第1章信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)

1、計(jì)算機(jī)教研室第一章第一章 信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)【教學(xué)目的與要求】 了解信息的概念及特征，掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成，計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、應(yīng)用、分類和發(fā)展趨勢(shì),信息的表示、存儲(chǔ),多媒體的基礎(chǔ)知識(shí)，了解信息安全的基礎(chǔ)知識(shí)。第一章第一章 信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)【教學(xué)重點(diǎn)】 1.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí) 2.信息表示及編碼基礎(chǔ)知識(shí) 3.信息存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)【教學(xué)難點(diǎn)】信息表示及編碼基礎(chǔ)知識(shí) 第一章 信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)信息與信息技術(shù)1計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)2信息表示及編碼知識(shí)3信息存儲(chǔ)的基礎(chǔ)知識(shí)4 4多媒體信息處理15信息安全基礎(chǔ)知識(shí)61.1 信息與信息技術(shù)信息與信息技術(shù)香農(nóng)（香農(nóng)（Shannon）1948年年維納（

2、維納（NWiener）1950年年鐘義信鐘義信信息的主要特征信息的主要特征 社會(huì)性社會(huì)性不滅性不滅性傳載性傳載性共享性共享性時(shí)效性時(shí)效性能動(dòng)性能動(dòng)性信息的分類信息的分類社會(huì)信息與非社會(huì)信息內(nèi)儲(chǔ)信息和外化信息動(dòng)態(tài)信息和靜態(tài)信息記錄信息和無記錄信息信息的分類信息的分類& 語言信息和非語言信息。& 可傳遞的和不作傳遞信息。未知信息和冗余信息。有害信息和無害信息。信息在現(xiàn)代社會(huì)中的作用信息在現(xiàn)代社會(huì)中的作用認(rèn)知作用認(rèn)知作用管理作用管理作用控制作用控制作用交流作用交流作用娛樂作用娛樂作用信息技術(shù)信息技術(shù)(簡稱IT)就是能夠提高或擴(kuò)展人類信息能力的方法和手段的總稱。信息技術(shù)信息技術(shù)&

3、;信息技術(shù)的發(fā)展時(shí)期F古代信息技術(shù)-以人工為主要特征F近代信息技術(shù)-以電信為主要特征F現(xiàn)代信息技術(shù)-以網(wǎng)絡(luò)為主要特征信息技術(shù)的體系信息技術(shù)的體系主體層次主體層次應(yīng)用層次應(yīng)用層次外圍層次外圍層次核心部分核心部分延伸部分延伸部分基礎(chǔ)部分基礎(chǔ)部分信息化社會(huì)的技術(shù)構(gòu)架信息化社會(huì)的技術(shù)構(gòu)架現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)技技術(shù)術(shù)通通信信技技術(shù)術(shù)電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)信信 息息 化化 社社 會(huì)會(huì)信息技術(shù)的特點(diǎn)信息技術(shù)的特點(diǎn)數(shù)字化數(shù)字化中中0011 10100011 0101信息技術(shù)的特點(diǎn)信息技術(shù)的特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化信息技術(shù)的特點(diǎn)信息技術(shù)的特點(diǎn)個(gè)人化個(gè)人化無論何人(who)任何地方（wher

4、e）任何時(shí)候(when)與其他任何人（whom)任何通信（what）信息技術(shù)的特點(diǎn)信息技術(shù)的特點(diǎn)數(shù)字化數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化個(gè)人化個(gè)人化智能化智能化高速化高速化信息技術(shù)的功能信息技術(shù)的功能協(xié)同功能協(xié)同功能醫(yī)生會(huì)診醫(yī)生會(huì)診信息技術(shù)的功能信息技術(shù)的功能增效功能增效功能天氣預(yù)報(bào)天氣預(yù)報(bào)信息技術(shù)的功能信息技術(shù)的功能輔人功能輔人功能開發(fā)功能開發(fā)功能協(xié)同功能協(xié)同功能開發(fā)功能開發(fā)功能增效功能增效功能先導(dǎo)功能先導(dǎo)功能信息技術(shù)的影響（積極影響）信息技術(shù)的影響（積極影響）對(duì)科研的影響對(duì)科研的影響電子郵件、網(wǎng)上交談交流，提高科研工作效率。對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響如金融無紙化交易，促進(jìn)票證及時(shí)傳輸?shù)?。?duì)管理的影響對(duì)管理的

