信息技术基础知识(基础).ppt

1.1 信息与信息技术,1.1.1 信息与主要特征,1.1.2 信息的作用,1.1.3 信息技术,1.1.4 信息与信息化社会,自学,1.信息的定义(1)信息是不确定性的减少或消除(2)信息是控制系统进行调节活动时，与外界相互作用、相互交换的内容(3)信息是由物理载体与语义构成的统一体(4)信息是事物运动的状态和状态变化的方式,1.1.1 信息及主要特征,(1)社会性(2)传载性(3)不灭性(4)共享性(5)时效性(6)能动性,信息及主要特征,2.信息的主要特征,1.认知作用2.管理作用3.控制作用4.交流作用5.娱乐作用,1.1.2 信息在现代社会中的作用,数字化、网络化、高速化、智能化、个人化,1.信息技术的特点,1.1.3 信息技术,2.网络技术的影响,对科研、经济、管理、政府等 教育、文化、思维等 生活等方面的影响,3.信息的负面影响,信息泛滥、信息污染、信息病毒、信息犯罪 信息渗透等,1.2 计算机基础知识,1.2.1 计算机系统组成,1.2.2 计算机硬件系统,1.2.3 计算机软件系统,1.2.4 计算机工作原理,1.2.5 计算机的分类,1.2.6 计算机的特点,1.2.7 计算机的主要应用领域,1.2.8 计算机发展阶段与发展趋势,第一台电子计算机：ENIAC（电子数字积分计算机）诞生于1946年2月 美国宾夕法尼亚大学,初识计算机,每秒5000次。重量达130吨，使用了18000多个电子管，占地170米2，耗电150千瓦/小时。,1.硬件系统:指组成计算机系统的各种物理设备的总称，是计算机系统的物质基础；2.软件系统:指运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总称。,计算机系统,计算机系统的功能取决于哪一方面？,初识计算机,1946年6月,美籍匈牙利科学家冯诺依曼提出了“存储程序”的计算机方案。采用二进制数的形式表示数据和指令 将数据和指令同时存放在存储器中 计算机由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成。,1.冯 诺依曼理论,1.2.1 计算机系统组成,1.冯 诺依曼型计算机的组成,1.2.2 计算机硬件系统,2.各部分功能,1.2.2 计算机硬件系统,(1)运算器 作用：运算器是“信息加工厂”。工作：进行算术运算和逻辑运算,(2)控制器 作用：整个计算机系统神经中枢 工作：取指令、分析指令和执行指令,(3)存储器 作用：用于存放程序和数据 分类：内存、外存,(4)输入设备作用：把程序和数据等信息顺序送往内存常见设备：键盘、鼠标、扫描仪,(5)输出设备 作用：把计算机处理的数据、结果等信息按 人们要求的格式输出 常见设备：显示器、打印机、绘图仪,软件系统的分类：,软件系统,1.2.3 计算机软件系统,控制计算机运行，管理计算机资源，为应用软件提供支持和服务 是由一系列控制和管理模块组成。,对硬件的第一级扩充，是软件系统最基本的部分,1.系统软件 定义：是指管理、控制和维护计算机的各种资源，以及扩大计算机功能和方便用户使用计算 机的各种程序的集合。特性：基础性和通用性。(1)操作系统:简称（OS）,常见的有：DOS、Windows、UNIX、LINIX,1.2.3 计算机软件系统,1.系统软件(2)工具软件,主要包括机器的测试、故障检测和诊断及各种开发调试工具软件等。,1.2.3 计算机软件系统,(3)语言处理程序,什么是计算机语言？,计算机语言,机器语言,由0、1代码组成，能被计算机直接识别和执行的指令集合。,特点：占用空间小、执行速度快，不易学习和修改 不同类型机器的机器语言不同，通用性差。,汇编语言（符号语言）,用助记符代替机器语言中的指令和数据,特点：易修改，保持了速度快，占用空间小的特点 不同类型机器的汇编语言不同,高级语言,由贴近自然语言的“词”和“数学公式”组成,特点：易学、易读，易修改，通用性好，不依赖于机器具有很强的通用性和可移植性,1.系统软件(2)工具软件,主要包括机器的测试、故障检测和诊断及各种开发调试工具软件等。,1.2.3 计算机软件系统,(3)语言处理程序,解释程序：逐条翻译并执行高级语言程序中的语句,汇编语言源程序 目标程序高级语言源程序,2.应用软件,1.2.3 计算机软件系统,为解决各类实际应用问题而编写的程序。