ch02-2-计算机-互联网-信息社会-1精选课件

第二讲：

计算机、互联网与信息社会北京大学信息科学技术学院2013年9月2023/6/4北京大学21.1信息与信息社会1.2计算机的发展历史1.3计算机的研究范畴1.4计算机的应用领域1.5互联网1.6互联网应用1.7信息社会发展带来的问题主要内容历史启蒙时代：1936年，图灵机理论模型第一代计算机：1940年代冯诺伊曼体系结构，电子管第二代：晶体管第三代：集成电路第四代：大规模集成电路第五代：生物，量子等Internet时代：1990年代开始姚期智：下一代互联网是量子网络/people/2011-09-02/1088896.shtml2023/6/4北京大学4信息处理技术的几个历史里程碑1、发明文字使得信息得以在更大的范围内跨越时间和空间而传播2、发明算术使得量化的数字信息可以被加工和变换3、发明活字印刷使得大量信息的批量复制成为可能，使信息成为一种可大规模共享的资源4、计算机和互联网的出现目前，通用数字计算机和计算机互联网络的出现，使得全球性的信息传输、加工、和互动成为可能1.1信息与信息社会2023/6/4北京大学5信息社会的技术特点

数字化信息资源的大量生产

信息表现形式的多样化数据的存储形式，传播形式，和多媒体表现形式（文字、声音、图像、影像等）

信息的变换与加工信息查询、浏览、摘取、格式转换、统计等

信息共享1.1信息与信息社会2023/6/4北京大学6互联网为社会关系网提供了信息交换的统一平台社会关系网既是互联网信息的源泉，又是互联网信息共享和消费的市场存在不同规模、不同用途的互联网络家庭局域网：家庭娱乐、家电管理学校院系的内部办公网校园网全国教育网CERNET跨国公司业务网银行网电信网……1.1信息与信息社会2023/6/4北京大学71.2计算机的发展历史历史上的计算工具机械式手动计算机法国数学家、哲学家帕斯卡在1642年发明了一种机械计算机，并于1649年取得专利。帕斯卡的计算机采用一种齿轮系统，其中一小轮转十个数字，下一个小轮便转动一个数字，通过齿轮系的联动，可以进行加法和减法的运算中国的算盘我国古代发明创造的重要成就之一，至今已有一千多年的历史。2023/6/4北京大学81.2计算机的发展历史计算机的理论模型现代计算机产生于抽象的

图灵机(TuringMachine)英国数学家A.MTuring于1936年提出的一种理想的计算机器的数学模型大半个世纪以来，数学家、计算机科学家提出了各种各样的计算模型，但最终都被证明是同图灵机等价的图灵机是计算机科学的重要基础之一

“图灵奖”：计算机领域的“诺贝尔奖”2023/6/4北京大学91.2计算机的发展历史

——第一台计算机：ENIACENIAC

(ElectronicNumericalIntegratorAndComputer)1946，美国宾夕法尼亚大学占地1500平方英尺，重达30吨每秒5000次加法运算用于计算炮弹的弹道轨迹缺点：没有存储器用布线板进行控制，控制效率极低2023/6/4北京大学101.2计算机的发展历史

——第一台现代意义上的计算机：EDVACEDVAC

(ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer)1945年提出设计方案，1951年完成占地面积和消耗电力只有ENIAC的1/3每秒2000次乘法运算，或10000次加法运算特点：采用二进制表示数据和程序使用“存储程序”的方式对计算机进行控制冯·诺依曼（主要设计者）2023/6/4北京大学111.2计算机的发展历史

——第一台现代意义上的计算机：EDVAC现代计算机的结构：“冯·诺依曼”结构2023/6/4北京大学121.2计算机的发展历史

——计算机的过去体积巨大的专用设备2023/6/4北京大学131.2计算机的发展历史

——计算机的现在体积越来越小性能越来越高多种多样用途广泛2023/6/4北京大学14第一代计算机(1946年-1957年)电子管计算机

采用电子管作为逻辑线路主要元件。应用范围十分有限，主要应用于军事领域及科学计算。

第二代计算机(1957年-1964年)晶体管计算机

采用晶体管作为逻辑线路主要元件。与第一代计算机相比，由于晶体管体积小、耗电少、寿命长、计算性能有了很大改进，成本随之下降。应用范围扩大到数据处理和事务管理等方面。第三代计算机(1964年-1970年)集成电路计算机

