第1章计算机与信息社会

第1章计算机与信息社会本章学习重点l

了解IT信息产业和信息技术的发展l

认识计算机信息处理过程

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了解计算机的发展历史l

熟悉计算机的特点发展历史l

掌握计算机的应用与特点l

了解和熟悉办公自动化的特点和使用范围l

基本了解电子政务的特点和作用l

基本了解电子商务政务的特点和作用1.1IT信息产业综述IT信息技术产业（InformationTechnology）一般是指国民经济活动中，从事信息产品及其装备、设备和信息服务的生产和流通的各部门的集合。其基本特点如下：（1）信息产业是高智力密集型的人本产业（2）信息产业是高度创新性产业（3）信息产业是高度倍增性产业（4）信息产业是高度渗透性的产业（5）信息产业是高投资、高风险、高竞争的产业1．1．1IT信息产业的发展特点产品的更新换代速度继续加快，生命周期进一步缩短，市场竞争日趋激烈人力成本的比重不断增加产业竞争格局发生转变由传统的产业规模型向技术拥有型转移。由生产决定型向市场决定型转变。由单一产业型向多产业渗透型转变。1.1.2国外的IT信息产业人才政策

美国的世界信息产业人才争夺战略印度的软件产业与人才培养日本的信息产业人才开发计划1．1．3我国IT信息产业及其对信息人才的需求信息产业发展要求与产业规模相适应的人才总量增长信息产业发展要求人才素质和能力的全面提升信息产业发展要求更加科学合理的人才结构1．2计算机的发展计算机科学与技术是研究计算机的设计与制造，以及利用计算机进行信息获取、表示、储存、处理、控制和传输的理论、原则、方法和技术的学科。它最突出的特点是科学与工程技术的高度融会、相互作用。计算机科学与技术学科是一门科学性与技术性并重的学科，是理论与实践紧密结合的学科。英国科学家艾伦·图灵（AlanMathesonTuring）对现代计算机的贡献主要是建立了图灵机的理论模型，发展了“可计算性”理论，并提出了定义机器智能的图灵测试。图灵奖被称为“计算机界的诺贝尔奖”，在每年的ACM年会上都要为在计算机科学与技术领域作出杰出贡献的科学家颁发此奖。到目前为止，已有几十位学者获得了图灵奖，这些获奖者所作的工作极大地影响了计算机科学与技术的发展方向。2000年度的图灵奖获得者是普林斯顿大学计算机科学系的华裔科学家安德鲁．姚（AndrewChiChihYao）教授，姚期智教授是1966年颁发此奖以来第一位华裔得奖者。1．2．1图灵机与冯·诺依曼式计算机的诞生所谓图灵机是指，在一条两端可无限延长的纸带上划分无穷多个可写、可擦的小格，每格中仅放一个“1”或“0”（其中空白表示“0”），然后用一个读写头在一串控制指令的控制下沿着纸带左右移动并读或写，就这样一步一步地改变纸带上的1或0，经过有限步后图灵机在停机控制指令的控制下停止移动，最后纸带上的内容就是预先设计的计算结果。如图1-1所示。1001111010110000100100100读写头图1-1图灵机示意图图灵机简洁明了的构造思想及其运行原理揭示了存储程序的原始思想：图灵可计算性。其基本思想是任何一个计算是可行的，当且仅当它能够被一台图灵机实现。图灵机反映的正是这样一种用数学方法精确定义的计算模型，而现代电子计算机就是这种模型的具体体现。20世纪40年代，在图灵机提出后不到十年，世界上第一台存储程序式通用电子数字计算机诞生了。1946年，宾西法尼亚大学的JohnW．Mauchly博士和他的研究生J．PresperEcker一起研制了称为ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator，电子数字积分计算机），它被公认为是世界上第一台存储程序式通用电子数字计算机。ENIAC

