导图社区 第一章，信息技术与计算机文化-iOS1
信息可以消除不确定性，是自然界、人类社会和人类思维中普遍存在的一切物质和事物的属性，欢迎查看。
信息技术指人类获取、存储、传递、处理、开发和利用信息资源的相关技术。 传感技术、计算机技术、通信技术、网络技术是主导技术，欢迎一起来看更多计算机知识。
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信息与信息技术
信息可以消除不确定性，是自然界、人类社会和人类思维中普遍存在的一切物质和事物的属性
关系：信息需要通过数据表现出来，数据是信息的具体表现形式，或者说数据是信息的载体，信息是对数据加工得到的结果 数据是信息的具体表现形式
信息技术指人类获取、存储、传递、处理、开发和利用信息资源的相关技术。 传感技术、计算机技术、通信技术、网络技术是主导技术
信息高速公路是指高速度、大容量、多媒体的信息传输网络
计算机文化最早出现在20世纪80年代初，在瑞士洛桑召开的第三届世界计算机教育大会上 所谓的计算机文化是以计算机为核心，集网络文化，信息文化，多媒体文化于一体，
计算机文化的基本属性
广泛性
传递性
教育性
深刻性
计算机的起源
计算机是一种具有计算功能，记忆功能，逻辑判断功能的机器设备
1854年，英国数学家布尔提出了符号逻辑思想
19世纪，英国数学家巴贝奇最先提出通用数学计算机的基本设计思想，被称为“计算机之父”
第一台真正意义上的电子计算机ENIAC 1946年2月在美国宾夕法尼亚大学 电子管，十进制，没有采用存储程序控制原理
第一台投入运行的具有存储程序控制的计算机是英国人设计并制造的EDSAC
计算机的发展
第一代（1946～1956）电子管，机器语言和汇编语言。 科学计算
第二代（1956～1964）晶体管，高级程序设计语言。 科学计算和数据处理
第三代（1964～1971）集成电路，操作系统会话式语言。 广泛应用到各个领域
第四代（1971～大规模或超大规模集成电路，面向对象的高级语言。 微机进入普通家庭，开启网络时代
计算机的发展趋势
巨型化（科技发展）
微型化（应用）
网络化（共享）
智能化
计算机在中国的发展
1956年开始研制计算机
1958年研制出第一台电子管计算机
1964年研制出晶体管计算机
1971年研制出集成电路计算机
1983年研制出每秒运算1亿次的“银河1”巨型机
2013年11月，“天河二号”大型计算机全球最快
2016年6月，中国自主芯片制造的“神威•太湖之光”登上榜首
计算机的特点和分类
计算机的特点
运算速度快
计算精度高
存储容量大
通用性强
工作自动化
具有逻辑判断能力
计算机的分类
用途划分
专用机，通用机
规模划分
巨型机，大型机，小型机，微型机，工作站
处理对象划分
模拟计算机，数字计算机，混合计算机
计算机的应用领域
科学计算
信息管理
过程控制（实时控制）
计算机辅助工作
CAD 计算机辅助设计
CAI 计算机辅助教学
CAT 计算机辅助测试
CAM计算机辅助制造
CAE计算机辅助工程
CIMS 计算机集成制造
CBE 计算机辅助教育
多媒体应用系统
人工智能
计算机网络与通讯
嵌入式系统
常见的数制
数制的相关概念
数制：用进位的原则进行计数称为计数制，简称数制
数码：一组用来表示某种数制的符号，如1，2，3A，B，C，等
基数：数值所使用的数码个数。R进制，基数是R。如，二进制数码是0，1，基数是2。
位权：数码在不同位置上的权值。位权是基数的N次幂
常见的几种进位计数制
二进制
表示字母B
数码0，1
基数2
位权2的i次幂
运算法则：逢二进一，借一当二
八进制
表示字母O
数码：0，1，2，3，…6，7
基数：8
位权：8的i次幂
运算规则：逢八进一，借一当八
十进制
表示字母D
数码：0，1，2，…8，9
基数：10
位权：10的i次幂
运算规则：逢十进一，借一当十
十六进制
表示字母：H
数码：0，1，2，3…9，A，B，C，D，E，F
基数：16
位权：16的i次幂
运算规则：逢十六进一，借一当十六
二进制的优点
技术上容易实现，物理上最易实现存储
运算规则简单
可靠性高
数值的转换
二进制数的算术与逻辑运算
或运算
全0则为0，其余全为1（见1置1）
与运算
全1则为1，其余全为0（见0置0）
非运算
将原逻辑值求反
异或运算
相同则为0，不同则为1
计算机中数据的单位
位
简写“b”，也叫比特，是存储数据的最小单位。一个0或一个1即为一个二进制
字节
Byte简写为B，是存储信息的基本单位。规定1个字节由8位组成，即1B=8bit
存储单元B，KB，MB，GB，TB 1KB=1024B
字
计算机进行数据处理时，一次存取、加工和传送的数据称为字。 一个字通常由一个或多个字节构成
字长是计算一次所能处理的实际位数长度，字长是衡量计算性能的一个重要指标
数值的表示
通常规定一个数的最高位作为符号位，0表示正，1表示负
习惯上用二进制编码来表示十进制数，这种编码方法简称BCD码，（也叫8421码）
文字信息的表示
字符编码- ASCII码
目前采用的字符编码主要是ASCII码（西文机内码）全称为美国标准信息交换码
标准的ASCII码占用7位。用一个字节（8位）表示一个字符，最高位是0
7位ASCII码称为标准ASCII码，8位ASCII码称为扩展ASCII码
任何一个小写字母的ASCII码均比他所对的大写字母的ASCII码大20H（十进制32D）
