_第1章_计算机信息技术概述全部内容
小规模集成电路
体积小、重量轻 功耗小、成本低 速度快、可靠性高
超大规模集成电路
集成电路的分类
按用途分：
通用集成电路（如：微处理器、 集成电路规模 存储器芯片） 小规模集成电 专用集成电路（ASIC）
路（SSI）
元器件数目 ＜100
按电路的功能分：
数字集成电路 模拟集成电路
中规模集成电 路（MSI）
IC卡的类型(按使用方式分类)
接触式IC卡(如电话IC卡)
表面有方型镀金接口，共8个或6个镀金触点。使 用时必须将IC卡插入读卡机，通过金属触点传输 数据。 用于信息量大、读写操作比较复杂的场合,但易磨 损、怕脏、寿命短 采用电磁感应方式无线传输数据，解决了无源 （卡中无电源）和免接触问题 操作方便，快捷，采用全密封胶固化，防水、防 污，使用寿命长 用于读写信息较简单的场合，如身份验证等
调制 解调 调制解调器 模拟调制的三种方法：
（1）调幅
（2）调频
（3）调相
多路复用
（1）频分多路复用 （2）时分多路复用 （3）波分多路复用
模拟传输技术的应用
有线载波电话
模拟通信的特点
优点: 结构比较简单，成本低 缺点：信号的调制和传输过程不可避免 受到噪音信号的干扰，传输质量不稳定。 模拟通信已经越来越多被数字通信所 取代。
信息的收集(如信息的感知、测量、获取、输入等) 信息的加工(如信息的分类、计算、分析、转换等) 信息的存储(如书写、摄影、录音、录像等) 信息的传递(如邮寄、电报、电话等 ) 信息的施用(如控制、显示等)
信息表示形式： 数据、文字、图像、声音和视频。 信息技术 信息技术指的是用来扩展人们信息器官功能、 协助人们更有效地进行信息处理的一门技术。
大规模集成电 路（LSI） 超大规模集成 电路（VLSI） 极大规模集成 电路（ULSI）
100~3000
3000~10万 10万~100万 ＞100万
按晶体管结构、电路和工艺 分：
双极型（Bipolar）电路 金属氧化物半导体(MOS)电路 · · · · · ·
（2）集成电路的发展趋势
1、B 2、对
3、下列关于集成电路的叙述，正确的是 。 （2009 年） A. 集成电路的集成度将永远符合Moore定律 B. 集成电路的工作速度主要取决于组成逻辑 门电路的晶体管的尺寸，通常尺寸越小， 速度越快 C.集成电路是20世纪的重大发明之一，在此 基础上出现了世界上第一台电子计算机 D. 集成电路是在金属基片上制作完成的
10,000,000
Pentium II 1,000,000
但是，集成电路不可能一直以这样的速度发展下去， Moore定律也不可能永远成立 。
（3） IC卡简介
IC卡(chip card、smart card)，又称为集成电路卡， 它是把集成电路芯片密封在塑料卡基片内，使其成为 能存储信息、处理和传递数据的载体 特点：
晶体管 (1948) 电子 管 (1904) 中/小规模 集成电路 (1950’s) 大规模/超大规模 集成电路(1970’s)
微电子技术是以集成电路为核心的电子技术，它是在电子 元器件小型化、微型化的过程中发展起来的。
什么是集成电路？
集成电路 (简称IC)： 以半导体单晶片作为基片,采用平 面工艺，将晶体管、电阻、电容 等元器件及其连线所构成的电路 制作在基片上所构成的一个微型 化的电路或系统。 集成电路的优点：
B
4、下列关于IC卡的叙述，错误的是 。（2010年） A. IC卡按卡中镶嵌的集成电路芯片不同可 分为存储卡和CPU卡 B. 现在许多城市中使用的公交卡属于非接 触式IC卡 C. 只有CPU卡具有数据加密的能力 D. 手机中使用的SIM卡是一种特殊的CPU卡
C
1.3
通信的基本概念
通信技术入门
通信的三要素
信源、 信道和信宿
信道的任务是迅速、可靠而 准确地将信号从信源传输到 信宿
信 号 信 号
信源(宿)
信道
信宿(源)
发送信息的 设备
