信息技術(shù)基礎(chǔ)第1章

1、第1章 信息技術(shù)概論 1.1 信息與信息技術(shù)概述 1.2 信息處理裝置的發(fā)展 1.3 計算機問題求解過程 1.4 信息的數(shù)字化1.1信息與信信息技術(shù)術(shù)概述當今社會會被稱為為“信息社會會”，人們越越來越多多地接觸觸和使用用信息，從而使使得信息息與信息息技術(shù)遍遍布生活活的每一一個角落落。隨著著社會的的進步和和發(fā)展，信息量量驟增，信息間間的關(guān)聯(lián)聯(lián)也日益益復雜，人們對對信息的的開發(fā)利利用不斷斷深入，因此對對信息的的處理就就顯得越越來越重重要。而而計算機機的出現(xiàn)現(xiàn)，使得得對大容容量信息息進行高高速處理理成為可可能。為為此，學學習和掌掌握有關(guān)關(guān)信息和和信息技技術(shù)的基基礎(chǔ)知識識，既有有助于我我們更好好地進行

2、行工作、學習和和交流，又有助助于我們們進一步步學習信信息技術(shù)術(shù)打下基基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)（Data）：是一一些未經(jīng)經(jīng)組織的的事實、數(shù)字、文本、圖像等等的符號號集合。數(shù)據(jù)是是客觀的的。1.1.1信息與數(shù)數(shù)據(jù)51.1.1信息與數(shù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的另另一個定定義：指指存儲在在某種媒媒體上可可以鑒別別的符號號資料。這里所說說的符號號，不僅僅指文字字、字母母、數(shù)字字，還包包括了圖圖形、圖圖像、音音頻與視視頻等多多媒體數(shù)數(shù)據(jù)。同一個信信息也可可以用不不同形式式的數(shù)據(jù)據(jù)表示，例如，同樣是是星期日日，英文文用“Sunday”表示。文字形態(tài)的數(shù)據(jù) 記憶形態(tài)的數(shù)據(jù) 聲像形態(tài)的數(shù)據(jù)1.1.1信息與數(shù)數(shù)據(jù)6信息(Information

3、)：廣義地地說，就就是人類類的一切切生存活活動和自自然存在在所傳達達出來的的有意義的信號和和消息。狹義地說說，信息息是從數(shù)數(shù)據(jù)中導導出的知知識，信信息是主主觀的。1.1.1信息與數(shù)數(shù)據(jù)78信息與數(shù)數(shù)據(jù)的區(qū)區(qū)別與聯(lián)聯(lián)系：數(shù)據(jù)是信信息的具具體表現(xiàn)現(xiàn)形式，是信息息的載體體，而信信息是對對數(shù)據(jù)進進行加工工得到的的知識，它可以以影響到到人們的的行為、決策，或?qū)涂陀^事物物的認知知。數(shù)據(jù)是客客觀的，信息是是主觀的的，信息息和數(shù)據(jù)據(jù)在不同同的背景景下可以以相互轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化。1.1.1信息與數(shù)數(shù)據(jù)1.1.2信息技術(shù)術(shù)信息技術(shù)術(shù)IT（InformationTechnology）：一切切與信息息的收集集、存儲儲、處理理

4、、傳輸輸、應用用等有關(guān)關(guān)的各種種技術(shù)現(xiàn)代信息息技術(shù)：在計算算機、通通信、微微電子等等技術(shù)基基礎(chǔ)上發(fā)發(fā)展起來來的信息息技術(shù)現(xiàn)代計算算機技術(shù)術(shù)、通信信技術(shù)信息技術(shù)術(shù)核心:1.1.2信息技術(shù)術(shù)信息技術(shù)術(shù)的發(fā)展展:人類在認認識世界界的過程程中，認認識到信息是構(gòu)成世世界三大大要素（物質(zhì)、能量、信息）之一蘇美爾人楔形文字人類歷經(jīng)經(jīng)信息技技術(shù)革命命語言的使使用文字的使使用甲骨文1.1.2信息技術(shù)術(shù)印刷術(shù)的的發(fā)明雕版印刷活字印刷發(fā)展1.1.2信息技術(shù)術(shù)電報、電電話、廣廣播和電電視的使使用莫爾斯 電報機亞歷山大格拉漢姆貝爾與電話馬可尼無線電發(fā)報機貝爾德最原始的電視機 1.1.2信息技術(shù)術(shù)計算機、現(xiàn)代通通信技術(shù)術(shù)

5、的廣泛泛應用1.1.2信息技術(shù)術(shù)發(fā)展信息技術(shù)的意義信息技術(shù)使全球信息共享成為現(xiàn)實信息技術(shù)改變著整個社會的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，引發(fā)了新的產(chǎn)業(yè)革命 信息產(chǎn)業(yè)的興起必將影響到人們就業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，信息技術(shù)的重大突破，使信息產(chǎn)業(yè)成為世界上最大的產(chǎn)業(yè)。 信息技術(shù)正在改變著人們的工作和生活方式，也使人們的生活方式從工業(yè)社會那種極端的社會化生活，逐步演變?yōu)樾畔⑸鐣木哂袕娏覀€性色彩的個性化生活。 1.1.3信息技術(shù)術(shù)的研究究熱點1、可信計算算（Trusted Computing）一種新的的信息系系統(tǒng)安全全技術(shù)，它把人人類社會會成功的的管理經(jīng)經(jīng)驗用于于計算機機信息系系統(tǒng)和網(wǎng)網(wǎng)絡空間間，以確確保計算算機信息息系統(tǒng)和和網(wǎng)絡空