1944年8月至1945年6月，美籍匈牙利科学家冯.诺依曼（John.Von.Neumann）与莫尔学院的科研组合作，提出了一种存储程序的通用电子数字计算机方案EDVAC（ElectornicDiscretVariableAutomaticComputer），后来人们称之为冯·诺依曼式计算机。这种计算机采用“二进制”（Binary）代码表示数据和指令，并提出了“程序存储”（Programstorage）的概念，由此奠定了现代电子数字计算机的基础。实际上，冯·诺依曼式计算机是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速地对数据进行输入、处理、输出和存储的系统，“程序存储”（Programstorage）和采用“二进制”（Binary）是冯·诺依曼式计算机的两大基本特征。一个完整的冯·诺依曼式计算机系统由两大部分组成，即硬件系统和软件系统。所谓硬件是指构成计算机的物理设备，即由机械、电子器件构成的具有输入、存储、计算、控制和输出功能的实体部件。软件称“软设备”，广义地说软件是指系统中的程序以及开发、使用和维护程序所需的所有文档的集合。

第１代计算机：１９４６－５8电子管第２代计算机：１９５9－６４晶体管

第３代计算机：１９６5－７０集成电路1．2．2计算机的发展阶段第４代计算机：１９７１－超大规模集成电路第5代计算机：正处在设想和研制阶段第五代计算机的研究目标是试图突破冯·诺依曼式的计算机结构的体系结构，使得计算机能够具有像人那样的思维、推理和判断能力。也就是说，新一代计算机的主要特征是人工智能，它将具有一些人类智能的属性，例如自然语言理解能力、模式识别能力和推理判断能力等。1．2．3

计算机的发展趋势

未来的计算机技术将向超高速、超小型、平行处理、智能化的方向发展。计算机科学发展趋势时，主要包括三个方面：

（1）向“高”的方向。性能越来越高，CPU速度越来越快，主要表现在计算机的主频越来越高。

（2）向“广”度方向发展，计算机发展的趋势就是无处不在，近年来更明显的趋势是网络化与向各个领域的渗透，即在广度上的发展开拓。

（3）向“深”度方向发展，即向信息的智能化发展。

1．2．3

计算机的发展趋势目前计算机技术研究的主要热点还包括以下几个方面：（1）并行计算（ParallelComputing）（2）多核技术（Multi-CoreTechnology）（3）哈佛结构（ArchtectureofHarvard）（4）云计算（cloudcomputing）

1．3计算机概述1．3．1计算机系统的特点（1）运算速度快目前，巨型计算机可以达到每秒钟亿亿次以上，微型计算机也可以达到每秒钟数亿次以上。（2）计算精确度高计算机有十几位甚至几十位（二进制）有效数字，计算精度可由千分之几到百万分之几。（3）具有超强的记忆功能现代计算机的存储容量越大，内存可以达到数G字节，外存可以达到数T字节（1T=1024G）。（4）逻辑判断能力强（5）具有自动控制能力（6）应用越来越广泛计算机应用发展到各种非数值计算领域，是信息技术和IT信息产业的支撑。1．3．2．计算机系统的分类巨型机；大型机；小型机；微型计算机工作站服务器巨型机运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机1975年世界上第一台超级计算机“Cray-I”超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计算的高科技领域。中国超级计算机：１９８３年１２月２２日，中国第一台每秒钟运算一亿次以上的“银河”巨型计算机，由国防科技大学计算机研究所在长沙研制成功。它填补了国内巨型计算机的空白，标志着中国进入了世界研制巨型计算机的行列。国防科技大学研制的“银河1号”、“银河2号”和“银河3号”国家职能计算机中心推出的“曙光1000”、“曙光200I”和“曙光3000”大型计算机最新式大型计算机”大连”育才微型计算机微型计算机便携式计算机掌上计算机掌上计算机1．3．3计算机硬件技术的发展计算机硬件体系结构的发展主要体现在两个方面：一是以器件或固件为发展主线的大规模集成电路的研制和开发；其次是研制新型的计算机体系结构，提高并行计算和处理能力，特别体现在智能体系结构的理论与应用方面的研究。（1）面向对象的计算机体系结构（2）并行处理计算机体系结构的研究（3）多处理机结构（4）数据库机与知识库机（5）面向函数的程序设计语言的归约机1．3．4计算机软件技术的发展（1）程序设计语言的发展可视化程序设计技术智能化程序设计技术构件化程序设计技术（2）操作系统的发展面向对象操作系统分布式操作系统与网络操作系统主动操作系统智能操作系统（3）数据库的发展分布式数据库并行数据库多媒体数据库主动数据库数据仓库