特定用户程序：通用应用软件：,为解决某一具体问题而设计的程序。广泛应用于几乎所有的专业领域（如：Office 等）,指令、程序和执行过程,指令是对计算机进行程序控制的最小单位。所有的指令的集合称为计算机的指令系统。,程序：是为完成一项特定任务而用某种语言 编写的一组指令序列。,1.2.4 计算机工作原理,IEEE于1989年提出的一种分类方法：,1.微型(个人)计算机(Pc机)面向个人和家庭2.工作站(Work Station）3.小型计算机:适用于中小型部门的工作4.主机：适用于一个计算中心要求5.大型计算机：用于大型计算机网络中6.巨型计算机：称为超级计算机,1.2.5 计算机的分类,1.运算速度快,1.2.6 计算机的特点,2.计算精度高,3.具有“记忆”和逻辑判断能力,4.高度自动化，又支持人机交互,说明：具体内容由任课教师举例说明即可,应用最早、最成熟的领域。,应用最广泛的领域。,用于各种自动装置、生产过程、监视报警等,如CAD、CAM、CAI、CAE、CAT等。,1.科学计算：2.信息处理：3.过程控制：4.计算机辅助工程：5.人工智能：6.网络应用：,计算机实现与人的智能活动有关的复杂功能。如：专家系统、机器人等。,1.2.7 计算机的主要应用领域,实现硬件、软件和信息资源的共享。网络使人类进入信息化的社会,根据采用的物理器件把计算机的发展分为四个阶段：,第一代:(1946年-1958年)是电子管时代,特点：体积大，耗电多，运算速度慢，只能使用机器语言、汇编语言应用：科学计算和军事方面,1.2.8 计算机的发展阶段,第二代:(1959年-1964年)是晶体管时代,第三代:(1965年-1971年)是中小规模集成电路时代,特点：体积显著减小，可靠性提高，运 算高达百万次/秒，出现高级语言应用：开始在数据处理和工业控制方面 应用,特点：采用集成电路，存储容量、运算速度、可靠性有较大的提高；体积、成本进一步降低；出现了操作系统应用：文字处理和图形处理方面得到应用,1.2.8 计算机的发展过程,根据采用的物理器件把计算机的发展分为四个阶段：,第一代:(1946年-1958年)是电子管时代,第四代:(1972年-现在)是大规模集成电路时代,特点：出现微处理器，有了微型计算机；使存储容量、运算速度、可靠性、价格有大的突破；应用：社会的各个领域,1.2.8 计算机的发展过程,第二代:(1959年-1964年)是晶体管时代,第三代:(1965年-1971年)是中小规模集成电路时代,根据采用的物理器件把计算机的发展分为四个阶段：,第一代:(1946年-1958年)是电子管时代,2.1.3 计算机的发展趋势,拓展计算机的应用领域，推进计算机的普及,方便快捷实现信息交流和资源共享,提供有声有色、图文并茂的信息环境,：模拟人的思维过程,笔记本电脑,1.巨型化,2.微型化,3.网络化,4.多媒体化,5.智能化,体现一个国家的综合科技实力和计算机的技术水平,6.非冯.诺依曼体系结构的计算机,如：神经网络计算机、DNA计算机、光子计算机等,NEC SX-6/64MB巨型计算机外形,信息表示与编码基础知识,1.3,1.3.1 计算机中的数制,1.3.2 二进制数的常用单位,1.3.3 字符编码,1.3.4 汉字编码,1.3.5 数的编码,信息：在计算机内部表示成数据，这些数据可以是 数字、字符或汉字，在计算机内都是采用二 进制表示.,数据,数值数据字符数据,：表示大小、正负等,：字母、符号、数字、汉字,数据分类：,1.3.1 计算机基本运算,1.数制的基本概念,1.3.1 计算机的数制,数码：每种计数制采用的数字符号的集合。如：0-9数字是十进制的数码 基数：全部数码的个数。如：10进制的基数是10 位权值：数制中每一固定位置对应的单位值。如：十进制数121.11按权展开为：121.11=1*102+2*101+1*100+1*10-1+1*10-2 采用“逢基数进位”的原则,二进制呢？,逢二进一R=20，1 2i-1 1011B(1011)2,逢八进一R=80,1,7 8i-1 145O(145)8,逢十进一R=100,1,9 10i-1 145D(145)10,逢16进一R=160,1,9A,B,F 16i-1 15EH(15E)16,2.常用的进位计数制,1.3.1 计算机的数制,3.书写规则,常用计数制的表示方法,1.位(bit),1.3.2 二进制数的常用单位,2.字节(byte),3.