)構(gòu)性矛盾尚未解決。當前，百年未有之大變局和世紀疫情交織疊加，國際環(huán)境不穩(wěn)定性不確定性顯著增加，糧食安全尤為重要。解決吃飯問題，根本出路在科技。科技是糧食安全之基、科技是糧食增產(chǎn)之力。只有強化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技和物質(zhì)裝備支撐，才能最終真正實現(xiàn)科技增產(chǎn)、科技提質(zhì)、科技降本、科技增效。在這個特殊時期，需要我們把農(nóng)業(yè)科技放在更加突出的位置，進一步加快科技與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的深度融合，加快優(yōu)良種源和高性能農(nóng)機等關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，加強農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化，依靠科技突破資源環(huán)境約束，把中國人的飯碗牢牢端在自己手中。數(shù)字中國以習(xí)近平同志為核心的黨中央高度重視數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展，明確提出數(shù)字中國戰(zhàn)略。習(xí)近平總書記強調(diào)指出，加快數(shù)字中國建設(shè)，就是要適應(yīng)我國發(fā)展新的歷史方位，全面貫徹新發(fā)展理念，以信息化培育新動能，用新動能推動新發(fā)展，以新發(fā)展創(chuàng)造新輝煌。《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要（草案）》提出“加快數(shù)字化發(fā)展，建設(shè)數(shù)字中國”，深刻闡明了加快數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展對于把握數(shù)字時代機遇，建設(shè)數(shù)字中國的關(guān)鍵作用。我國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的總體情況“十三五”時期，我國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展取得了舉世矚目的成就，總規(guī)模穩(wěn)居全球第二位，彰顯出強勁的發(fā)展韌性和潛力。數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用進一步向更大范圍、更高層次和更深程度拓展，新業(yè)態(tài)新模式不斷涌現(xiàn)，源源不斷迸發(fā)出強大的發(fā)展活力。（1）帶動基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)全面提速我國數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)突飛猛進。固定寬帶家庭普及率由2015年底的52.6%提升到91.5%，移動寬帶用戶普及率由2015年底的57.4%提升到96%以上，已經(jīng)建成全球最大的光纖網(wǎng)絡(luò)，覆蓋所有城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)及98%以上的行政村。4G基站規(guī)模占全球一半以上，5G商用全球領(lǐng)先，基站超過70萬個，占全球比重近70%。北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開通，全球范圍定位精度優(yōu)于10米。超大型數(shù)據(jù)中心全球占比達10%以上，布局持續(xù)優(yōu)化。（2）牽引產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新實力穩(wěn)步增強我國數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新能力顯著提升，專利申請數(shù)量迅猛增長，產(chǎn)業(yè)實力穩(wěn)步增強，電子信息制造業(yè)增加值保持年增長9%以上，軟件業(yè)務(wù)收入保持年增長13%以上。2020年，信息傳輸、軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)同比增速達16.9%。高技術(shù)制造業(yè)、裝備制造業(yè)增加值同比增長7.1%、6.6%。工業(yè)機器人、集成電路、微型計算機設(shè)備等產(chǎn)品產(chǎn)量同比增長19.1%、16.2%、12.7%。人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等戰(zhàn)略性技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和配套產(chǎn)業(yè)鏈不斷優(yōu)化。（3）助力經(jīng)濟結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化調(diào)整我國數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模邁上新臺階，對GDP增長貢獻率連續(xù)六年保持在50%以上。產(chǎn)業(yè)數(shù)字化水平不斷提升，一二三產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐加快，越來越多的企業(yè)加速“上云”，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化增加值規(guī)模年均增長率超過20%。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能應(yīng)用比例超過8%。