《大学信息技术（第三版）》信息技术概述

大学信息技术（第三版）2信息技术基础1.1信息技术概述1.2计算机系统1.3计算思维1.4新一代信息技术1.5信息安全与信息素养31.1信息技术概述1.1.1信息技术发展历程1.1.2现代信息技术内涵1.1.3计算机的发展1.1.4信息技术发展趋势1.1.5习题与实践41.1.1信息技术发展历程信息技术的发展经历五次重大变革语言的产生文字的发明印刷术的发明电信革命计算机的发明和利用51.1.1信息技术发展历程信息技术的发展经历了三个阶段古代信息技术发展阶段近代信息技术发展阶段现代信息技术发展阶段61.1.1信息技术发展历程古代信息技术阶段（三次变革）古代信息技术经历了语言的产生、文字

的发明和印刷术的发明三次重大变革古代信息技术的特征：以文字记录为主要信息存储手段，以书信传递为主要信息传递形式71.1.1信息技术发展历程近代信息技术阶段（第四次变革）以电为主角的信息传输技术—电信革命有线通信：电波沿着通信线路传输无线通信：电波在空间传播点对点通信开放式通信广播：1906无线广播，1933调频，1966立体声电视：1927圆盘，1939黑白，1953彩色81.1.1信息技术发展历程近代信息技术阶段（第四次变革）电通信领域的四大杰出人物美国莫尔斯：有线电报和莫尔斯电码（1837年）美国贝尔：电磁式电话（1876年）意大利马可尼：无线电通信（1895年）英国克拉克：卫星通信的设想（1945年）91.1.1信息技术发展历程现代信息技术阶段（第五次变革）二十世纪四十年代电子计算机在美国诞生，拉开了现代信息技术发展的序幕现代信息技术以计算机、网络、光纤通信、卫星通信等为特征，是产生、存储、转换和加工文字、声音、图像等数字信息的现代高新技术101.1.2现代信息技术内涵微电子技术信息

微电子技术是信息技术的基础。微电子技术的主要成果是大规模和超大规模集成电路芯片，计算机的核心中央处理器（CentralProcessingUnit，CPU）就是超大规模集成电路芯片。

美国英特尔公司是生产CPU芯片的行业老大：Intel386Pentium4Core2Duo（双核）Core2Quad（四核）Corei7Corei9111.1.2现代信息技术内涵从数据流角度看数据获取技术数据传输技术（通信技术）C数据处理技术（计算机技术）C数据控制技术C数据存储技术信息展示技术121.1.3计算机的发展计算机的诞生Atanasoff-BerryComputer（1941）ENIAC（1946）图灵（1912-1954）冯·诺依曼（1903-1957）131.1.3计算机的发展计算机的发展史第一代（1946~1958）：电子管计算机第二代（1958~1964）：晶体管计算机第三代（1964~1971）：集成电路计算机第四代（1971年以后）：大规模/超大规模集成电路计算机141.1.3计算机的发展计算机的发展及趋势超级计算机天河一号（2009）1200万亿次/秒天河二号（2013）5.49亿亿次/秒神威·太湖之光（2016）12.5亿亿次/秒Summit（美国，2018）18.77亿亿次/秒151.1.3计算机的发展计算机的发展及趋势纳米计算机上世纪80年代开始迅速发展的纳米技术，目前已是最为前沿的科学领域，而且正在逐步地走向成熟。纳米计算机可以理解为利用纳米技术进行研发创造的计算机。该类型的计算机与传统计算机相比，更为坚固，且在信号的传导以及内部元件的导电性能都将得到极大的提升。此外，利用纳米技术进行内存芯片的研发，其各项性能必然会比现在的芯片高出很多。随着纳米技术的不断发展，为纳米计算机的进一步研发奠定了良好的基础。161.1.3计算机的发展计算机的发展及趋势光子计算机光子计算机的数据处理、信息存储等操作，主要依靠光信号完成。光子计算机的特征体现包括，一是鉴于光子不存在电荷，因而不会产生电磁相互作用，可靠性强。二是光子并行性、运算能力较强，传播速度较快，光在长距离内传输要比电子信号快约100倍，继而提高了机器运算速度，预计，光子计算机的运算速度可能比今天的超级计算机快1000到10000倍。三是电磁干扰对光子操作无影响，光子互联密度强，存储容量相对较大。171.1.3计算机的发展计算机的发展及趋势生物计算机生物计算机由生物分子构成，可以在生化环境中以分子的形式与外界进行信息的交换。生物计算机的研发，会极大地推动医学与仿生学等项目的发展。由于生物计算机内部的芯片使用的材料为蛋白质，可以进行自我修复，可靠性强，存储容量大，运算速率高，并行性强，另外蛋白质的生物活性，从而能够跟人体组织结合在一起，特别是可以同人的大脑和神经系统有机地连接，使得生物计算机可以听从人的指挥，使其成为人脑的有效延伸。181.1.3计算机的发展计算机的发展及趋势量子计算机量子计算机是利用量子相干叠加原理，利用粒子所具有的量子特性进行信息处理的一种全新概念的计算机，它以处于量子状态的粒子（如原子）作为中处理器和内存，能存储和处理量子力学变量的信息并进行量子计算。量子计算具有超快的并行计算和模拟能力，计算能力随可操纵的粒子数呈指数增长，可为经典计算机无法解决的大规模计算难题提供有效解决方案。191.1.3计算机的发展计算机的发展及趋势量子计算机（2017/05/03，中国）量子计算机（2018，美国，IBM）201.1.4信息技术发展趋势一则信息技术作为一个技术领域，其关键技术，如芯片技术、通信网络技术、数据挖掘技术等其自身将沿纵深方向不断发展。二则信息技术与产业发展加速融合，产业发展不断对信息技术提出新的需求，二者相互融合，互相促进，呈现融合化发展。信息技术向纵深化和融合化发展一则信息技术发展初期，信息处理在分散的服务器上进行，而随着云计算和虚拟化技术的快速发展，信息处理呈现云集化趋势。二则，云计算和数据中心技术日趋成熟，不同行业和企业纷纷建立自己的云计算中心和数据中心，这又表现为更高层次的信息处理泛在化。信息处理向泛在化和云集化发展一则随着经济社会的不断发展，人们对信息服务的需求日益多样化和个性化，信息技术的不断发展也不断满足人们个性化服务需求。二则，当个性化发展到一定程度，差异性逐渐成为普遍性，信息服务呈现越来越多的共性特征。信息服务向个性化和共性化发展21实践题

（1）“上海市高等学校计算机基础教学资源平台”的使用①访问“上海市高等学校计算机基础教学资源平台