6、空間的安安全可信信。簡單地講講：軟件件的可信信計算就就是使軟軟件的行為是是可預期期的，就就是保證證軟件沒沒有被篡篡改過?？尚庞嬎闼愕膶崿F(xiàn)現(xiàn)方式：在主板上集集成一塊塊獨立的的硬件芯片片，該芯芯片有密閉的存存儲，外外部不可可訪問，同時有有對應的的密碼模模塊。這這個獨立的芯芯片作為為核心的可可信信任任根，對對整個軟軟件環(huán)境境的信任任從這個個根一級級級擴展展出去。1.1.3信息技術(shù)術(shù)的研究究熱點 2、云計算（CloudComputing）一種由規(guī)規(guī)模經(jīng)濟濟驅(qū)動的的大規(guī)模模分布式式計算模模式，通通過這種種計算模模式，實實現(xiàn)抽象象的、虛虛擬的、可動態(tài)態(tài)擴展、可管理理的計算算、存儲儲、平臺臺和服務務等資源源

7、池，由由互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)按需提提供給外外部用戶戶。通俗地講講：客戶戶端將運算任任務交給給服務器器（云端端），服服務器運運算完畢畢以后再再將運算算結(jié)果交交還給客客戶端，這整個個過程便便叫做云計算。兩個例子子：1.花旗銀行行向IBM云服務，那么花花旗銀行行（客戶端）可以向向云端提交運算算要求，當云端端運算完完畢后可可以通過過網(wǎng)絡交交回給花花旗銀行行?；ㄆ炱煦y行不不需要另另行購買買服務器器來搭建建自己的的運算與與數(shù)據(jù)中中心，節(jié)節(jié)省了費用2.各種云網(wǎng)盤，在正常使用用的時候候?qū)⑽募旁谙嘞鄳募A（客戶端提提交存儲儲任務），在你你察覺不不到的時時候云端端已經(jīng)為為你同步步好數(shù)據(jù)據(jù)（服務器完完成存儲儲），可以以

8、用各種種不同的的終端設設備訪問問自己的文文件了（調(diào)取存儲儲）。Figure4-8A ServerFarm云計算的的有以下下的優(yōu)勢勢節(jié)省費用用。不需要要單獨購購買硬件件，購買買的只是是運算服服務。所所以云計計算的商商業(yè)模式式也通常常被稱為為SAAS（Softwareasa Service，軟件即即服務）；節(jié)省資源源。一個云云計算中中心可以以為多個個用戶進進行運算算，提高高了效率率的同時時也節(jié)省省了硬件件及能源源消耗。輕量化、后臺化化。“把任任務交給給我們，剩下的的只能讓讓您睡覺覺了?！?.1.3信息技術(shù)術(shù)的研究究熱點 3、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)（InternetofThings）就是物物物相連的的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)，是

9、一一個基于于互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)、傳統(tǒng)統(tǒng)電信網(wǎng)網(wǎng)等信息息載體，讓所有有能夠被被獨立尋尋址的普普通物理理對象實實現(xiàn)互連連互通的的網(wǎng)絡。簡而言之之，物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)就是是將現(xiàn)實實世界中中的物體體連到互互聯(lián)網(wǎng)上上，使得得物與物物、人與與物可以以很方便便的互相相溝通。那他們之之間如何何溝通呢呢？物聯(lián)網(wǎng)是是如何運運作的？物聯(lián)網(wǎng)有有什么用用？在公眾場場合物聯(lián)網(wǎng)有有什么用用？在家里物聯(lián)網(wǎng)有有什么用用？在路上物聯(lián)網(wǎng)有有什么用用？辦公室物聯(lián)網(wǎng)有有什么用用？回家路上上唯一的問問題是：物聯(lián)網(wǎng)應應用：倫倫敦奧運運時的智智能垃圾圾桶1.1.3信息技術(shù)術(shù)的研究究熱點 4、綠色計算算（GreenComputing）是指以環(huán)環(huán)保的理理念設計計、

10、使用用計算機機及其相相關(guān)資源源的行為為。一般般認為，綠色計計算機就就是符合合環(huán)保概概念的計計算機主主機和相相關(guān)產(chǎn)品品（含顯顯示器、打印機機等外設設），具具有省電電、低噪噪聲、低低污染、低輻射射、材料料可回收收及符合合人體工工程學特特性的產(chǎn)產(chǎn)品。淘寶網(wǎng)的的低功耗耗服務器器1.1.4信息社會會 信息社會的特征 社會生產(chǎn)方式產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)就業(yè)結(jié)構(gòu)交易方式城市化生活方式 自動化生生產(chǎn)方式式代替了了傳統(tǒng)的的機械化化生產(chǎn)方方式，進進而將人人們從繁繁重的體體力勞動動中解放放出來；剛性生生產(chǎn)方式式到柔性性生產(chǎn)方方式的轉(zhuǎn)變；大規(guī)模集集中型生生產(chǎn)方式式轉(zhuǎn)變?yōu)闉橐?guī)模適適度的分分散型生生產(chǎn)方式式。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)業(yè)和工業(yè)業(yè)生產(chǎn)在在