工業(yè)領(lǐng)域有一定影響力的互聯(lián)網(wǎng)平臺超過80個，連接了40萬家企業(yè)，連接工業(yè)設(shè)備已達6000萬臺（套），工業(yè)應(yīng)用程序超過25萬個。數(shù)字技術(shù)驅(qū)動商業(yè)、金融、物流與服務(wù)業(yè)變革，移動支付交易額累計達到近600萬億元。全國網(wǎng)上零售額年均增長率超過20%。（4）支撐社會服務(wù)發(fā)展普惠均衡“互聯(lián)網(wǎng)+社會服務(wù)”持續(xù)推進，擴大了社會服務(wù)的半徑，極大地方便了群眾的生活。在線教育、智慧醫(yī)療等快速推廣普及。截至2020年底，我國線上教育、遠程醫(yī)療用戶規(guī)模已分別占所有網(wǎng)民的34.6%、21.7%。全國中小學(xué)互聯(lián)網(wǎng)接入率達99.7%。網(wǎng)約車、共享單車等新業(yè)態(tài)已成為廣大群眾日常出行中的重要組成。虛擬養(yǎng)老院、虛擬健身房等新模式蓬勃興起。特別是新冠肺炎疫情防控常態(tài)化條件下，“防疫健康碼”成為出行標配，全國各地博物館“云旅游”“云看展”項目超過2000項。（5）推動政務(wù)服務(wù)水平顯著提高電子政務(wù)發(fā)展指數(shù)國際排名提升至第45位，在線服務(wù)指數(shù)國際排名躍升至第9位，政務(wù)服務(wù)網(wǎng)上可辦率已超過90%。“互聯(lián)網(wǎng)+政務(wù)服務(wù)”向縱深推進，國家數(shù)據(jù)共享交換平臺體系基本建成，全國一體化在線政務(wù)服務(wù)平臺已經(jīng)上線運行，初步實現(xiàn)了62個部門和32個地方的網(wǎng)絡(luò)通、數(shù)據(jù)通、業(yè)務(wù)通，有力支撐各級政府部門數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)協(xié)同。各地依托政務(wù)服務(wù)平臺，大力推廣普及“最多跑一次”“一次不用跑”“不見面審批”等便民模式，更好地解決企業(yè)和群眾辦事難、辦事慢、辦事繁問題。我國數(shù)字化發(fā)展面臨的形勢當今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展，全球經(jīng)濟越來越呈現(xiàn)數(shù)字化特征。加快數(shù)字化發(fā)展，建設(shè)數(shù)字中國，是順應(yīng)數(shù)字時代發(fā)展趨勢、構(gòu)筑國家競爭新優(yōu)勢的戰(zhàn)略選擇，應(yīng)準確把握數(shù)字化發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)。（1）數(shù)據(jù)作為新要素深刻影響人類生產(chǎn)生活方式人類社會正在進入以數(shù)字化生產(chǎn)力為主要標志的全新歷史階段。隨著智能終端、傳感器等設(shè)備廣泛部署應(yīng)用，大量數(shù)據(jù)資源被有效采集、挖掘和利用，滲透到人類社會活動的全過程、全領(lǐng)域。數(shù)據(jù)要素正在驅(qū)動勞動力、資本、土地、技術(shù)、管理等要素高效利用，驅(qū)動實體經(jīng)濟生產(chǎn)主體、生產(chǎn)對象、生產(chǎn)工具和生產(chǎn)方式深刻變革調(diào)整。隨著經(jīng)濟社會各領(lǐng)域數(shù)字化進程的持續(xù)加快，數(shù)據(jù)要素將對經(jīng)濟運行效率和全要素生產(chǎn)率躍升發(fā)揮更大作用，注入新的強勁動能。（2）數(shù)字經(jīng)濟成為各國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級的戰(zhàn)略抉擇當今世界，能否抓住數(shù)字化變革的“時間窗口”，成為決定國家競爭力的關(guān)鍵。世界各國都把數(shù)字化作為經(jīng)濟發(fā)展重點，紛紛通過制定出臺政策、設(shè)立機構(gòu)、加大投入等，加快布局大數(shù)據(jù)、人工智能等領(lǐng)域，搶抓發(fā)展機遇。特別是面對新冠肺炎疫情常態(tài)化趨勢，數(shù)字化已經(jīng)成為關(guān)乎生存發(fā)展的“必選項”，為各國擺脫經(jīng)濟困境發(fā)揮越來越重要的作用。同時，全球化的大潮勢不可擋，數(shù)字全球化呼喚構(gòu)建新的全球數(shù)字治理體系，各主要國家積極參與WTO、G20、OECD等框架下的數(shù)字議程，推動國內(nèi)規(guī)則國際化，全球數(shù)字治理規(guī)則進入到了重構(gòu)關(guān)鍵期。（3）傳統(tǒng)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級對數(shù)字化的需求日益迫切我國經(jīng)濟已由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段。數(shù)字技術(shù)有效牽引生產(chǎn)和服務(wù)體系智能化升級，促進產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈延伸拓展，融合發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為大勢所趨。許多傳統(tǒng)行業(yè)低端產(chǎn)能過剩與高端產(chǎn)品有效供給不足等矛盾仍然突出，需要進一步發(fā)揮信息技術(shù)優(yōu)勢，帶動生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈管理等實體經(jīng)濟重要領(lǐng)域轉(zhuǎn)型升級，全面優(yōu)化生產(chǎn)、流通、消費、進出口等各個環(huán)節(jié)，促進加快構(gòu)建以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進的新發(fā)展格局。