信息社會與計算機.ppt

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大學(xué)計算機應(yīng)用基礎(chǔ) 第一章信息與計算機 第二章WindowsXP操作系統(tǒng) 第三章辦公自動化軟件應(yīng)用 第四章多媒體應(yīng)用技術(shù) 第五章計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 第六章數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ) 目錄 第一章信息社會與計算機 1 1信息與信息科學(xué) 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 1 3信息在計算機中的表示與編碼 1 4微型計算機系統(tǒng) 1 5計算機軟件系統(tǒng) 1 1信息與信息科學(xué) 信息與數(shù)據(jù)計算機的設(shè)計思想計算機發(fā)展的幾個階段計算機發(fā)展的趨勢計算機的應(yīng)用信息學(xué)科的奠基人與圖靈獎 1 1 1信息 信息 其實并不是什么新奇 陌生的東西 人們在日常生活中 及其自然不假思索地使用著信息這個字眼 它普遍存在于之自然界 人類社會和人的思想之中 從微觀世界到宏觀世界 從無機界到有機界 從植物到動物 從機器到人 都能產(chǎn)生信息 也都能接收信息 從遠古直到當(dāng)今的文明社會 信息一直都在積極發(fā)揮著人類意識到的重大作用 雖然人類自古以來就在利用信息 但是 人類認識信息的概念和內(nèi)涵卻是近百年的事情 直到20世紀(jì)40年代末 在美國的數(shù)學(xué)家克勞特 香農(nóng)創(chuàng)建了狹義信息論以后 信息 一詞才成為一個科學(xué)的概念 但對于信息的含義 至今仍是眾說紛紜 莫衷一是 主要原因是不同領(lǐng)域的學(xué)者從不同的角度來研究信息 這就形成了信息的多種定義 1 1信息 1 在日常生活中 人們所說的 信息 是指音信 消息和情況 是人們在互相交流中要告訴對方的某種內(nèi)容 2 信息論創(chuàng)始人 美國科學(xué)家C Eshannon從研究通信理論出發(fā) 認為信息是在通信的任何可逆的重新編碼或翻譯中保持不變的東西 3 控制論創(chuàng)始人 美國科學(xué)家N Wiener 維納 提出 信息是在我們適應(yīng)外部世界 并且是這種適應(yīng)為外部世界感覺到的過程中 同外部世界進行交換的內(nèi)容的名稱 所謂控制 就是復(fù)雜的有組織的系統(tǒng)在外界環(huán)境發(fā)生變化時 能夠根據(jù) 變化 進行調(diào)整 控制的過程就是信息輸入 加工處理和輸出的過程 1 1 1信息 4 從概率的角度看 信息是用以消除不確定性的東西 即人們把關(guān)于事物的某種東西傳給對方 使之消除知識上的不確定性 5 信息是系統(tǒng)的組織程度或有序程度的標(biāo)記 該定義是通過與熱力學(xué)中的概念 熵 進行類比推理而來的 人們常用熵來表示系統(tǒng)的無組織狀態(tài)或無序狀態(tài) 這里 信息作為與 熵 相對的概念提出來 成為 負熵 的同義詞 6 信息是數(shù)據(jù)處理的結(jié)果 這個定義是從信息處理的角度講的 7 信息 概念的廣泛應(yīng)用 引起許多哲學(xué)工作者對信息本質(zhì)的探討 使 信息 從一個科學(xué)概念上升到一個哲學(xué)范疇 信息一詞來源于拉丁文 Information 從廣義上講 信息是人類一切生存活動和自然存在所傳達的信號和消息 是人類社會所創(chuàng)造的全部知識的總和 從計算機科學(xué)的角度研究 信息可包含兩個基本含義 一是經(jīng)過計算機技術(shù)處理的資料和數(shù)據(jù) 文字 聲音 影像 圖形等 二是經(jīng)過科學(xué)收集 存儲 分類 檢測等處理后的信息產(chǎn)品的集合 1 1信息與信息科學(xué) 信息與數(shù)據(jù)的關(guān)系 數(shù)據(jù)符號單獨表示時沒有任何含義 只有放入特定場合進行解釋和加工才有意義并升華為信息 即 信息 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)處理 計算機完成 1 1信息與信息科學(xué) 1 1 2信息技術(shù) 凡是能擴展人的信息功能的技術(shù) 都是信息技術(shù) 它主要是指利用電子計算機和現(xiàn)代通信手段實現(xiàn)獲取信息 傳遞信息 存儲信息 處理信息 顯示信息 分配信息等相關(guān)技術(shù) 具體來講 信息技術(shù)主要包括感測技術(shù) 通信技術(shù) 計算機技術(shù)和控制技術(shù) 感測技術(shù)就是獲取信息的技術(shù) 通信技術(shù)就是傳遞信息的技術(shù) 計算機技術(shù)就是處理信息的技術(shù) 而控制技術(shù)就是利用信息的技術(shù) 感測技術(shù) 通信技術(shù) 計算機技術(shù)和控制技術(shù)之間相互包含 相互交叉 相互融合的 信息是人類生存的基本條件 從而我們也可以說自從有了人類就有了信息技術(shù) 可以想象 信息技術(shù)的發(fā)展歷史是非常悠久的 迄今為止 在人類社會發(fā)展歷史上發(fā)生了五次信息技術(shù)革命 第一次信息技術(shù)革命是語言的使用 第二次信息技術(shù)革命是文字的創(chuàng)造 第三次信息技術(shù)革命是印刷技術(shù)的發(fā)明 第四次信息技術(shù)革命是電報 電話 廣播 電視的發(fā)明和普及應(yīng)用 第五次信息技術(shù)革命 其標(biāo)志是計算機的普及應(yīng)用及計算機與現(xiàn)代通信技術(shù)的結(jié)合 1 1 3信息科學(xué) 信息科學(xué)是以信息為主要研究對象 以信息的運動規(guī)律和應(yīng)用方法為主要研究內(nèi)容 以計算機等技術(shù)為主要研究工具 以擴展人類的信息功能為主要目標(biāo)的一門新興的綜合性學(xué)科 信息科學(xué)由信息論 控制論 計算機科學(xué) 仿生學(xué) 系統(tǒng)工程與人工智能等學(xué)科互相滲透 互相結(jié)合而形成的 應(yīng)用信息科學(xué)的原理和方法研究信息的產(chǎn)生 獲取 變換 傳輸 存儲 處理和利用的工程技術(shù) 又稱信息工程 1 1 4信息化社會與信息素養(yǎng) 1 信息化社會 1 信息化材料 能源和信息是社會發(fā)展的三大要素 信息化是社會生產(chǎn)力發(fā)展的必然趨勢 信息化生產(chǎn)力是迄今人類最先進的生產(chǎn)力 它要求有先進的生產(chǎn)關(guān)系和上層建筑與之相適應(yīng) 2 信息社會信息社會是信息化的必然結(jié)果 信息社會也稱為信息化社會 一般是指社會的信息產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達且在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中占據(jù)優(yōu)勢 信息技術(shù)高度發(fā)展且在社會經(jīng)濟發(fā)展中廣泛應(yīng)用 信息資源充分開發(fā)利用且成為經(jīng)濟增長的基本資源 3 我國的社會信息化 2 信息素養(yǎng)在飛速發(fā)展的信息時代 信息日益成為社會各領(lǐng)域中最活躍 最具有決定意義的因素 基本的學(xué)習(xí)能力實際上體現(xiàn)為信息資源的獲取 加工 處理以及信息工具的掌握和使用等 其中還涉及信息倫理 信息意識等 1 信息論的創(chuàng)始人 香農(nóng) 史勞德 埃爾伍德 香農(nóng) ClaudeElwoodShannon 1916 2001 美國數(shù)學(xué)家 信息論的創(chuàng)始人 1940年獲麻省理工學(xué)院數(shù)學(xué)博士學(xué)位和電子工程碩士學(xué)位 