第1章信息與計算第1章

信息與計算信息社會與計算工具01信息的表示02信息處理過程03科學思維04本講提綱新一代信息處理技術(shù)05國產(chǎn)信創(chuàng)的發(fā)展06什么是信息對信息的理解信息（Information）：是對社會、自然界的各種事物本質(zhì)及其運動規(guī)律的描述；通常指音訊、消息、通訊系統(tǒng)傳輸和處理的對象；泛指人類社會傳播的一切內(nèi)容。所有圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

信息是用來消除隨機不定性的東西。香農(nóng)（C.E.Shannon）什么是計算對計算的理解計算：數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則進行運算、轉(zhuǎn)換、

推演，從而得到結(jié)果的過程。所有圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

知識標題信息處理與計算思維思維方法:

借助計算機及其網(wǎng)絡工具特性解決實際問題；按照“計算機的思維方式”進行問題分析和求解。符號化：用計算機能夠理解的符號描述現(xiàn)實世界。

信息

數(shù)據(jù)規(guī)則化：用特定的符號清晰準確地描述事物的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律。

規(guī)則

程序自動化：由程序指令控制計算機的操作。

取指令

執(zhí)行指令我們所使用的工具影響著我們的思維方式和思維習慣，從而也深刻影響著我們的思維能力。

艾茲格·迪科斯徹

信息技術(shù)與信息素養(yǎng)信息技術(shù)（InformationTechnology）用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)的總稱。主要是應用計算機科學和通信技術(shù)來設計、開發(fā)、安裝和實施信息系統(tǒng)及應用軟件。IT

ICT(InformationCommunicationsTechnology):

傳感技術(shù)、計算機與智能技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)信息素養(yǎng)(InformationLiteracy)是指人們能夠適時獲取信息，對信息進行評價和判斷，并有效利用信息的能力.

計算思維應用計算機解決問題熟練操作計算機微電子通信計算機遠古時代的計算工具遠古人類群居分配勞動成果

小規(guī)模商品交易計算需求與計算工具所有圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

古代的計算工具小規(guī)模商品交易作坊工藝和商貿(mào)需求計算需求與計算工具所有圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

近代的計算工具天文演算航海工程制造經(jīng)濟、商貿(mào)計算需求與計算工具所有圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

機械計算機工業(yè)化生產(chǎn)發(fā)明創(chuàng)造經(jīng)濟、國際貿(mào)易計算需求與計算工具所有圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

電控計算機電氣工業(yè)化生產(chǎn)科學計算軍工、戰(zhàn)爭計算需求與計算工具所有圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

電子計算機自動化生產(chǎn)航空、航天、海洋核武器、戰(zhàn)爭國家安全計算需求與計算工具所有圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

今天的計算機信息社會各領域的計算需求計算科學國家發(fā)展戰(zhàn)略計算需求與計算工具所有圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

小結(jié)與思考思維訓練

計算工具和計算技術(shù)的發(fā)展歷程給我們帶來了什么啟示？請從社會發(fā)展需要、計算工具的核心部件、實物抽象化、數(shù)據(jù)和運算符號化、運算規(guī)則化等方面展開討論，并總結(jié)出計算工具的基本功能，計算的本質(zhì)。1.2信息的表示信息的表示將各種信息進行編碼，轉(zhuǎn)化為計算機能接受和處理的數(shù)據(jù)。英文：China0100001101101000011010010110111001100001漢字：中國11010110110100001011100111111010數(shù)值：-37811111111111111111111111010000110音樂：11000001010010100110101101001010…………01100001圖像：100101011100101001001001…………0110101001101000視頻：01000101001010111110100101001110…………01001100編碼1.2信息的表示

在計算機內(nèi)部，數(shù)據(jù)的存儲和處理都是采用二進制數(shù)，主要原因是：

（1）二進制數(shù)在物理上最容易實現(xiàn)。

（2）二進制數(shù)的運算規(guī)則簡單，這將使計算機的硬件結(jié)構(gòu)大大簡化。

（3）二進制數(shù)的兩個數(shù)字符號“1”和“0”正好與邏輯命題的兩個值“真”和“假”相對應，為計算機實現(xiàn)邏輯運算提供了便利的條件。

計算機為何使用二進制?數(shù)制二進制數(shù)數(shù)碼：0、1…、9、A、B、C、D、E、F；基數(shù)：16；位權(quán)：16i

例如：5B.2F(H)=5×161+11×160+2×16-1+15×16-2

≈91.18359(D)數(shù)碼：0、1；基數(shù)：2；位權(quán)：2i位權(quán)：…168421.0.50.250.1250.0625…例如：1011.01(B)=23+21+20+2-2=11.25(D)十六進制數(shù)加法運算二進制數(shù)算術(shù)運算乘法運算[X-Y]補=[X]補+[-Y]補減法轉(zhuǎn)化為加法運算

加法運算0＋0=0

1＋0=0＋1=1

1＋1=10

乘法運算0×0=01×0=0×1=01×1=1整數(shù)左移1位相當于乘2，右移1位相當于除以2乘除法可以轉(zhuǎn)化為移位運算和加法運算基本邏輯運算0–“假”1–“真”與（乘法）、或（加法）、非（取反）二進制數(shù)邏輯運算復雜邏輯運算數(shù)字邏輯運算電子元件邏輯電路“或”運算∨

“與”運算∧“非”運算～0∨0=00∧

0=0～0=10∨1=10∧

1=0～1=01∨0=11∧

0=01∨1=11∧

1=1二進制運算的物理實現(xiàn)計算機使用二進制數(shù)兩種穩(wěn)定狀態(tài)的元件計算機基本元件由邏輯電路構(gòu)成二進制數(shù)的位權(quán)常用二進制位權(quán)24=1628=256210=1024216=65536左移一位乘以2右移一位除以2十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)乘除法轉(zhuǎn)換整數(shù)部分除2取余數(shù)倒著寫，小數(shù)部分乘2取整數(shù)順著寫；75.453(D)≈1001011.0111001(B)十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)減權(quán)法轉(zhuǎn)換75.453(D)≈1001011.0111001(B)從最高權(quán)位開始逐位減權(quán)，夠減的位為1，不夠減的位為075.453-64=11.453……111.453–32……011.453–16……011.453–8=3.453……13.453-4……03.453-2=1.453……11.453-1=0.453……10.453-0.5……00.453-0.25=0.203……1………………26=642-2=0.2528=2562-4=0.0625210=1024216=65536二進制變十進制將值為1的位權(quán)相加即得到十進制值。二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)10110101.101（B）

181.625（D）=27+25+24+22+20+2-1+2-3=128+32+16+4+1+0.5+0.125=181.625（D）二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)75.453(D)≈1001011.011100111(B)=4B.73(H)

=0X4B.37=113.347(O)=0113.347從小數(shù)點位置開始向兩端分組，4位數(shù)一組，位數(shù)不夠補0，寫出對應數(shù)碼。十六進制4位1組八進制3位1組二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)75.453(D)≈1001011.011100111(B)=4B.73(H)

=0X4B.37=113.347(O)=0113.347從小數(shù)點位置開始向兩端分組，4位數(shù)一組，位數(shù)不夠補0，寫出對應數(shù)碼。十六進制4位1組八進制3位1組計算器的程序員模式打開計算器

設置程序員模式（查看菜單選擇“程序員”）

選擇編碼長度（字節(jié)、字、雙字）設置數(shù)制輸入數(shù)值選擇轉(zhuǎn)換后的數(shù)制使用計算器機器數(shù)與編碼機器數(shù)最高位（左端）為符號位：0--正數(shù)，1--負數(shù)；其他位為數(shù)值部分，保存該數(shù)絕對值的二進制數(shù)特點：符號數(shù)字化；數(shù)值范圍受系統(tǒng)的限制原碼：最高位為符號位，數(shù)值部分的絕對值保持與其實際二進制值相同。正數(shù)的反碼、補碼都與原碼相同反碼：負數(shù)的反碼數(shù)值部分是將其原碼數(shù)值部分按位取反（0變1，1變0）補碼：負數(shù)的補碼是將其對應的反碼加1-20:1

