11信息与信息技术12计算机的发展和应用13 计算机中信息的表

1、1,大学计算机基础,2,1.1信息与信息技术 1.2计算机的发展和应用 1.3 计算机中信息的表示和存储 1.4 计算机硬件系统 1.5 计算机软件系统,第1章 信息与计算机基础知识,3,计算机,工业,农业,国防事业,科技,人类生活,计算机影响人类的学习、工作和生活方式。,计算机在各方面起的作用越来越大.,4,1.1信息与信息技术,1.1.1 信息与信息社会 一、什么是信息 信息是经过加工、具有一定的且对决策有价值的数据。 例如：40 是一个数据，但没有内容，如果李四40岁，就表示这样的信息：李四已经是中年了。还可以有别的推断。 数据与信息密不可分。数据是原料,信息是产品。信息之间的联系又可以得到抽象层次更高的信息。,二、信息的基本特征 1、普遍性和无限性 2、寄载性 3、时效性 4、可处理性 5、共享性 6、层次性 7、传递性,5,1.1.2信息技术和信息处理,信息技术是指利用电子计算机和现代通信手段实现信息的获取、传递、存储、显示和分配等相关技术。 主要体现：,文字识别、语音识别、图像识别,通信手段,编码、压缩、加密,显示、控制,6,信息技术的支撑技术,是计算机技术、电信技术、微电

2、子技术的集成. 最重要部分是“计算机computer”,“通信communication”,“控制control ” 即3C技术.,7,1.1.2 信息化与信息社会,一、信息化：国民经济和社会信息化，是指国民经济和社会各个领域，不断推广和应用计算机、网络、通信等信息技术和其他相关的智能技术，以达到全面提高经济运行效率、生产率、企业核心竞争力和人民生活质量的目的。 信息技术成为新技术革命的领头羊 信息产业高速发展 信息网络成为社会和经济的重要依托。,8,1.1.2 信息化与信息社会,二、信息社会指信息产业高度发达，在产业结构中占据优势，信息技术高度发展，在社会中广泛运用，信息资源充分开发利用且成为经济增长的基本资源。,我国工业仍以传统产业为主，大多数企业的技术水平低下，耗能耗材高，环境污染严重，低水平粗放型的经济增长方式仍没有改变。就劳动生产率而言，我国劳动生产率比美国低50%60%，比日本、德国低30%40%。当前，只有通过高技术的扩散，实现对传统工业部门的技术改造和更新换代，才能真正实现国内经济的良性循环，为我国经济健康发展提供强大有力的保障。,9,计算机信息处理小结,数据处理的主要

3、目标是获取有用的信息。,本质：是由计算机进行数据处理的过程,计算机对数据的采集、输入、存储、建库、处理、加工、转换、合并、分类、计算、统计、汇总、传送等操作的过程。,数据处理加工后，向人们提供有用的信息。,10,一、信息处理历史（省略） 原始阶段 手工阶段 机电阶段 现代阶段,1.1.3 信息处理的历史与计算机,11,二、 计算机的发展与应用,什么是电子数字计算机？ 是能直接对各种信息进行接收、存储和根据存储在机内的程序进行快速处理的电子设备。,人的大脑和五官也具有信息采集、识别、存储、处理功能，所以计算机又称电脑。,12,第一台计算机,1946年2月，美国，电子数字积分计算机（ENIAC “埃尼阿克”） ， 18800个电子管和1500多个继电器， 占地9X15m2，重40多吨， 功率150KW，耗资40万美元 加法速度5000次/秒 乘法速度56次/秒 计算器与计算机的根本区别是它没有存储程序和程序控制功能，只能实现某种运算。,它的诞生标志人类进入电子计算机时代。,13,冯诺伊曼,提出存储程序与程序控制的思想。 在1950年研制成功EDVAC，由运算器、控制器、存储器、输入与输出五

