信息技术——第一章.ppt

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1、第一章第一章 信息与信息技术信息与信息技术学习任务：学习任务：1、能够描述信息的基本特征、能够描述信息的基本特征2、列举信息技术的应用实例、列举信息技术的应用实例3、了解信息技术的历史和发展、了解信息技术的历史和发展意大利洞穴学家毛里奇意大利洞穴学家毛里奇蒙塔尔的洞穴生活蒙塔尔的洞穴生活 2003 2003年年7 7月月2929日，日，4040岁的意大利洞穴专家毛里奇岁的意大利洞穴专家毛里奇蒙塔尔只身到意大利中部内洛山的蒙塔尔只身到意大利中部内洛山的一个地下溶洞里，开始长达一个地下溶洞里，开始长达1 1年的命名为年的命名为“先锋地下实验室先锋地下实验室”的活动。的活动。 “先锋地下实验室先锋地

2、下实验室”设在溶洞内的一个设在溶洞内的一个6868平方米的帐篷内，里面除配备有科学试验用平方米的帐篷内，里面除配备有科学试验用的仪器设备外，还设有起居室、卫生间、工作间和一个小小的植物园。在洞外山顶上的的仪器设备外，还设有起居室、卫生间、工作间和一个小小的植物园。在洞外山顶上的控制室里，研究人员通过闭路电视系统观察蒙塔尔一个人在长期孤独生活的情况下生理控制室里，研究人员通过闭路电视系统观察蒙塔尔一个人在长期孤独生活的情况下生理方面会产生哪些变化。方面会产生哪些变化。 在在20002000多米深的溶洞里，周围死一般的寂静，刚开始多米深的溶洞里，周围死一般的寂静，刚开始2020天左右，由于寂寞与孤

3、独，蒙天左右，由于寂寞与孤独，蒙塔尔曾感到害怕，怀疑能否坚持到底，但是后来还是顶住了。他给果树和蔬菜浇水，看塔尔曾感到害怕，怀疑能否坚持到底，但是后来还是顶住了。他给果树和蔬菜浇水，看书、写作或看录像。一年中，他吸了书、写作或看录像。一年中，他吸了380380盒香烟，看了盒香烟，看了100100部录像片。实验室内还备有一部录像片。实验室内还备有一辆健身自行车，他共骑了辆健身自行车，他共骑了16001600多公里。多公里。 度过了度过了1 1年多暗无天日的地下生活后，蒙塔尔于年多暗无天日的地下生活后，蒙塔尔于20042004年年8 8月月1 1日重见天日。这时，他的体日重见天日。这时，他的体重下

4、降了重下降了2121公斤，脸色苍白而瘦削，人也显得憔悴，免疫系统功能降到最低点；如果两公斤，脸色苍白而瘦削，人也显得憔悴，免疫系统功能降到最低点；如果两人同时向他提问，他的大脑就会乱；他变得情绪低落，不善与人交谈。虽然他渴望与人人同时向他提问，他的大脑就会乱；他变得情绪低落，不善与人交谈。虽然他渴望与人相处，希望热闹，但他的确已丧失了交际能力。相处，希望热闹，但他的确已丧失了交际能力。 蒙塔尔说：在洞穴里度过了蒙塔尔说：在洞穴里度过了1 1年，才知道人只有与人在一起的时候，才能享受到作为一年，才知道人只有与人在一起的时候，才能享受到作为一个人的全部快乐。过去，我是一个喜欢安静的人，常常倾向于独

5、处。现在，让我在安静个人的全部快乐。过去，我是一个喜欢安静的人，常常倾向于独处。现在，让我在安静与热闹之间选择，那我宁可选择热闹，而不要孤寂。我之所以在洞穴中坚持了与热闹之间选择，那我宁可选择热闹，而不要孤寂。我之所以在洞穴中坚持了1 1年，只年，只是为了搞科学试验。我丧失了许多与人交往的能力，这需要在今后的生活中重新纠正。是为了搞科学试验。我丧失了许多与人交往的能力，这需要在今后的生活中重新纠正。但我不后悔，因为这场实验使我明白了一个人生的奥秘：生活的美好在于与人相处。但我不后悔，因为这场实验使我明白了一个人生的奥秘：生活的美好在于与人相处。 如果想要得到快乐，就得把完全的自己展示出来，才可

