《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與應(yīng)用案例教程》中職全套教學(xué)課件

0計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與應(yīng)用案例教程全套可編輯PPT課件項(xiàng)目一計(jì)算機(jī)概述項(xiàng)目二信息與數(shù)據(jù)項(xiàng)目三計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)項(xiàng)目四計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)項(xiàng)目五多媒體技術(shù)全課導(dǎo)航項(xiàng)目六Windows操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)概述項(xiàng)目一目錄認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)任務(wù)1了解計(jì)算機(jī)的應(yīng)用及未來發(fā)展趨勢(shì)任務(wù)2了解新一代信息技術(shù)任務(wù)3項(xiàng)目導(dǎo)讀如今，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，無(wú)論是科學(xué)研究、工業(yè)制造、商業(yè)交易，還是日常娛樂、社交通信，到處都能看到計(jì)算機(jī)的身影。計(jì)算機(jī)不僅推動(dòng)著社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，同時(shí)也為人們的日常工作、學(xué)習(xí)和生活提供了巨大便利。本項(xiàng)目將帶領(lǐng)大家全面了解計(jì)算機(jī)的基本概念、發(fā)展歷程、分類和特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域和未來發(fā)展趨勢(shì)，以及新一代信息技術(shù)等知識(shí)。學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)了解計(jì)算機(jī)的概念、發(fā)展及各階段的特點(diǎn)。了解計(jì)算機(jī)的分類和特點(diǎn)。了解我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程。了解計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域及未來發(fā)展趨勢(shì)。了解人工智能、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)。能力目標(biāo)能根據(jù)自身興趣、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢(shì)做好未來職業(yè)生涯規(guī)劃。素質(zhì)目標(biāo)理解計(jì)算機(jī)在當(dāng)代社會(huì)中的作用與價(jià)值，發(fā)展計(jì)算思維和提升信息素養(yǎng)。了解計(jì)算機(jī)行業(yè)的最新動(dòng)態(tài)，不斷開闊視野，增強(qiáng)科學(xué)興趣、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)任務(wù)一任務(wù)描述從重達(dá)30余噸的龐然大物到可隨身攜帶的掌上電腦，計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展歷程？從最初的數(shù)值計(jì)算到辦公、學(xué)習(xí)、娛樂……計(jì)算機(jī)給我們的工作、學(xué)習(xí)和生活帶來了哪些變化？本任務(wù)將帶領(lǐng)大家了解計(jì)算機(jī)的概念、誕生和發(fā)展，計(jì)算機(jī)的分類和特點(diǎn)，以及我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程。任務(wù)準(zhǔn)備計(jì)算機(jī)誕生不足百年，卻始終發(fā)展迅猛，可謂日新月異。如今，每秒以億次計(jì)的運(yùn)算速度和納米級(jí)工藝制程的CPU已是計(jì)算機(jī)的標(biāo)配。與此同時(shí)，量子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)等先進(jìn)的新型計(jì)算機(jī)相繼問世，人工智能、3D打印等新技術(shù)也在不斷取得突破。未來，相信計(jì)算機(jī)還會(huì)給人類社會(huì)帶來更多的改變和進(jìn)步。請(qǐng)掃碼觀看“神奇的計(jì)算機(jī)”視頻，然后思考以下問題。（1）截至目前，計(jì)算機(jī)都給人類社會(huì)帶來了哪些影響？（2）日常生活中有哪些常見的計(jì)算機(jī)類型？它們各自有什么特點(diǎn)？計(jì)算機(jī)（computer），俗稱“電腦”，是20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一。它是一種用于高速計(jì)算的電子計(jì)算機(jī)器，可以進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和邏輯計(jì)算，且具有存儲(chǔ)記憶功能，能夠按照程序自動(dòng)、高速處理海量數(shù)據(jù)，是現(xiàn)代化的智能電子設(shè)備。一、計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展1946年2月，世界上第一臺(tái)通用電子計(jì)算機(jī)——ENIAC在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)誕生。ENIAC占地約170平方米，重量達(dá)30余噸，功率約為150千瓦，主要元器件是電子管，采用十進(jìn)制計(jì)算，每秒可進(jìn)行5000次加法運(yùn)算。第一臺(tái)通用電子計(jì)算機(jī)ENIAC一、計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展ENIAC的誕生奠定了電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展基礎(chǔ)，開辟了信息時(shí)代。自ENIAC誕生以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)獲得了飛速發(fā)展。根據(jù)所用電子元器件的不同，計(jì)算機(jī)的發(fā)展已歷經(jīng)以下4個(gè)階段：電子管晶體管中小規(guī)模集成電路大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路一、計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展發(fā)展階段起止時(shí)間主要元器件主存儲(chǔ)器特點(diǎn)主要應(yīng)用第一階段1946—1957年電子管水銀延遲線或磁鼓體積龐大、功耗大、運(yùn)算速度慢、可靠性差、價(jià)格昂貴科學(xué)計(jì)算第二階段1958—1964年晶體管磁芯體積、功耗減小，可靠性及運(yùn)算速度提高，價(jià)格下降，出現(xiàn)了高級(jí)語(yǔ)言科學(xué)計(jì)算、工業(yè)控制等第三階段1965—1970年中小規(guī)模集成電路半導(dǎo)體體積、功耗進(jìn)一步減小，可靠性及運(yùn)算速度進(jìn)一步提高，操作系統(tǒng)逐漸成熟，出現(xiàn)了多種應(yīng)用軟件科學(xué)計(jì)算、文字處理、圖形圖像處理等第四階段1971年至今大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路集成度更高的半導(dǎo)體性能大幅度提高，價(jià)格大幅度下降，編程語(yǔ)言和軟件更加豐富多樣應(yīng)用滲透到社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段及其特點(diǎn)一、計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展在計(jì)算機(jī)發(fā)展到第四階段時(shí)，最重要的成就之一微處理器的體積不斷減小集成度不斷提高運(yùn)算速度越來越快計(jì)算機(jī)逐漸向微型機(jī)方向發(fā)展，從而使計(jì)算機(jī)逐漸走進(jìn)辦公室、學(xué)校和普通家庭。二、計(jì)算機(jī)的分類和特點(diǎn)1．計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)按照性能、規(guī)模和處理能力的不同分類巨型機(jī)大型機(jī)小型機(jī)微型計(jì)算機(jī)二、計(jì)算機(jī)的分類和特點(diǎn)1．計(jì)算機(jī)的分類類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用巨型機(jī)（超級(jí)計(jì)算機(jī)）是運(yùn)算速度最快、處理能力最強(qiáng)的計(jì)算機(jī)規(guī)模龐大，造價(jià)昂貴適用于解決諸如氣象、太空、能源、醫(yī)藥等尖端科學(xué)研究中的復(fù)雜計(jì)算問題。大型機(jī)有很快的運(yùn)算速度和很大的存儲(chǔ)容量在量級(jí)上不及巨型機(jī)適用于政府部門或大型企業(yè)（如銀行），其主要用于進(jìn)行復(fù)雜事務(wù)處理、海量信息管理、大型數(shù)據(jù)庫(kù)管理和數(shù)據(jù)通信等拓展閱讀超級(jí)計(jì)算機(jī)的研制水平是一個(gè)國(guó)家科技實(shí)力的重要體現(xiàn)。我國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)能研制超級(jí)計(jì)算機(jī)的國(guó)家之一，已經(jīng)成功研制出“銀河”“曙光”“神威”“天河”等超級(jí)計(jì)算機(jī)。在2023年5月公布的全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單中，我國(guó)共有134臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)上榜。其中，榜單前10名中有兩臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)來自我國(guó)，分別是“神威·太湖之光”和“天河二號(hào)”。二、計(jì)算機(jī)的分類和特點(diǎn)1．計(jì)算機(jī)的分類類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用小型機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高和維護(hù)費(fèi)用低性能和價(jià)格介于微型計(jì)算機(jī)和大型機(jī)之間已逐漸被微型計(jì)算機(jī)取代微型計(jì)算機(jī)“微型機(jī)”“微機(jī)”體積小、功耗低、功能多、性價(jià)比高，是如今最普及的一類計(jì)算機(jī)是如今最普及的一類計(jì)算機(jī)二、計(jì)算機(jī)的分類和特點(diǎn)1．計(jì)算機(jī)的分類工作站具有比PC更大的存儲(chǔ)容量、更快的運(yùn)算速度，通常應(yīng)用于圖形圖像處理和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。微型機(jī)按結(jié)構(gòu)和性能劃分單片機(jī)單板機(jī)個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）臺(tái)式計(jì)算機(jī)筆記本電腦一體機(jī)平板電腦工作站服務(wù)器個(gè)人計(jì)算機(jī)是人們最熟悉的一類計(jì)算機(jī)二、計(jì)算機(jī)的分類和特點(diǎn)1．計(jì)算機(jī)的分類巨型機(jī)（超級(jí)計(jì)算機(jī)）

大型機(jī)臺(tái)式計(jì)算機(jī)

