第1章信息技術(shù)概述本章教學(xué)目標(biāo)

知道信息技術(shù)及其發(fā)展。

初步理解馮·諾依曼計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)思想。

理解計(jì)算機(jī)的硬件組成。

理解二進(jìn)制數(shù)和信息編碼。

理解計(jì)算機(jī)軟件的分類。

知道軟件著作權(quán)保護(hù)及共享軟件相關(guān)概念。1.1.1信息技術(shù)及其發(fā)展

信息的定義與特征信息技術(shù)的關(guān)鍵階段：

古代（文字、書信）近代（電報(bào)、ENIAC）現(xiàn)代（網(wǎng)絡(luò)、光纖、衛(wèi)星）核心技術(shù)：通信、計(jì)算機(jī)、控制（3C）1.1信息技術(shù)

信息同數(shù)據(jù)、知識(shí)、消息、信號(hào)的關(guān)系①數(shù)據(jù)是反映客觀事物屬性的原始事實(shí)；信息是由原始數(shù)據(jù)經(jīng)過處理加工，按特定的方式組織起來(lái)，對(duì)人們有價(jià)值的數(shù)據(jù)集合。信息通過具體的數(shù)據(jù)形式被存儲(chǔ)和傳輸，因此數(shù)據(jù)可看作信息的載體。②知識(shí)是經(jīng)過加工并經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的條理化信息，信息是知識(shí)的基礎(chǔ)，但并非所有的信息都是知識(shí)。③消息是信息的外表，信息是消息的內(nèi)涵。④信號(hào)是信息的載體，信息是信號(hào)所載荷的內(nèi)容。1.1.2計(jì)算機(jī)的發(fā)展

四代計(jì)算機(jī)劃分：電子管→晶體管→集成電路→超大規(guī)模集成電路摩爾定律與集成度未來(lái)發(fā)展方向：

碳基芯片光計(jì)算機(jī)量子計(jì)算機(jī)生物化學(xué)計(jì)算機(jī)1.1.3云計(jì)算定義與核心理念特征：共享資源、虛擬化、彈性伸縮服務(wù)模式：IaaS、PaaS、SaaS1.2計(jì)算機(jī)硬件組成馮·諾依曼結(jié)構(gòu)五大部件CPU功能與組成（運(yùn)算器、控制器）存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)（Cache→內(nèi)存→外存）總線與接口類型（USB、HDMI等）1.3數(shù)字和編碼二進(jìn)制與十六進(jìn)制、八進(jìn)制的轉(zhuǎn)換十進(jìn)制數(shù)（D）二進(jìn)制數(shù)（B）十六進(jìn)制數(shù)（H）十進(jìn)制數(shù)（D）二進(jìn)制數(shù)（B）十六進(jìn)制數(shù)（H）0008100081119100192102101010A3113111011B41004121100C51015131101D61106141110E71117151111F1.3數(shù)字和編碼二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換n進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)一個(gè)具有i+1位整數(shù)和j位小數(shù)的n進(jìn)制數(shù)A，可表示如下十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為n進(jìn)制數(shù)整數(shù)轉(zhuǎn)換方法為除制（n）取余，小數(shù)轉(zhuǎn)換方法為乘制（n）取整1.3數(shù)字和編碼負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼表示反碼中，除了符號(hào)位，其他各位均按位取反。補(bǔ)碼是反碼末位加1【例】

在一個(gè)8位的二進(jìn)制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制數(shù)減法65-15。①十進(jìn)制數(shù)65的8位原碼為01000001（正數(shù)沒有反碼、補(bǔ)碼）；②十進(jìn)制數(shù)-15的8位原碼為10001111，反碼為11110000，補(bǔ)碼為11110001；

③

執(zhí)行加法A+(-B)，即01000001+11110001，結(jié)果為100110010，最左邊的1是符號(hào)位參與運(yùn)算后的進(jìn)位，由于結(jié)果已超過8位，這個(gè)進(jìn)位被丟棄（溢出），因此有效結(jié)果為00110010，此時(shí)符號(hào)位為0，表示正數(shù)，即十進(jìn)制數(shù)50。1.3數(shù)字和編碼ASCII碼D6D5D4D3D2D1D00000010100111001011101110000NULDLESP0@P`p0001SOHDC1！1AQaq0010STXDC2″2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB′7GWgw1000BSCAN（8HXhx1001HTEM）9IYIy1010LFSUB*：JZjz1011VTESC+；K［k{1100FFFS，<

L\l|1101CRGS-=M］m}1110SORS.>

N^n～1111SIUS/？O_oDELASCII碼，即美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（AmericanStandardCodeforInformationInterchange），由7位二進(jìn)制數(shù)組成的編碼，用十六進(jìn)制編碼更能呈現(xiàn)其規(guī)律性字母A,B,C,D,…的十六進(jìn)制編碼分別為41H,42H,43H,44H,…1.3數(shù)字和編碼漢字編碼（國(guó)標(biāo)碼、內(nèi)碼）國(guó)標(biāo)碼為了預(yù)留擴(kuò)展空間，以2020H為編碼起點(diǎn)，將區(qū)位碼偏移映射到國(guó)標(biāo)碼空間為了區(qū)別漢字字符與西文字符，將表示一個(gè)漢字的2字節(jié)最高位均置為1，即將國(guó)標(biāo)碼每字節(jié)的最高位均置為1，作為漢字機(jī)內(nèi)碼，也就是說，將十六進(jìn)制國(guó)標(biāo)碼加8080H即為內(nèi)碼1.3數(shù)字和編碼字模點(diǎn)陣存儲(chǔ)（示例：16×16點(diǎn)陣占32字節(jié)）16×16點(diǎn)陣，每個(gè)漢字要占用16×16/8=32B24×24點(diǎn)陣，每個(gè)漢字要占用24×24/8=72B1.4計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)軟件：

操作系統(tǒng)（Windows、Linux、macOS）操作系統(tǒng)（OperatingSystem，OS）是最貼近硬件的軟件層，是直接運(yùn)行在“裸機(jī)”上的最基本的系統(tǒng)軟件，用于控制和管理系統(tǒng)資源，方便用戶使用計(jì)算機(jī)的程序集合。其基本功能有兩個(gè)：一是管理和調(diào)度計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源，二是為用戶提供友好界面和良好服務(wù)。其他軟件必須在操作系統(tǒng)的支持下才能運(yùn)行語(yǔ)言機(jī)器語(yǔ)言能被計(jì)算機(jī)直接理解和執(zhí)行的指令稱為機(jī)器指令匯編語(yǔ)言低級(jí)語(yǔ)言，用助記符來(lái)表示的符號(hào)語(yǔ)言。隨CPU的指令集而異，兼容性和通用性較差高級(jí)語(yǔ)言接近人類自然語(yǔ)言和數(shù)學(xué)表達(dá)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言解釋執(zhí)行和編譯執(zhí)行1.4計(jì)算機(jī)軟件軟件著作權(quán)與開源協(xié)議按商業(yè)利益模式，分為免費(fèi)軟件（Freeware）、共享軟件（Shareware）和付費(fèi)軟件（PaidApps）按源代碼知識(shí)產(chǎn)權(quán)模式，分為非開源軟件（Non-OpenSour