第1章 信息技术与计算机基础

出现功能更强的操作系统， 计算机应用进入了网络时代
我国计算机技术的发展
1956年，开始研制计算机。 1958年，研制成功第一台电子管计算机；1964年，研制 成功晶体管计算机；1971年，研制成功以集成电路为主 要器件的DJS系列机。 1983年，我国第一台亿次巨型计算机-“银河”诞生。 1995年，第一套大规模并行机系统-“曙光”研制成功。 1999年，“神威”并行计算机研制成功。 2001年，成功研制我国第一款通用CPU-“龙芯”芯片。 2002,年，我国第一台有完全自主知识产权的“龙腾”服 务器诞生。 2005年，联想并购IBM PC。
（2）中央处理器
中央处理器（CPU—Central Processing Unit）由运算 器和控制器组成，功能是解释和执行指令。计算机 CPU的 性能指标主要有字长和时钟频率。字长表示cpu每次处理数 据的能力，目前由8位、16位、发展到32位和64位；时钟频 率主要以MHz为单位来衡量。
（3）主存储器
从普遍上来说:
用语言、文字、符号、场景、图像和声音等方式表达的 新闻、消息、情报和数据等内容都是信息.
从计算机科学方面来说:
①经过计算机技术处理的资料和数据(文字,声音,图形,图像 等) ②经过科学收集、存储、分类、检测等处理后的信息产品 集合.
信息技术含义非常广泛。简单地说，信息技术就是 通过各种手段获取、存储、加工、表示、传输和应用信 息的技术。计算机技术是信息技术的核心，多媒体技术 和网络技术是当前信息技术发展的热点。 微电子技术 网络技术
光盘和光盘驱动器
光盘由于制作简便和存储量大且存放的信息图文并 茂、声像俱全， 被广泛用在多媒体计算机中。 计 算 机 上 常 见 的 是 只 读 式 光 驱 ， 即 CD-ROM （Compact Disk-Read Only Memory,只读光盘存储器） 驱动器，即只能读出而不能写入信息。 另外 , 还有 DVD-ROM 和具有读写功能的光盘刻录机。
2 表处理软件，如：Excel 2003、Lutos
3 计算机辅助系统，如： CAD、CAI
4 多媒体制作软件，如：Photoshop、Flash
1.3.3 微型计算机硬件配置与性能指标
硬件系统: 计算机系统中由电子线路和各种机电物理装置组 成的实体，是计算机实现其功能的物质基础，它 们都是看得见、摸得着的实体。
1.2 计算机的概述
1. 计算机概述
计算机（ Computer ）是一种能够接收和存储信息， 并按照存储在其内部的存储程序对输入的信息进行加工、 处理，得到人们所期望的结果，然后把处理结果输出的高 度自动化的电子设备。
2. 计算机的产生与发展
（1）手动计算工具：中国人发明了算盘，17世纪出现计 算尺； （ 2 ）机械计算工具： 1822 年英国数学家巴贝奇 (17921871)提出自动计算机的基本概念； （3）电动计算工具：1884年，美国工程师赫尔曼制造了 第一台电动计算机，用于人口普查； （4）电子计算机的诞生
ENIAC是什么样子？
电子计算机发展的四个阶段(从元器件上分)：
起迄年份 代别 一 二 三 四 主要逻辑元件 电子管 晶体管 中小规模 集成电路 大规模或超大 规模集成电路 使用软件 机器语言、汇编语言 高级语言 操作系统、会话式语言
1946-1955 1956-1963
1964-1980
1980至今
（3）输出设备
电脑向用户输出处理结果的设备叫做输出设备。输 出设备种类很多，常用的有显示器、打印机、绘图仪、 语音输出装置等，其实质都是完成信息形式的转化，即 将电脑处理后的电信号转换成文字、数字、图像、声音 等形式送给人们。 常用的输出设备有显示器和打印机。 常见显示器:
6 计算机的应用
科学计算
信息处理
过程检测与控制 计算机辅助系统 多媒体技术 计算机通信
人工智能
7 计算机的发展趋势
从第一台计算机的产生到现在，计算机的发展用 “日新月异”来形容一点也不过分。总的来说，计算机
的发展趋势是朝着巨型化、微型化、网络化和智能化四
个方向发展的。
1.3 计算机系统组成
1.3.1 计算机硬件系统
信息技术应用基础