5、影響如虛擬辦公、電子商務(wù)等，加強(qiáng)管理科學(xué)化。信息技術(shù)的影響（積極影響）信息技術(shù)的影響（積極影響）對(duì)教育的影響對(duì)教育的影響電化教學(xué)、輔助教學(xué)、遠(yuǎn)程教育等，促進(jìn)教學(xué)改革對(duì)文化的影響對(duì)文化的影響如電子文化、傳媒文化等。對(duì)生活的影響對(duì)生活的影響如電子購物、電子金融、電子書刊、遠(yuǎn)程醫(yī)療等。信息技術(shù)的影響（積極影響）信息技術(shù)的影響（積極影響）對(duì)科研的影響對(duì)科研的影響對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響對(duì)管理的影響對(duì)管理的影響對(duì)教育的影響對(duì)教育的影響對(duì)文化的影響對(duì)文化的影響對(duì)思維的影響對(duì)思維的影響對(duì)思維的影響對(duì)思維的影響對(duì)政府的影響對(duì)政府的影響信息技術(shù)的影響（負(fù)面影響）信息技術(shù)的影響（負(fù)面影響）信息污染信息污染信息泛濫

6、信息泛濫信息病毒信息病毒信息犯罪信息犯罪信息滲透信息滲透1.2 1.2 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)發(fā)展史發(fā)展史計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展ENIAC1642 Blaise Pascal加法器加法器Charles Babbage1822 差分機(jī)差分機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 時(shí)代時(shí)代第一臺(tái)計(jì)算機(jī)第一臺(tái)計(jì)算機(jī)第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)（ENIAC）計(jì)算機(jī)發(fā)展階段計(jì)算機(jī)發(fā)展階段計(jì)算機(jī)發(fā)展階段計(jì)算機(jī)發(fā)展階段計(jì)算機(jī)發(fā)展階段計(jì)算機(jī)發(fā)展階段 計(jì)算機(jī)發(fā)展階段計(jì)算機(jī)發(fā)展階段計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)巨型化微型化網(wǎng)絡(luò)化智能化多媒體多極化Altair 8800 計(jì)算機(jī)發(fā)展計(jì)算機(jī)發(fā)展微型化微型化計(jì)算機(jī)不再是單一的計(jì)算機(jī)器，而是

7、一種計(jì)算機(jī)不再是單一的計(jì)算機(jī)器，而是一種信息機(jī)器，一種個(gè)人的信息機(jī)器。信息機(jī)器，一種個(gè)人的信息機(jī)器。計(jì)算機(jī)發(fā)展計(jì)算機(jī)發(fā)展巨型化巨型化 運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾百億次運(yùn)算應(yīng)用領(lǐng)域天氣預(yù)報(bào)、地震機(jī)理研究、石油和地質(zhì)勘探，衛(wèi)星圖像處理等大量科學(xué)計(jì)算的高科技領(lǐng)域。實(shí)例1975年世界上第一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)“Cray-I”國防科技大學(xué)研制 “銀河1號(hào)”、 “銀河2號(hào)” 、“銀河3號(hào)”計(jì)算機(jī)發(fā)展計(jì)算機(jī)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化 計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。 使用遠(yuǎn)程資源，共享程序、數(shù)據(jù)和信息資源，網(wǎng)絡(luò)用戶的通訊和合作。 計(jì)算機(jī)發(fā)展計(jì)算機(jī)發(fā)展智能化智能化“總有一天，人類會(huì)造出一些舉止跟人一樣的總有一天，人類會(huì)造出一些舉止跟人

