第1章信息技术基础知识

1、计算机教研室第一章第一章 信息技术基础知识信息技术基础知识【教学目的与要求】 了解信息的概念及特征，掌握计算机系统的组成，计算机的特点、应用、分类和发展趋势,信息的表示、存储,多媒体的基础知识，了解信息安全的基础知识。第一章第一章 信息技术基础知识信息技术基础知识【教学重点】 1.计算机基础知识 2.信息表示及编码基础知识 3.信息存储基础知识【教学难点】信息表示及编码基础知识 第一章 信息技术基础知识信息与信息技术1计算机基础知识2信息表示及编码知识3信息存储的基础知识4 4多媒体信息处理15信息安全基础知识61.1 信息与信息技术信息与信息技术香农（香农（Shannon）1948年年维纳（

2、维纳（NWiener）1950年年钟义信钟义信信息的主要特征信息的主要特征 社会性社会性不灭性不灭性传载性传载性共享性共享性时效性时效性能动性能动性信息的分类信息的分类社会信息与非社会信息内储信息和外化信息动态信息和静态信息记录信息和无记录信息信息的分类信息的分类& 语言信息和非语言信息。& 可传递的和不作传递信息。未知信息和冗余信息。有害信息和无害信息。信息在现代社会中的作用信息在现代社会中的作用认知作用认知作用管理作用管理作用控制作用控制作用交流作用交流作用娱乐作用娱乐作用信息技术信息技术(简称IT)就是能够提高或扩展人类信息能力的方法和手段的总称。信息技术信息技术&

3、;信息技术的发展时期F古代信息技术-以人工为主要特征F近代信息技术-以电信为主要特征F现代信息技术-以网络为主要特征信息技术的体系信息技术的体系主体层次主体层次应用层次应用层次外围层次外围层次核心部分核心部分延伸部分延伸部分基础部分基础部分信息化社会的技术构架信息化社会的技术构架现代网络技术现代网络技术计计算算机机技技术术通通信信技技术术电子技术、光学技术电子技术、光学技术信信 息息 化化 社社 会会信息技术的特点信息技术的特点数字化数字化中中0011 10100011 0101信息技术的特点信息技术的特点网络化网络化信息技术的特点信息技术的特点个人化个人化无论何人(who)任何地方（wher

4、e）任何时候(when)与其他任何人（whom)任何通信（what）信息技术的特点信息技术的特点数字化数字化网络化网络化个人化个人化智能化智能化高速化高速化信息技术的功能信息技术的功能协同功能协同功能医生会诊医生会诊信息技术的功能信息技术的功能增效功能增效功能天气预报天气预报信息技术的功能信息技术的功能辅人功能辅人功能开发功能开发功能协同功能协同功能开发功能开发功能增效功能增效功能先导功能先导功能信息技术的影响（积极影响）信息技术的影响（积极影响）对科研的影响对科研的影响电子邮件、网上交谈交流，提高科研工作效率。对经济的影响对经济的影响如金融无纸化交易，促进票证及时传输等。对管理的影响对管理的

5、影响如虚拟办公、电子商务等，加强管理科学化。信息技术的影响（积极影响）信息技术的影响（积极影响）对教育的影响对教育的影响电化教学、辅助教学、远程教育等，促进教学改革对文化的影响对文化的影响如电子文化、传媒文化等。对生活的影响对生活的影响如电子购物、电子金融、电子书刊、远程医疗等。信息技术的影响（积极影响）信息技术的影响（积极影响）对科研的影响对科研的影响对经济的影响对经济的影响对管理的影响对管理的影响对教育的影响对教育的影响对文化的影响对文化的影响对思维的影响对思维的影响对思维的影响对思维的影响对政府的影响对政府的影响信息技术的影响（负面影响）信息技术的影响（负面影响）信息污染信息污染信息泛滥

6、信息泛滥信息病毒信息病毒信息犯罪信息犯罪信息渗透信息渗透1.2 1.2 计算机基础知识计算机基础知识计算机计算机发展史发展史计算机的发展计算机的发展ENIAC1642 Blaise Pascal加法器加法器Charles Babbage1822 差分机差分机计算机计算机 时代时代第一台计算机第一台计算机第一台电子计算机（ENIAC）计算机发展阶段计算机发展阶段计算机发展阶段计算机发展阶段计算机发展阶段计算机发展阶段 计算机发展阶段计算机发展阶段计算机发展趋势计算机发展趋势巨型化微型化网络化智能化多媒体多极化Altair 8800 计算机发展计算机发展微型化微型化计算机不再是单一的计算机器，而是