1941年進入貝爾實驗室數(shù)學(xué)部工作 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 1 2計算機的發(fā)展與應(yīng)用 2 計算機科學(xué)的奠基人 圖靈 艾倫 圖靈 A M Turing 1912 1954 是英國數(shù)學(xué)家 計算機科學(xué)的創(chuàng)始人 1936年因發(fā)表的論文 論可計算數(shù)及其在判定問題中的應(yīng)用 而獲得史密斯獎 該文提出了一種描述計算過程的數(shù)學(xué)模型 即著名的理論計算機抽象模型 可以把推理化作一些簡單的機械動作 后來人們把這個模型稱之為圖靈機 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 1950年圖靈發(fā)表了 計算機和智能 的論文 為計算機科學(xué)做出了又一杰出貢獻 該論文闡明了計算機可以有智能的思想 并提出了測試機器是否有智能的方法 即讓一個人提出問題 分別由其他人和計算機來回答 如果這個人辨別不出回答者是人還是機器 則可認為這部機器有智能 這就是有名的圖靈測試 由于圖靈對計算機科學(xué)所做出的一系列原創(chuàng)性杰出貢獻 他1951年當(dāng)選為英國皇家學(xué)會院士 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 3 存儲程序式計算機之父 馮 諾依曼馮 諾依曼 JohnvonNeuman 1903 1957 是匈牙利的美籍?dāng)?shù)學(xué)家 存儲程序式計算機的創(chuàng)始人 1946年提出了更加完善的計算機設(shè)計報告 電子計算機邏輯設(shè)計初探 并開始研制存儲程序式的計算機EDVAC 該機在賓夕法尼亞大學(xué)的莫爾學(xué)院研制成功 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 馮 諾依曼提出并實現(xiàn)了的計算機工作模式可以簡單地歸結(jié)為 存儲程序 順序控制 馮 諾依曼計算機由運算器 控制器 存儲器 輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五部分組成的存儲程序式計算機結(jié)構(gòu) 馮 諾依曼計算機它導(dǎo)致了現(xiàn)代意義上的計算機的產(chǎn)生和發(fā)展 成為后來人們設(shè)計計算機的主要依據(jù) 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 4 圖靈獎ACM 美國計算機協(xié)會 成立于1947年9月15日 在1966年紀(jì)念計算機誕生20周年時 決定設(shè)立計算機科學(xué)界的第一個獎項并命名為圖靈獎 以紀(jì)念這位計算機科學(xué)之父 圖靈獎每年評選并頒獎一次 獎金額度為25000美元 由計算機界的一些大企業(yè)提供 圖靈獎被譽為計算機科學(xué)界的諾貝爾獎 專門獎勵那些在計算機科學(xué)研究中做出創(chuàng)造性貢獻 推動了計算機科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的杰出科學(xué)家 偏重于在計算機科學(xué)理論和軟件方面做出杰出貢獻的科學(xué)家 截止2003年圖靈獎已經(jīng)頒發(fā)了38屆 45位計算機科學(xué)家獲此殊榮 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 2 計算機設(shè)計思想 計算機種類繁多 但基本原理是相同的 馮 諾依曼提出的三個重要的設(shè)計思想 1 采用二進制形式表示數(shù)據(jù)和指令2 存儲程序的工作方式3 由運算器 控制器 存儲器 輸入 輸出設(shè)備組成 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 1 計算機采用二進制來表示數(shù)據(jù)和指令 數(shù)據(jù) 以器件的兩種物理狀態(tài) 如晶體管的 通 和 斷 等來表示 這種器件只能表示二進制代碼 因此 計算機處理的所有數(shù)據(jù)都要轉(zhuǎn)換成二進制代碼 218 11011010 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 指令 是指示計算機執(zhí)行某種操作的命令 計算機中另一種重要信息 計算機的所有動作都按一條條指令的規(guī)定來進行 指令也用二進制代碼表示操作碼 表征一條指令的操作特性和功能操作數(shù) 操作的對象 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 2 存儲程序是計算機自動工作基礎(chǔ) 在計算機上算題前 先把解題方法分解成一個個步驟 都用計算機能夠執(zhí)行的指令表示出來 這些指令就構(gòu)成了解題程序 把程序通過輸入設(shè)備送入計算機 以二進制代碼形式存入存儲器 啟動 程序 計算機就逐個分析執(zhí)行程序中一條條指令 從而一步一步地自動算完題目 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 計算機 內(nèi)存 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 3 計算機由五大部件組成 計算機由運算器 控制器 存儲器 輸入裝置和輸出裝置五部件組成 處理結(jié)果 處理結(jié)果 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 3 計算機發(fā)展的四個階段 根據(jù)電子計算機所采用的物理器件的不同 將計算機的發(fā)展分為四個階段 第一代 1946 1957 電子管5千 4萬 次 秒 第二代 1958 1964 晶體管幾十萬 百萬 次 秒 第三代 1965 1970 集成電路百萬 幾百萬 次 秒 第四代 1971 至今 集成電路幾百萬 幾億 次 秒 按硬件劃分計算機年代 四代 電子管 晶體管 中小規(guī)模集成電路 大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路 4 計算機分類 按處理數(shù)據(jù)的方式分類 模擬計算機和數(shù)字計算機 按應(yīng)用范圍分類 專用計算機和通用計算機 按規(guī)模分類 根據(jù)計算機規(guī)模和性能 可以將計算機分為以下幾類 1 巨型計算機運算速度在每秒億次以上的計算機可稱為巨型計算機 2 大型計算機運算速度在每秒幾千萬次以上的計算機為大型計算機 3 中型計算機運算速度在每秒百萬次以上千萬次以下的計算機為中型計算機 與大型計算機的區(qū)別不甚明顯 通常用在國家重點科研機構(gòu) 重點理工科院校 4 小型計算機小型計算機的運算速度在每秒幾百萬次左右5 工作站工作站實際上是一臺高檔微機 它的運算速度通常比微機快 配有大容量的存儲器和大屏幕顯示器 并有較強的網(wǎng)絡(luò)通信功能 它主要用在計算機圖像處理和計算機輔助設(shè)計等專業(yè)領(lǐng)域 6 微型計算機微型計算機也稱為個人計算機 簡稱微機 PC機 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展 各類機器之間的差別越來越不明顯 近幾年的高檔微機 其速度 性能甚至超過了前幾年的小型計算機 5 計算機的特點 1 處理速度快計算機采用了高速電子器件和線路 并利用先進的計算技術(shù) 使它可以有很高的運算速度 運算速度是指計算機能執(zhí)行多少百萬條指令每秒 常用單位是MIPS 例如 主頻為2GHz的Pentium4微型機的運算速度為40億次每秒 即4000MIPS 一般的計算機運算速度可達幾百萬次到幾億次每秒 現(xiàn)在有些高檔計算機的運算速度甚至可達幾百億次至十幾太次每秒 2 運算精度高由于計算機是根據(jù)事先編好的程序自動 連續(xù)地工作 可以避免人工計算可能因疲勞 