5493900大学计算机第1章

1、第1章 信息技术与计算机1.1 信息技术概述1.1.1 信息技术的基本概念1.1.2 信息技术的地位和作用1.1.3 信息技术的类别1.1.4 计算机在信息技术领域的地位和作用1.2 计算机概述1.2.1 计算机的基本概念1.2.2 计算机的发展1.2.3 计算机的类别1.2.4 计算机的未来第1章 信息技术与计算机1.3 信息素养概述1.3.1 信息素养能力训练1.3.2 信息时代产生的新的道德问题1.3.3 信息犯罪与监管1.1 1.1 信息技术概述现代社会中，信息作为一种无形资产，已成为人们的宝贵财富。政治信息、经济信息、科技信息、文化信息，都是社会关注的焦点。信息技术代表着当今先进生产

2、力的发展方向，信息技术的广泛应用使信息的重要生产要素和战略资源的作用得以发挥，使人们能更高效地进行资源优化配置，从而推动传统产业不断升级，提高社会劳动生产率和社会运行效率。1.1 1.1 信息技术概述21世纪初，人类将全面迈向一个信息时代，信息技术革命是经济全球化的重要推动力量和桥梁，是促进全球经济和社会发展的主导力量，以信息技术为中心的新技术革命将成为世界经济发展史上的新亮点。1.1.1 1.1.1 信息技术的基本概念信息技术（Information Technology，缩写IT），是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息

3、系统及应用软件。它也常被称为信息和通信技术。主要包括传感技术、计算机与智能技术、通信技术和控制技术。1.1.1 1.1.1 信息技术的基本概念信息技术的研究包括科学，技术，工程以及管理等学科，这些学科在信息的管理，传递和处理中的应用，相关的软件和设备及其相互作用。信息技术的应用包括计算机硬件和软件、网络和通信技术、应用软件开发工具等。计算机和互联网普及以来，人们日益普遍的使用计算机来生产、处理、交换和传播各种形式的信息（如书籍、商业文件、报刊、唱片、电影、电视节目、语音、图形、图像等）。1.1.2 1.1.2 信息技术的地位和作用1信息技术的地位1）信息产业随着信息化在全球的快速进展，世界对信

4、息的需求快速增长，信息产品和信息服务对于各个国家、地区、企业、单位、家庭、个人都不可缺少。信息技术已成为支撑当今经济活动和社会生活的基石。在这种情况下，信息产业成为世界各国，特别是发达国家竞相投资、重点发展的战略性产业部门。在过去的10年中，全世界信息设备制造业和服务业的增长率是相应的国民生产总值（GNP）增长率的两倍，成为带动经济增长的关键产业。其中美国经济在近10年的持续快速增长中，年均GDP增长3.6%，而电子信息产业对GDP增长的贡献为1.4个百分点。可以毫不夸张地说美国经济的持续增长得益于信息技术的支撑和信息产业的带动是不为过的。信息产业本身经过多年的高速增长，已成为全球最大的产业之

5、一。在二十世纪九十年代中期，一些发达国家信息经济领域的增长超过了GNP的50%，美国则超过了75%，2000年全球信息产品制造业产值高达15000亿美元，成为世界经济的重要支柱产业。1.1.2 1.1.2 信息技术的地位和作用1信息技术的地位2）信息技术信息技术代表着当今先进生产力的发展方向，信息技术的广泛应用使信息的重要生产要素和战略资源的作用得以发挥，使人们能更高效地进行资源优化配置，从而推动传统产业不断升级，提高社会劳动生产率和社会运行效率。就传统的工业企业而言，信息技术在以下几个层面推动着企业升级：（1）将信息技术嵌入到传统的机械产品中；（2）计算机辅助设计技术、网络设计技术可显著提高

6、企业的技术创新能力；（3）利用信息系统实现企业经营管理的科学化，统一整合调配企业人力物力和资金等资源；（4）利用互联网开展电子商务。1.1.2 1.1.2 信息技术的地位和作用1信息技术的地位3）劳动力随着信息资源的开发利用，人们的就业结构正从农业人口为主、工业人口为主向从事信息相关工作为主转变。以美国为例，1956年，美国的“白领”人数第一次超过“蓝领”，到1980年，美国就业比例为：农、林、渔业从业人数占总就业人数的3.38%，采矿业和建筑业占7.23%，制造业占22.09%，服务业占67.2%。这种趋势进一步发展，到1997年其农、林、渔业从业人数占总就业人数的2.63%，采矿业和建筑业

