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1、第1章 信息技术与计算机文化（一）信息与信息技术1信息与信息数据信息论的创始人 美国数学家 香农：信息是能够用来消除不确定性的东西。一般认为：信息是在自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性。所谓数据，是指存储在某种媒体上可以加以鉴别的符号（文字、字母、数字、图形、图像、音频、视频）资料。数据的形式是符号。数据与信息：数据是信息的具体表现形式，是信息的载体。信息是对数据进行加工得到的结果。2信息技术 信息技术是指人们获取、存储、传递、处理、开发和利用信息资源的相关技术。3信息社会20世纪90年代，计算机普及，计算机网络高速发展人类开始进入信息社会。在信息社会里，信息作为继
2、物质和能源之后的第三资源，在社会发展中起着主导作用。比尔。盖茨：信息科技革命将恒久的改变我们工作、消费、学习和沟通的方法。4“计算机文化”的内涵文化的基本属性：广泛性、传提性、教育性、深刻性。20世纪80年代初，在瑞士洛桑召开第三届世界计算机教育大会“计算机文化”的说法被各国计算机教育界所接受。计算机文化：以计算机为核心，集网络文化、信息文化、多媒体文化于一体，并对社会生活和人类行为产生广泛、深远影响的新型文化。人类文化发展的四个里程碑：语言的产生、文字的使用、印刷术的发明。计算机文化的真正内涵：将一个人经过文化教育后所具有的能力由传统的读、写、算上升到了一个新高度具有计算机信息处理能力。（二
3、）计算机技术概述1计算机的起源与发展名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 8 页 -1854年，英国数学家，布尔：提出了符号逻辑思想。19世纪中期，英国数学家，“计算机之父”，巴贝奇：最先提出通用数字计算机的基本设计思想。ENIAC：1943年开始研制，1946年2月在美国宾夕法尼亚大学正式投入运行。用十进制计算。不能存储。计算机的发展：第一代 电子计算机。主要逻辑原件电子管，程序设计语言采用机器语言和汇编语言，此时计算机主要用于科学计算。第二代 晶体管计算机。主要逻辑原件晶体管，出现了高级程序设计语言，应用领域扩大到了数据处理。第三代 集成电路计算机。主要逻辑原件中小
4、规模集成电路，高级程序设计语言在这一时期得到了很大发展，出现了操作系统和会话式语言。计算机开始应用于各个领域。第四代 超大规模集成电路计算机。主要逻辑原件大规模或超大规模集成电路，操作系统不断完善，开始了计算机网络时代。新一代计算机 最基本的元件是芯片。没有真正意义上的新一代计算机问世。我国从 1956年开始研制计算机。1958年研制出第一台电子管计算机。1964年研制晶体管计算机。1971年研制集成电路计算机。1983研制巨型机“银河I”我国高性能计算机：银河、曙光、深腾、神威。2计算机的特点及分类计算机的特点：存储性、通用性、高速性、自动性、精确性。计算机的存储性是计算机区别于其他计算工具
5、的重要特征。计算机的通用性是计算机能够应用于各个领域的基础。一般来讲只有那些人工介入的地方才有可能发生错误。精确性。计算机的分类：按处理对象划分：A模拟计算机：处理连续的模拟数据，目前很少生产。B数字计算机：处理数字数据，具有逻辑判断功能。C混合计算机：模拟技术与数字计算灵活结合。按用途划分：A通用计算机 B专用计算机名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 8 页 -按规模划分：A巨型机：巨大的计算机系统。用于科学研究、国防尖端技术 B大型主机：配置高档，价格较高。用于金融证券等大中型企业数据处理或网络服务器。C小型计算机：处理能力较强。面向中小企业的应用。D微型计算机：
6、简称微机，个人计算机（PC）。价格低廉，在办公室和家庭中使用。是目前发展最快、应用最广泛的一种计算机。E工作站：面向特定专业领域，高性能计算机。配有多个中央处理器3计算机的应用计算机的主要应用：科学计算、信息管理、过程控制（实时控制）、计算机辅助系统、人工智能（AI又称机器智能），计算机网络与通信。信息管理是计算机应用最广泛的领域。过程控制（实时控制）大大的提高了现代工业的自动化水平，提高了过程控制的及时性、准确性，提高了产品质量，降低成本，改善劳动条件。计算机辅助系统：a.计算机辅助设计 CAD b.计算机辅助制造 CAM c.计算机辅助教育 CBE d.计算机辅助测试 CAT e.计算机集