粗心而產(chǎn)生的各種錯誤 例如 圓周率 的計算 歷代科學(xué)家采用人工計算只能算出小數(shù)點后500位 1981年日本人曾利用計算機算到小數(shù)點后200萬位 而目前已計算到小數(shù)點后上億位 3 存儲能力強計算機中擁有容量很大的存儲設(shè)備 不僅可以存儲所需的數(shù)據(jù)信息 還可以存儲指揮計算機工作的程序 同時可以保存大量的文字 圖像 聲音等信息資料 4 邏輯能力強計算機的邏輯判斷能力是實現(xiàn)計算機自動化和具備人工智能的基礎(chǔ) 是計算機基本的 也是重要的功能 5 可靠性高由于采用了集成電路技術(shù) 計算機具有非常高的可靠性 可以連續(xù)無故障地運行幾個月甚至幾年 6 計算機技術(shù)發(fā)展的趨勢 巨型化 適應(yīng)于尖端科學(xué)需要 發(fā)展高速度 大存儲容量和強功能的超大型計算機 運算速度可達每秒幾百億次運算的超級計算機1975年世界上第一臺超級計算機 Cray I 超級計算機應(yīng)用 天氣預(yù)報 地震機理研究 石油和地質(zhì)勘探 衛(wèi)星圖像處理等大量科學(xué)計算的高科技領(lǐng)域 中國超級計算機 國防科技大學(xué)研制的 銀河1號 銀河2號 和 銀河3號 國家職能計算機中心推出的 曙光1000 曙光200I 和 曙光3000 微型化 指高性能硬件平臺 操作系統(tǒng)的開發(fā)和縮小化技術(shù) 多媒體化 實現(xiàn)計算機綜合信息處理 包括聲 圖 文等 智能化 能自動進行圖像識別 語音識別 定理證明 研究學(xué)習(xí) 探索 聯(lián)想 推理判斷 學(xué)習(xí) 啟發(fā)和理解人的思維等 網(wǎng)絡(luò)化 通過計算機技術(shù)與通迅技術(shù)的結(jié)合 使分布在不同地區(qū)的用戶能夠共享網(wǎng)絡(luò)中的軟 硬件及信息資源 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 微型化就是進一步提高集成度 利用高性能的超大規(guī)模集成電路研制質(zhì)量更加可靠 性能更加優(yōu)良 價格更加低廉 整機更加小巧的微型計算機 例如 腕式計算機 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 智能化是指讓計算機具有模擬人的感覺 行為 思維過程的機理 使計算機具備邏輯推理 學(xué)習(xí)等能力 目前 已研制出各種 機器人 有的能代替人從事各種復(fù)雜 危險的勞動 有的能與人下棋等 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 智能機器人 例如 IBM公司研制的 深藍 計算機 每秒能執(zhí)行50 100億次運算 每秒能計算出200 300萬步棋 1996年2月10日 超一流國際象棋大師卡斯帕羅夫以三勝兩和一負的成績戰(zhàn)勝了 深藍 但在1997年5月12日 這位歷史上最偉大的人類旗手卻敗在 深藍 計算機手下 未來計算機 1 光計算機2 生物計算機3 量子計算機 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 7 計算機的應(yīng)用 1 數(shù)值計算又叫科學(xué)計算 宇宙飛船 人造衛(wèi)星 航天技術(shù) 天氣預(yù)報等領(lǐng)域中 有大量復(fù)雜的計算問題 沒有計算機是難以解決的 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 2 信息處理 包括對數(shù)據(jù)資料的收集 存儲 加工 分類 排序 檢索和發(fā)布等一系列的工作 被管理的信息有文字 圖形 聲音圖象等 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 7 計算機的應(yīng)用 3 計算機輔助處理 輔助設(shè)計CAD 輔助制造CAM 輔助教學(xué)CAI 輔助測試CAT 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 7 計算機的應(yīng)用 4 實時控制 就是能及時地搜集 檢測數(shù)據(jù) 按最佳值自動控制或自動調(diào)節(jié)控制對象的控制方式 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 7 計算機的應(yīng)用 5 計算機網(wǎng)絡(luò) 將個人 單位 地區(qū) 國家乃至整個世界連成一體 網(wǎng)絡(luò)上流通的信息為大眾共享 信息社會使任何地方發(fā)生的事情為社會所共知 使遠程觀測 遙控 災(zāi)害預(yù)警等成為可能 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 7 計算機的應(yīng)用 6 人工智能 人工智力就是利用計算機模擬人腦的部分 職能 機器人和專家系統(tǒng) 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 7 計算機的應(yīng)用 7 虛擬現(xiàn)實 計算機模擬的虛擬環(huán)境 使人如在真實環(huán)境中一樣地感覺和動作 可用于飛行員的訓(xùn)練等 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 7 計算機的應(yīng)用 8 電子商務(wù) 也稱電子貿(mào)易 主要是指借助計算機網(wǎng)絡(luò)進行網(wǎng)上交易活動 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 7 計算機的應(yīng)用 小結(jié) 計算機最初的發(fā)明是進行軍事方面的計算 現(xiàn)在 計算機的應(yīng)用已經(jīng)深入到社會實踐的各個領(lǐng)域 如大到航空航天 氣象氣候 地震預(yù)報 石油勘探 環(huán)境科學(xué) 小到學(xué)習(xí) 辦公 娛樂等 從信息論的觀點出發(fā) 所有這些應(yīng)用都歸為信息處理 所以 有人認為 計算機應(yīng)當(dāng)被稱作信息處理機 1 2計算機的發(fā)展及應(yīng)用 1 3信息在計算機中的表示與編碼 1 3信息在計算機中表示與編碼 1 3 1信息在計算機中的表示1 3 2信息編碼1 3 3數(shù)制及其轉(zhuǎn)換 計算機信息處理過程 信息的采集 鍵盤輸入 語音輸入 手寫輸入 掃描輸入信息的表示 編碼信息的存儲 存儲器信息的組織 數(shù)據(jù)庫信息的傳輸 網(wǎng)絡(luò)信息檢索 數(shù)據(jù)庫 1 3信息在計算機中表示與編碼 計算機最主要的功能就是處理信息 而信息在計算機中如何表示 存放 傳遞 這是首先要解決的問題 基本要求是 信息的表示 存放和傳遞要方便 可靠 易處理 顯然 在計算機內(nèi)部 信息只有經(jīng)過數(shù)字化編碼后才能表示 存放和傳遞 所謂編碼 就是用少量的基本符號 根據(jù)簡單的組合規(guī)則 以表示大量復(fù)雜的信息 二進制是一種最簡單的編碼系統(tǒng) 1 3信息在計算機中表示與編碼 1 3 1信息的表示 計算機中的信息采用二進制編碼來表示 P53二進制表示數(shù)字容易實現(xiàn) 只有0 1 二進制運算規(guī)則簡單 逢二進一 二進制編碼在物理上最容易實現(xiàn) 自然界中具有兩個固定狀態(tài)的物理量很多 例如 電流的有無 電壓的高低等 易于采用邏輯代數(shù) 1 計算機為什么采用二進制 1 3信息在計算機中表示與編碼 1 位是指二進制數(shù)中的一個數(shù)位 是存儲數(shù)據(jù)的最小單位 稱為比特 bit 其值為0或1 2 字節(jié)由8位二進制數(shù)組成 它是數(shù)據(jù)多少的最小的計量單位 記為Byte或B 1Byte 8bit 數(shù)據(jù)的度量單位有 字節(jié) Byte或B 千字節(jié) KB或K 