0010100(1字節(jié))

1

000000000010100(2字節(jié))數(shù)值編碼-168(D)=-10101000(B)1000000010101000（原碼）1111111101010111（反碼）1111111101011000（補碼）0000000010101000（移碼）整數(shù)的補碼補碼的特性：整數(shù)通常采用補碼編碼補碼的零是唯一的（各位全部是0）；減法可以轉(zhuǎn)化為補碼的加法實現(xiàn)：[X+Y]補＝[X]補+[Y]補；[X-Y]補＝[X]補+[-Y]補加法器：＋、－乘法器，或移位、加法器：×、÷運算：示例：（1字節(jié)補碼）

15+98

=113

00001111+01100010

01110001數(shù)據(jù)范圍與溢出機器數(shù)的編碼長度：以約定的編碼長度（二進制位數(shù)）來保存整數(shù)16位系統(tǒng)：2字節(jié)保存1個整數(shù)；32位系統(tǒng)：4字節(jié)保存1個整數(shù)數(shù)據(jù)范圍：n位長度無符號整數(shù)：[0，2n-1]。2字節(jié)無符號整數(shù)：[0，65535]有符號整數(shù)：[-2n-1

，2n-1-1]。2字節(jié)有符號整數(shù)：[-32768，32767]數(shù)據(jù)溢出：

運算結(jié)果超出數(shù)據(jù)范圍會導致溢出，系統(tǒng)需要作相應處理。如1字節(jié)有符號整數(shù)-25-118

-25-118

=-143（溢出）

11100111+10001010

1

01110001（+113）二進制數(shù)：（用計算器完成轉(zhuǎn)換）-0.00153

233=-1.56672223

≈-13142599

=-1.10010001000101001000111223-0.00153≈

-1.10010001000101001000111

2-10科學計數(shù)法科學計數(shù)法：絕對值大于10的實數(shù)記為±M×10±n符號：正數(shù)0；負數(shù)1尾數(shù)：M

絕對值[1,2)階符：正數(shù)右移小數(shù)點；負數(shù)左移小數(shù)點階：小數(shù)點移動位數(shù)例如：-1.53

10-3

-0.00153

(D)

-1.010110

24-10101.10(B)浮點數(shù)編碼標準IEEE754浮點數(shù)格式：IEEE754給出了單精度（32位）和雙精度（64位）浮點數(shù)的定義，由符號S、階碼E、尾數(shù)M三個部分組成。

符號S：0為正1為負；階碼E：非標準移碼；尾數(shù)M：原碼（規(guī)格化）。S

E

M1

8

23

31302322

0單精度浮點數(shù)（4字節(jié)）：符號S占1位，正數(shù)為0，負數(shù)為1階碼E占8位，>127為正，<127為負尾數(shù)M占23位，精度達到223示例：-0.35671-0.35671225

≈-11969201

=

-1.01101101010001010110001

223-0.35671≈-1.01101101010001010110001

2-2S=1,E=127-2=01111101,M=

01101101010001010110001

10111110101101101010001010110001=BEB6A2B1字符集與編碼：規(guī)定的文字符號集合及編碼方案國標GB2312-80：由6763個常用簡體漢字和682個全角的非漢字字符（字母、數(shù)字、標點符號、圖形）組成，通用于中國大陸和新加坡等地區(qū)。（1981）大五碼Big-5：收入13060個繁體漢字，808個符號，用于港臺等地區(qū)。漢字內(nèi)碼擴展規(guī)范GBK：收入21003個漢字，882個符號。囊括中日韓（CJK）統(tǒng)一漢字20902個、擴展A集（CJKExt-A）

中的漢字52個。兼容GB2312-80標準，包含Big-5的繁體字，但是不兼容Big-5字符集編碼。（1995）Unicode字符集和UTF-8：UTF-8是針對Unicode字符集的可變長度字符編碼，使用1~4個字節(jié)表示一個符號。ASCII字符一個字節(jié)的編碼，中文字符占3個字節(jié)。ASCII碼：西文1字節(jié)編碼128個字符，含32個控制字符和96個可打印字符。（1963）字符集與編碼小數(shù)范圍和精度數(shù)值范圍：階碼E長度確定小數(shù)范圍單精度（32位）：8位E

，M*2-127M*21273.4

10-38～3.4

1038雙精度（64位）：11位E，M*2-1023-M*21023數(shù)值精度：尾數(shù)M長度確定小數(shù)精度單精度（32位）：23位M，223

≈8.3

107,7位有效數(shù)字雙精度（64位）：52位M，252

≈4.5

1015,15位有效數(shù)字ASCII碼ASCII碼:（美國信息交換標準代碼國際標準ISO/IEC646）1字節(jié)編碼，占低7位（27=128），最高位平時不用（一般為0），僅在數(shù)據(jù)通信時用作奇偶校驗位。ASCII碼值范圍：0～127。ASCII碼構(gòu)成:（關(guān)鍵字符）33個控制字符：第0～31號以及第127號

通訊專用字符：

控制符：回車13、換行10、空格32、刪除12795個可打印字符：

數(shù)字0～9：48～57

大寫英文字母：65～90；小寫英文字母：

97～122

標點符號、運算符號：ASCII碼控制字符設備狀態(tài)控制：ASCII碼值131之間詢問：055應答：066響鈴：077不應答：1521常用控制字符：退格：08

8水平制表：099換行：0A

10換頁：0C

12回車：0D

13空格：20

32刪除：7F

127

010000010x41,41HASCII碼英文字母字母A—Z：大寫字母：

（ASCII值為65—90）規(guī)律：順序排列；’D’+3=‘G’，‘Y’-5=‘T’小寫字符：

（ASCII值為97—122）規(guī)律：順序排列；’b’+3=‘e’，‘w’-5=‘r’大小寫字母轉(zhuǎn)換：相差32

’b’-32=‘B’，

’F’+32=‘F’加密解密：與密鑰做加減運算’F’+39=‘m’1.自動識別文章中的字母、單詞、語句、段落2.自動將語句中首字母變?yōu)榇髮?.自動收集文章中的手機號、郵箱等ASCII碼數(shù)字字符數(shù)字0—9

：（ASCII值為48—57）規(guī)律：順序排列，’2’+5=‘7’，‘9’-4=‘5’字符與數(shù)值轉(zhuǎn)換：’6’-48=6，’8’-’0’=8身份證號A的性別、年齡、生肖、星座？“6”6，偶數(shù)，美女“1997”1997,2016-1997=19歲

1997

屬相牛

“0619”6月19日，雙子座漢字編碼區(qū)位碼與國標碼：將GB2312字符集布置在94×96矩陣，行（區(qū)）列（位）號為01～94，每個字符的位置通過區(qū)號+位號可以唯一確定，這組4位十進制數(shù)稱為該漢字的區(qū)位碼ASCII中0

～31號編碼為控制字符，為避免沖突，將區(qū)號和位號分別轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)+20H，得到的編碼稱為國標碼，用于漢字交換。

位號區(qū)號0102…07(00000111)…9401

02

…

49(00110001)

學

…

94

機內(nèi)碼：為避免將一個漢字的2字節(jié)編碼當做2個ASCII字符，需要將國標碼各字節(jié)最高位置1，即分別加80H。“學”區(qū)位碼：4907，→3107H國標碼：5127(31H+20H=51，07H+20H=27H)

