Chapter1绪论(1)

1.1.3 信息技术与计算机应用
信息技术(Information Technology，缩写为IT) 是研究信息的获取、传输和 处理的技术，有时也叫做“现代信息技术”。主要由计算机硬件技术、软件技 术和通信技术三大部分组成。它包含了信息的产生、检测、变换、存储、传递、 处理、显示、识别、提取、控制和利用等具体内容.
▲电子化：光电和网络代替工业时代的机械化生产。
▲全球化：信息技术正在取消时间和距离的概念，信息技术及 发展大大加速了全球化的进程。随着因特网的发展和全球通信卫 星网的建立，国家概念将受到冲击，各网络之间可以不考虑地理 上的联系而重新组合在一起。
▲非群体化：在信息时代，信息和信息交换遍及各个地方，人 们的活动更加个性化。信息交换除了社会之间、群体之间进行外 ，个人之间的信息交换日益增加，以至将成为主流。
历史证明：科学技术是第一生产力。在人类历史文明发展的长河中， 已经有过三次重大的技术变革，即狩猎技术、农业技术和工业技术。今 天，信息及信息技术作为第四次影响人类社会极大变革的科学技术的重 大突破，已经被人们认同。
20世纪末以来，全球生产方式发生的一个革命性变化，就是在人类赖 以生存的三大资源——材料、能源和信息中，人们越来越把开发和应用 的重点转向信息。这是在全球可供利用的材料和能源迅速减少、生态环 境急剧恶化条件下的必然选择。人们必须更加集约地利用地球上有限的 物质资源，同时，必须掌握更加有效的加工自然物的手段。这些新的手 段被称为高新技术，而信息技术一直处于高新技术的核心地位。
通过市场和竞争推动的。政府引导、企业投资、市场竞争是信息化发展 的基本路径。
▲渗透性。信息化使社会各个领域发生全面而深刻的变革，它同时深
刻影响物质文明和精神文明，已成为经济发展的主要牵引力。信息化使 经济和文化的相互交流与渗透日益广泛和加强。
▲开放性。创新是高新技术产业的灵魂，是企业竞争取胜的法宝。参
» 信息化是建立在计算机技术、数字化技术和通信技术等先进技术 基础上产生的。
» 信息化使人类以更快更便捷的方式获得并传递人类创造的一切文 明成果；它提供给人类非常有效的交往手段，促进全球各国人们之间 的密切交往和对话，增进相互理解，有利于人类的共同繁荣。
» 信息化是人类社会从工业化阶段发展到以信息为标志的新阶段；
第二代计算机约在50年代末至60年代前期。其特征是用晶体管代 替电子管，使得计算机体积缩小、成本降低、功能增强、可靠性提高； 主存与外存均有改善，普遍采用了磁芯存储器作主存；计算速度为每 秒几十万次；软件已经出现了FORTRAN，COBOL， ALGOL等高级 语言，建立了批处理管理程序并出现子最初的操作系统。此时，计算 机已不仅仅用于军事目的，在科学计算、数据处理、工程设计、实时 过程控制等方面也开始使用计算机．
据 2008 年 4 月 19 日 消 息 报 道 ， 我 国 自 主 设 计 制 造 的 曙 光 5000A 高 效能计算机，其运算速度最高达到 每秒233.5万亿次，在今年4月16日 已经通过验收。
2010年我国将推出千万亿次的超级服务器
曙光5000A高效能计算机是我国 首台超百万亿次超级计算机，它的 研发成功使中国成为继美国之后世 界上第二个自主设计并制造百万亿 次商用高性能计算机的国家。曙光 5000A 在 2008 年 11 月 发 布 的 第 32 届 世界超级计算机500强排行榜上计算 速度位列第十，是当时美国以外世 界上最快的高性能计算机。
曙光5000A高效能计算机 该机现在上海超级计算中心服务 上海超级计算中心更名为魔方（Magic cube）
世界上最快的计算机：IBM的最新军用超级计算机——Roadrunner
“Roadrunner”每秒 计算能力超过了一千 万亿次(PetaFlops)， 达到了1.026PetaFlops ，是目前最强的IBM BlueGene/L的两倍还 多，Roadrunner一共 拥有116640颗计算核
信息与数据的关系可以归纳为：