采用中、小规模集成电路代替了传统的独立式晶体管。与第二代计算机相比，这一时期的计算机其软件、硬件系统都向标准化、模块化、系列化发展。应用范围扩大到工业控制等领域。1.2计算机的发展历史

——计算机发展的时代划分2023/6/4北京大学15第四代计算机(1970年-今)大规模集成电路计算机

采用大规模、超大规模集成电路为计算机主要功能元件。应用范围几乎无所不在！第五代计算机（?-?）计算机发展的新方向

目前还没有一个确定的发展方向。目前的研究方向有：生物DNA计算机、量子计算机、光子计算机等等.1.2计算机的发展历史

——计算机发展的时代划分

上述四代计算机的设计都采用“冯·诺依曼”结构，

“以二进制、存储程序以及指令和数据统一存储”为基础2023/6/4北京大学16波音飞机

对准尺寸标准万分之一米

零件数量百万级但与自然界的生物基因系统相比，生物系统的复杂性还要高出几个数量级！1.2计算机的发展历史

——计算机系统的特点奔腾芯片对准尺寸标准千万分之一米零件数量千万级/亿级数字芯片是人造的最复杂的系统之一2023/6/4北京大学17摩尔定律

CPU芯片上的零件密度每18个月增加1倍

1971年Intel4004芯片2300个晶体管

目前Intel酷睿2双核芯片晶体管数量达到上亿数量级

CPU的性能每18个月提高一倍，价格下降一半

性能越来越快，价格越来越便宜；应用领域越来越广泛1.2计算机的发展历史

——计算机的发展速度姚期智：

下一代互联网是量子网络过去十几年里，物理学家和计算机学家联合研究，发现，在原子里面存在另外一种力量，不是能量。是一种惊人的计算力量。所以，做量子信息研究的人，基本的精神，有没有方法能够把这些能量、计算力量从原子里面释放出来。那么，这些计算能量对于有些问题，有惊人的加速的效应。一个是在现在的普通计算机，要用一亿年，十亿年，二十亿年，才能解决的问题。在量子网络里面，只要几分钟就可以做好的。/people/2011-09-02/1088896.shtml2023/6/4北京大学191.3计算机领域的主要研究范畴计算机体系结构操作系统计算机网络数据库技术程序设计语言软件工程图形图像处理编译原理算法设计与分析…数理逻辑计算复杂性理论人工智能…2023/6/4北京大学20

计算机的应用已经深入到人类社会的各个方面，并逐渐成为一种基础性的工具家庭生活（理财、娱乐、购物、新闻浏览、…）社会/企业管理现代化教育科学研究产品研发工业自动化控制信息交换电信、银行、邮局、医院、……1.4计算机的应用领域2023/6/4北京大学211.5互联网Internet（因特网）信息的网络、信息的海洋相互连接

的

计算机网络计算机网络

是一种

将处于不同地理位置且具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件的支持下，实现彼此之间的数据通信和资源共享

的

系统计算机网络是计算机科学和通信科学密切结合的产物2023/6/4北京大学221.5互联网互联网络的组成各种类型的计算机或嵌入式设备互联线路或无线通信介质网络通信设备与网络软件互联网络分类：广域网（WAN）：跨越国家和省市地域的网络局域网（LAN）：一个建筑物范围内、利用以太网技术形成的计算机网络内联网（Intranet）：企业/组织的内部网（可能是WAN、LAN）2023/6/4北京大学231.5.1互联网的发展历史1969年，为了能在爆发核战争时保障通信联络，美国国防部高级研究计划署ARPA资助建立了世界上第一个分组交换试验网ARPANET70年代末到80年代初，各种类型的计算机网络蓬勃发展；产生了网络之间相互连接的需求，并导致TCP/IP协议的出现（1980年）1986年，美国国家科学基金会NSF资助建成了基于TCP/IP技术的主干网NSFNET，世界上第一个互联网产生；1995年，NSFNET开始商业化运行1994年，中国建设了CERNET示范网工程；中国第一个全国性的TCP/IP互联网截止2012年，全球互联网的用户数量已达24亿2023/6/4北京大学241.5.2局域网——互联网的细胞局域网中的硬件成分计算机：网卡（NC）连接线路：有线：双绞线无线网络设备：集线器（HUB）交换机（Switcher）路由器（Router）2023/6/4北京大学251.5.2互联网的连接覆盖全球全球海底光缆示意图2023/6/4北京大学261.5.3互联网的通信协议准备包裹检查包裹登记信息装箱,发货卸货,清点检查包裹登记信息打开包裹现实生活中包裹传递的过程2023/6/4北京大学271.5.3互联网的通信协议HTTPHyperTextTransferProtocol超文本传输协议浏览网页时，客户端和服务器的通讯协议TCPTransmissionControlProtocol传输控制协议可靠的传输协议IPInternetProtocol互联网协议非可靠的传输协议（best-efforts,尽力投递）通信协议栈2023/6/4北京大学281.5.3互联网的通信协议2023/6/4北京大学291.5.3IP协议和IP地址IP地址——计算机在IP网络上的标识，32位二进制数