機內(nèi)碼：D1A7(51H+80H=D1，27H+80H=A7H)區(qū)位0011000100000111+20

100000

100000國標0101000100100111+801000000010000000機內(nèi)1101000110100111字符‘1’控制符“響鈴”？字符‘Q’字符‘？外碼和字形碼輸入碼：輸入漢字方便漢字的輸入而制定的編碼。常見的輸入法有流水碼（區(qū)位碼）、拼音碼（簡拼、雙拼）、字形碼（五筆、鄭碼）、音形碼（自然碼、智能ABC）。點陣（.fon）：把漢字按圖形符號設計成點陣圖16×16點陣、24×24點陣、48×48點陣矢量（.ttf，.otf）：用貝塞爾曲線描述字型的輪廓特征,繪圖指令和數(shù)學公式進行繪制

PostScriptType1、TrueType、OpenType字庫：全部漢字字形碼的集合。硬字庫、軟字庫字型碼和字庫：字模，點陣和矢量全角和半角字符半角字符：全角字符：英文鍵盤輸入的字符，保存的是1個字節(jié)的ASCII碼，即ASCII符集中的字母、數(shù)字、標點符號、運算符等，顯示在屏幕上占半個漢字位置。系統(tǒng)命令及參數(shù)程序中的語句、命令漢字庫中包含的字母、數(shù)字、標點符號、運算符等可打印字符，保存的是漢字機內(nèi)碼，顯示在屏幕上占1個漢字位置。僅作為文字符號看待，不可用作系統(tǒng)命令、參數(shù)以及程序語句命令。半角：AC1,2"全角：ＡＣ１，２”4143312C3222A3C1A3C3A3B1A3ACA3B2A1B1顯示對比編碼對比（16制）數(shù)值與字符數(shù)值：（數(shù)值數(shù)據(jù)）字符：（非數(shù)值數(shù)據(jù)）整數(shù)：固定長度的補碼，如126（00

7D）、

-3（FF

FD

）實數(shù)：單精度浮點數(shù)（32位），如-1.3（6666A6BF）

雙精度浮點數(shù)（64位），如8.12（40203D70A3D70A3D）

當作符號看待，包括了各種控制符號、字母、數(shù)字符號、標點符號、運算符、圖形符號、漢字等。數(shù)字字符：如

126（31

32

36）、-3（2D

33）、8.12（382E3132）電話號碼3133383838363836383339）車牌號：云A188QE（D4C6413138385145）多媒體信息表現(xiàn)形式多媒體信息：通常包括文本、聲音、圖形、圖像、動畫、視頻等多種媒體形式。聲音（sound）：圖形（Graphic）：圖像（Image）：動畫（Animation）：視頻（Video）：多媒體信息數(shù)字化：通過采樣、量化、編碼等方法將連續(xù)的信號轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字序列。聲音的表示聲音數(shù)據(jù)：通過時間上的離散化（采樣）和振幅上的離散化（量化），就可以將連續(xù)的聲音用二進制的位序編碼表示出來圖形圖像的表示圖形數(shù)據(jù)：由點、線、多邊形、圓和弧線等元素構(gòu)成的矢量圖(Vector)可通過數(shù)學公式來描述圖像數(shù)據(jù)：彩色照片一般使用位圖（Bitmap）來表示，按行列順序?qū)⒏飨袼氐念伾礡GB用二進制編碼小結(jié)與思考思維訓練在信息的表示這一部分，我們學習了數(shù)制與編碼、數(shù)值數(shù)據(jù)的表示、字符數(shù)據(jù)的表示以及多媒體信息的表示?，F(xiàn)在，讓我們進一步思考這些概念如何應用在實際問題中：

信息安全與編碼：在信息的表示和傳輸過程中，信息安全是一個重要議題。思考一下，如何通過加密技術(shù)保護字符數(shù)據(jù)和多媒體數(shù)據(jù)的安全性？加密技術(shù)在不同數(shù)據(jù)類型上的應用有何不同？

信息表示的未來趨勢：隨著技術(shù)的發(fā)展，信息的表示方式也在不斷進步。例如，隨著虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，我們可能需要新的信息表示方法來支持這些新技術(shù)。思考一下，未來的信息表示可能會有哪些新的趨勢？這些趨勢將如何影響我們處理和理解信息的方式？用計算機解決各領域問題計算機解決的實際問題羅伯特·威爾遜計算模型“四色猜想”證明1976年，美國數(shù)學家阿佩爾與哈肯在美國伊利諾斯大學的兩臺不同的電子計算機上，用了1200個小時，作了100億次判斷，終于完成了四色定理的證明?？茖W方法：理論研究、系統(tǒng)實驗、計算和模擬所有圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

什么是科學計算

科學計算是指利用計算機模擬、預測和發(fā)現(xiàn)客觀世界運動規(guī)律和演化特征的全過程。

用數(shù)值計算的方法解決社會、科學和工程中的問題?？茖W計算所有圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

科學計算的優(yōu)勢1.無損傷：不會對環(huán)境等產(chǎn)生大的影響。

能夠承擔真實實驗不能完成的事科學計算所有圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

科學計算的優(yōu)勢2.全過程、全時空模擬：獲得的系統(tǒng)發(fā)展和演化的全部信息

科學計算所有圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

科學計算的優(yōu)勢3.低成本、短周期地反復實驗：相對低的成本和較短的周期多次重復實驗，獲得各種條件下研究對象的全面、系統(tǒng)的信息。

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計算機、計算與學科領域融合計算物理計算化學計算生物學計算工程學計算經(jīng)濟學計算社會學……….所有圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

計算科學與其他學科融合周以真的定義

計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統(tǒng)設計、以及人類行為理解等一系列思維活動。

計算思維是一種解決問題的思維過程，能夠清晰、抽象地將問題和解決方案用信息處理代理（機器或人）所能有效執(zhí)行的方式表述出來。計算思維概念所有圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

英國皇家科學院的定義

計算思維是識別我們周圍世界中有哪些方面具有可計算性，并運用計算機科學領域的工具和技術(shù)來理解和解釋自然系統(tǒng)、人工系統(tǒng)進程的過程。

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本質(zhì)特征：抽象計算思維的本質(zhì)是抽象不同層次的抽象計算思維的本質(zhì)特征具體問題子問題集分解、簡化對象集、算法對象抽象屬性、方法算法抽象調(diào)試、執(zhí)行所有圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

計算思維的作用加深人們對計算本質(zhì)以及計算機求解問題的理解培養(yǎng)跨學科、綜合應用學科知識解決問題的能力提高創(chuàng)新能力計算思維教育學習計算機基礎課程將計算思維融合到其他專業(yè)課程的學習中長期堅持用計算思維方式解決問題計算思維能力培養(yǎng)圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

1.5新一代信息處理技術(shù)信息處理過程及應用層面的技術(shù)融合物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能是新一代信息處理技術(shù)的代表。它們相對獨立各成系統(tǒng)，又能相互支撐和融合，構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)感知云計算承載大數(shù)據(jù)挖掘人工智能學習小結(jié)與思考思維訓練隨著計算思維在各個學科領域的融合和應用，我們應該如何利用這一思維方式來促進自己的學習和研究工作？首先，應該認識到計算思維不僅僅是編寫代碼或運行程序，而是一種解決問題的策略，它涉及到問題的抽象化、數(shù)據(jù)的組織、算法的設計和結(jié)果的驗證。小結(jié)與思考學習和研究中，我們可以通過以下幾個步驟來應用計算思維：識別問題：明確你需要解決的問題，并確定它是否可以利用計算方法來解決。數(shù)據(jù)驅(qū)動：收集和整理與問題相關(guān)的數(shù)據(jù)，學會使用數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)可視化工具來分析數(shù)據(jù)。模型構(gòu)建：根據(jù)問題的特點，構(gòu)建數(shù)學模型或計算模型，將現(xiàn)實世界的復雜情況簡化為可計算的形式。算法應用：設計或選擇適當?shù)乃惴▉硖幚頂?shù)據(jù)和模型，實現(xiàn)問題的自動化解決。結(jié)果分析：對計算結(jié)果進行分析和驗證，確保解決方案的有效性和準確性?？鐚W科應用：將計算思維與其他學科知識相結(jié)合，探索新的研究領域和創(chuàng)新點。持續(xù)學習：隨著技術(shù)的不斷進步，持續(xù)更新自己的計算技能和知識，以適應新的挑戰(zhàn)。國產(chǎn)信創(chuàng)的背景國產(chǎn)信創(chuàng)——信息化創(chuàng)新的國產(chǎn)化美國對中國核心科技封鎖，迫使中國必須堅持自主創(chuàng)新發(fā)展科技自立自強成為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐完善信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)體系，開啟萬億級市場異構(gòu)計算和開源趨勢重塑IT底層架構(gòu)，產(chǎn)業(yè)走向生態(tài)多元國產(chǎn)信創(chuàng)的發(fā)展歷程