工学院 办公室
李晓 教学楼214
第一章
1.1 信息技术概述
信息技术与计算机基础
1.2 计算机概述
1.3 计算机系统组成
1.4 信息在计算机中的表示
1.5 计算机安全
1.1 信息技术的概述
1.1.1 什么是信息技术 1.1.2 信息技术的应用
1.1.3 信息技术的研究热点
1.1.1 什么是信息技术
4 信息的表示
信息本身是一种无形的东西，必须借助于各种媒体形 式表现出来。语言、文字、图形等是出现人类文明以来信 息的主要表现形式。 有了计算机，特别是多媒体计算机的出现，人们可以 综合的运用文字、语言、图形、声音、图像、动画等手段， 使信息的表现更加丰富多彩，更加符合人类的感觉和思维 习惯，也就能使信息发挥更大的作用和影响。
（2）输入设备
用于向计算机输入程序和数据的设备称为输入设备。 输入设备就像人的眼、耳等感觉器官，是微机系统用来 接收信息的部件。
输入设备种类很多，目前常见的微机输入设备有键 盘、鼠标器、光电扫描仪、语音输入器、手写识别输入、 摄像头等。虽然它们种类不同，但功能相似，都是把人 们表示信息的习惯形式（如文字、数字、图像、声音等） 转换成电脑能够识别和处理的二进制代码。
硬盘的读/写速度快、存储容量大，计算机中大部分 软件都被安装在硬盘中，是目前PC必须的设备。 硬盘的主要性能指标是容量、读写速度、接口类型 和数据缓存。 目前的主流硬盘容量都在500GB以上；硬盘的接口 类型有IDE、SCSI、SATA、光纤通道。 读写速度通常 可用转速来衡量。
硬盘虽然容量大，速度快，但由于安装在机箱内部拆 装不方便，需要严格的保护措施，因此，可移动磁盘和外 置式硬盘就出现了，它们能够像软盘一样容易携带，又像 硬盘一样有较大的容量，使用更加方便。 特别是近年出现的一种“迷你”型可移动硬盘，因采 用 USB 接口，所以也叫 U 盘，以其小巧、容量大（ 8G ， 16G ， 32G 为主流）、支持热插拔、无需外接电源等功能 获得用户喜爱，它的出现和普及使软驱和软盘被逐渐淘汰。
(五大基本组成部件 + 传输线)
计算机外观
1 微型计算机主机
主机主要包括主板、显卡、软盘驱动器、硬盘驱动 器、光盘驱动器、声卡、网卡、扬声器、电源等。 (1) 主板 主板，又称主机板、母板或系统板等，是一块多层印刷 电路板，是整个微机系统的核心部件。 主板上有微处理器插槽、内存储器插槽、输入 /输出控制 电路、扩展插槽、键盘接口、面板控制开关和与指示灯 相连的插件等，是最大的一块集成电路。通常主板上还 集成了各种部件接口。
主存储器也叫内存储器，简称内存，用于存放当前 执行的数据和程序。 按工作方式内存储器分为只读存储器（ ROM ）和 随机存储器（RAM）两种。 ROM 是一种只能读出而不能用普通方法写入的存 储器。通常用来存放那些长久性、固定不变或是一般不 需修改的程序，如微机中的BIOS（基本输入输出系统） 等。断电之后，其中的信息不丢失，一旦通电，它们仍 能正常工作，提供信息。
（4）总线
总线就是用来在各部件之间传递数据和信息的一组公 共通信线。一次传输信息的位数称为总线的宽度。CPU芯
片内部的总线称为内部总线，连接系统各部件的总线称为
外部总线或系统总线。
按总线传输信息的类型不同分为三类：
1 数据总线：用来传输数据信息，是CPU同各部件交 换信息的通道。
2 地址总线：用来传送地址信息。
机器人的发明， 无人驾驶的汽车， 信息技术的研究热点如下： 电子看门人 1、人工智能技术(专家系统,神经计算机) 2、多媒体技术 (多样化、交互性和集成性)
3、光纤技术 (频率高、损耗低、频带宽、容量大) 4、卫星通讯 （通信频带宽、容量大、距离不受限制、 组网灵活）
1.1.3 信息技术的研究热点
(热点)
通信技术 多媒体技术
(热点)
计算机技术
(核心)
传感器技术 大众传媒技术
1、信息的获取
信息的获取是指根据不同目的收集原始数据。获取信息 的方式有很多种，因为因特网的发展，电子媒体必将成为信
获取信息的其 他方式和电子 媒体的优点？
息传播的主要渠道。
2 信息的存储与管理