A类地址：

B类地址：C类地址：位数01731位数011531位数01223310网络标识主机标识10网络标识主机标识110网络标识主机标识2023/6/4北京大学301.5.3IP协议和IP地址几个IP地址的例子

B类：

10100010.01101001.01010000.00101001 1C类：

11001010.01110000.1101100.00000001 2023/6/4北京大学311.5.3IPv4和IPv6IPv4采用32位二进制数表示IP地址拥有42.95亿个（2的32次方）的地址资源IPv4的地址资源面临枯竭IPv6采用128位二进制数表示IP地址拥有天文数字般（2的128次方）的地址资源，可以为全球的每一粒沙子分配一个IP地址从IPv4向IPv6的迁移需要10年或更长的时间2023/6/4北京大学321.5.3DNS—域名系统域名用文字的方式标识特定的IP地址，，...DNS（DomainNameSystem）一个将域名映射成相应的IP地址的服务系统

13

222.028.152.141由全世界数量众多的DNS服务器组成北大校内的两个DNS服务器：7，62023/6/4北京大学331.5.3域名空间2023/6/4北京大学341.5.4互联网的基础设施互联网的基础设施通信线路（传输介质）双绞线、光纤、无线、同轴电缆、...网络设备集线器、交换机、路由器、...根据物理层和数据链路层协议的不同以太网技术ATM技术蓝牙技术......2023/6/4北京大学351.5.4网络设备在互联网中的作用中转站2023/6/4北京大学361.5.4网络设备在互联网中的作用工作于物理层工作于数据链路层工作于网络层2023/6/4北京大学371.6互联网应用初期主要是文字类的信息服务电子邮件、文件传输、远程终端逐步涌现出丰富多样的多媒体类的信息服务WWW、即时通信、视频点播、P2P下载电子政务、电子商务、网络游戏、…2023/6/4北京大学381.6.1互联网应用的基本模式客户端/服务器(Client/Server)

模式服务器客户端A客户端B客户端C1.发出服务请求2.处理服务请求3.返回处理结果客户端主动地向服务器发出请求服务器被动地接受来自客户端的服务请求2023/6/4北京大学391.6.1互联网应用的基本模式客户端/服务器(Client/Server)

模式客户端和服务器仅仅是一种角色.一台计算机在不同的交互中可能分别承担这两种角色计算机A计算机B计算机C客户端服务器客户端服务器2023/6/4北京大学40互联网上的三种经典应用万维网电子邮件文件传输2023/6/4北京大学411.6.2万维网(WorldWideWeb)万维网的基本元素Web页面（网页）超链接2023/6/4北京大学421.6.2万维网(WorldWideWeb)Web页面Web页面源文件（HTML语言）<aherf=>空间<a/>Web浏览器2023/6/4北京大学431.6.2万维网(WorldWideWeb)超链接（超文本连接，HyperTextLink）<aherf=统一资源定位符

>链接名称

<a/>统一资源定位符（UniformResourceLocator,URL）格式：访问资源的协议

:资源地址HTTPURL的格式：http://主机名称：端口/路径/img/baidu_logo.gif2023/6/4北京大学441.6.2万维网(WorldWideWeb)工作原理Web服务器AWeb服务器B客户端（web浏览器）Web服务器CHTTPURLweb页面HTTPURLweb页面HTTP：HyperTextTransferProtocol2023/6/4北京大学451.6.2万维网(WorldWideWeb)常用的web浏览器SafariApple国内著名的综合性网站搜狐：新浪：网易：2023/6/4北京大学461.6.3电子邮件(Email)@邮政系统计算机网络送达需要几天时间送达只需要几分钟2023/6/4北京大学471.6.3电子邮件(Email)工作原理计算机A(邮件发送方)计算机B(邮件接收方)邮件服务器X(发件方)邮件服务器Y(收件方)SMTP：SimpleMailTransferProtocolPOP3：PostOfficeProtocol3SMTPSMTPPOP3由电子邮件客户端定时发出请求2023/6/4北京大学481.6.3电子邮件(Email)电子邮件地址someone@用户名邮件服务器的域名如何获得一个电子邮件地址？北大学生邮件服务器（帮助见/index.htm）126网易免费电子信箱（