兆字節(jié) MB或M 吉字節(jié) GB或G 等 3 字 通常由一個或多個字節(jié)組成 字長決定了計算機數(shù)據(jù)處理的效率 4 字長 計算機數(shù)據(jù)處理時 一次存取 加工和傳送的數(shù)據(jù)長度 2 數(shù)據(jù)的度量單位 1 3信息在計算機中表示與編碼 5 數(shù)據(jù)度量單位的換算關(guān)系1B 8bit1 210 1024 210 220 210 220 230 1TB 210 220 230 240 1 3信息在計算機中表示與編碼 3 數(shù)據(jù)的度量單位 知識點理解計算機中的信息編碼方法理解數(shù)的定點與浮點表示方法 1 3 2信息編碼 1 3信息在計算機中表示與編碼 二 十進制人們習(xí)慣于使用十進制 而在計算機中采用二進制 這就需要把人們在程序中使用的十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制形式 人們希望把這種轉(zhuǎn)換工作交由計算機來完成 這就需要一種十進制與二進制之間的過渡性進位制 用來解決十進制數(shù)的輸入問題 這種過渡性進位制稱作二進制編碼的十進制 簡稱為二 十進制 1 3信息在計算機中表示與編碼 1 二 十進制編碼 BCD碼 二 十進制在二 十進制中 每一位十進制數(shù)碼均用四位二進制數(shù)碼來表示 由于四位二進制數(shù)碼可以表示十六種 24 16 不同的狀態(tài) 而一個十進制數(shù)的位只可能有十種不同的狀態(tài) 所以用四位二進制數(shù)碼來表示一位十進制碼時可以有多種組合方式 且任一種組合方式均有六種狀態(tài)是多余的 常用的二 十進制編碼方法有8421碼 1 3信息在計算機中表示與編碼 1 二 十進制編碼 BCD碼 8421碼 8421碼是一種最簡單最自然的編碼方法 四位二進制位上的權(quán)值分別為8 4 2和1 例如十進制數(shù)6185寫成8421碼為61850110000110000101它在形式上象二進制數(shù) 但并不是真正的二進制數(shù) 與十進制數(shù)6185等價的二進制數(shù)為1100000101001 1 3信息在計算機中表示與編碼 1 二 十進制編碼 BCD碼 使用二 十進制編碼的好處 人們在實際使用計算機時仍然可以按習(xí)慣使用十進制寫各種數(shù)據(jù) 使用該編碼作為過渡形式 成功解決了數(shù)制的自動轉(zhuǎn)化問題 1 二 十進制編碼 BCD碼 ASCII碼 美國國家標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼AmericanStandardCodeforInformationInterchange 簡稱ASCII碼 本來是一個信息交換編碼的國家標(biāo)準(zhǔn) 后來被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織接受 成為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO646 又稱為國際5號碼 ASCII碼規(guī)定 字節(jié) 位 最高位為 7位給出128個編碼 字符分為圖形字符與控制字符兩類 圖形字符包括數(shù)字 字母 運算符號 商用符號等 P58 2 字符編碼 ASCII碼 1 3信息在計算機中表示與編碼 A 2 字符編碼 ASCII碼 128種字符 95個可見字符 33個控制碼P56 注意 ASCII碼大小 空格 0 1 9 A B Z a b z 漢字對應(yīng)的十進制 0 48 57 65 90 97 122 1 3信息在計算機中表示與編碼 2 字符編碼 ASCII碼 計算機對漢字的處理過程分為輸入 內(nèi)部處理及輸出這三個主要環(huán)節(jié) 因此 每個漢字的編碼都包括輸入碼 交換碼 內(nèi)部碼和字形碼在計算機的漢字信息處理系統(tǒng)中 處理漢字時要進行如下的代碼轉(zhuǎn)換 輸入碼 交換碼 內(nèi)部碼 字形碼 3 漢字編碼 1 3信息在計算機中表示與編碼 輸入碼 輸入碼是解決漢字輸入采用的編碼 如 國標(biāo)區(qū)位碼 全拼 雙拼 五筆 智能ABC 等輸入編碼 每一種輸入碼之所以能存在 是因為各有其特點 如果有人問 哪種輸入碼最好 回答是 你熟練掌握的那種輸入碼就是最好的 1 3信息在計算機中表示與編碼 3 漢字編碼 國標(biāo)碼 交換碼 漢字 字?jǐn)?shù)多 字型復(fù)雜 漢字編碼 雙字節(jié) 16位 或多字節(jié)漢字編碼標(biāo)準(zhǔn) 國家標(biāo)準(zhǔn)GB2312 80 信息交換用漢字編碼字符集 基本集 收錄漢字和圖形符號 682個 7445個 其中漢字6763個 一級常用漢字 按漢語拼音排列共3755 二級常用漢字 按偏旁部首排列 共3008個 1 3信息在計算機中表示與編碼 3 漢字編碼 機內(nèi)碼 內(nèi)部碼是漢字在計算機內(nèi)的基本表示形式 是計算機對漢字進行識別 存儲 處理和傳輸所用的編碼 內(nèi)部碼也是雙字節(jié)編碼 將國標(biāo)碼兩個字節(jié)的最高位都置為 1 即轉(zhuǎn)換成漢字的內(nèi)部碼 以漢字 大 為例 其機內(nèi)碼如下圖 1 3信息在計算機中表示與編碼 3 漢字編碼 字形碼 輸出碼 國標(biāo)碼和機內(nèi)碼解決了漢字的編碼標(biāo)準(zhǔn)和存儲表示 但還沒有解決漢字的顯示和輸出問題 字形碼是以點陣的形式 畫 出漢字字形的代碼 將這些點陣代碼存放在計算機中形成漢字點陣字庫 顯然 漢字字形點陣的行和列分得越多 描繪的漢字也就越逼真 細膩 但是存儲空間占用的也就越大 常用的漢字字形點陣有16 16 24 24 32 32 64 64 96 96 128 128 256 256點陣等 1 3信息在計算機中表示與編碼 3 漢字編碼 漢字字形點陣中每個點的信息用一位二進制碼來表示 對于16 16點陣的漢字字形碼 需要用32個字節(jié) 16 16 8 32 表示 24 24點陣的漢字字形碼 需要用72個字節(jié)表示 以 E 的8 8點陣字形碼為例 如下圖所示 1111111010000000100000001111111010000000100000001111111000000000 1 3信息在計算機中表示與編碼 3 漢字編碼 各種漢字編碼的關(guān)系 漢字處理過程中各種編碼之間的關(guān)系 如下圖所示 自動轉(zhuǎn)換 字節(jié)最高位置 1 轉(zhuǎn)換 調(diào)用漢字字庫 1 3信息在計算機中表示與編碼 3 漢字編碼 4 Unicode編碼 因特網(wǎng)的迅速發(fā)展國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO 在20世紀(jì)90年代制定的一種字符編碼標(biāo)準(zhǔn) Unicode編碼中有漢字27786個規(guī)定一個字符用2個字節(jié)編碼 5 信息的內(nèi)部表示和外部顯示 1 3信息在計算機中表示與編碼 數(shù)字 文本 圖形圖像 聲音等各種各樣的信息都可以在計算機內(nèi)存儲和處理 而計算機內(nèi)表示它們的方法只有一個 就是采用二進制編碼 不同的信息需要不同的編碼方案 如上面介紹的西文字符和中文字符的編碼 圖形圖像 聲音之類的信息編碼和處理比字符信息要復(fù)雜的多 計算機的外部信息需要經(jīng)過某種轉(zhuǎn)換變?yōu)槎M制信息后 才能被計算機說接收 同樣 計算機內(nèi)部信息也必須經(jīng)過轉(zhuǎn)換后才能恢復(fù)信息的 本來面目 這種轉(zhuǎn)換通常是由計算機自動實現(xiàn)的 知識點理解進制數(shù)及表示方法理解不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 1 3 3數(shù)制及其轉(zhuǎn)換 1 3信息在計算機中表示與編碼 1 常用進制 十進制 D 二進制 B 十六進制 H 八進制 O 0 9 A F 012 7 01 012 9 逢八進一 