（4）消費升級趨勢為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展提供廣闊市場空間我國擁有全球最大規(guī)模的單體數(shù)字市場，網(wǎng)民規(guī)模相當于全球網(wǎng)民的1/5，已近10億，蘊藏巨大的數(shù)字化消費需求。網(wǎng)絡(luò)零售額連續(xù)8年保持全球第一，消費新業(yè)態(tài)新模式持續(xù)涌現(xiàn)。“十四五”期間，在全面建成小康社會的基礎(chǔ)上，中等收入群體規(guī)模進一步增加，廣大群眾對美好生活的向往更加強烈，居民消費的提擋升級，將給數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展提供廣闊的市場空間，成為數(shù)字化發(fā)展的重要牽引，高質(zhì)量的數(shù)字化發(fā)展將引領(lǐng)創(chuàng)造新需求。更大的消費潛力通過數(shù)字化發(fā)展被進一步釋放。與此同時，我們也要看到，我國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展還面臨著一些風險和挑戰(zhàn)。核心技術(shù)受制于人的局面尚未有效改觀，適應(yīng)新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)新模式發(fā)展的數(shù)字治理亟待完善，數(shù)字經(jīng)濟與實體經(jīng)濟融合有待深化，網(wǎng)絡(luò)安全風險挑戰(zhàn)還需防范。“十四五”時期建設(shè)數(shù)字中國的工作重點《綱要》明確指出，“十四五”期間要迎接數(shù)字時代，激活數(shù)據(jù)要素潛能，推進網(wǎng)絡(luò)強國建設(shè)，加快建設(shè)數(shù)字經(jīng)濟、數(shù)字社會、數(shù)字政府，以數(shù)字化轉(zhuǎn)型整體驅(qū)動生產(chǎn)方式、生活方式和治理方式變革。重點強化以下4方面工作。（1）打造數(shù)字經(jīng)濟新優(yōu)勢一是加強關(guān)鍵數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用。加快推進高端芯片、操作系統(tǒng)、人工智能關(guān)鍵算法、傳感器、通用處理器等領(lǐng)域研發(fā)突破和迭代應(yīng)用。加快布局量子計算、量子通信等前沿技術(shù)，支持數(shù)字技術(shù)開源社區(qū)等創(chuàng)新聯(lián)合體發(fā)展，完善相關(guān)配套政策。二是加快推動數(shù)字產(chǎn)業(yè)化。培育壯大新興數(shù)字產(chǎn)業(yè)，提升通信設(shè)備、核心電子元器件、關(guān)鍵軟件等產(chǎn)業(yè)水平。構(gòu)建基于5G的應(yīng)用場景和產(chǎn)業(yè)生態(tài)，在智能交通、智慧物流等重點領(lǐng)域組織試點示范。三是推進產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。實施“上云用數(shù)賦智”行動，推動數(shù)據(jù)賦能全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同轉(zhuǎn)型。在重點行業(yè)和區(qū)域建設(shè)國際水準的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺和數(shù)字化轉(zhuǎn)型促進中心。深入推進服務(wù)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，培育眾包設(shè)計、智慧物流、新零售等新增長點。加快發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，推進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營和管理服務(wù)數(shù)字化改造。（2）加快數(shù)字社會建設(shè)新步伐一是提供智慧便捷的公共服務(wù)。推進學(xué)校、醫(yī)院、養(yǎng)老院等公共服務(wù)機構(gòu)資源數(shù)字化，加大資源開放共享服務(wù)力度。積極發(fā)展在線課堂、互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院、智慧圖書館等。鼓勵社會力量參與“互聯(lián)網(wǎng)+公共服務(wù)”，創(chuàng)新提供服務(wù)模式和產(chǎn)品。二是建設(shè)智慧城市和數(shù)字鄉(xiāng)村。分級分類推進新型智慧城市建設(shè)，將物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)施、通信系統(tǒng)等納入公共基礎(chǔ)設(shè)施統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)，推進市政公共設(shè)施智能化改造，推進城市數(shù)據(jù)大腦建設(shè)。構(gòu)建面向農(nóng)業(yè)農(nóng)村的綜合信息服務(wù)體系。三是構(gòu)筑美好數(shù)字生活新圖景。推進智慧社區(qū)建設(shè)，發(fā)展線上線下融合的社區(qū)生活服務(wù)、社區(qū)治理等。加強全民數(shù)字技能教育和培訓(xùn)，普及提升公民數(shù)字素養(yǎng)。（3）提升數(shù)字政府服務(wù)新水平一是加強公共數(shù)據(jù)開放共享。