信創(chuàng)的起源

2016年3月4日，24家專業(yè)從事軟硬件關(guān)鍵技術(shù)研究及應用的國內(nèi)單位，共同發(fā)起成立了一個非營利性社會組織，并將其命名為“信息技術(shù)應用創(chuàng)新工作委員會”，簡稱“信創(chuàng)工委會”。這是“信創(chuàng)”這個詞的來源?！靶艅?chuàng)工委會”成立后不久，全國各地相繼又成立了大量的信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，共同催生了龐大的信息技術(shù)應用創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)，也被稱為“信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)”，簡稱“信創(chuàng)”?！靶艅?chuàng)”的核心目的，是為了實現(xiàn)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的完全自主可控。國產(chǎn)信創(chuàng)的發(fā)展歷程

信創(chuàng)的核心要求——自主可控所有圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

國產(chǎn)信創(chuàng)的發(fā)展歷程

信創(chuàng)的作用和意義

帶動經(jīng)濟信息技術(shù)應用創(chuàng)新發(fā)展是目前的一項國家戰(zhàn)略，也是當今形勢下國家經(jīng)濟發(fā)展的新動能。

維護安全發(fā)展信創(chuàng)是為了解決本質(zhì)安全的問題，實現(xiàn)可掌控、可研究、可發(fā)展、可生產(chǎn)。

布局產(chǎn)業(yè)信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)成為發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟的關(guān)鍵舉措，可以帶動傳統(tǒng)ICT產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)集群。所有圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

國產(chǎn)信創(chuàng)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)

信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)的體系類別-信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)的生態(tài)體系極為龐大，幾乎覆蓋信息產(chǎn)業(yè)的方方面面-從產(chǎn)業(yè)鏈角度來看，主要由基礎硬件、基礎軟件、應用軟件、信息安全這四部分構(gòu)成國產(chǎn)信創(chuàng)的應用領域2+8+N

信創(chuàng)的發(fā)展思路第一步，在黨政等封閉市場進行應用，打磨產(chǎn)品和生態(tài)，培育骨干企業(yè)；第二步，在產(chǎn)品好用和生態(tài)相對成熟之后，進入重點行業(yè)市場，如電信、軌交、電力等行業(yè)；第三步，將信創(chuàng)產(chǎn)品全面應用到消費市場。國產(chǎn)信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)鏈全景圖譜所有圖片來源于網(wǎng)絡，僅用于教學

國產(chǎn)信創(chuàng)的現(xiàn)狀與未來中國信創(chuàng)生態(tài)市場實際規(guī)模2022年為3052億元預計將保持高速增長，2025年將達到8000億元信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模以每年不低于3％的比例特續(xù)增長國有企業(yè)在資金，技術(shù)等方面具備一定優(yōu)勢，約占據(jù)信創(chuàng)市場的75％；東部地區(qū)借助沿海貿(mào)易和交通優(yōu)勢，占據(jù)市場份額50%以上，中部地區(qū)產(chǎn)業(yè)實力較強，占據(jù)市場份額35%，西部地區(qū)經(jīng)濟體量相對較小，占據(jù)市場份額不到15%；整機生產(chǎn)，操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、軟件中間件等已實現(xiàn)全過程國產(chǎn)化：芯片制造、存儲器、安全終端、網(wǎng)絡設備等基礎設備在工藝、設計等方面與國外還存在差距。國產(chǎn)信創(chuàng)的現(xiàn)狀與未來

國產(chǎn)信創(chuàng)的主要挑戰(zhàn)-行業(yè)內(nèi)的同質(zhì)化競爭情況嚴重，價格戰(zhàn)比較嚴重；-部分領域產(chǎn)品的技術(shù)指標、穩(wěn)定性有待進一步提升；-部分關(guān)鍵技術(shù)仍未完全突破，尤其是上游核心技術(shù)，仍有部分被國外企業(yè)壟斷；-信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)的絕對用戶數(shù)量仍然難以與國外巨頭抗衡，需要在國際上贏得用戶和市場的認可；-信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)格局較為分散，龍頭企業(yè)不多，無法發(fā)揮合力優(yōu)勢；-信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)人才數(shù)量仍然不足，人才梯隊結(jié)構(gòu)不合理，影響長遠發(fā)展：-存在弄虛作假的情況，假借信創(chuàng)的名義，渾水摸魚感謝您的關(guān)注ThankYouforYourAttention第2章計算機系統(tǒng)與工作原理第2章計算機系統(tǒng)與工作原理計算機系統(tǒng)組成01現(xiàn)代計算機體系結(jié)構(gòu)02微型計算機硬件系統(tǒng)03指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制04本講提綱信息傳輸與轉(zhuǎn)換05計算機技術(shù)是整個信息技術(shù)的核心?！袷裁词怯嬎銠C？●計算機系統(tǒng)是如何構(gòu)成的？●“硬件”和“軟件”在計算機中扮演什么角色？各由哪些主要部分組成？各部分有什么作用？2.1計算機系統(tǒng)組成2.1計算機系統(tǒng)組成計算機是一臺能按預先存儲的程序和數(shù)據(jù)進行自動工作的機器，可對輸入的各種信息進行數(shù)字化加工、存儲和輸出。2.1計算機系統(tǒng)組成計算機系統(tǒng)=硬件系統(tǒng)+軟件系統(tǒng)信息處理指揮控制2.1計算機系統(tǒng)組成圖2-1計算機系統(tǒng)組成

2.1計算機系統(tǒng)組成

硬件系統(tǒng)是組成計算機系統(tǒng)的各種物理設備和電子線路的總稱，是計算機完成各項工作的物質(zhì)基礎。硬件系統(tǒng)=主機+外設2.1計算機系統(tǒng)組成何謂“裸機”？主機：CPU（運算器ALU、控制器CU)、內(nèi)存儲器外設：I/O設備、外存儲器（硬盤等）、網(wǎng)絡設備等2.1計算機系統(tǒng)組成

軟件系統(tǒng)是控制、管理、指揮計算機按規(guī)定要求工作的各種程序、數(shù)據(jù)和相關(guān)技術(shù)文檔的集合。如何理解軟件是計算機系統(tǒng)的“靈魂”？硬件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件應用軟件裸機用戶2.1計算機系統(tǒng)組成操作系統(tǒng)語言處理程序系統(tǒng)工具軟件2.1計算機系統(tǒng)組成

