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1、第第1讲信息与信息与计算机算机技技术概述概述本讲稿第一页，共三十七页主要内容主要内容1.1 信息、信息论和信息科学1.2 信息技术1.3 计算机技术1.4 信息社会1.5 信息素养本讲稿第二页，共三十七页1.1 1.1 信息、信息论与信息科学信息、信息论与信息科学 信息成为当今时代的流行词,其英文单词是information，对应的日文是“情报”，台港澳地区则翻译成“资讯”。本讲稿第三页，共三十七页1.1.1 1.1.1 信息的含义信息的含义信息信息（InformationInformation）是事物的运动状态及其变化方式。信息了反映一切事物属性及动态的消息、情报、指令、数据和信号中所包含的
2、内容。本讲稿第四页，共三十七页在人类社会中，信息的表现形式是多种多样的，我们把这些表现形式称为“媒体”（Media）。媒体客观地表现了自然界和人类活动中的原始信息，例如，各种声音、文字、图形和图像等。对信息进行传播的媒介，如报纸、电话、电视和计算机等就是信息的“载体”。本讲稿第五页，共三十七页信息数据载体内容形式实体消息资料知识图象声音文字录象带书籍存储器多媒体文献信号混合本讲稿第六页，共三十七页信息代码信息代码信息本身是看不见摸不着的东西，但它可以用信息本身是看不见摸不着的东西，但它可以用一定的方式表现出来，通常人们把一定的方式表现出来，通常人们把用来表示信息符用来表示信息符号的组合号的组合
3、叫做叫做信息的代码信息的代码。计算机中采用。计算机中采用二进制代二进制代码码可以方便地存储、处理和传送信息。可以方便地存储、处理和传送信息。1.1.2 1.1.2 信息的作用和特征信息的作用和特征本讲稿第七页，共三十七页信息的作用信息的作用:为认识世界提供依据为认识世界提供依据 为改造世界提供指导为改造世界提供指导 为有序的建立提供保证为有序的建立提供保证 为资源的开发提供条件为资源的开发提供条件 为知识的生产提供材料为知识的生产提供材料 本讲稿第八页，共三十七页信息的特征信息的特征:普遍性 获取相对性 时效性 传递性 共享性 依附性本讲稿第九页，共三十七页 信息科学是以信息为主要研究对象、以
4、信息过程的运动规律为主要研究内容、以信息科学的方法论为主要研究方法、以扩展人的信息功能作为主要研究目标的一门科学。提示：提示：以信息为基本研究对象，是信息科学区别于以信息为基本研究对象，是信息科学区别于一切传统科学的最基本的特征一切传统科学的最基本的特征。1.1.3 1.1.3 信息论与信息科学信息论与信息科学本讲稿第十页，共三十七页 信息科学是在信息论、控制论、系统论的基础上发展起来的一门新兴学科，其内涵、研究内容、覆盖范围都在探索与形成之中。信息论奠基于香农1948年发表的“通信的数学理论”。信息论，是信息科学的前导，是一门用数理统计方法研究信息的度量、传递和交换规律的科学，主要研究通信和
5、控制系统中普遍存在着的信息传递的共同规律以及研究最佳地解决信息的获取、度量、变换、存储、传递等问题的基础理论。本讲稿第十一页，共三十七页数据收集数据收集:又称数据获取又称数据获取,是利用某种装置是利用某种装置,从系统外部收从系统外部收集数据并输入到系统内部的一个接口或过程。集数据并输入到系统内部的一个接口或过程。数据收集工具有：摄象机、扫描仪、麦克风等。数据收集工具有：摄象机、扫描仪、麦克风等。数据收集的方式：来源性收集、根源性收集数据收集的方式：来源性收集、根源性收集数据收集的注意事项：数据本身的正确性、数据数据收集的注意事项：数据本身的正确性、数据收集的时间性。收集的时间性。1.1.4 1
