第一章 信息技术概述

大学计算机信息技术基础 任课教师 王娟邮箱 wjcumt 办公室 计算机学院计A321 1 一 内容信息技术概述计算机软件 操作系统 办公软件 计算机的基本组成和基本工作原理多媒体信息处理网络技术基础与Internet 课程简介 二 学习目的和该门课的特点掌握计算机的基础知识知识性介绍较多具有在网络环境下操作和使用计算机的能力实践性和操作性较强三 学时分配和考核方式总学时 40 48 88课堂教学 40学时 2 5学分 笔试上机实践 48学时 1 5学分 实验报告 上机测试等 四 教学要求上课人数较多请不要说话 集中注意力看屏幕 做好课前预习 完成课后作业 及时复习 重视上机实验 上机前认真预习实验内容 并认真撰写实验报告 注意 实验课如果迟到必须刷卡才能进入实验室 晚上9 10节上课时间为19 00 五 参考书1 大学计算机信息技术教程张福炎南京大学出版社2 大学文科计算机基础耿国华高等教育出版社3 计算机应用基础教程丁颖中国矿业大学出版社 其他资料全国计算机等级考试 简称 NCRE 网站江苏省高校计算机等级考试中心江苏省计算机等级考试网 学习目标 1 了解什么是信息 什么是信息处理 什么是信息技术 2 了解什么是微电子技术 光电子技术 它们的作用和意义 3 了解计算机的发展 描述计算机信息处理的特点4 解释什么是信息化 信息化社会的主要特征 信息技术概述 第一章 信息技术概述 1 1信息 信息处理与信息技术1 2信息基础技术1 3计算机技术1 4信息化社会和计算机文化 自学 第一章 1 1信息 信息处理与信息技术 Page1 1 1 1信息与数据 1 信息就是信息 它既不是物质也不是能量 N Wiener 控制论创始人 2 事物运动的状态及状态变化的方式 客观事物立场 3 认识主体所感知或所表述的事物运动及其变化方式的形式 内容和效用 认识主体立场 1 信息 是现实世界中一切 概念的 物质的 事物的本质属性 存在方式和运动状态的实质性反映 2 数据数据是表示客观事物的一组文字 数字或符号 语言 文字 数字 图像 声音 数据是信息的载体 数据分类 数值型数据 非数值型数据 1 1信息 信息处理与信息技术 Page2 1 1 1信息与数据 1 1信息 信息处理与信息技术 Page2 1 1 1信息与数据 举例 体温39 C 1 2 数据是具体的物理形式 信息是抽象出来的逻辑意义 举例 姚明身高2米29弗朗西斯1米91 3 信息能够帮助人们作出决策 带有研究者主观方面的因素 而数据一般理解为是纯客观的事实记录 1 1信息 信息处理与信息技术 Page3 1 1 1信息与数据 信息的特性真实性知识性目的性共享性无限性时间性 1 1信息 信息处理与信息技术 Page3 1 信息处理 1 收集 2 加工 3 存储 4 传递 5 施用 1 1 2信息处理和信息处理系统 2 信息处理系统 1 1信息 信息处理与信息技术 Page4 综合使用各种信息技术 辅助人们进行信息获取 传递 存储 加工处理 控制和显示的系统 统称为信息处理系统 3 信息处理的三个发展阶段 了解 第一阶段 手工处理阶段 第二阶段 机械处理阶段 第三阶段 电子处理阶段 4 计算机信息处理微观上就是由计算机进行数据处理的过程 数据处理的目的是获取有用的信息 1 1信息 信息处理与信息技术 Page5 1 信息技术的概念信息技术 InformationTechnology IT 是指对信息进行获取 存储 处理 传输与使用的理论 方法和设备的基本原理以及设计 制造的研究 是用来扩展人的信息器官功能 协助人们进行信息处理的一类技术 1 1 3信息技术基础知识 1 1信息 信息处理与信息技术 Page5 两点说明 1 计算机技术 包括计算机硬件和计算机软件等 是信息技术的核心技术 2 人们把通信技术 计算机技术和控制技术合称为3C Communication Computer和Control 技术 1 1信息 信息处理与信息技术 Page6 1 1 3信息技术基础知识 什么是信息基础技术 信息基础技术是信息技术的基础 包括新材料 新能源 新器件的开发和制造技术 1 2信息基础技术 近几十年中 发展最快 应用最广 对信息技术以及整个高科技领域的发展影响最大的是微电子技术和光电子技术 Page7 1 2 