8、一樣的沒有靈魂的機(jī)械沒有靈魂的機(jī)械來來”。 笛卡爾（笛卡爾（1637）第一代機(jī)器人機(jī)械手（1962年出現(xiàn)）第二代機(jī)器人具有“感覺”的機(jī)器人第三代機(jī)器人裝有啟發(fā)式計(jì)算機(jī)的“智能機(jī)器人” 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) 運(yùn)算速度快每秒幾百億次幾千億次計(jì)算精度高可使用足夠多的二進(jìn)制位 數(shù)來獲得所要求的數(shù)據(jù)精度具有邏輯判斷能力這是區(qū)別于其它任 何機(jī)器的一個(gè)特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)存儲(chǔ)容量大提供大容量的存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)自動(dòng)化程度高可以按照人們事先編制好的程序自動(dòng)連續(xù)地進(jìn)行各種操作 計(jì)算機(jī)分類計(jì)算機(jī)分類按規(guī)模按應(yīng)用按工作原理計(jì)算機(jī)可從這些方面分類按工作原理分類按工作原理分類按應(yīng)用分類按應(yīng)用分類計(jì)算機(jī)分

9、類計(jì)算機(jī)分類國外較流行的分法：國外較流行的分法：巨型機(jī)、小巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)、工作站和個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）六大類。我國的分法：我國的分法：巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、單片機(jī)和微型機(jī)六大類計(jì)算機(jī)分類計(jì)算機(jī)分類按規(guī)模劃分計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域科學(xué)計(jì)算(數(shù)值計(jì)算) 計(jì)算機(jī)在處理計(jì)算量大、時(shí)間性強(qiáng)的數(shù)值計(jì)算中尤其表現(xiàn)出巨大威力。傳統(tǒng)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)據(jù)處理(非數(shù)值計(jì)算) 對(duì)大批量的信息進(jìn)行收集、分類、排序、傳送、存儲(chǔ)以及打印報(bào)表和圖形等。在辦公自動(dòng)化、事務(wù)管理和情報(bào)檢索等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。傳統(tǒng)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域過程控制 在生產(chǎn)過程中對(duì)現(xiàn)場數(shù)數(shù)據(jù) 進(jìn)

10、行巡回檢測并由計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制。（工業(yè)自動(dòng)化及現(xiàn)代化的武器系統(tǒng)等）傳統(tǒng)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 利用計(jì)算機(jī)的圖形功能做各種設(shè)計(jì)工作。 計(jì)算機(jī)輔助制造 利用計(jì)算機(jī)管理、控制生產(chǎn)設(shè)備及其操作。 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) 利用多媒體計(jì)算機(jī)的圖、文、聲功能實(shí)施教學(xué)現(xiàn)代領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)輔助測試 計(jì)算機(jī)模擬 現(xiàn)代領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域辦公自動(dòng)化 OA休閑娛樂人工智能 用計(jì)算機(jī)來模擬人的智能，包括：模式識(shí)別、景物分析、自然語言理解和生成、專家系統(tǒng)、博弈、機(jī)器人?，F(xiàn)代領(lǐng)域計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成與工作原理計(jì)

11、算機(jī)系統(tǒng)組成與工作原理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)馮.諾依曼提出 “存儲(chǔ)程序” 方案。1. 采用二進(jìn)制數(shù)的形式表示數(shù)據(jù)和指令。2. 將指令和數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)器中。3. 由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5大部分組成計(jì)算機(jī)。 （控制器控制器輸入輸入設(shè)備設(shè)備輸出輸出設(shè)備設(shè)備數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流地地 址址控制流控制流運(yùn)算器運(yùn)算器計(jì)算機(jī)硬件組成計(jì)算機(jī)硬件組成計(jì)算機(jī)工作原理計(jì)算機(jī)工作原理計(jì)算機(jī)的兩個(gè)基本能力：存儲(chǔ)程序自動(dòng)執(zhí)行程序 計(jì)算機(jī)工作原理計(jì)算機(jī)工作原理計(jì)算機(jī)利用“存儲(chǔ)器”（內(nèi)存）來存放所要執(zhí)行的程序，CPU依次從存儲(chǔ)器中取出程序中的每一條指令，并加以分析和執(zhí)行，直至完成