11、信息社社會將占占據(jù)越來來越小的的比重，信息產(chǎn)產(chǎn)業(yè)將迅迅速發(fā)展展，并成成為全社社會的支支柱產(chǎn)業(yè)業(yè)，其產(chǎn)產(chǎn)值將在在國民經(jīng)經(jīng)濟總產(chǎn)產(chǎn)值中占占絕對優(yōu)優(yōu)勢。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)構(gòu)的變化化必將導導致就業(yè)業(yè)結(jié)構(gòu)的的變化。在信息社會會，將有有大量的的各類勞勞動者轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向信息息產(chǎn)業(yè)，從事信信息產(chǎn)業(yè)業(yè)的人數(shù)數(shù)將占從從業(yè)人數(shù)數(shù)的大多多數(shù)。信息社會會交易方方式出現(xiàn)現(xiàn)了新的的變化。信息技技術(shù)提供了新新的交易易手段，電子商商務將成成為基本本的交易易形態(tài)，它擴大大了市場場的交易易空間。隨著工業(yè)業(yè)社會向向信息社社會的演演進，中中心大城城市的發(fā)發(fā)展速度度減緩，中、小小規(guī)模城城市的發(fā)發(fā)展速度度加快，各種規(guī)規(guī)模和等等級的城城市通過過發(fā)達的的交通

12、網(wǎng)網(wǎng)和通信信網(wǎng)，形形成功能能上相互互補充、地域上上相互滲滲透的城城市群。在高度信信息化的的社會，電話網(wǎng)網(wǎng)、電視視網(wǎng)和計計算機網(wǎng)網(wǎng)絡將形形成一個個智能化化網(wǎng)絡，遍及社社會的各各個角落落，各種家用數(shù)字字化產(chǎn)品品和基于于網(wǎng)絡的的家電將將被廣泛泛使用，無論你你在何時時、何地地，都可可以獲取取文字、聲音和和圖像信信息，可可以控制制家用電電子化設設備。1.1.4信息社會會 信息技術(shù)術(shù)對當今今社會的的影響信息技術(shù)術(shù)已對人類類社會生生活的各各個領(lǐng)域域產(chǎn)生了了廣泛而而深遠的的影響，它推動動了社會會生產(chǎn)力力的變革革，提高高了人類類社會開開發(fā)利用用信息資資源的能能力。信息過度增長長，人們處于一種種信息超超載的狀狀態(tài)

13、。社會信息息流中混雜虛假、迷迷信、暴暴力等信信息。造成了新新的貧富富差距。信息安全全問題。正面影響響負面影響1.2信息處理理裝置的的發(fā)展1.2.1機械式計計算裝置置中國最早早的計算算工具算籌公元600年左右，我國出出現(xiàn)新的的計算工工具算盤17世紀歐洲洲出現(xiàn)對數(shù)計算算尺和機械式計計算器20世紀由于于電器元元件的的發(fā)展，出現(xiàn)了了機電式式計算機機。美國國哈佛大大學的霍華德艾肯在巴貝齊齊著作的的啟發(fā)下下，利用用當時的的電子技技術(shù)，制制成了自自動程序序控制機機算機“馬克1號”（MARK I）19世紀英國國數(shù)學家家巴貝齊(1792-1871)提出通用用計算機機的基本本設計思思想（輸輸入、存存儲、處處理、控

14、控制和輸輸出）。被世人人公認為為是“計計算機之之父”1.2.2圖靈機1945年6月月，馮 諾諾依曼與戈德斯斯坦、勃勃克斯等等人，聯(lián)聯(lián)名發(fā)表表了一篇篇長達101頁頁紙的報報告，即即計算機機史上著著名的“101頁頁報告”。報告明確規(guī)規(guī)定出計計算機的的五大部部件，并并用二進進制替代代十進制制運算。1937年英國數(shù)數(shù)學家圖靈(1912-1954)提出了著著名的“圖靈機”的模型?！拔覀兯故褂玫墓すぞ哂绊戫懼覀儌兊乃季S維方式和和思維習習慣，從從而也將將深刻地地影響著著我們的的思維能能力。”1972年圖靈獎獎獲得者者EdsgerDijkstra艾茲格（EdsgerDijkstra）回顧歷史史，不同同的計

15、算算工具的的發(fā)明與與使用階階段，都都會影響響甚至決決定這個個時期的的文化普普識教育育方向與與趨勢，會約束和限限制這個個時期的的科技創(chuàng)創(chuàng)新與思思維活動動的能力力，會在這個時時期留下下屬于這這個工具具時代的的烙痕與與印記。1.2.3現(xiàn)代計算算機發(fā)展展史什么是計計算機計算機是一種能按照事先存儲的程序，自動、高速進行大量數(shù)值計算和各種信息處理的現(xiàn)代化智能電子裝置。1.2.3現(xiàn)代計算算機發(fā)展展史17468只電子管6000只繼電器7200個二極管70000多電阻器10000多只電容器6000個開關(guān)5000次加法/秒500次乘法/秒100次除法/秒ENIAC標志著電電子計算算機的創(chuàng)創(chuàng)世，人人類社會會從此大大