6、能加入到人际的互动中去，如果想要得到快乐，就得把完全的自己展示出来，才可能加入到人际的互动中去，这样，生活在尘世中的我们，才能把自己的快乐完全展示给别人。人生的美好就像风这样，生活在尘世中的我们，才能把自己的快乐完全展示给别人。人生的美好就像风中的花粉，在相互传播着的同时，带给了别人一缕愉悦，你自己也暗香盈袖。中的花粉，在相互传播着的同时，带给了别人一缕愉悦，你自己也暗香盈袖。蒙塔尔的人生哲学蒙塔尔的人生哲学 毛里奇毛里奇蒙塔尔先生的经历说明了什么？蒙塔尔先生的经历说明了什么？ 为什么大家喜欢聊天？为什么大家喜欢聊天？ 信息是人类生存的基本条件和基本需求。信息是人类生存的基本条件和基本需求。

7、把信息作为一门科学来研究，则是20世纪中后期。1948年，美国科学家申农发表了著名的论文通信的数学理论，奠定了信息论的理论基础信息交换对人类的重要性信息交换对人类的重要性人们对信息的采集、处理、传输、存储、表达和应用等方面的问题进行过许多卓有成效的研究。什么是信息？什么是信息？ 物质、能源、信息是人类社会的三大要素物质、能源、信息是人类社会的三大要素人类的生存和发展与信息有着不解之缘人类的生存和发展与信息有着不解之缘人们的生活一时一刻都离不开接收信息、传递信息、处理信息、利用信息人们的生活一时一刻都离不开接收信息、传递信息、处理信息、利用信息1.1 信息及其特征信息及其特征信息是指数据、信号、

8、消息中所包含的意义。信息是指数据、信号、消息中所包含的意义。表层信息：很多洋葱、汽车、卖洋葱的人分析图片中所带来的信息分析图片中所带来的信息天气有些冷天气有些冷批发市场批发市场 有些洋葱烂了有些洋葱烂了 农民不开心农民不开心 结论结论农民从媒体（口头或其它媒体）农民从媒体（口头或其它媒体）得到信息洋葱的销路好、价格高，得到信息洋葱的销路好、价格高，引起大量农民种，引起大量农民种，结果导致洋葱积压。结果导致洋葱积压。信息的特征信息的特征1、依附性2、价值性3、传递性4、共享性5、时效性信息的表示、传播、储存必须依附于某种载体，信息的表示、传播、储存必须依附于某种载体，载体就是承载信息的事物载体就

9、是承载信息的事物信息是可以加工处理的。经过加工处理，特别是经过信息是可以加工处理的。经过加工处理，特别是经过人的分析、综合和提炼，使信息具有更高的使用价值人的分析、综合和提炼，使信息具有更高的使用价值信息可以脱离它所反映的事物被存储、保存和传播信息可以脱离它所反映的事物被存储、保存和传播信息是可传递和共享的，被重复使用信息是可传递和共享的，被重复使用而不会像物质和能源那样产生损耗而不会像物质和能源那样产生损耗人们总是要及时掌握最新的、有用的信息人们总是要及时掌握最新的、有用的信息主要内容主要内容载体形式载体形式 文字文字 图像图像 图形图形 声音声音 符号符号 动画动画 视频视频 其他其他传播

10、途径传播途径 面对面面对面 书报刊书报刊 电报电话电报电话 音像制品音像制品 广播广播 电视电视 计算机网络计算机网络 其他其他接收方式接收方式 视觉视觉 听觉听觉 触觉触觉 嗅觉嗅觉 味觉味觉 其他其他产生作用产生作用 形成印象形成印象 产生判断产生判断 引起行动引起行动 无作用无作用 其他其他中华民族文化源远流长，众多古典著作通过语言、文字、图片、符号等形式中华民族文化源远流长，众多古典著作通过语言、文字、图片、符号等形式记录了一段段历史事件及探索研究的足迹，才使现代的人能够了解几千年前的信息。记录了一段段历史事件及探索研究的足迹，才使现代的人能够了解几千年前的信息。要求同学们六人一组，结

11、合信息的几个特征，从生活、经济、战争等领域中找出一些例子，来证明信息的相关特征。 资料一：1997年3月，一名20岁的芬兰女大学生被反锁在学校密不透风的计算机机房内，面临逐步窒息的危险，她立刻登陆互联网网络聊天室，发出求救信息，最终成功得救。 资料二：2002年月6日，一艘载有128名中国乘客的越南游船偏离航道触礁，沉船随时可能发生，船上既没有任何救生措施，也无法与外界联系。就在这一紧急关头，一名乘客发现自己的国际漫游手机有微弱的信号，他立刻通过这部手机与外界联系，最终128名乘客成功获救。 什么是信息技术？什么是信息技术？ 20世纪40年代应用信息科学的原理和方法，对信息进行采集、处理、传输

