信息与计算机基础知识

2022/11/28第1章信息与计算机基础知识1第1章信息与计算机基础知识第1页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识2内容提要1.1信息技术基本知识1.2计算机概述1.3计算机中信息的表示与编码1.4信息编码1.5计算机系统1.6基于80X86系列的微型计算机1.7计算机的性能指标1.8多媒体技术第2页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识31.1信息技术基本知识1.1.1信息与数据1.1.2计算机和信息技术1.1.3信息技术及其社会作用第3页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识41.1.1信息与数据1.信息（Information）

信息是在自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性。信息的4种形态数据、文本、声音、图像计算机处理信息时必须将现实世界中的信息转换成为计算机能识别的符号，即数据4种形态可以相互转化第4页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识51.1.1信息与数据2.数据（Data）

数据是信息的载体，数值、文字、声音、图像等都是不同形式的数据。

数据经过加工、组织并赋予一定意义后就成为信息。信息与数据的关系：内容与形式的关系信息与数据的区别：数据是信息的表示形式，信息是数据所表示的内容、含义；数据是具体的特理形式，信息是抽象出来的逻辑意义；同样的信息可用多种数据形式来表示，信息不随它的数据形式的不同而改变。第5页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识61.1.2计算机和信息技术信息的处理离不开计算机，信息处理就是用计算机进行数据处理的过程。计算机在信息技术中的作用主要体现在以下方面：（1）运算速度快和精度高，使得计算机能快速、高质量地完成用人工无法完成的数据处理工作。（2）“海量”存储设备的“记忆能力”使得信息存储更为便捷。（3）不断发展的多媒体技术使计算机进入到越来越多的信息技术领域。（4）应用计算机于决策系统，使决策者将信息资源和分析工具相结合，有助于提高决策的科学化。第6页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识71.1.3信息技术及其社会作用信息技术（InformationTechnology，IT）

用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。以计算机技术与网络通讯技术为核心信息和通信技术（InformationandCommunicationsTechnology，ICT）主要包括传感技术、计算机技术和通信技术第7页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识81.2计算机概述1.2.1计算机的起源和发展1.2.2计算机的特点及分类1.2.3计算机的应用领域1.2.4计算机的发展趋势第8页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识91.2.1计算机的起源和发展1、计算机的起源基础理论的研究和先进思想的出现为现代计算机的问世创造了条件19世纪中叶，英国数学家巴贝奇（CharlesBabbage）最先提出了通用数字计算机的基本设计思想；英国数学家布尔（GeorgeBoole）创立了布尔代数，奠定了信息技术的数学基础；信息论的创始人香农（ClaudeElwoodShannon）用布尔代数分析并优化开关电路，奠定了数字电路的理论基础；第9页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识101.2.1计算机的起源和发展1937年，英国数学家图灵（AlanMathisonTuring）提出了著名的“图灵机”模型，证明了通用数字计算机是可以制造出来的。美国计算机协会ACM创立了图灵奖，每年授予在计算机科学领域作出突出贡献的人。1945年，美籍数学家冯·诺依曼（JohnvonNeumann）提出了在计算机内部的存储器中存放程序的概念。冯·诺依曼结构存储程序计算机（通用计算机）计算机之父第10页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识111.2.1计算机的起源和发展1946年，世界上第一台多用途的电子计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorandComputer），电子数字积分和计算机，在美国的宾夕法尼亚大学诞生。第11页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识121.2.1计算机的起源和发展5000次加法/秒体重30吨占地170m218800只电子管1500个继电器功率150KW第12页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识131.2.1计算机的起源和发展2、计算机的发展