逢十六進一 逢二進一 逢十進一 基數(shù) 權(quán) 特點 基 進制 1 3信息在計算機中表示與編碼 1 進制基礎(chǔ) 2 二進制與八 十 十六進制之間的對應(yīng)關(guān)系 1 3信息在計算機中表示與編碼 1 進制基礎(chǔ) 3 主要概念基 某種數(shù)制所使用的全部符號的集合 基數(shù) 基的個數(shù) 位 每個符號在數(shù)中的位置 權(quán) 每個數(shù)位對應(yīng)的單位值 4 不同進制數(shù)的表示方法 數(shù) 下標(biāo)例 二進制數(shù) 101100111 2或 101100111 B十六進制數(shù) A4889 16或 A4889 H八進制數(shù) 4889 8或 4889 O十進制數(shù) 1489 10或 1489 D或1489 1 3信息在計算機中表示與編碼 1 進制基礎(chǔ) 5 不同進制數(shù)的分解表示法數(shù) 基 權(quán)例 1101 11 2 1 23 1 22 0 21 1 20 1 2 1 1 2 2 17 8 10 1 101 7 100 8 10 1 17 8 16 1 161 7 160 8 16 1 1 3信息在計算機中表示與編碼 1 進制基礎(chǔ) 6 不同進制之間的相互轉(zhuǎn)化 使用計算器單擊 開始 程序 附件 計算器 1 3信息在計算機中表示與編碼 1 進制基礎(chǔ) 各進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換 1 十進制轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù) 分兩種情況進行 整數(shù)部分和小數(shù)部分 具體規(guī)則如下 整數(shù)部分 除2取余 直到商為0 先取的余數(shù)在低位 后取的余數(shù)在高位 小數(shù)部分 乘2取整 直到值為0或達到精度要求 先取的整數(shù)在高位 后取的整數(shù)在低位 各進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換 2 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù) 各進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換 3 十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)和十六進制數(shù)十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)和十六進制數(shù)與轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)相似 具體規(guī)則如下 整數(shù)部分 除以8 或16 取余 直到商為0 先取的余數(shù)在低位 后取的余數(shù)在高位 小數(shù)部分 乘以8 或16 取整 直到值為0或達到精度要求 先取的整數(shù)在高位 后取的整數(shù)在低位 4 八進制數(shù)和十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)八進制數(shù)和十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù) 只需以8 或16 為基數(shù) 按權(quán)展開求和即可 各進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換 5 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)和十六進制數(shù) 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)的方法是 整數(shù)部分 從低位向高位每3位一組 高位不足3位用0補足3位 然后每組分別按權(quán)展開求和即可 小數(shù)部分 從高位向低位每3位一組 低位不足3位用0補足3位 然后每組分別按權(quán)展開求和即可 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)的方法是 整數(shù)部分 從低位向高位每四位一組 高位不足四位用0補足四位 然后每組分別按權(quán)展開求和即可 小數(shù)部分 從高位向低位每四位一組 低位不足四位用0補足四位 然后每組分別按權(quán)展開求和即可 各進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換 6 八進制數(shù)和十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)八進制數(shù)和十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)的方法是 將八進制數(shù) 或十六進制數(shù) 的每一位用相應(yīng)的3位 或4位 二進制數(shù)代替即可 計算機在進行數(shù)值運算時 必須按一定方法確定小數(shù)點的位置 通常有兩種表示數(shù)的方法 一種叫做定點表示法 一種叫做浮點表示法 1 數(shù)的定點表示法如果在數(shù)的表示中小數(shù)點的位置是固定的 這種表示方法稱作定點表示法 采用定點表示法的計算機稱為定點計算機 簡稱定點機 原則上說 在定點表示中小數(shù)點位置固定在哪一位都可以 但為了方便起見 一般都把小數(shù)點固定在數(shù)的最高位之前 使計算機用純小數(shù)進行運算 3 數(shù)的定點與浮點表示 1 3信息在計算機中表示與編碼 n位尾數(shù)的定點數(shù)N的表示范圍為 N 1 2 n 所以要求參加運算的數(shù)的絕對值都小于1 且在計算過程中也不應(yīng)出現(xiàn)大于或等于1的情況 因此 在使用定點機時需要選擇比例因子 把數(shù)據(jù)按一定比例縮小后才能送入計算機 計算結(jié)果也應(yīng)按相應(yīng)比例擴大后才是實際結(jié)果 如果在計算過程中出現(xiàn)大于或等于1的情況 稱作溢出或超載 需要停機或中斷以處理出現(xiàn)的緊急情況或錯誤 為了區(qū)分?jǐn)?shù)的正負 每個數(shù)前均用一個符號位Sf來表示數(shù)的正負 通常用0表示正號 用1表示負號 因此 定點數(shù)的形式為 1 3信息在計算機中表示與編碼 3 數(shù)的定點與浮點表示 如果在數(shù)的表示中小數(shù)點的位置是可以變動的 這種表示法稱作浮點表示法 采用浮點表示法的計算機稱作浮點計算機 簡稱浮點機 一個二進制數(shù)N可以表示為N 2J S其中J是一個二進制整數(shù) 稱作數(shù)N的階碼 S是一個二進制純小數(shù) 稱作數(shù)N的尾數(shù) 因此 浮點數(shù)分為階碼和尾數(shù)兩個部分 且均有各自的符號位 浮點數(shù)在浮點機中的表示形式為 1 3信息在計算機中表示與編碼 3 數(shù)的定點與浮點表示 3 數(shù)的定點和浮點表示法比較1 對于給定的字長來說 浮點機中數(shù)的表示范圍比定點機大 而定點機中數(shù)的表示精度比浮點機高 2 對于給定的二進制數(shù)來說 其浮點表示形式不惟一 如0 0010011 20 0 0010011 2 1 0 0100110 2 10 0 100100 當(dāng)尾數(shù)的小數(shù)點位置改變時 只要階碼也相應(yīng)地改變 可以保證數(shù)的值大小不變 為了保證數(shù)的精度 在浮點機中一般采用規(guī)格化形式 即要求尾數(shù)S的第一位數(shù)字為1 1 3信息在計算機中表示與編碼 3 數(shù)的定點與浮點表示 4 數(shù)的運算 原碼 反碼 補碼 計算機在實現(xiàn)加減乘除運算時 其乘法可以歸結(jié)為加法和移位 除法可以歸結(jié)為減法和移位 減法可以通過對參加運算數(shù)的編碼歸結(jié)為加法 