被传输的信息都必 须以某种电(或光) 信号的形式才能进 行传输
接收信息的设备
电信号(或光信号) 有两种形式： 模拟信号形式: 通过连续变化的物理量（如信 号的幅度）来表示信息，例如人们打电话或 者播音员播音时声音经话筒(麦克风)转换得到 的电信号； 数字信号形式: 使用有限个状态(一般是2个状 态)来表示（编码）信息，例如电报机、传真 机和计算机发出的信号都是数字信号 。
（1）信道带宽
（2）数据传输速率 （数据速率） （3）误码率 （4）端-端延迟
传输介质的类型与特点
介质 类型
金属 导体 双绞线
特点
应用
光导 纤维
成本低，易受外部高频电磁波干 固定电话本地回 扰，误码率较高；传输距离有限 路、计算机局域 网 同轴电缆 传输特性和屏蔽特性良好，可作 固定电话中继线 为传输干线长距离传输载波信号， 路、有线电视接 但成本较高 入 光缆 传输损耗小，通讯距离长，容量 电话、电视等通 大，屏蔽特性非常好，不易被窃 信系统的远程干 听，重量轻，便于运输和铺设。 线，计算机网络 缺点是精确连接两根光纤很困难 的干线 无线电波 建设费用低，抗灾能力强，容量 广播，电视，移 微波 大，无线接入使得通信更加方便. 动通信系统，计 但易被窃听、易受干扰 算机无线局域网 红外线
存储信息量大 保密性能强 可以防止伪造和窃用 抗干扰能力强 可靠性高 应用举例： 作为电子证件，记录持卡人的信息，用作身份识 别（如身份证、考勤卡、医疗卡、住房卡等） 作为电子钱包（如电话卡、公交卡、加油卡等）
IC卡的类型(按芯片分类)
存储器卡：封装的集成电路为存储器，信息可长期保存，
信息技术包括： 扩展感觉器官功能的感测(获取)与识别技术 扩展神经系统功能的通信技术 扩展大脑功能的计算(处理) 与存储技术 扩展效应器官功能的控制与显示技术
信息处理系统
用于辅助人们进行信息获取、传递、存储、 加工处理、控制及显示的综合使用各种信息 技术的系统，可以通称为信息处理系统
现代信息技术的三大核心技术：
微电子技术 、通信技术和计算机技 术
真题讲解
1、 现代信息技术的主要特征是以数字技术为 基础，以 为核心。（2007年）
2、当代电子信息技术的基础有两项：一项是 微电子与光纤技术；另一端是 技术， 电子计算机从一开始就采用了该技术。 （2008年）
1、计算机及软件 2、数字技术
3、D 4、错
5、下列关于信息系统的叙述，错误的是 。 （2010年） A．电话是一种双向的、点对点的、以信息交 互为主要目的的系统 B．网络聊天室一种双向的、以信息交互为主 要目的的系统 C．广播是一种点到面的、双向信息交互系统 D．因特网是一种跨越全球的多功能信息系统
C
6、现代信息技术是以________技术为基础， 以计算机及其软件为核心，采用电子技术、 激光技术进行信息的收集、传递、加工、存 储、显示与控制。 （2010年）
信息处理系统的实例
雷达：以感测与识别为主要目的 电视/广播：以单向、点到多点（面）的信息传递 为主要目的 电话：以双向、点到点的信息交互为主要目的 银行：以处理金融信息为目的 图书馆：以信息收藏和检索为主要目的 因特网：跨越全球的多功能信息处理系统
现代信息技术的三大特征：
采用电子技术（包括激光技术） 以数字技术为基础 以计算机为核心
B
四、多选题 7、信息处理是指为了更多、更有效地获取和 使用信息而施加于信息的各种操作，包括 的全过程。 A．信息收集 B．信息加工和存储 C．信息传输 D．信息维护及使用 8、现代信息技术主要包括 。 A．微电子技术 B．机械技术 C．通 信技术 D．计算机技术
7、ABCD 8、ACD
1.2 微电子技术简介
（1）微电子技术与集成电路
（2）集成电路的发展趋势 （3）IC卡
（1）微电子技术与集成电路
微电子技术是信息技术领域中的关键
技术，是发展电子信息产业和各项高技术
的基础
