信息技术-计算机基础

信息的特征

形式多样性
信息的保存、表现与传播必须有一定的载体，载体的 形式可以是多样的，信息的形式可用其载体形式表征 。但是不存在没有载体的信息。信息是物质运动的反 映，它也必须依附于物质运动而存在。这注定了信息 必须借助于某种载体而存在、传播和表现。

本质性
相对于物质和能量，信息更能表现事物的内在规律和 本质内涵。信息的获取、传播与保存更有利于人们认 识和掌握客观事物的规律。信息的交流对人类的认知 ，对人类依据客观条件做出科学决策等起着至关重要 的作用。
计算机的心脏—CPU
CPU执行的指令 3) 指令集的风格 根据指令集的不同可分成两种类型的计算机。 (1)复杂指令集计算机（CISC，Complex Instruction Set Computer） 以VAX-11/780为代表，20世纪70年代后的各种 微机均采用 这种风格，如Intel 80x86。 其特点：指令系统复杂，绝大多数指令需要多个 机器周期方可完成。 (2)精简指令集计算机（RISC，Reduced Instruction Set Computer） 将那些不是最频繁使用的指令由软件来实现，加 快执行速度。其特点：指令有限，执行速度很快。
冯· 诺依曼结构——计算机的基本结构
3）存储器 存储器是计算机中用于存放程序和数据的部件。 存储器分为内存储器和外存储器两大类。内存储器又 称为主存储器，外存储器又称为辅助存储器。内存是 存取速度快而容量相对较小的一类存储器；外存是存 取速度较慢而容量相对较大的一类存储器。 存储容量的度量单位——B、KB、MB、GB、TB 1TB=1024GB=1024MB=1024KB=1024B 4）运算器 运算器包括算术逻辑单元（ALU）、累加器、标志 寄存器、寄存器组等。
计算机的心脏—CPU
CPU执行的指令 2）指令集 指令集（指令系统）：一台计算机中所有机器指 令的集合，是表征一台计算机性能的重要因素，格式 与功能影响硬件结构、系统软件及机器在适用范围。 系列计算机：基本指令系统相同、基本体系结构 相同的一系列计算机。 向上兼容：新推出的机种指令系统一定包含所有 旧机种的全部指令。旧机种上运行的各种软件不做任 何修改便可在新机种上运行，大大减少可软件的开发 费用。
(2)实现方法
通常采用与CPU速度相近的RAM。具体方法为： 当用户 启动一个任务时，计算机预测CPU可能需要执行哪些程序或要 处理哪些数据，并将当前要执行的程序和数据复制到Cache， CPU在读写时，首先访问Cache，如果Cache中有，CPU就从 Cache中取数据而不到RAM中去取。
(3)分类 高速缓存分为一级缓存（即L1 Cache，64~128KB ）和二级缓存（即L2 Cache,1~3MB）。
计算机的心脏—CPU
CPU执行的指令 1）指令 计算机执行某种操作的命令称为指令。根据指令 中操作数的不同，可分为： 零地址：只有操作码，而没有地址码。 一地址：单操作数指令。 二地址：指令常称双操作数指令，它有两个地址 码，分别指明参与操作的两个数在内存中或运算器通 用寄存器的地址，其中前一个地址码兼做存放操作结 果的地址。 除了上面介绍的之外，还有三地址指令。
信息技术
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01
信息技术（IT）概述 计算机基础知识
数据库概述 网络信息安全
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信息技术概述 ——信息与信息社会