12、全部指令任務(wù)為止。 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)軟件是微機(jī)的靈魂。應(yīng)用軟件各類系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)裸機(jī)計(jì)算機(jī)軟件？軟件系統(tǒng)的分類軟件系統(tǒng)的分類應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)語言處理系統(tǒng)語言處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應(yīng)用軟件包應(yīng)用軟件包用戶程序用戶程序軟件 系統(tǒng)？信息表示及編碼基礎(chǔ)知識(shí)信息表示及編碼基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)的語言計(jì)算機(jī)的語言 二進(jìn)制基數(shù)：2十進(jìn)制基數(shù)：10 計(jì)算機(jī)的語言計(jì)算機(jī)的語言十進(jìn)制十進(jìn)制 12.341101 2100 310-1 410-2二進(jìn)制二進(jìn)制 101.1每一個(gè)數(shù)位賦予的值，稱為“”，位權(quán)的值等于的若干次。122 021 120 12-1 二進(jìn)制概念二

13、進(jìn)制概念128128瓦瓦3232瓦瓦6464瓦瓦1616瓦瓦8 8瓦瓦4 4瓦瓦1 1瓦瓦2 2瓦瓦信息復(fù)制的精確性運(yùn)算規(guī)則簡單（R(R+1)/2）電子線路制造計(jì)算機(jī)成為可能計(jì)算機(jī)的數(shù)制計(jì)算機(jī)的數(shù)制數(shù) 制基 數(shù)數(shù) 碼二進(jìn)制20 1八進(jìn)制80 1 2 3 4 5 6 7十進(jìn)制100 1 2 3 4 5 6 7 8 9十六進(jìn)制160 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F數(shù)制基權(quán)表示數(shù)碼特點(diǎn)10，10，10，十進(jìn)制數(shù)0910逢十進(jìn)一二進(jìn)制數(shù)0122，2，2，逢二進(jìn)一八進(jìn)制數(shù)0788，8，8，逢八進(jìn)一十六進(jìn)制數(shù)09,AF,af1616，16，16，逢十六進(jìn)一十進(jìn)制：4956= 4

14、10+910 +510+610二進(jìn)制：1011=12+02 +12+12十六進(jìn)制：81AE=816+116 +1016+1416八進(jìn)制：4275=48+28 +78+58計(jì)算機(jī)的數(shù)制計(jì)算機(jī)的數(shù)制十進(jìn)制 二進(jìn)制計(jì)算機(jī)的數(shù)制計(jì)算機(jī)的數(shù)制5922921427232120(59)10=(111011)21101111 1 1 0 1 1余余余余余余 二進(jìn)制 八進(jìn)制 從右向左，每3位一組(不足3位左補(bǔ)0) 八進(jìn)制 二進(jìn)制 用3位二進(jìn)制數(shù)代替每一位八進(jìn)制數(shù)例 (1101001)2=(001,101,001)2=(151)8例 (246)8=(010,100,110)2=(10100110)2000 000

15、1 1010 2011 3100 4101 5110 6111 7計(jì)算機(jī)的數(shù)制計(jì)算機(jī)的數(shù)制 二進(jìn)制 十六進(jìn)制 從右向左，每4位一組(不足4位左補(bǔ)0)計(jì)算機(jī)的數(shù)制計(jì)算機(jī)的數(shù)制例例 (11010101111101)2 =(0011,0101,0111,1101)2 =(357D)160000 00001 10010 20011 30100 40101 50110 60111 71000 81001 91010 A1011 B1100 C1101 D1110 E1111 F十六進(jìn)制 二進(jìn)制 用4位二進(jìn)制數(shù)代替每一位十六進(jìn)制數(shù)計(jì)算機(jī)的數(shù)制計(jì)算機(jī)的數(shù)制例例 (4B9E)16 =(0100,1011,10

