信息技术基础 课件 6.2 认识信息技术

信息素养与社会责任

6.2认识信息技术信息技术基础—课程资源学习目标1.知识目标1）了解信息技术的基本概念，理解比特和进制。2）了解数值在计算机中的表示。3）了解网络信息安全和计算机病毒的防范。2.技能目标1)能进行比特的基本运算和各种数制的相互转换。2)能进行邮件收发和管理。3)能维护网络信息安全和计算机病毒的防范。3.素养目标1）规范自身网络行为，维护自身信息安全。2）构建积极健康的网络信息环境。3）维护网络信息安全，承担相应的社会责任。任务分析信息技术飞速发展，信息技术日新月异，本案例着重介绍信息技术基础的基本内容，包括信息技术的概念，进制及进制转换，多媒体技术，邮件的收发，网络信息安全的防范。其具体操作可分为2个任务：认识信息技术，注重信息安全。任务1认识信息技术任务说明本任务通过介绍信息技术的发展史和信息技术的概念，学习进制及进制转换和信息在计算机中的表示，并了解多媒体技术，从而认识信息技术。任务1认识信息技术1、了解信息技术的发展史1）信息技术的发展史第一次是语言的使用，语言成为人类进行思想交流和信息传播不可缺少的工具。（时间：后巴别塔时代）第二次是文字的出现和使用，使人类对信息的保存和传播取得重大突破，较大地超越了时间和地域的局限。（时间：铁器时代，约公元前14世纪）第三次是印刷术的发明和使用，使书籍、报刊成为重要的信息储存和传播的媒体。(时间：第六世纪中国随代开始有刻板印刷，至15世纪才进入臻于完善的近代印刷术)第四次是电话、广播、电视的使用，使人类进入利用电磁波传播信息的时代。(时间：19世纪)第五是计算机与互连网的使用，即网际网络的出现。(时间：现代，以1946年电子计算机的问世为标志)第一次信息技术革命是语言的使用。发生在距今约35000年~50000年前。第二次信息技术革命是文字的创造。大约在公元前3500年出现了文字第三次信息技术的革命是印刷的发明。大约在公元1040年，我国开始使用活字印刷技术（欧洲人1451年开始使用印刷技术）第四次信息革命是电报、电话、广播和电视的发明和普及应用。第五次信息技术革命是始于20世纪60年代，其标志是电子计算机的普及应用及计算机与现代通信技术的有机结合。视野拓展超级计算机——神威太湖之光神威·太湖之光超级计算机是由国家并行计算机工程技术研究中心研制，安装在国家超级计算无锡中心的超级计算机。神威·太湖之光超级计算机安装了40960个中国自主研发的申威26010众核处理器，该众核处理器采用64位自主神威指令系统，峰值性能为12.5亿亿次每秒，持续性能为9.3亿亿次每秒，核心工作频率1.5GHz。“神威太湖之光”超级计算机使用中国自主芯片制造的“神威太湖之光”取代“天河二号”登上榜首，中国超算上榜总数量也有史以来首次超过美国名列第一。据国际TOP500组织发布的榜单，“神威太湖之光”的浮点运算速度为每秒9.3亿亿次，不仅速度比第二名“天河二号”快出近两倍，其效率也提高3倍。更重要的是，与“天河二号”使用英特尔芯片不一样，“神威太湖之光”使用的是中国自主知识产权的芯片。“神威太湖之光”由国家并行计算机工程技术研究中心研制，安装在国家超级计算无锡中心。此前，由中国国防科技大学研制的“天河二号”超级计算机已在TOP500榜单上连续六度称雄。任务1认识信息技术1、了解信息技术的发展史2）计算机的发展历程1946年，世界上第一台电子数字积分式计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院诞生，其主要用于炮弹弹道轨迹的计算。根据电子元器件的不同通常计算机发展分为四代。第一代电子管计算机（1946～1957年），体积大、耗电多、运算速度较低、故障率较高而且价格极贵，由于计算机软件尚处于初始发展期，其主要用于科学计算。

