大学信息技术第5版介绍

1,大学计算机信息技术 第5版 修订介绍,张福炎 南京大学 计算机系 (2010.7.18),2,内 容,一、从计算机基础教学谈起 二、第5版修订介绍（第1章 第6章）,3,一、从计算机基础教学谈起,4,计算机信息技术的巨大影响,对经济： 增长最快、最活跃的一个产业；改造和带动了其他产业 对社会： 渗透到人们工作、学习、生活、娱乐各个方面，人们已经离不开信息技术 对教育： 影响了几乎所有学科的研究方法与手段；几乎所有学科都需要使用计算机和网络 对个人： 必须具备的一种文化素养（Literacy）,computer literacy, internet literacy, information literacy,5,计算机基础教学进入第3阶段,第1阶段（上世纪80年代） 背景：PC，DOS，Basic，dBase 特点：起步阶段，理工专业，从程序设计入手 第2阶段（上世纪90年代） 背景：Pentium + Windows + Office 特点：普及阶段，全面铺开，从办公应用技能入手 第3阶段（本世纪初） 背景：因特网 多媒体应用 特点：蓬勃发展，走向纵深，网络应用和信息技术入手,1997年发布加强非计算机专业基础教学工作的几点意见,2006年发布关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求,6,计算机基础教学的定位,涉及12个门类、71个一级学科、375个专业(二级学科)， 3000多万在校大学生 哲学 经济学 法学 文学 教育学 史学 理学 工学 农学 医学 军事学 管理学,掌握现代科学技术的重要工具,计算机基础教学的定位,进入现代社会的必要手段与技能,可持续发展(终身学习)的必要保证,原则：面向应用，打好基础，培养能力 目标：明原理，会操作，能应用,7,计算机基础教学的框架设计,两个层次； “1+X”的课程设置： 6门课程； 4个领域知识结构 计算机系统与平台；程序设计基础；数据分析与信息处理；应用系统开发,8,关于大学计算机基础,大学计算机基础教学的“第1门”课程 以讲解计算机的基础知识为主，而将工具性、操作性的内容放到实验课中（或单独设课） 以计算机软硬件的基本概念、组成与工作原理为主，还可以涉及信息技术、网络应用等方面的基础性内容 拓展学生的视野，使能在一个较高的层次上认识计算机和应用计算机，提高学生的信息素养。,9,大学计算机信息技术 课程的三个教学目标,比较熟练地掌握计算机软件、硬件和网络应用的基本操作技能,为岗位就业作准备增加感性知识，有助于学习理论知识,“知其所以然”，使信息处理工具得到更有效的使用 打下继续学习(终身学习)的基础。,比较系统地了解计算机、网络、软件和多媒体的基础知识和基本概念,为后续的计算机相关课程打基础,提高专业课程的学习效率,10,理论课的3项具体要求,系统一点（概念）,深入一点（原理）,扩展一些（知识）,当代大学生在信息设备的操作使用和对信息技术知识的了解，已经有了比较好的基础,11,理论课内容的组织,12,教材建设过程,教材修订动因： 1 技术发展变化快 2 吸取使用中的反馈意见 3 对教材内容认识的深化 原则： 遵循课程大纲，教学要求不变 减轻教学负担，适应课时限制 改错、改好、改新,2001 制订课程大纲 2003 教材与实验指导 第1版······· 2006 教材与实验指导 第 4版 2008 教材与实验指导 第4.2版 2009 教材与实验指导 第4.3版 2010 教材与实验指导 第5版,13,二、 第5版教材修订介绍,14,修订的指导思想,以课时(3036)为约束 面向非电类专业 内容的组织更有利于教学 更新部分材料和数据,把教材内容划分为4个层次： 第1层次：正文，它们是教材的核心内容，大多属于基本概念和基础知识，希望教学中给予重点保证； 第2层次：正文中的“细节/枝节”部分，教学中可粗略提及即可 第3层次：阅读材料中正文内容的深入，理工专业在课时富裕时可以选讲 第4层次：阅读材料中的知识性、参考性材料，供课外阅读,15,课时分配建议,16,修订内容介绍,课时分配结构调整内容变化,17,第 1 章 信息技术概述,建议课时：4 课时 课时分配：,18,第1章 结构调整,1. 