7、占6.88%，制造业占16.08%，服务业扩大为73.34%。服务业中，绝大多数是从事与信息处理、信息服务有关的职业。1.1.2 1.1.2 信息技术的地位和作用2信息技术的作用信息技术在全球的广泛使用，不仅深刻地影响着经济结构与经济效率，而且作为先进生产力的代表，对社会文化和精神文明产生着深刻的影响。信息技术已引起传统教育方式发生着深刻变化。计算机仿真技术、多媒体技术、虚拟现实技术和远程教育技术以及信息载体的多样性，使学习者可以克服时空障碍，更加主动地安排自己的学习时间和速度。特别是借助于互联网的远程教育，将开辟出通达全球的知识传播通道，实现不同地区的学习者、传授者之间的互相对话和交流，不仅

8、可望大大提高教育的效率，而且给学习者提供一个宽松的内容丰富的学习环境。远程教育的发展将在传统的教育领域引发一场革命，并促使人类知识水平的普遍提高。1.1.3 1.1.3 信息技术的类别按表现形态的不同，信息技术可分为硬技术（物化技术）与软技术（非物化技术）。前者指各种信息设备及其功能，如显微镜、电话机、通信卫星、多媒体电脑。后者指有关信息获取与处理的各种知识、方法与技能，如语言文字技术、数据统计分析技术、规划决策技术、计算机软件技术等。1.1.3 1.1.3 信息技术的类别按工作流程中基本环节的不同，信息技术可分为信息获取技术、信息传递技术、信息存储技术、信息加工技术及信息标准化技术。信息获取

9、技术包括信息的搜索、感知、接收、过滤等。如显微镜、望远镜、气象卫星、温度计、钟表、Internet搜索器中的技术等。按技术的功能层次不同，可将信息技术体系分为基础层次的信息技术（如新材料技术、新能源技术），支撑层次的信息技术（如机械技术、电子技术、激光技术、生物技术、空间技术等），主体层次的信息技术（如感测技术、通信技术、计算机技术、控制技术），应用层次的信息技术（如文化教育、商业贸易、工农业生产、社会管理中用以提高效率和效益的各种自动化、智能化、信息化应用软件与设备）。1.1.4 1.1.4 计算机在信息技术领域的地位和作用目前，计算机的应用已渗透到社会的各行各业，正在改变着传统的工作、学习

10、和生活方式，推动着社会的发展。概括起来，计算机的应用主要表现在以下几个方面。1科学计算2数据处理3过程控制4计算机辅助系统5人工智能6电子商务1.2.1 1.2.1 计算机的基本概念计算机（computer）俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。1.2.1 1.2.1 计算机的基本概念一台完整的计算机由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。按照不同应用领域可将计算机分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类，较先

11、进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。1.2.2 1.2.2 计算机的发展1600 B.C. 6000 B.C. 770 B.C. A.D.1200 A.D.1834 A.D.1936 A.D.1946 公元前公元前60006000年年绳结计数绳结计数 1.2.2 1.2.2 计算机的发展1600 B.C. 6000 B.C. 770 B.C. A.D.1200 A.D.1834 A.D.1936 A.D.1946 公元前公元前16001600年年甲骨文计数甲骨文计数 1.2.2 1.2.2 计算机的发展1600 B.C. 6000 B.C. 770 B.C. A.D.1200 A

12、.D.1834 A.D.1936 A.D.1946 公元前公元前770770年年算筹计数算筹计数 1.2.2 1.2.2 计算机的发展1600 B.C. 6000 B.C. 770 B.C. A.D.1200 A.D.1834 A.D.1936 A.D.1946 公元公元12001200年年算盘算盘 1.2.2 1.2.2 计算机的发展1600 B.C. 6000 B.C. 770 B.C. A.D.1200 A.D.1834 A.D.1936 A.D.1946 公元公元18341834年年分析机分析机1.2.2 1.2.2 计算机的发展1600 B.C. 6000 B.C. 770 B.C.