（4）人工智能的研究与发展直觉、顿悟和灵感的研究知识发现与数据挖掘的发展分布式人工智能进化计算1．3．5计算机网络技术的发展

计算机网络发展以目前Internet网络技术和通讯协议为基础，围绕IP网络和智能化而展开。未来网络发展的总趋势主要体现在以下几个方面（1）新一代的网络将是以IP为基础的宽带综合业务网。（2）IP骨干路由交换机将承担更高的速率传输以及更大的业务量，并走向多媒体业务的传输，其中包括视频节目的传输。（3）宽带接入的方式与布线是对传统接入方式的补充和挑战。（4）网络的服务对象将向全社会发展，网络业务将向着全业务方向、智能化、多元化方向发展。(5)网络产品将向以光产品为主的方向发展.(6)网格计算.1．4计算机的应用范围科学计算

信息处理

自动控制

计算机辅助工程

计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，CAD）计算机辅助制造（ComputerAidedManufacturing，CAM）计算机集成制造系统（ComnuterIntegratedManufacturinsSystem，缩记为CIMS）计算机辅助教育（ComputerAidedInstruction，缩记为CAI）其他应用领域

“多媒体”（Multimedia）。多媒体的应用以很快的步伐在医疗、教育、商业、银行、保险、行政管理、军事、工业、广播电视和出版等领域出现。“虚拟现实”：利用“虚拟现实”环境可以在计算机上模拟训练汽车驾驶员和飞机驾驶员，模拟拍摄科学幻想电影片。计算机游戏：通过现代高速信息网实现数据与信息的查询、高速通讯服务（如电子邮件、文档传输、可视电话、可视会议等）、远程教育、电子图书和电子图书馆、电子商务、远程医疗和会诊、交通信息管理、电子娱乐等。“信息家电”（InformationAppliances，缩记IA）是一种将PC机与家用电器融合、使用方便、价格低廉的上网工具，它代表了计算机、通信和消费类电子产品（俗称“3C”）相融合的发展方向。今后更多的计算机将不再以孤立的形式出现，而是嵌入到其他装置中或与网络相连接。具有代表性的一些信息家电产品包括网络电视（netTVs）、网络可视电话（InternetScreenphones）、网络型智能手持设备（如蜂窝电话、个人数据助理、掌上PC、汽车PC、手持无线上网设备、网络个人接入器等便携式设备）、数字控制委托和网络游戏机等。1．5办公自动化简介

办公自动化（OfficeAutomation），简称OA是将现代化办公和计算机网络功能

结合起来的一种新型的办公方式，是当前新技术革命中一个非常活跃和具有很强生命力的技术应用领域，是信息化社会的产物。办公自动化涉及到系统工程学、行为科学、管理学、人机工程学、社会学等基本理论以及计算机、通信、自动化等支撑技术，属于复杂的大系统科学与工程。

1．5办公自动化简介办公自动化，不同的人从不同的角度，会有不同的理解，不同的时期也会有不同的标准。虽然对于OA不同定义的内容不尽相同，但它们都有某些主要的共同点，即：

（1）强调OA系统是以行为科学为指导，以管理学科、社会学、系统工程学和人机工程学为其理论基础，并结合运用计算机技术、通信技术和自动化技术等的一门综合性科学技术，是一个多学科相互交叉、相互渗透的系统科学工程。

