第一章 信息技术与计算机

大学信息技术应用基础人民邮电出版社讲授：第1章 信息技术与计算机1.4 计算思维

1.3 信息化社会与计算机文化

1.2 计算机技术

1.1 信息与信息技术

第1章信息技术与计算机【学习要点】了解信息化的概念、信息化社会及计算机文化、信息技术的发展；计算机的发展史、特点、分类及应用领域。第1章信息技术与计算机主要内容1.1信息与信息技术1.2计算机技术1.3信息化社会与计算机文化1.4计算思维

1.1信息与信息技术

以计算机为核心的现代信息技术正在全方位地向人类社会的各个领域渗透，及其深刻地影响着人们的思维方式、学习方式、工作方式和生活方式。1.1信息与信息技术1.1.1信息的含义信息（Information）既是人类生存的基本条件，也是人类生存的基本需求，它和物质，能量构成了当今人类社会的三大资源。它是一种能够增加社会财富的源泉和造福人类的手段，信息是社会生产力发展的要素之一。信息:是反映一切事物属性及动态的消息、情报、指令、数据和信号中所包含的内容。信息:是人类的一切生存活动和自然存在所传达出来的信号和消息。信息（Information）既是人类生存的基本条件，也是人类生存的基本需求，它和物质，能量构成了当今人类社会的三大资源。它是一种能够增加社会财富的源泉和造福人类的手段，信息是社会生产力发展的要素之一。信息:是反映一切事物属性及动态的消息、情报、指令、数据和信号中所包含的内容。信息:是人类的一切生存活动和自然存在所传达出来的信号和消息。信息代码:

信息本身是看不见摸不着的东西，但它可以用一定的方式表现出来，通常人们把用来表示信息符号的组合叫做信息的代码。计算机中采用二进制代码可以方便地存储、处理和传送信息。1.1.2信息的作用和特征1、信息的作用:信息有为决策提供依据的作用；信息可被用于控制；信息有告知作用。另外信息还有认知、使动、欣赏、学习以及研究等作用。2、信息的特征:①普遍性②不完全性③时效性④共享性⑤依附性1.1.3信息技术信息技术（InformationTechnology，IT）是指在信息的获取、整理、加工、存储、传递和利用过程中所采用的技术和方法。随着科学技术的不断发展，信息技术已进入到现代信息技术阶段。现代信息技术是指产生、存储、转换和加工图像、文字、声音、数据等信息的一切现代高技术的总称，它是以电子技术尤其是微电子技术为基础，以计算机技术（信息处理技术）为核心，以通信技术（信息传递技术）为支柱，以信息技术应用为目的的科学技术群。信息技术主要包括：1.计算机技术2.通信技术3.微电子技术4.传感技术1.1.4信息技术的发展与应用1．信息技术的发展历程第一次信息技术革命：语言的产生第二次信息革命：文字的发明第三次信息革命：造纸术和印刷术的发明第四次信息革命：电报、电话、广播和电视的发明和普及应用第五次信息革命：计算机的普及应用和计算机与通信技术的结合2．信息技术的发展趋势（1）越来越友好的人机界面；（2）越来越个性化的功能设计；（3）越来越高的性能价格比。3．信息技术的应用在当今的社会中，信息技术的应用已遍及我们的工作和生活。20世纪90年代兴起的“信息高速公路”以及Internet的广泛应用，形成了全球化的计算机互联网络，把全世界的计算机和计算机用户连在一起，缩短人与人之间的距离，把世界变成了一个“地球村”。在21世纪这个信息时代，信息技术将在信息资源、信息处理和信息传递方面实现微电子与光电子结合，智能计算与认知科学等结合，其应用领域将更加广泛，将给人类带来全新的工作方式和生活方式。1.2.1计算机的发展

1、近代计算机的发展世界上第一台计算机自1949年问世以来，经过了50多年的发展历程，计算机技术突飞猛进，历经了电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路4个时代的发展。特别是进入20世纪70年代以后，微型计算机的出现为计算机广泛应用开拓了更为广阔的前景。它已渗透到国民经济的各个领域，极大地改变了人们的工作、学习、生活方式，成为信息时代的主要标志。1.2计算机技术1．近代计算机的发展

巴贝基

图灵

冯.诺依曼

2．现代计算机的发展20世纪40年代，电子技术和电子工业的发展为电子计算机的研制提供了物质基础。1946年，美国宾西法尼亚州州立大学莫尔学院的莫奇莱（John.W.Mauchly）教授及其学生埃克特（J.PresperEckertJr.）博士等人研制的电子数值积分计算机（TheElectronicNumericalIntegratorAndComputer，ENIAC）是世界上第一台电子计算机。1946年2月正式交付使用。一般认为，大型电子计算机阶段始于1946年，延续至1981年。3．微机及网络发展阶段

