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信息技术与计算机文化脑图，下图整理信息与信息技术、计算机技术概论、计算机中信息的表示、计算机系统等相关笔记。
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信息技术与计算机文化
信息与信息技术
信息与数据
信息 属性、消除不确定 数据 符号资料（文字字母数字图形图像音频视频）
区别联系
数据是信息具体表现形式 信息是对数据进行加工得到结果
信息的符号化是数据
信息是抽象的逻辑意义 数据是信息的物理表示
信息技术
概念：人们获取、存储、传递、利用信息资源的相关技术
传感技术、计算机技术、通信技术、网络技术为主导技术
信息社会
信息高速公路是指国家信息基础设施
计算机文化
最早出现在20世纪80年代初
以计算机为核心，集网络文化、信息文化、多媒体文化为一体
真正内涵：计算机信息处理能力
计算机技术概论
起源发展
ENIAC 第一台 1946年 电子管 十进制计算
年代 元件 语言 应用
一 电子管 机器汇编语言 科学计算
二 晶体管 高级语言 数据处理
三 中小规模集成电路 操作系统 广泛应用到各个领域
四 超大规模集成电路 面向对象的高级语言 网络时代
特点分类
特点：6个（快 高 大 强 判断 自动化）
运算速度快
计算精度高
存储容量大
通用性强
具有逻辑判断能力
工作自动化
用途 规模
用途：专用（某一领域）.通用（各个领域）
规模（性能）：巨型机.大型机.小型机.微型机（PC电脑）.工作站
应用
科学计算（数值计算）
最早的应用领域 ENIAC 1946
高尖端（航天工程.气象.地震.核能.石油勘探.密码解译）
信息管理（数据处理.事务处理）
应用最广泛领域
不复杂量大（办公自动化.情报检索.企业管理.知识系统）
学籍.工资.人事管理系统
过程控制（实时控制.自动控制）
工业流水线（航天火箭发射并轨.冶金.石油.水电.机械.纺织.化工）
计算机辅助系统
计算机辅助设计CAD
计算机辅助制造CAM
计算机辅助测试CAT
计算机辅助教学CAI
计算机辅助教学管理CMI
计算机辅助教育CBE
计算机集成制造系统CIMS
人工智能（AI）
模拟人脑
计算机网络与通信
计算机互联
发展趋势
巨型化
国家软实力
微型化
通用个人
网络化
智能化
计算机中信息的表示
数据表示原因
二进制
物理上容易实现
运算简单
可靠性高
易于实现逻辑运算
十六进制
书写方便
数制及转换
进位计数制简称数制
基本要素
数码
符号 123ABC
基数
数码个数 如二进制基数为2
位权
不同位置的权值 如个位10的0次方
常见进制
十进制D 0-9
二进制B 0-1
八进制O 0-7
十六进制H 0-9.A-F
数制转换
非十转十进制
标指数按权展开然后相加
十转非十进制
整数 转几除几 倒取余
小数 转几乘几 正取整
0.3D无法转成二进制（无限循环）
二转八进制
421
二转十六进制
8421
二进制运算规则
算数运算规则
对齐位
加法规则
减法规则
乘法规则
除法规则
逻辑运算规则
0都不能省
非运算
与运算∧（有0为0）
或运算∨（有1为1）
异或运算⊕（相同为0 不同为1）
信息的编码
计算机中数据单位
位（bit）
b 比特 存储数据最小单位
n位二进制有2ⁿ种组合符号/状态/颜色
字节（Byte）
B 存储信息基本单位
1B＝8b
1KB＝2¹⁰B＝1024B
B KB MB GB TB
字
概念：cpu通过数据总线一次存取.加工.传送的数据
一个字由一个字节或若干个字节（8的倍数）组成
字长：计算机一次处理数据的二进制位数
字长都是8的倍数
数值的表示
一个数的最高位作为符号位 0表正1表负
用（4位）二进制代码表示每一位十进制数 简称BCD码（8421编码）
文字信息的表示
字符编码
ASCII码
十进制 西文字符编码
7位（标准）ASCII码
一个字节（8位）表示一个字符
最高位为0
范围：2⁷＝128
8位（扩展）ASCII码
规律
0＝48D
A＝65D
a＝97D
连续编码
数字字符 0-9（48-57）
大写字母 A-Z（65-90)
小写字母 a-z （97-122)
数字＜大写＜小写
a-A＝32D＝20H
汉字编码
交换码
连续两个字节表示一个汉字
GB2312-80 国标码
机内码
计算机内部真正用来存储和处理汉字的编码
表示汉字时把交换码（国标码）两个字节最高位改为1
字形码
将汉字显示到屏幕上或打印到纸上所需要的图形数据
记录方法
矢量码
放大后不失真
点阵码
放大后失真
点阵越大 字越清晰 占空间越大
存储一个汉字所占的空间字节＝1/8（行点数×列点数）B
输入码
键盘输入
流水码 音码 形码 音形结合码
计算机系统
一个完整的 计算机系统 包括硬件系 统和软件系统
计算机工作原理
指令
概念：指示计算机执行某种操作的命令
格式：操作码 地址码
什么样的操作 存放在什么地址中
计算机采用二进制数
所有指令的集合称为计算机指令系统
“存储程序”工作原理
计算机能够自动完成运算或处理过程的基础是“存储程序”工作原理