微电子技术的核心是集成电路技术 现代集成电路使用的半导体材料主要是 硅，也可以是化合物半导体如砷化镓。
电子电路中元器件的发展演变
数字通信
将信源产生的模拟信号转换为数字信 号（或信源直接产生数字信号）之后， 直接进行传输或通过用数字信号对载波 进行数字调制来传输信息的技术称为数 字通信。
数字通信的优点
数字传输技术 （1）基带传输 （2）频带传输 数字调制/解调技术
（1）调幅 （2）调频 （3）调相
数据通信系统的性能指标
非接触式IC卡(射频卡、感应卡)
真题讲解
1、根据摩尔（Moore）定律，单块集成电路的集成度平 均每 翻一番。 （2007年） A.8~14个月 B.18~24个月 C.28~34个月 D.38~44个月 2、集成电路按用途可以分为通用集成电路与专用集成电 路，存储器芯片属于通用集成电路。（ ） （2007年）
第 1章
计算机信息技术概述
考核目标：
信息技术基本概念 微电子技术 通信技术 数字技术
1.1 信息与信息技术 信息的定义
从客观上看，信息事物运动的状态及状态变
化的方式 。
从主观上看，信息是认识主体所感知或所表
述的事物运动及其变化方式的形式、内容和效 用。
信息处理相关的行为和活动：
广而言之，通信就是信息的(远距离)传递与交流 现代通信 使用电波或光波传递信息的技术，也称为电信，如 电报、电话、传真、电子邮件、BBS、QQ等。
大学计算机基础知识点超详细总结
第一章计算机及信息技术概述1.电子计算机的发展历程①1946年2月由宾夕法尼亚大学研制成功的ENIAC是世界上第一台电子数字计算机。
“诞生了一个电子的大脑”致命缺陷：没有存储程序。
②电子技术的发展促进了电子计算机的更新换代：电子管、晶体管、集成电路、大规模及超大规模集成电路电子计算机发展时间：✧第一代 1946-1958 电子管计算机，主要应用科学计算和军事计算✧第二代 1958-1964 晶体管计算机，主要应用于数据处理领域✧第三代 1964-1971 集成电路计算机，主要应用于可科学计算，数据处理，工业控制等领域✧第四代 1971年以来超大规模集成电路，深入到各行各业，家庭和个人开始使用计算机2.计算机的类型按计算机用途分类：通用计算机和专用计算机按计算机规模分类：巨型机、大型机、小型机、微型机、工作站、服务器、嵌入式计算机按计算机处理的数据分类：数字计算机、模拟计算机、数字模拟混合计算机3.计算机的特点及应用领域计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备。
（含义）A.运算速度快运算速度用MIPS(百万条指令每秒)来衡量，是计算机性能的指标之一B.计算精度高应用于数值计算C.具有逻辑判断能力信息检索、图形识别D.记忆性强E.可靠性高、通用性强应用于数据处理、工业控制、辅助设计（CAD）、辅助制造（CAM）办公自动化。
应用领域：1）数值计算（主要是科学研究等数学计算问题）2）数据及事务处理（非科技方面的数据管理和计算处理）3）自动控制与人工智能（多用于航空航天领域）4）计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助教学（CAI） 5）通信与网络4.计算机发展趋势：巨型化、微型化、网络化、智能化1、光计算机2、生物计算机3、量子计算机5.常用的数制基数：R进制的基数=R位权：在数制中，各位数字所表示值的大小不仅与该数字本身的大小有关，还与该数字所在的位置有关，我们称这关系为数的位权。
计算机基础知识
第一章计算机与信息技术§1．1计算机概述一、计算机的发展历程1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生第一台计算机ENIAC1．第一代：1946年—50年代中，电子管时代，有机器语言和汇编语言。
2．第二代：50年代中—60年代中，晶体管时代，使用操作系统，出现Fortran、COBOL、ALGOL 高级语言。