筆記本電腦二、計(jì)算機(jī)的分類和特點(diǎn)1．計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)按照用途的不同劃分專用計(jì)算機(jī)指為某種特殊需要而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)如地質(zhì)勘探專用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化控制專用計(jì)算機(jī)等通用計(jì)算機(jī)指各行業(yè)、各種工作環(huán)境都能使用的計(jì)算機(jī)目前，市場(chǎng)上銷售的計(jì)算機(jī)大多數(shù)都是通用計(jì)算機(jī)二、計(jì)算機(jī)的分類和特點(diǎn)1．計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)按照所處理的數(shù)據(jù)類型的不同數(shù)字計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算機(jī)混合計(jì)算機(jī)二、計(jì)算機(jī)的分類和特點(diǎn)2．計(jì)算機(jī)特點(diǎn)特點(diǎn)具體內(nèi)容（1）運(yùn)算速度快運(yùn)算速度決定了計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的效率，它通常用計(jì)算機(jī)每秒執(zhí)行加法運(yùn)算的次數(shù)或平均每秒執(zhí)行指令的條數(shù)來衡量。運(yùn)算速度快是計(jì)算機(jī)的突出特點(diǎn)，目前，世界上運(yùn)算速度最快的計(jì)算機(jī)已可完成每秒百億億次運(yùn)算。（2）計(jì)算精度高計(jì)算精度決定了計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。一般來說，計(jì)算機(jī)機(jī)器碼的二進(jìn)制位數(shù)（稱為“字長(zhǎng)”）越長(zhǎng)，計(jì)算精度就越高。目前，通用計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)通常為32位或64位。較高的計(jì)算精度使得計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域。例如，如今的計(jì)算機(jī)可輕易計(jì)算出圓周率π小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)百萬(wàn)位。二、計(jì)算機(jī)的分類和特點(diǎn)2．計(jì)算機(jī)特點(diǎn)特點(diǎn)具體內(nèi)容（3）存儲(chǔ)功能強(qiáng)計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的存儲(chǔ)功能主要體現(xiàn)在：計(jì)算機(jī)可存儲(chǔ)文本、圖像、音頻、視頻、網(wǎng)頁(yè)等多種類型的數(shù)據(jù)；一臺(tái)計(jì)算機(jī)可輕易存儲(chǔ)一座大型圖書館的所有資料；計(jì)算機(jī)可以保存數(shù)據(jù)數(shù)年乃至數(shù)十年；計(jì)算機(jī)可通過移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備（如U盤）、文件傳輸協(xié)議（FTP）、超文本傳輸協(xié)議（HTTP）等，以有線或無(wú)線方式快速存取大量數(shù)據(jù)。二、計(jì)算機(jī)的分類和特點(diǎn)2．計(jì)算機(jī)特點(diǎn)特點(diǎn)具體內(nèi)容（4）具有邏輯判斷能力計(jì)算機(jī)不僅能進(jìn)行快速、精準(zhǔn)的計(jì)算，還能進(jìn)行各種邏輯判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果自動(dòng)選擇下一步要執(zhí)行的命令。這使得計(jì)算機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)比較、分類、合并、檢索等功能，乃至進(jìn)行推理、診斷和聯(lián)想等模擬人類思維的行為，且這些行為可以達(dá)到很高的準(zhǔn)確性，并可確保客觀性。（5）具有自動(dòng)執(zhí)行能力計(jì)算機(jī)內(nèi)部的操作和運(yùn)算都是根據(jù)預(yù)先編制的程序自動(dòng)控制執(zhí)行的，人們只需把需要計(jì)算機(jī)處理的問題編寫成程序并存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)就能夠根據(jù)程序的指令進(jìn)行工作，工作過程完全自動(dòng)化，不需要人的干預(yù)。此外，程序可在計(jì)算機(jī)中反復(fù)執(zhí)行，這使得計(jì)算機(jī)可以非常高效地處理重復(fù)性工作。三、我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程早期使用電子管、晶體管使用中小規(guī)模集成電路使用超大規(guī)模集成電路作為核心電子元器件我國(guó)的計(jì)算機(jī)事業(yè)起步于20世紀(jì)50年代這個(gè)過程伴隨著各種艱辛與挑戰(zhàn)，但一直以來，一代又一代的科研人員堅(jiān)持不懈地努力奮斗，終于使中國(guó)的計(jì)算機(jī)在眾多研究領(lǐng)域走在了國(guó)際前沿。三、我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程1．電子管計(jì)算機(jī)1952年著名數(shù)學(xué)家華羅庚組織閔乃大、夏培肅和王傳英等學(xué)者建立了中國(guó)首個(gè)計(jì)算機(jī)科研小組，他們作為我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的奠基人和最主要的開拓者，開始設(shè)計(jì)和研制中國(guó)自己的電子計(jì)算機(jī)，我國(guó)的計(jì)算機(jī)事業(yè)就此拉開序幕。1953年計(jì)算機(jī)科研小組提出了制造一臺(tái)電子管串行計(jì)算機(jī)的設(shè)想。根據(jù)這個(gè)設(shè)想，小組成員分為兩組：一組負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器，由吳幾康擔(dān)任負(fù)責(zé)人；另一組負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的基本邏輯電路、運(yùn)算器和控制器，由夏培肅擔(dān)任負(fù)責(zé)人。1956年吳幾康負(fù)責(zé)的小組成功研制出陰極射線管存儲(chǔ)器，這是中國(guó)研制成功的首個(gè)計(jì)算機(jī)部件，它可以存儲(chǔ)32×32個(gè)二進(jìn)制位信息，并可組合成漢字。夏培肅負(fù)責(zé)的小組完成了首臺(tái)電子計(jì)算機(jī)運(yùn)算器和控制器的設(shè)計(jì)工作，并編寫了中國(guó)第一本電子計(jì)算機(jī)原理講義。同年，我國(guó)首個(gè)專門從事計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)綜合性研究的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)——中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所成立。三、我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程1．電子管計(jì)算機(jī)1958年由中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研制的103機(jī)交付使用，這是我國(guó)研制出的首臺(tái)通用數(shù)字電子計(jì)算機(jī)。1959年中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所成功研制出了我國(guó)首臺(tái)大型通用數(shù)字電子計(jì)算機(jī)——104機(jī)。1964年中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研制的119機(jī)交付使用。這是我國(guó)第一臺(tái)自行設(shè)計(jì)的大型通用電子管計(jì)算機(jī)，每秒可進(jìn)行5萬(wàn)次浮點(diǎn)計(jì)算，它在我國(guó)研制首顆氫彈、勘探大型油田等重大科研項(xiàng)目中發(fā)揮了重要的作用。103機(jī)拓展閱讀103機(jī)和104機(jī)的問世不僅填補(bǔ)了我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的空白，還解決了大量過去無(wú)法計(jì)算的經(jīng)濟(jì)和國(guó)防等領(lǐng)域的難題，是中國(guó)計(jì)算機(jī)事業(yè)起步階段的重要里程碑。三、我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程2．晶體管計(jì)算機(jī)1962年國(guó)防科技大學(xué)（原中國(guó)人民解放軍軍事工程學(xué)院）研制的“隔離—阻塞振蕩器”成功解決了晶體管性能不穩(wěn)的問題，為晶體管計(jì)算機(jī)的成功問世創(chuàng)造了條件。1964年國(guó)防科技大學(xué)成功研制出我國(guó)第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)——441B機(jī)。該機(jī)采用國(guó)產(chǎn)晶體管，每秒可進(jìn)行8000次運(yùn)算，樣機(jī)連續(xù)工作268小時(shí)未發(fā)生任何故障。1965年中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所成功研制出大型晶體管計(jì)算機(jī)——109乙機(jī)。該機(jī)所用器材全部為國(guó)產(chǎn)，每秒可完成9萬(wàn)次定點(diǎn)運(yùn)算，6萬(wàn)次浮點(diǎn)運(yùn)算，且性能穩(wěn)定，損壞率和耗電量較低。1967年中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所成功研制出109乙機(jī)的升級(jí)版本——109丙機(jī)。該機(jī)具有分時(shí)系統(tǒng)和管理程序，使用時(shí)間長(zhǎng)達(dá)15年，在我國(guó)的“兩彈一星”實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮了重要作用，被譽(yù)為“功勛機(jī)”。在研制電子管計(jì)算機(jī)的同時(shí)，我國(guó)就已經(jīng)啟動(dòng)了晶體管計(jì)算機(jī)的研究工作。在晶體管計(jì)算機(jī)研制時(shí)期，中國(guó)計(jì)算機(jī)研制進(jìn)入高速追趕國(guó)際先進(jìn)水平的階段。三、我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程3．集成電路計(jì)算機(jī)我國(guó)集成電路計(jì)算機(jī)的發(fā)展始于20世紀(jì)70年代，這一時(shí)期，我國(guó)在不同計(jì)算機(jī)領(lǐng)域均取得了累累碩果。典型代表小型計(jì)算機(jī)111機(jī)150機(jī)DJS系列機(jī)微型計(jì)算機(jī)長(zhǎng)城曙光聯(lián)想巨型計(jì)算機(jī)銀河神威天河三、我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程3．集成電路計(jì)算機(jī)1971年中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所成功研制出111機(jī)。這是我國(guó)第一臺(tái)采用小規(guī)模集成電路為核心電子元器件的計(jì)算機(jī)，為日后國(guó)產(chǎn)計(jì)算機(jī)走向集成化、微型化、高速化和智能化奠定了重要基礎(chǔ)。1973年北京大學(xué)與“738廠”等聯(lián)合研制的150機(jī)問世，它不僅在當(dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)計(jì)算機(jī)中運(yùn)算速度最高（每秒可完成100萬(wàn)次48位浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算），同時(shí)也是中國(guó)第一臺(tái)配有多道程序和自研操作系統(tǒng)的集成電路計(jì)算機(jī)。1974年清華大學(xué)等單位聯(lián)合設(shè)計(jì)和研制出采用集成電路的DJS-130小型計(jì)算機(jī)，其運(yùn)算速度也達(dá)到了每秒100萬(wàn)次。1983年“銀河-Ⅰ”巨型計(jì)算機(jī)研制成功，運(yùn)算速度達(dá)每秒1億次，這是我國(guó)高速計(jì)算機(jī)研制的一個(gè)重要里程碑。三、我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程3．集成電路計(jì)算機(jī)1985年我國(guó)成功研制出“長(zhǎng)城0520CH”微型計(jì)算機(jī)，它是我國(guó)首臺(tái)中文化、工業(yè)化、規(guī)模化生產(chǎn)的微型計(jì)算機(jī)，是我國(guó)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)取得重大突破和成功的重要標(biāo)志。1992年“銀河-Ⅱ”巨型計(jì)算機(jī)研制成功，其數(shù)字仿真能力是“銀河-Ⅰ”的10倍。1995年中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所推出了“曙光1000”并行機(jī)，它包括36個(gè)可并行運(yùn)行的處理機(jī)，是國(guó)內(nèi)首臺(tái)具有大規(guī)模并行處理機(jī)結(jié)構(gòu)的高性能計(jì)算機(jī)。曙光1000的理論峰值速度可達(dá)每秒25.6億次，實(shí)際運(yùn)算速度可達(dá)每秒15.8億次。1997年“銀河-Ⅲ”巨型計(jì)算機(jī)研制成功，這標(biāo)志著我國(guó)高性能計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的歷史跨越?！般y河-Ⅲ”巨型計(jì)算機(jī)采用可擴(kuò)展分布共享存儲(chǔ)并行處理體系結(jié)構(gòu)，由130多個(gè)處理節(jié)點(diǎn)組成，峰值運(yùn)算速度可達(dá)每秒130億次，是我國(guó)第一臺(tái)運(yùn)算速度達(dá)百億次級(jí)的計(jì)算機(jī)。三、我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程3．