建立健全國家公共數(shù)據(jù)資源體系，健全數(shù)據(jù)資源目錄和責任清單制度，推進數(shù)據(jù)跨部門、跨層級、跨地區(qū)匯聚融合和深度利用。擴大公共數(shù)據(jù)有序開放，開展政府數(shù)據(jù)授權(quán)運營試點。二是推動政務(wù)信息化共建共用。加大政務(wù)信息化建設(shè)統(tǒng)籌力度，健全政務(wù)信息化項目清單，持續(xù)深化政務(wù)信息系統(tǒng)整合。完善國家電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)，加強政務(wù)信息化建設(shè)快速迭代，增強政務(wù)信息系統(tǒng)快速部署能力和彈性擴展能力。三是提高數(shù)字化政務(wù)服務(wù)效能。全面推進政府運行方式、業(yè)務(wù)流程和服務(wù)模式數(shù)字化智能化。深化“互聯(lián)網(wǎng)+政務(wù)服務(wù)”，加快構(gòu)建數(shù)字技術(shù)輔助決策機制，強化數(shù)字技術(shù)在公共衛(wèi)生、自然災(zāi)害、事故災(zāi)難、社會安全等突發(fā)公共事件應(yīng)對中的運用。（4）營造數(shù)字化發(fā)展新生態(tài)一是建立健全數(shù)據(jù)要素市場規(guī)則。加快建立數(shù)據(jù)資源產(chǎn)權(quán)、交易流通、跨境傳輸和安全保護等基礎(chǔ)制度和標準規(guī)范，培育規(guī)范的數(shù)據(jù)交易平臺和市場主體。加快推進數(shù)據(jù)安全、個人信息保護等領(lǐng)域基礎(chǔ)性立法，強化數(shù)據(jù)資源全生命周期安全保護，推動數(shù)據(jù)跨境安全有序流動。二是營造規(guī)范有序的政策環(huán)境。構(gòu)建與數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展相適應(yīng)的政策法規(guī)體系。健全共享經(jīng)濟、平臺經(jīng)濟和新個體經(jīng)濟管理規(guī)范，依法依規(guī)加強監(jiān)管。完善壟斷認定法律規(guī)范，打擊壟斷和不正當競爭行為。探索建立針對新業(yè)態(tài)的監(jiān)管框架。健全數(shù)字經(jīng)濟統(tǒng)計監(jiān)測體系。三是加強網(wǎng)絡(luò)安全防護。健全國家網(wǎng)絡(luò)安全法律法規(guī)和制度標準，建立健全關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施保護體系，加強網(wǎng)絡(luò)安全風險評估和審查。強化跨領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)安全信息共享和工作協(xié)同，加強網(wǎng)絡(luò)安全宣傳教育和人才培養(yǎng)。四是推動構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)空間命運共同體。推進網(wǎng)絡(luò)空間國際交流與合作，推動以聯(lián)合國為主渠道、以聯(lián)合國憲章為基礎(chǔ)原則制定數(shù)字和網(wǎng)絡(luò)空間國際規(guī)則。推動建立多邊、民主、透明的全球互聯(lián)網(wǎng)治理體系，建立更加公平合理的互聯(lián)網(wǎng)重要基礎(chǔ)資源分配機制。積極參與國際規(guī)則和數(shù)字技術(shù)標準制定，構(gòu)建保護數(shù)據(jù)要素、處置網(wǎng)絡(luò)安全事件、打擊網(wǎng)絡(luò)犯罪的國際協(xié)調(diào)合作機制。推進網(wǎng)絡(luò)文化交流互鑒。1.2.1計算機工作原理一個完整的計算機系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分，如圖1所示。硬件系統(tǒng)是組成計算機系統(tǒng)的各種物理設(shè)備的總稱，是計算機系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。軟件系統(tǒng)是為了運行、管理和維護計算機而編寫的各種程序、數(shù)據(jù)和相關(guān)文檔的總稱。通常將不裝備任何軟件的計算機稱為“裸機”。計算機中的軟、硬件系統(tǒng)相輔相成，共同完成處理任務(wù)，二者缺一不可。圖1計算機系統(tǒng)的組成示意圖現(xiàn)在的計算機都是基于“程序存儲”概念而設(shè)計制造出來的。“程序存儲”設(shè)計思想1945年，馮·諾依曼提出了關(guān)于計算機組成和工作方式的基本設(shè)想，其內(nèi)容可概括為以下3點。①計算機應(yīng)包括運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5大基本部件。②計算機內(nèi)部應(yīng)采用二進制來表示指令和數(shù)據(jù)。每條指令一般具有一個操作碼和一個地址碼。其中，操作碼表示運算性質(zhì)，地址碼定義操作數(shù)在存儲器中的地址。③將編寫好的程序和原始數(shù)據(jù)存入內(nèi)存儲器中，然后啟動計算機工作，計算機應(yīng)在不需操作人員干預(yù)的情況下，自動逐條取出指令和執(zhí)行任務(wù)。馮·諾依曼設(shè)計思想最重要之處在于明確地提出了“程序存儲”的概念，他的全部設(shè)計思想實際上是對“程序存儲”要領(lǐng)的具體化。計算機的工作過程了解了“程序存儲”的思想，再去理解計算機的工作過程就變得十分容易了。如果要讓計算機工作，就得先把程序編寫出來，然后通過輸入設(shè)備傳送到存儲器中保存起來，接下來就是執(zhí)行程序。根據(jù)馮·諾依曼的設(shè)計，計算機應(yīng)該能夠自動執(zhí)行程序，而執(zhí)行程序又歸結(jié)為逐條執(zhí)行指令。