OS是整個軟件系統(tǒng)的核心。主要功能：

（1）對計算機上的軟硬件資源進行集中控制與管理（2）為用戶提供方便的使用接口和界面2.1計算機系統(tǒng)組成編程語言：機器語言，匯編語言，高級語言語言處理程序：負責將匯編語言和高級語言編寫的程序“翻譯”成本機代碼的工具軟件。計算機只能識別二進制表示的機器代碼（機器語言）2.1計算機系統(tǒng)組成匯編解釋編譯2.1計算機系統(tǒng)組成系統(tǒng)工具軟件是為完成一些與管理計算機系統(tǒng)資源及文件有關(guān)的任務而開發(fā)的實用軟件，如系統(tǒng)優(yōu)化和維護。2.1計算機系統(tǒng)組成應用軟件是為完成特定的信息處理任務而開發(fā)的各類軟件，分為通用軟件和專用軟件。2.1計算機系統(tǒng)組成你知道下面的軟件各屬于什么類型嗎？另外，你能列舉與專業(yè)相關(guān)的1-2個應用軟件嗎？2.1計算機系統(tǒng)組成現(xiàn)代計算機體系結(jié)構(gòu)——馮·諾依曼設計思想二進制原理計算機中使用的程序和數(shù)據(jù)均采用二進制表示。五部件原理存儲器、運算器、控制器、輸入設備和輸出設備是計算機的五個基本組成部分。存儲程序和程序控制原理程序和數(shù)據(jù)需預先調(diào)入內(nèi)存儲器中，以便指揮和控制計算機自動協(xié)調(diào)地工作。2.1計算機系統(tǒng)組成程序為什么要事先存儲起來？程序如何實現(xiàn)自動控制和執(zhí)行？2.1計算機系統(tǒng)組成圖2-2現(xiàn)代計算機體系結(jié)構(gòu)

2.1計算機系統(tǒng)組成現(xiàn)代計算機就如同一個高度自動化的無人值守工廠，由輸入設備負責原材料的收集和準備，然后送往物流中心—內(nèi)存儲器，運算器則負責產(chǎn)品的加工和生產(chǎn)，成品則經(jīng)物流中心中轉(zhuǎn)后送往倉庫保存（外存儲器）或直接交付客戶使用（輸出設備），而這一切工作的每個環(huán)節(jié)都由工廠指揮中心—控制器負責協(xié)調(diào)和調(diào)度。2.1計算機系統(tǒng)組成思維提升與小結(jié)：馮·諾依曼在EDVAC方案中提出的存儲程序和程序控制原理奠定了現(xiàn)代計算機體系結(jié)構(gòu)，事先將程序調(diào)入內(nèi)存，通過控制器讀取-分析-執(zhí)行指令，是現(xiàn)代計算機的基本結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代計算機的基本工作原理是五部件協(xié)同工作，基本計算原理是指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制。微機硬件通常包含哪些？各有什么功能和特點？2.2微型計算機硬件系統(tǒng)2.2微型計算機硬件系統(tǒng)

1.信息輸入

輸入設備是將輸入的數(shù)據(jù)和信息轉(zhuǎn)換為計算機能夠識別的二進制形式的設備。

鍵盤

鼠標

觸控板

觸摸屏2.2微型計算機硬件系統(tǒng)

2.信息存取與交換內(nèi)存（Memory）是計算機臨時存放程序和數(shù)據(jù)的場所，是計算機各種信息存取與交換的中心。

按照工作原理，可分為RAM,ROM和cache三種。

2.2微型計算機硬件系統(tǒng)三種內(nèi)存的特點隨機存儲器（RAM）通常所說的內(nèi)存可讀可寫斷電消失DDR/DDR2/DDR3只讀存儲器（ROM）如：POST,BIOS只能讀，不能寫斷電不消失EEPROM/FlashROM高速緩沖存儲器（Cache）如：CPU的緩存速度快，價格高基于程序訪問的局限性2.2微型計算機硬件系統(tǒng)內(nèi)存地址把內(nèi)存劃分為許多基本“存儲單元”有什么好處？如果一個整數(shù)（如100）需占用4個基本存儲單元，需要同時指出這4個單元的地址嗎？

內(nèi)存儲器的性能指標

存儲容量

時鐘頻率

存取時間

CAS延遲（CL延遲）

內(nèi)存帶寬

內(nèi)存總延遲時間=內(nèi)存時鐘周期×CL模式值+存取時間內(nèi)存帶寬=內(nèi)存等效頻率×內(nèi)存總線寬度/8(B/s)2.2微型計算機硬件系統(tǒng)

3.信息計算與處理

中央處理器（CPU）是計算機進行信息處理的核心硬件，常被稱為計算機系統(tǒng)的“數(shù)字大腦”。計算機信息處理的涵義絕非僅包括傳統(tǒng)意義上的算術(shù)運算和邏輯運算。2.2微型計算機硬件系統(tǒng)

4.信息永久存儲

機械硬盤是一種基于磁存儲的技術(shù)，具有存儲容量大、訪問速度快和存儲量價比高等優(yōu)點。

使用：低級格式化、分區(qū)、高級格式化2.2微型計算機硬件系統(tǒng)

4.信息永久存儲

固態(tài)硬盤采用固態(tài)電子存儲芯片陣列NANDFLASH制成。具有結(jié)構(gòu)簡單、速度快、超靜音、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。

機械硬盤和固態(tài)硬盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)對比2.2微型計算機硬件系統(tǒng)

4.信息永久存儲

光盤：CD、DVD和Blu-rayDisc，光存儲技術(shù)

閃存：U盤，MicroSD卡等，固態(tài)存儲技術(shù)2.2微型計算機硬件系統(tǒng)

5.信息輸出

顯示輸出：通過顯示卡和顯示器組成的顯示輸出系統(tǒng)來完成。常見的顯示器有CRT、LCD和LED三種類型。打印輸出：針式打印機、噴墨打印機和激光打印機。針式打印機噴墨打印機激光打印機2.3指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制程序（Program）是指揮計算機進行各種任務處理的一組指令的有序集合。即，是能實現(xiàn)一定功能的一組指令序列。2.3指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制計算機程序一般采用匯編語言或C/C++、C#、Java等高級語言編寫，然后通過特有的“翻譯”程序轉(zhuǎn)換為計算機可識別的二進制代碼，即機器指令。2.3指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制指令（Instruction）是能被計算機直接識別并執(zhí)行的二進制代碼，它規(guī)定了計算機所能完成的某一種操作。一條機器指令由操作碼和操作數(shù)兩部分組成。完成的功能操作的對象2.3指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制一臺計算機所能完成的操作的集合被稱為該計算機的指令集（InstructionSet）或指令系統(tǒng)。其中，一種操作對應事先用硬件實現(xiàn)的一種功能，即一條指令。

指令操作碼的位數(shù)決定了一臺計算機所能擁有的最大指令條數(shù)。2.3指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制

不同類型的計算機，一般具有不同的指令系統(tǒng)也就具有不同的處理能力?，F(xiàn)代計算機指令系統(tǒng)通常包含如下類型的指令：數(shù)據(jù)處理指令如算術(shù)、邏輯、移位、比較等指令數(shù)據(jù)傳送指令如CPU和內(nèi)存之間的傳送指令程序控制指令如條件轉(zhuǎn)移、調(diào)用子程序等指令輸入輸出指令如主機對外設的讀寫指令狀態(tài)管理指令如存儲保護、中斷處理等指令擴展指令系統(tǒng)如Intel的MMX，SSE4，AMD的3DNow！多媒體指令2.3指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制運算器（ALU）又稱為算術(shù)邏輯單元，是CPU中負責各種運算的重要部件。算術(shù)運算：加，減，乘，除等邏輯運算：與（and），或（or），非（not）