集成電路計(jì)算機(jī)2000年中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所與曙光公司推出了每秒可進(jìn)行4032億次浮點(diǎn)運(yùn)算的“曙光3000”超級(jí)服務(wù)器。2002年中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所成功研制出我國(guó)首款通用CPU“龍芯1號(hào)”。我國(guó)第一臺(tái)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“龍騰”服務(wù)器誕生。2006年中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所成功研制出我國(guó)首個(gè)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的通用高性能CPU“龍芯2號(hào)”。2010年曙光公司研制出運(yùn)算速度高達(dá)每秒千萬(wàn)億次的“星云”超級(jí)計(jì)算機(jī)，在當(dāng)時(shí)排名世界第二。同年，“天河一號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)以峰值速度每秒4700萬(wàn)億次、持續(xù)速度每秒2566萬(wàn)億次的性能，成為當(dāng)時(shí)世界上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)。三、我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程3．集成電路計(jì)算機(jī)2013年“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)正式投入運(yùn)行，它以峰值速度每秒5.49億億次、持續(xù)速度每秒3.4億億次的性能，在每半年公布一次的世界超級(jí)計(jì)算機(jī)排名榜單TOP500中位居榜首，并在2013—2015年間持續(xù)霸榜，獲得了“六連冠”的優(yōu)異成績(jī)。2016年“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)以峰值速度每秒12.54億億次、持續(xù)速度每秒9.3億億次的性能，斬獲世界超級(jí)計(jì)算機(jī)排名榜單TOP500第一名。2018年歷經(jīng)兩年多的持續(xù)研發(fā)和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，我國(guó)自主研發(fā)的“天河三號(hào)”E級(jí)原型機(jī)研制成功并完成課題驗(yàn)收，組成系統(tǒng)的6個(gè)機(jī)柜達(dá)到了與我國(guó)首臺(tái)千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)“天河一號(hào)”120個(gè)機(jī)柜相當(dāng)?shù)挠?jì)算能力。2023年工業(yè)和信息化部宣布，近年來，我國(guó)算力產(chǎn)業(yè)年增長(zhǎng)率近30%，算力總規(guī)模位居全球第二。截至2022年底，我國(guó)算力總規(guī)模達(dá)到每秒1.8萬(wàn)億億次，算力核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到1.8萬(wàn)億元。三、我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程3．集成電路計(jì)算機(jī)一路走來，中國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程充滿了坎坷和挫折，但一次次的跌倒并沒有阻止我們前行的步伐，無(wú)數(shù)科學(xué)家和工程師在這條道路上前赴后繼，默默耕耘，用汗水和智慧鑄就了中國(guó)計(jì)算機(jī)現(xiàn)在的輝煌。如今，中國(guó)的計(jì)算機(jī)尤其是超級(jí)計(jì)算機(jī)已成為世界了解中國(guó)的一張名片。未來，相信我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)還會(huì)不斷取得突破，邁向一個(gè)又一個(gè)新臺(tái)階，創(chuàng)造更多的輝煌，為人類的進(jìn)步和發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。任務(wù)實(shí)施如今的人類科學(xué)，特別是生物制藥、宇宙探索、氣候預(yù)測(cè)等尖端科學(xué)研究工作非常依賴計(jì)算機(jī)的算力。但是，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)受到工藝制程、能耗等因素的制約，已很難在算力上產(chǎn)生飛躍式發(fā)展，在面對(duì)復(fù)雜問題時(shí)也顯得力不從心。為此，眾多國(guó)家早早開始了新型計(jì)算機(jī)的研究工作。例如，基于量子力學(xué)原理的量子計(jì)算機(jī)算力極高，短時(shí)間內(nèi)即可完成傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)數(shù)百年的計(jì)算量；基于生物學(xué)原理的生物計(jì)算機(jī)能耗較低，可以在某些特定的計(jì)算任務(wù)中表現(xiàn)出更高的效率。此外，人們還在積極探索光學(xué)計(jì)算機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)等新型計(jì)算機(jī)。我國(guó)高度重視新型計(jì)算機(jī)的研究和發(fā)展，經(jīng)過堅(jiān)持不懈的努力，我國(guó)目前已在新型計(jì)算機(jī)領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就。請(qǐng)查閱資料，了解我國(guó)近年來在新型計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的先進(jìn)研究成果，并針對(duì)搜集到的資料以小組為單位進(jìn)行交流或開展“我國(guó)新型計(jì)算機(jī)‘黑科技’探秘”主題班會(huì)。了解我國(guó)在新型計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的研究成果任務(wù)實(shí)施下面以我國(guó)在量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域取得的成果為例進(jìn)行介紹。2020年12月4日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)宣布，經(jīng)過20多年的研究攻關(guān)，該校研究團(tuán)隊(duì)成功研制出76個(gè)光子（量子比特）的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”并將這一成果發(fā)表在了國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上。“九章”處理特定問題的速度比當(dāng)時(shí)排名世界第一的超級(jí)計(jì)算機(jī)“富岳”快100萬(wàn)億倍，比2019年發(fā)布的53個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)“懸鈴木”快100億倍?！熬耪隆钡膯柺溃馕吨覈?guó)實(shí)現(xiàn)了量子計(jì)算研究的第一個(gè)里程碑——量子計(jì)算優(yōu)越性。量子計(jì)算原型機(jī)“九章”了解計(jì)算機(jī)的應(yīng)用及未來發(fā)展趨勢(shì)任務(wù)二任務(wù)描述如今，計(jì)算機(jī)已經(jīng)全面融入人類社會(huì)的方方面面，持續(xù)推動(dòng)著社會(huì)進(jìn)步，讓人們的生活和工作更加智能、便捷和高效。未來，計(jì)算機(jī)將繼續(xù)向各個(gè)領(lǐng)域延伸，并不斷創(chuàng)新和發(fā)展，給人類生產(chǎn)與生活帶來廣泛而深刻的影響。本任務(wù)將帶領(lǐng)大家了解計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域和未來發(fā)展趨勢(shì)。任務(wù)準(zhǔn)備作為學(xué)生，我們幾乎每天都在和計(jì)算機(jī)打交道。在學(xué)校，計(jì)算機(jī)是提高效率的工具，老師會(huì)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行多媒體教學(xué)，讓我們更好地理解知識(shí)，我們也時(shí)常會(huì)去機(jī)房上實(shí)踐課，或者去圖書館上機(jī)查資料；在家里，計(jì)算機(jī)是學(xué)習(xí)和娛樂的好伙伴，我們可以利用它查資料、學(xué)習(xí)在線課程、閱讀電子書等，隨時(shí)隨地獲取知識(shí)，也可以在計(jì)算機(jī)上看電影、聽音樂，放松身心……請(qǐng)結(jié)合自己的生活經(jīng)歷，思考以下問題。（1）生活中的哪些地方離不開計(jì)算機(jī)？（2）未來，計(jì)算機(jī)會(huì)是什么樣子？生活如何因它而更加美好？一、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)問世之初，主要用于數(shù)值計(jì)算，但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，它的應(yīng)用已滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，正在改變著人們的工作、學(xué)習(xí)和生活方式，推動(dòng)著社會(huì)的發(fā)展。歸納起來，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域主要有以下幾個(gè)方面。應(yīng)用領(lǐng)域定義優(yōu)點(diǎn)舉例（1）科學(xué)計(jì)算是計(jì)算機(jī)最早的應(yīng)用領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)不僅具有非常高的運(yùn)算速度和精度，而且具有強(qiáng)大的信息存儲(chǔ)能力，使人們能夠既快速又準(zhǔn)確地完成各類復(fù)雜的運(yùn)算，從而大大提高工作效率。例如，氣象預(yù)報(bào)需要求解描述大氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律的微分方程，交通部門需要根據(jù)城市通勤大數(shù)據(jù)的分析結(jié)果來規(guī)劃新線路的建設(shè)工作，這些都要通過計(jì)算機(jī)高速而精確的計(jì)算才能完成。一、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域定義優(yōu)點(diǎn)舉例（2）數(shù)據(jù)處理。是對(duì)各種數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)、整理、分類、統(tǒng)計(jì)、加工、利用、傳播等一系列活動(dòng)的統(tǒng)稱如企業(yè)的生產(chǎn)管理、學(xué)校的學(xué)籍管理、奧運(yùn)會(huì)上的成績(jī)統(tǒng)計(jì)、氣象數(shù)據(jù)的采集與分析等。（3）過程控制。是指利用計(jì)算機(jī)檢測(cè)生產(chǎn)過程或其他過程，并自動(dòng)控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行過程控制，無(wú)須人工干預(yù)，可以有效提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，從而改善勞動(dòng)條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量及合格率等。例如，在汽車制造領(lǐng)域，利用計(jì)算機(jī)控制機(jī)床，進(jìn)而控制整個(gè)生產(chǎn)流水線，可以實(shí)現(xiàn)高精度、復(fù)雜形狀零件的自動(dòng)化加工。一、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域定義優(yōu)點(diǎn)舉例（4）計(jì)算機(jī)輔助。主要包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI），分別用于幫助人們進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、管理生產(chǎn)過程和完成教學(xué)計(jì)劃等。可提高設(shè)計(jì)速度、縮短設(shè)計(jì)周期、保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，從而更好地節(jié)省人力、物力、財(cái)力，進(jìn)一步解放生產(chǎn)力。例如，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行高速鐵路的效果圖設(shè)計(jì)、產(chǎn)品模具設(shè)計(jì)、服裝設(shè)計(jì)、三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)等某城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)分析圖利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的建筑效果圖一、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域定義優(yōu)點(diǎn)舉例（5）多媒體應(yīng)用。是文本、圖形、圖片、音頻、動(dòng)畫和視頻等各種媒體的組合物。-多媒體技術(shù)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、教育、商業(yè)、軍事和出版等領(lǐng)域。（6）人工智能。指讓計(jì)算機(jī)模擬人類的某些智力能力，使其具有人的感知能力和思維能力。是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的新領(lǐng)域，這方面的研究和應(yīng)用正處于發(fā)展階段，在醫(yī)療診斷、定理證明、語(yǔ)言翻譯、機(jī)器人等方面已有顯著成效。一、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域利用多媒體技術(shù)制作的廣告利用人工智能技術(shù)研制的機(jī)器人一、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域定義優(yōu)點(diǎn)舉例（7）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)高度發(fā)展和密切結(jié)合的產(chǎn)物。