執(zhí)行一條指令又可分為以下基本操作。①取出指令：從存儲器某個地址中取出要執(zhí)行的指令送到CPU內(nèi)部的指令寄存器暫存。②分析指令：把保存在指令寄存器中的指令送到指令譯碼器，譯出該指令對應(yīng)的微操作。③執(zhí)行指令：根據(jù)指令譯碼，向各個部件發(fā)出相應(yīng)控制信號，完成指令規(guī)定的各種操作。④最后，計算機為執(zhí)行下一條指令做好準備，即取出下一條指令地址。1.2.2微型計算機的主要性能指標微型計算機的性能涉及體系結(jié)構(gòu)、軟硬件配置和指令系統(tǒng)等多種因素，主要有下列性能指標。①字長。字長是指計算機一次能直接處理的二進制位數(shù)。其他指標相同時，字長越大，計算機處理數(shù)據(jù)的速度就越快。早期PC的字長一般是8位和16位，目前已經(jīng)發(fā)展為32位和64位。②主頻。主頻是指CPU的時鐘頻率，它在很大程度上決定了計算機的運算速度，其單位為GHz（1GHz=1000MHz）。一般而言，主頻越高，速度越快。③運算速度。計算機運算速度是指用基準程序測試到的計算機每秒鐘執(zhí)行的指令條數(shù)，一般用MIPS或MFPOPS（百萬條浮點指令/秒）來描述。④存儲容量。存儲容量包括主存容量和輔存容量，主要指內(nèi)存儲器的容量。內(nèi)存容量越大，機器所能運行的程序就越大，處理能力就越強。目前，PC的內(nèi)存容量一般為1~8GB。⑤存取周期。內(nèi)存完成一次讀或?qū)懖僮魉璧臅r間稱為存儲器的存取時間或訪問時間，而連續(xù)兩次讀（或?qū)懀┧璧淖疃虝r間稱為存儲周期。對于半導(dǎo)體存儲器來說，存取周期約為幾十到幾百納秒（ns），其中1ns=10-9s。微型計算機的技術(shù)指標還包括可靠性、可維護性、平均無故障時間和性能價格比等。1.2.3國產(chǎn)自主可控的筆記本電腦當下，隨著中興、華為等事件的不斷發(fā)展，信息安全、自主可控已上升為國家戰(zhàn)略，自主可控計算機是構(gòu)建自主可控信息系統(tǒng)的基石，在國家政策引導(dǎo)和有關(guān)部門的強力推動下，我國近年來在自主可控計算機基礎(chǔ)軟硬件研發(fā)、應(yīng)用及生態(tài)鏈建設(shè)等方面已初見成效。E471B銀河麒麟系統(tǒng)筆記本電腦隨著PC計算機國產(chǎn)替代的不斷推進，南京研維積極布局相關(guān)的國產(chǎn)化自主可控整機（桌面機、一體機、筆記本）等產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，研發(fā)出一款14英寸飛騰騰銳國產(chǎn)桌面辦公電腦E471B，該款筆記本電腦基于D2000處理器，8核處理器，可安裝麒麟V10系統(tǒng)或者UOS系統(tǒng)，自帶2GB獨顯，接口豐富。14寸國產(chǎn)自主可控筆記本電腦PC計算機E471B主要國產(chǎn)化特點如下：1）CPU：飛騰D2000，國產(chǎn)自主可控芯片；2）GPU：景嘉微2GB獨立顯卡芯片，國產(chǎn)自主可控芯片及方案;3）操作系統(tǒng)：麒麟V10或統(tǒng)信UOS系統(tǒng)，開源國產(chǎn)操作系統(tǒng)，自主可控；4）BIOS：昆侖BIOS組件;5）SSD：國產(chǎn)芯片。2.天熠TR41A1筆記本電腦中國航天七〇六所研制的天熠TR41A1筆記本電腦，是一款完全自主可控的國產(chǎn)產(chǎn)品。它搭載了龍芯3A5000處理器（4核，頻率2.0GHz）、8GB內(nèi)存、256GB固態(tài)硬盤，采用14英寸顯示屏，分辨率為1920×1080，重量1.8kg，厚度19.5mm，還配備了128MB顯存的獨立顯卡，預(yù)裝統(tǒng)信UOS操作系統(tǒng)，完全自主可控。1.2.4計算機硬件系統(tǒng)1.計算機基本結(jié)構(gòu)計算機硬件系統(tǒng)由控制器、運算器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5大功能部件組成，它們之間的關(guān)系如圖1所示。圖1硬件系統(tǒng)組成原理圖①控制器。控制器是計算機的指揮中心，主要包括指令寄存器、譯碼器、程序計數(shù)器、時序節(jié)拍發(fā)生器和操作控制器，其職責是從存儲器中取出指令并譯碼；根據(jù)指令的要求，按時間的先后順序，向其他部件發(fā)出控制信號；保證相關(guān)部件協(xié)調(diào)一致地工作。②運算器。運算器主要由算術(shù)邏輯單元（ALU）、累加器、數(shù)據(jù)緩沖寄存器、標志寄存器和控制線路組成，其主要功能是在控制器的控制下，與內(nèi)存儲器交換信息，并進行算術(shù)和邏輯運算。運算器和控制器構(gòu)成了中央處理器（CentralProcessingUnit，CPU），又叫微處理器或CPU芯片，它直接影響計算機的整體性能，因此被稱為“計算機的心臟”。③存儲器。存儲器是計算機的記憶裝置，主要用于保存數(shù)據(jù)和程序，分為內(nèi)存儲器和外存儲器兩種。計算機中的全部信息，包括原始的輸入數(shù)據(jù)、經(jīng)過初步加工的中間數(shù)據(jù)以及最后處理完成的有用信息都存放在存儲器中。④輸入/輸出設(shè)備。輸入設(shè)備是重要的人機接口，用于接受用戶輸入的命令、程序、圖像和視頻等信息，負責將現(xiàn)實中的信息轉(zhuǎn)換成計算機能識別的二進制代碼，并放入內(nèi)存中。輸入設(shè)備一般由輸入裝置和輸入接口電路兩部分組成，常見的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標、掃描儀等。輸出設(shè)備可以將計算機處理后的二進制結(jié)果轉(zhuǎn)換為人們能識別的形式，如數(shù)字、字符、圖形、視頻、聲音等，并表現(xiàn)出來。常見的輸出設(shè)備有顯示器、打印機、繪圖儀等。微型計算機的硬件系統(tǒng)從外觀上看，微機的基本硬件包括主機、顯示器、鍵盤和鼠標。