6、.1.4 数据相关知识数据相关知识本讲稿第十二页，共三十七页数据分类数据分类按照数据项的属性、特征，把他们分门别类按照数据项的属性、特征，把他们分门别类并系统地组织起来用以描述事物。并系统地组织起来用以描述事物。数据分类是数据编码的基础。数据分类是数据编码的基础。按表现形式分为：数字数据和模拟数据。按表现形式分为：数字数据和模拟数据。分类步骤：建立模型分类步骤：建立模型-利用模型分类利用模型分类分类方法：决策树方法，支持向量机法，向分类方法：决策树方法，支持向量机法，向量空间模型法、贝叶斯方法、神经网络方法、量空间模型法、贝叶斯方法、神经网络方法、遗传算法。遗传算法。本讲稿第十三页，共三十七页
7、数据编码及压缩数据编码及压缩编码：将信息表达为二进制数据。编码：将信息表达为二进制数据。熵：信息量的度量，单位是比特。熵：信息量的度量，单位是比特。压缩：减少数据的冗余度。压缩：减少数据的冗余度。压缩方法分为两类：无损、有损。压缩方法分为两类：无损、有损。无损压缩算法：霍夫曼编码、行程编码、算无损压缩算法：霍夫曼编码、行程编码、算术编码。术编码。有损压缩算法：基于量化的预测编码、变换有损压缩算法：基于量化的预测编码、变换编码；基于特征提取的基于模型的编码。编码；基于特征提取的基于模型的编码。本讲稿第十四页，共三十七页1.2 1.2 信息技术信息技术 以计算机为核心的现代信息技术正在全方位地向人
8、类社会的各个领域渗透，及其深刻地影响着人们的思维方式、学习方式、工作方式和生活方式。本讲稿第十五页，共三十七页1.2.1 1.2.1 信息技术的含义信息技术的含义 信息技术（Information Technology，IT）是指在信息的获取、整理、加工、存储、传递和利用过程中所采用的技术和方法。信息技术的本质是能够扩展人类信息器官功能。本讲稿第十六页，共三十七页 随着科学技术的不断发展，信息技术已进入到现代信息技术阶段。现代信息技术是指产生、存储、转换和加工图像、文字、声音、数据等信息的一切现代高技术的总称，它是以电子技术尤其是微电子技术为基础，以计算机技术（信息处理技术）为核心，以通信技术
9、（信息传递技术）为支柱，以信息技术应用为目的的科学技术群。本讲稿第十七页，共三十七页按照扩展人类信息器官的功能分类：感测技术:扩展感觉器官 通信技术:扩展神经系统 信息处理技术:扩展思维器官 控制（施用）技术:扩展效应器官 1.2.2 1.2.2 信息技术的分类信息技术的分类本讲稿第十八页，共三十七页1.2.3 1.2.3 信息技术的体系信息技术的体系本讲稿第十九页，共三十七页 1.2.4 1.2.4 信息技术的特点信息技术的特点 数字化数字化 高速、大容量化高速、大容量化 智能化智能化 综合化、网络化综合化、网络化 个人化个人化 本讲稿第二十页，共三十七页 1.2.5 1.2.5 信息技术的
10、发展与应用信息技术的发展与应用 1 1信息技术的发展历程信息技术的发展历程 第一次信息技术革命：第一次信息技术革命：语言的产生语言的产生 第二次信息革命：第二次信息革命：文字的发明文字的发明 第三次信息革命：第三次信息革命：造纸术和印刷术的发明造纸术和印刷术的发明 第四次信息革命：第四次信息革命：电报、电话、广播和电视的发明和电报、电话、广播和电视的发明和 普及应用普及应用 第五次信息革命：第五次信息革命：计算机的普及应用和计算机与通信计算机的普及应用和计算机与通信 技术的结合技术的结合 本讲稿第二十一页，共三十七页2 2信息技术的发展趋势信息技术的发展趋势 （1 1）越来越友好的人机界面；）
11、越来越友好的人机界面；（2 2）越来越个性化的功能设计；）越来越个性化的功能设计；（3 3）越来越高的性能价格比）越来越高的性能价格比 。本讲稿第二十二页，共三十七页 3 3信息技术的应用信息技术的应用在当今的社会中，信息技术的应用已遍及我们的在当今的社会中，信息技术的应用已遍及我们的工作工作和和生活生活。2020世纪世纪9090年代兴起的年代兴起的“信息高速公路信息高速公路”（Information SuperhighwayInformation Superhighway）以及）以及InternetInternet的广泛应用，形成了全球化的计算机互联网络，把全世界的计的广泛应用，形成了全球化