它利用通信設(shè)備和線路將地理位置不同、功能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的資源共享和信息傳遞。例如，世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)——因特網(wǎng)（Internet）把整個(gè)地球變成一個(gè)小小的“村落”，讓人們可以方便地在網(wǎng)上查詢信息、下載資源、通信、學(xué)習(xí)、娛樂和買賣東西等。二、計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)從技術(shù)和應(yīng)用的角度來看，未來的計(jì)算機(jī)會(huì)朝著巨型化、微型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和多媒體化的方向發(fā)展。1．巨型化指計(jì)算機(jī)將朝著高速度、大存儲(chǔ)量和功能強(qiáng)大的巨型機(jī)發(fā)展。隨著天文、氣象、地質(zhì)、核反應(yīng)、航天飛機(jī)和衛(wèi)星軌道計(jì)算等尖端科學(xué)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)需要擁有更快的速度、更大的存儲(chǔ)容量和更高的可靠性，這也是巨型化這一計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)產(chǎn)生的原因。二、計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)2．微型化指進(jìn)一步提高集成度，利用高性能的超大規(guī)模集成電路研制性能更加優(yōu)良、運(yùn)行更加穩(wěn)定、價(jià)格更加低廉、整機(jī)更加小巧便攜、有更多應(yīng)用場(chǎng)景的微型計(jì)算機(jī)。如今流行的筆記本電腦、平板電腦等類型的計(jì)算機(jī)都是這種發(fā)展趨勢(shì)的重要體現(xiàn)。二、計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)3．智能化指讓計(jì)算機(jī)能夠模擬人的感覺能力和思維能力。盡管人們常稱微型計(jì)算機(jī)為“電腦”，但它尚未具有人腦的智慧。為此，人們期待未來能夠開發(fā)出智能計(jì)算機(jī)，使其可以像人類一樣，具有自主獲取新知識(shí)的學(xué)習(xí)能力、表示知識(shí)的邏輯思維能力和得出新知識(shí)的推理能力等。目前，人們?cè)谥R(shí)庫(kù)、知識(shí)推理、知識(shí)獲取、機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能研究領(lǐng)域取得了很大進(jìn)展，這些進(jìn)展將為日后智能計(jì)算機(jī)的誕生奠定基礎(chǔ)。二、計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)4．網(wǎng)絡(luò)化指用通信線路把計(jì)算機(jī)連接成彼此間可以相互通信并共享資源的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)化能夠使計(jì)算機(jī)的軟硬件資源得到充分利用并擴(kuò)大計(jì)算機(jī)的使用范圍，為用戶提供方便、及時(shí)、可靠的信息服務(wù)，它是計(jì)算機(jī)當(dāng)下和未來發(fā)展的重要趨勢(shì)。二、計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)5．多媒體化是20世紀(jì)80年代中后期興起的一門跨學(xué)科的新技術(shù)。采用這種技術(shù)，可以使計(jì)算機(jī)具有處理文本、圖像、音頻、視頻等多種媒體的能力，從而使計(jì)算機(jī)的功能更加完善，擴(kuò)大了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍。因此，多媒體技術(shù)又稱多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)。隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)休閑娛樂的需求也日益增加，融合多媒體技術(shù)的計(jì)算機(jī)可為用戶打造出視聽盛宴，故多媒體化成為計(jì)算機(jī)發(fā)展的重要趨勢(shì)。素養(yǎng)之窗為適應(yīng)不斷進(jìn)步的科學(xué)技術(shù)和不斷擴(kuò)展的應(yīng)用場(chǎng)景，未來計(jì)算機(jī)的發(fā)展必然不是一維化、對(duì)立化的，而會(huì)是多元化、綜合化、智能化的。因此，計(jì)算機(jī)相關(guān)行業(yè)的從業(yè)者必須具備與時(shí)俱進(jìn)的創(chuàng)新能力，樹立終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，具備終身學(xué)習(xí)的能力，不斷地學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)，以適應(yīng)計(jì)算機(jī)行業(yè)日新月異的發(fā)展，從而在職業(yè)生涯中立于不敗之地。任務(wù)實(shí)施如今，從家庭到社會(huì)，從醫(yī)療到教育，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的部分。請(qǐng)以小組為單位，探討計(jì)算機(jī)技術(shù)在生活領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景。舉例如下。（1）信息存儲(chǔ)技術(shù)。只需一塊小巧便攜的U盤或移動(dòng)硬盤，人們就可以存儲(chǔ)上千張照片、上百首音樂和數(shù)十部視頻。（2）信息管理技術(shù)。從前，學(xué)校、醫(yī)院等公共場(chǎng)所通常需要設(shè)立專門的資料館來存放人員檔案、物資、財(cái)務(wù)等信息，且信息的查詢往往不太方便。如今，只需在計(jì)算機(jī)上安裝信息管理系統(tǒng)，就可以輕松將各種信息整理得井井有條，并快速、準(zhǔn)確地查詢出需要的信息。探討計(jì)算機(jī)技術(shù)在生活領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景信息存儲(chǔ)技術(shù)信息管理技術(shù)任務(wù)實(shí)施（3）辦公自動(dòng)化技術(shù)。如今，幾乎所有公司都會(huì)在計(jì)算機(jī)上安裝辦公自動(dòng)化軟件，從而完成編寫文檔、制作圖表等工作，以提高辦公效率、降低辦公成本。（4）數(shù)字媒體技術(shù)。通過平板電腦，人們不僅可以方便地閱讀資訊、聽音樂、看電影、玩游戲，還可以隨時(shí)隨地拍照、錄像，記錄生活的美好瞬間。辦公自動(dòng)化技術(shù)數(shù)字媒體技術(shù)了解新一代信息技術(shù)任務(wù)三任務(wù)描述近年來，我們常常能聽到“大數(shù)據(jù)”“云計(jì)算”“AI”等新詞，而且能明確地感覺到，它們正離我們的生活越來越近。本任務(wù)將帶領(lǐng)大家了解新一代信息技術(shù)。任務(wù)準(zhǔn)備周末，小偉和爸爸去參觀市里新建成的科技館。進(jìn)門時(shí)，小偉忽然聽到一個(gè)聲音：“周×偉，歡迎你！祝你參觀愉快！”小偉環(huán)顧四周，沒有發(fā)現(xiàn)人影，不禁大吃一驚。爸爸笑著解答道：“不用害怕！剛剛歡迎你的是科技館的門禁。”小偉不解地問：“門禁怎么會(huì)知道我的名字呢？”爸爸繼續(xù)答道：“因?yàn)樗闪撕芏喔呖萍迹∥以诰W(wǎng)上預(yù)約入館時(shí)登記了你的身份證信息，這些信息被存儲(chǔ)在了云端的大數(shù)據(jù)平臺(tái)中。剛剛你一進(jìn)門，門禁就獲取了你的人臉掃描圖像，并通過物聯(lián)網(wǎng)上傳給了大數(shù)據(jù)平臺(tái)。隨后，大數(shù)據(jù)平臺(tái)就會(huì)利用云計(jì)算和AI技術(shù)識(shí)別你的人臉圖像并與數(shù)據(jù)庫(kù)里的游客信息進(jìn)行匹配，成功后，門禁也就‘認(rèn)出’了你。”小偉聽完不禁感嘆：“哇，這真是太神奇了！”請(qǐng)結(jié)合上述文字，思考以下問題。（1）上述情景中的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云存儲(chǔ)、AI技術(shù)分別是什么？（2）這些新技術(shù)在你身邊有哪些具體的應(yīng)用？（3）你還知道哪些類似的新技術(shù)？一、信息技術(shù)概述信息技術(shù)（informationtechnology,IT）是指獲取、傳遞、存儲(chǔ)、處理和應(yīng)用信息的過程中所采用的技術(shù)總和。它的研究與發(fā)展，極大地提高了人類的信息應(yīng)用能力，使信息成為人類生存和發(fā)展過程中不可缺少的一種資源。1．信息技術(shù)的概念一、信息技術(shù)概述（1）語(yǔ)言的使用人類最初只能通過手勢(shì)、表情、肢體動(dòng)作、嗓音等表達(dá)和傳遞信息，因此只能在人的聽覺和視覺所能及的范圍內(nèi)傳遞信息。語(yǔ)言的產(chǎn)生和使用是信息表達(dá)和交流手段的一次關(guān)鍵性發(fā)展，產(chǎn)生了信息獲取和信息傳遞技術(shù)（但受時(shí)空的限制）。（2）文字的創(chuàng)造文字可以長(zhǎng)期存儲(chǔ)信息，也可以跨時(shí)間、跨地域地傳遞信息，從而促進(jìn)了信息存儲(chǔ)技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展。2．信息技術(shù)的發(fā)展歷程一、信息技術(shù)概述（3）造紙術(shù)和印刷術(shù)的發(fā)明造紙術(shù)和印刷術(shù)的發(fā)明，把信息的記錄、存儲(chǔ)、傳遞和使用擴(kuò)大到更廣闊的空間，使知識(shí)的積累和傳播有了可靠的保證，是人類信息存儲(chǔ)與傳播手段的一次重要發(fā)展。（4）電報(bào)、電話、廣播、電視的發(fā)明和普及應(yīng)用1837年，世界上第一臺(tái)有線電報(bào)機(jī)的誕生使信息可以實(shí)時(shí)傳送。1876年，電話的發(fā)明使人類實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離通話。它們和廣播、電視等發(fā)明的出現(xiàn)打破了信息交流的時(shí)空界限，使信息可以傳播得更快、更遠(yuǎn)，是信息技術(shù)的又一次重要發(fā)展。2．信息技術(shù)的發(fā)展歷程一、信息技術(shù)概述（5）計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代信息技術(shù)的綜合使用20世紀(jì)50—60年代，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)大大促進(jìn)了信息傳播和處理手段的發(fā)展，對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生了空前的影響，使信息數(shù)字化成為可能，現(xiàn)代信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，人類開始步入信息社會(huì)。2．信息技術(shù)的發(fā)展歷程二、新一代信息技術(shù)新一代信息技術(shù)人工智能大數(shù)據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)云計(jì)算云存儲(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)二、新一代信息技術(shù)人工智能（artificialintelligence,AI）是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門技術(shù)科學(xué)，其目標(biāo)是讓人所創(chuàng)造的機(jī)器或人工系統(tǒng)模擬人類智能，包括模擬人類計(jì)劃、學(xué)習(xí)、語(yǔ)言、感知、情感、意念表述等方面的能力，從而更好地為人類服務(wù)。“人工智能”一詞最早提出于1956年，在經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展后1．人工智能人工智能的研究領(lǐng)域模式識(shí)別智能機(jī)器人語(yǔ)言識(shí)別圖像識(shí)別專家系統(tǒng)自然語(yǔ)言處理智能搜索模式識(shí)別技術(shù)是人工智能最為基礎(chǔ)和重要的技術(shù)之一智能機(jī)器人的發(fā)展在很大程度上解決了勞動(dòng)力短缺的問題專家系統(tǒng)存在無(wú)限的商業(yè)價(jià)值，其與各大行業(yè)的深度結(jié)合對(duì)人們的工作、生活都產(chǎn)生了重要的影響。二、新一代信息技術(shù)如今，人工智能已進(jìn)入爆發(fā)式增長(zhǎng)期，成為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動(dòng)力和推動(dòng)行業(yè)智能化發(fā)展的關(guān)鍵力量。事實(shí)上，人工智能離我們并不遙遠(yuǎn)，甚至可以說已深深地融入我們的生活?？萍籍a(chǎn)品自動(dòng)駕駛汽車無(wú)人機(jī)智能音箱早教機(jī)器人軟件應(yīng)用指紋識(shí)別人臉識(shí)別實(shí)時(shí)導(dǎo)航美顏拍照新聞推薦智能搜索語(yǔ)音助手自動(dòng)翻譯垃圾郵件過濾都屬于人工智能在生活中的典型應(yīng)用。1．人工智能二、新一代信息技術(shù)自動(dòng)駕駛汽車無(wú)人機(jī)智能音箱早教機(jī)器人1．人工智能二、新一代信息技術(shù)大數(shù)據(jù)（bigdata）也稱“海量數(shù)據(jù)”或“巨量數(shù)據(jù)”，是指數(shù)據(jù)量大到無(wú)法利用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)在合理的時(shí)間內(nèi)獲取、存儲(chǔ)、管理和分析的數(shù)據(jù)集合。“大數(shù)據(jù)”一詞除用來描述信息時(shí)代產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)外，也被用來命名與之相關(guān)的技術(shù)、創(chuàng)新與應(yīng)用。大數(shù)據(jù)具有的特征海量的數(shù)據(jù)規(guī)模（volume）快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)（velocity）多樣的數(shù)據(jù)類型（variety）真實(shí)的數(shù)據(jù)來源（veracity）較低的價(jià)值密度（value）簡(jiǎn)稱“5V”2．大數(shù)據(jù)二、新一代信息技術(shù)（1）海量的數(shù)據(jù)規(guī)模。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球數(shù)據(jù)總量2004年為30EB，2005年達(dá)到50EB，2015年達(dá)到7