7、成制造系统CIMS f计算机辅助教学 CAI开发出的人工智能计算机系统：博弈、自然语言理解、专家系统、机器人。4计算机的发展趋势巨型化、微型化、网格化、智能化。（三）计算机中信息的表示1数制及其转换二进制 B、八进制 O、十进制 D、十六进制 H。进制转换：二、八、十六转十 位权展开式（小数点后乘以负位）十转二、八、十六 整数部分除以目的进制数，余数倒排。小数部分乘以目的进制数，取整为止，位数按乘以次数计算。二转八、十六 小数点往左取三位（四位）转化，往右取三位（四位）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 8 页 -转化，不足补零凑。八、十六转二 将每个数值转化成对应的
8、三位（四位）二进制数，顺序即可。逻辑运算与原则 AND：有零即为零。逻辑运算或原则 OR：有一即为一。2信息的编码位（bit）简记为 b，比特，计算机存储数据的最小单位。字节（Byte）简记为 B，8位为一个字节。字节是存储信息的基本单位。每个存储单元的大小就是一个字节。1KB=2B，1MB=2B，1GB=2B，1TB=2B字：计算机处理数据时，CPU通过数据总线一次存取、加工和传送的数据。一个字通常由一个字节或若干个字节组成。字长：计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数。由于字长是计算机一次所能处理的实际位数，所以字长是衡量计算机性能的一个重要指标。不同微处理器的字长是不同的，常见的字
9、长有8位，16位，32位，64位。BCD码（8421编码）：用二进制代码表示十进制数的编码方法。ASCII 码：目前采用的主要的字符编码。是一种机内码。可表示 128个不同字符。同一个字母的 ASCII 码的值小写字母比大写字母大32。遇题时一般是小写字母大写字母 数字。GB2312-80汉字编码字符集：简称国标码。两个字节（16位二进制数）表示一个汉字。是一种汉字交换码。收录了 6763个汉字以及 682个符号，7445个字符。奠定了中文信息处理的基础。不能在计算机中直接使用，与ASCII 码冲突。机内码：是真正的计算机内部用来存储和处理汉字信息的代码。汉字字形码：用来将汉字显示到屏幕上或打
10、印到纸上所需要的图形数据。点阵法 点阵码、矢量法 矢量码。常用点阵 16*16，24*24,32*32。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 8 页 -点阵汉字字节数=点阵数乘以点阵数除以8矢量码：放大缩小不变形，节省存储空间，例如PostScript字库，TrueType字库。汉字输入码：流水码、音码、形码、音形结合码。（四）计算机系统一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。1计算机硬件系统未配置任何软件的计算机叫裸机，是计算机完成工作的物质基础。冯。诺依曼提出的存储程序工作原理决定了计算机硬件系统的组成部分：CPU（运算器+控制器）、存储器、输入设备、
11、输出设备。运算器：它的速度决定了计算机的运算速度。由算术逻辑运算单元ALU、寄存器、一些控制门组成。控制器：是整个计算机系统的控制中心。是“神经中枢”。中央处理器 CPU：由运算器和控制器组成，是计算机的核心部件，它的工作速度和计算精度等性能对计算机的整体性能有决定性的影响。存储器：分为内存（主存储器）、外存（辅助存储器）。内存：内存是 CPU可直接访问的存储器。当前运行的程度数据都存放在内存中。内存与 CPU构成计算机主机。A只读存储器 ROM：只读不改。容量小，断电后可保存。事先写好，一般存放 BIOS（基本输入输出系统。）B随机存储器 RAM：容量大，可读可写，断电信息丢失。C高速缓存
12、Cache：调节 CPU与RAM 速度差。简称缓存。缓存容量大小对计算机的性能有着很大的影响。磁盘驱动器和磁带机既是输入设备，也是输出设备。2计算机软件系统指令：是指计算机执行某种操作的命令。由一串二进制数码（操作码、地址码）组成。所有指令的集合称为计算机指令系统。软件：说法 1数据+文件+程序。说法2文件+程序=软件。分为系统软件和应用软件。系统软件：A操作系统 OS：a.是用户和计算机系统之间的接口，为用户和应用软件提供了访问和控制计算机硬件的桥梁。b.其五大管理功能是：处理机管理、存储管理、设备管理、文件名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 8 页 -管理、作业管