冯·诺依曼（计算机之父）
基本思想：存储程序 程序控制
工作过程
取 分析 执行
计算机硬件系统
硬件
部件 设备（看得见摸得着）
裸机
只有硬件（未配置任何软件）
没有操作系统
用户不能直接用
是计算机完成工作的物质基础
基本部分
输入设备
把数据 程序转化为二进制代码
鼠标 键盘 扫描仪 麦克风 数字化仪 数码摄像机 条形码阅读器 数码相机 A/D转换器 （A模拟信号 D数字）
运算器
由算术运算单元.逻辑运算单元.寄存器组成
对信息进行加工和运算
控制器
控制 指挥 协调
控制器运算器合称为中央处理器CPU（核心部件）
存储器
概念
为每个存储单元进行编号→地址
由成千上万个存储单元构成
每个存储单元存放八位的二进制数
每个存储单元有唯一的地址
存储单元是基本的存储单位
类别
内存储器（内存/主存储器）
1.内存是CPU可以直接访问的存储器 2.当前正在运行的程序都放在内存中 3.内存和CPU构成主机
只读存储器（ROM）
只能读不能写
断电后能长期保存
存放系统的基本输入输出系统(BIOS)
随机存储器（RAM)
可读可写
断电丢失
高速缓冲存储器（Cache)
协调CPU内存之间的速度差
性质上属于RAM 断电丢失
速度：cpu＞cache＞内存＞外存
外存储器（外存/辅助存储器）
特点
主机的外部设备
存储速度比内存慢
长期保存
容量大
价格便宜
不能和CPU直接交换数据 但可以间接
包括：硬盘 移动硬盘 u盘 光盘
输出设备
将计算机处理的数据转化成人们接受的形式
显示器，打印机，音响，耳机，绘图仪 数模转换器（D/A）
既输入又输出：存储器（硬盘） 触摸屏 磁盘驱动器 磁带机
计算机软件系统
输入的信息
数据
程序
为了解决某一问题而编写的指令序列
计算机通过执行程序所规定的各种指令来处理各种数据
计算机软件基础
软件
程序数据文档的总和
类别
系统软件（管理监控维护计算机资源 ）
操作系统OS
对计算机资源进行控制管理
用户和计算机硬件之间的接口
直接运行在裸机上
任何软件必须在操作系统的支持下才能运行
语言处理程序
汇编程序，编译程序，解释程序
基本功能:翻译
系统支撑和服务程序
又称工具软件
维护计算机系统的正常运行
数据库管理系统
visual ,Foxpro, Access Oracle, SQL Server
应用软件
为解决计算机各类应用问题而编写的软件
程序设计语言
程序设计基础
算法的三种基本结构:顺序结构选择结构，循环结构
程序＝算法+数据结构
算法可看作有限个步骤组成
主要性质：有穷性，确定性，可行性，输入，输出
机器语言
机器语言和汇编语言 称为低级语言
优点
由二进制0和1组成
计算机系统唯一能识别的语言 不需要翻译
速度快
缺点
难度大，直观性差，容易出错，修改调试不方便
通用性和移植性差（苹果手机）
汇编语言
机器语言的“符号化”
一种助记符代替操作码
“ADD”加法，“MOVE”传送
汇编语言→汇编程序→机器语言
高级语言
两类
解释型
解释程序：一边翻译一边执行，不产生目标程序（说一句翻译一句）
编译型
编译程序：目标程序（翻译书）
常见高级语言：C,java
微型计算机系统
微型计算机分类
PC(个人计算机）目前使用最多的一种微机
微机主要性能指标
主频
CPU的时钟频率
很大程度上决定计算机的运行速度
单位是赫兹（HZ）/KHZ/MHZ/GHZ
字长
Cpu有一次能够处理的 二进制数据的位数
内核数
一块CPU集成两个或两个以上的处理器核心
内存容量(RAM)
运算速度
单位：MIPS,BIPS
1BIPS＝1000MIPS
存取周期
连续两次的读或写
主频越高，运算速度越快， 字长越长，运算速度越快， 内存容量越大，运算速度越快， 存取周期越小，运算速度越快。
常见微型计算机的硬件设备
微处理器（cpu方的）
运算器，控制器和高速缓存集成
计算机中核心部件
存储器（内存条，长的）
微机中的内存只随机存储器RAM
DDR SDRAM
外存储器
软盘
硬盘
磁性材料
常见外存储器
目前存取速度最快的外存
不是主机必备
闪存
U盘
半导体材质
内存也是半导体材质
通过USB 接口与电脑相连
即插即用（带电插拔，热插拔）
光存储器
利用激光技术存储信息
只读光盘CD- ROM
追记型光盘CD- R
可改写型光盘CD- RW
价格低，保存时间长，存储量大
微机常见总线标准
总线
概念：计算机各功能部件之间传送信息的公共通信干线
3类
数据总线（传输数据）
位数决定字长
地址总线（数据地址）
决定寻址空间的大小
一根地址总线代表一个位（bit） n位地址总线可寻址范围是2ⁿ个地址单元，单位B
控制总线（控制信号）
主板
电路板/母板/系统板
CDMS：RAM存储时间信息和硬件配置信息
BIOS芯片：ROM存放基本的输入输出
将原始信息转化为计算机能接受的二进制数
鼠标，摄像机，键盘
显示器，打印机，绘图仪，音箱
显示系统包括显示器和显示适配器（显卡）
显示适配器是系统总线与显示器之间的接口。
I/O接口位于总线和设备之间
显示系统性能指标
分辨率
颜色深度（一个像素由多少位组成）
刷新率
图像存储容量（大小）＝分辨率×位数（颜色深度）/8（B）