1．5办公自动化简介（2）强调OA系统是以计算机技术为核心的现代信息技术的系统集成，使用的是先进的科学技术和现代化办公设备，这些技术和设备被用于信息的交流和管理，以实现科学管理与决策，所以它是现代信息社会的主要标志之一。（3）强调OA系统是一个由办公人员和办公设备构成的人机信息系统，具有很强的信息处理功能。它包括：信息的采集、加工、传递和存储等环节。它应该是对文字、语音、数据和图形、图像等多媒体信息一体化的处理过程，能把基于不同技术的办公设备（如计算机、打印机、传真机等）用网络连成一体，将文字处理、语音处理、数据处理和图像视频处理等功能集成在一个系统中，使办公室具有综合处理这些信息的能力。

1．5办公自动化简介（4）OA系统的任务是尽可能有效地利用信息资源，向多级办公人员及时提供所需信息，提高工作效率和质量，进行辅助决策，提高办公效率，改进办公质量，以求得良好的社会和经济效益，达到既定的工作目标。所以，提高效率和改进质量是办公自动化的目的。近年来，随着信息化水平的提高，大大提高了员工的工作效率和协同工作能力。与此同时，无线网络技术蓬勃发展，以及即将来临的3G（3rdGeneration，第三代移动通信技术），构建移动办公环境，使员工可以不受时间、空间的限制使用办公自动化系统，是一个热门话题。这些条件催生了一种新的办公形式，。这就是所谓的“移动办公”。

1．5．1办公自动化的基本概念

办公自动化系统从功能上一般可分为三个层次，或者三个子系统：即事务型办公自动化系统、管理型办公自动化系统和决策型办公自动化系统。面向不同层次的使用者，办公自动化会有不同的功能表现和结构组成。（1）事务型办公自动化系统（2）管理型办公自动化系统（3）决策型办公自动化系统

1．5．1办公自动化的基本概念主要实现下面七个方面的功能：（1）建立内部的通信平台。（2）建立信息发布的平台。（3）实现工作流程的自动化。（4）实现文档管理的自动化。（5）辅助办公。（6）信息集成。（7）实现分布式办公。1．5．2办公自动化系统的

硬/软件平台

（1）办公自动化系统的硬件工作平台

──网络通信。

──计算机设备。──办公基本设备。──视频会议系统

（2）办公自动化系统的软件系统

──应用软件。──数据库系统。

１．６

电子政务简介

在信息化社会中，与电子政务相关的行为主体主要有三个：即政府、企业和居民。政府与政府之间的互动、政府与企（事）业单位的互动、政府与居民的互动构成了电子政务的主要方面。根据联合国调查报告显示：2003年，联合国191个成员国中，有173个国家拥有政府网站，高于2001年的143个。只有18个国家，其中大部分是非洲国家完全没有上网。

１．６．１电子政务的基本概念

关于电子政务（ElectronicGovernment），国内外有多种多样的提法，如电子政府、政府信息化、数字政府、网络政府、虚拟政府等，这些提法从不同角度描述了电子政务的概念与特征。严格地说，所谓电子政务是指政府机构应用现代信息和通信技术，将管理和服务两项职能通过网络技术进行集成，在互联网上实现政府组织结构和工作流程的优化重组，超越时间、空间及部门之间的分隔限制，全方位的向社会提供优质、规范、透明、符合国际水准的管理和服务

１．６．１电子政务的基本概念电子政务三个方面的特点：第一，电子政务必须借助于电子信息和数字网络技术，离不开信息基础设施和相关软件技术的发展；第二，电子政务处理的是与政权有关的公开事务，除政府机关的行政事务以外，还包括立法、司法部门以及其他一些公共组织的管理事务；第三，电子政务并不是简单地将传统的政府管理事务原封不动地搬到互联网上，而是要对其进行组织结构的重组和业务流程的再造。