13、理。c.按其运行环境可分为实时操作系统、分时操作系统、比处理操作系统。批处理系统 CPU利用率较高，但是和用户没有交互性。d.按其管理用户的数量可分为单用户操作系统、多用户操作系统。e.俺同事管理的作业数：单用户单任务操作系统（F：DOS）、单用户多任务操作系统（F:WINDOWS）、多用户多任务操作系统（F:UNIX）。语言处理程序：包括汇编程序、编译程序、解释程序。系统支撑和服务程序：又称工具软件。F：系统诊断程序、调试程序数据库管理系统。应用软件：是只为完成某一特定专业的任务而设计的软件。程序设计语言：分为机器语言、汇编语言、高级语言。机器语言：是一种低级语言。唯一一种计算机系统能识别的
14、、不需要翻译的语言。是二进制代码，前八位是操作码，后八位是地址码。汇编语言：是机器语言的符号化。高级语言：分为解释程序和编译程序。（五）微型计算机系统1微型计算机分类单片机：用于专用机器、控制仪表、家用电器。是具有计算机功能的集成电路芯片。微处理器 CPU+存储器（小）+I/O接口电路。单板机：微处理器CPU+存储器+I/O接口电路。附带简易键盘显示器。价格低廉。易于扩展。用于工业控制、微机教学、实验PC：供单个用户使用的微机。使用最多。便携式微机：笔记本计算机、个人数字助理PDA。可用电池直接供电。2微机的主要性能指标主频：是指计算机CPU在单位时间内发出的脉冲数。很大程度上决定计算机的运算
15、速度。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 8 页 -单位是赫兹 Hz。字长：是指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数。内核：CPU处理效率。内存容量运算速度：是一项综合性的性能指标，单位是MIPS和BIPS。3常见微型计算机的硬件设备微处理器：微型计算机的CPU，运算器+控制器+高速内部缓存，是超大规模集成电路芯片，计算机的核心部件。其发展速度最快。摩尔定律：CPU集成的电路数目每 18月翻一番。主要性能指标：主频、字长、内部缓存、核心数量、制程。微机中的内存一般指随机存储器RAM。外存：软盘、硬盘、闪存（U盘）、光存储器。总线：是计算机各功能部件之间传送信息
16、的公共通信干线。总线式结构可减少传输线的数量，使系统构成简单，易于扩充。A数据总线：传输数据。B地址总线：数据地址。C控制总线：控制信号。主板上的一系列扩展槽又称总线接插器。1PCI总线：不与 CPU直接相连，提升 CPU工作效率。2AGP总线：使 CPU与系统存储器直接相连。提高视频带宽。3USB总线。4IEEE1394总线：将电脑与家电相连，是目前最快的高速外部串行总线。主板 PCB：又称母版、系统版，是一块带有各种插口的大型印刷电路板。将CPU芯片、存储器芯片、控制芯片、ROM、BIOS芯片联合。连接一系列 I/O插口和 I/O扩展槽。最重要的部件之一是芯片组，芯片组是主板的灵魂，决定了
17、主板所能支持的功能。输入/输出设备=I/O设备外部设备与总线和微处理器连接的接口电路称为适配器。F：显示卡、网卡、声卡。显示系统：包括显示器和显示适配器（显示卡）。A阴极射线管显示器 CRT：最传统的。B液晶显示器 LCD：无辐射、体积小、价格低、耗电低响应慢，表现弱。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 8 页 -C等离子显示器 显示适配器决定了能看到的颜色数目和出现在屏幕上的图形效果。主要特性：显示分辨率、颜色质量、刷新速度。1分辨率是屏幕每行每列的像素数，像素是显示器显示图像的最小单位。2颜色质量：求每个像素点可以取多少种颜色，是2的位数次方。打印机：点阵打印机（针式打印机）：成本低，纸张要求低，噪声大，速度慢，精度低，不适合打图形。喷墨打印机：耗材费用高、纸张要求高、喷墨口不易保养。激光打印机：高速度、高精度、低噪声，是激光扫描技术和电子照相技术的结合。是目前最高打印质量和速度的打印机。（六）多媒体技术基础1多媒体技术概述多媒体计算机系统的特点：多样性、实时性、交互性、集成性。2多媒体技术研究的主要内容研究内容：1.视频和音频数据的压缩和解压缩技术：是多媒体技术最为关键的核心技术。JPEG 静态图像 MPEG动态图像 2专用芯片 3大容量存储器 4多媒体信息检索技术名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 8 页 -