16、01,1110)2 =(100101110011110)20000 00001 10010 20011 30100 40101 50110 60111 71000 81001 91010 A1011 B1100 C1101 D1110 E1111 F字符編碼字符編碼碼是美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼。( merican tandard ode for nformation nterchange)包括09十個(gè)數(shù)字，大小寫英文字母及專用符號(hào)等95種可打印字符。1000011 1101111 11011011110000 1110101 11101001100101 11100107 6 5 4 3 2 1國

17、家標(biāo)準(zhǔn)信息交換用漢字編碼。國標(biāo)碼采用的編碼方式。收入6763個(gè)漢字，682個(gè)西文字符、圖符，構(gòu)成 9494 的矩陣。（每一行為“”，每一列為“”：國標(biāo)區(qū)位碼）漢字編碼漢字編碼顯示輸出顯示輸出打印輸出打印輸出機(jī)內(nèi)碼向字形碼轉(zhuǎn)換機(jī)內(nèi)碼向字形碼轉(zhuǎn)換機(jī)內(nèi)碼機(jī)內(nèi)碼輸入碼向機(jī)內(nèi)碼轉(zhuǎn)換輸入碼向機(jī)內(nèi)碼轉(zhuǎn)換字符代碼化（輸入）字符代碼化（輸入）數(shù)字碼數(shù)字碼拼音碼拼音碼字形碼字形碼漢字編碼漢字編碼數(shù)的編碼數(shù)的編碼 計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)都以二進(jìn)制形式表示，這個(gè)二進(jìn)制數(shù)稱作“機(jī)器數(shù)”。 機(jī)器數(shù)相關(guān)因素“范圍”、“符號(hào)”、“小數(shù)點(diǎn)位”數(shù)的編碼數(shù)的編碼機(jī)器數(shù)的范圍：由硬件（CPU中的寄存器）決定。機(jī)器數(shù)的符號(hào)：機(jī)器數(shù)最高位為符號(hào)

18、位。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0符號(hào)位小數(shù)點(diǎn)位數(shù)的編碼數(shù)的編碼l定點(diǎn)數(shù)：小數(shù)點(diǎn)位置不變l浮點(diǎn)數(shù)：用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示階符階碼尾符尾數(shù)1.4 信息存儲(chǔ)的基礎(chǔ)知識(shí)信息存儲(chǔ)的基礎(chǔ)知識(shí)文件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的信息存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)的信息存儲(chǔ)概念概念存放在某種外部存儲(chǔ)介質(zhì)（軟盤、硬盤、光盤）、具有名字的一組相關(guān)信息的有序集合。 由主文件名和擴(kuò)展名兩部分組成，且兩部分之間用圓點(diǎn)“.”分隔，其一般格式是：.擴(kuò)展名計(jì)算機(jī)的信息存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)的信息存儲(chǔ) 所有的磁盤文件都是按磁盤存放的每一磁盤都有一個(gè)惟一的根結(jié)點(diǎn)在根結(jié)點(diǎn)下可存放文件或文件夾（目錄）每個(gè)文件夾（目錄）下可存放文件或文件夾文件是層次結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)的末端多媒體多媒體信息處理信息處理集文字、聲音、圖形、圖象、事像及計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的綜合技術(shù)。多媒體多媒體信息處理信息處理感覺媒體語言、聲音、音樂、圖形、圖象、文字等。表示媒體將感覺媒體數(shù)字化，如語言編碼、文本編碼、數(shù)字編碼表現(xiàn)媒體感覺媒體與計(jì)算機(jī)之間的界面，如鍵盤、打印機(jī)等多媒體多媒體信息處理信息處理存儲(chǔ)媒體磁盤、磁帶、光盤、半導(dǎo)體材料等。傳輸媒體雙絞電纜、同軸電纜、光纖電纜、微波、紅外線等。多媒體多媒體信息處理信息處理集成性集成性交互性交互性數(shù)字化數(shù)字化計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的感覺