电子政务与传统政务的区别

电子政务与传统政务有很大的区别。从具体操作上看，传统政务实际上是一种高成本、低效率的粗放管理方式；电子政务则通过先进生产力来解放管理能力，它可以降低管理成本、提高管理效率。传统政务容易疏远政府与群众的关系，也容易使中间环节发生腐败和“肠梗阻”；电子政务的最终目标将是政府对群众的要求进行更快捷的反应，更直接地为人民服务。

电子政务与办公自动化政府中办公自动化强调的是政府内部在各类政务工作处理方面要运用先进的信息技术和设备，以大幅度提高办事效率和工作质量。办公自动化是电子政务的基础条件之一。电子政务不仅强调政府的内部办公要实现信息化，更重要的是不同部门之间进行信息的集成，并向社会公众提供各种公共服务。

电子政务与政府上网政府上网不等于电子政务。由于“政府上网”工程取得了巨大的成功，所以有人经常用“政府上网”来指代我国的电子政务建设。真正的电子政务绝不是简单的“政府上网”工程，更不是网页型网站系统。电子政务与政府上网是有很大区别的。政府上网，也就是政府职能上网，通过开通政府网站在网上成立一个虚拟的政府办公环境，在Internet上实现政府的职能工作，来推动政府部门与民众之间的电子政务活动。而电子政务则是一个更为宽泛的概念，还包括政府部门内部以及部门之间的电子政务活动。政府上网与电子政务可谓互为因果，相辅相成，政府上网的最终目标正是推动电子政务的实现。

电子政务与电子政府电子政府和电子政务并不是对等的概念。电子政府，是一种全新的政府管理形态，是一个理想化的目标，即一种以信息和技术为依托，以实现完善的政府服务为目标的“虚拟政府”。而电子政务，则是一个动态的过程，是实体政府利用信息和技术以提高政府效率的一种方式。从长远的角度来看，电子政务是电子政府发展的一个重要阶段；而电子政府，则是电子政务发展的长期目标。可以说，电子政务是架构在现实政府与未来政府的一座桥梁。因而，从电子政府实现的角度考察当代的电子政务建设，有利于明确电子政务发展的未来目标，有利于引导电子政务的理性发展。１.６.２电子政务的网络平台

根据电子政务的业务情况，国务院办公厅为我国电子政务制订了“三网一库”体系。“三网”指：（1）政府机关的办公业务网（内网），政务内网包括各级政府的内务系统办公平台，支持办公系统、专有业务协同系统和其他应用系统。（2）政府部门间用于信息交换的办公业务资源网（专网）。（3）以因特网为依托的政府公众信息网（外网），政务外网是政府的对外服务网，运行政务部门面向社会的专业性服务业务，包括政务公开、公众服务和网上交互式办公等。“一库”指政府系统共建共享的信息资源数据库。

１.６.２电子政务的网络平台电子政务网应该是一个有弹性的城域网和广域网，而不是简单的局域网互连，需要通过统一的业务模型、完善的安全体系、标准化的规范体系、集成的信息管理等方面来支撑它的建设。为了保证安全性，一般采取的方法是在内网与外网之间实行防火墙的逻辑隔离，在内网与专网之间实行物理隔离。

１.６.３与电子政务有关的法规

各个国家推动电子政务，都与政府职能转变和政府的改革密切结合。在我国推动电子政务，不只是用电子手段履行政府的现存功能，它本质上是一次改革，我们要以改革的精神来推动这项建设，力争取得比较扎实的成效。2004年吴爱明主编人民出版社出版的《中国电子政务》一书，对中国和全球电子政务进行了总结和分析，在电子政务理论上有可喜的探索，在我国电子政务的建设实践方面具有一定的指导意义。

１．７电子商务的简介

电子商务英文可以翻译为EC(electrocniccommerce)，EB(electronicbusiness)，