一章计算机与信息技术

第一章计算机与信息技术1.1计算机概述1.2信息与信息技术1.3信息化与信息社会1.4信息安全与职业道德1.1..1计算机的的发展历历程1946年2月，世界界上第一一台电子子计算机机在美国国宾夕法法尼亚大大学问世世，取名名为ENIAC，运算速度度为每秒秒5000次，重达达30吨。根据计算算机所使使用的电电子器件件，将计计算机的的发展划划分为四代。第一代（（1946年到20世纪50年代中期期）是电子管计计算机。内存储储器先采采用延迟迟线，后后采用磁磁鼓和磁磁芯，外外存储器器主要使使用磁带带。程序序方面，，用机器器语言和和汇编语语言编写写程序。。其特点点：体积庞大大、运算算速度低低、成成本高、、可靠性性差、内内存容量量小。第二代（（20世纪50年代中期期到20世纪60年代中期期）是晶体管计计算机。主存储储器采用用磁芯，，外存储储器使用用磁带和和磁盘。。软件方方面开始始使用管管理程序序，后期期使用操操作系统统并出现现了FORTRAN、COBOL、ALGOL等一系列列高级程程序设计计语言。。计算机的的运行速速度已提提高到每每秒几十十万次，，体积已已大大减减小，可可靠性和和内存容容量也有有较大的的提高。。1.1..1计算机的的发展历历程第三代（（20世纪60年代中期期到20世纪70年代初期期）是集成电路路计算机机。用半导导体存储储器代替替了磁芯芯存储器器，外存存储器使使用磁盘盘。软件件方面，，操作系系统进一一步完善善，高级级语言数数量增多多，出现现了并行行处理、、多处理理机、虚虚拟存储储系统以以及面向向用户的的应用软软件。计算机的的运行速速度也提提高到每每秒几十十万次到到几百万万次，可可靠性和和存储容容量进一一步提高高，外部部设备种种类繁多多，计算算机和通通信密切切结合起起来。第四代（（20世纪70年代初期期至今））是大规模和和超大规规模集成成电路计计算机。存储器器采用半半导体存存储器，，外存储储器采用用软磁盘盘、硬磁磁盘，并并开始引引入光盘盘、优盘盘。软件件方面，，操作系系统不断断发展和和完善，，同时发发展了数数据库管管理系统统、通信信软件等等。计算机的的运行速速度可达达到每秒秒上千万万次到万万亿次，，计算机机的存储储容量和和可靠性性又有了了很大提提高，功功能更加加完备。。1.1..1计算机的的发展历历程1.1..2计算机的的特点运算速度度快计算精确确度高具有存储储和逻辑辑判断能能力有自动控控制能力力采用二进进制表示示数据1.1..3计算机的的分类按工作原原理分类类电子数字字计算机机(采用数字字技术，，处理离离散量)电子模拟拟计算机机(采用模拟拟技术，，处理连连续量)

按用途分分类通用计算算机专用计算算机按功能分分类巨型机(Supercomputer)小巨型机机(Minisupercomputer)大型主机机(Mainframe))小型机(Minicomputer))工作站(Workstation)个人计算算机(PersonalComputer)1.1..4计算机的的应用科学计算算（数值值计算））例如，人人造卫星星轨迹的的计算，，房屋抗抗震强度度的计算算，火箭箭、宇宙宙飞船的的研究设设计都离离不开计计算机的的精确计计算。数据处理理和信息息管理目前计算算机的信信息管理理应用已已非常普普遍，如如人事管管理、库库存管理理、财务务管理、、图书资资料管理理、商业业数据交交流、情情报检索索、办公公自动化化、车票票预售、、银行存存款取款款等。自动控制制目前计算算机被广广泛用于于操作复复杂的钢钢铁企业业、石油油化工业业、医药药工业等等生产中中。还在在国防和和航空航航天领域域中起决决定性作作用，例例如，无无人驾驶驶飞机、、导弹、、人造卫卫星和宇宇宙飞船船等飞行行器的控控制，都都是靠计计算机实实现的。。