900

EB，2021年已達(dá)到84.5

ZB。預(yù)計(jì)到2025年，全球數(shù)據(jù)總量將達(dá)到驚人的175ZB。（2）快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)。指數(shù)據(jù)產(chǎn)生、流轉(zhuǎn)速度快，而且越新的數(shù)據(jù)價(jià)值越大。這就要求對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度也要快，以便能夠及時(shí)從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)、提取有價(jià)值的信息。2．大數(shù)據(jù)提示1ZB=210EB=220PB=270B。若1塊2.5英寸的機(jī)械硬盤的容量為1TB，大概要10億塊這樣的硬盤才能裝得下1ZB數(shù)據(jù)，這些硬盤連起來可以繞地球約2.5圈。二、新一代信息技術(shù)（3）多樣的數(shù)據(jù)類型。指數(shù)據(jù)的來源及類型多樣。大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型除包括二維表結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)外，還包括大量無(wú)法用傳統(tǒng)二維表存儲(chǔ)的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。（4）真實(shí)的數(shù)據(jù)來源。指數(shù)據(jù)不是憑空捏造的，而是由現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)事物產(chǎn)生的，可以準(zhǔn)確反映出事物的特征、發(fā)展規(guī)律和趨勢(shì)。（5）較低的價(jià)值密度。指數(shù)據(jù)的量大但價(jià)值密度相對(duì)較低，挖掘數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏的價(jià)值猶如沙里淘金。2．大數(shù)據(jù)二、新一代信息技術(shù)大數(shù)據(jù)廣泛應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域科學(xué)計(jì)算金融社交網(wǎng)絡(luò)醫(yī)療互聯(lián)網(wǎng)搜索天文學(xué)大氣科學(xué)生物和其他復(fù)雜或跨學(xué)科的科研軍事偵察大規(guī)模的電子商務(wù)活動(dòng)不同領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)應(yīng)用具有不同的特點(diǎn)，其對(duì)響應(yīng)時(shí)間、穩(wěn)定性、精確性的要求各不相同，解決方案也層出不窮解決方案InformaticaCloud解決方案IBM戰(zhàn)略Microsoft戰(zhàn)略京東框架結(jié)構(gòu)2．大數(shù)據(jù)二、新一代信息技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)（virtualreality,VR）是指利用數(shù)字媒體技術(shù)和專業(yè)的VR設(shè)備模擬出一個(gè)逼真的三維空間虛擬環(huán)境，在其中的用戶可以獲得與真實(shí)環(huán)境相近乃至相同的感知和交互體驗(yàn)。3．虛擬現(xiàn)實(shí)二、新一代信息技術(shù)常見的VR設(shè)備建模設(shè)備3D掃描儀顯示設(shè)備3D眼鏡3D投影儀頭戴式3D顯示器（又稱“VR頭盔”“VR頭顯”“VR眼鏡”交互設(shè)備觸覺反饋設(shè)備3D控制設(shè)備（如3D手柄、操縱桿）位置追蹤設(shè)備動(dòng)作捕捉設(shè)備力覺反饋設(shè)備數(shù)據(jù)手套頭戴式3D顯示器和觸覺反饋設(shè)備

數(shù)據(jù)手套3．虛擬現(xiàn)實(shí)二、新一代信息技術(shù)特點(diǎn)定義具體內(nèi)容沉浸性指虛擬環(huán)境的逼真程度。理想的虛擬環(huán)境應(yīng)該使用戶獲得與真實(shí)環(huán)境相同的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等感官體驗(yàn)。交互性指用戶可以與虛擬環(huán)境中的元素進(jìn)行交互并得到與現(xiàn)實(shí)環(huán)境相同的響應(yīng)或反饋。例如，用戶用手直接抓取虛擬環(huán)境中的物體時(shí)，手會(huì)實(shí)時(shí)感知到物體的重量、溫度、質(zhì)地等信息。客觀性指虛擬環(huán)境中的物體遵循物理學(xué)規(guī)律。例如，當(dāng)用戶推動(dòng)虛擬環(huán)境中的某個(gè)球體時(shí)，球體的運(yùn)動(dòng)軌跡、速度、距離等均會(huì)遵循力學(xué)定律。想象性指用戶在虛擬環(huán)境中可構(gòu)思和創(chuàng)造在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中不存在的條件、物體、場(chǎng)景等，從而充分發(fā)揮自身想象力，激發(fā)創(chuàng)新思維。VR技術(shù)打造的虛擬環(huán)境具有沉浸性、交互性、客觀性和想象性等特點(diǎn)。3．虛擬現(xiàn)實(shí)二、新一代信息技術(shù)目前，VR技術(shù)已發(fā)展得較為成熟，且在多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域均有一定應(yīng)用常見的應(yīng)用方向演示實(shí)驗(yàn)（如教學(xué)實(shí)驗(yàn)）模擬訓(xùn)練（如飛機(jī)駕駛模擬訓(xùn)練）仿真設(shè)計(jì)（如汽車仿真設(shè)計(jì)）藝術(shù)與娛樂（如VR游戲）3．虛擬現(xiàn)實(shí)二、新一代信息技術(shù)VR教學(xué)實(shí)驗(yàn)VR飛機(jī)駕駛模擬訓(xùn)練VR汽車仿真設(shè)計(jì)VR游戲3．虛擬現(xiàn)實(shí)二、新一代信息技術(shù)例如，在汽車專業(yè)教學(xué)領(lǐng)域，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)動(dòng)機(jī)的組成、結(jié)構(gòu)和工作原理時(shí)，3．虛擬現(xiàn)實(shí)傳統(tǒng)教學(xué)方法是利用圖示或播放錄像的方式向?qū)W生展示相關(guān)知識(shí)，無(wú)法使學(xué)生直觀地理解和運(yùn)用利用VR技術(shù)，老師不僅可以直觀地向?qū)W生展示發(fā)動(dòng)機(jī)的3D結(jié)構(gòu)、工作原理及工作時(shí)各個(gè)部件的運(yùn)行狀態(tài)，而且可以讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中完成拆裝和維修發(fā)動(dòng)機(jī)等實(shí)驗(yàn)，從而使教學(xué)和實(shí)驗(yàn)效果事半功倍。目前，許多學(xué)校都建立了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室。高手點(diǎn)撥人們探討VR時(shí)，往往還會(huì)提起AR。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（augmentedreality,AR）是一種在現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中疊加虛擬內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)“虛實(shí)結(jié)合”的技術(shù)。與致力于為用戶提供以假亂真的虛擬環(huán)境體驗(yàn)的VR不同，AR致力于在現(xiàn)實(shí)環(huán)境的基礎(chǔ)上為用戶提供增強(qiáng)性、補(bǔ)充性的信息展示形式。二、新一代信息技術(shù)從服務(wù)的角度來講云計(jì)算（cloudcomputing）是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)交付模式，它為用戶提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問和虛擬化的、高響應(yīng)的、易擴(kuò)展的、按使用量付費(fèi)的計(jì)算資源，如算力、存儲(chǔ)、服務(wù)器、帶寬、現(xiàn)成的服務(wù)等。從技術(shù)的角度來講云計(jì)算是分布式計(jì)算、并行計(jì)算、效用計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、虛擬化、負(fù)載均衡、冗余熱備份等計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。4．云計(jì)算二、新一代信息技術(shù)云計(jì)算的原理可簡(jiǎn)單概括為，將超大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理任務(wù)分解成大量小任務(wù)然后通過由多臺(tái)服務(wù)器組成的系統(tǒng)（即分布式系統(tǒng)）對(duì)其進(jìn)行處理和分析并將各自得到的結(jié)果匯總、合并后返回給用戶。利用云計(jì)算，用戶只需花費(fèi)較小的成本即可享受強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。4．云計(jì)算二、新一代信息技術(shù)云計(jì)算的主要特征如下。（1）資源配置動(dòng)態(tài)化。根據(jù)消費(fèi)者的需求動(dòng)態(tài)劃分或釋放不同的物理和虛擬資源，當(dāng)增加一個(gè)需求時(shí)，可通過增加可用的資源進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)資源的快速?gòu)椥蕴峁?；?dāng)用戶不再使用這部分資源時(shí)，可釋放這些資源。云計(jì)算為用戶提供的這種能力可視為無(wú)限，實(shí)現(xiàn)了IT資源利用的可擴(kuò)展性。（2）需求服務(wù)自助化。云計(jì)算為用戶提供自助化的資源服務(wù)，用戶無(wú)須同提供商交互就可自動(dòng)得到自助的計(jì)算資源。同時(shí)云計(jì)算為用戶提供一定的應(yīng)用服務(wù)目錄，用戶可采用自助方式選擇滿足自身需求的服務(wù)項(xiàng)目和內(nèi)容。4．云計(jì)算二、新一代信息技術(shù)（3）以網(wǎng)絡(luò)為中心。云計(jì)算的組件和整體構(gòu)架由網(wǎng)絡(luò)連接在一起并存在于網(wǎng)絡(luò)中，同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)向用戶提供服務(wù)。而用戶可借助不同的終端設(shè)備，通過標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的訪問，從而使得云計(jì)算的服務(wù)無(wú)處不在。（4）資源池化、透明化。對(duì)云服務(wù)的提供商而言，各種底層資源（計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、資源邏輯等）的異構(gòu)性（如果存在某種異構(gòu)性）被屏蔽，邊界被打破，所有的資源可以被統(tǒng)一管理和調(diào)度，成為所謂的“資源池”，從而為用戶提供按需服務(wù)；對(duì)用戶而言，這些資源是透明的，無(wú)限大的，用戶無(wú)須了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只關(guān)心自己的需求是否得到滿足即可。4．云計(jì)算二、新一代信息技術(shù)云計(jì)算根據(jù)所提供資源集成度的不同劃分IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）硬件基礎(chǔ)設(shè)施PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）資源管理平臺(tái)SaaS（軟件即服務(wù)）定制化應(yīng)用軟件4．云計(jì)算二、新一代信息技術(shù)云存儲(chǔ)（cloudstorage）是云計(jì)算概念的延伸和發(fā)展，是指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)和分布式文件系統(tǒng)等，將網(wǎng)絡(luò)中大量不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備通過虛擬化軟件集合起來協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問功能。當(dāng)云計(jì)算系統(tǒng)處理的核心是大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理時(shí)，云計(jì)算系統(tǒng)就需要配置大量的存儲(chǔ)設(shè)備，那么云計(jì)算系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成云存儲(chǔ)系統(tǒng)，所以云存儲(chǔ)是一個(gè)以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理為核心的云計(jì)算系統(tǒng)。5．云存儲(chǔ)與傳統(tǒng)存儲(chǔ)服務(wù)相比云存儲(chǔ)的資源配給更加靈活企業(yè)可按需選擇增加、縮減云存儲(chǔ)的使用規(guī)模。企業(yè)使用云存儲(chǔ)建立數(shù)據(jù)中心可節(jié)省大量建造、管理和維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)資源的集中共享。云存儲(chǔ)服務(wù)具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)性包括更低的硬件成本、電力價(jià)格、管理費(fèi)用和更高的資源利用率等。二、新一代信息技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)（internetofthings,IoT）即“萬(wàn)物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，它是將各種信息傳感設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的“人—機(jī)—環(huán)境”的互聯(lián)互通。物聯(lián)網(wǎng)的基本特征全面感知感知層可靠傳遞網(wǎng)絡(luò)層智能處理應(yīng)用層6．物聯(lián)網(wǎng)二、新一代信息技術(shù)（1）感知層。物聯(lián)網(wǎng)的感知層利用射頻識(shí)別（RFID）、傳感器、攝像頭、全球定位系統(tǒng)（GPS）等傳感技術(shù)和設(shè)備，隨時(shí)隨地獲取物體的屬性信息并傳輸給網(wǎng)絡(luò)層。物體屬性靜態(tài)靜態(tài)屬性可以存儲(chǔ)在電子標(biāo)簽中，使用閱讀器讀取動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)屬性（如溫度、濕度、速度、位置等）則需要使用傳感器、攝像頭或全球定位系統(tǒng)等實(shí)時(shí)探測(cè)。6．物聯(lián)網(wǎng)提示射頻識(shí)別（RFID）是物聯(lián)網(wǎng)感知層中的重要技術(shù)，它是20世紀(jì)90年代興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。RFID系統(tǒng)主要由3部分組成：電子標(biāo)簽（tag）、閱讀器（reader）和天線（antenna）。其中，電子標(biāo)簽用于存儲(chǔ)物體的標(biāo)識(shí)信息；閱讀器用于以射頻信號(hào)方式讀取電子標(biāo)簽中的信息（有的閱讀器也具有寫入信息功能）；天線用于發(fā)射和接收射頻信號(hào)，往往內(nèi)置在電子標(biāo)簽和閱讀器中。二、新一代信息技術(shù)（2）網(wǎng)絡(luò)層。向上傳輸感知層采集的數(shù)據(jù)，向下傳輸應(yīng)用層發(fā)出的控制指令。（3）應(yīng)用層。應(yīng)用層有一個(gè)信息處理中心，用來處理從感知層得到的信息，以實(shí)現(xiàn)物體的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等實(shí)際應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用智能家居智慧醫(yī)療智慧交通環(huán)境保護(hù)政府工作公共安全智能消防工業(yè)監(jiān)測(cè)環(huán)境監(jiān)測(cè)老人護(hù)理個(gè)人健康花卉栽培食品溯源情報(bào)搜集物聯(lián)網(wǎng)的生活應(yīng)用火車站刷身份證進(jìn)站ETC不停車收費(fèi)系統(tǒng)用校園一卡通在圖書館借書6．物聯(lián)網(wǎng)二、新一代信息技術(shù)智能家居