信息定义 信息的特征

信息社会
信息的定义
信息是一个动态概念，不同的应用领域、不同的学者对信息 有不同的定义。 信控制论创始人维纳：信息就是信息，既非物质，也非能量； 信息论创使人香农：信息是用来消除随机不确定性的东西； 钟义信教授：信息是关于事物运动的状态和规律，或者说是关 于事物运动的知识 ；
通过信息获取和信息传输后，绝大部分信 息无法直接利用，需对其进行加工处理，以便 提取需要的信息加以利用。信息的加工可以使 用人工方式，但现在主要借助计算机来完成。 它涉及统计科学、科学计算以及程序设计和图 像处理等技术。
信息技术——控制
自动控制技术与信息有着密切的联 系，一切自动控制系统都是信息反馈作 用机制。
信息技术——利用
信息的利用是信息流程的最终目的。一部分信 息可直接流出系统被使用，另一部分可被系统的效 应器所消费。 流出系统的许多信息是可被人们直接利用的， 如人们通过天气预报来确定是否出行。
信息的利用也意味着信息成为其他的系统的输 入部分，如数据报表成为企业、政府决策系统的信 息源；实时数据成为控制系统的信息输入源。
信息传输
信息处理
信息过程模型
信息传输
信息技术——获取
信息获取是指根据不同的目的收集不同的 原始数据。信息获取包括信息发现、信息采集 与信息优选；由于信息的质量在很大程度上取 决于原始数据的完整性、准确性和真实性，因 此必须十分重视原始数据的收集。数据收集包 括两项基本活动：观测数据和记录数据。
信息获取主要靠的是信息获取技术。许 多信息只能由仪器获得：如录音摄像技术、数 字照相机技术、传感器技术、遥感技术、测量 技术、光电子技术和雷达技术等都是信息获取 技术。
冯· 诺依曼结构——采用存储程序方式
所谓存储程序原理，就是把程序和处理问题所需 的数据都以二进制编码形式预先按一定顺序存放到计 算机存储器里，计算机在运行程序时就能自动、连续 地从存储器中依次取出指令且执行，直到完成预定的 任务。这是计算机能高速自动运行的基础。计算机的 工作体现为执行程序，计算机功能的扩展在很大程度 上也体现为所存储程序的扩展。计算机的许多具体工 作方式也是由此派生的。 冯·诺依曼的上述思想奠定了现代计算机的基础 ，后人将采用这种设计思想的计算机称为冯·诺依曼 型计算机。到目前为止，大多数计算机仍沿用这一结 构。
输入信息 输入设备 存储器 输出设备
输出信息
数据流
运算器
控制器 控制流
冯· 诺依曼结构——计算机的基本结构
1）输入设备 主要功能是把原始数据和处理这些数据的程序转换 为计算机能够识别的二进制代码，通过输入接口输入到计 算机的存储器中，供CPU调用和处理。 常用的输入设备有鼠标、键盘、扫描仪、数字化仪 、数码摄像机、条形码阅读器、数码相机和模/数转换器（ A/D）等。 2）输出设备 是指从计算机中输出信息的设备。它的功能是将计 算机处理的数据、计算结果等内部二进制信息转换成人们 习惯接受的信息形式（如字符、图形、声音等），然后将 其输出。 最常用的输出设备是显示器和打印机，输入设备和 输出设备合起来称为外部设备（I/O设备），简称外设。
冯· 诺依曼结构——采用二进制
1）算术运算规则 加法规则：0+0=0；0+1=1；1+0=1；1+1=10（向高位有进位） 减法规则：0-0=0；10-1=1（向高位借位）；1-0=1；1-1=0 乘法规则：0×0=0；0×1=0；1×0=0；1×1=1 除法规则：0/1=0；1/1=1 2）逻辑运算规则 逻辑与运算（AND）：0∧0=0；0∧1=0；1∧0=0；1∧1=1 逻辑或运算（OR）： 0∨0=0；0∨1=1；1∨0=1；1∨1=1 逻辑非运算（NOT）：1=0； 0=1 逻辑异或运算（XOR）：0⊕0=0；0⊕1=1；1⊕0=1；1⊕1=0 逻辑异或运算即实现按位加的功能，只有当两个逻辑值不相 同时，结果才为1。
信息的特征

普遍性
宇宙中所有事物都有信息。宇宙中所有事物都是 物质，都在运动着。信息是物质运动的反映，因 而所有事物都有信息。 无限性 信息是可以无限增长的资源。随着社会的进步、 科技的发展，能被人们所感知的信息越来越多。
信息社会
物质是多样的，物质的运动也是多 样的。信息是物质运动的反映，这决 定了信息也是无所不在 的，也是多种 多样的。这个世界是信息的，我们 的 世界是信息世界。
信息的特征

