計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)_第1章計(jì)算機(jī)文化和信息技術(shù)

1、信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)文化第第1章章1.1.1信息與數(shù)據(jù)信息與數(shù)據(jù)1.1信息與信息技術(shù)信息與信息技術(shù)信息與數(shù)據(jù)的區(qū)別與聯(lián)系：信息與數(shù)據(jù)的區(qū)別與聯(lián)系：信息的符號(hào)化就是數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)是信息的具體表現(xiàn)形式，是信息的載體;而信息是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工得到的結(jié)果,是數(shù)據(jù)抽象出來的邏輯意義。1.1.3 信息社會(huì)信息社會(huì)1.1信息與信息技術(shù)信息與信息技術(shù)信息社會(huì)信息社會(huì):信息經(jīng)濟(jì)為主導(dǎo)經(jīng)濟(jì)，信息技術(shù)為技術(shù)基礎(chǔ)，以信息文化改變?nèi)祟惤逃?、生活和工作方式以及價(jià)值觀念的新興社會(huì)形態(tài)。 物質(zhì)、能源、信息三種資源1.1.4 計(jì)算機(jī)文化的內(nèi)涵計(jì)算機(jī)文化的內(nèi)涵1.1信息與信息技術(shù)信息與信息技術(shù)計(jì)算機(jī)文化計(jì)算機(jī)文化 所謂

2、計(jì)算機(jī)文化就是以計(jì)算機(jī)為核心，集網(wǎng)絡(luò)文化、信息文化、多媒體文化為一體，并對(duì)社會(huì)生活和人類行為產(chǎn)生廣泛、深遠(yuǎn)影響的新型文化。計(jì)算機(jī)文化是人類文化發(fā)展的四個(gè)里程碑之一：語言的產(chǎn)生、文字的使用與印刷術(shù)的發(fā)明。計(jì)算機(jī)文化的真正內(nèi)涵是具有計(jì)算機(jī)信息處理能力。1.2.1計(jì)算機(jī)的起源與發(fā)展計(jì)算機(jī)的起源與發(fā)展1.2計(jì)算機(jī)技術(shù)概述1.計(jì)算機(jī)誕生的理論基礎(chǔ)：1854年，英國(guó)布爾：符號(hào)邏輯的思想；19世紀(jì)中期，英國(guó)數(shù)學(xué)家巴貝奇：通用數(shù)字計(jì)算機(jī)的基本設(shè)計(jì)思想。2、馮諾依曼（VonNeumann）：存儲(chǔ)程序3.埃尼克ENIAC：第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)。圖靈圖靈獎(jiǎng)（計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能）香農(nóng)信息論之父 維納-控制論的創(chuàng)始人

3、1.2.1計(jì)算機(jī)的起源與發(fā)展計(jì)算機(jī)的起源與發(fā)展1.2計(jì)算機(jī)技術(shù)概述年代年代名稱名稱元件元件語言語言應(yīng)用應(yīng)用第一代第一代19461957電子管計(jì)算機(jī)電子管計(jì)算機(jī)電子管電子管 機(jī)器語言機(jī)器語言 匯編語言匯編語言 科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算 第二代第二代19581964晶體管計(jì)算機(jī)晶體管計(jì)算機(jī) 晶體管晶體管 高級(jí)程序高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言設(shè)計(jì)語言 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 第三代第三代19651970集成電路計(jì)算機(jī)集成電路計(jì)算機(jī) 中小規(guī)模中小規(guī)模集成電路集成電路 高級(jí)程序高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言設(shè)計(jì)語言 廣泛應(yīng)用到各廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域個(gè)領(lǐng)域 第四代第四代 1971年現(xiàn)在年現(xiàn)在 集成電路計(jì)算機(jī)集成電路計(jì)算機(jī) 集成電路集成電路 面向?qū)?/p>

4、象的高面向?qū)ο蟮母呒?jí)語言級(jí)語言網(wǎng)絡(luò)時(shí)代網(wǎng)絡(luò)時(shí)代 第五代第五代 未來計(jì)算機(jī)未來計(jì)算機(jī) 光子、量子、光子、量子、DNA等等1.1.3 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì) 信息管理信息管理信息管理是計(jì)算機(jī)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域信息管理是計(jì)算機(jī)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域 科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算 過程控制過程控制又稱實(shí)時(shí)控制，又稱實(shí)時(shí)控制， 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助制造CAM、計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)輔助教育輔助教育CBE、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)CAI 、 計(jì)算機(jī)輔助教計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)管理學(xué)管理CMI 。 人工智能人工智能 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通訊計(jì)算機(jī)