所以我們只需討論加法問題即可 對于數(shù)的編碼形式 通常有原碼 反碼和補碼三種 1 3信息在計算機中表示與編碼 原碼 最高位為符號位 其余各位為數(shù)值本身的絕對值反碼 正數(shù) 反碼與原碼相同負數(shù) 符號位為1 其余位對原碼取反補碼 正數(shù) 原碼 反碼 補碼相同負數(shù) 最高位為1 其余位為原碼取反 再對整個數(shù)加1 1 3信息在計算機中表示與編碼 4 數(shù)的運算 原碼 反碼 補碼 負數(shù)補碼轉(zhuǎn)換成十進制數(shù) 最高位不動 其余位取反加1 例補碼 11111001取反 10000110加1 10000111 7 1 3信息在計算機中表示與編碼 4 數(shù)的運算 原碼 反碼 補碼 計算器使用舉例 例1 十進制數(shù)92轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)和十六進制數(shù)分別是 A 01011100和5CB 01101100和61C 10101011和5DD 01011000和4F例2 在不同進制的四個數(shù)中 最大的一個數(shù)是 A 01010011BB 67OC CFHD 78D 1 3信息在計算機中表示與編碼 注意 將十進制數(shù)0 625轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二進制 0 625取整 21 2501 20 5000 21 001 0 625 10 0 101 2 取整法 用r進制的基數(shù)逐次去乘十進制的小數(shù)部分 取其整數(shù) 1 3信息在計算機中表示與編碼 小結(jié) 信息的表示與編碼是計算機信息處理的重要環(huán)節(jié) 同學(xué)們需要掌握各類信息編碼的原理 信息的組織 信息組織的層次結(jié)構(gòu)位 字節(jié) 域 記錄文件和數(shù)據(jù)庫文件的結(jié)構(gòu)和特點數(shù)據(jù)庫技術(shù)詳細內(nèi)容第六章介紹 1 3信息在計算機中表示與編碼 信息的傳輸 信息傳輸?shù)闹饕緩?互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議局域網(wǎng) 城域網(wǎng) 廣域網(wǎng)詳細內(nèi)容在 第5章 中介紹 1 3信息在計算機中表示與編碼 信息的檢索 早期的檢索方式網(wǎng)絡(luò)化 智能化檢索搜索引擎詳細內(nèi)容在 第5章 中介紹 1 3信息在計算機中表示與編碼 全美圖書館協(xié)會與教育傳播與技術(shù)協(xié)會1998年制定的九大信息素養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn) 能夠有效地獲取信息 能夠熟練地 批判地評價信息 能夠精確地 創(chuàng)造性地使用信息 獨立學(xué)習(xí) 并能探求與個人興趣有關(guān)的信息 獨立學(xué)習(xí) 能欣賞他人作品對信息創(chuàng)造性表達的內(nèi)容 獨立學(xué)習(xí) 能在信息查詢和知識創(chuàng)新中做得最好 能夠遵循信息和信息技術(shù)相關(guān)的行為規(guī)范 能夠認識信息對民主化社會的重要性 能夠積極參與活動 探求和創(chuàng)建信息 1 3信息在計算機中表示與編碼 1 4計算機系統(tǒng)的組成 掌握計算機系統(tǒng)的概念掌握硬件 硬件系統(tǒng)的概念理解硬件系統(tǒng)各組成部分之間的聯(lián)系掌握軟件 軟件系統(tǒng)的概念了解影響計算機性能主要技術(shù)指標(biāo) 1 4計算機系統(tǒng)的組成 1 4微型計算機系統(tǒng) 1 4微型計算機系統(tǒng) 1 硬件系統(tǒng) 1 運算器運算器是計算機中執(zhí)行算術(shù)運算和邏輯運算的部件 通常稱之為計算機的算術(shù)邏輯單元 ALU ArithmeticLogicUnit 運算器是由加法器 寄存器和移位線路組成 運算速度是運算器的重要性能指標(biāo) 2 控制器控制器是計算機的指揮機關(guān) 它類似于人類的神經(jīng)中樞 大腦 負責(zé)協(xié)調(diào)計算機各部件有序正常工作 控制器由指令寄存器 指令計數(shù)器 指令譯碼器和操作控制部件等部分組成 它的功能是從存儲器中取出指令 分析指令的功能 指令譯碼 產(chǎn)生一系列的控制信號 去控制計算機各部件協(xié)調(diào)地工作 并控制程序的執(zhí)行順序 1 4微型計算機系統(tǒng) 中央處理單元 CPU 把運算器和控制器集成在一個芯片上 這樣的集成電路稱為CPU 中央處理器 主要技術(shù)指標(biāo) 主頻和字長 Intel公司生產(chǎn)的Pentium4 奔騰 32位微處理器 1 4微型計算機系統(tǒng) 1 硬件系統(tǒng) 3 存儲器存儲器是計算機的記憶裝置 計算機中的各種數(shù)據(jù)和信息 包括程序 數(shù)據(jù) 中間結(jié)果和最終結(jié)果等信息都是存放在存儲器中的 其基本功能是在控制器的控制下按照指定的地址存入和取出信息 存儲器中所有存儲單元的總和稱為這個存儲器的存儲容量 存儲容量的單位是KB MB GB TB與PB 如640KB 1MB等 其中1KB 1024字節(jié) 1MB 1024KB 1GB 1024MB 存儲器可分為內(nèi)存儲器 簡稱內(nèi)存 外存儲器 簡稱外存 和緩沖存儲器 1 4微型計算機系統(tǒng) 1 硬件系統(tǒng) 內(nèi)存儲器 內(nèi)存 內(nèi)存是由中央處理器直接訪問的存儲器 它存放著現(xiàn)在運行的程序和數(shù)據(jù) 也可以存儲計算的結(jié)果或中間結(jié)果 它的存取速度快 對存儲介質(zhì)要求高 成本也高 內(nèi)存通常由兩種半導(dǎo)體存儲芯片隨機存取存儲器RAM RandomAccessMemory 和只讀存儲器ROM ReadOnlyMemory 組成 RAM中的信息可隨機地讀出或?qū)懭?用來存放用戶輸入的程序和數(shù)據(jù) 但在斷電后 RAM中的信息也隨之丟失 ROM中的信息只能讀出而不能寫入 斷電后 ROM中的原有內(nèi)容保持不變 在計算機重新接通電源后 ROM中的內(nèi)容仍可被讀出 因此 ROM常用來存放一些固定的程序或信息 如自檢程序 字庫等 1 4微型計算機系統(tǒng) 1 硬件系統(tǒng) 外存儲器 外存 外存儲器簡稱 外存 又叫 輔助存儲器 是主機的外部設(shè)備 用來存儲大量的暫時不參加運算或處理的數(shù)據(jù)和程序 要使用外存中的數(shù)據(jù)和程序 必須首先把它調(diào)入內(nèi)存 然后再由CPU處理 外存儲器存取速度較慢 對存儲介質(zhì)要求低 造價也低 硬盤 軟盤 優(yōu)盤和光盤都是外存 在脫機情況下外存可以永久地保存信息 1 4微型計算機系統(tǒng) 1 硬件系統(tǒng) 緩沖存儲器 緩存 緩沖存儲器主要用于內(nèi)存儲器與運算器之間和內(nèi)存儲器與外存儲器之間的速度緩沖協(xié)調(diào) 三者之間的合理搭配使用 目的也是為了得到一個良好的性能 價格比 CPU寄存器高速緩存RAM外存及虛擬存儲 1 4微型計算機系統(tǒng) 1 硬件系統(tǒng) 4 輸入設(shè)備輸入設(shè)備是向計算機輸入程序 數(shù)據(jù)和各種信息的部件 常用的輸入設(shè)備有鍵盤 鼠標(biāo)器 圖形數(shù)字化儀 條形碼閱讀器 數(shù)碼相機以及各種模 數(shù) A D 轉(zhuǎn)換器等 1 4微型計算機系統(tǒng) 1 硬件系統(tǒng) 5 輸出設(shè)備輸出設(shè)備是從計算機中輸出結(jié)果和其它信息的部件 常用的輸出設(shè)備有顯示器 打印機 繪圖儀 X Y記錄儀 各種數(shù) 模 D A 轉(zhuǎn)換器等 1 4微型計算機系統(tǒng) 1 硬件系統(tǒng) 2 主板和BIOS 2 主板和BIOS BIOS和BIOS設(shè)置程序 