16、步邁進進了電腦腦時代的的門檻1.2.3現(xiàn)代計算算機發(fā)展展史2.75米高的金屬柜總重量30噸占地170平方米體積90立方米耗電150千瓦耗資約50萬美元電路的焊接點多達50萬個每分鐘可以輸入125張卡片，輸出100張卡片電子管平均每隔7分鐘就 要被燒壞一只1.2.3現(xiàn)代計算算機發(fā)展展史它們體積較大，運算速度5千4萬（次/秒），存儲容量不大，而且價格昂貴。為了解決一個問題，所編制的程序的復雜程度難以表述。這一代計算機主要用于科學計算，只在重要部門或科學研究部門使用。 第一代電于計算機電子管（19461956）英國劍橋大學1949年研制的電子數(shù)據(jù)存儲計算機“埃迪薩克”（EDSAC） 美國于20 世紀

17、50年代生產(chǎn)的IBM 704型采用電子管的第一代電子計算機 磁鼓存儲器 電子管1.2.3現(xiàn)代計算算機發(fā)展展史第二代電子計算機19581964年，它們?nèi)坎捎镁w管作為電子器件，其運算速度幾十萬百萬（次/秒），體積為原來的幾十分之一。在軟件方面開始使用計算機算法語言。這一代計算機不僅用于科學計算，還用于數(shù)據(jù)處理和事務處理及工業(yè)控制。 Bell Labs首顆Transistor的實驗模型 世界上第一臺晶體管計算機TRADICIBM709最后一款電子管計算機 晶體管1.2.3現(xiàn)代計算算機發(fā)展展史第三代電子計算機1965年1970年。中、小規(guī)模集成電路為電子器件（百萬幾百萬次/秒），并且出現(xiàn)操作系統(tǒng)，

18、使計算機的功能越來越強，應用范圍越來越廣。它們不僅用于科學計算，還用于文字處理、企業(yè)管理、自動控制等領(lǐng)域，出現(xiàn)了計算機技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的信息管理系統(tǒng)，可用于生產(chǎn)管理、交通管理、情報檢索等領(lǐng)域。 PDP-8全世界第一臺使用集成電路的計算機集成電路草圖 MOS電路 第一個集成電路1.2.3現(xiàn)代計算算機發(fā)展展史第四代電子計算機1971年以后采用大規(guī)模集成電路（LSI）和超大規(guī)模集成電路（VLSI）為主要電子器件制成的計算機(幾百萬幾億次/秒）具有高集成度、高速度、高性能、大容量和低成本等優(yōu)點。在軟件方面，系統(tǒng)軟件功能完善，應用軟件十分豐富。軟件業(yè)已成為一個重要的產(chǎn)業(yè)。計算機網(wǎng)絡、分布式處理和數(shù)據(jù)

19、庫管理技術(shù)等都得到了進一步的發(fā)展和應用。1.2.4計算機發(fā)發(fā)展的趨趨勢微型化巨型化網(wǎng)絡化智能化ENIAC1.2.4計算機發(fā)發(fā)展的趨趨勢指發(fā)展高速、大存儲量和功能更強大的計算機以滿足尖端科學的需要。巨型化:發(fā)展小、巧、輕、價格低、功能強的微型計算機，以滿足更廣泛的應用領(lǐng)域，如多媒體技術(shù) 。微型化:計算機網(wǎng)絡是計算機技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，是計算機技術(shù)中最重要的一個分支，是信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)設施。網(wǎng)絡化是將各種資源連接在一起，被全體公民所共享。網(wǎng)絡化:1.3計算機問問題求解解過程使用計算算機進行行問題求求解需要要四個階段段分析問題算法設計程序編碼測試算法與程序的的概念算法（Algorithm）是指完

20、完成一個個任務所所需要的的具體步驟驟和方法。也就是是說給定定初始狀狀態(tài)或輸輸入數(shù)據(jù)據(jù)，能夠夠得出所所要求或或期望的的終止狀狀態(tài)或輸輸出數(shù)據(jù)據(jù)。算法/漢諾塔ABCABC/漢諾塔ABC/漢諾塔ABC/漢諾塔ABC/漢諾塔ABC/漢諾塔ABC/漢諾塔ABC/漢諾塔ABC/漢諾塔ABC/漢諾塔ABC/漢諾塔ABC/漢諾塔算法描述述：C語言實現(xiàn)現(xiàn)：幾個算法法的典型型案例：1.排序算法法：我們們用計算算機使用用文件時時要按文文件、時時間，日日期等來來排序；刷論壇壇，看帖帖子需要要排序；就用手機看聯(lián)聯(lián)系人也也要排序序，而這這些數(shù)據(jù)據(jù)在規(guī)模模不同的的時候要要使用不不同的排排序算法。2.查找算法法。很多多排序之

