第1章信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)

大學(xué)信息技術(shù)根底計(jì)算機(jī)教研室第一章信息技術(shù)根底知識(shí)【教學(xué)目的與要求】 了解信息的概念及特征，掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成，計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、運(yùn)用、分類和開展趨勢(shì),信息的表示、存儲(chǔ),多媒體的根底知識(shí)，了解信息平安的根底知識(shí)。第一章信息技術(shù)根底知識(shí)【教學(xué)重點(diǎn)】1.計(jì)算機(jī)根底知識(shí)2.信息表示及編碼根底知識(shí)3.信息存儲(chǔ)根底知識(shí)【教學(xué)難點(diǎn)】 信息表示及編碼根底知識(shí)第一章信息技術(shù)根底知識(shí)信息與信息技術(shù)1計(jì)算機(jī)根底知識(shí)2信息表示及編碼知識(shí)3信息存儲(chǔ)的根底知識(shí)4多媒體信息處置15信息平安根底知識(shí)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(dòng)時(shí)，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(yùn)動(dòng)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(shí)間上的傳送被稱為存儲(chǔ)。信息的主要特征真正意義上的信息離不開社會(huì)。社會(huì)性不滅性傳載性共享性信息不由于被運(yùn)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(shí)間或不同時(shí)間可以共同享用。時(shí)效性能動(dòng)性假設(shè)不能反映事物的最新變化形狀，信息的成效就會(huì)降低。信息的分類按內(nèi)容分社會(huì)信息與非社會(huì)信息按存在方式分內(nèi)儲(chǔ)信息和外化信息按形狀分動(dòng)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(hào)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(jià)值觀念有害信息和無害信息。信息在現(xiàn)代社會(huì)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(jiǎn)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(shí)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(shí)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(yùn)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(chǔ)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(guó)防、科學(xué)研討、文化教育等各個(gè)領(lǐng)域運(yùn)用時(shí)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(huì)的技術(shù)構(gòu)架現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)計(jì)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(huì)信息技術(shù)的特點(diǎn)數(shù)字化中0011101000110101信息技術(shù)的特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)化信息技術(shù)的特點(diǎn)個(gè)人化無論何人(who)任何地方〔where〕任何時(shí)候(when)與其他任何人〔whom)任何通訊〔what〕信息技術(shù)的特點(diǎn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化個(gè)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(huì)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(duì)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(duì)經(jīng)濟(jì)的影響如金融無紙化買賣，促進(jìn)票證及時(shí)傳輸?shù)?。?duì)管理的影響如虛擬辦公、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(duì)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(duì)文化的影響如電子文化、傳媒文化等。對(duì)生活的影響如電子購(gòu)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(duì)科研的影響對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響對(duì)管理的影響對(duì)教育的影響對(duì)文化的影響對(duì)思想的影響對(duì)思想的影響對(duì)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(jì)算機(jī)根底知識(shí)計(jì)算機(jī)開展史計(jì)算機(jī)的開展ENIAC1642BlaisePascal加法器CharlesBabbage1822差分機(jī)計(jì)算機(jī)時(shí)代第一臺(tái)計(jì)算機(jī)第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)〔ENIAC〕18000個(gè)電子管占地170平方米重達(dá)30噸耗電150千瓦保管80個(gè)字節(jié)5000次加/秒價(jià)值40萬美圓第一代：電子管計(jì)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(jì)算代表機(jī)型ENIAC特點(diǎn)體積龐大，運(yùn)算速度低，本錢高計(jì)算機(jī)開展階段第二代：晶體管計(jì)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(jí)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(diǎn)體積小，壽命長(zhǎng)，速度快能耗少，可靠性高計(jì)算機(jī)開展階段第三代：集成電路計(jì)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(jí)算法言語、操作系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算、管理及控制代表機(jī)型IBMSystem/360優(yōu)點(diǎn)體積更小、速度更快、能耗更小、壽命更長(zhǎng)ＳＳＩ

ＭＳＩ計(jì)算機(jī)開展階段第四代：大規(guī)模集成電路計(jì)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(chǔ)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(yùn)用軟件應(yīng)用以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為特征微型計(jì)算機(jī)屬于第四代計(jì)算機(jī)Intel