1 BIOS和CMOSBIOS為計算機基本輸入 輸出系統(tǒng) 它是一組固化在計算機主板上的一個ROM芯片上的程序 BIOS內(nèi)容包括 計算機開機自檢程序 CMOS設(shè)置程序 系統(tǒng)啟動自舉程序 基本輸入 輸出程序等 BIOS的功能是否強大在很大程度上決定了主板性能的優(yōu)劣 CMOS是主板上的一塊可讀寫的RAM芯片 他保存著計算機當(dāng)前的配置信息 如日期和時間 硬盤的格式和容量 內(nèi)存容量等 這些信息也是計算機加載操作系統(tǒng)之前必須知道的信息 CMOS由主板上的電池來供電 關(guān)閉計算機電源后 CMOS中的信息仍能保留 由于CMOS芯片本身只是一塊存儲器 只具有保存數(shù)據(jù)的共呢 所以對CMOS中各項參數(shù)的設(shè)定要通過專門的程序 目前多數(shù)廠家將CMOS設(shè)置程序做在BIOS芯片中 在開機時操作人員通過按下某個特定鍵就可進入CMOS參數(shù)設(shè)置的手段 CMOS則是BIOS設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)的存放場所 2 主板和BIOS 2 BIOS設(shè)置常見BIOS設(shè)置程序進入方式 1 I O接口I O接口是指輸入 輸出設(shè)備接口 I O接口是外部設(shè)備與主機之間的信息交換接口 是連接外設(shè)和主機的一個 橋梁 I O接口的外設(shè)側(cè) 主機側(cè)各有一個接口 外設(shè)側(cè)的接口稱為外部接口 它是通過各種接口電纜將其連到外設(shè)上 主機側(cè)的接口稱為內(nèi)部接口 它是通過系統(tǒng)總線和內(nèi)存 CPU相連 2 總線總線 BUS 是一組用于傳輸信息的公共信號線 在計算機中各組成部分之間的連接是靠總線結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的 所有的數(shù)據(jù)和指令信息都是通過總線傳送到相關(guān)設(shè)備中去的 總線是計算機內(nèi)信息流通的總干線 通常由地址總線 數(shù)據(jù)總線和控制總線三部分組成 1 4微型計算機系統(tǒng) 3 I O接口和系統(tǒng)總線 地址總線 AB 專門用來傳送地址信息 地址總線的位數(shù)決定了可以直接尋址的內(nèi)存范圍 數(shù)據(jù)總線 DB 用來傳送數(shù)據(jù)信息 這種傳送是雙向的 數(shù)據(jù)總線的寬度決定著字長 常見的有早期的8位和16位以及現(xiàn)在的32位和64位 數(shù)據(jù)總線的寬度越寬 每次交換的數(shù)據(jù)位數(shù)越多 計算機的性能也就越好 控制總線 CB 用來傳送各種控制信號 如時鐘信號 讀或?qū)懶盘?中斷請求信號等等 主板與總線 1 4微型計算機系統(tǒng) 硬件系統(tǒng)各部分之間的聯(lián)系P26 處理結(jié)果 1 4微型計算機系統(tǒng) 1 5計算機軟件系統(tǒng) 1 5計算機軟件系統(tǒng) 1 5計算機軟件系統(tǒng) 1 軟件的定義 現(xiàn)在 被普遍接受的軟件定義是 計算機軟件是在計算機上運行的各種程序 要處理的各類數(shù)據(jù)以及有關(guān)文檔的總稱 程序是按照事先設(shè)計的功能和性能要求執(zhí)行的指令序列 數(shù)據(jù)是是程序能正常操縱信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 文檔是與程序開發(fā)維護和使用有關(guān)的各種圖文資料 文檔是軟件的 質(zhì) 的部分 程序則是文檔代碼化的表現(xiàn)形式 相對于計算機硬件而言 軟件是計算機的無形部分 但它的作用是很大的 把不裝備任何軟件的計算機稱為硬件計算機或 裸機 1 5計算機軟件系統(tǒng) 2 系統(tǒng)軟件 系統(tǒng)軟件是計算機系統(tǒng)配置 運行所需要的通用軟件 包括操作系統(tǒng) 語言處理程序 實用程序 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等 在計算機系統(tǒng)中最靠近硬件的一層 如WindowsXP DOS UNIX LINUX 3 應(yīng)用軟件 為特定的應(yīng)用領(lǐng)域開發(fā)的專用軟件 如OfficeXP 他們處于整個計算機系統(tǒng)的最外層 1 5計算機軟件系統(tǒng) 1 5計算機軟件系統(tǒng) 裸機 操 作 系 統(tǒng) 應(yīng) 用 軟 戶 用 件 硬件 軟件與用戶的關(guān)系 1 5計算機軟件系統(tǒng) 硬件支持軟件 軟件支配硬件 計算機系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo) 1 字長 字越長 計算機運算精度越高 運行速度越快 2 存儲容量 主要指內(nèi)存容量 3 運算速度 指計算機每秒鐘執(zhí)行指令條數(shù) MIPS 每秒百萬條指令 主頻 計算機的時鐘頻率 MHz 決定運算速度 4 外部設(shè)備的配置及擴展能力 主要指計算機系統(tǒng)配接各種外部設(shè)備的可能性 靈活性和適應(yīng)性 5 軟件配置 軟件是計算機必不可少的重要組成部分 起配置是否齊全直接關(guān)系到計算機性能的好壞和效率的高低 1 5計算機軟件系統(tǒng) 1 PC微機系統(tǒng)的概念 1 5計算機軟件系統(tǒng) PC微機的硬件配置 一臺典型的多媒體PC微機的硬件配置可能如下 括號內(nèi)為參考產(chǎn)品 lCPU 如Intelcore2系列64位雙核微處理器l主板 如945主板l內(nèi)存 如2GDDR2內(nèi)存l外存儲器 如250GSATA硬盤l顯示器 如17英寸以上液晶顯示器l顯卡 如256M128bitDDR3顯卡 1 5計算機軟件系統(tǒng) PC微機系統(tǒng)的概念 PC微機系統(tǒng)的硬件邏輯結(jié)構(gòu)是由運算器 控制器 存儲器 輸入設(shè)備和輸出設(shè)備這五部分組成的 這五大邏輯組成部分的功能與計算機家族中的其它成員一樣 所不同的是高度的集成技術(shù)使得我們很難在物理上區(qū)分出這五大邏輯組成部分來 我們在物理上所能看到的往往是 主板 CPU 內(nèi)存條 硬盤 光驅(qū) 顯示器 機箱 鍵盤 鼠標(biāo)等 微機的可選軟件非常多 依照用途的不同配置千差萬別 一般共同配置的軟件有 操作系統(tǒng) 各種設(shè)備驅(qū)動程序 字處理軟件 電子表格軟件 郵件處理軟件等辦公自動化套件 查 殺計算機病毒的軟件 壓縮 解壓縮軟件 CD VCD播放軟件 Internet相關(guān)軟件等 1 5計算機軟件系統(tǒng) 1 6信息安全與道德行為規(guī)范 信息安全問題信息安全需求信息安全技術(shù)計算機病毒及其防治網(wǎng)絡(luò)用戶行為規(guī)范 1 信息安全問題 由于信息技術(shù)本身的特殊性 尤其是信息和網(wǎng)絡(luò)無國界的特點 使得在整個信息化進程中 帶來了巨大的信息安全風(fēng)險 信息安全問題涉及到國家安全 社會公共安全和公民個人安全的方方面面 信息犯罪呈越來越嚴(yán)重之趨勢 小到制造傳播計算機病毒 偽造磁卡 大到金融系統(tǒng)信息犯罪和網(wǎng)上黑客犯罪等等 已成為不可忽視的信息社會問題 1 5信息安全與道德行為規(guī)范 歸納起來主要的問題有如下幾個方面 黑客犯罪所謂黑客是指通過計算機滲透竊取信息和破壞信息系統(tǒng)的人 病毒泛濫計算機病毒指編制或者在計算機程序中插入的破壞計算機功能或者破壞數(shù)據(jù) 影響計算機使用并且能夠自我復(fù)制的一組計算機指令或者程序代碼 垃圾成災(zāi)信息垃圾指網(wǎng)絡(luò)色情 垃圾郵件等不容忽視的問題 1 5信息安全與道德行為規(guī)范 1 信息安全問題 2 信息安全的概念 信息安全 沒有公認和統(tǒng)一的定義 但國內(nèi)外對信息安全的論述大致可分為兩大類 