第二代晶体管计算机（1958～196年），功耗少、体积小、质量轻、可靠性高，由于出现了通用的算法和语言，操作系统的雏形开始形成。第三代集成电路计算机（1965～1969年），采用中、小规模集成电路制作各种逻辑部件，从而使计算机体积变得更小，质量更轻，功耗更低，运算速度有了更大的提高。程序设计技术方面形成了操作系统、编译系统和应用程序三个独立的系统。第四代大规模集成电路计算机（1970年至今），以大规模和超大规模集成电路作为逻辑元件和存储器，使计算机向着微型化和巨型化两个方向发展。任务1认识信息技术2、认识信息技术1）信息技术概念信息技术（简称IT），是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件，也常被称为信息和通信技术。简单来说，信息技术是指用来扩展人们信息器官功能、协助人们进行信息处理的技术，扩展感觉器官功能的感测（获取）与识别技术，如雷达、卫星遥感；扩展神经系统功能的通信技术，如电话、电视、Internet；扩展大脑功能的计算（处理）与存储技术，如计算机、机器人；扩展效应器官功能的控制与显示技术。任务1认识信息技术2、认识信息技术2)信息的基本单位——比特

比特的定义。比特的英文为“bit”，是binarydigit的缩写，简称“位”，是组成信息的最小单位。一般用小写的字母“b”表示。而稍大些的数字信息的计量单位是“字节”，用大写字母“B”表示，1B包含8bit。其顺序排列如下：b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0其中，每个bi代表一个比特（二进制位），b7是字节的最高位，b0是其最低位。任务1认识信息技术2、认识信息技术2)信息的基本单位——比特

比特的运算。比特基本的逻辑运算有3种：逻辑加（又称“或”运算，用符号“OR”、“”或“+”表示）、逻辑乘（又称“与”运算，用符号“AND”、“”或“•”表示）及取反（又称“非”运算，用符号“NOT”或“-”表示）。它们的运算规则如下：取反运算“0”取反后是“1”，“1”取反后是“0”。两个多位二进制数进行逻辑运算时，按位独立进行，相邻位之间不发生关系。任务1认识信息技术2、认识信息技术2)信息的基本单位——比特

比特的存储使用各种类型的存储器存储二进制信息时，存储容量是一项很重要的性能指标。存储容量使用2的幂次作为单位有助于存储器的设计。千字节（kilobyte，KB），1KB=210B=1024B。兆字节（megabyte，MB），1MB=220B=1024KB。吉字节（gigabyte，GB），1GB=230B=1024MB。太字节（terabyte，TB），1TB=240B=1024GB。任务1认识信息技术3.掌握信息的表示和存储1）二进制数二进制数只有0和1两个基本数字。计算机中的数据均采用二进制表示，二进制数的运算规则如下：

两个多位二进制数的加、减法可以从低位到高位按上述规则进行，但必须考虑进位和借位的处理。任务1认识信息技术3.掌握信息的表示和存储2）进制转换

二进制数转换成十进制数。只需将二进制数的每一位乘上其对应位的权值，再累加起来。例如，(111.011)2=(1×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2+1×2-3)10=(7.375)10。