21、之后都是是為了更更快的查查找，比比如搜索索文件，搜索網(wǎng)網(wǎng)頁，搜搜索聯(lián)系系人。但但凡我們們想找的的東西，我們只只需要搜搜一下就就行了，而背后后的“查查找”確確是很復復雜的算算法。幾個算法法的典型型案例：3.圖論算法法。比如地圖路線線搜索，互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)路由算算法，為為了防止止環(huán)路產(chǎn)產(chǎn)生的生生成樹算算法等。這些算算法不但但復雜，而且還還涉及到到很復雜雜的數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)構(gòu)。4.密碼算法法。這是算法領(lǐng)域域最有技技術(shù)含量量也最難難出成果果的領(lǐng)域域了。當當前我們們在網(wǎng)絡絡上、現(xiàn)現(xiàn)實生活活中使用用的各種種和密碼碼有關(guān)的的東西都都涉及到到算法（HASH，MD5，RSA等）。密密碼算法法一旦讓讓人攻破破了，后后果是災災難性

22、的的。設計計優(yōu)良，成熟，經(jīng)過實實際檢驗驗的算法法是需要要經(jīng)過很很多人努努力很多多年才有有可能實實現(xiàn)的。算法與程序的的概念一個“好”的算法法應達到到以下目目標：正確性可讀性健壯性執(zhí)行效率高與與存儲需需求少算法與程序的的概念程序是為為實現(xiàn)特特定目標標或解決決特定問問題，用用計算機機程序設設計語言言編寫的的指令序序列集合合。程序S=1!+2!+3!+20!S=0FORI=1TO20P=1FORJ=1TOIP=P*JNEXTJS=S+PNEXTI?S=,SRETURN程序是計算機解決問題的有限指令序列，是算法的實現(xiàn)。解決不同的問題只需要執(zhí)行不同的程序即可。同時它又具有較好的通用性。算法與程序的的概念計

23、算機問題求解解過程程序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法計算機科科學家沃沃思提出一個公式：1.4信息的數(shù)數(shù)字化計算機最最主要的的功能是是信息處處理。要要使計算算機能處處理信息息，首先先必須將將各類信信息轉(zhuǎn)換換成由二二進制數(shù)數(shù)0和1的組合表表示的代代碼。計計算機要要處理的的數(shù)據(jù)除除了數(shù)值數(shù)據(jù)據(jù)之外，更更多的是是字符、圖像、圖形、聲音等等非數(shù)值值信息所所對應的的非數(shù)值數(shù)數(shù)據(jù)。在計算算機內(nèi)部部，各種種信息都都必須經(jīng)經(jīng)過二進進制編碼碼后才能能被傳送送、存儲儲和處理理。10101010所謂編碼，就是采采用少量量的基本本符號，按照一一定的組組合原則則，表示示大量復復雜多樣樣的信息息。基本符號號的種類類和這些符符號的組合規(guī)則則是

24、一切信信息編碼碼的兩大要素素。在計算機機中，廣廣泛采用用的是只只用“0”和“1”兩個基本本符號組組成的二二進制碼碼。例如：用用26個英文字字母表示示英文詞詞匯，用用10個阿拉伯伯數(shù)碼表表示數(shù)字字1.4.1數(shù)字化編編碼的概概念數(shù)制即進位計計數(shù)制，是指用用統(tǒng)一的的符號規(guī)規(guī)則來表示數(shù)數(shù)值的方方法。如如十進制制、二進進制等。一個r進制數(shù)N可表示如如下：（其中中r為基數(shù)，ai為數(shù)碼，ri為權(quán)。）N=an-1rn-1an-2rn-2a0r0a-1r-1a-mr-m權(quán)=（基）i，其中i為數(shù)碼所在位的編號，從小數(shù)點向左依次為0，1，2，3，；自小數(shù)點向右依次為-1，-2，-3, 。數(shù)碼:用來表示數(shù)值的數(shù)字符號

25、?；鶖?shù)：數(shù)制所允許使用的數(shù)字符號。1.4.2二進制數(shù)數(shù)十進制數(shù)數(shù)有十個個基本數(shù)數(shù)碼0,1,2,3,4,5,6,7,8,9，進位原原則是逢逢10進1，基數(shù)為為10。二進制數(shù)數(shù)有兩個個基本數(shù)數(shù)碼0,1,進位原則則是逢2進1，基數(shù)為為2。在計算機機中，廣廣泛采用用的是只只用“0”和“1”兩個基本本符號組組成的二二進制碼碼。十進制和和二進制制的對應應關(guān)系表表十進制0123456789二進制01101110010111011110001001二進制計算機中為什么要使用二進制數(shù)？實現(xiàn)容易易運算規(guī)則則簡單能方便使使用邏輯輯代數(shù)記憶和傳傳輸可靠靠如開關(guān)的的閉合/斷開二極管的的導通/截止電壓的正正/負脈沖的有有

26、無等可用1表示真，0表示假；進行邏邏輯運算算加法運算法則 11010+0=0 + 11100+1=1+0=1 110111+1=0 減法運算法則 110110-0=1-1=0 - 11101-0=1 11010-1=1乘法運算算法則00=001=10=011=1計算機領(lǐng)領(lǐng)域中更更多的是是使用二二進制、八進制制和十六六進制等等數(shù)制。八進制有有八個基基本數(shù)碼碼0,1,2,3,4,5,6,7，進位原原則是逢逢8進1，基數(shù)為為8。十六進制制有十六六個基本本數(shù)碼0,1,2,3,4,5,6,7,8,9，A,B,C,D,E ,F,進位原則則是逢16進1，基數(shù)為為16。二進制數(shù)0110111001011101