一類是指具體的信息技術(shù)系統(tǒng)的安全 一類是指某一按特定信息體系 如一個國家的銀行信息系統(tǒng) 軍事指揮系統(tǒng)等 的安全 信息安全就是保障電子信息的有效性 保證信息數(shù)據(jù)安全的所有方式和功能不受侵犯 不管信息入侵者采用什么樣的手段 他們總是通過攻擊信息的基本屬性來達到目的 所以 信息安全在技術(shù)層次上就是要保證信息安全屬性的絕對可靠 使得信息的擁有者能放心使用 1 5信息安全與道德行為規(guī)范 信息安全的基本屬性體現(xiàn)在如下六個方面 完整性 Integrity 是指維護信息的一致性 即信息在生成 存儲 傳輸和使用過程中不應(yīng)發(fā)生人為或非人為的非授權(quán)篡改 不被修改 破壞 插入 延遲 亂序 丟失 可用性 Availability 是指信息可被合法用戶訪問并按需求使用的特性 保證合法用戶在需要時可以使用所需的信息 機密性 Confidentiality 是指信息不泄漏給非授權(quán)的個人或?qū)嶓w的特性 以防被非法利用 1 5信息安全與道德行為規(guī)范 2 信息安全的概念 信息安全的基本屬性體現(xiàn)在如下六個方面 可控性 Controllability 是指授權(quán)機構(gòu)可以隨時控制信息的機密性 可靠性 Reliability 是指信息能夠在規(guī)定條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定操作的特性 抗否認性 Non repudiation 也稱作不可否認性或抗抵賴性 在信息交互過程中 確信參與者的真實同一性 即所有參與者都不可能否認或抵賴曾經(jīng)對信息進行的生成 簽發(fā)和接收等行為 1 5信息安全與道德行為規(guī)范 2 信息安全的概念 3 信息訪問技術(shù) 1 訪問控制技術(shù) 2 數(shù)據(jù)加密技術(shù) 3 數(shù)字簽名技術(shù) 4 數(shù)字證書技術(shù) 5 身份認證技術(shù) 6 防火墻技術(shù) 1 5信息安全與道德行為規(guī)范 1 什么是病毒病毒是指在計算機程序中插入的破壞計算機功能 破壞數(shù)據(jù) 影響計算機使用并且能夠自我復(fù)制的一組計算機指令或者程序代碼 每個病毒都由如下幾個部分構(gòu)成 危害部分 引發(fā)部分 潛伏部分和傳染部分 4 計算機病毒及其防治 1 5信息安全與道德行為規(guī)范 2 病毒的分類 以病毒危害為區(qū)別標(biāo)準(zhǔn) 計算機病毒從危害性上看 可分為良性病毒和惡性病毒 以病毒傳染機理為區(qū)別標(biāo)準(zhǔn) 從病毒傳染機理可以分成系統(tǒng)引導(dǎo)型病毒和文件型病毒 以病毒開發(fā)類型為區(qū)別標(biāo)準(zhǔn) 從病毒開發(fā)類型上可以分為 漏洞型病毒 蠕蟲病毒 后門病毒 木馬 黑客 病毒 腳本病毒 混合型病毒等 以病毒開發(fā)環(huán)境為區(qū)別標(biāo)準(zhǔn) 病毒是一種特殊的程序 它也需要操作系統(tǒng)的支持 目前桌面系統(tǒng)的病毒可以分為 DOS病毒和Windows病毒 1 5信息安全與道德行為規(guī)范 4 計算機病毒及其防治 3 病毒工作過程 1 5信息安全與道德行為規(guī)范 4 計算機病毒及其防治 4 計算機病毒來源 從事計算機工作的人員和業(yè)余愛好者修改 生成 制造出來的病毒 軟件設(shè)計者為保護自己的軟件不被非法復(fù)制 在軟件中藏有保護性病毒 蓄意進行破壞 旨在攻擊摧毀計算機信息系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)而制造的病毒 病毒研究在信息戰(zhàn)中具有重要意義 在研究中由于某種原因而流放出來 1 5信息安全與道德行為規(guī)范 4 計算機病毒及其防治 5 計算機病毒傳染途徑 介質(zhì)傳播 磁盤 硬盤 軟盤 磁帶 光盤 優(yōu)盤 網(wǎng)絡(luò)通訊線路 1 5信息安全與道德行為規(guī)范 4 計算機病毒及其防治 6 計算機病毒特點 破壞性 主要表現(xiàn)在占用CPU時間和內(nèi)存開銷上 從而造成進程堵塞 或刪除 修改數(shù)據(jù) 打亂屏幕顯示等 隱蔽性 病毒程序大多夾在正常程序或進程之中 難以被發(fā)現(xiàn) 故可以有很長的時間去實現(xiàn)傳染和破壞的目的 潛伏性 有的病毒侵入后不立即活動 需要條件成熟后才產(chǎn)生作用 傳染性 對于大多數(shù)計算機病毒來說 傳染是它的一個重要特性 它可通過修改別的程序 把自己拷貝進去 從而達到擴散目的 1 5信息安全與道德行為規(guī)范 4 計算機病毒及其防治 7 計算機病毒對微機系統(tǒng)的影響表現(xiàn)在 破壞硬盤的主引導(dǎo)扇區(qū) 破壞磁盤文件分配表 使用戶在磁盤的信息丟失 修改或破壞文件中的數(shù)據(jù) 更改或重寫磁盤的卷標(biāo) 將非法的數(shù)據(jù)寫入DOS內(nèi)存參數(shù)區(qū) 造成死機或引起系統(tǒng)崩潰 破壞數(shù)據(jù)文件 格式化或刪除磁盤內(nèi)容 破壞計算機硬件 非法使用或占用硬件資源 1 5信息安全與道德行為規(guī)范 4 計算機病毒及其防治 8 預(yù)防計算機病毒要注意以下幾個環(huán)節(jié) 使用防火墻 盡可能穩(wěn)妥的保護計算機資源 定期升級防病毒軟件 備份重要文件和系統(tǒng)數(shù)據(jù) 不要運行來歷不明的軟件 慎重對待郵件垃圾 交換的軟件及文件不要輕易使用 軟盤 優(yōu)盤傳遞數(shù)據(jù)要寫保護 不要將自己的存儲工具借給他人使用 計算機感染病毒要隔離殺毒 斷開網(wǎng)絡(luò) 1 5信息安全與道德行為規(guī)范 4 計算機病毒及其防治 5 網(wǎng)絡(luò)用戶行為規(guī)范 基本原則 自由和自律網(wǎng)絡(luò)公共道德守則 彼此尊重 寬以待人 允許不同意見 保持平靜 助人為樂 幫助新手 健康 快樂 幽默 做出貢獻 1 5信息安全與道德行為規(guī)范 網(wǎng)絡(luò)禮儀 不發(fā)送垃圾郵件 不惡意攻擊誹謗他人 不入侵別人的系統(tǒng) 不盜用別人的帳號 不在網(wǎng)上任意修改不屬于自己的信息 不散發(fā)保密信息 不轉(zhuǎn)發(fā)來源不詳?shù)男畔?不在網(wǎng)上交識身世不祥的朋友 不侵犯他人的知識產(chǎn)權(quán) 1 5信息安全與道德行為規(guī)范 行為守則 5 網(wǎng)絡(luò)用戶行為規(guī)范 課堂總結(jié) 了解信息社會與計算機 明確計算機在信息社會中作為 信息處理機 的重要作用 掌握計算機系統(tǒng)組成 系統(tǒng)的性能指標(biāo)和數(shù)據(jù)的度量單位 了解微機系統(tǒng)的選購和組裝 任務(wù)一 熟悉金山打字軟件 并進行字符輸入速度測試 任務(wù)二 在E 根目錄下創(chuàng)建以你座號和名字命名的文件夾 如08張三 然后打開Word字處理軟件 輸入字符 實驗指導(dǎo)書P62 3 分別取文件名D1和D2保存在你的文件夾中 任務(wù)三 訪問數(shù)學(xué)與計算機科學(xué)系FTP服務(wù)器 FTP 218 5 241 13 登錄 用戶名 cxq密碼 cxq 后 將你的文件夾復(fù)制到 大學(xué)計算機基礎(chǔ) 07中文 文件夾中你的班級文件夾中 實驗一FTP作業(yè)上傳服務(wù)器的使用 書面作業(yè) 談?wù)動嬎銠C在你專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用 任務(wù)一 掌握桌面的設(shè)置 學(xué)習(xí)指導(dǎo)書P45 46任務(wù)二 掌握任務(wù)欄 語言欄設(shè)置 學(xué)習(xí)指導(dǎo)書P47 48任務(wù)三 掌握計算器的使用學(xué)習(xí)指導(dǎo)書P61 62 實驗二桌面和任務(wù)欄設(shè)置及計算器的使用 書面作業(yè) 第一章選擇題