）Google的Gmail（）……学校计算中心申请网上免费注册2023/6/4北京大学491.6.3电子邮件(Email)常用的电子邮件客户端软件官方网站

/2023/6/4北京大学501.6.3基于web的电子邮件系统WWW技术和电子邮件技术相结合的产物在web浏览器中撰写、发送和收取电子邮件邮件接收方(foxmail)SMTPSMTPPOP3邮件发送方（foxmail）2023/6/4北京大学511.6.3基于web的电子邮件系统WWW技术和电子邮件技术相结合的产物在web浏览器中撰写、发送和收取电子邮件邮件接收方(web浏览器)HTTPSMTPHTTP邮件发送方（web浏览器）大多数邮件服务器都提供基于web的邮件服务2023/6/4北京大学521.6.4文件传输文件传输协议（FileTransferProtocol,FTP）FTP服务器上传文件下载文件常用的FTP客户端软件FlashFXPCuteFTP2023/6/4北京大学53其它网络应用电子张贴板-BBS方便大众在互联网上交互意见的场所北大未名BBS()水木清华BBS()即时通讯（InstantMessenger，IM）QQ、MSN、ICQ、…P2P（peertopeer）文件交换BT、eMule、…视频共享youtube、优酷网、六间房、…博客(BLOG)……2023/6/4北京大学541.7

信息社会发展带来的问题网络综合症由于沉迷于网络而引发的各种生理、心理障碍的总称症状：如果有一段时间不上网，就会变得明显地焦躁不安、不可抑制地想上网、时刻担心自己错过了什么无法有效地控制上网的时间：一旦上网，很容易地陷入到信息的洪流和迷宫中不能自拔网络游戏暴力型网络游戏导致的青少年犯罪问题沉迷于网游创造的虚拟世界，逃避现实世界2023/6/4北京大学551.7

信息社会发展带来的问题人际关系的拉近与疏远拉近：热衷于在网上与远在天边的人建立联系疏远：忽略了近在咫尺的亲情和友谊垃圾信息问题错误信息、虚假信息、失效信息的泛滥大量重复信息的存在没有任何价值的信息，甚至有负面价值的有害信息导致的后果：严重浪费了网络资源需要耗费大量的时间，才能从庞大的网络信息中甄别出有用的信息2023/6/4北京大学56计算机发展历史上的两个重要的人物图灵(A.MTuring英国数学家)提出了一种理想的计算机器的数学模型——图灵机（TuringMachine）。冯·诺依曼(JohnVonNeumann美国数学家)提出了“存储程序（StoredProgram）”这一现代电子计算机的最基本的概念，并给出了解决方案。存储程序式计算机——冯·诺依曼结构。2023/6/4北京大学57计算机界最具影响的两大国际学术组织InstituteofElectrical&ElectronicEngineers，ComputerSociety电气和电子工程师协会计算机协会，于1946年成立ACMAssociationforComputerMachinery美国计算机协会，于1947年成立IEEEComputerSociety2023/6/4北京大学58计算机界的“诺贝尔奖”——图灵奖ACM于1966年设立的第一个奖项，是计算机界的“诺贝尔奖”，主要奖励在计算机科学理论和软件方面作出重要贡献的科学家。华裔美国科学家姚期智(AndrewChi-chihYao)由于在计算理论方面做出了诸多“根本性的、意义重大的”贡献，获得2000年度图灵奖。这是首位（也是目前唯一一位）获得图灵奖的华裔科学家。姚目前是清华的客座教授。2023/6/4北京大学59小结计算机、互联网与信息社会计算机的发展历史互联网及其应用信息社会发展带来的问题11醉翁亭记

1．反复朗读并背诵课文，培养文言语感。

2．结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。

3．把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。

4．体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下《岳阳楼记》，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者——北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于《岳阳楼记》的千古名篇——《醉翁亭记》。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(1007—1072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。