1微电子技术与集成电路 a 真空电子管 微电子技术是在20世纪60年代 随着电子电路和系统向超小型化及微型化方向发展而逐渐形成和发展起来的 是建立在以集成电路为核心的各种半导体器件基础上的高新电子技术 1 2信息基础技术 Page7 b 晶体管 c 小规模集成电路 d 超大规模集成电路 集成电路 IntegratedCircuit IC 以半导体晶体材料为基片 经平面工艺加工制造 将许多电子元件 有源器件和互连线集成在基片内部 表面或基片之上 执行某种电子功能的微型化电路或系统 一个小于1 4平方英寸的集成电路可以含有超过一百万个电路器件 1 2信息基础技术 Page7 芯片的集成度集成电路每个芯片上所包含的电子元器件 如晶体管 电阻等 个数 1 2信息基础技术 Page8 按集成度将集成电路分为6类 集成电路的发展 集成电路不断朝着集成度更高 速度更快 体积更小 耗电更少的方向发展 主要是靠微电子工艺技术的不断改进 使得芯片上电路元件的线条越细 相同面积的晶片可容纳的晶体管就越多 从而集成度不断提高 功耗降低 器件性能得到提高 1965年 Intel公司的创始人之一GordonE Moore提出了著名的摩尔定律 1 2信息基础技术 Page8 30年来微处理器集成度的发展Moor定律 单块集成电路的集成度平均每18 24个月翻一番 Page9 1 2 2光电子技术 由于光子的速度比电子的速度快得多 光的频率比无线电的频率高得多 为提高传输速度和载波密度 信息的载体由电子到光子是发展的必然趋势 目前 信息的探测 传输 存储 显示 运算和处理已由光子和电子共同参与来完成 1 2信息基础技术 Page9 光电子技术的功能 1 信息传输光纤通信2 信息处理计算机互连 光计算3 信息获取光学传感和遥感4 信息存储光盘5 信息显示液晶显示 激光打印 1 2信息基础技术 Page9 一 计算机的发展 二 计算机信息处理的特点 三 计算机的分类 四 计算机的应用 1 3计算机技术 Page11 1 3计算机技术 Page11 计算机的诞生 世界上第一台电子计算机诞生于1946年2月 美国宾夕法尼亚大学ENIAC 埃尼阿克 1 3计算机技术 Page11 重达30吨占地170m2功耗140千瓦18000个电子管速度 5000次 秒 一 计算机发展阶段 按照采用的物理器件 分为四代 1 3计算机技术 Page11 ENIAC 第一代 1946 1957 电子管计算机时代CPU 电子管存储器 磁鼓 纸带 卡片 磁带运算速度 每秒几千次 几万次特点 体积大 耗电多 速度低 造价高 使用不便软件 机器语言 汇编语言应用范围 局限于一些军事和科研部门进行科学计算 ENIAC 一 计算机发展阶段 1 3计算机技术 Page11 第二代 1958 1963 晶体管计算机时代CPU 晶体管存储器 磁芯存储器速度 几十万次 秒特点 体积小 耗电少 成本低 使用方便 可靠性高软件 高级程序设计语言FORTRAN等应用范围扩大 数据处理 自动控制 IBM7090 IBM7090 一 计算机发展阶段 1 3计算机技术 Page11 第三代 1964 1970 中 小规模集成电路计算机时代CPU 中 小规模集成电路存储器 开始采用半导体存储器运算速度 几十万次 秒 几百万次 秒特点 体积缩小 价格降低 功能增强 可靠性大大提高软件 操作系统和数据库管理系统应用范围 数据处理 辅助设计 工业控制 IBM360系列为代表 IBM360 1 3计算机技术 Page11 一 计算机发展阶段 第四代 1971 大 超大规模集成电路计算机时代 CPU 大规模 超大规模集成电路存储器 普遍采用半导体存储器运算速度 上千万次 秒 数十万亿次 秒特点 具有体积小 功能强 可靠性高应用范围扩大 各个领域 一 计算机发展阶段 1 3计算机技术 Page11 新一代计算机智能计算机光子计算机生物计算机量子计算机 1 3计算机技术 Page12 二 计算机信息处理的特点 处理速度快BlueGene L每秒280 6万亿次具有庞大的信息存储能力自动处理具有逻辑判断能力四色问题计算精度高通用性强 1 3计算机技术 Page12 三 计算机的分类 1 巨型机 Supercomputer 世界上最快的超级计算机蓝色基因 L 最高运算速度可以达到每秒280 6万亿次 