27、1110001001101010111100110111101111八進制數(shù)012345671011121314151617十六進制數(shù)0123456789ABCDEF進制表示示符號B二進制O八進制D十進制(可不寫)H十六進制制1.4.3數(shù)制之間間的轉(zhuǎn)換換1、非十進進制數(shù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為十十進制數(shù)數(shù)方方法：按按權(quán)展開開求和解(1100.11)2= 123+122+021+020+12-1+12-2= 8+4+0+0+0.5+0.25=(12.75)10例（1100.11）2=（）1012.75例（163.24）8 = （ ）10解(163.24)8= 182+681+380+28-1+48-2 = 64

28、+48+3+0.25+0.125 =( )10115.3125115.31252、十進制制數(shù)轉(zhuǎn)換換為非十十進制數(shù)數(shù)方方法：整整數(shù)部分分采用除除基數(shù)取取余法；小數(shù)部分分采用乘乘基數(shù)取取整法。舉例說明: (286.8125)10=( ？ )2解：對于整數(shù)部分：采用除2取余法。（286）10 = （100011110）2也可以使用豎式除法2 286 0 (最低位） 2 143 1 2 71 12 35 12 17 12 8 02 4 0 2 2 02 1 1 (最高位） 0對于小數(shù)部分： 乘2取整0. 81252=1.625 取出整數(shù)1 （最高位）0. 6252=1.25 取出整數(shù)1 0.252=0

29、.5 取出整數(shù)00. 52=1.0 取出整數(shù)1 （最低位）（0.8125）10=（0.1101）2則（286.8125）10= (100011110.1101)2在許多情況下小數(shù)部分不為0，轉(zhuǎn)換次數(shù)為無限，這時可根據(jù)要求的精度，選取適當?shù)奈粩?shù)后，停止轉(zhuǎn)換。 3、二進制制、八進進制、十十六進制制之間轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換二進制數(shù)數(shù)、八進進制數(shù)、十六進進制數(shù)的的基數(shù)有有著整冪冪關(guān)系，23=8,24=16,即2n=R;因此，每每三位二二進制數(shù)數(shù)對應一一位八進進制數(shù)，每四位位二進制制數(shù)對應應一位十十六進制制數(shù)，所所以可以以分別對對應進行行轉(zhuǎn)換。二進制八（十十六）進進制的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換方法如下下：是以小數(shù)數(shù)點為中中心，分分別向

30、前前、后每每三（四四）位一一組，不不足三（四）位位則以“0”補足，再再把每組組二進制制數(shù)轉(zhuǎn)換換為相應應的八（十六）進制數(shù)數(shù)即可。例如：（10110.1001）2=（？）8解： （10110.1001）2 = （010 110.100 100）2 =（26.44）8八（十六六）進制制二進進制只要要把每個個八（十十六）進進制數(shù)碼碼對應的的二進制制數(shù)碼寫寫出來,再去掉首首尾的“0”即可。例如：（3DB.4A）16=（？）2解：（3DB.4A）16=（1111011011.0100101）200111101101101001010小結(jié)：二進制數(shù)在計算機內(nèi)使用是適宜的，但書寫、閱讀不方便，記憶困難。由于

31、十進制數(shù)符合人的日常使用習慣，在使用計算機時，仍然使用十進制數(shù)，由計算機自動轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。八進制數(shù)、十六進制數(shù)常表示常數(shù)或地址。1.4.4計算機中中的常用用編碼在計算機機中只能能識別二二進制數(shù)數(shù)碼信息息，因此此任何形形式的數(shù)數(shù)據(jù)如數(shù)數(shù)字、字字母、漢漢字等信信息進入入計算機機都要用用二進制制數(shù)的特特定編碼碼表示。當然編編碼可以以有多種種方法， 但為為了便于于交換、處理，必須采采用統(tǒng)一一的編碼碼方法。8421BCD碼與十進進制數(shù)的的關(guān)系表表十進制BCD碼十進制BCD碼0000081000100019100120010100001 000030011110001 000140100120001 0

32、01050101130001 001160110140001 010070111150001 0101例如（62.38）10=(? )BCD解：(62.38)10=(01100010.0011 1000)BCD 數(shù)字編碼 BCD（Binary Coded Decimal）編碼 （二十進制編碼/ 8421BCD碼），用四位二進制數(shù)的形式直接表示一位十進制數(shù)。ASCII碼ASCII碼是由美美國國家家標準委委員會制制定的一一種包括括數(shù)字、字母、通用符符號、控控制符號號在內(nèi)的的字符編編碼集，全稱叫叫美國國國家信息息交換標標準代碼碼。ASCII碼是一種種7位二進制制編碼，能表示示27=128種國際上上最

33、通用用的西文文字符。其中包包括四類類最常用用的字符符 ：數(shù)數(shù)字“0”“9”；字母，包括26個大、小小寫的英英文字母母；通用用字符和和控制符符號。 字符編碼 表示文字信息和控制信息的基礎(chǔ)是各種字符，各種字符必須按一定規(guī)則用二進制編碼表示，才能為計算機所識別。常用的字符編碼有ASCII碼、EBCDIC碼和Unicode碼等。ASCII碼是目前前計算機機中，特特別是微微型計算算機中使使用最普普遍的字字符編碼碼集。常常用于輸輸入/輸出設備備，如鍵鍵盤的輸輸入、顯顯示器輸輸出和打打印機輸輸出等。從鍵盤盤輸入字字符信息息時，編編碼電路路將字符符轉(zhuǎn)換成成對應的的ASCII碼輸入計計算機內(nèi)內(nèi)，經(jīng)處處理后，再將

