计算机基础与应用简明教程（人工智能版）课件 第1章 信息技术概述

第1章信息技术概述本章教学目标

知道信息技术及其发展。

初步理解冯·诺依曼计算机设计思想。

理解计算机的硬件组成。

理解二进制数和信息编码。

理解计算机软件的分类。

知道软件著作权保护及共享软件相关概念。1.1.1信息技术及其发展

信息的定义与特征信息技术的关键阶段：

古代（文字、书信）近代（电报、ENIAC）现代（网络、光纤、卫星）核心技术：通信、计算机、控制（3C）1.1信息技术

信息同数据、知识、消息、信号的关系①数据是反映客观事物属性的原始事实；信息是由原始数据经过处理加工，按特定的方式组织起来，对人们有价值的数据集合。信息通过具体的数据形式被存储和传输，因此数据可看作信息的载体。②知识是经过加工并经过实践检验的条理化信息，信息是知识的基础，但并非所有的信息都是知识。③消息是信息的外表，信息是消息的内涵。④信号是信息的载体，信息是信号所载荷的内容。1.1.2计算机的发展

四代计算机划分：电子管→晶体管→集成电路→超大规模集成电路摩尔定律与集成度未来发展方向：

碳基芯片光计算机量子计算机生物化学计算机1.1.3云计算定义与核心理念特征：共享资源、虚拟化、弹性伸缩服务模式：IaaS、PaaS、SaaS1.2计算机硬件组成冯·诺依曼结构五大部件CPU功能与组成（运算器、控制器）存储器层次结构（Cache→内存→外存）总线与接口类型（USB、HDMI等）1.3数字和编码二进制与十六进制、八进制的转换十进制数（D）二进制数（B）十六进制数（H）十进制数（D）二进制数（B）十六进制数（H）0008100081119100192102101010A3113111011B41004121100C51015131101D61106141110E71117151111F1.3数字和编码二进制与十进制的转换n进制数转换为十进制数一个具有i+1位整数和j位小数的n进制数A，可表示如下十进制数转换为n进制数整数转换方法为除制（n）取余，小数转换方法为乘制（n）取整1.3数字和编码负数的补码表示反码中，除了符号位，其他各位均按位取反。补码是反码末位加1【例】

在一个8位的二进制系统中实现十进制数减法65-15。①十进制数65的8位原码为01000001（正数没有反码、补码）；②十进制数-15的8位原码为10001111，反码为11110000，补码为11110001；

③

执行加法A+(-B)，即01000001+11110001，结果为100110010，最左边的1是符号位参与运算后的进位，由于结果已超过8位，这个进位被丢弃（溢出），因此有效结果为00110010，此时符号位为0，表示正数，即十进制数50。1.3数字和编码ASCII码D6D5D4D3D2D1D00000010100111001011101110000NULDLESP0@P`p0001SOHDC1！1AQaq0010STXDC2″2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB′7GWgw1000BSCAN（8HXhx1001HTEM）9IYIy1010LFSUB*：JZjz1011VTESC+；K［k{1100FFFS，<

L\l|1101CRGS-=M］m}1110SORS.>

N^n～1111SIUS/？O_oDELASCII码，即美国信息交换标准代码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange），由7位二进制数组成的编码，用十六进制编码更能呈现其规律性字母A,B,C,D,…的十六进制编码分别为41H,42H,43H,44H,…1.3数字和编码汉字编码（国标码、内码）国标码为了预留扩展空间，以2020H为编码起点，将区位码偏移映射到国标码空间为了区别汉字字符与西文字符，将表示一个汉字的2字节最高位均置为1，即将国标码每字节的最高位均置为1，作为汉字机内码，也就是说，将十六进制国标码加8080H即为内码1.3数字和编码字模点阵存储（示例：16×16点阵占32字节）16×16点阵，每个汉字要占用16×16/8=32B24×24点阵，每个汉字要占用24×24/8=72B1.4计算机软件系统软件：

操作系统（Windows、Linux、macOS）操作系统（OperatingSystem，OS）是最贴近硬件的软件层，是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，用于控制和管理系统资源，方便用户使用计算机的程序集合。其基本功能有两个：一是管理和调度计算机系统的资源，二是为用户提供友好界面和良好服务。其他软件必须在操作系统的支持下才能运行语言机器语言能被计算机直接理解和执行的指令称为机器指令汇编语言低级语言，用助记符来表示的符号语言。随CPU的指令集而异，兼容性和通用性较差高级语言接近人类自然语言和数学表达的计算机语言解释执行和编译执行1.4计算机软件软件著作权与开源协议按商业利益模式，分为免费软件（Freeware）、共享软件（Shareware）和付费软件（PaidApps）按源代码知识产权模式，分为非开源软件（Non-OpenSour