《大學(xué)信息技術(shù)（第三版）》信息技術(shù)概述

大學(xué)信息技術(shù)（第三版）2信息技術(shù)基礎(chǔ)1.1信息技術(shù)概述1.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.3計(jì)算思維1.4新一代信息技術(shù)1.5信息安全與信息素養(yǎng)31.1信息技術(shù)概述1.1.1信息技術(shù)發(fā)展歷程1.1.2現(xiàn)代信息技術(shù)內(nèi)涵1.1.3計(jì)算機(jī)的發(fā)展1.1.4信息技術(shù)發(fā)展趨勢1.1.5習(xí)題與實(shí)踐41.1.1信息技術(shù)發(fā)展歷程信息技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷五次重大變革語言的產(chǎn)生文字的發(fā)明印刷術(shù)的發(fā)明電信革命計(jì)算機(jī)的發(fā)明和利用51.1.1信息技術(shù)發(fā)展歷程信息技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段古代信息技術(shù)發(fā)展階段近代信息技術(shù)發(fā)展階段現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展階段61.1.1信息技術(shù)發(fā)展歷程古代信息技術(shù)階段（三次變革）古代信息技術(shù)經(jīng)歷了語言的產(chǎn)生、文字

的發(fā)明和印刷術(shù)的發(fā)明三次重大變革古代信息技術(shù)的特征：以文字記錄為主要信息存儲手段，以書信傳遞為主要信息傳遞形式71.1.1信息技術(shù)發(fā)展歷程近代信息技術(shù)階段（第四次變革）以電為主角的信息傳輸技術(shù)—電信革命有線通信：電波沿著通信線路傳輸無線通信：電波在空間傳播點(diǎn)對點(diǎn)通信開放式通信廣播：1906無線廣播，1933調(diào)頻，1966立體聲電視：1927圓盤，1939黑白，1953彩色81.1.1信息技術(shù)發(fā)展歷程近代信息技術(shù)階段（第四次變革）電通信領(lǐng)域的四大杰出人物美國莫爾斯：有線電報(bào)和莫爾斯電碼（1837年）美國貝爾：電磁式電話（1876年）意大利馬可尼：無線電通信（1895年）英國克拉克：衛(wèi)星通信的設(shè)想（1945年）91.1.1信息技術(shù)發(fā)展歷程現(xiàn)代信息技術(shù)階段（第五次變革）二十世紀(jì)四十年代電子計(jì)算機(jī)在美國誕生，拉開了現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的序幕現(xiàn)代信息技術(shù)以計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、光纖通信、衛(wèi)星通信等為特征，是產(chǎn)生、存儲、轉(zhuǎn)換和加工文字、聲音、圖像等數(shù)字信息的現(xiàn)代高新技術(shù)101.1.2現(xiàn)代信息技術(shù)內(nèi)涵微電子技術(shù)信息

微電子技術(shù)是信息技術(shù)的基礎(chǔ)。微電子技術(shù)的主要成果是大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路芯片，計(jì)算機(jī)的核心中央處理器（CentralProcessingUnit，CPU）就是超大規(guī)模集成電路芯片。