5、網(wǎng)絡(luò)與通訊1. 二進(jìn)制二進(jìn)制B 0 1 1+1=102. 八進(jìn)制八進(jìn)制O 0 1 2 3 4 5 6 7 1+7=10 65+7=743. 十六進(jìn)制十六進(jìn)制H 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 1+F=10 2A+32=5C0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 10 11 100 101 110 111 8 9 A B C D E F1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 11111.3 計(jì)算機(jī)中的信息表示計(jì)算機(jī)中的信息表示1.3.1. 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換數(shù)制及其轉(zhuǎn)換1. 二進(jìn)制二進(jìn)制B、八進(jìn)制、八進(jìn)制O、十六進(jìn)制、十六進(jìn)制H數(shù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)

6、制數(shù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制D數(shù)數(shù)（1111.11）2=123+122+121+120+12-1+12-2=15.75（A10B.8）16=10163+1162+0161+11160+816-1=41227.51.3 計(jì)算機(jī)中的信息表示計(jì)算機(jī)中的信息表示1.3.1. 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換數(shù)制及其轉(zhuǎn)換由上得出，由上得出，100D = 1100100B1.3 計(jì)算機(jī)中的信息表示計(jì)算機(jī)中的信息表示1.3.1. 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換數(shù)制及其轉(zhuǎn)換例如：對(duì)十進(jìn)制例如：對(duì)十進(jìn)制100.25轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制：首先對(duì)轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制：首先對(duì)100進(jìn)行轉(zhuǎn)換進(jìn)行轉(zhuǎn)換2.對(duì)小數(shù)部分對(duì)小數(shù)部分0.125進(jìn)行轉(zhuǎn)換進(jìn)行轉(zhuǎn)換：0.1252=0.25000.25

7、2=0.500.52=11由上得出，0.125D=0.001B。100.125D = 1100100.001B。1.3 計(jì)算機(jī)中的信息表示計(jì)算機(jī)中的信息表示1.3.1. 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換數(shù)制及其轉(zhuǎn)換 11111101.101B = 375.5O例：把二進(jìn)制數(shù)例：把二進(jìn)制數(shù)11111101.101轉(zhuǎn)化為八進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)化為八進(jìn)制數(shù)。1.3 計(jì)算機(jī)中的信息表示計(jì)算機(jī)中的信息表示1.3.1. 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換數(shù)制及其轉(zhuǎn)換二進(jìn)制二進(jìn)制3位分組位分組011111101101轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)3755 10110001.101 B = B1.AH例：將例：將10110001.101B轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十

8、六進(jìn)制數(shù)。1.3 計(jì)算機(jī)中的信息表示計(jì)算機(jī)中的信息表示1.3.1. 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換數(shù)制及其轉(zhuǎn)換二進(jìn)制二進(jìn)制4位分組位分組101100011010轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)B1A1.4.5基本邏輯運(yùn)算基本邏輯運(yùn)算1.4 計(jì)算機(jī)中信息的表示方法計(jì)算機(jī)中信息的表示方法 2基本邏輯運(yùn)算基本邏輯運(yùn)算 “與與”運(yùn)算（運(yùn)算（AND）-邏輯乘邏輯乘 00 = 0 01 = 0 10 = 0 11 = 1 即當(dāng)兩個(gè)參與運(yùn)算的數(shù)中有一個(gè)數(shù)為即當(dāng)兩個(gè)參與運(yùn)算的數(shù)中有一個(gè)數(shù)為0，則運(yùn)算結(jié)果，則運(yùn)算結(jié)果為為0，都為，都為1結(jié)果為結(jié)果為1。1.4.5基本邏輯運(yùn)算基本邏輯運(yùn)算1.4 計(jì)算機(jī)中信息的表示方法計(jì)算機(jī)中信息的

9、表示方法 2基本邏輯運(yùn)算基本邏輯運(yùn)算 “或或”運(yùn)算（運(yùn)算（OR）-邏輯加邏輯加 00 = 0 01 = 1 10 = 1 11 = 1 即當(dāng)兩個(gè)參與運(yùn)算的數(shù)中有一個(gè)數(shù)為即當(dāng)兩個(gè)參與運(yùn)算的數(shù)中有一個(gè)數(shù)為1，則運(yùn)算結(jié)果，則運(yùn)算結(jié)果為為1，都為，都為0結(jié)果為結(jié)果為0。1.4.5基本邏輯運(yùn)算基本邏輯運(yùn)算1.4 計(jì)算機(jī)中信息的表示方法計(jì)算機(jī)中信息的表示方法 3基本邏輯運(yùn)算基本邏輯運(yùn)算 “非非”運(yùn)算（運(yùn)算（NOT） 0 = 1 1 = 0 1.4.5基本邏輯運(yùn)算基本邏輯運(yùn)算1.4 計(jì)算機(jī)中信息的表示方法計(jì)算機(jī)中信息的表示方法 4基本邏輯運(yùn)算基本邏輯運(yùn)算 “異或異或”運(yùn)算（運(yùn)算（XOR） “異或異或”運(yùn)算用