12、、应用信息科学的原理和方法，对信息进行采集、处理、传输、存储、表达和使用的技术。存储、表达和使用的技术。微电子技术微电子技术通信技术通信技术计算机技术计算机技术传感技术传感技术芯片、电路、器件传递信息处理、存储信息信息的采集和传递信息技术的发展历程信息技术的发展历程古代的信息技术古代的信息技术近代的信息技术近代的信息技术现代的信息技术现代的信息技术微电子技术、光电子技术、电子计算机、现代通信技术、计算机网络信息技术展望信息技术展望虚拟现实技术 智能化机器人4月月26日，在日本首都东京，早稻田大学学生服部健太郎日，在日本首都东京，早稻田大学学生服部健太郎正在操纵一个叫做正在操纵一个叫做“WL-1

13、6III”的的“椅子机器人椅子机器人”下楼梯。下楼梯。6000米水下米水下 水下机器人轻松探宝水下机器人轻松探宝信息技术已经成为推动国民经济和社会发展的重信息技术已经成为推动国民经济和社会发展的重要力量，它将改变人们的工作、学习和生活的方要力量，它将改变人们的工作、学习和生活的方式以及文化价值观念。式以及文化价值观念。信息化浪潮席卷全球信息化浪潮席卷全球 信息科技将继续深刻的改变人类的生产与生活方式，信息科技将继续深刻的改变人类的生产与生活方式，比如说现代的比如说现代的制造过程制造过程，实际上已经是信息化的制造过，实际上已经是信息化的制造过程、网络化的制造过程、全球化的制造过程。譬如传统程、网

14、络化的制造过程、全球化的制造过程。譬如传统的的服务业服务业，无论是物流、旅游或者是金融等等，都已经，无论是物流、旅游或者是金融等等，都已经电子化、信息化、网络化。而且新的增值服务业正在兴电子化、信息化、网络化。而且新的增值服务业正在兴起，我们人的起，我们人的日常生活日常生活，尤其是在城市生活的人口当中，尤其是在城市生活的人口当中，几乎每一个小时都离不开电子跟信息的服务，包括网，几乎每一个小时都离不开电子跟信息的服务，包括网络、手机，包括许多电子化的家用电器等办公设施。同络、手机，包括许多电子化的家用电器等办公设施。同时，信息技术的进展也实实在在地推动了以信息为主导时，信息技术的进展也实实在在地

15、推动了以信息为主导的新的的新的军事变革军事变革，这一点在科索沃战争、阿富汗战争以，这一点在科索沃战争、阿富汗战争以及伊拉克战争当中，表现得非常充分。及伊拉克战争当中，表现得非常充分。 科学与中国科学论坛第科学与中国科学论坛第100场报告场报告 路甬祥（中国科学院院长）路甬祥（中国科学院院长）信息科技改变了人类的生产与生活方式信息科技改变了人类的生产与生活方式上机要求：上机要求：n对号入座，进入指定系统，不得随意串位，遇有机器故障或其他特对号入座，进入指定系统，不得随意串位，遇有机器故障或其他特殊情况，与老师联系解决；殊情况，与老师联系解决；n进入机房必须穿好鞋套，走出机房时请带走你的鞋套；进入

16、机房必须穿好鞋套，走出机房时请带走你的鞋套；n未经允许，不准私自携带软盘、优盘或光盘进入机房；未经允许，不准私自携带软盘、优盘或光盘进入机房；n遵守安全操作程序，不准破坏性操作，不准乱设口令和修改机内配遵守安全操作程序，不准破坏性操作，不准乱设口令和修改机内配置参数，不准删除系统文件和他人文件。自己的文件放在自己的文置参数，不准删除系统文件和他人文件。自己的文件放在自己的文件夹里。件夹里。n不许擅自运行、下载、安装游戏和聊天程序；不许擅自运行、下载、安装游戏和聊天程序；n不得在机房内喧哗、打闹，不准在在机房内吃各种食品及饮料；不得在机房内喧哗、打闹，不准在在机房内吃各种食品及饮料；n在机房内随