7、一种计算机不再是单一的计算机器，而是一种信息机器，一种个人的信息机器。信息机器，一种个人的信息机器。计算机发展计算机发展巨型化巨型化 运算速度可达每秒几百亿次运算应用领域天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计算的高科技领域。实例1975年世界上第一台超级计算机“Cray-I”国防科技大学研制 “银河1号”、 “银河2号” 、“银河3号”计算机发展计算机发展网络化网络化 计算机技术与通信技术结合的产物。 使用远程资源，共享程序、数据和信息资源，网络用户的通讯和合作。 计算机发展计算机发展智能化智能化“总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的总有一天，人类会造出一些举止跟人

8、一样的没有灵魂的机械没有灵魂的机械来来”。 笛卡尔（笛卡尔（1637）第一代机器人机械手（1962年出现）第二代机器人具有“感觉”的机器人第三代机器人装有启发式计算机的“智能机器人” 计算机的特点计算机的特点 运算速度快每秒几百亿次几千亿次计算精度高可使用足够多的二进制位 数来获得所要求的数据精度具有逻辑判断能力这是区别于其它任 何机器的一个特点计算机的特点计算机的特点存储容量大提供大容量的存储器来存储程序和数据自动化程度高可以按照人们事先编制好的程序自动连续地进行各种操作 计算机分类计算机分类按规模按应用按工作原理计算机可从这些方面分类按工作原理分类按工作原理分类按应用分类按应用分类计算机分

9、类计算机分类国外较流行的分法：国外较流行的分法：巨型机、小巨型机、大型机、小型机、工作站和个人计算机（PC）六大类。我国的分法：我国的分法：巨型机、大型机、中型机、小型机、单片机和微型机六大类计算机分类计算机分类按规模划分计算机的应用领域计算机的应用领域科学计算(数值计算) 计算机在处理计算量大、时间性强的数值计算中尤其表现出巨大威力。传统领域计算机的应用领域计算机的应用领域数据处理(非数值计算) 对大批量的信息进行收集、分类、排序、传送、存储以及打印报表和图形等。在办公自动化、事务管理和情报检索等领域应用十分广泛。传统领域计算机的应用领域计算机的应用领域过程控制 在生产过程中对现场数数据 进

10、行巡回检测并由计算机进行自动调节和控制。（工业自动化及现代化的武器系统等）传统领域计算机的应用领域计算机的应用领域计算机辅助系统 计算机辅助设计 利用计算机的图形功能做各种设计工作。 计算机辅助制造 利用计算机管理、控制生产设备及其操作。 计算机辅助教学 利用多媒体计算机的图、文、声功能实施教学现代领域计算机的应用领域计算机的应用领域计算机辅助系统计算机集成制造系统 计算机辅助测试 计算机模拟 现代领域计算机的应用领域计算机的应用领域办公自动化 OA休闲娱乐人工智能 用计算机来模拟人的智能，包括：模式识别、景物分析、自然语言理解和生成、专家系统、博弈、机器人。现代领域计算机系统组成与工作原理计

11、算机系统组成与工作原理计算机系统组成计算机系统组成计算机硬件系统计算机硬件系统冯.诺依曼提出 “存储程序” 方案。1. 采用二进制数的形式表示数据和指令。2. 将指令和数据存放在存储器中。3. 由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备5大部分组成计算机。 （控制器控制器输入输入设备设备输出输出设备设备数据流数据流地地 址址控制流控制流运算器运算器计算机硬件组成计算机硬件组成计算机工作原理计算机工作原理计算机的两个基本能力：存储程序自动执行程序 计算机工作原理计算机工作原理计算机利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序，CPU依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成

12、全部指令任务为止。 计算机软件系统计算机软件系统软件是微机的灵魂。应用软件各类系统软件操作系统裸机计算机软件？软件系统的分类软件系统的分类应用软件应用软件系统软件系统软件操作系统操作系统语言处理系统语言处理系统数据库管理系统数据库管理系统应用软件包应用软件包用户程序用户程序软件 系统？信息表示及编码基础知识信息表示及编码基础知识计算机的语言计算机的语言 二进制基数：2十进制基数：10 计算机的语言计算机的语言十进制十进制 12.341101 2100 310-1 410-2二进制二进制 101.1每一个数位赋予的值，称为“”，位权的值等于的若干次。122 021 120 12-1 二进制概念二

