信息技术与计算机文化

计算机文化基础枣庄学院计算机科学系主讲教师：黄超E-mail:[e-mail]第一章信息技术与计算机文化第一章信息技术与计算机文化1.1信息与信息技术1.2计算机技术概述1.3计算机中信息的表示1.4计算机系统1.5微型计算机系统1.6多媒体技术基础1.1信息与信息技术1.1.1信息与数据1.1.2信息技术1.1.3信息社会1.1.4“计算机文化”的内涵返回1.1.1信息与数据美国数学家维纳认为：信息是我们在适应外部世界、感知外部世界的过程中与外部世界交换的内容。信息论的创始人美国数学家香农则认为：信息是能够用来消除不确定性的东西。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。返回数据的定义所谓数据，是指存储在某种媒体上可以加以鉴别的符号资料。这里所说的符号，不仅指文字、字母、数字，还包括了图形、图像、音频与视频等多媒体数据。信息与数据的区别在一般用语中，信息与数据并没有严格的区分。但是，从信息科学的角度来看，它们是不等同的，数据是信息的具体表现形式，是信息的载体，而信息是对数据进行加工得到的结果，它可以影响到人们的行为、决策，或对客观事物的认知。返回1.1.2信息技术定义信息技术是指人们获取、存储、传递、处理、开发和利用信息资源的相关技术。现代信息处理技术现代信息处理技术由传感技术、计算机技术、通信技术、网络技术等多种不同技术构成。信息的符号化就是数据，所以数据是信息的具体表示形式。返回1.1.3信息社会从20世纪90年代开始，随着计算机的普及和计算机网络的高速发展，人类开始进入信息社会，也称信息化社会。定义：是指以信息活动为社会发展的基本活动，以信息经济为主导经济，以信息技术为技术基础，以信息文化改变人类教育、生活和工作方式以及价值观念的新兴社会形态。信息作为继物质和能源之后的第三资源，在社会发展中起着主导作用，当今社会的主导产业将从传统工业转向信息产业和知识产业。返回1.1.4“计算机文化”的内涵1.文化的定义所谓文化，是人类在物质和精神两方面具有整体性的创造力的表现，是人类对客观世界整体性把握的一种能力，也是人类进步的一种标志。核心是:观念和价值返回2.文化具有的基本属性广泛性：既涉及全社会的每一个人、每一个家庭，又涉及全社会的每一个行业、每一个应用领域。传递性：这种事物应当具有传递信息和交流思想的功能。教育性：这种事物应能成为存储知识和获取知识的手段。深刻性：不是给社会某一方面带来变革，而是给整个社会带来全面、深刻的根本性变革。返回3.计算机文化计算机文化的提法最早出现在20世纪80年代初，在瑞士洛桑召开的第三届世界计算机教育大会上。定义：就是以计算机为核心，集网络文化、信息文化、多媒体文化为一体，并对社会生活和人类行为产生广泛、深远影响的新型文化。计算机文化是人类文化发展的四个里程碑之一（前三个分别为：语言的产生、文字的使用与印刷术的发明）。返回1.2计算机技术概述1.2.1计算机的起源与发展1.2.2计算机的特点及分类1.2.3计算机的应用1.2.4计算机的发展趋势返回1.2.1计算机的起源与发展1.计算机的起源第一台真正意义上的数字电子计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）于1946年2月在美国的宾夕法尼亚大学正式投入运行，用十进制计算．计算工具对数计算尺机械计算机通用数字计算机ENIAC图1计算机起源返回图2第一台电子管计算机（ENIAC）返回1946年2月由宾州大学研制成功的ENIAC电子计算机时代的到来重达30吨占地250m2启动工耗150000瓦18000个电子管保存80个字节2.计算机的发展年代名称元件语言应用第一代1946～1957电子管计算机电子管机器语言汇编语言科学计算第二代1958～1964晶体管计算机晶体管高级程序设计语言数据处理第三代1965～1970集成电路计算机中小规模集成电路高级程序设计语言广泛应用到各个领域第四代1970年～现在集成电路计算机集成电路面向对象的高级语言网络时代第五代未来计算机光量子、DNA等返回1.2.2计算机的特点及分类1.计算机的特点1）运算速度快2）存储容量大3）通用性强4）工作自动化5）精确性高返回2.计算机的分类按处理的对象划分模拟计算机、数字计算机和混合计算机根据计算机的用途划分专用计算机和通用计算机两种根据计算机的规模划分巨型机、大型机和中型机、小型机、微型机和工作站等表2计算机的分类返回1.2.3计算机的应用1.科学计算科学计算是指科学和工程中的数值计算。与理论研究、科学实验一起成为当代科学研究的三种主要方法。2.信息管理是指非数值形式的数据处理，是指以计算机技术为基础，对大量数据进行加工处理，形成有用的信息。返回3.过程控制又称实时控制，指用计算机及时采集检测数据，按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制或自动调节。4.计算机辅助系统指通过人机对话，使计算机辅助人们进行设计、加工、计划和学习等工作。如CAD、CAM、CBE、CAT等。返回5.人工智能人工智能（AI，ArtificialIntelligence）是研究怎样让计算机做一些通常认为需要智能才能做的事情，又称机器智能，主要研究智能机器所执行的通常是人类智能的功能，如判断、推理、证明、识别、感知、理解、设计思考、规划、学习和问题求解等思维活动。返回6.计算机网络与通信利用通讯技术，将不同地理位置的计算机互联，可以实现世界范围内的信息资源共享，并能交互式地交流信息。返回1.2.4计算机的发展趋势1.巨型化2.微型化3.网格化4.智能化5.多媒体化返回1.巨型化：指研制速度更快的、存储量更大的和功能更强大的巨型计算机。2.微型化：指利用微电子技术和超大规模集成电路技术，把计算机的体积进一步缩小，价格进一步降低。返回3.