一般来说，ASCII码值大小排序：空格<数字符号<大写字母<小写字母
中文字符编码
汉字输入码
将汉字通过键盘输入到计算机采用的代码称为汉字输入码，也称为汉字外部码（外码）
汉字输入码的编码原则应该易于接受，学习，记忆和掌握，重码少，码长尽可能短。
流水码
国标吗，区位码（无重码）
音码
智能ABC，搜狗拼音，微软拼音（重码较多，输入较慢）
形码
五笔字型（有重码，但较少，输入速度快，但是较难记忆）
音形结合码
汉字交换码 （国标码）
汉字进行传递和交换时使用的编码
用连续两个字节表示一个汉字，分别称高字节和低字节，每个字节只使用7位，最高位都是0
1980年我国颁布了第一个汉字编码字符集标准，GB-2312-80，全称《信息交换用汉字编码字符集基本集》，称为国标码，收录了6763个汉字，以及682个字符，共计7445个字符
GBK18030是在GB2312-80基础上进行了扩展，收录了27484个汉字，称为正式的国家标准
汉字机内码
在计算机内部汉字信息进行存储，传递和运算时所使用的统一机内编码，又称为内码
国标码GB2312不能直接应用于计算机，因为他没有考虑ASCII码的冲突
将国标码的两个字节的最高位修改为1，此时得到的编码称为机内码。机内码与国标码的对应关系：机内码=国标码+8080H
字形码
是用来将汉字显示到屏幕上或者打印在纸上所需要的图形数据。字形码记录汉字外形，是汉字的输出形式。有两种方式：点阵法、矢量码
1个16*16点阵的字形码，需要占用的存储空间为32个字节，（16*16/8=32B）
矢量码：用一组数学矢量来记录汉字的外形轮廓。 优点字体可以任意缩放和变形
计算机工作原理
完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分组成，并按照“存储程序”的方式工作。
指令
是让计算机完成某种操作发出的指令。 它是由操作码、地址码两部分组成的一串二进制数码。
操作码规定了操作的类型，即进行什么样的操作 地址码规定了要操作的数据存放在什么地址中，以及操作结果存放到哪个地址中去
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），其基本思想是存储程序和程序控制
计算机的工作过程
取指令
分析指令
执行指令
上述步骤完成后，指令计数器加1，为执行下一条指令做好准备
计算机硬件系统
硬件是计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的各种计算机部件和设备。这些部件和设备依据计算机系统结构的要求，构成一个有机整体，称为计算机硬件系统。未配置任何软件的计算机叫做“裸机”
冯诺依曼提出的“存储程序”工作原理决定了计算机硬件系统由五个基本部分组成，即运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备
运算器
运算器是计算机中执行数据处理指令的器件
负责对信息进行加工和运算，它的速度决定了计算机的运算速度
运算器能对二进制编码进行算术运算、逻辑运算。
运算器由算数逻辑运算单元（ALU）、寄存器等组成。其中，ALU是运算器中的核心部件
控制器
控制器是整个计算机系统的“指挥中枢”
用于控制和指挥计算机各个部件进行自动地、连续地、协调的执行一条条的指令，从而完成任务
由三大部分组成：指令部件（PC程序计数器）、时序部件和操作控制部件
控制器从内存储器中顺序取出指令，并对指令代码进行翻译，然后向各个部件发出相应的命令，完成指令规定的操作
存储器
存储器用来存储程序和数据，是计算机中具备“记忆”功能的设备
存储器的分类及特点
内存 （主存储器）
随机存储器（RAM）
既能读出又能写
断电易丢失
容量大
只读存储器（ROM）
只能读不能写
断电不丢失
不能改写，容量少
高速缓冲存储器（Cache）
即能读又能写
断电丢失
价格昂贵，成本高
外存 （辅助存储器）
软盘、硬盘、光盘、闪存、磁带…
断电不丢
容量大，价格便宜
慢
CPU可以直接访问的存储器是内存储器，外存储器中的数据必须被调入内存中才能被CPU所执行
通常说的内存容量指RAM的容量
各主要存储设备读写速度比较 高速缓存>内存>硬盘>U盘>光盘>软盘
硬盘属于外存，属于外部设备
同等价格外存容量比内存大
内存的结构
数据存储到存储器中，就要知道占用了多少空间（几个存储单元）、存在了哪里（存储单元地址）。
输入设备
功能：将原始数据和处理这些数据的程序转换为计算机可以识别的二进制代码，并通过输入接口输入到计算机的存储器
常见的输入设备： 键盘、鼠标、光电笔、扫描仪、数码相机、摄像头A/D转换器等
输出设备
输出设备是指从计算机中输出信息的设备，
功能：将计算机处理的数据转换成用户识别的形式并输出
常见的输出设备： 显示器、打印机、绘图仪、音响
磁盘驱动器和磁带机既能看做输入设备，又能看作输出设备
主机和外设
CPU和内存构成主机，其他部分（包括外存储器，输入设备和输出设备）合称为外部设备，简称外设
输入设备和输出设备合称为I/O设备
计算机软件系统
输入计算机的信息一般有两类：数据和程序。 计算机是通过执行程序所规定的各种指令来处理各种数据的
软件是指使计算机运行所需的程序、
程序设计语言
微型计算机常见的硬件设备
计算思维
主题
通常人们把控制器和运算器合称为中央处理单元，简称为CPU。 CPU是整个计算机的核心部件