字(word),表示二进制中的一个数位，可以是0或1 计算机中数据的最小单位,由8个二进制位组成。是计算机中数据处理和存储容量的基本单位 常用单位：KB、MB、GB、TB 1KB1024B；1MB1024KB；1GB1024MB,指计算机一次存取、加工、运算和传输的数据长度 一个字通常由若干个字节组成 字是计算机性能的一个重要标志,计算机认识、区分各种字符采用方法为：由若干位组成的二进制数代表一个字符 字符集内所有二进制数不能相同 二进制数的位数取决于字符集的规模,计算机解决任何问题，都是建立在“编码”基础上的。,1.3.3 字符编码,1.ASCII码：是美国标准信息交换码的简称 目前使用最广泛的字符编码(微型机),例如：用二进制数写出“GOOD”的ASCII码。01000111B、01001111B、01001111B、01000100B,编码规则:由七位二进制数组成,可表示:,ASCII码：实际占用8个二进制位，最高位补0,1.3.3 符号编码,128种字符,控制字符:前32个字符+空格+Del图形字符:可显示和打印(94个),如：十进制数5803的8421编码为 0101 1000 0000 0101,2.BCD码：专门解决用二进制数表示十进制数的问题；又称为二十进制交换码；BCD的编码方式很多，其中8421码最常用。(1)8421码 用4位二进制数表示一个十进制数 从左向右的位权依次为8、4、2、1 表示：09十个数字,1.3.3 符号编码,(2)扩展BCD码和EBCDIC码,以国家标准局公布的GB2312-80规定的汉字交换码作为标准进行编码。,规定:一个汉字用双7位二进制数表示，最高位为0,1.国标码,1.3.4 汉字编码,是汉字在计算机内部存储、处理和传输用的信息代码。,2.汉字内码,1.3.4 汉字编码,汉字内码的表示：,将国标码的双字节的最高位置“1”，以区别ASCII码,以汉字“啊”为例：国标码为：00110000 00100001 机内码为：10110000 10100001,以一串数字代表一个汉字 特点:无重码,记忆难,不易快速录入.如区位码,以汉字读音为基础确定的编码。特点:易学,重码多.如全拼和双拼输入法,以汉字的形状确定的编码 特点:重码率低,击键次数少.如五笔输入法,数字编码：字音编码：字形编码：音形编码：,为了从计算机外部输入汉字而编制的汉字编码。,2.汉字输入码,1.3.4 汉字编码,以汉字的读音和形状确定的编码,点阵字库：不论汉字的笔划多少，都可在同样大小的方块中写出，从而把方块分割成许多小方块，组成一个点阵，每个小方块就是二进制的一个位。,字形码用在显示或打印输出汉字时使用的汉字编码,3.汉字字型码,1.3.4 汉字编码,Windows中采用TrueType类型的字型码,72,128,1152,4.各种编码之间的关系,1.3.4 汉字编码,汉字,输入设备,汉字输入码,汉字机内码,汉字输出码,汉字输入管理模块,汉字库,汉字,输出设备,把在机器中存放的正、负号数字化的数，称为 机器数。表示机器数应考虑的因素：机器数的范围 机器数的符号 定点数和浮点数,机器数：,1.3.5 数的编码,1.机器数的范围,最大数取值范围：0255,最大数：FFFF H取值范围：0 65535,1.3.5 数的编码,机器数的范围由硬件决定 受字长和数据类型的限制,以8位寄存器为例：,以16位寄存器为例：,思考：字长为8位计算机无符号和有符号整数的表示 范围分别是多少？,2.机器数的符号,最高位0-正数，1-负数 如：-12D=(-0001100)B=10001100B,1.3.5 数的编码,真值数,机器数,以8位寄存器为例：,(1)定点数,小数点的位置固定不动的数。分类：整数 定点小数,3.定点数和浮点数,1.3.5 数的编码,设机器数为1个字节，则5和0.5用定点数如何表示？,一般浮点数存放形式为：,0.2510 4,既有整数部分又有小数部分的数 例如：0.25104,尾数,阶码,1.3.3 数值数据的编码,这四部分分别表示什么含义？,(2)浮点数,3.定点数和浮点数,1.4 信息存储的基础知识,1.4.1 文件,1.4.2 文件系统的层次结构,1.文件的概念(1)定义 文件就是存放在某种外部存储介质上、具有名字的一组相关信息的有序集合(2)分类 磁盘文件：存放在外存介质上的通常意义 上的文件 设备文件：是指系统的标准设备,1.4.1 文件,操作系统实现对文件的有效管理,主文件名长度：8个字符 扩展名长度：3个字符 允许使用的字符：字母（大、小写）、数字、汉字；一些其他符号（P39）,(1)MS-DOS的文件命名规则,1.4.1 文件,2.