计算机和信息技术

第一章计算机与信息技术

§1．1 计算机概述

一、计算机的发展历程

1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生第一台计算机ENIAC

1．第一代：1946年—50年代中，电子管时代，有机器语言和汇编语言。

2．第二代：50年代中—60年代中，晶体管时代，使用操作系统，出现Fortran、COBOL、ALGOL高级语言。

3．第三代：60年代中—70年代初：中小规模集成电路时代，用半导体存储器代替了磁芯存储器，使用了磁盘。

4．第四代：70年代初至今：大规模集成电路时代，开始引入光盘、优盘。

二、计算机的特点

1．运算速度快

2．计算机精确度高

3．具有存储和逻辑判断能力

4．有自动控制能力

5．采用二进制表示数据

三、计算机的分类

1．按工作原理分类：电子数字计算机、电子模拟计算机

2．按用途分类：通用计算机和专用计算机。

3．按规模分类：巨型机、小巨型机、大型主机、小型机、工作站、PC机

四、计算机的应用

1．科学计算

2．数据处理和信息管理

3．自动控制

4．计算机辅助功能

CAD：计算机辅助设计CIMS：计算机集成制造系统CAI：计算机辅助教学

5．人工智能

五、计算机的发展趋势

巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体化。

§1．2 信息与信息技术

一、什么是信息

信息就是收信者事先不知道的报道，数据是信息的具体表示形式，是信息的载体。二、什么是信息技术

信息技术是用于获取信息、传递信息、处理并再生信息的一类技术。

第一次信息革命是文字的使用，第二次信息革命是印刷术的发明，第三次革命是电话、广播、电视的使用，第四次革命是电子计算机与通信相结合的现代信息技术。

三、计算机中信息的表示

1．二进制

只有0、1 逢二进一

2．八进制

3．十六进制

B—二进制D—十进制O—八进制H—十六进制

4．不同进制数据之间的转换

5．西文字符的编码

计算机系统中有两种重要的西文字符编码：ASCII和EBCDIC码（IBM大型机用）普通采用的是ASCII（美国信息交换标准代码），用一个字节表示一个字符，一个字节为8个二进制位，最高位为0，共有128个字符

EBCDIC采用8位二进制表示256个字符

6．汉字编码

（1）国标码

GB2312-80国标码收录了6763个汉字和682个字符，其中一级汉字3755个，按拼音顺序排列，二级汉字3008个，按部首顺序排列，所有汉字和字符组成一个94行（区号）和94列（位）的矩阵，第一个字对应的行号和列号合起来叫区位码。

（2）机内码

汉字的机内码是计算机系统内部对汉字进行存储、处理、传输统一使用的代码，用2个字节来表示一个汉字，最高位都为1

（3）汉字的字形码

用来显示和打印汉字用，也叫字库。

§1．3信息化与信息社会

一、什么是信息化

信息化就是工业社会向信息社会前进的过程。

信息化建设的主要内容包含三个层面和六个要素。三个层面：信息基础设施与信息资源的开发和建设，这是信息化建设的基础；信息技术与信息资源的应用，这是信息化建设的核心与关键；信息产品制造业的不断发展，这是信息化建设的重要支撑。

六个要素：信息基础设施、信息资源、信息技术与应用、信息产业、信息化法规与信息科技人才。

二、信息化推动工业化

工业化的发展直接导致信息化的出现，信息化的发展必须借助于工业化的手段，信息化主导着新时期工业化的方向。

三、信息化指标体系

一个国家或地区的信息化水平，体现出该国或地区的综合国力和综合实力。

§1．4 信息安全与相关法规

一、信息安全的概念

信息安全有两层含义：数据（信息）的安全和信息系统的安全，数据安全是指保证计算机数据的机密性、完整性和可用性。信息系统的安全是指信息基础设施安全、信息资源安全和信息管理安全，涉及到计算机安全和网络安全。

二、信息安全技术

访问控制、数据加密、身份验证、数字签名和防火墙

三、计算机病毒及防治

1．计算机病毒的定义

指编制或者在计算机程序中插入破坏计算机功能或者毁坏数据，影响计算机使用，并能自我复制的程序代码。

2．计算机中毒的症状

3．计算机病毒的特点

传染性、破坏性、隐蔽性、潜伏性、可触发性、攻击的主动性、不可预见性4．计算机病毒的传播途径

（1）被动传播途径

（2）主支传播途径

5．计算机病毒的种类

（1）网络病毒（2）邮件病毒（3）文件型病毒（4）宏病毒（5）引导型病毒（6）变体病毒（7）混合型病毒

6．计算机病毒的主要危害

（1）病毒发作时对计算机信息数据的直接破坏作用

（2）非法侵占磁盘空间，破坏信息数据

（3）抢占系统资源，影响计算机运行速度

7．计算机病毒的预防

（1）牢固树立预防为主的思想

（2）制定切实可行的预防管理措施

（3）采用技术手段预防病毒

8．计算机病毒的清除

四、信息安全相关法规

第二章计算机硬件

§2.1 计算机硬件的基本结构

一、计算机系统的组成

一个完整的计算机系统包括计算机硬件和计算机软件两大部分，计算机硬件是指构成计算机的物理设备，计算机软件是指计算机系统中的程序、数据以及文档。没有配备任何软件的计算机叫裸机。

二、计算机硬件的基本组成

1.冯·诺依曼提出“存储程序和程序控制”的计算机工作原理，奠定了计算机硬件的基

本结构，计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本组成，五个部件通过系统总线互连，传递数据、地址、控制信号，因此系统总线分为：数据总线、地址总线、控制总线。

2.运算器和控制器合在一起称为CPU（中央处理器）它是计算机的核心，存储器分为内

存储器和外存储器两种，CPU、内存储器、总线构成了计算机的主机。输入设备和输出设备简称I/O设备，I/O设备和外存储器等称为计算机的外部设备。

3.控制器是对输入的指令进行分析，并统一控制计算机的各个部件完成一定任务的部

件，运算器主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算。CPU的主要技术指标是字长和主频，字长是CPU同时处理二进制数据的位数。字长越长，运算能力越强，主频用来表示CPU的运算速度。

4.存储器具有记忆功能，用来保存信息。内存储器（主存）直接与CPU相连接，容量小，

但存储速度快，存放当前运行的指令和数据，与CPU直接交换信息，内存一般由半导体器件构成，可分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。

5.RAM通电时内容可以保存，断电后存储的信息立即消失，RAM可分为静态随机存储器

和动态随机存储器，静态的特点是速度快可作高速缓冲存储器（Cache），动态的集成密度高，用于大容量的存储器（通常的内存条）。

6.ROM是存储的信息只能读出，不能写入，断电后信息不丢失。

7.外存储器，存储容量大，但速度相对慢，外存中的程序和相关数据必须先传送到内存，

然后才能被CPU使用。

8.输入设备是把信息送入计算机的设备。输出设备是将信息送出计算机的设备。

9.系统总线是用于在CPU、内存、外存和种种输入/输出设备之间传输信息并协调它们

工作的一种部件（含传输线和控制电路）

§2.2常用的输入设备

一、键盘

PrintScreen 记录当前的屏幕内容，键盘的接口：PS/2，USB

二、鼠标

鼠标的技术指标为：分辨率（DPI），分辨率越高，定位越精确，接口有EIA-232、PS/2、USB

三、笔输入设备

兼有鼠标和键盘的功能，一般有串行接口或USB接口。

四、扫描仪

可分手持式、平板式、胶片式和滚筒式，性能指标：分辨率、色彩位数、扫描幅面、与主机的接口（USB、SCSI、FireWare）