關(guān)系比較運算:>,>=,<,<=,!=,==2.3指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制控制器（CU）又稱控制單元，是整個計算機的指揮中心。主要由程序計數(shù)器（PC）、指令寄存器（IR）、指令譯碼器（ID）、微操作控制電路（MOCC）以及時序控制電路（SCC）等組成。2.3指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制過程4個步驟：取出指令→分析指令→執(zhí)行指令→程序計數(shù)器（PC）更新2.3指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制過程2.3指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制控制器通過程序計數(shù)器PC知道下一條指令的地址。對于順序執(zhí)行的文件，PC通常表現(xiàn)為“自動加1”，這表示什么意思？2.3指令執(zhí)行與系統(tǒng)控制國產(chǎn)CPU的發(fā)展：國產(chǎn)CPU的發(fā)展經(jīng)歷了多個階段，從起步、轉(zhuǎn)折到提速，逐步形成了當前百花齊放的局面。1956年，半導體科技被列為國家新技術(shù)四大緊急措施之一，并相繼成立了中科院計算所、導體所等研發(fā)機構(gòu)。1985年，中科院計算所、半導體所等單位合并成立中科院微電子中心。2002年，我國首款通用CPU——龍芯1號（代號X1A50）流片成功，標志著國產(chǎn)CPU進入快速發(fā)展階段。目前，國產(chǎn)CPU產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模，涌現(xiàn)出了飛騰、鯤鵬、海光、龍芯中科、申威等一批領軍企業(yè)。主板（mainboard）又稱為“母版（motherboard）”，幾乎所有的計算機部件和各種外部設備都要通過它連接起來。

主板上最重要的是芯片組，包括BIOS芯片，北橋芯片和南橋芯片等。主板上還有較多的插槽和接口，如CPU插座，內(nèi)存條插槽等。2.4信息傳輸與轉(zhuǎn)換2.4信息傳輸與轉(zhuǎn)換總線

總線（Bus）是一組信息傳輸?shù)墓餐ǖ?，所有計算機部件或外部設備均可共用這組線路和CPU進行信息交換。對于特定的設備，可通過接口電路的形式將其“掛接”到總線上，這樣便可方便地實現(xiàn)各部件和各設備之間的相互通信。2.4信息傳輸與轉(zhuǎn)換總線的分類按層次和位置不同：片內(nèi)總線（ChipBus）、系統(tǒng)總線（SystemBus）和外部總線（ExternalBus）按數(shù)據(jù)的傳輸方式不同：串行總線（SerialBus）和并行總線（ParallelBus）按傳輸信息的類型不同：數(shù)據(jù)總線（DataBus，DB）、地址總線（AddressBus，AB）和控制總線（ControlBus，CB）2.4信息傳輸與轉(zhuǎn)換總線的技術(shù)指標總線位寬總線頻率總線帶寬總線帶寬=總線位寬×總線頻率/8（B/s）2.4信息傳輸與轉(zhuǎn)換你聽說過ISA/EISA、PCI、PCI-E和AGP總線嗎？從串行/并行的角度，它們各屬于哪種類型？你認為哪種傳輸方式好？2.4信息傳輸與轉(zhuǎn)換接口

接口（Interface）是一套連接規(guī)范以及實現(xiàn)這些規(guī)范的硬件電路。

常見的接口類型：PS/2,COM/LPT，USB,IEEE1394，顯示接口（VGA,DVI,HDMI),硬盤接口（IDE,SATA,SCSI）等。2.4信息傳輸與轉(zhuǎn)換思維提升與小結(jié)：作為計算機系統(tǒng)中最大的電路板，主板芯片組的性能決定了主板的基本功能。同時，主板的優(yōu)化設計對系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性也有重要影響。

總線和接口是主板的重要概念?？偩€是“交通網(wǎng)絡”的統(tǒng)一規(guī)劃和優(yōu)化設計，接口是“匝道”的規(guī)范化設計。感謝您的關(guān)注ThankYouforYourAttention第3章計算機網(wǎng)絡與數(shù)字化生存第3章計算機網(wǎng)絡與數(shù)字化生存計算機網(wǎng)絡概述01網(wǎng)絡協(xié)議與模型02常見的網(wǎng)絡設備03局域網(wǎng)04本講提綱因特網(wǎng)05數(shù)字化生存063.1計算機網(wǎng)絡概述何為計算機網(wǎng)絡計算機網(wǎng)絡，是指將地理位置不同的具有獨立功能的多臺計算機及其外部設備，通過通信線路連接起來，在網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡管理軟件及網(wǎng)絡通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實現(xiàn)資源共享和數(shù)據(jù)通信的計算

機系統(tǒng)的集合。3.1計算機網(wǎng)絡概述計算機網(wǎng)絡的要素1.至少有兩臺功能獨立的計算機

構(gòu)成通信的主體；2.通信線路和通信設備

構(gòu)成網(wǎng)絡物理連接的物質(zhì)基礎；3.有網(wǎng)絡軟件的支持

網(wǎng)絡軟件實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)設備之間的信息有效交換；4.數(shù)據(jù)通信與資源共享

數(shù)據(jù)通信是計算機網(wǎng)絡最基本的功能，資源共享是建立計算機網(wǎng)絡的主要目的。計算機網(wǎng)絡的功能3.1計算機網(wǎng)絡概述1.數(shù)據(jù)通信

數(shù)據(jù)通信是計算機網(wǎng)絡最基本的功能；2.資源共享

資源共享是建立計算機網(wǎng)絡的最初目的；3.分布式處理集中式處理代價高昂、分散式處理統(tǒng)一控制難度大、分布式處理解

決了上述的問題；4.提高系統(tǒng)的可靠性和可用性

多機備援、鏈路備份……。計算機網(wǎng)絡的分類3.1計算機網(wǎng)絡概述覆蓋范圍（PAN、LAN、MAN、WAN..）拓撲結(jié)構(gòu)（Star、Bus、Tree、Ring..）傳輸媒介（雙絞線、同軸電纜、光纖…）帶寬（基帶網(wǎng)絡、寬帶網(wǎng)絡）通信協(xié)議（TCP/IP、X.25、ATM..）計算機網(wǎng)絡的分類——拓撲3.1計算機網(wǎng)絡概述3.1計算機網(wǎng)絡概述思維提升與小結(jié)：網(wǎng)絡最基本的功能是數(shù)據(jù)通信，網(wǎng)絡創(chuàng)立的目的是實現(xiàn)信息共享。在可以預見的將來，網(wǎng)絡在我們的生活中將繼續(xù)扮演重要的角色，支撐了共享與融合的世界。隨著網(wǎng)絡技術(shù)的不斷深入發(fā)展，人類迎來了萬物互聯(lián)的新時代，生產(chǎn)生活都將發(fā)生革命性的變化。3.2網(wǎng)絡模型與協(xié)議統(tǒng)一網(wǎng)絡模型的必要性只有構(gòu)建一個統(tǒng)一體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡模型，才能解決不同類型網(wǎng)絡之間共享數(shù)據(jù)和互聯(lián)互通的問題。3.2網(wǎng)絡模型與協(xié)議網(wǎng)絡協(xié)議：為網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、約定與標準。

網(wǎng)絡協(xié)議三要素時序：定義了通信事件的實現(xiàn)順序。比如通信雙方的應答關(guān)系。語法：用來規(guī)定信息格式；數(shù)據(jù)及控制信息的格式、編碼及信號電平等。語義：用來說明比特流每一部分的意義。發(fā)出何種控制信息，完成何種動作。0102033.2網(wǎng)絡模型與協(xié)議開放式系統(tǒng)互連參考模型OpenSystemInterconnectReferenceModel,OSIRM3.2網(wǎng)絡模型與協(xié)議開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM）應用層ApplicationLayer表示層PresentationLayer會話層SessionLayer傳輸層TransportLayer物理層PhysicalLayer數(shù)據(jù)鏈路層DatalinkLayer網(wǎng)絡層NetworkLayer7654321處理網(wǎng)絡應用數(shù)據(jù)表示主機間通信端到端的連接尋址和最短路徑介質(zhì)訪問（接入）二進制傳輸雙絞線

twisted-paircables一對或多對相互絕緣的銅芯線扭繞利用RJ-45接頭進行連接3.3常見的網(wǎng)絡設備網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)3.3常見的網(wǎng)絡設備雙絞線及制線、測線設備雙絞線RJ45頭壓線鉗測線儀同軸電纜coaxialcable常用作有線電視信號線利用BNC頭或T型頭連接3.3常見的網(wǎng)絡設備網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)各類同軸電纜BNC連接器3.3常見的網(wǎng)絡設備光纖