根据电子计算机所采用的特理器件的发展，一般把电子计算机的发展分成4个阶段：时代年份器件软件应用一1946-1957电子管机器语言、汇编语言科学计算二1958-1964晶体管高级语言数据处理工业控制三1965-1970中小规模集成电路操作系统、会话式语言社会的各个领域四1971年迄今大规模和超大规模集成电路操作系统日益完善、软件产业高度发达计算机网络第13页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识141.2.1计算机的起源和发展第一代（1946~1957）电子管5千~4万（次/秒）第二代（1958~1963）晶体管几十万~百万（次/秒）第三代（1964~1970）集成电路百万~几百万（次/秒）第四代（1971~90年代）大规模集成电路几百万~几亿（次/秒）第14页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识151.2.1计算机的起源和发展420,000,0002,300晶体管数目4004奔腾410微米芯片第15页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识161.2.1计算机的起源和发展摩尔定律晶体管数单位时间执行的指令数百万条/每秒每18个月芯片能力增长一倍。第16页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识171.2.2计算机的特点及分类1、计算机的特点

（1）运算速度快（2）运算精确度高（3）具有“记忆”和逻辑判断能力（4）通用性强（5）高度自动化(计算机区别于其他工具的本质特点)

另外，还具有可靠性强、可联网等特点电子计算机是一种以高速进行操作、具有内部存储能力、由程序控制操作过程的自动电子装置第17页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识181.2.2计算机的特点及分类2、计算机的分类

计算机可以从不同的角度进行分类：（1）按工作原理分类（2）按使用范围分类计算机电子数字计算机电子模拟计算机数据用离散的数字量表示，精度高、存储量大、通用性强数据用连续的模拟量表示，计算速度快、精度低、通用性差计算机通用计算机专用计算机第18页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识191.2.2计算机的特点及分类（3）按规模分类规模指计算机的主要技术指标，如字长、运算速度、主频、存储容量、输入/输出能力、外部设备配置、软件配置等计算机巨型机（Supercomputer）大型机（Mainframe）小型机（Minicomputer）微型机（Microcomputer）工作站（Workstation）第19页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识201.2.3计算机的应用领域1．计算机在社会各方面的应用工业商业医药政府部门娱乐科研家庭2．计算机的主要应用领域科学计算过程控制数据处理电子商务计算机辅助系统计算机辅助设计（CAD）计算机辅助制造（CAM）计算机辅助教育（CBE）人工智能虚拟现实第20页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识211.2.4计算机的发展趋势1.巨型化发展高速度，大存储容量，强功能的超大型计算机。2.微型化

是以大规模集成电路为基础的计算机微型化。3.网络化

用通信线路及通信设备把个别的计算机连接在一起形成一个复杂的系统就是计算机网络。现今最大的网络是Internet；加入这个网络的计算机已达数亿台。4.智能化是指计算机具有模仿人类较高层次智能活动的能力。第21页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识221.2.4计算机的发展趋势我国计算机技术的发展概况1958年，第一台电子管数字计算机103机1964年，我国自行研制的晶体管计算机问世1971年，制成了以集成电路为主要器件的DJS系列计算机1983年，第一台世型电子计算机“银河Ⅰ”，此后相继研制出性能越来越高的“银河Ⅱ”(1992年)、“银河Ⅲ”和“银河IV”等系列巨型机，再加上其他机构研制的“曙光”系列、“神威”系列巨型计算机，使我国巨型计算机技术在世界高科技领域占有一席之地。

第22页，共24页。2022/11/28第1章信息与计算机基础知识231.2.4计算机的发展趋势2002年，中国科学院计算技术研究所推出了独立研制成功的我国首枚高性能通用CPU“龙芯”1号，2005年4月18日，该所又推出了具有完全自主知识产权的“龙芯”2号处理器，主频为500MHz。“龙芯”的成功问世，标志着我国已经结束了在计算机关键技术领域的“无芯”历史。2008年，中国曙光5000A两百万亿次超级计算机第23页，共24页。内容梗概2022/11/18。2022/11/18。2022/11/18。信息是在自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性。数据、文本、声音、图像。中的信息转换成为计算机能识别的。数据是信息的载体，数值、文字、声音、图像等都是不同形式的数据。信息与数据的关系：内容与形式的关系。数据是具体的特理形式，信息是抽象出来的逻辑意义。同样的信息可用多种数据形式来表示，信息不随它的数据形式的不同而改变。信息的处理离不开计算机，信息处理就是用计算机进行数据处理的过程。计算机在信息技术中的作用主要体现在以下方面：。（2）“海量”存储设备