网格化网格（Grid）技术可以更好地管理网上的资源，它把整个互联网虚拟成一台空前强大的一体化信息系统，犹如一台巨型机，在这个动态变化的网络环境中，实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享，从而让用户从中享受可灵活控制的、智能的、协作式的信息服务，并获得前所未有的使用方便性和超强能力。返回4.智能化计算机智能化是指使计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力。智能化的研究包括模拟识别、物形分析、自然语言的生成和理解、博弈、定理自动证明、自动程序设计、专家系统、学习系统和智能机器人等等。返回1.3计算机中信息的表示1.3.1数制及其转换进位计数制：用进位的方法进行计数的数制，简称进制。数码：一组用来表示某种数制的符号。如：1、2、3、4、A、B、C、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等。基数：数制所使用的数码个数称为“基数”或“基”，常用“R”表示，称R进制。如二进制的数码是：0、1，基为2。位权：指数码在不同位置上的权值。在进位计数制中，处于不同数位的数码代表的数值不同。例如十进制数111，个位数上的1权值为100，十位数上的1权值为101，百位数上的1权值为102。ariimni1N=an-1×rn-1＋an-2×rn-2＋…＋a0×r0＋a-1×r-1＋…＋a-m×r-mr进制数N可表示为：R进制数用r个基本符号（例如0，1，2，…，r-1）表示数值6783461071081031041021012.基数权数码1.常用的进位计数制1）十进制（DecimalSystem）由0、1、2、…、8、9十个数码组成，即基数为10。特点为：逢十进一，借一当十。2）二进制（BinarySystem）由0、1两个数码组成，即基数为2。二进制的特点为：逢二进一，借一当二。用B表示3）八进制（OctalSystem）由0、1、2、3、4、5、6、7八个数码组成，即基数为8。八进制的特点为：逢八进一，借一当八。用O或Q表示4）十六进制（HexadecimalSystem）由0、1、2、…、9、A、B、C、D、E、F十六个数码组成，即基数为16。十六进制的特点为：逢十六进一，借一当十六。用H表示表3十进制、二进制、八进制、十六进制之间的对应关系十进制二进制八进制十六进制十进制二进制八进制十六进制000091001119111110101012A2102211101113B3113312110014C41004413110115D51015514111016E61106615111117F7111771610000201081000108171000121112.数制的转换1）二进制、八进制、十六进制数转化为十进制数对于任何一个二进制数、八进制数、十六进制数，可以写出它的按权展开式，再按十进制进行计算即可转换为十进制数。例如：（1111.11）2=1×23+1×22+1×21+1×20+1×2-1+1×2-2=15.75（A10B.8）16=10×163+1×162+0×161+11×160+8×16-1=41227.5注意：在不至于产生歧义时，可以不注明十进制数的进制，如上例。2）十进制数转化为二进制数十进制数的整数部分和小数部分在转换时需作不同的计算，分别求值后再组合。整数部分采用除2取余法，即逐次除以2，直至商为0，得出的余数倒排，即为二进制各位的数码。小数部分采用乘2取整法，即逐次乘以2，从每次乘积的整数部分得到二进制数各位的数码。例：将十进制数100.125转化为二进制数。先对整数100进行转换：由上得出，100D=1100100B对于小数部分0.125的转换：0.125×2=0.250……0→a-10.25×2=0.5……0→a-20.5×2=1……1→a-3由上得出，0.125D=0.001B。将整数和小数部分组合，得出：100.125D=1100100.001B。3）二进制数与八进制数的相互转换方法：将二进制数从小数点开始，对二进制整数部分向左每3位分成一组，对二进制小数部分向右每3位分成一组，不足3位的分别向高位或低位补0凑成3位。每一组有3位二进制数，分别转换成八进制数码中的一个数字，全部连接起来即可。例：把二进制数11111101.101转化为八进制数。二进制3位分组011，111，101．101转换为八进制数375．5所以，11111101.101B=375.5O。反过来，将八进制数转换成二进制数，只要将每一位八进制数转换成相应的3位二进制数，依次连接起来即可。4）二进制数与十六进制数的相互转换二进制数转换成十六进制数，只要把每4位分成一组，再分别转换成十六进制数码中的一个数字，不足4位的分别向高位或低位补0凑成4位，全部连接起来即可。反之，十六进制数转换成二进制数，只要将每一位十六进制数转换成4位二进制数，依次连接起来即可。例：将10110001.101B转换为十六进制数。二进制4位分组10110001．1010转换为十六进制数B1．A所以，10110001.101B=B1.AH。3.二进制的运算规则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；0-1=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=12）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）：；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。10;011.3.2信息的编码1.计算机中数据的单位1）位（bit）简记为b，也称为比特，是计算机存储数据的最小单位。一个二进制位只能表示0或1，2）字节（Byte）字节来自英文Byte，简记为B。规定1B=8bit。1KB=210B，1MB=220B，1GB=230B，1TB=240B3）字（Word）字长一个字通常由一个字节或若干个字节组成。字长是计算机一次所