34、ASCII碼表示的的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成對對應的字字符后在在顯示器器和打印印機上輸輸出。EBCDIC代碼。即所謂的的擴展二二十進制交交換碼（ExtendedBinary-CodedDecimalInterchangeCode）。這種種字符編編碼主要要用在IBM公司的計計算機中中，采用用8位二進制制表示，有256個編碼狀狀態(tài)，但但實際運運用時只只選用其其中一部部分。Unicode碼。Unicode是一種16位的編碼碼，能夠夠表示65000個字符或或符號。而目前前世界上上的各種種語言一一般都只只用到34000多個符號號，所以以Unicode可以用于于大多數(shù)數(shù)的語言言。Unicode與ASCII碼完全兼兼容

35、。目目前，Unicode已經(jīng)在Windows NT、OS/2、Office等軟件中廣廣泛使用用。國家標準準總局制制定的“中華人民民共和國國國家標標準信息息交換漢漢字編碼碼”，代號為為“GB231280”。這種編編碼稱為為國標碼碼。統(tǒng)計計出最常常用的6763個漢字，其中一一級漢字字3755個，按漢漢語拼音音排列；二級漢漢字3008個，按便便旁部首首排列，圖形符符號682個。每個個漢字占占兩個字字節(jié)。在GB231280中，將全全部國標標漢字及及符號組組成一個個9494的矩陣。在此方方陣中，每一行行稱為一一個“區(qū)”，每一列列稱為一一個“位”。這樣就就組成了了一個有有94個區(qū)（0194），每個個區(qū)有9

36、4個位（0194）的漢字字字符集集。將區(qū)區(qū)號和位位號組合合在一起起就形成成了“區(qū)位碼”。區(qū)位碼碼可以唯唯一確定定某一個個漢字或或符號，反之也也一樣。 漢字編碼 為了適應計算機處理中文信息的需要，從輸入、處理、保存、輸出等方面對漢字進行編碼。有：輸入碼、國標碼、機內(nèi)碼、字形碼等。字形碼漢字輸出輸入碼國標碼機內(nèi)碼漢字輸入在計算算機內(nèi)部部，漢字字作為字字符（不不涉及字字形）進進行存儲儲、加工工等處理理時所用用編碼稱稱為漢字字機內(nèi)碼碼，簡稱稱機內(nèi)碼碼或內(nèi)碼碼。目前使用用的漢字字機內(nèi)碼碼是國標標碼的變變形，即即把國標標碼的二二字節(jié)表表示中的的每個字字節(jié)的最最高位改改為1，即得到到機內(nèi)碼碼。機內(nèi)碼國標碼8

37、080H機內(nèi)碼的第一字節(jié)區(qū)碼A0H機內(nèi)碼的第二字節(jié)位碼A0H國標碼前兩位區(qū)碼20H國標碼后兩位位碼20H三者之間的換算關(guān)系例如：漢字“啊”的區(qū)位碼是1601（1001H），它的國標碼是3021H，機內(nèi)碼是B0A1H。 思考：這里面有有兩個問問題：1.為什么不用區(qū)位位碼直接接表示國國標碼，為要加上2020H？2.機內(nèi)碼為什么要要在國標標碼的基基礎(chǔ)上加上8080H，而不是直直接只用用國標碼碼作為機機內(nèi)碼？漢字字字形碼即即漢字字字形的編編碼，亦亦稱字模模。用于于漢字在在屏幕或或打印機機的輸出出。一般般把一個個漢字看看成一個個特定的的圖形，用點陣陣進行描描述，還還有矢量量和曲線線逼近等等描述方方式。目

38、前，我國已頒布了1616、2424、3232和4848點陣的字模標準。通常點陣越大，字符的筆畫就越光滑，但相應字模的存儲量也隨之加大。矢量字形技術(shù)是用一種稱為形（shape）的圖形實體來定義字符的，定義中使用直線和圓弧作為漢字的基本筆畫。矢量字形的優(yōu)點是存儲信息量少，缺點是字形不夠優(yōu)美。目前采用的輪廓字形可以兼有字形信息量少，而字形又美觀的雙重優(yōu)點。目前，國際上流行的True Type字形技術(shù)，就是字形輪廓一類的字符生成技術(shù)，Windows中文版中的漢字字庫就是用這項技術(shù)來生成的。 標準的計算機機鍵盤不不具備直直接輸入入漢字的的功能，只能依依靠另行行設計的的漢字輸輸入碼來來實現(xiàn)現(xiàn)行的漢字輸輸入

39、方案案眾多，每種方方案對同同一漢字字的輸入入編碼固固然并不不相同，但經(jīng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換后存存入計算算機內(nèi)的的機內(nèi)碼碼均相同同，這個個工作由由漢字代代碼轉(zhuǎn)換換程序依依靠事先先編制好好的輸入入碼對照照表完成成轉(zhuǎn)換。常用的有全拼拼音音輸入法法、智能ABC輸入法、微軟拼音音輸入法法、五筆筆字型輸輸入法等等。漢字輸入入碼本章從信息、數(shù)據(jù)、信息處處理、信信息系統(tǒng)統(tǒng)等基本本概念入入手，首首先介紹紹了信息息技術(shù)的的發(fā)展和和應用、信息技技術(shù)的研研究熱點點以及信信息技術(shù)術(shù)對社會會的影響響，然后后介紹了了信息處處理裝置置的發(fā)展展歷史和和發(fā)展趨趨勢、計算機機問題求解解過程、算法和和程序的的概念，最后介介紹了數(shù)數(shù)字化編編碼概念念