其中，主機包括微處理器、主板、硬盤、內(nèi)存儲器、電源以及插在主板I/O總線擴展槽上的各種功能擴展卡。（1）微處理器微處理器是利用超大規(guī)模集成電路技術(shù)，把計算機的CPU部件集成在一小塊芯片上，從而形成獨立的部件，如圖2所示。微處理器是微機的核心，其性能決定了整個計算機的性能。微處理器包含運算器、控制器、寄存器、時鐘發(fā)生器、內(nèi)部總線和高速緩沖存儲器等部件。目前，主流的CPU是Intel公司的Core（酷睿）i系列和AMD公司的AthlonII和PhenomII系列產(chǎn)品。隨著CPU頻率的不斷提高和核心數(shù)量的增加，其耗電量和發(fā)熱量也持續(xù)攀升，CPU的散熱問題變得越來越重要，散熱器已成為與CPU配套的重要配件。當前，PC機最常用的散熱器采用風冷加熱管散熱方式。（2）主板主板又叫主機板或系統(tǒng)板，是一塊提供了各種插槽和系統(tǒng)總線及擴展總線的電路板，如圖3所示。主板一般包括控制芯片組、CPU接口插座、內(nèi)存插槽、BIOS、CMOS、各種I/O接口、擴展插槽、鍵盤/鼠標接口、外存儲器接口和電源插座等元器件。圖2CPU 圖3主板①芯片組。芯片組是主板的關(guān)鍵部件，用于控制和協(xié)調(diào)整個微機的運行和各部件的選型。當前比較典型的芯片組通常由北橋芯片和南橋芯片組成。北橋芯片主要提供對CPU、內(nèi)存、PCI/AGP插槽部件的類型和性能的支持，并負責處理它們之間的橋接。南橋芯片主要負責鼠標接口、鍵盤接口、USB接口的數(shù)據(jù)流通。②CPU接口插座。CPU接口插座用于在主板上安裝連接CPU的芯片。目前CPU插座主要有Socket和Slot兩種標準。例如，奔騰4微處理器采用的就是Socket478插座。③內(nèi)存插槽和內(nèi)存條。內(nèi)存插槽用于在主板上安裝內(nèi)存條。目前常見的內(nèi)存插槽有SDRAM、DDR、DDR2和DDR3幾種，SDRAM內(nèi)存條有兩個缺口，而DDR、DDR2和DDR3內(nèi)存條只有一個。不同內(nèi)存插槽的引腳、缺口、電壓和性能都不盡相同，內(nèi)存條不能安裝在不同類型的內(nèi)存插槽上。內(nèi)存又稱主存，是與CPU進行溝通的橋梁，其作用是暫時存放CPU中的運算數(shù)據(jù)以及與硬盤等外部存儲器交換的數(shù)據(jù)。內(nèi)存的性能指標有傳輸類型、主頻、存儲容量、可靠性等。另外，選購內(nèi)存時最好選擇名牌廠家的產(chǎn)品，如金士頓、現(xiàn)代、威剛等。④BIOS和CMOS。BIOS的全稱是BasicInput/OutputSystem（基本輸入/輸出系統(tǒng)），是主板上的一塊只讀存儲器，其中存放著與主板匹配的一組基本輸入/輸出系統(tǒng)程序。開機后，運行BIOS內(nèi)的上電自檢程序，就會對系統(tǒng)進行檢測和初始化，然后通過BIOS中的自舉程序?qū)⒉僮飨到y(tǒng)的引擎程序讀入內(nèi)存并運行，從而啟動操作系統(tǒng)。系統(tǒng)運行過程中，BIOS是連通硬件和軟件的樞紐，可以提供最低級、最直接的硬件控制和支持。CMOS是一種RAM芯片，其中存儲了系統(tǒng)運行所必需的配置信息，如系統(tǒng)的存儲器、CPU、磁盤驅(qū)動器等設(shè)備的參數(shù)，系統(tǒng)的日期和時間等。⑤總線擴展插槽。擴展插槽是CPU通過系統(tǒng)總線與外部設(shè)備連接的通道，上面可以插入顯卡、聲卡、網(wǎng)卡等各種擴展接口卡。主板上的擴展插槽類型一般有工業(yè)標準結(jié)構(gòu)（ISA）、外圍設(shè)備互連（PCI）、加速圖形端口（AGP）和比較少見的Wi-Fi、VXB，以及筆記本電腦專用的PCMCIA等。⑥高速緩存。相對于CPU主頻率的提升速度，內(nèi)存存取速度的提升實在太慢。于是，計算機生產(chǎn)廠商提出了在CPU內(nèi)部或主板的特殊位置配置高速緩存（Cache）的技術(shù)。高速緩存是一種基于集成芯片的存儲技術(shù)，其存取速度高于普通的DDR內(nèi)存，但價格較為昂貴。人們把封裝在CPU內(nèi)部的高速緩存稱為內(nèi)部高速緩存，可以分成Cache、L1Cache和L2Cache三個等級，安裝在主板上的高速緩存被稱為外部高速緩存。（3）總線總線（Bus）是計算機各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，通過它實現(xiàn)計算機各部件之間的數(shù)據(jù)、地址和控制信息的傳送。總線與微機各部件之間的關(guān)系如圖4所示。圖4總線結(jié)構(gòu)示意圖決定總線性能的主要技術(shù)指標包括：總線帶寬，即單位時間內(nèi)總線上的數(shù)據(jù)傳送量，單位是MB/s；總線位寬，即總線能同時傳送的二進制的位數(shù)，單位是bit；總線工作頻率，單位是MHz，工作頻率越高，總線工作速度越快，帶寬越寬。上述三者之間的關(guān)系為：總線帶寬=總線工作頻率×總線位寬/8。可以從下列層次和角度對總線進行分類。按功能和規(guī)范劃分：片總線、內(nèi)總線和片外總線。按傳輸信息的類型劃分：地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。按傳送方式劃分：并行總線、串行總線和USB總線。按連接部件的不同劃分：內(nèi)部總線和系統(tǒng)總線。（4）外存儲器 外存儲器簡稱外存或輔存，屬于外部設(shè)備，是對內(nèi)存的擴充。外存具有存儲容量大、可以長期保存暫時不用的程序和數(shù)據(jù)、信息存儲性價比高等特點。微機的外存儲器主要有硬盤存儲器、移動存儲器和光盤存儲器。①硬盤存儲器。硬盤片、硬盤驅(qū)動器和適配卡組成硬盤存儲器。其中，硬盤片和硬盤驅(qū)動器簡稱硬盤，是微機最主要的外部存儲器，由盤片、磁頭、盤片主軸、控制電機、磁頭控制器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、接口、緩存等組成。