大学信息技术基础课程讲义

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系统 应 用 计算、管理及控制 代表机型 IBM System /360 优 点 体积更小、速度更快、能 耗更小、寿命更长
SSI MSI
计算机发展阶段
第四代:大规模集成电路计算机
逻辑元件 (超)大规模集成电路 内 存 半导体存储器 外 存 磁盘和光盘 工作速度 几百万~几千万次/秒 软 件 操作系统和应用软件 应 用 以计算机网络为特征
计算机的应用领域
传统领域
数据处理(非数值计算) 对大批量的信息进行收集、分类、排序、传 送、存储以及打印报表和图形等。在办公自 动化、事务管理和情报检索等领域应用十分 广泛。
计算机的应用领域
传统领域
过程控制 在生产过程中对现场数数据 进行巡回检测并 由计算机进行自动调节和控制。(工业自动 化及现代化的武器系统等)
例 (1101001)2=(001,101,001)2=(151)8 例 (246)8=(010,100,110)2=(10100110)2
000 ~ 0 001 ~ 1 010 ~ 2 011 ~ 3 100 ~ 4 101 ~ 5 110 ~ 6 111 ~ 7
计算机的数制
– 二进制 十六进制 从右向左,每4位一组(不足4位左补0)
与外界相互作用、相互交换的内容。
——维纳(N.Wiener)1950年
(3)信息是事物运动的状态和状态变
化的方式。
——钟义信
信息的主要特征
社会性
共享性
真正意义上的信息离不信开息社作会为。一种资源,在同一时 传载性 间或不同时间时可效以性共同享用。
如果不能反映事物的最新变化 信息在空间中的传递被状称态为,通信信息。的效用就会降低。 信息在时间不灭上性的传递被称为存储。能动性
取指令 指令译码 停机指令 程序结束 指令执行
计算机软件系统 软件是微机的灵魂。
计算机 软件?
软件系统的分类
系统软件
软件系统
软件 系统应?用软件
操作系统 语言处理系统 数据库管理系统
应用软件包 用户程序
信息表示及编码基础知识
计算机 信息表示
Fra Baidu bibliotek
计算机的语言
基数
在一种数制中,只能使用一组固定大 数字符号表示数目的大小,这种数字 符号称为该数制的数码。 每种数制中数码的个数称为基数。
信息技术的体系
主体层次
核心部分
直接地、具体地增强或延长人类信息器官, 提技高术或、应扩 信用展 息层人 存次类 储信 技息术能、力信的息技处术理延,技包术伸括 、部信信分息息传获输取 技术、指信主息体控层制次技的术信。息技术在工业、农业、国防
、科学外研围究层、次文化教育等各个领基域础应部用分时生成 的具体的实用信息技术。
18000个电子管 占地170平方米 重达30吨 耗电150千瓦 保存80个字节 5000次加/秒 价值40万美元
计算机发展阶段
第一代:电子管计算机(46~57)
逻辑元件 电子管 工作速度 几千~几万次/秒 软 件 机器语言或汇编语言 应 用 科学计算 代表机型 ENIAC 特 点 体积庞大,运算速度低,成本高
现代领域 办公自动化 OA 休闲娱乐 人工智能
用计算机来模拟人的智能,包括:模式识别、景物 分析、自然语言理解和生成、专家系统、博弈、机 器人。
计算机系统组成与工作原理
系统组成 工作原理
计算机系统组成
计算机硬件系统
冯.诺依曼提出 “存储程序” 方案。 1. 采用二进制数的形式表示数据和指令。 2. 将指令和数据存放在存储器中。 3. 由控制器、运算器、存储器、输入设备
计算机的数制
数制 十进制数 二进制数 八进制数 十六进制数
数码 基 权
0~9
0~1
0~7 0~9,A~F,a~f
10
2
8
16
10º,10¹,10²,…2º,2¹,2²,… 8º,8¹,8²,… 16º,16¹,16²,…
表示 十二十八六进进进进制制 制制::::144082911571A56===E14=48281³³+10+06³2+³+9281²²1++10176²²+28+5¹¹+1+1015021¹8+º6º6¹+140º16º
【教学难点】 信息表示及编码基础知识
第一章 信息技术基础知识
1 信息与信息技术
2
计算机基础知识
3 信息表示及编码知识
4 信息存储的基础知识
5 1
多媒体信息处理
6 信息安全基础知识