Page13 1 3计算机技术 中国超级计算机 国防科技大学研制的 银河1号 1亿次 银河2号 10亿次 和 银河3号 100亿次 国家职能计算机中心推出的 曙光1000 曙光200I 和 曙光3000 曙光4000A 我国第一台运算速度超过每秒10万亿次的商品化超级计算机 银河 Page13 1 3计算机技术 主机作为服务器 2 大型计算机 Mainframe 美国航空公司的大型机每秒钟可处理4000多个事务 Page14 1 3计算机技术 3 小型机 Minicomputer 小型机是一种介于PC服务器和大型主机之间的高性能64位计算机 一般采用8 32颗处理器 曙光天演系列第二代小型机 Page14 1 3计算机技术 4 个人计算机 微机 PersonalComputer 台式机 便携式 掌上电脑 Page14 1 3计算机技术 5 工作站 Workstation 一般说来 工作站的性能介于小型机与微机之间 通常它的运算速度比微机要快 并配有大屏幕显示器和大容量存储器 并且有较强的联网功能 它主要用于专业领域 如图像处理 计算机辅助设计等 专业图形工作站适合平面出版 专业模具设计和动画设计 建筑工程设计等 Page15 1 3计算机技术 6 服务器 服务器是一种高性能计算机 作为网络的节点 存储 处理网络上80 的数据 信息 Page15 1 3计算机技术 四 计算机的应用 1 科学计算2 数据处理3 生产过程控制4 计算机辅助系统辅助设计CAD 辅助制造CAM 辅助教育CBE5 通信与网络 Page15 1 3计算机技术 6 计算机模拟 7 电子商务8 多媒体技术9 人工智能 1 4信息化社会和计算机文化 自学 一 人类社会的四种社会技术二 人类社会的五次信息革命三 信息化及信息化社会四 计算机文化与信息素养 Page19 1 3计算机技术 一 人类社会的四种社会技术 1 社会技术的概念社会技术是在不同的发展时期能从根本上改变人类社会文明面貌的技术 是指以某种技术为核心的技术群 这种技术群在某一历史时期能给整个人类文化 社会文明带来重大影响和变革 2 人类社会发展至今 已有过三种社会技术 狩猎技术狩猎技术的核心是石头和语言 农业技术农业技术的核心是以锄为代表的农具和文字 工业技术工业技术的核心是以蒸汽机为核心的动力机械 以机器生产来代替手工劳动 信息技术信息技术的核心是计算机和远程通信技术的结合 1 人类历史上曾经历了的四次信息革命第一次信息革命是语言的使用 第二次信息革命是文字的使用 第三次信息革命是印刷术的发明 第四次信息革命是电话 广播 电视的使用 2 人类正面临的第五次信息革命第五次信息革命新产生的社会技术 信息技术 二 人类社会的五次信息革命 一 信息化信息化是指在社会和经济活动中 通过普遍采用现代信息技术和信息设备 建设和完善先进的信息基础设施 发展信息技术和信息产业 增强开发和利用信息资源的能力 可以促进经济发展和社会进步 使信息产品和服务在国民经济中占主导地位 使物质和精神生活的质量实现高度发展 三 信息化及信息化社会 二 信息化社会信息化社会是指社会的政治 经济 生活等各项活动高度依赖于信息资源和信息技术的发达社会 信息化社会的主要特征 信息成为社会的重要战略资源 充分发展的信息产业成为国民经济的主导产业 完善的信息基础设施成为社会信息化建设的基础和重要依托 一 计算机文化计算机文化 就是人类社会的生存方式因使用计算机而发生根本性变化所产生的一种崭新文化形态 二 信息素养信息素养 InformationLiteracy 的概念于1974年由美国信息产业协会主席保罗 泽考斯基提出 是信息时代人才培养模式中出现的一个新概念 已引起世界各国越来越广泛的重视 现在 信息素养已成为评价人才综合素质的一项重要指标 四 计算机文化与信息素养 信息意识 就是要具备信息第一意识 信息抢先意识 信息忧患意识以及再学习和终身学习意识 信息能力 主要包括 信息挑选与获取能力 信息免疫与批判能力 信息处理与保存能力和创造性的信息应用能力 信息品质 主要包括 有较高的情商 积极向上的生活态度 善于与他人合作的精神和自觉维护社会秩序和公益事业的精神 我国学者认为信息素养包括三方面的内容 本章重点 1 信息和数据定义 数据与信息的区别 关系2 信息处理过程 信息处理系统定义3 信息技术的两点