3．第三代：60年代中—70年代初：中小规模集成电路时代，用半导体存储器代替了磁芯存储器，使用了磁盘。
4．第四代：70年代初至今：大规模集成电路时代，开始引入光盘、优盘。
二、计算机的特点1．运算速度快2．计算机精确度高3．具有存储和逻辑判断能力4．有自动控制能力5．采用二进制表示数据三、计算机的分类1．按工作原理分类：电子数字计算机、电子模拟计算机2．按用途分类：通用计算机和专用计算机。
3．按规模分类：巨型机、小巨型机、大型主机、小型机、工作站、PC机四、计算机的应用1．科学计算2．数据处理和信息管理3．自动控制4．计算机辅助功能CAD：计算机辅助设计CIMS：计算机集成制造系统CAI：计算机辅助教学5．人工智能五、计算机的发展趋势巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体化。
§1．2信息与信息技术一、什么是信息信息就是收信者事先不知道的报道，数据是信息的具体表示形式，是信息的载体。
二、什么是信息技术信息技术是用于获取信息、传递信息、处理并再生信息的一类技术。
第一次信息革命是文字的使用，第二次信息革命是印刷术的发明，第三次革命是电话、广播、电视的使用，第四次革命是电子计算机与通信相结合的现代信息技术。
三、计算机中信息的表示1．二进制只有0、1逢二进一2．八进制3．十六进制B—二进制D—十进制O—八进制H—十六进制4．不同进制数据之间的转换5．西文字符的编码计算机系统中有两种重要的西文字符编码：ASCII和EBCDIC码（IBM大型机用）普通采用的是ASCII（美国信息交换标准代码），用一个字节表示一个字符，一个字节为8个二进制位，最高位为0，共有128个字符EBCDIC采用8位二进制表示256个字符6．汉字编码（1）国标码GB2312-80国标码收录了6763个汉字和682个字符，其中一级汉字3755个，按拼音顺序排列，二级汉字3008个，按部首顺序排列，所有汉字和字符组成一个94行（区号）和94列（位）的矩阵，第一个字对应的行号和列号合起来叫区位码。
第1章计算机与信息技术基础
1
2
3
4
小石头
算筹
算盘
计算尺
大学计算机基础（慕课版）
第一章
计算机与信息技术基础
1.1.2 机械计算机和电机计算机的发展
机械计算机就是由一些机械部件，如齿轮、杆、轴等来构成的计算机。机械计算机 的发展历程中有5位代表人物，达芬奇、什卡尔、帕斯卡、莱布尼兹、巴贝奇。达芬奇 曾经设计了加法器，但最终未能实现。德国人什卡尔1623年发明了计算器，但遗憾的 是，当计算机快研制成功的时候毁于大火。帕斯卡1642年发明了加法器，利用一个有 10个齿的齿轮表示1位数字，几个齿轮并排起来表示一个数，通过齿轮与齿轮之间的关 系来表示数的进位，这是世界上第一个研制成功的加法器。莱布尼兹是德国著名的数学 家、哲学家，在1674年发明了能直接进行乘法运算的乘法器。以前数学用表是人工手 动计算的，巴贝奇想使用机器计算而避免人工计算错误。
C O M P U T E R
大学计算机基础（慕课版）
第一章 计算机与信息技术基础
慕课版
目录
CONTENTS
1.1
计算机的发展
1.2
1.3 1.4
计算机的基本概念
科学思维 计算机中的信息表示
大学计算机基础（慕课版）
第一章
计算机与信息技术基础
1.1.1 早期的计算工具
按时间的先后顺序来讲，早期的计算工具有4种。
大学计算机基础（慕课版）
第一章
计算机与信息技术基础
1.1.3 电子计算机的发展——探索奠基期
探索奠基期主要的事件。
技术基础 的建立
理论基础 的建立
ABC计算 机
Colossus 计算机
ENIAC计 算机
、EDVAC 方案
信息技术教材章节解析
信息技术教材章节解析信息技术作为当今社会一个重要的领域，其教育和培训已经成为教育系统不可或缺的一部分。
而教材作为学生学习的主要工具，对于教育的有效性起着至关重要的作用。