13、 A.D.1200 A.D.1834 A.D.1936 A.D.1946 公元公元19361936年年图灵机图灵机1.2.2 1.2.2 计算机的发展1600 B.C. 6000 B.C. 770 B.C. A.D.1200 A.D.1834 A.D.1936 A.D.1946 公元公元19461946年年2 2月月ENIACENIAC1.2.2 1.2.2 计算机的发展 1946年2月由宾州大学研制成功的ENIAC，它是大家公认的第一台计算机。 标志电子计算机时代的到来 。 电子数字积分计算机 Electronic Numerical Integrator And Calculator :

14、重达30t : 占地170m2 : 耗电150kW : 18 800个电子管: 运算速度5 000次/秒1.2.2 1.2.2 计算机的发展1.2.2 1.2.2 计算机的发展 英国科学家艾兰图灵 建立图灵机（Turing machine）模型，奠定了可计算理论的基础。 提出图灵测试，阐述了机器智能的概念 。 1.2.2 1.2.2 计算机的发展 美籍匈牙利数学家 冯诺依曼 现代计算机体系结构 冯诺依曼机：“存储程序”的概念 数据采用二进制进行存储。 冯诺依曼思想： 计算机应由五个基本部分组成； 程序与数据一样存放在内存，并要按地址寻访； 程序和数据采用二进制表示 输出设备 存储器 输入设备

15、运算器 控制器 数据流 控制流 冯诺依曼机 1.2.2 1.2.2 计算机的发展 第一代计算机第一代计算机 (1946-1956) (1946-1956) 第二代计算机第二代计算机 (1957-1964) (1957-1964) 第三代计算机第三代计算机 (1965-1970) (1965-1970) 第四代计算机第四代计算机 (1971 (1971至今至今) ) 电子器件电子器件 电子管电子管 晶体管晶体管 中、小规模中、小规模 集成电路集成电路 大规模和超大大规模和超大 规模集成电路规模集成电路 运算速度运算速度 几千次几千次/ /秒秒 几十万次几十万次/ /秒秒 几百万次几百万次/ /秒

16、秒 几十亿次几十亿次/ /秒秒 软件软件 机器语言机器语言 汇编语言汇编语言 高级语言高级语言 操作系统操作系统 结构化结构化 程序设计程序设计 面向对象面向对象 程序设计程序设计 主要应用主要应用 科学计算科学计算 数据处理数据处理 事务处理事务处理 文字、文字、 图像处理图像处理 各个领域各个领域 1.2.2 1.2.2 计算机的发展第一代计算机第一代计算机 起止年代：起止年代：1946-19561946-1956 电子器件：电子器件：电子管电子管 运算速度：运算速度：几千次几千次/ /秒秒 应用软件：应用软件：机器语言、汇编语言机器语言、汇编语言 主要应用：主要应用：科学计算科学计算 代

17、表机型：代表机型：ENIAC, EDVACENIAC, EDVAC等等1.2.2 1.2.2 计算机的发展第二代计算机第二代计算机 起止年代：起止年代：1957-19641957-1964 电子器件：电子器件：晶体管晶体管 运算速度：运算速度：几十万次几十万次/ /秒秒 应用软件：应用软件：高级语言、操作系统高级语言、操作系统 主要应用：主要应用：数据处理、事务处理数据处理、事务处理 1.2.2 1.2.2 计算机的发展第三代计算机第三代计算机 起止年代：起止年代：1965-19701965-1970 电子器件：电子器件：中、小规模集成电路中、小规模集成电路 运算速度：运算速度：几百万次几百万

18、次/ /秒秒 应用软件：应用软件：结构化、程序设计结构化、程序设计 主要应用：主要应用：文字、图像处理文字、图像处理 代表机型：代表机型：IBM 360IBM 360、PDP 11PDP 111.2.2 1.2.2 计算机的发展第四代计算机第四代计算机 起止年代：起止年代：1970-1970-今今 电子器件：电子器件：大规模、超大规模集成电路大规模、超大规模集成电路 运算速度：运算速度：几十亿次几十亿次/ /秒秒 应用软件：应用软件：面积对象、程序设计面积对象、程序设计 主要应用：主要应用：各个领域各个领域 代表机型：代表机型：微型计算机微型计算机1.2.3 1.2.3 计算机的类别按照计算机

