信息技術與計算機

信息技術與計算機2008年曾新四川大學計算機基礎教學中心第1頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日2曾新大學計算機基礎（第1章）第2頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日第1章信息技術與計算機(自學)

信息概述信息化與信息社會信息處理工具－計算機概述2008年曾新四川大學計算機基礎教學中心第3頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日1.1信息概述1.1.1信息1.1.2信息科學1.1.3信息技術1.1.4信息技術的核心1.1.5信息處理與計算機4曾新大學計算機基礎（第1章）第4頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日

1.1.1信息數(shù)據(jù)（data）對客觀事物的符號表示，用于表示客觀事物的未經(jīng)加工的原始素材。例如：數(shù)字、字符、文字、圖形、聲音和視頻等。1101195曾新大學計算機基礎（第1章）第5頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日1.1.1信息數(shù)據(jù)（data）-續(xù)

在計算機科學中，數(shù)據(jù)是指所有能輸入到計算機并被計算機程序處理的符號的介質的總稱，是用于輸入電子計算機進行處理，具有一定意義的數(shù)字、字母、符號和模擬量等的通稱。是組成地理信息系統(tǒng)的最基本要素。6曾新大學計算機基礎（第1章）第6頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日1.1.1信息信息信息是一種消息，是經(jīng)過加工以后對客觀世界產生影響的數(shù)據(jù)。信息與通訊問題密切相關。（1）信息的形態(tài)——數(shù)值、文本、聲音、圖像（2）信息的角色(功能)——被處理、被存儲、被傳輸（3）信息的特點——不滅性、復制性、時效性7曾新大學計算機基礎（第1章）第7頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日1.1.1信息信息處理（數(shù)據(jù)處理）是指從某些已知的數(shù)據(jù)信息出發(fā)，推導整理出新的數(shù)據(jù)，從而產生出新的信息的過程。它涉及到數(shù)據(jù)的收集、存儲、管理、加工、計算、維護、檢索、傳輸?shù)忍幚聿a生新的有價值的信息的全過程。數(shù)據(jù)加工處理信息8曾新大學計算機基礎（第1章）第8頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日

1.1.2信息科學研究信息及其運動規(guī)律的科學。

1984年貝爾研究室的申農(美國)在題為《通訊的數(shù)學理論》的論文中系統(tǒng)地提出了關于信息的論述，創(chuàng)立了信息論。C.E.Shannon申農（香農）(1916-2001）。

理論基礎：香農的信息論 研究對象：信息 研究內容：信息的運動規(guī)律 研究方法：現(xiàn)代科學方法論 研究目標：擴展人的信息功能9曾新大學計算機基礎（第1章）第9頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日1.1.3信息技術什么是信息技術信息技術是關于信息的產生、發(fā)送、傳輸、接收、變換、識別、控制等應用技術的總稱，是在信息科學的基本原理和方法的指導下擴展人類信息處理功能的技術。(InformationTechnology，IT)。信息技術的支柱：通訊（Communication）技術、計算機（Computer）技術和控制（Control）技術，即“3C”技術。

10曾新大學計算機基礎（第1章）第10頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日1.1.3信息技術信息技術的發(fā)展發(fā)展歷史：第一次信息革命：語言、文字、文獻；第二次信息革命：造紙術、印刷術；第三次信息革命：電報、電話、電視機等；第四次信息革命：計算機、現(xiàn)代通信技術等。發(fā)展趨勢：速度快、容量大；綜合化；數(shù)字化；個人化。11曾新大學計算機基礎（第1章）第11頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日1.1.4信息技術的核心微電子技術——基礎高集成、高速度、低功耗和智能化。計算機技術多媒體、網(wǎng)絡、智能化、并行處理。光電子技術通信技術獲取信息：傳感技術；傳遞信息：通信技術；處理信息：計算機技術；微電子技術是三種技術的實現(xiàn)基礎。12曾新大學計算機基礎（第1章）第12頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日1.1.5信息處理與計算機利用計算機進行信息加工存儲器：存儲數(shù)據(jù)；軟件：管理數(shù)據(jù)；應用程序：處理數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)；決策支持系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)。13曾新大學計算機基礎（第1章）第13頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日1.2信息化與信息社會(自學)1.2.1信息化1.2.2信息社會1.1.3信息產業(yè)1.1.4信息人才14曾新大學計算機基礎（第1章）第14頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日1.2.1信息化信息化與信息化社會中國的信息化建設 中國信息化基礎結構（CII）信息化建設的“金字工程”三金工程：金橋工程：國家經(jīng)濟信息網(wǎng)金關工程：國家經(jīng)濟貿易信息網(wǎng)絡金卡工程：金融交易卡信息化應用信息基礎結構信息網(wǎng)絡公共電信網(wǎng)絡CII15曾新大學計算機基礎（第1章）第15頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日1.2.2信息社會經(jīng)濟領域方面社會、文化、生活方面社會觀念上的方式