因此，本文将对信息技术教材中的章节进行解析，以便更好地了解其内容和结构。
第一章：信息技术概述第一章是信息技术教材的开篇章节，旨在向学生介绍信息技术的基本概念和应用领域。
本章通常以引入信息技术的定义和起源为开端，接着介绍其在日常生活中的广泛应用，如电子邮件、网络浏览和社交媒体等。
此外，本章还会涵盖信息技术发展的历史背景和技术趋势，目的是让学生对信息技术有一个全面的认识。
第二章：计算机系统第二章主要介绍计算机系统的组成和原理。
从硬件角度出发，本章通常会涵盖计算机的五大基本组成部分，即输入设备、输出设备、中央处理器、存储器和控制器。
同时，本章还会对计算机内部运行的基本原理进行解析，例如数据存储、位运算和逻辑电路等。
通过对计算机系统的全面介绍，学生可以更好地理解计算机的工作原理和内部结构。
第三章：计算机网络第三章是信息技术教材中非常重要的一章，主要介绍计算机网络的基本原理和应用。
学生将了解到计算机网络的概念、发展历程以及常见的网络拓扑结构。
此外，本章还会涵盖局域网、广域网和互联网等不同类型的网络。
同时，本章还会介绍网络协议和网络安全等内容，以便学生在日常生活中更好地应用和管理计算机网络。
第四章：数据库系统第四章主要介绍数据库系统的概念和应用。
学生将了解到数据库的基本概念和关键特征，以及数据库管理系统的作用和功能。
本章通常会涵盖关系型数据库和非关系型数据库两种类型的介绍，并通过实例展示如何进行数据库的设计和管理。
此外，本章还会涉及到数据库查询语言和数据备份与恢复等相关内容，帮助学生全面了解数据库系统的工作原理和应用场景。
第五章：软件开发与编程第五章是信息技术教材中涉及到的重要章节，主要介绍软件开发和编程的基本概念和技术。
本章通常会涵盖软件开发的生命周期和常用的开发模型，以及软件需求分析和软件测试等关键环节。
计算机基础第一章知识点总结
第一章计算机基础知识1.1信息技术与计算机信息（Information）的定义：⑴信息是不确定性的减少或消除⑵信息是控制系统进行调节活动时，与外界相互作用、相互交换的内容⑶信息是事物运动的状态和状态变化的方式信息技术（Information Technology），简称IT。
信息技术的定义就是能够提高或扩展人类信息能力的方法和手段的总称。
包括信息的产生、获取、检索、识别、变换、处理、控制、分析、显示及利用的技术等等。
信息技术三大核心技术：计算机技术微电子技术通信技术信息化社会的基本特征：⑴信息、知识、智力日益成为社会发展的决定力量。
⑵信息技术、信息产业、信息经济日益成为科技、经济、社会发展的主导因素。
⑶信息劳动者、脑力劳动者、知识分子的作用日益增大。
⑷信息网络成为社会发展的基础设施。
1946年2月，世界上第一台计算机诞生于美国宾州大学，取名“电子数值积分计算机”（Electronic Numerical Integrator And Calculator），简称ENIAC。
这台计算机使用了17468个真空电子管，耗电174千瓦，占地170平方米，重达30吨，价格40多万美元，是一个昂贵耗电的“庞然大物”。
由于ENIAC采用了电子线路来执行算术运算、逻辑运算和存储信息，从而大大提高了运算速度，每秒可进行5000次加法运算。
ENIAC存在着不能存储程序、使用的是十进制数且在机外用线路连接的方法来编排程序等明显的弱点。
美国电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）提出的，它根据计算机的规模和处理能力可以把计算机分为以下6类：巨型计算机小巨型计算机大型主机小型计算机工作站微型计算机计算机的主要特点：处理（运算）速度快计算精度高具有超强的“记忆”功能具有可靠的逻辑判断能力高度的自动化及人-机交互功能计算机的应用已经渗透到人类社会生活的各个领域。
第1章 信息技术与计算机基础
3 信息的处理