10、符號(hào)運(yùn)算用符號(hào)“”“”來表示。其運(yùn)算規(guī)則如來表示。其運(yùn)算規(guī)則如下：下： 00 = 0 01 = 1 10 = 1 11 = 0 即當(dāng)兩個(gè)參與運(yùn)算的數(shù)取值相異時(shí)，運(yùn)算結(jié)果為即當(dāng)兩個(gè)參與運(yùn)算的數(shù)取值相異時(shí)，運(yùn)算結(jié)果為1，否則為否則為0。1.4.6字符的編碼字符的編碼1.4 計(jì)算機(jī)中信息的表示方法計(jì)算機(jī)中信息的表示方法1. 計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的單位計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的單位 1）位（）位（bit）-b 一個(gè)二進(jìn)制位0或1。 2）字節(jié)（）字節(jié)（Byte）-B1B=8bit。1KB=210B=1024B，1MB=220=1024KB，1GB=230B=1024MB1TB=240=1024GB 3）字（）字（Word）

11、 64位位-8個(gè)個(gè)字節(jié)字節(jié) ： 計(jì)算機(jī)一次所能處理的實(shí)際位數(shù)長(zhǎng)度計(jì)算機(jī)一次所能處理的實(shí)際位數(shù)長(zhǎng)度字長(zhǎng)是衡量計(jì)算精度和速度性能的一個(gè)重要指標(biāo)。字長(zhǎng)是衡量計(jì)算精度和速度性能的一個(gè)重要指標(biāo)。 1.4.6字符的編碼字符的編碼1.4 計(jì)算機(jī)中信息的表示方法計(jì)算機(jī)中信息的表示方法 ASCII碼碼-美國(guó)信息交換用標(biāo)準(zhǔn)代碼美國(guó)信息交換用標(biāo)準(zhǔn)代碼 8位一個(gè)位一個(gè)1個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)只占用了個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)只占用了7位，最位，最高位恒為高位恒為0?？梢员硎尽？梢员硎?7128種字符。當(dāng)編碼最高種字符。當(dāng)編碼最高位為位為0時(shí)，稱為基本時(shí)，稱為基本ASCII碼，碼，當(dāng)最高位為當(dāng)最高位為1時(shí)，形成擴(kuò)充的時(shí)，形成擴(kuò)充的AS

12、CII碼，它表示范碼，它表示范圍為圍為128255，可表示，可表示128種字符。種字符。A01000001B65Da97D“A”a”1.ASC2.漢漢字字編編碼碼3.BCD碼碼1.4 計(jì)算機(jī)中信息的表示方法計(jì)算機(jī)中信息的表示方法 漢字信息交換碼（國(guó)標(biāo)碼）漢字信息交換碼（國(guó)標(biāo)碼） GB2312-6 763個(gè)常用漢字和個(gè)常用漢字和683個(gè)非常用漢個(gè)非常用漢字字符，字字符，2個(gè)字節(jié)。個(gè)字節(jié)。1.ASC2.漢漢字字編編碼碼3.BCD碼碼漢字機(jī)內(nèi)碼漢字機(jī)內(nèi)碼 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部處理漢字信息。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部處理漢字信息。兩個(gè)字節(jié)的最高位一律由兩個(gè)字節(jié)的最高位一律由“0”變成變成“1”，其余，其余7位位不變。不

13、變。 漢字輸入碼（外碼）漢字輸入碼（外碼） 漢字通過鍵盤漢字通過鍵盤 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)拼音類輸入碼、字形類輸入碼和音形結(jié)合輸入碼。拼音類輸入碼、字形類輸入碼和音形結(jié)合輸入碼。輸入法不同輸入法不同-機(jī)內(nèi)碼相同。機(jī)內(nèi)碼相同。 1.ASC2.漢漢字字編編碼碼3.BCD碼碼 漢字字形碼漢字字形碼點(diǎn)陣碼點(diǎn)陣碼-用于漢字的顯示和打印。用于漢字的顯示和打印。 點(diǎn)陣方式：點(diǎn)陣方式：1616點(diǎn)陣（點(diǎn)陣（1616/832）矢量碼矢量碼-不失真。不失真。TrueType字庫(kù)1.ASC2.漢漢字字編編碼碼3.BCD碼碼十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)2398421編碼編碼001000111001最高位：“0”表示正，“1”表示負(fù)。1.4