17、地吐痰及乱丢纸屑；在机房内随地吐痰及乱丢纸屑；n爱护机房设备，不擅自插拔键盘、鼠标、网线、显示器等计算机所爱护机房设备，不擅自插拔键盘、鼠标、网线、显示器等计算机所属附件；属附件；机器内部能识别和机器内部能识别和处理的二进制数处理的二进制数经过一系列处理经过一系列处理显示器显示人们显示器显示人们易于接受的十进制易于接受的十进制数以及图像、声音数以及图像、声音经过一系列处理经过一系列处理十进制数以十进制数以及图像、声音及图像、声音计算机是作为数值计算工具而发明的，现代的计算机的内部是采用二进制(binary)代码进行运算和储存的。二进制存储的单位n最小单位：位（bit比特）n基本单位：字节（yt

18、e）1B=8 bit1024KB1024MBGB10241024TB每位同学查一下自己的计算机的内存有多大? C盘空间有多大?文字、声音、图片、动画和影像等信息在文字、声音、图片、动画和影像等信息在计算机中都是用二进制来存储和处理的！计算机中都是用二进制来存储和处理的！冯诺依曼： 计算机内的信息包括数据和程序都应采用二进制代码表示十进制数十进制数 二进制数二进制数（6）10 （110）2（85）10 （1010101）2121 二进制代码的特征二进制代码的特征n使用计算器功能转换转换100101100101. .0101的十进制数是的十进制数是11111111的十进制数是的十进制数是=1x23

19、+ 1x22+ 1x21+ 1x201111=8+4+2+1=15英文字母和常用的数学符号与标点符号等字符通常采用：ASCII编码编码。American Standard Code for Information Interchange（美国信息交换标准码)一个字符用七位二进制数表示，存放时占八位即一个字节字节(byte)。ASCII码共有128个码位，分别对128个字符进行编码。 1.2.2 字符的编码字符的编码A 1000001+ 0101011 n问题：1、国际上普遍采用的字符编码是什么？ASCII码（美国国家信息标准码）2、ASCII码用1个字节中的几个位表示？最多表示几个字符？ 其中

20、图形字符码几个？控制符码几个？7个位，最多表示128（27）个字符字符码94个，控制符码34个n汉字与西文字符一样,也是一种字符,在计算机内同样是以二进制代码形式表示的. 123 汉字的编码汉字的编码计算机系统B汉字输入汉字编码处理的有关部件汉字输出计算机系统A汉字信息交换汉字输入、处理、输出编码之间的关系2、汉字编码的国家标准是：信息交换用汉字编码字符集基、汉字编码的国家标准是：信息交换用汉字编码字符集基 本集本集(GB2312-80) 123 汉字的编码汉字的编码1、汉字的输入、汉字的输入3、处理码、处理码4、字形码、字形码自动识别方式输入码（外码）练习声音是由声波传递的，而声波是由各种频

21、率的正弦波合成的，波形如图1.2.2所示。这是一种模拟信号，反映声音强弱的是波的振幅，反映声音高低的是波的频率。最常用的编码方法是脉冲编码调制(PCM)，它需要经过采样、量化与编码两个步骤。当然，这些工作都是由硬件(如声卡)完成的。1.2.4 多媒体信息编码多媒体信息编码第一步是采样，第一步是采样， 第二步是量化与编码。第二步是量化与编码。 1、声音数字化声音数字化（录音机录音并播放）（录音机录音并播放）1、声音的采样频率、声音的采样频率采样频率的概念时随着数字技术的发展而出现的，它是指在进行数字录音时，单位时间内对模拟信号进行提取样本次数。它的单位也是赫兹（Hz）。录音时的采样频率越高，回放

22、时的音质也就越好，文件容量越大。录音时的采样频率越高，回放时的音质也就越好，文件容量越大。44kHzCD音质高保真音乐和声音32kHz接近CD音质数值摄像机伴音等22kHz收音音质短的高质量音乐片断11kHz可接受的音乐长音乐片断，高质量语音等5kHz可接受的语音简单的声音使用44kHz的采样频率，每秒钟要对声音进行44000次分析，并记录下每两次分析之间的差值。降低声音文件的采样频率，文件的尺寸也会随之降低。2、声音的位分辨率、声音的位分辨率另外一个影响音质的重要因素就是位分辨率（Bit Reaolution）。位分辨率（或者叫位深度）是指用于描述每个音频采样点的比特位数。16位CD音质高保