随着市场的蓬勃发展，电信、医疗、银行、证券、 保险、制造、商业、科研、教育等行业已广泛采用先进 的计算机分析技术，从数据中提取有价值的信息并将应 用于市场营销、运营决策和信用风险管理等领域。
它涉及统计科学、科学计算及程序设计和图像处理 等技术。信息时代的核心无疑是信息技术，而信息技术 的核心则在于信息的处理与存储。
5 信息的传输
信息的传输包括发送、传输、接收等环节。 现代的信息传输除了包括传统的有线通信和无线通 信外，还包括卫星通信和光纤通信等新兴技术。
1.1.2 信息技术的应用
在国家大力推动下，信息化建设已在各行各业广泛 开展。随着信息技术的快速发展，信息技术的应用已经广 泛地渗透到社会、经济和生活的各个方面。
我国计算机技术的发展
1956年，开始研制计算机。 1958年，研制成功第一台电子管计算机；1964年，研制 成功晶体管计算机；1971年，研制成功以集成电路为主 要器件的DJS系列机。 1983年，我国第一台亿次巨型计算机-“银河”诞生。 1995年，第一套大规模并行机系统-“曙光”研制成功。 1999年，“神威”并行计算机研制成功。 2001年，成功研制我国第一款通用CPU-“龙芯”芯片。 2002,年，我国第一台有完全自主知识产权的“龙腾”服 务器诞生。 2005年，联想并购IBM PC。
无人驾驶的汽车， 电子看门人
1、人工智能技术(专家系统,神经计算机)
2、多媒体技术 (多样化、交互性和集成性)
3、光纤技术 (频率高、损耗低、频带宽、容量大)
4、卫星通讯 （通信频带宽、容量大、距离不受限制、 组网灵活）
1.2 计算机的概述
1. 计算机概述
第一章 计算机及信息技术概述
第一章计算机及信息技术概述一、填空题1．英国数学家图灵在1936年提出了对数字计算机具有深远影响的___________模型。
匈牙利裔科学家冯.诺依曼提出了数字计算机的_____________结构。
2．公认的第一台电子计算机于________诞生于__________。
3．按特定顺序排列，使计算机能执行某种任务的指令的集合称为____________。
4．随着电子技术的发展，计算机先后以________、________、________、________为主要元器件，共经历了4代变革。
5．今后计算机的发展方向趋向于________、________、________、________。
6．根据软件的用途，计算机软件可以分为________________和________________两类。
7．当数据以某种形式被处理、描述或与其它数据比较时，它才成为__________。
二、单项选择题1．当前，在计算机应用方面已进入以______ 为特征的时代。
A．并行处理技术B．分布式系统C．微型计算机D．计算机网络2．一个完整的计算机系统包括______。
A．计算机及其外部设备B．主机、键盘、显示器C．系统软件与应用软件D．硬件系统与软件系统3．在下列四句话中，最能准确反映计算机主要功能的是______。
A．计算机可以代替人的脑力劳动B．计算机可以存储大量信息C．计算机是一种信息处理机D．计算机可以实现高速度的运算4．系统软件中最重要的是______。
A．操作系统B．语言处理程序C．工具软件D．数据库管理系统5．根据软件的功能和特点，计算机软件一般可分为哪两类？A．系统软件和非系统软件B．系统软件和应用软件C．应用软件和非应用软件D．系统软件和管理软件6．下列哪一类软件是系统软件？A．编译程序B．工资管理软件C．绘图软件D．制表软件7．为解决各类应用问题而编写的程序，称为什么软件？A．系统软件B．支撑软件C．应用软件D．服务性程序8．CAD是计算机主要应用领域，它的含义是______。
第1章计算机与信息技术概述
第1章计算机与信息技术概述1.1计算机概述计算是人类表达思维活动的一种方式，而计算工具则是人类思维活动的结晶。