1.2.3信息產業(yè)信息產業(yè)的出現(xiàn)深刻地影響著當今世界經(jīng)濟、科技的發(fā)展格局，改變著社會特征、企業(yè)的形態(tài)。信息產業(yè)已成為全球最具潛力的新的經(jīng)濟增長點。16曾新大學計算機基礎（第1章）第16頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日1.2.4信息人才信息技術教育的本質是利用信息技術培養(yǎng)信息素質，以適應信息社會對人才培養(yǎng)標準的要求。信息素養(yǎng)：認識、態(tài)度信息能力：技術、操作、能力三個層面上的素養(yǎng)信息素養(yǎng)標準：高效獲取信息、熟練評價信息、精確使用信息；獨立學習；對社會積極貢獻。17曾新大學計算機基礎（第1章）第17頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日1.3信息處理工具——計算機概述1.3.1計算機的發(fā)展歷程1.3.2計算機的發(fā)展趨勢1.3.3計算機的特點1.3.4計算機的分類1.3.5計算機的應用1.3.6計算機的新技術1.3.7未來的計算機18曾新大學計算機基礎（第1章）第18頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日

1.3.1計算機的發(fā)展歷程計算機史前史算盤時代機械時代機電時代19曾新大學計算機基礎（第1章）第19頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日

1.3.1計算機的發(fā)展歷程電子計算機的誕生

1946年2月14日誕生，是美國賓夕法尼亞大學研制的“電子數(shù)值積分計算機”（ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator））。5000次加法/秒保存80個字節(jié)體重28噸占地170m218800只電子管1500個繼電器功率150KW20曾新大學計算機基礎（第1章）第20頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日計算機的發(fā)展計算機發(fā)展的階段

第一代（1946年～1958年）電子管計算機，計算機使用的主要邏輯元件是電子管，也稱電子管時代。主存儲器先采用延遲線，后采用磁鼓磁芯，外存儲器使用磁帶。軟件方面，用機器語言和匯編語言編寫程序。

特點：體積龐大運算速度低（一般每秒幾千次到幾萬次）成本高、可靠性差、內存容量小

21曾新大學計算機基礎（第1章）第21頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日英國劍橋大學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50年代生產的IBM704型采用電子管的第一代電子計算機第一代電子計算機中使用的磁鼓存儲器22曾新大學計算機基礎（第1章）第22頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日計算機的發(fā)展計算機發(fā)展的階段第二代（1959年～1964年）晶體管計算機，使用的主要邏輯元件是晶體管，也稱晶體管時代。主存儲器采用磁芯，外存儲器使用磁帶和磁盤。軟件方面開始使用管理程序，后期使用操作系統(tǒng)并出現(xiàn)了FORTRAN、COBOL、ALGOL等一系列高級程序設計語言。

23曾新大學計算機基礎（第1章）第23頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日美國IBM公司于1959年生產的IBM7090型采用晶體管的第二代電子計算機。它的體積減小了，運算速度卻更快。特點：速度提高(幾十萬次/秒)體積大大減小，可靠性提高內存容量提高

24曾新大學計算機基礎（第1章）第24頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日計算機的發(fā)展計算機發(fā)展的階段第三代（1965年～1970年）集成電路計算機，這個時期的計算機用小、中規(guī)模集成電路代替了分離元件，用半導體存儲器代替了磁芯存儲器，外存儲器使用磁盤。軟件方面，操作系統(tǒng)進一步完善，高級語言數(shù)量增多，出現(xiàn)了并行處理、多處理機、虛擬存儲系統(tǒng)以及面向用戶的應用軟件。

特點：速度提高到每秒幾十萬次到幾百萬次可靠性和存儲容量進一步提高外部設備種類繁多計算機和通信密切結合起來

25曾新大學計算機基礎（第1章）第25頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日IBM360系統(tǒng)的中央控制部分IBM360型電子計算機系統(tǒng)帶有一個中央存儲器和幾個外圍存儲器

IBM360計算機系統(tǒng)中的終端設備26曾新大學計算機基礎（第1章）第26頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日計算機的發(fā)展計算機發(fā)展的階段第四代（1971年以后）大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計算機。計算機主要邏輯元件是大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，一般稱大規(guī)模集成電路時代。存儲器采用半導體存儲器，外存儲器采用大容量的軟、硬磁盤，并開始引入光盤。軟件方面，操作系統(tǒng)不斷發(fā)展和完善，同時發(fā)展了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、通信軟件等。