智慧醫(yī)療6．物聯(lián)網(wǎng)二、新一代信息技術(shù)區(qū)塊鏈（blockchain）是一種在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，通過透明和可信規(guī)則，構(gòu)建不可偽造、不可篡改和可追溯的塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)和管理可信數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、存取和使用的技術(shù)。區(qū)塊鏈?zhǔn)怯?jì)算機(jī)、分布式系統(tǒng)、密碼學(xué)等不同領(lǐng)域的理論和技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代組合創(chuàng)新的應(yīng)用模式。區(qū)塊鏈特征分布式對(duì)等數(shù)據(jù)塊鏈?zhǔn)讲豢蓚卧旆来鄹耐该骺尚趴煽啃愿?．區(qū)塊鏈二、新一代信息技術(shù)區(qū)塊鏈包括以下3個(gè)基本要素。（1）交易（transaction）對(duì)賬本的一次操作，導(dǎo)致賬本狀態(tài)的一次改變，如添加一條轉(zhuǎn)賬記錄。（2）區(qū)塊（block）記錄一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的所有交易和狀態(tài)結(jié)果，是對(duì)當(dāng)前賬本狀態(tài)達(dá)成的一次共識(shí)。（3）鏈（chain）由區(qū)塊按照發(fā)生順序串聯(lián)而成，是整個(gè)賬本狀態(tài)變化的日志記錄。7．區(qū)塊鏈二、新一代信息技術(shù)簡(jiǎn)單來講，可將區(qū)塊鏈視為一個(gè)需要時(shí)刻保持同步的賬本系統(tǒng)，一筆交易必須由所有系統(tǒng)成員達(dá)成共識(shí)并記錄下來后方可生效，多筆成功的交易就構(gòu)成了區(qū)塊，多個(gè)區(qū)塊首尾相連就構(gòu)成了區(qū)塊鏈。區(qū)塊鏈應(yīng)用場(chǎng)景金融服務(wù)征信和權(quán)屬管理資源共享貿(mào)易管理區(qū)塊鏈核心架構(gòu)為主分布式系統(tǒng)P2P網(wǎng)絡(luò)密碼學(xué)為輔多種改良技術(shù)7．區(qū)塊鏈二、新一代信息技術(shù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（industrialinternet）是新一代信息技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的新型基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用模式和工業(yè)生態(tài)，它通過對(duì)人、機(jī)、物、系統(tǒng)等的全面連接，構(gòu)建起覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈的全新制造和服務(wù)體系，為工業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展提供了實(shí)現(xiàn)途徑，是第四次工業(yè)革命的重要基石。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及平臺(tái)構(gòu)建在智能機(jī)器之上，提倡的是人、物和數(shù)據(jù)的連接，這樣智能機(jī)器之間的網(wǎng)絡(luò)化連接和它們所組成的系統(tǒng)才能創(chuàng)造更大的價(jià)值。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心是互聯(lián)，是制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵使能技術(shù)之一。8．工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)任務(wù)實(shí)施科技的發(fā)展日新月異。短短數(shù)年時(shí)間，人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)就由“不識(shí)廬山真面目”的未來科技變?yōu)椤爸两褚延X不新鮮”的普惠科技。這些技術(shù)不僅與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)深度融合，深刻改變了各行各業(yè)的面貌、生產(chǎn)方式等，也走進(jìn)了千家萬(wàn)戶的日常生活，成為人們習(xí)以為常的普通事物。請(qǐng)通過觀察、思考、查閱資料等方式，探尋新一代信息技術(shù)在周圍環(huán)境或日常生活中的應(yīng)用場(chǎng)景，有條件的同學(xué)可親身體驗(yàn)一番。具體舉例如下。體驗(yàn)新一代信息技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用任務(wù)實(shí)施1．智能識(shí)圖智能識(shí)圖通常基于人工智能技術(shù)，可較為準(zhǔn)確地識(shí)別出事物的名稱、類型等，是如今智能手機(jī)上不少App都提供的一項(xiàng)功能。任務(wù)實(shí)施2．個(gè)性化推薦個(gè)性化推薦基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，可根據(jù)用戶購(gòu)買的物品、瀏覽的內(nèi)容等信息分析其喜好，從而給用戶精準(zhǔn)推送商品或內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)“千人千面”的精準(zhǔn)營(yíng)銷。3．網(wǎng)盤網(wǎng)盤又稱“網(wǎng)絡(luò)U盤”“網(wǎng)絡(luò)硬盤”，它基于云計(jì)算和云存儲(chǔ)技術(shù)，可為用戶提供多設(shè)備文件同步、存儲(chǔ)、訪問、備份、共享、協(xié)作等服務(wù)。目前，國(guó)內(nèi)較知名的網(wǎng)盤包括百度網(wǎng)盤、阿里云盤、騰訊微云、和彩云等。任務(wù)實(shí)施4．共享單車如今，共享單車在大街小巷隨處可見，用戶可以通過手機(jī)應(yīng)用程序定位附近的共享單車，并通過掃描車身二維碼自動(dòng)開啟或輸入密碼開啟智能鎖等方式解鎖車輛，騎行結(jié)束后將車輛停放在指定區(qū)域，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)自動(dòng)記錄的騎行時(shí)間和里程結(jié)算費(fèi)用。共享單車基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可為用戶提供短途出行服務(wù)，解決城市中人們的“最后一公里”出行難題。項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)1．實(shí)訓(xùn)目的（1）了解計(jì)算機(jī)行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢(shì)。（2）根據(jù)計(jì)算機(jī)行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢(shì)制訂職業(yè)生涯規(guī)劃。2．實(shí)訓(xùn)內(nèi)容了解計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。（1）發(fā)展迅速，成就顯著。我國(guó)計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展時(shí)間并不長(zhǎng)，但已成為一個(gè)包含多個(gè)子行業(yè)，對(duì)各行各業(yè)的技術(shù)進(jìn)步均起到重要推動(dòng)作用，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)舉足輕重地位的重要行業(yè)，產(chǎn)生了一大批具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的知名企業(yè)，如華為、聯(lián)想、騰訊、阿里巴巴等。（2）崗位薪資待遇較高。計(jì)算機(jī)行業(yè)聚集了大量高素質(zhì)、高水平的技能型人才，行業(yè)內(nèi)的薪資普遍較豐厚。在人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等前沿領(lǐng)域，高端人才的年薪高達(dá)數(shù)十萬(wàn)乃至上百萬(wàn)元。此外，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也為計(jì)算機(jī)行業(yè)較高的薪資水平提供了有利條件。（3）行業(yè)人才缺口較大。我國(guó)計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展速度非常快，故行業(yè)對(duì)人才的需求量非常大。盡管各大院校都在源源不斷地為行業(yè)培養(yǎng)和輸送人才，然而計(jì)算機(jī)行業(yè)仍然存在著較大的人才缺口，高端人才更是一直處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)了解計(jì)算機(jī)行業(yè)的未來發(fā)展趨勢(shì)。（1）新一代信息技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用占比持續(xù)擴(kuò)大。未來，人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等技術(shù)將成為計(jì)算機(jī)行業(yè)的重要發(fā)展方向。這些技術(shù)不僅會(huì)給計(jì)算機(jī)行業(yè)帶來更多創(chuàng)新和變革，也會(huì)成為企業(yè)提高效率、降低成本、增強(qiáng)創(chuàng)新能力，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和占有率的重要砝碼。（2）行業(yè)對(duì)人才素質(zhì)的要求不斷提高。未來，計(jì)算機(jī)行業(yè)的人才不僅需要具備計(jì)算機(jī)相關(guān)知識(shí)和技能，還需要具有良好的綜合素質(zhì)，如創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、新知識(shí)學(xué)習(xí)能力等。這意味著計(jì)算機(jī)行業(yè)從業(yè)者必須不斷提升自身素質(zhì)，以適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展需求。（3）成本、規(guī)模不再是制約公司發(fā)展的主要因素。過去，大公司可以通過規(guī)模優(yōu)勢(shì)和強(qiáng)大的資金實(shí)力壟斷市場(chǎng)，很多有想法、有創(chuàng)意的創(chuàng)業(yè)公司因此舉步維艱。但新一代信息技術(shù)可以讓創(chuàng)業(yè)公司通過較少的成本獲得不遜于大公司的資源，從而擁有更多的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。換句話說，未來，創(chuàng)新和創(chuàng)意將成為計(jì)算機(jī)行業(yè)的制勝法寶，創(chuàng)業(yè)者只要具備足夠的創(chuàng)新能力和市場(chǎng)敏銳度，就有可能在行業(yè)中獲得成功。項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)3．實(shí)訓(xùn)小結(jié)請(qǐng)根據(jù)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，結(jié)合自身情況制訂職業(yè)生涯規(guī)劃，并分階段記錄在下表中。個(gè)人職業(yè)生涯規(guī)劃序號(hào)階段規(guī)劃（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