4、部件组成，使用二进制进行数据与程序的存储，它具备现代计算机的主要原理特征:存储程序与程序控制。,14,第一代：电子管,从ENIAC问世到50年代后期。采用电子管作为基本器件。输入输出用穿孔纸带或卡片。,存在缺点： 1、电子管体积大、功耗高、反应速度慢且寿命短，导致 第一代计算机体积大、耗电量大、可靠性差、维护困难 且计算速度缓慢。 2、存储容量有限。 3、只使用机器语言和符号语言，没有高级语言更没有操作 系统等系统软件。,15,第二代：晶体管,第二代：晶体管（20世纪50年代中期-60年代中期） 特点： 1、运算速度和工作可靠性明显改善。 2、晶体管体积小，重量轻，寿命长。 3、高级语言出现。有操作系统的雏形-系统管理软件。除科学计算外还进行数据处理和工业控制。,16,第三代-集成电路时代,1958年诞生， 60年代中期-70年代初期。包括一个晶体管、两个电阻和一个电阻和电容的组合。又称中小规模集成电路计算机。晶体管集成在芯片（硅片）上。 特点： 1、速度和稳定性有了更大程度的提高。 2、开始采用半导体存储器和磁盘、磁带等，存储容量进一步提高，可靠性和存取速度明显改善。 3、高级程序语

5、言进一步发展，操作系统出现并完善。 4、应用范围：科学计算、自动控制、辅助设计和制造。,17,第四代-大规模及超大规模集成电路,70年代初-现在。 特点： 1、计算机体积进一步缩小，可靠性更强，寿命更长。 2、计算机的用途扩展到办公自动化、数据库管理、人工智能等。数据通讯、计算机网络有很大的发展。 3、产生了微型计算机。微型计算机问世后，几乎每隔两年换代一次。,18,计算机发展经历四代,新一代计算机：智能化，可以存储信息，学习知识并能模拟人的感觉、行为和思维等。现在还没有真正出现。,19,按用途分： 专用计算机:例如导弹火箭使用专用计算机 通用计算机。适应性强、应用面广。 通用计算机从规模、速度和功能的角度可分为： 1、巨型机 （即几亿条指令/秒，容量大、价格高） 2、大中型计算机 3、小型机 4、微型机 5、单片机（体积小、重量轻、结构简单）,2. 计算机的分类,20,3. 计算机特点,1.处理速度快 现在世界运算速度最快是日本的超级计算机“地球模拟”号每秒钟能够完成41万亿次运算。我们自主研究的曙光4000A超级计算机速度为10万亿次/s，速度居世界第三。该机采用了2000多颗64

6、位AMD Opteron 处理器，将用于气象、环保、船舶、飞机制造等等多种场合。,21,3. 计算机特点,2. 存储容量大,存储时间长 一套900万字的百科全书可以存入一张光盘。,22,而英国雷丁大学的控制论教授奇云沃里克年利用外科手术将一个硅片脉冲转发器植入自己的左臂，并且进行了一系列的震惊国际科学界的实验。他接受采访时表示：下一步他将植入芯片，继续脑神经的实验，这一实验将会使人类受益匪浅。,3. 计算机特点,23,3. 计算机特点,3.计算精度高 法国的威廉.谢克斯化了15年时间，把的值精确到707位，但第一台计算机只用了70小时就把 精确到了 2035位，并只化了40秒时间就发现谢克斯计算的值在528位出现了错误。 4.具有逻辑判断能力 电脑驾驶飞机，电脑控制生产，诊治疾病，翻译等。 5.应用领域广泛,24,计算机的应用领域,科学计算：应用于完成科学研究和工程技术中所提出的数学问题。 信息处理：泛指非科技工程方面的所有计算、管理和任何形式数据资料的处理。80% 过程控制：应用于科学技术,军事,工业,农业及实际生活中。 模拟量-数字量-计算机处理-结果转换成模拟量-控制对象 计算机