计算机辅辅助功能能目前CAD技术已应应于飞机机设计、、船舶设设计、建建筑设计计、机械械设计、、大规模模集成电电路设计计等。人工智能能计算机通通信与网网络应用用1.1..5计算机的的发展趋趋势巨型化微型化网络化智能化多媒体化化1.2..1什么是信信息信息数据：信息的符符号化数据可以以是文字字、数字字、图像像或声音音，是信信息的具具体表示示形式，，是信息息的载体体。信号：数据的电电或光脉脉冲编码码，是各各种实际际通信系系统中适适合信道道传输的的物理量量信号可以以分为模模拟信号号（随时时间而连连续变化化的信号号）和数数字信号号（在时时间上的的一种离离散信号号）。1.2..2什么是信信息技术术信息技术术是用于于获取信信息、传传递信息息、处理理并再生生信息的的一类技技术。至至今人类类历史上上已经发发生了4次信息息技术革革命。第1次信信息革命命是文字字的使用用。第2次信信息革命命是印刷刷术的发发明。第3次信信息革命命是电话话、广播播和电视视的使用用。第4次信信息革命命，这就就是当今今的电子子计算机机与通信信相结合合的信息息技术。。现代信息息技术是是应用信信息科学学的原理理和方法法，有效效地使用用信息资资源的技技术体系系，它以以计算机机技术、、微电子子技术和和通信技技术为特特征。微微电子技技术是信信息技术术的基础础，集成成电路芯芯片是微微电子技技术的结结晶，是是计算机机的核心心；通信信技术的的发展加加快了信信息传递递的速度度和广度度。

1.2..3计算机中中信息的的表示计算机中中的信息息均采用用二进制表示。任任何信息息必须转转换成二二进制编编码后才才能由计计算机进进行处理理、存储储和传输输。二进制数数一种进位位数制，，它具有有下列两两个基本本特性：：(1)二进制数数由0和1两个不同同的数字字符号组组成。(2)逢二进一一。例如，二二进制数数110110可表示成成1×25+1×24+0×23+1×22+1×21+0×20=32++16++4+2=54注：一般般用())角标表示不同同的进制制数。例例如，()2表示二进进制数，，()10表示十进进制数。。也可以以在数字字的后面面，用特特定的字字母表示示该数的的进制。。例如：：B—二进制D—十进制O—八进制H—十六进制制八进制数数(1)八进制数数由8个不同的的数字符符号0、1、、2、3、4、、5、6、7组成。(2)逢八进一一。例如，(126)8=1×82+2×81+6×80=86十六进制制数(1)十六进制制数具有有16个不同的的数字符符号0、1、、2、3、4、、5、6、7、、8、9、A、B、、C、D、E、、F，其中A、B、、C、D、E、、F分别表示示10、11、12、13、14、15。(2)逢十六进进一。例如，(28F)16=2×162+8×161+F×160=655四位二进进制数与与其对应应的十进进制数、、八进制制数、十十六进制制数对照照表见书书中表1-1。八进制数数/十六进制制数“除2取余法””：把被转转换的十十进制数数反复地地除以2，直到商商为0，所得的的余数（（从最后后得到的的余数读读起）就就是这个个数的二二进制表表示。例如(214)10=(11010110)2

21410753261363102222222011010112余数所以，十十进制数数转成八八进制数数就是“除8取余法”，十进制制数转成成十六进进制数就就是“除16取余法”。十进制整整数转成成二进制制整数方法：将二进制制数按权权展开求求和例如，(10110011)2=1×27+0×26+1×25+1×24+0×23+0×22+1×21+1×20=128+32+16+2++1=179非十进制制数转换换成十进进制数的的方法是是，把各各个非十十进制数数按权展展开求和和即可二进制数数转成十十进制数数方法：将将二进制制数从小小数点开开始，整整数部分分从右向向左3位一组，，小数部部分从左左各右3位一组，，不足3位用0补足即可可例如，将将(10111101..1011)2转成八进进制数的的方法如如下示，，结果(275.54)801011110110110027554二进制数数转成八八进制数数方法：将将每一位位八进制制数用相相应的3位二进制制数取代代。