項(xiàng)目總結(jié)項(xiàng)目評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)內(nèi)容分值評(píng)價(jià)得分自評(píng)互評(píng)師評(píng)知識(shí)

（50%）計(jì)算機(jī)的概念、誕生和發(fā)展10分

計(jì)算機(jī)的分類和特點(diǎn)10分

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域和未來發(fā)展趨勢(shì)15分

信息技術(shù)的概念、發(fā)展歷程，以及信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的關(guān)系5分

新一代信息技術(shù)10分

技能

（20%）能夠描述計(jì)算機(jī)行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢(shì)，并據(jù)此制訂清晰的職業(yè)生涯規(guī)劃20分

素養(yǎng)

（30%）課前做好準(zhǔn)備，上課精神飽滿，聽講專心10分

善于思考，積極參與教學(xué)活動(dòng)，勇于提出問題10分

富有團(tuán)隊(duì)合作精神，出色完成實(shí)踐任務(wù)10分

總評(píng)綜合得分：______100分

綜合等級(jí)：______教師簽字：___________總結(jié)提高

（創(chuàng)新、進(jìn)步及不足）全班同學(xué)每3～5人為一組，各組成員結(jié)合課前、課中和課后的學(xué)習(xí)情況，按照表1-3中的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行自評(píng)和互評(píng)，并請(qǐng)老師進(jìn)行總體評(píng)價(jià)。0謝謝觀看信息與數(shù)據(jù)項(xiàng)目二目錄了解計(jì)算機(jī)中信息的表示任務(wù)1了解計(jì)算機(jī)中信息的存儲(chǔ)與編碼任務(wù)2項(xiàng)目導(dǎo)讀在日常生活中，我們經(jīng)常使用計(jì)算機(jī)獲取和管理文字、圖像、聲音、視頻、動(dòng)畫等各種形式的信息，但計(jì)算機(jī)只能識(shí)別和處理二進(jìn)制代碼，故計(jì)算機(jī)需要使用信息編碼技術(shù)完成各種信息與二進(jìn)制代碼之間的轉(zhuǎn)換。本項(xiàng)目將帶領(lǐng)大家了解計(jì)算機(jī)中信息的表示、存儲(chǔ)與編碼等的基本概念、基本原理和基本方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)理解信息與數(shù)據(jù)的概念。理解數(shù)制的概念及常用數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換方法。熟悉數(shù)字在計(jì)算機(jī)中的表示方法和處理過程。理解數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)方法。了解計(jì)算機(jī)中字符和漢字的編碼。能力目標(biāo)能進(jìn)行二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換。能進(jìn)行不同數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單位之間的換算。素質(zhì)目標(biāo)感受中國(guó)文化的博大精深，增強(qiáng)民族自信心和自豪感。培養(yǎng)一絲不茍、精益求精的工作作風(fēng)。了解計(jì)算機(jī)中信息的表示任務(wù)一任務(wù)描述在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，數(shù)制是一個(gè)重要概念。人類習(xí)慣使用十進(jìn)制，而計(jì)算機(jī)則是一種基于二進(jìn)制的計(jì)算機(jī)器。本任務(wù)將帶領(lǐng)大家了解信息、數(shù)據(jù)和數(shù)制的概念，常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換方法，以及計(jì)算機(jī)與二進(jìn)制的相關(guān)知識(shí)。任務(wù)準(zhǔn)備《周易?系辭上》記載：“是故《易》有太極，是生兩儀，兩儀生四象，四象生八卦?！毕鄠?，人文始祖伏羲觀察天地間變化之理，創(chuàng)立了“太極”思想，該思想認(rèn)為宇宙最初是渾然一體、混沌無(wú)形的，從無(wú)形中生出的有形就是“兩儀”——陰陽(yáng)，“兩儀”又演化出了“四象”“八卦”，乃至宇宙萬(wàn)物。18世紀(jì)，著名數(shù)學(xué)家萊布尼茨在偶然接觸“太極”思想后大受啟發(fā)，迅速將其與數(shù)學(xué)聯(lián)系起來：“陰”可視作0，“陽(yáng)”可視作1，將0和1進(jìn)行排列組合后，即可表示各種數(shù)據(jù)信息。隨后，萊布尼茨在一篇名為《論單純使用0與1的二進(jìn)制算術(shù)——兼論二進(jìn)制用途及伏羲所使用的古代中國(guó)符號(hào)的意義》的論文中，詳細(xì)論述了二進(jìn)制算術(shù)原理及用途，這篇論文標(biāo)志著二進(jìn)制的誕生，也為現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明奠定了理論基礎(chǔ)。請(qǐng)結(jié)合上述文字查閱相關(guān)資料，思考以下問題。（1）什么是數(shù)制？不同數(shù)制之間有什么關(guān)系？（2）為什么計(jì)算機(jī)不采用十進(jìn)制，而采用二進(jìn)制？一、信息與數(shù)據(jù)概述1．信息信息是對(duì)客觀事物的屬性及其相互之間聯(lián)系的描述，反映了客觀事物的存在形式或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)也泛指人類社會(huì)傳播的一切內(nèi)容。在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，信息通常是指能夠被計(jì)算機(jī)處理，并由通信系統(tǒng)傳輸?shù)膬?nèi)容，它們通常以數(shù)據(jù)的形式存在。信息具有以下5個(gè)基本特性（1）載體依附性。信息的表現(xiàn)必須借助媒介或載體方可實(shí)現(xiàn)。（2）價(jià)值性。信息的價(jià)值性體現(xiàn)在它可以滿足人們某些方面的需要。（3）時(shí)效性。信息會(huì)隨著客觀事物的變化而變化，且隨著時(shí)間的推移，信息可能會(huì)失去價(jià)值。（4）共享性。信息可以供多人瀏覽和使用。（5）傳遞性。信息的傳播可以打破時(shí)間和空間的限制。一、信息與數(shù)據(jù)概述數(shù)據(jù)是人們利用文字、數(shù)字及其他符號(hào)對(duì)客觀事物信息的抽象描述和符號(hào)表示。在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，人們將所有能輸入到計(jì)算機(jī)中并被計(jì)算機(jī)處理的信息稱為“數(shù)據(jù)”。2．?dāng)?shù)據(jù)數(shù)據(jù)信息載體內(nèi)在含義或解釋二、常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換數(shù)制也稱“計(jì)數(shù)制”“進(jìn)位計(jì)數(shù)制”，是用一組固定的計(jì)數(shù)符號(hào)和統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)值的方法，其核心規(guī)則可概括為“逢r進(jìn)一”（r代表r進(jìn)制，如十進(jìn)制的計(jì)數(shù)規(guī)則是“逢十進(jìn)一”）。二、常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換1．?dāng)?shù)制的要素要素定義舉例基數(shù)指一種數(shù)制所使用的計(jì)數(shù)符號(hào)的個(gè)數(shù)〔r進(jìn)制的基數(shù)為r，可供使用的計(jì)數(shù)符號(hào)有r個(gè)，為0～（r?1）〕。例如，十進(jìn)制的計(jì)數(shù)符號(hào)為阿拉伯?dāng)?shù)字0～9，故其基數(shù)為10；二進(jìn)制的計(jì)數(shù)符號(hào)為0和1，故其基數(shù)為2。數(shù)位是計(jì)數(shù)符號(hào)在某個(gè)數(shù)字中的位置，通常小數(shù)點(diǎn)左側(cè)第1個(gè)計(jì)數(shù)符號(hào)的數(shù)位序號(hào)為0，其他數(shù)位的序號(hào)自右向左依次遞增。例如，十進(jìn)制數(shù)385.26中，整數(shù)部分，5的數(shù)位序號(hào)為0，8的數(shù)位序號(hào)為1，3的數(shù)位序號(hào)為2；小數(shù)部分，2的數(shù)位序號(hào)為?1，6的數(shù)位序號(hào)為?2。位權(quán)簡(jiǎn)稱“權(quán)”，它是數(shù)制中每個(gè)數(shù)位對(duì)應(yīng)的單位值（即該數(shù)位計(jì)數(shù)符號(hào)為1時(shí)的值）。位權(quán)通常表示為冪運(yùn)算（即an）的形式，其中底數(shù)a為數(shù)制的基數(shù)，指數(shù)n為數(shù)位序號(hào)。例如，二進(jìn)制數(shù)0.1中，0的位權(quán)為20，1的位權(quán)為2?1。二、常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換1．?dāng)?shù)制的要素不同數(shù)位的計(jì)數(shù)符號(hào)所代表的數(shù)值等于計(jì)數(shù)符號(hào)乘以相應(yīng)的位權(quán)（稱作“按位展開”），所有計(jì)數(shù)符號(hào)的數(shù)值相加就得到了數(shù)字的值。例如，將十進(jìn)制數(shù)385.26按權(quán)展開后求和，為3×102+8×101+5×100+2×10?1+6×10?2。常用的數(shù)制二進(jìn)制是目前計(jì)算機(jī)普遍使用的數(shù)制，計(jì)算機(jī)中所有的文本、圖形、圖像、音頻、視頻等數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)八進(jìn)制十進(jìn)制是人們最熟悉的數(shù)制十六進(jìn)制二、常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2．常用的數(shù)制為了區(qū)分多種數(shù)制，人們通常在一個(gè)數(shù)的后面用下標(biāo)數(shù)字（如2、8、10、16）或特定的字母（B為二進(jìn)制；O為八進(jìn)制；D為十進(jìn)制，可省略；H為十六進(jìn)制）表示該數(shù)的進(jìn)制。例如，二進(jìn)制數(shù)101100可表示為(101100)2或101100B。主要用于彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)中二進(jìn)制數(shù)在書寫和讀取方面的不足，可看作二進(jìn)制的壓縮形式。二、常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2．常用的數(shù)制常用數(shù)制的計(jì)數(shù)符號(hào)、對(duì)同一數(shù)值的表示和標(biāo)記方法數(shù)制計(jì)數(shù)符號(hào)對(duì)同一數(shù)值的表示標(biāo)記方法二進(jìn)制0、111011(11011)2或11011B八進(jìn)制0、1、2、3、4、5、6、733(33)8或33O十進(jìn)制0、1、2、3、4、5、6、7、8、927(27)10、27D或27十六進(jìn)制0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F1B(1B)16或1BH二、常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換3．?dāng)?shù)制的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)：1×24+1×23+0×22+1×21+1×20=27八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)：3×81+3×80=27十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)：1×161+11×160=27（1）其他進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。首先將其他進(jìn)制數(shù)各數(shù)位的計(jì)數(shù)符號(hào)用十進(jìn)制數(shù)表示，然后將其按權(quán)展開，最后各項(xiàng)相加，即可得到相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。二、常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換3．?dāng)?shù)制的轉(zhuǎn)換（2）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為其他進(jìn)制數(shù)（假設(shè)基數(shù)為r）。整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換采用“除r取余倒排法”，即整數(shù)部分不斷除以r，并記下每次所得余數(shù)，直到商為0為止，然后將所有余數(shù)按倒序排列，即為相應(yīng)的r進(jìn)制數(shù)整數(shù)部分；小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換則采用“乘r取整順排法”，即小數(shù)部分不斷乘以r，并記下每次所得整數(shù)，直到滿足精度要求或純小數(shù)部分為0為止，然后將所有整數(shù)按順序排列，即為相應(yīng)的r進(jìn)制數(shù)小數(shù)部分。二、常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換3．?dāng)?shù)制的轉(zhuǎn)換采用“乘2取整順排法”將十進(jìn)制小數(shù)0.125轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)的過程。除2取余倒排法乘2取整正排法采用“除2取余倒排法”將十進(jìn)制整數(shù)27轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)的過程。二、常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換3．?dāng)?shù)制的轉(zhuǎn)換（3）二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換。由于二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)之間存在特殊的關(guān)系：81=23，161=24，即1位八進(jìn)制數(shù)相當(dāng)于3位二進(jìn)制數(shù)，1位十六進(jìn)制數(shù)相當(dāng)于4位二進(jìn)制數(shù)，因此它們之間的轉(zhuǎn)換比較容易，對(duì)照下表進(jìn)行轉(zhuǎn)換即可。各種進(jìn)制的數(shù)碼對(duì)照表十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制0000810001081111910011192102210101012A3113311101113B41004412110014C51015513110115D61106614111016E71117715111117F高手點(diǎn)撥二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)時(shí)，以小數(shù)點(diǎn)為中心，整數(shù)部分自右向左，每3位為一組，最后一組不滿3位時(shí)高位補(bǔ)0；小數(shù)部分自左向右，每3位為一組，最后一組不滿3位時(shí)低位補(bǔ)0。二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)時(shí)，每4位為一組，原理同上。三、計(jì)算機(jī)與二進(jìn)制1．計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制的原因盡管十進(jìn)制是人們最熟悉、最常用的數(shù)制，但計(jì)算機(jī)采用的數(shù)制卻是二進(jìn)制，原因如下。（1）容易實(shí)現(xiàn)。信息在計(jì)算機(jī)中是以核心電子元器件的物理狀態(tài)來表示的。二進(jìn)制只有0和1兩個(gè)計(jì)數(shù)符號(hào)，可以分別用兩種不同的穩(wěn)定狀態(tài)（如低電平和高電平、通電和不通電）來表示，計(jì)算機(jī)的核心電子元器件容易實(shí)現(xiàn)；而十進(jìn)制具有10個(gè)計(jì)數(shù)符號(hào)，計(jì)算機(jī)若想采用十進(jìn)制，就需要制造出具有10種穩(wěn)定狀態(tài)的電子元器件，這無(wú)疑是十分困難的。（2）運(yùn)算簡(jiǎn)單。二進(jìn)制的運(yùn)算規(guī)則十分簡(jiǎn)單，操作實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便，運(yùn)算效率較高。（3）工作可靠。計(jì)算機(jī)采用兩種狀態(tài)來表示數(shù)字，這兩種狀態(tài)不僅容易識(shí)別，而且穩(wěn)定性較高，故計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、傳送和處理等工作均十分可靠。（4）邏輯運(yùn)算方便。二進(jìn)制的計(jì)數(shù)符號(hào)0和1正好代表邏輯運(yùn)算中的“假”和“真”，由于計(jì)算機(jī)的很多工作需要以邏輯運(yùn)算為基礎(chǔ)，因此邏輯運(yùn)算方便是計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制的另一個(gè)重要原因。三、計(jì)算機(jī)與二進(jìn)制2．二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算計(jì)算是計(jì)算機(jī)最基本的功能，也是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)其他一切功能的基礎(chǔ)。由于計(jì)算機(jī)中的信息都是以二進(jìn)制代碼的形式存在的，因此了解二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算很有必要。（1）加法運(yùn)算。二進(jìn)制的加法運(yùn)算法則為“逢二進(jìn)一”，類似于十進(jìn)制的加法運(yùn)算法則“逢十進(jìn)一”。0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10（逢二進(jìn)一）（2）減法運(yùn)算。二進(jìn)制的減法運(yùn)算法則為“借一當(dāng)二”，類似于十進(jìn)制的減法運(yùn)算法則“借一當(dāng)十”。0?0=0 10?1=1（借一當(dāng)二） 1?0=1 1?1=0（3）乘法運(yùn)算。0×0=0 0×1=0 1×0=0 1×1=1（4）除法運(yùn)算。0÷0（無(wú)意義）