文件的命名,.扩展名,分隔符,标识文件类型,按名存取,文件名长度：不能使用的字符：可以使用汉字 不区分英文大小写 扩展名和分隔符：不允许使用系统保留的设备名,(2)Windows文件命名规则,255个ASCII码字符(包括扩展名)/:*?“|扩展名可以3个,允许使用多个“.”,1.4.1 文件,*：表示任意多个字符?：表示任意一个字符,(3)文件名中的通配符,1.4.1 文件,文件名符合8.3规则：文件名不变长度大于8.3规则：主文件名取前6个非空格字符；第7、8个字符为：和一个数字扩展名：若有多个分隔符，取最后“.”后的前三个字符,(4)长文件名向8.3文件名的转换,例如：computer program.plan.1999.abcd Comput1.abc,例如：M*.doc A？.mp 计算机*技术.doc,1.层次型文件系统的特点:(1)所有的磁盘文件按磁盘存放(2)每个磁盘有一个唯一的根结点(3)在根文件夹下可以直接存放文件，也可以建立文件夹(4)每个文件夹下可以再建立文件夹(5)文件是层次结构文件系统的末端2.层次结构的优点(1)磁盘上可以存放任意数目的文件(2)可以合理地组织和管理自己的文件(3)不同文件下的文件（夹）可以同名,1.4.2 文件系统的层次结构,3.路径和文件标识(1)盘符：说明文件被保存在哪个盘上 表示：磁盘名加“：”号 如 D：(2)路径：说明文件被存放的文件夹的顺序序列的集合 表示：各文件夹名加上一个“”符号 分类：相对路径和绝对路径,文件标识：驱动器：路径文件名,1.4.2 文件系统的层次结构,例如：D:个人信息student.doc,1.5 多媒体信息处理基础知识,1.5.1 多媒体技术的概念,1.5.2 多媒体应用中的技术元素,1.5.3 多媒体信息处理的关键,1.5.4 多媒体的应用,1.媒体及分类(1)媒体是信息标识和传输的载体(2)分类 感觉媒体：如各种声音等 表示媒体：主要指对信息的各种编码等 表现媒体：如摄象机、话筒等 存储媒体：如磁盘、光盘等 传输媒体：如光缆等,1.5.1 多媒体技术的概念,集成性：能对多种媒体进行综合处理 交互性：人能方便的与系统进行交流 数字化：各种媒体信息都以数字形式表示,(3)多媒体的主要特征,1.5.1 多媒体技术的概念,2.多媒体及主要特征,(1)多媒体：是指计算机领域中的感觉媒体(2)多媒体计算机：是指能对多媒体进行综合处理的计算机,1.文本2.图形和静态图像(1)分辨率、图像灰度(2)图像文件大小、类型3.视频4.音频 采样频率、采样精度和声道数 文件类型：wmf、mid、CD-DA、MP35.动画6.超文本,1.5.2 媒体元素,无损压缩和有损压缩 压缩静态图像的JPEG标准和动态图像的MPEG标准,1.数据压缩技术,1.5.3 关键技术,2.大容量光盘存储技术,3.多媒体网络技术4.超大规模集成电路制造技术5.多媒体数据库技术,1.多媒体的应用技术领域:(1)电子出版技术(2)多媒体数据库技术(3)可视通信技术(4)网络多媒体技术(5)虚拟技术2.多媒体应用市场领域(1)娱乐与家庭(2)教育与培训(3)办公与协作(4)电子商务,1.5.4 多媒体的应用,1.6 信息安全基础知识,1.6.1 信息安全的基本概念,1.6.2 信息安全的基本内容,1.6.3 安全机制,1.6.4 网络黑客与防火墙,自学,1.信息安全的特征(1)完整性：破坏信息的完整性是影响信息安全的常用手段 可以保证：误码重传、丢失后续包、改变信息内容(2)可用性 合法用户在需要时能否存取所需要的信息(3)保密性 信息不泄漏给未授权的或实体，并利用的特性(4)可控性 对信息的传播或内容具有控制能力,1.6.1 信息安全的基本概念,(3)访问控制机制(4)数据完整性约束 等等,1.6.3 信息安全机制,安全机制：是保证信息安全、提供安全服务的技术措施1.安全机制,(1)加密机制：(2)数字签名机制：是指能对多媒体进行综合处理的计算机,1.黑客概念与类型(1)定义：P62(2)类型：技术挑战性黑客 戏谑取趣性黑客 捣乱破坏性黑客2.防火墙技术(1)定义：P63(2)组成 网络策略、身份认证工具、包过滤、应用网关,1.6.4 网络黑客与防火墙,