27曾新大學計算機基礎（第1章）第27頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日英國國家航空管理局的控制中心，空中交通管制用IBM第四代計算機進行控制速度可達到每秒上千萬次到萬億次

中國1983年國防科大研制成功“銀河—Ⅰ”巨型機速度達每秒一億次。1992年巨型計算機“銀河—Ⅱ”通過鑒定速度為每秒10億次。以后，研制成功“銀河—Ⅲ”巨型計算機，運行速度已達到每秒130億次

28曾新大學計算機基礎（第1章）第28頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日馮氏計算機馮·諾依曼（1903-1957美籍匈牙利數(shù)學家）1930年后在美國普林斯頓高級研究所工作，第二次世界大戰(zhàn)期間為第一顆原子彈的研制做出了貢獻，戰(zhàn)后他仔細研究了世界上第一臺電子計算機ENIAC的特點，提出了新的設計思想。計算機應具備計算器、邏輯控制裝置、存儲器、輸入、輸出等5個部分，并研制了世界上第一臺按存儲程序功能設計的計算機EDVAC，并將這5個部分的功能應用于EDVAC。存儲程序原理：將程序和數(shù)據(jù)以2進制數(shù)的形式在計算機的存儲器中，執(zhí)行程序時，計算機從存儲器中逐條取出指令進行相應操作，完成數(shù)據(jù)的計算處理和輸入輸出。

29曾新大學計算機基礎（第1章）第29頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日計算機的發(fā)展新型結構的計算機發(fā)展1982年日本提出了“第5代計算機”，PROLOG語言成為核心語言，并成為與LISP語言并駕齊驅的人工智能語言，即所謂的“非馮·諾依曼語言”。

生物計算機(由蛋白質分子或傳導化合物元件組成)光計算機(用光子代替電子來傳遞信息)

30曾新大學計算機基礎（第1章）第30頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日最薄的計算機羊毛鍵盤31曾新大學計算機基礎（第1章）第31頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日量子計算機傳統(tǒng)計算機遵循著眾所周知的經(jīng)典物理規(guī)律，而量子計算機則是遵循著獨一無二的量子動力學規(guī)律（特別是量子干涉）來實現(xiàn)一種信息處理的新模式。在量子計算機中，基本信息單元（叫做一個量子位或者qubit，也叫做昆比特）不同于傳統(tǒng)計算機，并不是二進制位而是按照性質四個一組組成的單元。qubit具有這種性質的直接原因是因為它遵循了量子動力學的規(guī)律，而量子動力學從本質上說完全不同于傳統(tǒng)物理學。量子計算機：美英科學家發(fā)現(xiàn)一種粒子的量子信息能夠從一個原子遠距離傳送到另一個原子。這一發(fā)現(xiàn)可能導致最終研制出高速度的量子計算機。32曾新大學計算機基礎（第1章）第32頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日毫微DNA計算機現(xiàn)在科學家正在研制一種毫微型計算機，用來診斷和治療人體某些癌癥，它們可以被放入人體內部，定點清除疾病。新的裝置不再使用硅芯片和電路板，而是由DNA構成。它不再由電信號控制，而是通過釋放生物分子來對周圍環(huán)境的改變做出反應。33曾新大學計算機基礎（第1章）第33頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日

1.3.1計算機的發(fā)展歷程電子計算機的發(fā)展史（按使用的電子器件劃分）時代年份元器件軟件應用領域一1946--1957電子管機器語言匯編語言科學計算二1958--1964晶體管高級語言監(jiān)控程序數(shù)據(jù)處理工業(yè)控制三1965--1970中小規(guī)模集成電路操作系統(tǒng)文字處理圖形處理四1971—大規(guī)模集成電路數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡等社會的各個領域34曾新大學計算機基礎（第1章）第34頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日1.3.3計算機的發(fā)展趨勢巨型化微型化網(wǎng)絡化智能化35曾新大學計算機基礎（第1章）第35頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日

1.3.3計算機的特點(自學)運算速度快計算精度高具有記憶和邏輯判斷能力有自動控制能力36曾新大學計算機基礎（第1章）第36頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日

1.3.4計算機的分類(自學）按計算機原理分類數(shù)字計算機模擬計算機按計算機用途分類通用計算機專用計算機 按計算機性能分類巨型、大型、小型、微型機，工作站、服務器37曾新大學計算機基礎（第1章）第37頁，共41頁，2023年，2月20日，星期日

1.3.5計算機的應用(自學)科學計算（數(shù)值計算）數(shù)據(jù)處理