0÷1=0 1÷0（無(wú)意義）

1÷1=1三、計(jì)算機(jī)與二進(jìn)制3．機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)是數(shù)字在計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)制表示形式。計(jì)算機(jī)使用的機(jī)器數(shù)長(zhǎng)度通常為8的整數(shù)倍，如8位、16位、32位、64位等。機(jī)器數(shù)最高位0表示數(shù)字的正號(hào)1表示數(shù)字的負(fù)號(hào)其余各位表示數(shù)值稱為“符號(hào)位”稱為“數(shù)值位”也就是說，機(jī)器數(shù)是由最高位的符號(hào)位和數(shù)值位兩部分組成的。小數(shù)點(diǎn)不占位數(shù)。三、計(jì)算機(jī)與二進(jìn)制3．機(jī)器數(shù)數(shù)字的表示方法定點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)整數(shù)定點(diǎn)小數(shù)浮點(diǎn)數(shù)指小數(shù)點(diǎn)位置固定不變的數(shù)。指小數(shù)點(diǎn)的位置不固定的數(shù)對(duì)于既有整數(shù)部分又有小數(shù)部分的數(shù)，一般用浮點(diǎn)數(shù)表示。由于浮點(diǎn)數(shù)的存儲(chǔ)規(guī)則較為復(fù)雜，本書不做過多介紹。規(guī)定小數(shù)點(diǎn)的位置固定在數(shù)據(jù)的最低位之后，但不占一個(gè)二進(jìn)制位規(guī)定小數(shù)點(diǎn)的位置固定在符號(hào)位之后，但不占一個(gè)二進(jìn)制位三、計(jì)算機(jī)與二進(jìn)制3．機(jī)器數(shù)數(shù)字的形式原碼反碼補(bǔ)碼正數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼均相同，負(fù)數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼通常不同，但存在一定的轉(zhuǎn)換關(guān)系。三、計(jì)算機(jī)與二進(jìn)制3．機(jī)器數(shù)下面以8位機(jī)器數(shù)（共256個(gè)）為例，分別講解原碼、反碼和補(bǔ)碼。（1）原碼。在機(jī)器數(shù)中，原碼的最高位用0或1分別表示該數(shù)的正號(hào)、負(fù)號(hào)，后面數(shù)值部分不變。例如：X1=+85=(+1010101)2 [X1]原=(01010101)2X2=?85=(?1010101)2 [X2]原=(11010101)20的原碼有兩種表達(dá)方式：[+0]原=(00000000)2 [?0]原=(10000000)2由于0占用了兩個(gè)編碼，因此8位機(jī)器數(shù)的原碼用十進(jìn)制表示為?127～?0，+0～127。三、計(jì)算機(jī)與二進(jìn)制3．機(jī)器數(shù)（2）反碼。在機(jī)器數(shù)中，正數(shù)的反碼與原碼相同；負(fù)數(shù)的反碼符號(hào)位為1，數(shù)值位為原碼的數(shù)值位逐位求反。例如：X1=+85=(+1010101)2 [X1]反=(01010101)2X2=?85=(?1010101)2 [X2]反=(10101010)20的反碼也有兩種表達(dá)方式：[+0]反=(00000000)2 [?0]反=(11111111)2因此，8位機(jī)器數(shù)的反碼用十進(jìn)制表示也為?127～?0，+0～127。三、計(jì)算機(jī)與二進(jìn)制3．機(jī)器數(shù)（3）補(bǔ)碼。在機(jī)器數(shù)中，正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為它的正數(shù)原碼（帶符號(hào)位）按位取反后末位加1，也就是該負(fù)數(shù)的反碼的末位加1。例如：X1=+85=(+1010101)2 [X1]補(bǔ)=[X1]原=[X1]反=(01010101)2X2=?85=(?1010101)2 [X2]補(bǔ)=[X2]反+1=(10101011)20的補(bǔ)碼只有一種表達(dá)方式：[+0]補(bǔ)=(00000000)2=[?0]補(bǔ)而(10000000)2則用來表示?128的補(bǔ)碼。因此，8位機(jī)器數(shù)的補(bǔ)碼用十進(jìn)制表示為?128～127。任務(wù)實(shí)施Windows10操作系統(tǒng)自帶的“計(jì)算器”應(yīng)用軟件功能十分強(qiáng)大，它不僅可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)的計(jì)算器功能，還支持?jǐn)?shù)制轉(zhuǎn)換、日期計(jì)算、匯率換算、體積換算、存儲(chǔ)單位換算等。本任務(wù)實(shí)施就帶領(lǐng)大家使用該軟件進(jìn)行不同數(shù)制的轉(zhuǎn)換。步驟1啟動(dòng)并登錄一臺(tái)安裝有Windows10操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。步驟2按“Windows+S”組合鍵，在展開的搜索欄中輸入“計(jì)算器”并按“Enter”鍵，打開“計(jì)算器”程序窗口。步驟3單擊窗口左上方的“打開導(dǎo)航”按鈕，在展開的列表中選擇“程序員”選項(xiàng)進(jìn)入數(shù)制轉(zhuǎn)換窗口。步驟4選擇二進(jìn)制類型“BIN”，然后輸入二進(jìn)制數(shù)10100100，即可看到程序自動(dòng)將該二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為其他數(shù)制相應(yīng)的值。步驟5參考步驟4的操作，選擇其他數(shù)制類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換。使用Windows計(jì)算器進(jìn)行數(shù)制轉(zhuǎn)換課堂互動(dòng)請(qǐng)根據(jù)前面學(xué)習(xí)的知識(shí)將下方的一組數(shù)字分別轉(zhuǎn)換為其他數(shù)制（二、八、十、十六進(jìn)制）的數(shù)字，然后使用“計(jì)算器”應(yīng)用軟件驗(yàn)證自己的計(jì)算結(jié)果。(10101111)2

(107)8

(255)10 (4F2)16了解計(jì)算機(jī)中信息的存儲(chǔ)與編碼任務(wù)二任務(wù)描述人類熟悉的信息需要編碼為二進(jìn)制代碼后方可由計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和處理。本任務(wù)將帶領(lǐng)大家了解計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和編碼信息的相關(guān)知識(shí)。任務(wù)準(zhǔn)備周末，表弟來小趙家做客，閑聊時(shí)，表弟好奇地問：“表哥，一臺(tái)小小的筆記本電腦里怎么存得下那么多照片、音樂和視頻?。俊毙≮w回答道：“筆記本電腦雖然看起來小，但它硬盤的存儲(chǔ)空間非常大，比如我的筆記本電腦就足足有512GB的存儲(chǔ)空間呢！1張普通照片通常也就3MB～4MB大小，我的電腦存十幾萬(wàn)張