23、真音乐和声音12位接近CD音质数值录像机伴音等8位收音音质短的高质量音乐片断4位可接受的音质长音乐片断、高音质语音等另一种音频编码方法称为MIDI(乐器数字化接口)。一首MIDI乐曲记录的不是音乐本身，而是用数字描述的乐谱，包括有音符、节拍、定时以及所用乐器等。MIDI标准规定了128种乐器，一首乐曲中至多可用16种乐器。播放时，由声卡根据“乐谱”产生基波、谐波合成为音乐。利用MIDI，用户可以通过键盘自己编曲子。 MIDI(乐器数字化接口)MIDI简介 “MIDI”，是英文musical instrument digital interface(乐器数字化接口）的缩写。MIDI是电脑音乐制作

24、的基础，它是电脑多媒体技术在音乐领域中的应用。通过MIDI技术，可以制作出各式各样的电脑音乐。MIDI在现代音乐制作上的地位已不可取代，无论是影视音乐还是广告音乐，MIDI已占有主要地位。MIDI的优点在于：易修改性；传统乐器无法达到的声效；较宽的动态。可以说，现在的影视配乐已以MIDI为主了，在适当的时候增加传统乐器以提高乐曲的人性味。MIDI技术已经成为电脑音乐的基石。活动安排：超级绕口令活动安排：超级绕口令史上最强的绕口令！ 据说目前还没人能流利的说下来。1、初入江湖：化肥会挥发。 2、小有名气：黑化肥发灰，灰化肥发黑。 3、名动一方：黑化肥发灰会挥发；灰化肥挥发会发黑。 4、天下闻名：

25、黑化肥挥发发灰会花飞；灰化肥挥发发黑会飞花。 5、一代宗师：黑灰化肥会挥发发灰黑讳为花飞；灰黑化肥会挥发发黑灰为讳飞花。 6、超凡入圣：黑灰化肥灰会挥发发灰黑讳为黑灰花会飞；灰黑化肥会会挥发发黑灰为讳飞花化为灰。 7、天外飞仙：黑化黑灰化肥灰会挥发发灰黑讳为黑灰花会回飞；灰化灰黑化肥会挥发发黑灰为讳飞花回化为灰。查看设置：查看设置：一幅彩色图像(image)可以看成是由许许多多个彩色的点(像素)组成的，每个点有深浅不同的颜色。以分辨率为800600的计算机显示屏为例，一屏总共分成48万个小方格。每个小方格称为一个像素，每个像素有一种颜色。我们知道，任何一种颜色均可以用红、蓝、绿三种原色调配出来

26、，假如每种原色从浅到深分为0255共256个等级，那么一个像素可以用三个字节二进制数据来表示。这样，一幅图像需要用144万个字节的数据。采用这种方法表示的图像文件是位图(bitmap)图像文件，其扩展名为.bmp。1.2.4 图像视频数字化图像视频数字化RGB三原色RedGreenBlue电视和电影是由连续的图像帧组成，电视每秒25帧，电影每秒24帧。以800600的分辨率为例，一秒钟的电视需要处理14425万字节的数据，其容量大约是36M字节。所以，能够播放视频的计算机需要有处理速度较高的CPU和容量较大的存储器。电视和电影是由连续的图像帧组成，电视每秒25帧，电影每秒24帧。以800600

27、的分辨率为例，一秒钟的电视需要处理14425万字节的数据，其容量大约是36M字节。所以，能够播放视频的计算机需要有处理速度较高的CPU和容量较大的存储器。800600253显然，一个多媒体文件，例如一幅画，一段音乐或一段影视节目数字化后所生成的信息量比较大。所以，声音、图像和视频的数字化信息一般都要采用压缩(compress)技术。比如，MP3是音乐信息压缩标准，JPG是静态图像信息的压缩标准，MPEG和RM是视频信息的压缩标准等。这些标准都有很高的压缩比。一般地说，信息都是可以压缩的。之所以可以压缩，是因为有冗余信息存在的缘故。 1.2.5 信息的压缩信息的压缩无损压缩：无损压缩：能够完全还原为原来的数据。（Winzip winrar等压缩文件）有损压缩：有损压缩：还原的数据没有原来的精确，质量有所损失，但在可接受的限度之内。这种方法主要用于音频和视频数据 多媒体信息可以大幅度地压缩。例如，MPEG-1的压缩比，理论值是200:1，一般实际实现的是50:1。VCD就是一种采用MPEG-1标准来压缩图像信息的。 活动安排：Winrar压缩Acdsee图片格式转换