共享性
信息的共享性是指同一信源可供给多个信宿，信源 发出信息后，其自身的信息并不减少，也就是说， 信息可以被多次使用而不会损耗和消失。

独立性
信息可以脱离它所反映的事物而被保存和传播。信 息可以与它所反映的事物分离而独立存在。我们也 可以保存信息，使它摆脱产生它的时间和空间的限 制。当然，我们讲信息的独立性，并不意味着信息 可以凭空产生。
CPU是计算机内部完成指令读出、解释和执行的重要 部件，它主要由运算器和控制器组成，有的还包含了高速 缓冲存储器。目前的CPU都通过高速线路将各部件集成在 一个芯片上，称为微处理器。CPU是现代计算机的心脏
计算机的心脏—CPU
高速缓冲存储器（Cache） (1)Cache技术的引入
Cache即高速缓冲存储器。随着CPU主频的提高， CPU 对 RAM的存取速度要求很快，而RAM的响应速度慢， CPU 大部分时间在等待从RAM传输数据，大大浪费了CPU的资源， 为了协调二者的速度，引入Cache技术。
计算机的基础知识


计算机的硬件系统
计算机的软件系统
程序设计语言
计算机的硬件系统
信息工具-计算机（发展、分类、特点、应 用）——自学 计算机的工作原理
微型计算机系统及其性能指标——自学
计算机的工作原理



冯· 诺依曼结构 计算机的心脏——CPU 存储器 计算机的工作过程
冯· 诺依曼结构——计算机的基本结构
信息的特征
广泛性
客观世界充满着信息；人类离不开信息；知识、书 本是有用信息的积累，人类依靠知识改造自然，适 应自然，依靠知识促进社会的发展与进步。
抽象性
信息是组成客观世界并促进社会发展的最基本的三 大要素之一。物质、能量和信息是构成世界的三大 要素。物质是一种资源，它提供各种各样的材料； 能量是一种资源，它提供各种形式的动力；信息也 是一种资源，它提供知识和智慧。
冯· 诺依曼结构——计算机的基本结构
5）控制器
定义：控制器是整个计算机系统的控制中心，它 指挥计算机各部分协调工作，保证计算机按照预先规 定的目标和步骤进行操作及处理。 组成：控制器主要包括指令计数器、指令寄存器 、指令译码器和控制信号发生器，主要完成指令的翻 译，并产生片内和片外的各种控制信号，执行相应的 指令。 作用：控制器的作用是使整个计算机能够自动地 执行程序，并控制计算机各功能部件协调一致地工作 。控制器是指挥和控制计算机各部件进行工作的“神 经中枢”.
李衍达院士：信息反映的是事物的状态、特性和变化；
逆香农信息定义：信息是确定性的增加； 逆维纳信息定义：信息就是信息，是事物属性标识的集合。
信息的定义
从广义上讲，信息可以认为 是物质的一种属性， 是物质 存在和运动规律与特点的表现形式，是包含了 与客观世界和人类类社会相关的各种信息现象； 从狭义上讲，信息是一种消息、信号、数据或资 料，在多数时候指已经分门别类或列入其他构架形式的 数据。 刮风下雨、火山爆发、地震海啸等是自然信息； 文化、科技等是社会信息； 遗传密码、DNA是生物信息； 价格涨落是市场信息。 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。
计算机的心脏—CPU
CPU简介
CPU也称中央处理器（Central Processing Unit） 或微处理器。 第一个微处理器是1971年由美国Intel公司生产的。 CPU内核逐渐由单核向双核、多核发展，主频最高达 到3 GHz以上。目前Intel公司的主流产品有酷睿系列、赛 扬系列产品等，AMD公司目前的主流产品有羿龙、闪龙和 速龙系列等。
信息技术——传输
信息传输是把各种形式的信息从一处传 递到另一处的过程，包括发送、传输、接收 等环节。现代信息传输除包括传统的有线、 无线通信外，还包括卫星通信和光纤通信等 新兴技术。
ห้องสมุดไป่ตู้ 信息技术——处理
信息处理的本质是信息形态变换和信息提 炼；信息处理的目的便于信息应用；信息处理 的主要技术是人脑的延伸——计算机。
信息技术（IT）


信息的获取
信息的传输
信息的处理
信息的控制 信息的利用
信息技术
信息技术(Information Technology，简称
IT)是信息的采集、传递、处理、再生和使用等 功能的技术，包括：信息获取技术、信息处理 技术、信息传输技术、信息控制技术和信息应 用技术。
信息利用 客观世界 信息获取