十进制整数转换成二进制整数。可以采取“除以2逆序取余法”。如将十进制数69转换成二进制计算过程如下：

任务1认识信息技术3.掌握信息的表示和存储2）进制转换

十进制小数转换成二进制小数。可以采取“乘以2顺序取整法”，如将十进制数69转换成二进制计算过程如下：任务1认识信息技术3.掌握信息的表示和存储2）进制转换

其他进制数转换八进制数使用0、1、2、3、4、5、6、7这8个符号，逢八进一。如(365.2)8=(3×82+6×81+5×80+2×8-1)10=(245.25)10。十六进制数使用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F这16个符号，其中A、B、C、D、E、F分别代表十进制的10、11、12、13、14、15，低位逢十六进一。如(F5.4)16=(15×161+5×160+4×16-1)10=(245.25)10。八进制数转换成二进制。把每一个八进制数字改写成等值的3位二进制数，且保持高低位的次序不变。如(16.327)8转换成二进制数：(16.327)8=(001110.011010111)2=(1110.011010111)2。二进制数转换成八进制数。整数部分从低位向高位方向每3位用一个等值的八进制数来替换，最后不足3位时在高位补0凑满3位；小数部分从高位向低位方向每3位用一个等值的八进制数来替换，最后不足3位时在低位补0凑满3位。如(1011101.01)2=(001011101.010)2=(135.2)8。十六进制数转换成二进制数。把每一个十六进制数字改写成等值的4位二进制数即可，且保持高低位的次序不变。如十六进制数(24C.2E)16转换成二进制数：(24C.2E)16=(001001001100.00101110)2=(1001001100.0010111)2。二进制数转换成十六进制数。整数部分从低位向高位方向每4位用一个等值的十六进制数来替换，最后不足4位时在高位补0凑满4位；小数部分从高位向低位方向每4位用一个等值的十六进制数来替换，最后不足4位时在低位补0凑满4位。如(11101.01)2=(00011101.0100)2=(1D.4)16。任务1认识信息技术3.掌握信息的表示和存储3）整数的表示整数不使用小数点，或者说小数点始终隐含在个位数的右面，所以整数又称”定点数”。计算机中的整数分为两类。不带符号的整数：此类整数只表示正整数。8个二进位表示的不带符号的整数的取值范围是0～255（28-1），16个二进位表示的正整数的取值范围是0～65535（216-1）带符号的整数：此类整数既可表示正整数，又可表示负整数。带符号的整数一般用最高位的二进位作为其符号位，“0”表示“+”（正数），“1”表示“–”（负数），其余各位则用来表示数值的大小。如8个二进位表示的带符号整数取值范围是-127～+127（-27+1～+27-1），16个二进位表示的带符号整数，其取值范围是-32767～+32767（-215+1～+215-1）。任务1认识信息技术3.掌握信息的表示和存储4）文本在计算机中的表示文字信息在计算机中称为“文本”，组成文本的基本元素是字符，字符与数值信息一样在计算机中采用二进位编码表示。

西文字符的编码。目前，计算机中使用较普遍的西文字符集和编码是ASCII字符集和ASCII码（Americanstandardcodeforinformationinterchange，美国标准信息交换码）。标准的ASCII码是7位的编码（字节的最高位为0），可以表示128（27）个不同的字符。ASCII码的排列有大小之分：空格<数字<大写字母<小写字母。任务1认识信息技术任务1认识信息技术3.掌握信息的表示和存储4）文本在计算机中的表示

汉字的编码。常用的汉字编码是GB2312汉字编码，1981年，我国颁布了《信息交换用汉字编码字符集基本集》（GB2312-1980），简称国标码，又称汉字交换码。在国标码中，所有的常用汉字和图形符号组成了一个94行94列的矩阵。每一行的行号称为区号，每一列的列号称为位号。区号和位号都由两个十进制数表示，区号编号是01～94，位号编号也是01～94。由区号和位号组成的4位十进制编码称为该汉字的区位码，其中区号在前，位号在后，并且每一个区位码对应唯一的汉字。如汉字”计”的区位码是”2838”，表示汉字”计”位于28区的38位。GB2312-1980的所有字符在计算机中都采用双字节表示，每个字节的最高位都为1，这种最高位都为1的双字节汉字编码称为GB2312-1980汉字的机内码，以区别于西文的ASCII码，如图所示。

国标码、区位码和机内码相互之间的转换如下：国标码=区位码（十六进制）+2020H，汉字机内码=国标码（十六进制）+8080H。任务1认识信息技术4.了解多媒体技术 1）数字图像计算机的数字图像按其生成方法可以分成两类：一类是从现实世界中通过扫描仪、数码照相机等设备获取的图像，称为取样图像、点阵图像或位图图像（简称图像）；另一类是使用计算机合成或制作的图像，称为矢量图像（简称图形）。

图像。一幅取样图像由M（行）×N（列）个取样点组成，每个取样点是组成取样图像的基本单位，称为像素（简称pix）。图像在计算机中的表示方法是，单色图像用一个矩阵来表示；彩色图像用一组（一般是3个）矩阵来表示，矩阵的行数称为图像的垂直分辨率，列数称为图像的水平分辨率，矩阵的元素是像素颜色分量的亮度值，用整数表示，一般是8～12位。一幅图像的数据量可按下面的公式进行计算（以B为单位）：图像数据量=图像水平分辨率×图像垂直分辨率×像素深度/8。任务1认识信息技术4.了解多媒体技术 1）数字图像