美國英特爾公司是生產(chǎn)CPU芯片的行業(yè)老大：Intel386Pentium4Core2Duo（雙核）Core2Quad（四核）Corei7Corei9111.1.2現(xiàn)代信息技術(shù)內(nèi)涵從數(shù)據(jù)流角度看數(shù)據(jù)獲取技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)（通信技術(shù)）C數(shù)據(jù)處理技術(shù)（計(jì)算機(jī)技術(shù)）C數(shù)據(jù)控制技術(shù)C數(shù)據(jù)存儲技術(shù)信息展示技術(shù)121.1.3計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的誕生Atanasoff-BerryComputer（1941）ENIAC（1946）圖靈（1912-1954）馮·諾依曼（1903-1957）131.1.3計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展史第一代（1946~1958）：電子管計(jì)算機(jī)第二代（1958~1964）：晶體管計(jì)算機(jī)第三代（1964~1971）：集成電路計(jì)算機(jī)第四代（1971年以后）：大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)141.1.3計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展及趨勢超級計(jì)算機(jī)天河一號（2009）1200萬億次/秒天河二號（2013）5.49億億次/秒神威·太湖之光（2016）12.5億億次/秒Summit（美國，2018）18.77億億次/秒151.1.3計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展及趨勢納米計(jì)算機(jī)上世紀(jì)80年代開始迅速發(fā)展的納米技術(shù)，目前已是最為前沿的科學(xué)領(lǐng)域，而且正在逐步地走向成熟。納米計(jì)算機(jī)可以理解為利用納米技術(shù)進(jìn)行研發(fā)創(chuàng)造的計(jì)算機(jī)。該類型的計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)相比，更為堅(jiān)固，且在信號的傳導(dǎo)以及內(nèi)部元件的導(dǎo)電性能都將得到極大的提升。此外，利用納米技術(shù)進(jìn)行內(nèi)存芯片的研發(fā)，其各項(xiàng)性能必然會比現(xiàn)在的芯片高出很多。隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，為納米計(jì)算機(jī)的進(jìn)一步研發(fā)奠定了良好的基礎(chǔ)。161.1.3計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展及趨勢光子計(jì)算機(jī)光子計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理、信息存儲等操作，主要依靠光信號完成。光子計(jì)算機(jī)的特征體現(xiàn)包括，一是鑒于光子不存在電荷，因而不會產(chǎn)生電磁相互作用，可靠性強(qiáng)。二是光子并行性、運(yùn)算能力較強(qiáng)，傳播速度較快，光在長距離內(nèi)傳輸要比電子信號快約100倍，繼而提高了機(jī)器運(yùn)算速度，預(yù)計(jì)，光子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度可能比今天的超級計(jì)算機(jī)快1000到10000倍。三是電磁干擾對光子操作無影響，光子互聯(lián)密度強(qiáng)，存儲容量相對較大。171.1.3計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展及趨勢生物計(jì)算機(jī)生物計(jì)算機(jī)由生物分子構(gòu)成，可以在生化環(huán)境中以分子的形式與外界進(jìn)行信息的交換。生物計(jì)算機(jī)的研發(fā)，會極大地推動醫(yī)學(xué)與仿生學(xué)等項(xiàng)目的發(fā)展。由于生物計(jì)算機(jī)內(nèi)部的芯片使用的材料為蛋白質(zhì)，可以進(jìn)行自我修復(fù)，可靠性強(qiáng)，存儲容量大，運(yùn)算速率高，并行性強(qiáng)，另外蛋白質(zhì)的生物活性，從而能夠跟人體組織結(jié)合在一起，特別是可以同人的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)有機(jī)地連接，使得生物計(jì)算機(jī)可以聽從人的指揮，使其成為人腦的有效延伸。181.1.3計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展及趨勢量子計(jì)算機(jī)量子計(jì)算機(jī)是利用量子相干疊加原理，利用粒子所具有的量子特性進(jìn)行信息處理的一種全新概念的計(jì)算機(jī)，它以處于量子狀態(tài)的粒子（如原子）作為中處理器和內(nèi)存，能存儲和處理量子力學(xué)變量的信息并進(jìn)行量子計(jì)算。量子計(jì)算具有超快的并行計(jì)算和模擬能力，計(jì)算能力隨可操縱的粒子數(shù)呈指數(shù)增長，可為經(jīng)典計(jì)算機(jī)無法解決的大規(guī)模計(jì)算難題提供有效解決方案。191.1.3計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展及趨勢量子計(jì)算機(jī)（2017/05/03，中國）量子計(jì)算機(jī)（2018，美國，IBM）201.1.4信息技術(shù)發(fā)展趨勢一則信息技術(shù)作為一個技術(shù)領(lǐng)域，其關(guān)鍵技術(shù)，如芯片技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等其自身將沿縱深方向不斷發(fā)展。二則信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展加速融合，產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷對信息技術(shù)提出新的需求，二者相互融合，互相促進(jìn)，呈現(xiàn)融合化發(fā)展。信息技術(shù)向縱深化和融合化發(fā)展一則信息技術(shù)發(fā)展初期，信息處理在分散的服務(wù)器上進(jìn)行，而隨著云計(jì)算和虛擬化技術(shù)的快速發(fā)展，信息處理呈現(xiàn)云集化趨勢。二則，云計(jì)算和數(shù)據(jù)中心技術(shù)日趨成熟，不同行業(yè)和企業(yè)紛紛建立自己的云計(jì)算中心和數(shù)據(jù)中心，這又表現(xiàn)為更高層次的信息處理泛在化。信息處理向泛在化和云集化發(fā)展一則隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，人們對信息服務(wù)的需求日益多樣化和個性化，信息技術(shù)的不斷發(fā)展也不斷滿足人們個性化服務(wù)需求。二則，當(dāng)個性化發(fā)展到一定程度，差異性逐漸成為普遍性，信息服務(wù)呈現(xiàn)越來越多的共性特征。信息服務(wù)向個性化和共性化發(fā)展21實(shí)踐題

（1）“上海市高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)資源平臺”的使用①訪問“上海市高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)資源平臺