1.1 信息与信息技术
信息的定义
(1)信息是不确定性的减少或消除。
——香农(Shannon)1948年
(2)信息是控制系统进行调节活动时,
大学信息技术基础
计算机教研室
第一章 信息技术基础知识
【教学目的与要求】 了解信息的概念及特征,掌握计算机系
统的组成,计算机的特点、应用、分类和发 展趋势,信息的表示、存储,多媒体的基础知 识,了解信息安全的基础知识。
第一章 信息技术基础知识
【教学重点】 1.计算机基础知识 2.信息表示及编码基础知识 3.信息存储基础知识
二进制基数:2 十进制基数:10
计算机的语言
位权值
每一个数位赋予的值,称为“权” ,位权的值等于基数的若干次幂。
十进制 二进制
12.34=1×101+ 2×100 + 3×10-1 + 4×10-2 101.1 =1×22+ 0×21 + 1×20 + 1×2-1
二进制概念
128瓦 64瓦 32瓦 16瓦 8瓦 4瓦 2瓦 1瓦
和输出设备5大部分组成计算机。
计算机硬件组成
(外)存储器 (内)存储器
运算器
控制器
数据流 地址 控制流
计算机工作原理
计算机的两个基本能力:
存储程序 自动执行程序
计算机工作原理
计算机利用“存储器 ”(内存)来存放所 要执行的程序,CPU 依次从存储器中取出 程序中的每一条指令 ,并加以分析和执行 ,直至完成全部指令 任务为止。
按应用分类 分为:通用计算机和专用计算机
计算机分类
国外较流行的分法:巨型机、小巨 型机、大型机、小型机、工作站和 按 个人计算机(PC)六大类。 规 模 我国的分法:巨型机、大型机、中 划 型机、小型机、单片机和微型机六 分 大类
计算机的应用领域
传统领域
科学计算(数值计算)
计算机在处理计算量大、时间性强的数值计 算中尤其表现出巨大威力。
例 (11010101111101)2 =(0011,0101,0111,1101)2 =(357D)16
0000 ~ 0 0001 ~ 1 0010 ~ 2 0011 ~ 3 0100 ~ 4 0101 ~ 5 0110 ~ 6 0111 ~ 7 1000 ~ 8 1001 ~ 9 1010 ~ A 1011 ~ B 1100 ~ C 1101 ~ D 1110 ~ E 1111 ~ F
1
1
1
0
1
01
0
信息复制的精确性
运算规则简单(R(R+1)/2)
电子线路制造计算机成为可能
计算机的数制
计算机常见的数制
数制 二进制 八进制 十进制 十六进制
基数 2 01
数码
8 01234567
10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
16 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
按价值观念 有害信息和无害信息。
信息在现代社会中的作用
认知作用 管理作用 控制作用 交流作用 娱乐作用
信息技术
信息技术(简称IT)就是能够提高或扩展人类信 息能力的方法和手段的总称。
完成信息产生、获取、检索、识别、变换、处 理、控制、分析、显示及利用的技术。
信息技术
信息技术的发展时期
古代信息技术---以人工为主要特征 近代信息技术---以电信为主要特征 现代信息技术---以网络为主要特征
利用多媒体计算机的图、文、声功能实施教学
计算机的应用领域
现代领域 计算机辅助系统 计算机集成制造系统 Computer Integrated Manufacturing System 计算机辅助测试 Computer Aided Test 计算机模拟 Computer Simulation
计算机的应用领域
信息技术的特点
数字化
网络化
个人化
智能化 高速化
信息技术的功能
协同功能
医生会诊
信息技术的功能
增效功能
天气预报
信息技术的功能
辅人功能
开发功能
协同功能
增开效发功能
先导功能
信息技术的影响(积极影响)
对科研的影响
电子邮件、网上交谈交流 ,提高科研工作效率。
对经济的影响
如金融无纸化交易,促进 票证及时传输等。
计算机的应用领域
现代领域 计算机辅助系统
计算机辅助设计 Computer Aided Design
利用计算机的图形功能做各种设计工作。
计算机辅助制造 Computer Aided Manufacture
利用计算机管理、控制生产设备及其操作。