例如，将将(467.52)8转换成二二进制数数的方法法如下。。(467.52)8=(100110111.10101)210011011110101046752八进制数数转成二二进制数数(1)二进制数数转成十十六进制制数方法：将将二进制制数从小小数点开开始，整整数部分分从右向向左每4位一组组，小数数部分从从左向右右每4位位一组，，不足4位用0补足，，每组对对应一位位十六制制数。例如，(1010111101000111.101101))2=(AF47.B4)16(2)十六进制制数转成成二进制制数方法：每每一位十十六进制制数用相相应的4位二进进制数取取代。(3DA9..68))16=(0011110110101001..01101000))2=(11110110101001.01101)2二进制与与十六进进制数间间转换ASCII码（主要用用于微型型机和小小型机）即美国信信息交换换标准代代码。国国际上通通用的是是7位版本，，7位版本的的ASCII码有128个元素，，只需用用7个二进制制位（27=128）表示，，基中控控制字符符34个，阿拉拉伯数字字10个，大小小写英文文字母52个，各种种标点符符号和运运算符号号32个。例如如，数字字0的ASCII码为48，大写英英文字母母A的ASCII码为65，空格的的ASCII码为32等。EBCDIC码（主要用用于IBM大型机））西文字符符的另一一种编码码，采用用8位二进制制表示，，共有256种不同的的编码，，可表示示256个字符，，在某些些计算机机中也常常使用西文字符符的编码码国标码机内码汉字的字字形码汉字编码码1.3..1什么是信信息化信息化就是工业业社会向向信息社社会前进进的过程程，即加加快信息息高科技技发展及及其产业业化，提提高信息息技术在在经济和和社会各各领域的的推广应应用水平平并推动动经济和和社会发发展的过过程。信息化建建设的主主要内容容包含三三个层面面和六个个要素。。三个层面面信息基础础设施与与信息资资源的开开发和建建设信息技术术与信息息资源的的应用信息产品品制造业业的不断断发展六个要素素信息基础础设施((信息高高速公路路)、、信息资资源、信信息技术术与应用用、信息息产产业、、信息化法法规与信信息科技技人才1.3..2信息化推推动工业业化信息化和和工业化化是两个个具有本本质差别别又有一一定联系系的概念念，它们们是两个个性质不不同的社社会发展展过程。。工业化化的发展展直接导导致信息息化的出出现，信信息化的的发展必必须借助助于工业业化的手手段；同同时，信信息化主主导着新新时期工工业化的的方向，，使工业业朝着高高效率、、高附加加值的方方向发展展。工业业化是信信息化的的基础，，为信息息化的发发展提供供物资、、能源、、资金、、人才以以及市场场，而只只有用信信息化武武装起来来的自主主和完整整的工业业体系，，才能为为信息化化提供坚坚实的物物质基础础。1.3..3信息化指指标体系系我国信息息产业部部于2001年7月公布了了国家信信息化指指标构成成方案，，作为当当前进行行国家和和地区信信息化水水平量化化分析和和管理的的依据和和手段。。