全球著名的硬盤品牌有希捷、西部數(shù)據(jù)、日立、東芝、三星等。根據(jù)硬盤存儲介質(zhì)的類型和數(shù)據(jù)存儲方式，硬盤可以分為傳統(tǒng)的溫氏硬盤和新式的固態(tài)硬盤。根據(jù)硬盤的體積，可以分為1.8英寸硬盤、2.5英寸硬盤和3.5英寸硬盤。3.5英寸硬盤主要用于臺式機，2.5英寸硬盤則用在筆記本電腦上，1.8英寸硬盤經(jīng)常被用于MP4播放器等小型移動設(shè)備。存儲容量是硬盤最主要的參數(shù)，一般以千兆字節(jié)（GB）為單位。硬盤廠家在標稱硬盤容量時通常取1GB=1000MB，而且硬盤的分區(qū)和格式化也會占用一些空間。因此，操作系統(tǒng)中顯示的硬盤容量和標稱容量往往會存在差異。目前，主流硬盤的容量是320GB～1500GB，隨著硬盤技術(shù)的發(fā)展，更大容量的硬盤還將不斷推出。硬盤的另一個重要參數(shù)是轉(zhuǎn)速，它是指硬盤盤片在一分鐘內(nèi)完成的最大轉(zhuǎn)數(shù)，用RPM（轉(zhuǎn)/每分鐘）表示。轉(zhuǎn)速在很大程度上直接影響著硬盤的速度，其快慢也是區(qū)分硬盤檔次的重要標志之一。市場上臺式硬盤的主流轉(zhuǎn)速為7200RPM，服務(wù)器中使用的SCSI硬盤的轉(zhuǎn)速為15000RPM。硬盤的基本參數(shù)還包括平均訪問時間、傳輸速率和緩存等。固態(tài)硬盤是近幾年新興起的設(shè)備，它主要以Flash閃存芯片實現(xiàn)數(shù)據(jù)的永久存儲。其最大優(yōu)勢是存取數(shù)據(jù)比普通溫氏硬盤快，但每GB數(shù)據(jù)的存儲代價遠遠高于后者。由于固態(tài)硬盤所采用的閃存材料有重寫次數(shù)的限制，因此固態(tài)硬盤絕不允許針對一個位置的頻繁讀寫。②移動存儲器。常用的移動存儲器有移動硬盤和閃存，如圖5所示。移動硬盤將驅(qū)動裝置和盤片一體化，采用類似硬盤的結(jié)構(gòu)，增加了多級抗震功能，用于計算機之間交換大容量數(shù)據(jù)，其容量大、傳輸速度高、使用方便、可靠性提升。移動硬盤多采用USB、IEEE1394等接口，從而實現(xiàn)以較高的速度與系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸。USB（通用串行總線）是規(guī)范計算機與外部設(shè)備的連接和通信的外部總線標準，已成為個人計算機和智能設(shè)備的必備接口之一。USB接口支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能。USB版本包括USB1.1、USB2.0和USB3.0，其最高傳輸速度分別為12Mb/s、480Mb/s和5.0Gb/s。USB移動硬盤的常見規(guī)格有12.5mm和9.5mm兩種。圖5移動硬盤和閃存IEEE1394接口是蘋果公司開發(fā)的串行標準，中文譯名為火線接口。IEEE1394也支持外設(shè)熱插拔，其最高傳輸率為400MB/s。主流的微機并沒有配置1394接口，要使用它必須購買相關(guān)的接口卡。閃存（FlashMemory）是一種長壽命的非易失性（在斷電情況下仍能保持所存儲的數(shù)據(jù)信息）存儲器。閃存卡是利用閃存技術(shù)存儲電子信息的存儲器，一般應(yīng)用于數(shù)碼相機、掌上電腦、MP3等小型數(shù)碼產(chǎn)品中。③光盤存儲器。光盤存儲器由光盤驅(qū)動器（簡稱光驅(qū)）和光盤組成。光驅(qū)的核心部件是由半導(dǎo)體激光器和光路系統(tǒng)組成的光學(xué)頭，主要負責數(shù)據(jù)的讀取工作。光驅(qū)最重要的技術(shù)指標是數(shù)據(jù)傳輸速率，以150Kb/s（比特/秒）為單位。例如，40倍速或稱40X，傳輸速率是150Kb/s×40=6000Kb/s。光驅(qū)的技術(shù)指標還包括CPU占用時間、高速緩存容量、平均訪問時間、容錯性、穩(wěn)定性等。光盤片采用激光材料，數(shù)據(jù)存放在光盤片中連續(xù)的螺旋軌道上。根據(jù)性能不同，光盤主要分為只讀型光盤、一次性寫入光盤、可擦寫光盤、數(shù)字多功能光盤、藍光光碟等幾類。只讀型光盤（CD-ROM）是使用最廣泛的一種光盤，其制造成本低，由廠家寫入程序或數(shù)據(jù)，出廠后只能進行讀取操作。目前，大量的文獻資料、教育影視節(jié)目、圖書等都通過CD-ROM來傳播。一次性寫入光盤（CD-R）允許一次性寫入，多次讀取，有12cm和8cm兩種尺寸。同樣是12cm的光盤，CD-R80可存儲700MB的數(shù)據(jù)或80分鐘的音樂，而CD-R74則可存儲650MB的數(shù)據(jù)或74分鐘的音樂。可擦寫光盤（CD-RW）既可以從中讀取數(shù)據(jù)，也可以將記錄的信息擦除再重新寫入新的信息。數(shù)字多功能光盤（DVD）定義了單面單層、單面雙層、雙面單層和雙面雙層4種規(guī)格，容量分別為4.7GB、8.5GB、9.4GB和17GB。藍光光碟（BD）是DVD之后的下一代光盤格式之一，用于存儲高品質(zhì)的影音或大容量數(shù)據(jù)。單層BD光碟的容量為25GB或27GB；雙層BD光碟容量可達到46GB或54GB，足夠燒錄一部長達8小時的高清晰影片。（5）輸入設(shè)備微機上使用的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標、攝像頭、觸摸屏、光學(xué)標記閱讀機、手寫輸入板、語音輸入裝置等。①鍵盤。鍵盤是最常見的計算機輸入設(shè)備，廣泛應(yīng)用于微機和各種終端設(shè)備上。計算機操作者通過鍵盤向計算機輸入各種指令與數(shù)據(jù)，指揮計算機進行高效地工作。微機鍵盤可以根據(jù)擊鍵數(shù)、按鍵工作原理、鍵盤外形等進行分類。其中，鍵盤的按鍵數(shù)曾出現(xiàn)過83鍵、93鍵、96鍵、101鍵、102鍵、104鍵、107鍵等。