20世纪70年代初，大规模集成电路用于计算机。1971年，第一台微机问世。但微机大范围的普及，并开始部分取代大型机的地位，则始于20世纪80年代初。1981年8月，IBM公司推出个人计算机IBM-PC。20世纪60年代末，鉴于当时的国际背景，美国国防部高级研究计划管理局（AdvancedResearchProjectsAgency，ARPA）建立了名为ARPAnet的计算机网络。该网络起初只连接了美国本国的4台主机，完全用于军事目的。20多年后这个ARPAnet竟成了全球因特网的雏形。

1.2.2计算机的特点

运算速度快

精确度高存储容量大具有逻辑判断能力具有自动控制能力1.2.3计算机的分类

1．按用途的不同来划分按照计算机用途的不同，可以把它分为专用计算机和通用计算机。专用计算机专门用于某种用途，它对于特定用途而言更经济、快速和有效，但适应性差。而通用机适应性较强。2．按规模的不同来划分按照计算机规模的不同，可以把它分为巨型机、大型机、小型机、工作站和微机。

1.2.4计算机的主要应用

科学计算信息管理计算机控制计算机控制计算机辅助系统人工智能信息高速公路电子商务电子政务1.3信息化社会与计算机文化

从20世纪60年代开始的第五次信息技术革命，使人类开始迈入信息化社会。特别是20世纪90年代以来，多媒体和网络技术的普及正在以惊人的速度改变着人们的工作方式和生活方式。信息社会在各个方面都呈现出与工业社会显著不同的特征，一是信息成为重要的战略资源，二是信息产业上升为最重要的产业，三是信息网络成为社会的基础设置。

1.3.1信息化社会

1.3.2计算机文化

（1）计算机技术的发展促进了社会物质财富和精神财富的飞速增长;（2）计算机技术引起了语言的重构与再生;（3）计算机技术引起了人类社会记忆系统的更新;（4）计算机技术引起了人类社会思维概念和推理的改变.总之，计算机已作为一种影响社会发展的明显的特征出现在每个人的面前。计算机技术冲击着人类创造的基础、思维和信息交流，冲击着人类社会的各个领域，改变着人类的观念和社会结构。这些变化中的共同特征就是计算机的介入，这就导致了一种全新的文化模式——计算机文化（ComputerLiteracy），即信息时代的文化的诞生。1.3.3信息素养信息社会是一个“知识爆炸”的社会，也是个“信息爆炸”的社会。据联合国教科文组织的统计，人类近30年来所积累的科学知识占有史以来积累的科学知识总量的90%，而在此之前的几千年中所积累的科学知识只占10%。为了能适应信息社会的经济发展，信息社会所需要的新型人才必须具有很强的信息获取、信息分析和信息加工的能力。计算机与网络技术的发展，使这种能力同当代信息技术结合，成为信息时代的每个公民必须具备的基本素养1.4计算思维1.4.1计算思维概念及特征计算思维就是运用计算机科学的基本概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为，它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。自然科学领域公认有三大科学方法，即理论方法、实验方法与计算方法。有专家指出，与三大科学方法相对应人类认为世界和改造世界就有三种思维，即是理论思维（以数学学科为代表）、实证思维（以物理学科为代表）和计算思维（以计算机学科为代表）。计算思维（ComputationalThinking，CT）是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。它的本质是抽象和自动化。下面的内容是表达计算思维的一些重要概念：计算思维是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道怎样解决的问题。计算思维是一种递归思维，它是并行处理，它采用了抽象和分解来迎接庞杂的任务或者设计巨大复杂的系统。计算思维是基于关注分离的方法（SeparationofConcerns，SOC方法）；它是选择合适的方式对一个问题的相关方面建模使其易于处理。•计算思维能力是形式化描述和抽象思维能力以及逻辑思维方法。1.4.2计算思维的原理计算思维的基本原理：计算思维的原理包括可计算性原理、形理算一体原理和机算设计原理。所谓“可计算性原理”亦即计算的可行性原理。在计算思维领域，最显著的成果就是计算机的设计原理，比如，电子计算机构成就是五个外部设备（计算器、运算器、存储器、输入设备、输出设备）以及运用二进制和存储程序的概念来达到解决问题的目的。计算科学中的三个学科形态分别是：理论、抽象和设计，对应于计算思维和问题求解的三个典型过程：问题表示（如何建立模型）、问题求解（如何设计算法）和效率（如何有效地求解）。1