40、、計算算機常用用數(shù)制與與轉(zhuǎn)換方方法和計計算機常常用的編編碼方法法。本章小結(jié)結(jié)Thankyouverymuch!謝謝觀看看！算籌 最晚出現(xiàn)在春秋晚期戰(zhàn)國初年（公元前722年公元前221年），一直到算盤發(fā)明推廣之前都是中國最重要的計算工具。它是中國古代普遍采用的一種計算工具。算籌不僅可以替代手指來幫助計數(shù)，而且能做加減乘除等數(shù)學運算。中國古代數(shù)學家正是以“算籌計算機”為工具，運籌帷幄，殫精竭慮，寫下了數(shù)學史上光輝的一頁。 中國古代使用的算籌多用竹子制成，也用木頭、獸骨充當材料。據(jù)古書記載，算籌一般長為1314cm，直徑0.20.3cm，約二百七十枚為一束，放在布袋里隨身攜帶。古人創(chuàng)造了縱式和橫式兩

41、種不同的擺法，兩種擺法都可以用19九種數(shù)字來計算任意大的自然數(shù)，與現(xiàn)代通行的十進制計數(shù)法完全一致，顯示了中國古代人民高超的數(shù)學才能?？梢姡慊I屬于硬件，而擺法就是“算籌計算機”的軟件。 公元500年前，中國南北朝時期的數(shù)學家祖沖之（公元429500年），借助算籌作為計算工具，成功地將圓周率值計算到小數(shù)點后的第7位，即在3.1415926至3.1415927之間，成為當時世界上最精確的值，比法國數(shù)學家韋達的相同成就早了1100多年。 算籌資料算盤 關(guān)于算盤的來歷，最早可以追溯到公元前600年。算盤是中國人在長期使用算籌的基礎(chǔ)上發(fā)明的。古人把10個算珠串成一組，一組組排列好，放入框內(nèi)，然后迅速撥動

42、算珠進行計算。東漢末年，徐岳在數(shù)術(shù)記遺中記載，他的老師劉洪訪問隱士天目先生時，天目先生解釋了14種計算方法，其中一種就是珠算，采用的計算工具很接近現(xiàn)代的算盤。這種算盤每位有5顆可動的算珠，上面1顆相當于5，下面4顆每顆當作1。 隨著算盤的使用，人們總結(jié)出許多計算口訣，使計算的速度更快了。這種用算盤計算的方法，叫珠算。到了明代，珠算不但能進行加減乘除的運算，還能計算土地面積和各種形狀東西的大小。史上第一臺算盤資料對數(shù)計算算尺17世紀初，計算工具在西方呈現(xiàn)了較快的發(fā)展。首先創(chuàng)立對數(shù)概念，聞名于世的英國數(shù)學家納皮爾（J.Napier），在他所著的一本書里，介紹了一種新工具，即后來被稱為“納皮爾算籌”

43、的器具。納皮爾開創(chuàng)的對數(shù)概念影響了一代數(shù)學家，英國牧師奧卻德（W.Oughtred）就是其中的佼佼者。1622年，奧卻德創(chuàng)造了原始的對數(shù)計算尺。在18-19世紀成為工程師們最喜愛的“計算機”。左圖是1880年圓柱型對數(shù)計算尺實物照片。經(jīng)過不斷的改進，逐步形成現(xiàn)在的模樣。即使在20世紀60年代，對數(shù)計算尺依然是理工科大學生必需掌握的基本功，是工程師身份的一種象征。納皮爾算籌其有效長度為200英寸，能精確到4位有效數(shù)字改進后的對數(shù)計算尺資料契克卡德德契克卡德出生在德國西南部一座小鎮(zhèn)，當時在圖賓根（Tubingen）大學擔任教授職務。他廣泛涉獵天文學、數(shù)學和測量學等諸多領(lǐng)域，一生發(fā)明過許多機器；同時，這位教授在藝術(shù)雕刻，特別是木雕和銅雕方面也享有盛譽。1623年契克卡德教授為自己的摯友、天文學家克普勒（Kepler）制作了一種機械計算機。據(jù)說，契克卡德只造了兩臺原型，現(xiàn)在是否還在何處保存著不得而知。人們是在他的一封信里發(fā)現(xiàn)了該機器的示意圖，才知道了這個事實。契克卡德計算機能做6位數(shù)加減法，或許設置了某種“溢出”響鈴裝置；機器上部附加一套圓柱型“納皮爾算籌”，因此也能進行乘除運算。1960年，契克卡德家鄉(xiāng)的人根據(jù)示意圖重新制作出契卡德計算機，驚訝地發(fā)現(xiàn)它確實可以工作。1993年5月，德國為契克卡德誕辰400周年舉辦展覽會，隆重紀念這位被一度埋沒的計算機