第1章 信息技术概述

第1章信息技术概述

信息：人们认识世界、改造世界的一种基本资源

信息与物质能量是客观世界的三大构成要素。

信息处理：信息的收集，例如信息的感知、测量、获取、输入等。

信息的加工，例如分类、计算、分析、综合、转换、检索、管理等。

信息的存储，例如书写、摄影、录音、录像等。

信息的传递，例如邮寄、出版、电报、电话、广播等。

信息的施用，例如控制、显示等。

计算机、机器人等信息技术和控制技术大大增强了人们的信息加工处理和控制能力。

现代信息技术的主要特征：以数字技术为基础、以计算机及其软件为核心、采用电子技术（包括激光技术）进行信息的收集、传递、加工、存储、显示与控制。

信息化：利用现代信息技术对人类社会的信息和知识的生产与传播进行全面的改造，使人类社会生产体系的组织结构和经济结构发生全面变革的一个过程，是一个推动人类社会从工业社会向信息社会转变的社会转型的过程。

当代电子信息技术的基础：数字技术、微电子与光纤技术。数字技术是采用有限个状态（目前主要是用0和1两个数字）来表示、处理、存储和传输信息的技术。

数字技术的处理对象是“比特”，英文：“bit”。比特只有两种状态（取值）：0和1

比特是组成数字信息的最小单位。

经常使用的传输速率单位：比特/秒（b/s），也称“bps”，如2 400 bps（2 400 b/s）、9 600 bps

（9 600 b/s）等。

千比特/秒（kb/s），1 kb/s=103比特/秒=1 000 b/s（小写k表示

1000）

兆比特/秒（Mb/s），1 Mb/s=106比特/秒=1 000 kb/s

吉比特/秒（Gb/s），1 Gb/s=109比特/秒=1 000 Mb/s

太比特/秒（Tb/s），1 Tb/s=1012比特/秒=1 000 Gb/s

十进制整数转换成二进制整数：“除以2逆序取余法”

十进制小数转换成二进制小数：“乘以2顺序取余法”

例：将（0.875）10转换成二进制小数：

0.875*2=1.75 整数部分=1 （高位）

0.75*2=1.5 整数部分=1 ↓

0.5*2=1 整数部分=1 （低位）

故，（0.875）10=（0.111）2

二进制数的运算：两个多位二进制数的加（减）法必须考虑低位向高位的进（错）位，例如：

0 1 0 1 1 0 0 1

+ 0 1 0 0 —0 1 0 0

1 0 0 1 0 1 0 1

八进制数转换成二进制数的例子：

（16.327）8=（001 110.011 010 111）2=（1110.011010111）2

二进制数转换为八进制数的例子：

（11101.01）2=（011 101.010）2=（35.2）8

十六进制数转换成二进制数的例子：

（4C.2E）16=（0100 1100.0010 1110）2=（1001100.0010111）2

二进制数转换成十六进制数的例子：

（11101.01）2=（0001 1101.0100）2=（1D.4）16

8个二进位表示的正整数其取值范围是0~255（28-1），16个二进位表示的正整数其取值范围是0~65535（216-1）。，32个二进位表示的正整数其取值范围是0~232-1。

带符号整数：必须使用一个二进位作为其符号位，一般总是最高位（最左面的一位），“0”表示“+”（正数），“1”表示“—”（负数），其余各位则用来表示数值的大小。

例如：

00101011=+43 10101011=—43

数值为负的整数在计算机内不采用“原码”而采用“补码”的方法进行表示。

负数使用补码表示时，符号位也是“1”，但绝对值部分的表示却是对原码的每一位取反后再在末位加“1”所得到的结果。例如：

（—43）原=10101011

绝对值部分每一位取反后为：11010100

末尾加“1”得到：（—43）补=11010101

目前计算机中使用最广泛的西文字符集及其编码是ASCII字符集和ASCII码。虽然ASCII 码是7位的编码，但由于字节是计算机中最基本的存储和处理单位，故一般仍使用一个字节来存放一个ASCII码。每一个字节中多余出来的一位（最高位），在计算机内部通常保持为“0”，而在数据传输时可可用作奇偶校验位。

在计算机中表示一幅图像，首先必须把图像离散成为M列、N行，这个过程称为图像的取样，它把图像分解成为M*N个取样点，每个取样点称为图像的一个像素。

命题的真或假可以用“1”或“0”来表示。

当两个多位的二进制信息进行逻辑运算时，它们按位独立进行，即每一位不受同一信息的其他位影响，。例如：

0 1 0 1 0 1 0 1

∨ 1 1 0 0 ∧ 1 1 0 0

1 1 0 1 0 1 0 0

它们取反之后的结果分别是1010和0011

比特只有0和1两个符号，使用有两个稳定状态的电路就可以表示和存储二进位信息。

使用二进位不仅能表示数值信息，而且能表示文字、符号、图像、声音等多种不同形式的信息。

信息使用比特表示以后，可以通过多种方法进行“数据压缩”，即使用更少的比特来表示同样的文字、声音或影像信息。

信道的噪声或存储器的缺陷会引起信息的出错。