方案共共由20个项目组组成，分分别为：：每千人广广播电视视播出时时间(小时/千人)；人均带宽宽拥有量量(千比特／／人)；人均电话话通话次次数(通话总次次数／人人)；长途光缆缆长度(芯长公里里)；微波占有有信道数数(波道公里里)；卫星站点点数；每百人拥拥有电话话主线数数；每千人有有线电视视台数；；每百万人人互联网网用户数数；每千人拥拥有计算算机数；；每百户拥拥有电视视机数；；网络资源源数据库库总容量量(GB)；；电子商务务交易额额(亿元)；企业信息息技术类类固定投投资占同同期固定定资产投投资的比比重；信息产业业增加值值占GDP比重；信息产业业对GDP增长的直直接贡献献率；信息产业业研究与与开发经经费支出出占全国国研究与与开发经经费支出出总额的的比重；；信息产业业基础设设施建设设投资占占全部基基础设施施建设投投资比重重；每千人中中大学毕毕业生比比重；信息指数数(指个人消消费中除除去衣食食住之外外杂费的的比率，，反映信信息消费费能力)。1.3..3信息化指指标体系系1.4..1信息安全全的概念念信息安全全有两层层含义：：数据（信信息）的的安全数据安全全是指保保证计算算机数据据的机密密性、完完整性和和可用性性。

信息系统统的安全全信息系统统的安全全是指信信息基础础设施安安全、信信息资源源安全和和信息管管理安全，它它涉及计计算机安安全和网网络安全全。计算机安安全是指为数数据处理理系统建建立和采采取的安安全保护护，保护护计算机硬件、、软件和和数据不不因偶然然和恶意意的原因因而遭到到破坏、、更改和和泄露。网络安全全就是网络络上的信信息安全全，是指指网络系系统的硬硬件、软软件及其其系统中的的数据受受到保护护，不会会因偶然然的或者者恶意的的原因而而遭到破破坏、更改改、泄露露，系统统连续可可靠正常常地运行行，网络络服务不不中断。。1.4..2信息安全全技术访问控制制(1)建立、健健全安全全管理制制度和措措施(2)限制对网网络系统统的物理理接触(3)限制对信信息的在在线访问问(4)设置用户户权限数据加密密加密是将将原文信信息进行行伪装处处理，即即使这些些数据被被窃听，，非法用用户得到到的也只只是一堆堆杂乱无无章的垃垃圾数据据。而合合法用户户通过解解密处理理，将这这些数据据还原为为有用信信息。身份验证证数字签名名防火墙1.4..3计算机病病毒及防防治计算机病病毒——是指编制制或者在在计算机机程序中中插入破破坏计算算机功能能或者毁毁坏数据据，影响响计算机机使用，，并能自自我复制制的程序序代码。。计算机中中毒的症症状屏幕显示示异常或或出现异异常提示示。这是是有些病病毒发作作时的症症状。计算机执执行速度度越来越越慢。这这是病毒毒在不断断传播、、复制，，消耗系系统资源源所致。。原来可以以执行的的一些程程序无故故不能执执行了。。病毒破破坏致使使这些程程序无法法正常运运行。计算机系系统出现现异常死死机。病病毒感染染计算机机系统的的一些重重要文件件，导致致死机情情况。文件夹中中无故多多了一些些重复或或奇怪的的文件。。例如Nimda病毒，它它通过网网络传播播，在感感染的计计算机中中会出现现大量扩扩展名为为“.eml”的文件硬盘指示示灯无故故闪亮，，或突然然出现坏坏块和坏坏道，或或不能开开机。存储空间间异常减减少。病病毒在自自我繁殖殖过程中中，产生生出大量量垃圾文文件，占占据磁盘盘空间。。网络速度度变慢或或者出现现一些莫莫名其妙妙的网络络连接。。这说明明系统已已经感染染了病毒毒或特洛洛伊木马马程序，，它们正正通过网网络向外外传播。。电子邮箱箱中有来来路不明明的信件件。这是是电子邮邮件病毒毒的症状状。传染性破坏性隐蔽性潜伏性可触发性性攻击的主主动性病毒的不不可预见见性计算机病病毒的特特性被动传播播途径(1)引进的计计算机系系统和软软件中带带有病毒毒。(2)下载或执执行染有有病毒的的游戏软软件或其其他应用用程序。。(3)非法复制制导致中中毒。(4)计算机生生产、经经营单位位销售的的机器和和软件染染有病毒毒。(5)维修部门门交叉感感染。(6)通过网络络、电子子邮件传传入。主动传播播途径(1)无线射入入：通过过无线电电波把病病毒发射射注入到到被攻击击对象的的电子系系统中。。(2)有线注入入：计算算机大多多是通过过有线线线路联网网，只要要在网络络结点注注入病毒毒，就可可以向网网络内