PENTIUMＬＳＩ

ＶＬＳＩ計(jì)算機(jī)開展階段計(jì)算機(jī)開展趨勢(shì)巨型化

微型化

網(wǎng)絡(luò)化智能化多媒體多極化Altair8800計(jì)算機(jī)開展——微型化計(jì)算機(jī)不再是單一的計(jì)算機(jī)器，而是一種信息機(jī)器，一種個(gè)人的信息機(jī)器。計(jì)算機(jī)開展——巨型化超級(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾百億次運(yùn)算運(yùn)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(jì)算的高科技領(lǐng)域。實(shí)例 1975年世界上第一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)“Cray-I〞 國(guó)防科技大學(xué)研制“銀河1號(hào)〞、“銀河2號(hào)〞、“銀河3號(hào)〞CRAY-Ⅱ銀河Ⅱ計(jì)算機(jī)開展——網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)與通訊技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開展動(dòng)力運(yùn)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(jì)算機(jī)開展——智能化“總有一天，人類會(huì)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(jì)算機(jī)的“智能機(jī)器人〞DeepblueGarryKasparov計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)運(yùn)算速度快——每秒幾百億次幾千億次計(jì)算精度高——可運(yùn)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(gè)特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)存儲(chǔ)容量大——提供大容量的存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)自動(dòng)化程度高——可以按照人們事先編制好的程序自動(dòng)延續(xù)地進(jìn)展各種操作計(jì)算機(jī)分類按規(guī)模按運(yùn)用按任務(wù)原理計(jì)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(jì)算機(jī)和電子模擬計(jì)算機(jī)按運(yùn)用分類分為：通用計(jì)算機(jī)和公用計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)分類國(guó)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(gè)人計(jì)算機(jī)〔PC〕六大類。我國(guó)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(jì)算機(jī)分類按規(guī)模劃分計(jì)算機(jī)的運(yùn)用領(lǐng)域科學(xué)計(jì)算(數(shù)值計(jì)算)計(jì)算機(jī)在處置計(jì)算量大、時(shí)間性強(qiáng)的數(shù)值計(jì)算中尤其表現(xiàn)出宏大威力。傳統(tǒng)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的運(yùn)用領(lǐng)域數(shù)據(jù)處置(非數(shù)值計(jì)算)對(duì)大批量的信息進(jìn)展搜集、分類、排序、傳送、存儲(chǔ)以及打印報(bào)表和圖形等。在辦公自動(dòng)化、事務(wù)管理和情報(bào)檢索等領(lǐng)域運(yùn)用非常廣泛。傳統(tǒng)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的運(yùn)用領(lǐng)域過程控制在消費(fèi)過程中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)展巡回檢測(cè)并由計(jì)算機(jī)進(jìn)展自動(dòng)調(diào)理和控制?！补I(yè)自動(dòng)化及現(xiàn)代化的武器系統(tǒng)等〕傳統(tǒng)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的運(yùn)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)ComputerAidedDesign利用計(jì)算機(jī)的圖形功能做各種設(shè)計(jì)任務(wù)。計(jì)算機(jī)輔助制造ComputerAidedManufacture利用計(jì)算機(jī)管理、控制消費(fèi)設(shè)備及其操作。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)ComputerAssistedInstruction利用多媒體計(jì)算機(jī)的圖、文、聲功能實(shí)施教學(xué)現(xiàn)代領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的運(yùn)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)ComputerIntegratedManufacturingSystem計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試ComputerAidedTest計(jì)算機(jī)模擬ComputerSimulation現(xiàn)代領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的運(yùn)用領(lǐng)域辦公自動(dòng)化OA休閑文娛人工智能用計(jì)算機(jī)來模擬人的智能，包括：方式識(shí)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(jì)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)馮.諾依曼提出“存儲(chǔ)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(chǔ)器中。3.由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5大部分組成計(jì)算機(jī)。

〔外〕存儲(chǔ)器〔內(nèi)〕存儲(chǔ)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(yùn)算器計(jì)算機(jī)硬件組成計(jì)算機(jī)任務(wù)原理計(jì)算機(jī)的兩個(gè)根本才干：存儲(chǔ)程序自動(dòng)執(zhí)行程序

計(jì)算機(jī)任務(wù)原理計(jì)算機(jī)利用“存儲(chǔ)器〞〔內(nèi)存〕來存放所要執(zhí)行的程序，CPU依次從存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng) 軟件是微機(jī)的靈魂。運(yùn)用軟件各類系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)裸機(jī)計(jì)算機(jī)軟件？軟件系統(tǒng)的分類軟件系統(tǒng)運(yùn)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(kù)管理系統(tǒng)運(yùn)用軟件包用戶程序軟件系統(tǒng)？信息表示及編碼根底知識(shí)計(jì)算機(jī)信息表示計(jì)算機(jī)的言語基數(shù)

在一種數(shù)制中，只能運(yùn)用一組固定大數(shù)字符號(hào)表示數(shù)目的大小，這種數(shù)字符號(hào)稱為該數(shù)制的數(shù)碼。每種數(shù)制中數(shù)碼的個(gè)數(shù)稱為基數(shù)。二進(jìn)制基數(shù)：2十進(jìn)制基數(shù)：10計(jì)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(gè)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(yùn)算規(guī)那么簡(jiǎn)單〔R(R+1)/2〕電子線路制造計(jì)算機(jī)成為能夠計(jì)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(jì)算機(jī)常見的數(shù)制數(shù)制基權(quán)表示數(shù)碼特點(diǎn)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(jì)算機(jī)的數(shù)制十進(jìn)制二進(jìn)制計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(guó)信息交換規(guī)范代碼。(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)包括0~9十個(gè)數(shù)字，大小寫英文字母及公用符號(hào)等95種可打印字符。Computer01000011011011110110110101110000011101010111010001100101011100107654321國(guó)標(biāo)碼：國(guó)家規(guī)范信息交換用漢字編碼。國(guó)標(biāo)碼采用雙字節(jié)的編碼方式。國(guó)標(biāo)碼收入6763個(gè)漢字，682個(gè)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(guó)標(biāo)區(qū)位碼〕機(jī)內(nèi)碼1國(guó)標(biāo)碼第一字節(jié)1國(guó)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(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)都以二進(jìn)制方式表示，這個(gè)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(hào)〞、“小數(shù)點(diǎn)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(hào)：機(jī)器數(shù)最高位為符號(hào)位。D7D6D5D4D3D2 D1 D0符號(hào)位小數(shù)點(diǎn)位數(shù)的編碼定點(diǎn)數(shù)：小數(shù)點(diǎn)位置不變浮點(diǎn)數(shù)：用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示階符階碼尾符尾數(shù)1.4信息存儲(chǔ)的根底知識(shí)文件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的信息存儲(chǔ)概念文件：存放在某種外部存儲(chǔ)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(diǎn)“.〞分隔，其普通格式是：<主文件名>[.擴(kuò)展名]計(jì)算機(jī)的信息存儲(chǔ)文件系統(tǒng)的特點(diǎn)一切的磁盤文件都是按磁盤存放的每一磁盤都有一個(gè)獨(dú)一的根結(jié)點(diǎn)在根結(jié)點(diǎn)下可存放文件或文件夾〔目錄〕每個(gè)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(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的綜合