计算机辅助教学 Computer Assisted Instruction
对管理的影响
如虚拟办公、电子商务等 ,加强管理科学化。
信息技术的影响(积极影响)
对教育的影响
电化教学、辅助教学、远 程教育等,促进教学改革
对文化的影响
如电子文化、传媒文化等 。
对生活的影响
如电子购物、电子金融、 电子书刊、远程医疗等。
信息技术的影响(积极影响)
对科研的影响
对经济的影响
对管理的影响
计算机发展阶段
第二代:晶体管计算机(58~64)
逻辑元件 晶体管 工作速度 几十万次/秒 软 件 高级算法语言 应 用 事务管理及工业控制 代表机型 IBM 7000 系列 优 点 体积小,寿命长,速度快 能耗少,可靠性高
计算机发展阶段
第三代:集成电路计算机(64~70)
逻辑元件 中小规模集成电路(硅) 工作速度 几十万~几千万次/秒 软 件 高级算法语言、操作
具有逻辑判断能力——这是区别于其它任 何机器的一个特点
计算机的特点
存储容量大——提供大容量的存储器来存储 程序和数据
自动化程度高——可以按照人们事先编制好 的程序自动连续地进行各种操作
计算机分类
计算机可从这 些方面分类
按工作原理 按应用 按规模
计算机分类
按工作原理分类 分为:电子数字计算机和电子模拟计算机
特点 逢十进一 逢二进一 逢八进一 逢十六进一
计算机的数制
–十进制 二进制
2 59
2 29 2 14 27
23 21
0
余1
余1 余0 余1 余1 余1
11 10 11
(59)10=(111011)2
计算机的数制
– 二进制 八进制 从右向左,每3位一组(不足3位左补0)
– 八进制 二进制 用3位二进制数代替每一位八进制数
微型计算机属于第四代计算机
LSI VLSI
计算机发展趋势
巨型化 微型化 网络化 智能化 多媒体 多极化
计算机发展——微型化
计算机不再是单一的计算机器,而是一种 信息机器,一种个人的信息机器。
Altair 8800
计算机发展——巨型化
超级计算机
运算速度可达每秒几百亿次运算 应用领域
天气预报、地震机理研究、 石油和地质勘探,卫星图像处理等大 量科学计算的高科技领域。 实例
“总有一天,人类会造出一些举止跟人一样的
‘没有灵魂的机械’来”。
第一代机器人
——笛卡尔(1637)
机械手(1962年出现)
第二代机器人 具有“感觉”的机器人
第三代机器人
Deepblue
装有启发式计算机的“智能机器人” Garry Kasparov
计算机的特点
运算速度快——每秒几百亿次几千亿次
计算精度高——可使用足够多的二进制位 数来获得所要求的数据精度
1975年世界上第一台超级计算机“Cray-I”
国防科技大学研制 “银河1号”、 “银河2号” 、 “银河3号”
CRAY-Ⅱ 银河Ⅱ
计算机发展——网络化
计算机网络 计算机技术与通信技术 结合的产物。
计算机网络发展动力 使用远程资源,共享程 序、数据和信息资源, 网络用户的通讯和合作 。
计算机发展——智能化
信息不因为被使用而消失。信息源 发出信息后,自身信息量不减少。
信息的分类
按内容分 社会信息与非社会信息
按存在形式分 内储信息和外化信息
按状态分 动态信息和静态信息
按外化结果分 记录信息和无记录信息
信息的分类
按符号种类 语言信息和非语言信息。
按信息流通方式 可传递的和不作传递信息。
按信息论方法 未知信息和冗余信息。
对教育的影响
对文化的影响
对思维的影响
对思维的影响
对政府的影响
信息技术的影响(负面影响)
信息泛滥
信息污染
信息病毒
信息犯罪
信息渗透
1.2 计算机基础知识
计算机 发展史
计算机的发展
第一台计算机
计算机 时代
1822 差分加机法器 Char1l6e4s2BBalbabisaegePascal
ENIAC
第一台电子计算机(ENIAC)
主要是指与信息技术产生和发展相关的各类技术。
信息化社会的技术构架
信息化社会
现代网络技术
计 算 机 技 术
通 信 技 术
电子技术、光学技术
信息技术的特点
数字化

0011 1010 0011 0101
网络化
信息技术的特点
信息技术的特点
个人化
无论何人(who) 任何地方(where) 任何时候(when) 与其他任何人( whom) 任何通信(what)
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