14、.1計(jì)算機(jī)的工作原理計(jì)算機(jī)的工作原理計(jì)算機(jī)所要執(zhí)行的基本操作命令就是指令。計(jì)算機(jī)所要執(zhí)行的基本操作命令就是指令。是一種采用二進(jìn)制表示的命令語言。是一種采用二進(jìn)制表示的命令語言。操作碼操作數(shù)1011 1000 0000 0001 0000 0000 0000 01010000 0001 0000 0000 1.2.2 計(jì)算機(jī)的工作原理計(jì)算機(jī)的工作原理控制器對(duì)各個(gè)部件的控制都是通過指令實(shí)現(xiàn)的?？刂破鲗?duì)各個(gè)部件的控制都是通過指令實(shí)現(xiàn)的。取指令分析指令執(zhí)行指令形成下一條指令地址1.4.1計(jì)算機(jī)的工作原理計(jì)算機(jī)的工作原理 編寫相應(yīng)的程序編寫相應(yīng)的程序-輸入設(shè)備向控制器發(fā)出輸入信息的請(qǐng)求，輸入設(shè)備向控制器

15、發(fā)出輸入信息的請(qǐng)求，控制器許可控制器許可-程序和程序和 數(shù)據(jù)送到存儲(chǔ)器保存起來數(shù)據(jù)送到存儲(chǔ)器保存起來-控制器的控制協(xié)控制器的控制協(xié)調(diào)下，自動(dòng)地運(yùn)行程序調(diào)下，自動(dòng)地運(yùn)行程序-運(yùn)行結(jié)果存入存儲(chǔ)器運(yùn)行結(jié)果存入存儲(chǔ)器-控制器的控制下控制器的控制下輸出設(shè)備把存儲(chǔ)器中的運(yùn)行結(jié)果輸出輸出設(shè)備把存儲(chǔ)器中的運(yùn)行結(jié)果輸出馮馮諾依曼：存儲(chǔ)程序工作原理諾依曼：存儲(chǔ)程序工作原理1.4.1 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)1.4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成光盤（CD-ROMCD-RW、DVD、MO）閃存等等應(yīng)用軟件數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)系統(tǒng)支撐和服務(wù)程序語言處理程序操作系統(tǒng)系統(tǒng)軟件軟件系統(tǒng)PhotoshopAdobeOffic

16、eWPSOfficeMicrosoft1.4.2 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)高級(jí)語言程序高級(jí)語言程序各種應(yīng)用軟件各種應(yīng)用軟件用戶用戶Windows 95 / 98 Windows NTUNIX OS / 2 LINUX FoxPro Access SQR ServerBASIC、Pascal、C C+、Java、Visual Basic語言處理程序語言處理程序機(jī)器語言機(jī)器語言匯編語言匯編語言高級(jí)語言高級(jí)語言1.2.3 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)1011 1000 0000 0001 0000 0000 0000 01010000 0001 0000 00

17、00 x=1 x=x+1mov ax, 1 add ax, 1計(jì)算計(jì)算1+1=? 編編譯譯程程序序1、指令、指令 計(jì)算機(jī)執(zhí)行某種操作的命令計(jì)算機(jī)執(zhí)行某種操作的命令,二進(jìn)制數(shù)碼組成二進(jìn)制數(shù)碼組成 1011 1000 0000 00012、算法：解決問題的具體過程，方法。、算法：解決問題的具體過程，方法。 有窮性有窮性 確定性確定性 可行性可行性3.程序：解決問題的一個(gè)指令序列程序：解決問題的一個(gè)指令序列4.軟件：程序軟件：程序+數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)+文檔文檔 1.4.2 程序設(shè)計(jì)語言程序設(shè)計(jì)語言操作碼操作數(shù)1. 運(yùn)算速度運(yùn)算速度2. 主頻主頻3. 字長(zhǎng)字長(zhǎng)運(yùn)算速度運(yùn)算速度 單位時(shí)間內(nèi)執(zhí)行的計(jì)算機(jī)指令數(shù)。單位有MIPS（MillionInstructionsPerSecond，每秒百萬條指令）和BIPS（BillionInstructionsPerSecond，每秒10億條指令）。4.內(nèi)核內(nèi)核5.內(nèi)存容量?jī)?nèi)存容量1. 運(yùn)算速度運(yùn)算速度2. 主頻主頻3. 字長(zhǎng)字長(zhǎng)主頻主頻 即時(shí)鐘頻率，是指計(jì)算機(jī)CPU在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)，它在很大程度上決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，主頻的單位是赫茲（Hz）。4.內(nèi)核內(nèi)核5.內(nèi)存容量?jī)?nèi)存容量1. 運(yùn)算速度運(yùn)算速度2. 主頻主頻3. 字長(zhǎng)字長(zhǎng)字長(zhǎng)字長(zhǎng) 是指計(jì)算機(jī)的運(yùn)算部件能同時(shí)處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，它與計(jì)算機(jī)的功能和用途有很大的關(guān)系。4.內(nèi)核內(nèi)核5.內(nèi)存容量?jī)?nèi)存容量1