关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。《醉翁亭记》就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1．初读文章，结合工具书梳理文章字词。2．朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例

环滁/皆山也。其/西南诸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，琅琊也。山行/六七里，渐闻/水声潺潺，而泻出于/两峰之间者，酿泉也。峰回/路转，有亭/翼然临于泉上者，醉翁亭也。作亭者/谁？山之僧/曰/智仙也。名之者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之间也。山水之乐，得之心/而寓之酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为什么不能划分为“山/行六七里”？

明确：“山行”意指“沿着山路走”，“山行”是个状中短语，不能将其割裂。“望之/蔚然而深秀者”为什么不能划分为“望之蔚然/而深秀者”？明确：“蔚然而深秀”是两个并列的词，不宜割裂，“望之”是总起词语，故应从其后断句。【教学提示】引导学生在反复朗读的过程中划分朗读节奏，在划分节奏的过程中感知文意。对于部分结构复杂的句子，教师可做适当的讲解引导。目标导学三：结合注释，翻译训练1．学生结合课下注释和工具书自行疏通文义，并画出不解之处。【教学提示】节奏划分与明确文意相辅相成，若能以节奏划分引导学生明确文意最好；若学生理解有限，亦可在解读文意后把握节奏划分。2．以四人小组为单位，组内互助解疑，并尝试用“直译”与“意译”两种方法译读文章。3．教师选择疑难句或值得翻译的句子，请学生用两种翻译方法进行翻译。翻译示例：若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝，晦明变化者，山间之朝暮也。野芳发而幽香，佳木秀而繁阴，风霜高洁，水落而石出者，山间之四时也。直译法：那太阳一出来，树林里的雾气散开，云雾聚拢，山谷就显得昏暗了，朝则自暗而明，暮则自明而暗，或暗或明，变化不一，这是山间早晚的景色。野花开放，有一股清幽的香味，好的树木枝叶繁茂，形成浓郁的绿荫。天高气爽，霜色洁白，泉水浅了，石底露出水面，这是山中四季的景色。意译法：太阳升起，山林里雾气开始消散，烟云聚拢，山谷又开始显得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明变化的，就是山中的朝暮。春天野花绽开并散发出阵阵幽香，夏日佳树繁茂并形成一片浓荫，秋天风高气爽，霜色洁白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季。【教学提示】翻译有直译与意译两种方式，直译锻炼学生用语的准确性，但可能会降低译文的美感；意译可加强译文的美感，培养学生的翻译兴趣，但可能会降低译文的准确性。因此，需两种翻译方式都做必要引导。全文直译内容见《我的积累本》。目标导学四：解读文段，把握文本内容1．赏析第一段，说说本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此运用了怎样的艺术手法。

明确：首先以“环滁皆山也”五字领起，将滁州的地理环境一笔勾出，点出醉翁亭坐落在群山之中，并纵观滁州全貌，鸟瞰群山环抱之景。接着作者将“镜头”全景移向局部，先写“西南诸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南诸峰之中，视野集中到最佳处。再写琅琊山“蔚然而深秀”，点山“秀”，照应上文的“美”。又写酿泉，其名字透出了泉与酒的关系，好泉酿好酒，好酒叫人醉。“醉翁亭”的名字便暗中透出，然后引出“醉翁亭”来。作者利用空间变幻的手法，移步换景，由远及近，为我们描绘了一幅幅山水特写。2．第二段主要写了什么？它和第一段有什么联系？明确：第二段利用时间推移，抓住朝暮及四季特点，描绘了对比鲜明的晦明变化图及四季风光图，写出了其中的“乐亦无穷”。第二段是第一段“山水之乐”的具体化。3．第三段同样是写“乐”，但却是写的游人之乐，作者是如何写游人之乐的？明确：“滁人游”，前呼后应，扶老携幼，自由自在，热闹非凡；“太守宴”，溪深鱼肥，泉香酒洌，美味佳肴，应有尽有；“众宾欢”，投壶下棋，觥筹交错，说说笑笑，无拘无束。如此勾画了游人之乐。4．作者为什么要在第三段写游人之乐？明确：写滁人之游，描绘出一幅太平祥和的百姓游乐图。游乐场景映在太守的眼里，便多了一层政治清明的意味。太守在游人之乐中酒酣而醉，此醉是为山水之乐而醉，更是为能与百姓同乐而醉。体现太守与百姓关系融洽，“政通人和”才