12、的计算机互联网络，把全世界的计算机和计算机用户连在一起，缩短人与人之间的距离，把世界变成了一算机和计算机用户连在一起，缩短人与人之间的距离，把世界变成了一个个“地球村地球村”。在在2121世纪这个信息时代，信息技术将在信息资源、信息处理和信息传递方世纪这个信息时代，信息技术将在信息资源、信息处理和信息传递方面实现面实现微电子与光电子微电子与光电子结合，结合，智能计算智能计算与与认知科学认知科学等结合，其应用领域将更加等结合，其应用领域将更加广泛，将给人类带来全新的工作方式和生活方式。广泛，将给人类带来全新的工作方式和生活方式。信息技术应用的两个方面：信息产业和其他行业信息化。信息技术应用的两个
13、方面：信息产业和其他行业信息化。本讲稿第二十三页，共三十七页1.3 1.3 计算机技术计算机技术 当前，计算机技术的发展和应用，有力地推动了整个信息化社会的发展。而且随着计算机技术的不断发展，它处理信息的能力也在不断地增强。本讲稿第二十四页，共三十七页 1.3.1 1.3.1 计算机的发展计算机的发展世界上第一台计算机自世界上第一台计算机自19491949年问世以来，经过了年问世以来，经过了5050多年的发展历程，计算机技术突飞猛进，历经了多年的发展历程，计算机技术突飞猛进，历经了电电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路4 4个时个时代代的发展。特别是进
14、入的发展。特别是进入2020世纪世纪7070年代以后，年代以后，微型计算微型计算机机的出现为计算机广泛应用开拓了更为广阔的前景。的出现为计算机广泛应用开拓了更为广阔的前景。它已渗透到国民经济的各个领域，极大地改变了人们它已渗透到国民经济的各个领域，极大地改变了人们的工作、学习、生活方式，成为信息时代的主要标志。的工作、学习、生活方式，成为信息时代的主要标志。本讲稿第二十五页，共三十七页1 1近代计算机的发展近代计算机的发展 巴贝基巴贝基（差分机及分析机部分）（差分机及分析机部分）图灵图灵（计科、人智力之父）（计科、人智力之父）冯冯.诺依曼诺依曼（开创了现代计算机理论开创了现代计算机理论）本讲稿
15、第二十六页，共三十七页2 2现代计算机的发展现代计算机的发展2020世纪世纪4040年代，电子技术和电子工业的发展为电子计算机年代，电子技术和电子工业的发展为电子计算机的研制提供了物质基础。的研制提供了物质基础。19461946年，美国宾西法尼亚州州立大学莫尔学院的莫奇莱年，美国宾西法尼亚州州立大学莫尔学院的莫奇莱（John.W.MauchlyJohn.W.Mauchly）教授及其学生埃克特（）教授及其学生埃克特（J.Presper J.Presper Eckert Jr.Eckert Jr.）博士等人研制的电子数值积分计算机（）博士等人研制的电子数值积分计算机（The The Electro
16、nic Numerical Integrator And ComputerElectronic Numerical Integrator And Computer，ENIACENIAC）是世界上第一台电子计算机。）是世界上第一台电子计算机。19461946年年2 2月正式交付使用。一般认为，大型电子计算机月正式交付使用。一般认为，大型电子计算机阶段始于阶段始于19461946年，延续至年，延续至19811981年。年。本讲稿第二十七页，共三十七页3 3微机及网络发展阶段微机及网络发展阶段 2020世纪世纪7070年代初，大规模集成电路用于计算机。年代初，大规模集成电路用于计算机。1971197