目前，市場上主流的是104鍵鍵盤，其按鍵分為字符鍵區(qū)、功能鍵區(qū)和數(shù)字小鍵盤等3個區(qū)域，常用鍵位的功能見表1。鍵盤的接口主要有PS/2和USB，有的鍵盤則采用無線連接。表1鍵盤中常用鍵位的功能按鍵功能〈Enter〉回車鍵。用于將數(shù)據(jù)或命令傳送給計算機，在輸入字符時實現(xiàn)換行功能〈SpaceBar〉空格鍵。因為使用頻繁，所以它的設(shè)計要使得左右手都能很容易地操作它〈Backspace〉退格鍵。按下它可使光標回退一格，常用于刪除當前行中的錯誤字符〈Shift〉換擋鍵。由于整個鍵盤上有30個雙字符鍵（即每個鍵面上標有兩個字符），并且英文字母還分大小寫，因此需要此鍵來轉(zhuǎn)換；在計算機剛啟動時，每個雙字符鍵都處于下面的字符和小寫英文字母的狀態(tài)〈Ctrl〉控制鍵。一般不單獨使用，通常與其他鍵組合成復(fù)合控制鍵〈Esc〉強行退出鍵。在軟件的支持下，通常用于退出某種環(huán)境或狀態(tài)〈Alt〉交替換擋鍵。它與其他鍵組合成特殊功能鍵或復(fù)合控制鍵〈Tab〉制表定位鍵。一般按下此鍵可使光標向右移動8個字符的距離功能鍵〈F1〉~〈F12〉鍵，具體功能由操作系統(tǒng)或應(yīng)用程序自定定義光標移動鍵〈↑〉、〈↓〉、〈←〉、〈→〉鍵，分別用于上、下、左、右移動光標屏幕翻頁鍵〈PgUp〉（PageUp）：翻回上一頁；〈PgDn〉（PageDown）：向下翻一頁打印屏幕鍵〈PrintScreenSysRq〉。把當前屏幕顯示的內(nèi)容全部打印出來雙態(tài)鍵包括〈Insert〉鍵和3個鎖定鍵。〈Insert〉鍵的雙態(tài)是插入狀態(tài)和改寫狀態(tài)；〈CapsLock〉、〈NumLock〉、〈ScrollLock〉鍵的雙態(tài)分別是字母狀態(tài)、數(shù)字狀態(tài)、滾屏狀態(tài)及其對應(yīng)的鎖定狀態(tài)。當計算機啟動后，4個雙態(tài)鍵都處于第一種狀態(tài)；按鍵后切換到第二種狀態(tài)。在不關(guān)機的情況下，反復(fù)按鍵則在兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。為了區(qū)分鎖定與否，許多鍵盤為它們配置了指示燈鍵盤是人與計算機打交道必不可少的設(shè)備之一，必須掌握鍵盤的正確指法和操作方法。操作時，右手管理主鍵盤的右半部分，左手管理主鍵盤的左半部分。鍵盤分4排（空格鍵所在排除外），其中，A、S、D、F、J、K、L這7個英文字母鍵和分號（；）鍵排成一排，作為基準鍵（又稱定位鍵）。左手小指、無名指、中指、食指分別負責A、S、D、F鍵，右手食指、中指、無名指、小指分別負責J、K、L、；鍵，拇指輕置于空格鍵上。擊鍵時，以基準鍵位為參考點，每個手指負責前后4排的4個鍵位，實行分工擊鍵，擊鍵后立即恢復(fù)到基準鍵位。各個手指擊鍵的分工如圖6所示。圖6鍵盤的標準指法圖除指法分工指定的手指所負責的字符鍵外，主鍵盤左、右兩邊各有一些沒有手指負責的區(qū)域。原則上，左邊的鍵由左手小指負責，右邊的鍵由右手小指負責。Windows系統(tǒng)提供了微軟拼音等多種漢字輸入方法。除此之外，第三方機構(gòu)開發(fā)了搜狗輸入法、紫光輸入法、五筆字型輸入法等中文輸入法，這些輸入法詞庫量大、組詞準確且兼容各種輸入習(xí)慣，得到了廣泛的應(yīng)用。一般而言，第三方中文輸入法軟件可以免費獲得，使用前按照向?qū)崾具M行安裝即可。當要輸入漢字時，請首先切換到自己熟悉的中文輸入法，然后按照其規(guī)則進行輸入即可。使用中文輸入法的關(guān)鍵是掌握漢字輸入法的調(diào)用方法、漢字的編碼規(guī)則以及輸入漢字的步驟。單擊任務(wù)欄中的輸入法指示器，屏幕上就會彈出選擇輸入法的菜單，如圖7所示。單擊要使用的輸入法名稱，即可切換到該中文輸入法狀態(tài)。按〈Ctrl+SpaceBar〉組合鍵，可以啟動或關(guān)閉中文輸入法；按〈Ctrl+Shift〉組合鍵，則能夠在輸入法間切換。選用了一種中文輸入法后，屏幕上將出現(xiàn)該輸入法的界面。例如，系統(tǒng)內(nèi)置的微軟拼音輸入法的界面如圖8所示。圖7選擇輸入法的菜單圖8微軟拼音單擊指示器中的全角/半角切換按鈕（或按〈Shift+SpaceBar〉組合鍵），可以實現(xiàn)半角和全角的切換。當按鈕似月牙狀時，表明當前是“半角”輸入，字母和數(shù)字占1個字符的位置；按鈕似圓盤狀時，表明當前是“全角”輸入，字母和數(shù)字都占兩個字符的位置。要實現(xiàn)中、英文標點符號切換，可以單擊中英文標點切換按鈕（或按〈Ctrl+.（圓點）〉組合鍵）。單擊軟鍵盤按鈕，可以打開和關(guān)閉系統(tǒng)的軟鍵盤。Windows提供了13種軟鍵盤布局。右擊軟鍵盤按鈕，從快捷菜單中選擇一種軟鍵盤格式后，就會顯示相應(yīng)的軟鍵盤，供用戶使用。軟鍵盤使用完畢后，再次單擊軟鍵盤按鈕即可將其關(guān)閉。②鼠標。鼠標多用于Windows環(huán)境中，以替代鍵盤的光標移動鍵，它可以使光標的移動更加方便、準確，如圖9所示。按接口類型不同，鼠標可分為串行鼠標、PS/2鼠標、USB鼠標、無線鼠標4種；按工作原理可分為機械鼠標和光電鼠標。常用的鼠標是帶滾輪的二鍵光電鼠標，基本操作如下。指向：把鼠標移到某一對象上，一般用于激活對象或顯示提示信息。單擊：將鼠標左鍵按下、釋放，用于選定某個對象或某個選項、按鈕等。右擊：將鼠標右鍵按下、釋放，會彈出對象的快捷菜單或幫助提示。雙擊：快速連續(xù)按下并釋放鼠標左鍵兩次，用于啟動程序或窗口。拖動：單擊對象，按住鼠標左鍵不放，然后移動指針至指定位置后再釋放按鍵。③掃描儀。掃描儀是利用光電技術(shù)和數(shù)字處理技術(shù)，以掃描方式將圖形或圖像信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的裝置，如圖10所示。人們通常使用掃描儀將各種形式的圖像或文稿輸入計算機中，然后對這些信息進行