信息是有一定含义的数据 信息是经过加工(处理)后的数据 信息是对决策有价值的数据
信息的基本属性：
事实性:符合事实,否则没有意义,而且有害; 等级性:因使用目的要求不同,有战略信息、策略信息执行信息等； 可压缩性：对信息进行集中、综合和概括而又不丢失信息的本义； 可扩散性 ：通过各种手段和渠道向四面八方扩散； 可传输性 ：电话、电报、计算机网络、书刊杂志等形式； 共享性 ：被多个用户利用； 增长性 ：信息资源是人的智慧与才能的结晶，是无形资产，因而具 有可增长性，是在不断地开发利用过程中不断地丰富、增长的过程，取 之不尽，用之不竭。 价值转化性：通过对信息资料的理解、消化运用，使之转化为现实 生产力的要素或变革生产方式、生活方式的动力；
计算机信息系统是由人、计算机及管理规则组成的能进行信息的收 集、传递、存储、加工、维护和使用的系统。信息系统把不适合用户使 用的数据加工成适合用户使用的信息。
三种不同层次的信息产品：
数据采集一数据: 用于事务处理 系 统 (transaction processing system)，有如采出的矿石，量大而 不精，需要作去粗取精的处理。
这里，我们想着重解释一下“信息是经过加工的数据”．
数据(data): 是现实世界客观存在的实体或事物的属性值， 即指人们听到的事实和看到的景象。我们把这些数据收集起 来，经过处理后，即得到人们所需要的信息。
信息定义：构成一定含义的一组数据称为信息。可以认为， 信息是一个社会概念，它是人类共事的一切知识及客观加工 提炼出的各种消息的总和。
Chapter 1 绪论 (Introduction)
本章主要内容: 信息与信息化社会的发展 计算机的特点、应用与发展 计算机系统、硬件、软件，二者的关系 结构化程序设计的特点与方法 软件工程学的概念与发起原因 自动程序设计的特点与方法
Section1 信息与信息时代
(information and information times)
计算机自20世纪40年代诞生以来，经过50多年的发展，其应用已经遍及世 界各地，深入到人类活动的各个领域，它的意义是巨大的。究竟什么使计算机 信息技术发展如此迅猛呢?要回答这来自问题, 需要了解计算机的特点.
计算机最主要的特点是
高速自动的操作功能
具有记忆的能力
可以进行各种逻辑判断
精确高速的计算能力: 计算机最突出的一 个特点是“它不像人那样由灵性和肉体组成， 因而有时表现出某种虚弱性。它不会对繁杂 的重复性工作感到厌烦、疲倦和分心。如果 计算机必须计算100万个数，则它计算最后一 个数时，和计算第一个数时一样地专注勤 奋。”
90年代以来是全球网络的时代，并经历着一场新的数字 化信息革命。
数字化信息的特点是：①容易交换，只要有传输媒体，即 可以畅通无阻，无处不达；②可以大容量、高速度传输以满 足人们对信息的需求，③稳定性高，传输途中不受干扰，可 以原原本本还其本来面貌。
» 信息化与工业化不同。信息化不是关于物质和能量的转换过程， 而是关于时间和空间的转换过程；
在信息化社会中，人类生存的一切领域，在政治、商业，甚至个 人生活中，都是以信息的获取、加工、传递和分配为基础。
信息化社会的基本特征：“四化”与“四性
”
（1）信息化的“四化”：
▲智能化：知识的生产成为主要的生产形式，知识成了创造财 富的主要资源。这种资源可以共享；可以倍增；可以“无限制的” 创造。这一过程中，知识取代资本，人力资源比货币资本更为重 要。
哪么，什么是信息？它又有什么特点呢？
1.1.1 什么是信息
究竟什么是信息(information)呢? 信息的广义定义至今争 论不休，没有定论。有一些说法或许能帮助我们来理解和体 会什么叫做信息：
“信息是对现实世界中存在的客观实体、现象、关系进行 描述的数据”;
“信息是消息”;
“信息是知识”，“信息是经过加工后并对实体的行为产 生影响的数据” 。