17、1年，第年，第一台微机问世。但微机大范围的普及，并开始部分取代大型一台微机问世。但微机大范围的普及，并开始部分取代大型机的地位，则始于机的地位，则始于2020世纪世纪8080年代初。年代初。19811981年年8 8月，月，IBMIBM公司公司推出推出个人计算机个人计算机IBM-PCIBM-PC。2020世纪世纪6060年代末，鉴于当时的国际背景，美国国防部高级研究计划年代末，鉴于当时的国际背景，美国国防部高级研究计划管理局（管理局（Advanced Research Projects AgencyAdvanced Research Projects Agency，ARPAARPA）建立）建立
18、了名为了名为ARPAnetARPAnet的计算机网络。该网络起初只连接了美国本国的的计算机网络。该网络起初只连接了美国本国的4 4台主机，完全用于军事目的。台主机，完全用于军事目的。2020多年后这个多年后这个ARPAnetARPAnet竟成了全竟成了全球因特网的雏形。球因特网的雏形。本讲稿第二十八页，共三十七页 1.3.2 1.3.2 计算机的特点计算机的特点 运算速度快 精确度高 存储容量大 具有逻辑判断能力 具有自动控制能力 本讲稿第二十九页，共三十七页1.3.3 1.3.3 计算机的分类计算机的分类 1 1按用途的不同来划分按用途的不同来划分 按按照照计计算算机机用用途途的的不不同同，
19、可可以以把把它它分分为为专专用用计计算机算机和和通用计算机。通用计算机。专用计算机专门用于某种用途，它对于特专用计算机专门用于某种用途，它对于特定用途而言更经济、快速和有效，但适应性差。定用途而言更经济、快速和有效，但适应性差。而通用机适应性较强。而通用机适应性较强。本讲稿第三十页，共三十七页2 2按规模的不同来划分按规模的不同来划分按照计算机规模的不同，可以把它分为巨型机、大型机、按照计算机规模的不同，可以把它分为巨型机、大型机、小型机、工作站和微机。小型机、工作站和微机。本讲稿第三十一页，共三十七页 1.3.4 1.3.4 计算机的主要应用计算机的主要应用 科学计算 信息管理 计算机控制
20、计算机控制 计算机辅助系统 人工智能 信息高速公路 电子商务 电子政务 本讲稿第三十二页，共三十七页1.4 1.4 信息社会信息社会信息社会的含义 从20世纪60年代开始的第五次信息技术革命，使人类开始迈入信息化社会。特别是20世纪90年代以来，多媒体和网络技术的普及正在以惊人的速度改变着人们的工作方式和生活方式。信息社会在各个方面都呈现出与工业社会显著不同的特征，一是信息成为重要的战略资源，二是信息产业上升为最重要的产业，三是信息网络成为社会的基础设置。本讲稿第三十三页，共三十七页 信息社会与后工业社会的概念没有原则性的区别。信息社会也称信息化社会，是工业化社会以后，信息起主要作用的社会。在
21、农业社会和工业社会中，物质和能源是主要资源，所从事的是大规模的物质生产。而在信息社会中，信息成为比物质和能源更为重要的资源，以开发和利用信息资源为目的信息经济活动迅速扩大，逐渐取代工业生产活动而成为国民经济活动的主要内容。本讲稿第三十四页，共三十七页信息社会特点信息化：信息化是在现代信息技术广泛普及的基础上,社会和经济的各个方面发生深刻的变革,通过提高信息资源的管理利用水平，使各种社会活动的功能和效率大幅提高，从而达到人类社会的新的物质和精神文明水平的过程。智能化国际化未来化本讲稿第三十五页，共三十七页1.5 1.5 信息素养信息素养 信息社会是一个“知识爆炸”的社会，也是个“信息爆炸”的社会。据联合国教科文组织的统计，人类近30年来所积累的科学知识占有史以来积累的科学知识总量的90%，而在此之前的几千年中所积累的科学知识只占10%。为了能适应信息社会的经济发展，信息社会所需要的新型人才必须具有很强的信息获取、信息分析和信息加工的能力。计算机与网络技术的发展，使这种能力同当代信息技术结合，成为信息时代的每个公民必须具备的基本素养。本讲稿第三十六页，共三十七页小结小结 概述了信息、信息科学、信息技术、计算机技术、信息社会、信息素养等方面基本知识。本讲稿第三十七页，共三十七页