信息的存储与管理有很多种形式，在现代信息存储与 管理中，数据库技术及相关的数据仓库、数据挖掘和新型 存储介质技术发展最快。 U盘、光盘、硬盘的使用使人类的信息存储能力得到 了很大程度的延伸。
4 计算机的特点
处理速度快
计算精确度高
存储容量大，存储时间长久 逻辑判断能力 自动化工作能力 应用领域广泛
5 计算机的分类
计算机的种类很多，而且分类方法各异，根据计 算机演变过程和近期可能的发展趋势，通常把计算机 分为以下六类： 超级计算机（巨型机） 大/中型主机 小型机 微型机 计算机 工作站 服务器
1 操作系统，如：DOS、Windows、Unix等。
2 程序设计语言及其解释程序和编译程序。
3 数据库和数据库管理系统。
4 监控管理程序、调试程序、故障检查和诊断程序。 5 网络管理类软件。
应用软件： 用户为了解决各自的应用领域里的具体任务而编写
的各种应用程序和有关文档资料的统称。
主要包括：
1 文字处理软件，如：Word 2010、WPS
1wk.baidu.com3.2 计算机软件系统
1.3.3 微型计算机硬件配置与性能指标
1.3.1 计算机硬件系统
1945年，匈牙利美籍数学家冯·诺伊曼提出了以二
进制和存储程序工作原理为基础的现代计算机的体系结
构并一直沿用至今。
冯·诺伊曼的核心思想有三个：
存储程序和程序控制 使用二进制 硬件系统的5个构成部分：存储器、运算器、控制器、 输入设备、输出设备。
RAM主要用于存储工作时的程序和数据。计算机在 工作时，随时将需要执行的程序或需要处理的数据预先 装入RAM中才能工作。它也只能在电源电压正常时才能 工作，其中的信息可以随时改写，一旦断电，信息会立 即丢失，且永远不能恢复。微机中的内存一般指 （RAM）。 内存容量是微机的重要指标之一。一般来说，内存 容量越大越好。
3 信息的处理
随着市场的蓬勃发展，电信、医疗、银行、证券、 保险、制造、商业、科研、教育等行业已广泛采用先进 的计算机分析技术，从数据中提取有价值的信息并将应 用于市场营销、运营决策和信用风险管理等领域。 它涉及统计科学、科学计算及程序设计和图像处理 等技术。信息时代的核心无疑是信息技术，而信息技术 的核心则在于信息的处理与存储。
3. 人类第一台数字电子计算机的诞生 时间：1946年2月15日 地点：美国宾夕法尼亚大学莫尔学院 主要人物：约翰· 莫克利 主要单位：美国陆军弹道研究所 美国陆军阿伯丁弹道实验室 计算机名称：ENIAC (电子数字积分计算器) 英文名称： Electronic Numerical Integrator and Calculator
简言之，计算机工作的主要原理就是存储程序和程 序控制，这一原理确定了计算机硬件组成工作方式如 下：
1.3.2 计算机软件系统
软件是微机的灵魂。
系 统 软 件
应 用 软 件
没有安装软件的微机称为“裸机”，无法完成任何工作。
系统软件：
计算机设计者提供的计算机程序，用于计算机管理、 控制、维护和运行，方便用户对计算机的使用。 按用途可以分为5类。
3 控制总线：用来传输控制信号。
2 微型计算机外部设备
辅助存储器加上输入/输出（I/O）设备统称为计算机 的外部设备或外围设备，即主机以外的计算机硬设备， 简称外设。 外部设备主要包括输入、输出设备及外存储器等，外 设和主机之间是通过接口或适配器连接的。 （1）外存储器 外存储器也叫辅助存储器，简称外存。常用的外存有 磁盘、磁带、光盘等。
5 信息的传输
信息的传输包括发送、传输、接收等环节。
现代的信息传输除了包括传统的有线通信和无线通 信外，还包括卫星通信和光纤通信等新兴技术。
1.1.2 信息技术的应用
在国家大力推动下，信息化建设已在各行各业广泛 开展。随着信息技术的快速发展，信息技术的应用已经广 泛地渗透到社会、经济和生活的各个方面。 计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机集成制 造系统等先进制造技术，正在彻底改变传统工业的面貌， 信息技术进入消费领域，形成巨大的消费市场，加速了社 会信息化的进程。 因特网的兴起，更是空前地加速了信息技术的应用 和渗透，掀起了全球的信息化热潮。