第三代计算机从60年代中期到70年代初期：集成电路(integrated circuit，IC)取代了晶体管，半导体存储器淘汰了磁芯存储器，存储容 量大幅度提高，计算速度提高到每秒几百万次;系统软件与应用软件也 有很大发展，软件发展标准化、模块化、通用化和系列化，出现了结 构化和模块化程序设计方法;操作系统在规模与复杂性方面发展很快、 功能日益完善。
自70年代以来，随着微电子技术、计算机技术和通信技术的发展，围绕着 信息的产生、收集、存储、处理、检索和传递，形成了一个全新的、用以开发 和利用信息资源的高技术群，包括微电子技术、新型元器件技术、通信技术、 计算机技术、各类软件及系统集成技术、光盘技术、传感技术、机器人技术、 高清晰度电视技术等等，其中以微电子技术、计算机技术、软件技术、通信技 术为主导。
与竞争，在竞争中创新，在创新中取胜。开放不仅是指社会开放，更重 要的是心灵的开放。开放是创新的心灵开放，开放是创新的源泉。
总之，信息化特征的主要表现概括起来有四个方面：虚拟性、全球性 、交互性与开放性。
对于当代大学生来说，应该对信息领域所研究的有关信息的概念、对
象、载体、特点、方法、目的等要有所了解。以便以更有效的方法开发 、利用信息，为社会发展服务。
在系统结构方面发展了分布式计算机系统、并行处理与多处理机技 术、计算机网络，软件方面发展了数据库系统、分布式操作系统、高 效率高可靠性的高级语言及软件工程等；
计算机技术与通信技术相结合改变了世界技术经济面貌，广域网、 城域网和局域网正把世界紧密联系在一起．
中国最快的计算机：曙光5000A高效能计算机
2）信息化的“四性”：
▲综合性：信息化在技术层面上指的是多种技术综合的产物。它整合
了半导体技术、信息传输技术、多媒体技术、数据库技术和数据压缩技 术等；在更高的层次上它是政治、经济、社会、文化等诸多领域的整合 。人们普遍用synergy（协同）一词来表达信息时代的这种综合性。
▲竞争性。信息化与工业化的进程不同的一个突出特点是，信息化是
可以看出，速度、信息的存储和检索以及 它执行任务时专心程度和精确性等这样一些 特点是计算机的精华所在，也正是这些特点 使人们日益依赖计算机。
Section 2 计算机发展简史 (computer development history)
1. 计算机发展的几个重要阶段
第一代计算机大约从20世纪40年代起到50年代末期。这一时期 计算机的主要特点是；硬件系统采用电子管作为开关元件，存储设备 小而落后；运算速度仅为每秒几千至几万次，输入输出装置速度很慢； 软件系统只有机器语言或汇编语言，即所有的指令与数据都用’1”和 “0”表示，或用汇编语言的助记码表示。
心。
从应用的角度，也可以将计算机的发展简单归纳为
60年代是大型机时代，这和当时计算机硬件技术水平有 限以及重大项目的集中管理趋势相一致。
70年代是小型机时代，计算机开始为更多产业的大型生 产和国家管理提供有效服务．
80年代是个人机时代，以IBM PC为代表的个人计算机作 为事实上的工业标准横扫全球，进入中小企业和几乎一切工 作领域．
第四代计算机的特点是：70年代后期至今，超大规模集成电路(简 称VLSI)取代普通的集成电路；微型计算机(microcomputer)异军突 起，由此出现了工作站(workstation)、微主机(micro mainframe)、 超小型机等体积小、功耗低、成本低、性能价格比高的微型计算机系 列，计算速度可达每秒几百甚至上千亿次；16位、32位和64位的微 型计算机相继问世并广泛应用；
数据处理一信息: 用于管理信息 系 统 (management information system)，有如零件，是已经经过加 工处理过的数据。
信息融合一知识: 是经过分析与 综合的信息 ，用于决策支持系统 （support system)，有如整机。
1.1.2 信息化社会及其特征
由于信息科学（自然科学及社会科学）、信息技术的巨大发展 ，尤其是社会生产力水平的大幅提高和全社会对信息资源需求的 普遍提高（即信息需求已成为全社会的普遍需求），人类社会已 经迈入了一个新时代——信息化时代。