原 “1.3 通信技术入门” 移入第4章，作为第4章第1节（考虑：便于教学）2. 原“1.2 微电子技术简介”与“1.4 数字技术基础”交换（考虑：便于教学）3. 增加信息产业、移入信息化与信息社会的介绍（考虑：扩大视野，面向就业）,19,内容变化1 增加关于信息产业的介绍,信息技术孕育和催生了许多新兴产业，特别是“信息产业”（Information Technology Industry） 信息产业是指信息设备生产制造，以及利用这些设备进行信息采集、储存、传递、处理、制作与服务的所有行业与部门的总和,20,关于信息产业,信息产业是全球第一大产业 我国的信息产业（2009）： 电子信息产业收入占全部工业收入的10.0%，利润占全部工业的 6.0%，税金占全部工业的 8.4%，从业人员占全部工业的 9.0%(755万)，进出口占全国外贸 35.0% 手机、微型计算机、彩电、数码相机、激光视盘机产量分别占全球产量的49.9%、60.9%、48.3%、80%、85%，电子信息产品贸易额占全球的15%以上 IT产业规模连续5年居世界前二位,21,“大” “强”,“中国制造”实为“世界制造”,22,我国信息产业存在哪些问题？,(1)核心技术、关键设备和元器件受制于人（高端芯片、核心软件、关键元器件、高端设备以及专用设备等） (2)产业结构亟需优化（信息产业位于国际产业分工的价值链低端，加工组装的比重高，经济效益低，主要依靠降价销售参与市场竞争） (3)信息技术应用水平不高 (4)体制机制有待完善,23,富士康公司的故事,富士康公司(FOXCONN)全球3C电子(计算机、通讯、消费性电子) 代工领域中规模最大的国际集团 ，专注于电子代工服务(总裁郭台铭) 2008年出口总额556亿美元，大陆出口总额的3.9，连续7年雄居大陆出口榜首；财富2009年全球企业500强第109位。 拥有60余万员工，全球最大的电子产品专业制造商：,遍布亚、美、欧三大洲的专业研发网络，在精密模具、关键零组件、机电整合模组、纳米科技、精密光学、平面显示、工业量测等领域取得累累硕果。2008年，实现专利申请13200项，美国财富杂志评鉴入选为全球最佳声望标竿电子企业15强。,全球最大手机和相机模块代工厂；iPod、iPhone和多种品牌笔记本电脑的代工 在珠三角、长三角、环渤海地区、中西部地区均有布点 深圳市企业营业收入前十强和纳税前十强，每年为深圳税收贡献超百亿元,24,内容变化2 扩写“信息在计算机中的表示”,数值信息的表示： 无符号整数 带符号整数 补码表示可不作要求 浮点数 不作要求 文字符号的表示 西文字符（ASCII字符） 中文（汉字） 留在第5章介绍 图像等其它信息类型 黑白图像 其它 留在第5章介绍,教学目的：使同学了解：计算机（数字装置）中，所有信息都是以二进制编码的形式进行存储、处理和传输的。,25,教师参考： 信息的外部表示与内部表示,文字信息 图像信息 声音信息 数值信息 逻辑信息 指令信息 ···,二进制表示,表示要紧凑 表示要精确 处理要高效 转换要简单 交换要方便,信息的内部表示,信息的外部表示,注意：多种不同表示！标准化问题,(供计算机存储和处理),(供用户使用),26,逻辑加： F = A B,逻辑乘： F = A · B,取反： F = NOT A,内容变化3 增加“逻辑运算的实现”,逻辑运算可以用开关电路实现！,27,晶体管是一种电子开关,使用机械开关实现逻辑操作速度太慢，工作也不可靠！ 