7、辅助系统：CAD、CAM、CAT、CAI、CIMS等。,25,1.1.4 信息系统及其应用,信息系统：一种专门系统，通过对各种数据进行采集、处理、传播，产生能解决某方面问题的数据和信息，并按照一定的要求产生决策信息，以实现预期目标的有组织的应用工程。 分类： 1、事务处理系统（记录某商业交易中的人员、过程、数据以及设备的人机系统：航空订票系统、高校招生录取系统等） 2、管理信息系统（以人为主导，利用办公设备对数据进行处理，支持企事业各层运作的集成化的人机系统：学生管理系统等） 3、决策支持系统（以计算机为基础和工具，应用决策科学和其他有关的理论和方法，辅助决策者进行决策的信息系统：证券分析系统） 4、专家系统（对某个特定领域的问题作出判断、解释及认知：医学专家系统）,26,信息技术的发展趋势,电话网、有线电视网、计算机网“三网合一”（IP电视） 数字化：设计简单，有利于综合 多专业技术彼此结合，互为支撑 更加高速、更大容量的信息化产品出现 计算机软件将更为开放 进入后PC时代,27,1.2信息数字化的方法与技术,1、 数值信息在计算机内的表示 2、文本信息在计算机内的表示 3、图象与

8、图形信息在计算机内的表示 4、声音信息的处理技术 5、视频信息的处理技术,28,计算机采用二进制,计算机采用 0和1两种代码存储信息和计算数据。 0与1两种状态可以选择的物理部件：开关、电灯泡。 用这样的代码串能表示不同的信息值。,开关1 开关2 表示的数 0 0 0 0 1 1 1 0 2 1 1 3 ,29,1 计算机中为什么要采用二进制？,状态少（0、1），物理实现容易 运算简便 信息存储、传输可靠 成本低廉,30,数据区分为,数值型数据 整数 实数 非数值型数据 文字 图形 声音 活动影像,31,十进制,十进制数：358,8个,3百,5十,权：每个数位的实际值应乘上的一个因子。 如1、10、100。,十进制数权的一般形式： 10n （n=2，1，0，-1，-2）,32,各种进制及其概念,十进制（Decimal） 十种状态，逢十进一， (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9) 二进制（Binary） 两种状态，逢二进一， （0,1） 2n 八进制（Octal） 8n 八种状态，逢八进一，（0,1,2,3,4,5,6,7） 十六进制（Hex） 十六种状态，逢十六进一 16n （0

9、,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F）,注意两种表示方法：101B = (101)2,33,各进制数之间的关系,34,各进制之间的转换,1、r进制转换成十进制 按权展开法 (ana1a0.a-1a-m)r=anrn+a0 r0+a-1 r-1+a-m r-m,(10101)2,(101.11)2,(101)8,(71)8,(101A)16,35,(10101)2= 24+22+1=21 (101.11)2=22+1+2-1+2-2=5.75 (101)8=82+1=65 (71)8=7 8+1=57 (101A)16=163+16+10=4122,36,2、十进制转换成r进制,整数部分：除以r取余数，直到商为0， 余数从下到上取余。 小数部分：乘以r取整数， 整数从上到下取整。,先得到的数总是紧靠小数点。,37,例,(100.345)10(1100100.01011)2 (100)10=(144)8=(64)16,38,3、八进制和十六进制转换成二进制,每一位八进制数对应三位二进制数。（1份分3） 每一位十六进制数对应四位二进制数。（1份分4） (2C1D)16=(0010 1100 0001 1101)2 2 C 1 D (64)16=(0110 0100)2 (144)8=(001 100 100)2 6 4 1 4 4 (7123)8=(111 001 010 011)2 7 1 2 3,39,4、二进制转换成八进制和十六进制,转换成八进制时三位一组。（3合1） 转换成十六进制时四位一组。（4合1） 分组方法：从小数点向两边三（四）位一组， 位数不足整数前补0，小数后补0。 (11 0110 1110. 1101 01)2=(36E.D4)16 3 6 E D 4 (1 101 101 110. 110 101)2=(1556.65)8 1 5

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