19、运算的速度、字长、存储容量、软件配置等多方面的综合性能指标可将计算机分为：p 超级计算机p 网络计算机p 工业控制计算机p 个人电脑1. 超级计算机 用途：国防、航空航天、医学、地质学等。特点：运算速度快、可靠性高、功能强大。2. 网络计算机 用途：专业应用领域，如数据运算与图形、图像处理能力，软用途：专业应用领域，如数据运算与图形、图像处理能力，软件开发，金融管理等。件开发，金融管理等。特点：体积小、通用性强、价格低廉等。特点：体积小、通用性强、价格低廉等。惠普Z系列工作站3.工业控制计算机 用途：军事、通信、民用机电等各种电子设备。特点：体积小、结构紧凑、嵌入各种设备及应用产品内部。4.

20、个人电脑 用途：个人、小规模数据处理特点：体积小、通用性强、价格低廉等。核心：微处理器（Microprocessor Unit）1.2.4 1.2.4 计算机的未来 计算机的 发展趋势 网络化多媒体化 微型化 巨型化 非冯诺依曼 结构模式 发展 智能化 1.2.4 1.2.4 计算机的未来计算机发展的五种趋势 1.巨型化 巨型化是指计算机的运算速度更高、存储容量更大、功能更强。 2.微型化 微型化是指进一步提高集成度。利用高性能的超大规模集成电路研制质量更加可靠、性能更加优良、价格更加低廉、整机更加小巧的微型计算机。 1.2.4 1.2.4 计算机的未来计算机发展的五种趋势3.多媒体化多媒体是

21、指“以数字技术为核心的图像、声音与计算机、通信等融为一体的信息环境”4.网络化 网络化就是用通信线路把各自独立的计算机连接起来，形成各计算机用户之间可以相互通信并使用公共资源的网络系统。 5.智能化 计算机的智能化就是指计算机具有人的智能。 1.2.4 1.2.4 计算机的未来非冯诺依曼结构模式发展趋势光子计算机光子计算机利用光子取代电子进行数据运算、传输和存储。生物计算机（分子计算机）生物计算机的最大特点是采用了生物芯片，它由生物工程技术产生的蛋白质分子构成。量子计算机量子计算机是指利用处于多现实态下的原子进行运算的计算机，这种多现实态是量子力学的标志。 1.2.4 1.2.4 计算机的未来

22、未来的计算机发展1.3 1.3 信息素养概述1.3 1.3 信息素养概述“信息素养(Information Literacy)”的本质是全球信息化需要人们具备的一种基本能力。信息素养这一概念是信息产业协会主席保罗泽考斯基于1974年在美国提出的。简单的定义来自1989年美国图书馆学会(American Library Association ,ALA )，它包括：文化素养、信息意识和信息技能三个层面。能够判断什么时候需要信息，并且懂得如何去获取信息，如何去评价和有效利用所需的信息。1.3.1 1.3.1 信息素养能力训练人是信息系统中最重要的因素，信息系统的协调是一项非常重要的工作，作为信息素

23、养的重要部分，信息知识是不可或缺的内容。1.3.1 1.3.1 信息素养能力训练1. 信息意识与情感要具备信息素养，无疑要涉及到学会运用信息技术。但不一定非得精通信息技术。况且，随着高科技的发展，信息技术正朝向成为大众的伙伴发展，操作也越来越简单，为人们提供各种及时可靠的信息便利。1.3.1 1.3.1 信息素养能力训练2. 信息技能确定信息任务决定信息策略检索信息策略选择利用信息综合信息评价信息1.3.2 1.3.2 信息时代产生的新的道德问题信息道德是指在信息的采集、加工、存贮、传播和利用等信息活动各个环节中，用来规范其间产生的各种社会关系的道德意识、道德规范和道德行为的总和。它通过社会舆论、传统习俗等，使人们形成一定的信念、价值观和习惯，从而使人们自觉地通过自己的判断规范自己的信