图像。常用图像文件格式

图形。使用计算机合成图像的主要特点：计算机不但能生成实际存在的具体景物的图像，还能生成假象或抽象景物的图形。计算机合成图像主要应用在计算机辅助设计（CAD）和辅助制造（CAM）、作战指挥和军事训练、计算机动画和计算机艺术等领域。图像格式编码类型主要应用开发公司（组织）BMP无损Windows系统应用程序MicrosoftTIF无损桌面出版Aldus、MicrosoftGIF无损InternetCompuServeJPEG大多数为有损Internet、数码照相机等ISO/IECJP2无损/有损医学应用等ISO/IEC任务1认识信息技术4.了解多媒体技术 2）数字声音计算机处理、存储和传输声音的前提是必须将声音信息数字化。声音获取设备包括麦克风和声卡，其中麦克风的作用是将声波转化为电信号，然后由声卡进行数字化，声卡既参与声音的获取，也负责声音的重建，它控制并完成声音的输入与输出，主要包括波形声音的获取与数字化、声音的重建与播放、MIDI声音的输入、MIDI声音的合成与播放等。音频格式编码类型主要应用开发公司（组织）WAV未压缩支持多种采样频率和量化位数，获得广泛支持Microsoft公司FLAC无损压缩高品质数字音乐等Xiph.Org基金会APE无损压缩高品质数字音乐等MatthewT.AshlandM4A无损压缩QuickTime、iTunes、iPoD、RealPlayer等AppleMP3有损压缩Internet、MP3音乐等ISOWMA有损压缩Internet、音乐等MicrosoftAC3有损压缩DVD、数字电视、家庭影院等DolbyAAC有损压缩DVD、数字电视、家庭影院等ISOMPEG-2/MPEG-4常用的数字波形声音类型任务1认识信息技术4.了解多媒体技术3）数字视频视频是指内容随时间变化的一个图像序列，又称活动图像或运动图像。常见的视频有电视和计算机动画，ISO制定的有关数字视频压缩编码的国际标准及主要应用如表：名称图像分辨率主要应用MPEG-1360×288适用于VCD、数码照相机、数字摄像机等H.261360×288或180×144应用于视频通信，如可视电话、会议电视等MPEG-2720×576用途最广，如DVD、卫星电视直播、数字有线电视等MPEG-2高清格式1440×11521920×1152高清晰度电视（highdefinitiontelevision，HDTV）领域MPEG-4ASP分辨率较低的视频格式在低分辨率、低码率领域应用，如监控、IPTV、手机、MP4播放器等MPEG-4AVC多种不同的视频格式已在多个领域应用，如HDTV、蓝光盘、IPTV、XBOX、iPoD、iPhone等任务2了解信息安全任务说明

了解网络安全的需求，网络安全措施、网络安全技术，注意病毒防范，会电子邮件的收发，着重网络信息安全的防范。任务2了解信息安全1.网络安全的需求网络安全就是为防范计算机网络硬件、软件、数据被偶然或蓄意破坏、篡改、窃听、假冒、泄露、非法访问和保护网络系统持续有效工作的措施总和。特点如下：1）保密性。信息不能泄露给未经授权的用户、实体或过程，或供其利用。2）完整性。数据未经授权不能改变，即信息在存储传输过程中不被修改、破坏或丢失。3）可用性。可以被授权的实体访问并按需求使用，即已授权用户需要时能存取必要的信息。4）可控性。对信息的传播和传播的内容具有控制能力。5）真实性。验证某个通信参与者的身份与其所申明的一致，确保该通信参与者不是冒名顶替。6）不可否认性。防止通信参与者事后否认参与通信。其中，保密性、完整性和可用性为信息安全的三大基本属性。任务2了解信息安全2.信息安全威胁的手段信息安全是一个不容忽视的国家安全战略，任何国家的政府、相关部门及各行各业都必须十分重视这一问题。各国的信息网络已经成为全球网络的一部分，任何一点上的信息安全事故都可能威胁到本国或他国的信息安全。威胁信息安全的因素是多种多样的,从现实来看,主要有以下几种情况。被动攻击:通过偷听和监视来获得存储和传输的信息。主动攻击:修改信息、创建假信息。重现:捕获网上的一个数据单元，然后重新传输来产生一个非授权的效果。修改:修改原有信息中的合法信息或延迟或重新排序产生一个非授权的效果。破坏:利用网络漏洞破坏网络系统的正常工作和管理。伪装:通过截取授权的信息伪装成已授权的用户进行攻击。