第1章信息技術概述本章教學目標

知道信息技術及其發(fā)展。

初步理解馮·諾依曼計算機設計思想。

理解計算機的硬件組成。

理解二進制數(shù)和信息編碼。

理解計算機軟件的分類。

知道軟件著作權保護及共享軟件相關概念。1.1.1信息技術及其發(fā)展

信息的定義與特征信息技術的關鍵階段：

古代（文字、書信）近代（電報、ENIAC）現(xiàn)代（網(wǎng)絡、光纖、衛(wèi)星）核心技術：通信、計算機、控制（3C）1.1信息技術

信息同數(shù)據(jù)、知識、消息、信號的關系①數(shù)據(jù)是反映客觀事物屬性的原始事實；信息是由原始數(shù)據(jù)經(jīng)過處理加工，按特定的方式組織起來，對人們有價值的數(shù)據(jù)集合。信息通過具體的數(shù)據(jù)形式被存儲和傳輸，因此數(shù)據(jù)可看作信息的載體。②知識是經(jīng)過加工并經(jīng)過實踐檢驗的條理化信息，信息是知識的基礎，但并非所有的信息都是知識。③消息是信息的外表，信息是消息的內(nèi)涵。④信號是信息的載體，信息是信號所載荷的內(nèi)容。1.1.2計算機的發(fā)展

四代計算機劃分：電子管→晶體管→集成電路→超大規(guī)模集成電路摩爾定律與集成度未來發(fā)展方向：

碳基芯片光計算機量子計算機生物化學計算機1.1.3云計算定義與核心理念特征：共享資源、虛擬化、彈性伸縮服務模式：IaaS、PaaS、SaaS1.2計算機硬件組成馮·諾依曼結(jié)構(gòu)五大部件CPU功能與組成（運算器、控制器）存儲器層次結(jié)構(gòu)（Cache→內(nèi)存→外存）總線與接口類型（USB、HDMI等）1.3數(shù)字和編碼二進制與十六進制、八進制的轉(zhuǎn)換十進制數(shù)（D）二進制數(shù)（B）十六進制數(shù)（H）十進制數(shù)（D）二進制數(shù)（B）十六進制數(shù)（H）0008100081119100192102101010A3113111011B41004121100C51015131101D61106141110E71117151111F1.3數(shù)字和編碼二進制與十進制的轉(zhuǎn)換n進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)一個具有i+1位整數(shù)和j位小數(shù)的n進制數(shù)A，可表示如下十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為n進制數(shù)整數(shù)轉(zhuǎn)換方法為除制（n）取余，小數(shù)轉(zhuǎn)換方法為乘制（n）取整1.3數(shù)字和編碼負數(shù)的補碼表示反碼中，除了符號位，其他各位均按位取反。補碼是反碼末位加1【例】

在一個8位的二進制系統(tǒng)中實現(xiàn)十進制數(shù)減法65-15。①十進制數(shù)65的8位原碼為01000001（正數(shù)沒有反碼、補碼）；②十進制數(shù)-15的8位原碼為10001111，反碼為11110000，補碼為11110001；

③

執(zhí)行加法A+(-B)，即01000001+11110001，結(jié)果為100110010，最左邊的1是符號位參與運算后的進位，由于結(jié)果已超過8位，這個進位被丟棄（溢出），因此有效結(jié)果為00110010，此時符號位為0，表示正數(shù)，即十進制數(shù)50。1.3數(shù)字和編碼ASCII碼D6D5D4D3D2D1D00000010100111001011101110000NULDLESP0@P`p0001SOHDC1！1AQaq0010STXDC2″2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB′7GWgw1000BSCAN（8HXhx1001HTEM）9IYIy1010LFSUB*：JZjz1011VTESC+；K［k{1100FFFS，<

L\l|1101CRGS-=M］m}1110SORS.>

N^n～1111SIUS/？O_oDELASCII碼，即美國信息交換標準代碼（AmericanStandardCodeforInformationInterchange），由7位二進制數(shù)組成的編碼，用十六進制編碼更能呈現(xiàn)其規(guī)律性字母A,B,C,D,…的十六進制編碼分別為41H,42H,43H,44H,…1.3數(shù)字和編碼漢字編碼（國標碼、內(nèi)碼）國標碼為了預留擴展空間，以2020H為編碼起點，將區(qū)位碼偏移映射到國標碼空間為了區(qū)別漢字字符與西文字符，將表示一個漢字的2字節(jié)最高位均置為1，即將國標碼每字節(jié)的最高位均置為1，作為漢字機內(nèi)碼，也就是說，將十六進制國標碼加8080H即為內(nèi)碼1.3數(shù)字和編碼字模點陣存儲（示例：16×16點陣占32字節(jié)）16×16點陣，每個漢字要占用16×16/8=32B24×24點陣，每個漢字要占用24×24/8=72B1.4計算機軟件系統(tǒng)軟件：

操作系統(tǒng)（Windows、Linux、macOS）操作系統(tǒng)（OperatingSystem，OS）是最貼近硬件的軟件層，是直接運行在“裸機”上的最基本的系統(tǒng)軟件，用于控制和管理系統(tǒng)資源，方便用戶使用計算機的程序集合。其基本功能有兩個：一是管理和調(diào)度計算機系統(tǒng)的資源，二是為用戶提供友好界面和良好服務。其他軟件必須在操作系統(tǒng)的支持下才能運行語言機器語言能被計算機直接理解和執(zhí)行的指令稱為機器指令匯編語言低級語言，用助記符來表示的符號語言。隨CPU的指令集而異，兼容性和通用性較差高級語言接近人類自然語言和數(shù)學表達的計算機語言解釋執(zhí)行和編譯執(zhí)行1.4計算機軟件軟件著作權與開源協(xié)議按商業(yè)利益模式，分為免費軟件（Freeware）、共享軟件（Shareware）和付費軟件（PaidApps）按源代碼知識產(chǎn)權模式，分為非開源軟件（Non-OpenSour