Fiber-opticcable

光纖由直徑大約為0.1mm的細玻璃絲構(gòu)成。

光導纖維遠距離通訊原理的發(fā)現(xiàn)與計算由高錕完成。網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)3.3常見的網(wǎng)絡設備2023年5月，我國實現(xiàn)了總傳輸容量4.1Pbit/s、凈傳輸容量3.61Pbit/s的單模19芯光纖傳輸系統(tǒng)實驗，領跑全世界。多芯單模光纖技術(shù)一部普通高清電影數(shù)據(jù)大小約為2G，一部藍光高清電影約10G，我國最新的光傳輸速度，1秒鐘可下載135300部最高畫質(zhì)的電影，或者實現(xiàn)在一根光纖內(nèi)1128億人同時通話。3.3常見的網(wǎng)絡設備光纖傳輸容量的世界紀錄紅外信號微波無線電波通訊衛(wèi)星無線網(wǎng)絡3.3常見的網(wǎng)絡設備

網(wǎng)卡（NetworkInterfaceCard，NIC），是傳輸介質(zhì)與計算機進行數(shù)據(jù)交互的中間設備。網(wǎng)卡實質(zhì)上就是一塊實現(xiàn)通信的集成電路卡。3.3常見的網(wǎng)絡設備

調(diào)制解調(diào)器（Modem）：計算機訪問互聯(lián)網(wǎng)，信號在遠程傳遞的過程中，必然經(jīng)歷數(shù)字信號和模擬信號的轉(zhuǎn)變，調(diào)制解調(diào)器是承擔這一工作的必備設備。3.3常見的網(wǎng)絡設備3.3常見的網(wǎng)絡設備常

見網(wǎng)絡連接設備3.3常見的網(wǎng)絡設備思維提升與小結(jié)：網(wǎng)絡的連接介質(zhì)與網(wǎng)絡設備，都有著自己特定的屬性，不同性質(zhì)的網(wǎng)絡要選擇與之匹配的連接介質(zhì)和設備。網(wǎng)絡設備，從功能和性能上，發(fā)展快速，但是其基本的通信原理是保持不變的，這也將是我們學習和掌握的重點。計算機網(wǎng)絡連接介質(zhì)和通信設備，其物理特性與網(wǎng)絡的構(gòu)架以及協(xié)議規(guī)則之間也存在著相互的兼容問題，在構(gòu)建具體的網(wǎng)絡時，需要進行思考和選擇。3.4局域網(wǎng)局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork,LAN)

誕生于20世紀70年代。20世紀90年代以后，局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展到交換技術(shù)的嶄新階段。局域網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡產(chǎn)生以來發(fā)展最快的一種網(wǎng)絡。局域網(wǎng)的主要特點：

覆蓋范圍小，用戶集中；

數(shù)據(jù)傳輸速率高、數(shù)據(jù)傳輸誤碼率低；

可使用多種連接介質(zhì)，網(wǎng)絡易于搭建。3.4局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)（WLAN）眾多的無線網(wǎng)絡信號遍布在我們周圍。無線局域網(wǎng)傳遞數(shù)據(jù)所用的無線信號

主要有無線電信號、微波信號、紅外

信號等。優(yōu)點：移動性好、易布控、受電纜電涌

等風險小。缺點：易受近頻信號干擾、覆蓋范圍受諸多外部因素影響、相對有線網(wǎng)易受侵襲。3.4局域網(wǎng)藍牙無線USB60GHz無線技術(shù)Wi-FiWiMAXZigbee主流的無線網(wǎng)技術(shù)3.4局域網(wǎng)

Wi-Fi（wirelessfidelity），是目前應用最為廣泛的無線網(wǎng)絡傳輸技術(shù)。

Wi-Fi適配器（左：PCI無線網(wǎng)卡右：USB無線網(wǎng)卡）3.4局域網(wǎng)藍牙（Bluetooth）藍牙技術(shù)運用802.15協(xié)議，在2.4GHz波段運行，該波段

是一種無需申請許可證的工業(yè)、科技、醫(yī)學(ISM)無線電波段。藍牙技術(shù)在今天有著豐富的應用，藍牙耳機、車載免提藍牙、藍牙鍵盤、藍牙鼠標等為家居、辦公及旅行通訊帶來很大的便利。汽車藍牙3.4局域網(wǎng)思維提升與小結(jié)：局域網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎上發(fā)展而來的，但是局域網(wǎng)技術(shù)卻往往是網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展的前沿。局域網(wǎng)從拓撲結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡架構(gòu)到通信協(xié)議，都與廣域網(wǎng)存在著不同，如何從本質(zhì)上認識局域網(wǎng)的分類？與分組交換的廣域網(wǎng)不同，局域網(wǎng)基本上都采用以廣播為技術(shù)基礎的以太網(wǎng)。想一想局域網(wǎng)的信息安全應該如何得以保障？3.5因特網(wǎng)

前蘇聯(lián)1957年10月4日發(fā)射了地球的第一顆人造衛(wèi)星——史潑尼克1號。作為回應,1958年美國成立了NASA和ARPA機構(gòu)，ARPA網(wǎng)（因特網(wǎng)前身）就是ARPA的一項重要的項目。因特網(wǎng)（Internet）的緣起3.5因特網(wǎng)

ARPANET——誕生紀3.5因特網(wǎng)因特網(wǎng)發(fā)展到今天，已經(jīng)成為一個覆蓋全球的開放型計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)，擁有許多服務商。普通用戶只需要通過手機等移動設備或者一臺連接調(diào)制解調(diào)器的個人計算機便可進入因特網(wǎng)。因特網(wǎng)是全球最為普及的互聯(lián)網(wǎng)絡。3.5因特網(wǎng)1．因特網(wǎng)是一個基于TCP/IP

協(xié)議簇的網(wǎng)絡；2．因特網(wǎng)擁有規(guī)模龐大的用

戶集團，用戶既是網(wǎng)絡資

源的使用者，也是網(wǎng)絡發(fā)

展的建設者；3．因特網(wǎng)是所有可被訪問和利用的信息資源的集合。152因特網(wǎng)的核心特征3.5因特網(wǎng)第一層：全球性因特網(wǎng)骨干網(wǎng)（NSP）第二層：全國性的骨干網(wǎng)，我國主要骨

干網(wǎng)絡有中國電信（CHINANET）、

中國科技網(wǎng)（CSTNET）、中國教育和

科研計算機網(wǎng)(CERNET)、中國國際經(jīng)

濟貿(mào)易互聯(lián)網(wǎng)(CIETNET)等；第三層：地區(qū)性的ISP，指在某一地區(qū)

范圍內(nèi)，通過一個或多個點提供服務

的ISP；第四層：眾多為個人或中、小型企業(yè)提供INTERNET服務的ISP；第五層：最終用戶。因特網(wǎng)架構(gòu)1533.5因特網(wǎng)TCP/IP協(xié)議的特點協(xié)議標準具有開放性，其獨立于特定的計算機硬件及操作系統(tǒng)，可以免費使用。統(tǒng)一分配網(wǎng)絡地址，使得整個TCP/IP設備在網(wǎng)中都具有唯一的IP地址。實現(xiàn)了高層協(xié)議的標準化，能為用戶提供多種可靠的服務。因特網(wǎng)接入技術(shù)及相關(guān)概念3.5因特網(wǎng)155TCP/IP的核心思想把千差萬別的的物理網(wǎng)絡，建立成一個虛擬的“邏輯網(wǎng)絡”，屏蔽或隔離所有物理網(wǎng)絡的硬件差異。cc:mailFrom:44To:6IP數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)3.5因特網(wǎng)TCP/IP協(xié)議家族156協(xié)議名英文全稱功