13、进制概念128128瓦瓦3232瓦瓦6464瓦瓦1616瓦瓦8 8瓦瓦4 4瓦瓦1 1瓦瓦2 2瓦瓦信息复制的精确性运算规则简单（R(R+1)/2）电子线路制造计算机成为可能计算机的数制计算机的数制数 制基 数数 码二进制20 1八进制80 1 2 3 4 5 6 7十进制100 1 2 3 4 5 6 7 8 9十六进制160 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F数制基权表示数码特点10，10，10，十进制数0910逢十进一二进制数0122，2，2，逢二进一八进制数0788，8，8，逢八进一十六进制数09,AF,af1616，16，16，逢十六进一十进制：4956= 4

14、10+910 +510+610二进制：1011=12+02 +12+12十六进制：81AE=816+116 +1016+1416八进制：4275=48+28 +78+58计算机的数制计算机的数制十进制 二进制计算机的数制计算机的数制5922921427232120(59)10=(111011)21101111 1 1 0 1 1余余余余余余 二进制 八进制 从右向左，每3位一组(不足3位左补0) 八进制 二进制 用3位二进制数代替每一位八进制数例 (1101001)2=(001,101,001)2=(151)8例 (246)8=(010,100,110)2=(10100110)2000 000

15、1 1010 2011 3100 4101 5110 6111 7计算机的数制计算机的数制 二进制 十六进制 从右向左，每4位一组(不足4位左补0)计算机的数制计算机的数制例例 (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十六进制 二进制 用4位二进制数代替每一位十六进制数计算机的数制计算机的数制例例 (4B9E)16 =(0100,1011,10

16、01,1110)2 =(100101110011110)20000 00001 10010 20011 30100 40101 50110 60111 71000 81001 91010 A1011 B1100 C1101 D1110 E1111 F字符编码字符编码码是美国信息交换标准代码。( merican tandard ode for nformation nterchange)包括09十个数字，大小写英文字母及专用符号等95种可打印字符。1000011 1101111 11011011110000 1110101 11101001100101 11100107 6 5 4 3 2 1国

17、家标准信息交换用汉字编码。国标码采用的编码方式。收入6763个汉字，682个西文字符、图符，构成 9494 的矩阵。（每一行为“”，每一列为“”：国标区位码）汉字编码汉字编码显示输出显示输出打印输出打印输出机内码向字形码转换机内码向字形码转换机内码机内码输入码向机内码转换输入码向机内码转换字符代码化（输入）字符代码化（输入）数字码数字码拼音码拼音码字形码字形码汉字编码汉字编码数的编码数的编码 计算机中的数据都以二进制形式表示，这个二进制数称作“机器数”。 机器数相关因素“范围”、“符号”、“小数点位”数的编码数的编码机器数的范围：由硬件（CPU中的寄存器）决定。机器数的符号：机器数最高位为符号

18、位。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0符号位小数点位数的编码数的编码l定点数：小数点位置不变l浮点数：用科学计数法表示阶符阶码尾符尾数1.4 信息存储的基础知识信息存储的基础知识文件系统计算机的信息存储计算机的信息存储概念概念存放在某种外部存储介质（软盘、硬盘、光盘）、具有名字的一组相关信息的有序集合。 由主文件名和扩展名两部分组成，且两部分之间用圆点“.”分隔，其一般格式是：.扩展名计算机的信息存储计算机的信息存储 所有的磁盘文件都是按磁盘存放的每一磁盘都有一个惟一的根结点在根结点下可存放文件或文件夹（目录）每个文件夹（目录）下可存放文件或文件夹文件是层次结构文件系统的末端多媒体多媒体信息处理信息处理集文字、声音、图形、图象、事像及计算机技术于一体的综合技术。多媒体多媒体信息处理信息处理感觉媒体语言、声音、音乐、图形、图象、文字等。表示媒体将感觉媒体数字化，如语言编码、文本编码、数字编码表现媒体感觉媒体与计算机之间的界面，如键盘、打印机等多媒体多媒体信息处理信息处理存储媒体磁盘、磁带、光盘、半导体材料等。传输媒体双绞电缆、同轴电缆、光纤电缆、微波、红外线等。多媒体多媒体信息处理信息处理集成性集成性交互性交互性数字化数字化计算机领域中的感觉