晶体管好像是一个电子开关, 它可以工作在两种状态：导通状态/绝缘状态，效果相当于A和B之间的接通或断开,28,几个晶体管组合可完成逻辑运算,29,教师参考： 为什么要介绍“门”电路？,计算机中任何信息都使用二进制表示 对二进制信息的处理都可以归结为逻辑运算，因为，所有算术运算都可以使用逻辑运算完成 乘法可以用加法完成；除法可以用减法完成 计算机中减法也是用加法完成的 所以，所有算术运算都可以通过加法完成 二进制数的加法运算可以使用逻辑运算完成 所以，计算机中对信息的任何处理，都可用逻辑运算完成 逻辑运算是由门电路实现的，所以门电路可以实现对所有信息的各种不同的处理！,30,教师参考： 为什么要介绍“晶体管”？,(开关)晶体管可以用来实现各种“门”电路，所以它是所有计算机(数字装置)中最基本的物理单元 所谓“主频”，实质上就是晶体管每秒钟允许的最大通断(开关)次数 晶体管的工作电压越低，功耗就越小 晶体管可以使用平面工艺制作在半导体硅片上 借助微电子工艺技术，几个cm2的硅片上可以制作数以千万计的晶体管,31,内容变化4 修改“集成电路技术的发展”,当前，世界上集成电路大生产的主流技术已经达到1214英寸晶圆、45或32nm（纳米）的工艺水平。如Intel公司微处理器的最新产品（CORE i7）采用32 nm工艺，晶体管超过10亿。,图1-8 Intel公司微处理器集成度的发展,32,表1.7 集成电路技术的发展趋势,33,内容变化5 增加2个阅读材料,阅读材料1.1 信息产业及其发展概况 (内涵，国外发展，国内发展，存在问题，对策) 阅读材料1.2 计算机存储容量的度量单位,34,第 2 章 计算机组成原理,建议课时：67课时 课时分配：,2.1 计算机的组成与分类2.1.1 计算机的发展与作用2.1.2 计算机的逻辑组成2.1.3 计算机的分类 2.2 CPU的结构与原理2.2.1 CPU的结构2.2.2 指令与指令系统2.2.3 CPU的性能指标 2.3 PC主机的组成2.3.1 主板,芯片组与BIOS2.3.2 内存储器2.3.3 I/O总线与I/O接口,2.4 常用输入设备2.4.1 键盘2.4.2 鼠标器2.4.3 笔输入设备2.4.4 扫描仪2.4.5 数码相机 2.5 常用输出设备2.5.1 显示器与显示卡2.5.2 打印机 2.6 外存储器2.6.1 硬盘存储器2.6.2 U盘、存储卡和固态硬盘2.6.3 光盘存储器,35,第2章 结构调整,1. 原 “2.1.4 微处理器和嵌入式计算机” 并入“2.1.3 计算机的分类”（考虑：更合理。嵌入式计算机作为计算机类型之一）2. 原“2.6 外存储器”中删去“软盘存储器”小节，增加“U盘、存储卡和固态硬盘”小节（考虑：内容更新）,36,内容变化1 修改“计算机的分类”内容,更新巨型机和大型机的例子,（含6144个通用处理器和5120个加速处理器，内存总容量98TB，峰值计算速度达1206万亿次，Linpack实测速度为563.1万亿次/秒）图2-2(a) 国防科技大学研制的天河1号巨型计算机,从个人计算机中删除“工作站”,37,内容变化2 以Core(酷睿)微处理器为背景,2.2.2 指令与指令系统 30多年来Intel主要CPU产品的发展过程为：8088（8086） 802868038680486 Pentium Pentium PRO Pentium II Pentium III Pentium 4 Pentium D Core 2Core i5/i7 ······Core 2则在SSE2基础上增加了SSE3指令，Core i5和Core i7又增加了SSE4指令 2.2.3 CPU的性能指标 近些年使用的Core 2和Core i5/i7已经扩充了64位处理功能 阅读材料2.1 微处理器的发展与现状 阅读材料2.2 Core 系列微处理器的逻辑结构,