能HTTPHyperTextTransportProtocol超文本傳輸協(xié)議，用于在Internet上傳輸超文本文件FTPFileTransferProtocol文件傳輸協(xié)議，允許用戶將遠程的文件拷貝到本地SMTPSimpleMailTransferProtocol簡單郵政傳輸協(xié)議，用于發(fā)送電子郵件POPPostOfficeProtocol郵局協(xié)議，用于接受郵件TELNETTelecommunicationnetwork遠程登錄協(xié)議，允許用戶在本地登錄及操縱遠程主機VoIPVoiceoverInternetProtocol因特網(wǎng)語音傳輸協(xié)議，在因特網(wǎng)上傳輸語音會話BitTorrentBitTorrent比特洪流，由分散的客戶端進行文件的傳輸3.5因特網(wǎng)157IPv4地址點分十進制寫法,例如01分成四段每段不能超過255每個地址需要32bits(每段是8bits)3.5因特網(wǎng)158解決IPv4地址不足的途徑子網(wǎng)劃分動態(tài)IP地址的采用運營商級網(wǎng)絡(CGN)地址轉(zhuǎn)換(NAT)技術(shù)……IPv63.5因特網(wǎng)域名記住IP地址很不方便。Internet在1985年開始采用域名管理系統(tǒng)DNS（DomainNameSystem），域名用英文或中文等文字書寫，比IP地址容易記憶。1593.5因特網(wǎng)頂級機構(gòu)類型域名com商業(yè)edu教育int國際組織的域名net網(wǎng)絡組織org非政府組織gov政府頂級地理域名cn中國tw中國臺灣hk中國香港mo中國澳門1603.5因特網(wǎng)因特網(wǎng)常見的接入形式161ADSLPSTN(普通撥號)ISDN綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)DDN有線網(wǎng)絡Cable-modem衛(wèi)星通信VSAT3.5因特網(wǎng)因特網(wǎng)基本應用——Web服務162WEB之父與其創(chuàng)作的世界上第一個網(wǎng)站3.5因特網(wǎng)因特網(wǎng)基本應用163Email服務FTP服務3.5因特網(wǎng)常用網(wǎng)絡命令3.5因特網(wǎng)常用網(wǎng)絡命令3.5因特網(wǎng)思維提升與小結(jié)：因特網(wǎng)作為互聯(lián)網(wǎng)絡的一種，同樣擁有自己的架構(gòu)、協(xié)議與應用。探究有關(guān)因特網(wǎng)的本質(zhì)特征。用網(wǎng)絡的基本功能來衡量互聯(lián)網(wǎng)應用及服務的意義與價值。TCP/IP協(xié)議簇的開放構(gòu)架在提供便捷服務的同時，其安全隱患也是不容忽視的，了解因特網(wǎng)安全領域的攻防技術(shù)。3.6

數(shù)字化生存數(shù)字化生存(BeingDigital)伴隨網(wǎng)絡及數(shù)字化技術(shù)的深度發(fā)展，人類的生活足跡從現(xiàn)實世界延伸至虛擬世界當中。數(shù)字技術(shù)不再是單純的學習、工作的輔助工具，而逐漸支撐和構(gòu)建了一種全新的生存方式——數(shù)字化生存。3.6

數(shù)字化生存非Web信息檢索工具基于FTP的搜索工具代表：Archie早于Web出現(xiàn)基于Telnet的搜索工具遠程登錄檢索服務器基于Gopher的檢索工具早于Web出現(xiàn)前的檢索方式檢索特定的文本、目錄等3.6

數(shù)字化生存Web信息檢索工具搜索引擎baidu、360搜索、bing...目錄型網(wǎng)絡檢索工具Yahoo、sougo、萬方圖書檢索元搜索引擎Dogpile、360多元搜索3.6

數(shù)字化生存人工智能+搜索引擎3.6

數(shù)字化生存網(wǎng)絡信息檢索——搜索引擎應用技巧關(guān)鍵詞選擇簡明描述問題用好限定用好忽略用好布爾運算善用幫助性搜索掌握專題搜索3.6

數(shù)字化生存電子商務(E-Commerce)利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和遠程通信技術(shù)，實現(xiàn)整個商務過程中的電子化、數(shù)字化和網(wǎng)絡化。電子商務分類：企業(yè)對企業(yè)(Business-to-Business，B2B）企業(yè)對消費者（Business-to-Consumer，B2C）消費者對消費者(Consumer-to-Consumer，C2C）企業(yè)對政府（Business-to-government，B2G）3.6

數(shù)字化生存在線教育（E-Learning）在教育領域建立互聯(lián)網(wǎng)平臺，學習者通過網(wǎng)絡進行學習的一種全新的學習方式。3.6數(shù)字化生存思維提升與小結(jié)：什么是信息繭房？造成信息繭房的主要原因是什么，怎樣避免陷入信息繭房。

AI提升了信息檢索的智能化和個性化，但是AI信息檢索的結(jié)果是正確的嗎？如何甄別來自AI生成檢索結(jié)果的準確性。感謝您的關(guān)注ThankYouforYourAttention第4章數(shù)字化編輯與WPSAI第2章計算機系統(tǒng)與工作原理WPS概述0102WPS表格管理與應用03WPS演示文稿設計與制作04本講提綱WPSAI智能助手05WPS文字處理4.1WPS概述

WPSOffice是由北京金山辦公軟件股份有限公司自主研發(fā)的一款辦公軟件套裝。金山公司30余年一直致力于中文辦公軟件研發(fā)。WPS辦公軟件已從單一的文字處理軟件演變?yōu)榧淖?、表格、演示、在線文檔、PDF閱讀等多功能為一體的信息化辦公平臺。2023年4月，金山辦公正式發(fā)布了具備大語言模型能力的生成式人工智能應用，暫定代號“WPSAI”，它為用戶提供智能文檔寫作、閱讀理解和問答、智能人機交互的能力。4.1WPS概述（1）WPS文字：是文字處理程序，提供了許多易于使用的文檔創(chuàng)建工具，同時也提供了豐富的圖片處理、表格處理等功能，可以使簡單的文檔變得比純文本更具吸引力。（2）WPS表格：是數(shù)據(jù)處理程序，可以進行各種數(shù)據(jù)的處理、統(tǒng)計分析和輔助決策操作，廣泛地應用于管理、統(tǒng)計財經(jīng)、金融等眾多領域。（3）WPS演示：是制作演示文稿程序，可以使用動畫效果來演示文本和圖像，廣泛應用于產(chǎn)品展示、學術(shù)交流、課堂教學等領域。WPS中常用的組件4.2.1WPS文字簡介WPS文字窗口4.2.1WPS文字簡介頁面主要由正文、頁眉、頁腳和頁邊距等構(gòu)成。頁面格式化可以在“頁面布局”選項卡中完成。認識頁面4.2.2WPS文字基本應用編輯文檔的基本步驟：設置文本、段落格式；輸入文本，編輯和修改錯誤；新建一個文檔；預覽打印文檔；設計頁面格式；4.2.2WPS文字基本應用節(jié):是一種排版單位，通常一篇文章就是一個節(jié)。

如果需要在一篇文檔中設置多種頁面格式，必須先將整個文檔分成多個節(jié).分欄:將頁面劃分成若干欄，使版面更生動、更具可讀性。4.2.3WPS文字高級應用圖文混排插入圖片插入形狀文本框、藝術(shù)字插入表格

選中創(chuàng)建的對象時，在功能區(qū)便會出現(xiàn)設置該對象格式的選項卡。在選項卡中選擇“環(huán)繞”功能，可以靈活地設置文字和這些對象的排放位置。4.2.3WPS文字高級應用樣式：一組已經(jīng)命名的字符和段落的格式修改內(nèi)置樣式新建樣式刪除樣式清除格式4.2.3WPS文字高級應用題注可以為圖表自動編號在插入或刪除圖表，所有標注都將需要重新編號4.2.3WPS文字高級應用腳注與尾注文檔正文的補充說明，幫助讀者理