从远古到现代，人类使用的计算工具先后经历了手工、机械和机电3个发展阶段，目前的电子计算机是人类计算工具的最新发展。
那什么是计算机呢？简单地说，计算机是一种能快速且高效地自动完成信息处理的电子设备。
它与以往的计算设备最大的区别在于，计算机实现了存储程序，即程序在计算机内部可以发生变化。
在本章中将首先简单介绍计算机的发展、特点和应用领域以及信息技术及计算机病毒等基本概念，然后重点介绍计算机中信息的表示与存储。
1.1.1计算机发展简史我国早在春秋战国时期就发明了算筹法，这使得后来的数学家祖冲之计算出了当时最精确的圆周率。
唐朝末期，标志着古老东方文明的算盘又在我国诞生。
1642年，法国数学家Pascal发明了能完成加、减运算的手摇式机械计算机。
1694年，德国数学家Leibnitz设计出了能完成加、减、乘、除和开方运算的手摇式机械计算机。
1820年，英国数学家Babbage提出了用卡片存储数据和让计算机根据条件决定下一步计算的设想。
1910年，美国IBM公司生产出了一种用卡片存储数据、用继电器完成计算的计算机。
1941年，美籍匈牙利数学家V on Neumann提出了3个非常重要的概念。
（1）存储程序：存储不仅要存储数据，而且要存储程序。
（2）采用二进制：计算机内部使用二进制。
（3）顺序控制：从存储器中取指令或数据，由控制器解释，由运算器完成计算。
这3个基本概念的提出为电子计算机的出现奠定了坚实的理论基础，而以它们为理论制造出来的计算机至今仍然是计算机体系结构的主流，V on Neumann也因此被誉为电子计算机之父。
1946年，世界上第一台电子数字积分式计算机——埃尼亚克（The Electronic Numerical Integrator And Computer，ENIAC）在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院诞生。
计算机理论基础
第一章：信息技术概述1.1：信息与信息技术1.1.1信息与信息处理控诉论的创始人：维纳信息就是信息;既不是物质也不是能量..信息的定义：客观世界中各种事物运动运动状态和变化内容的反映;是认识主体对客观事物状态和变化的感知..客观世界的三大构成要素：信息、物质与能量..人信息处理的过程：获取信息、传递信息、加工处理信息和施用信息..缺点：算不快;记不住;传不远;看不清;听不清..信息处理包括哪些行为和活动：A．信息的收集：信息的感知;测量;获取;输入B．信息的加工：分类;计算;分析;综合;转换;管理C．信息的存储:书写;摄影;录音;录像D．信息的传递：邮寄;出版;电话;广播电视;短息;博客;微信E．信息的施用：控制;显示;导航;机器人信息技术：用来扩展人们信息器官功能;协助人们更有效地进行信息处理的一门技术..现代信息技术的主要特征：以数字技术为基础;软件与通信技术为核心;采用微电子和光电子器件..信息产业：从事信息技术开发;设备与产品的研制生产以及提供信息服务的若干部门的总称..A信息设备制造 B信息服务 C信息内容产业 D信息基础设备信息化的作用：A对传统产业进行改造;极大地提高了传统产业的劳动生产率;B孕育和催生了许多新兴产业;C推进了管理扁平化和社会的信息化；D推动经济全球化..1.2数字技术基础比特比特符号b只有两种状态“0”“1”;中文为二进位数字例如：电平的高低;电流的有无等每个字节包含八个比特字节的符号B1.比特的存储A比特存储在触发器里一种双稳电子线路一个触发器可以存储一个比特B电容器C利用盘片在光滑表面上的微小凹坑记录2.比特与二进位3.信息在计算机中的表示（1）无符号整数自然码（2）带符号整数 0~2n-1；“0”表示正数+ “1”表示-；正数为负的需要用补码原码取反加1缺点：不直观3文字符号的表示西文字符ASCII码：美国信息交换标准码;一共有128个字符;包括96个可打印字符和32个控制字符..每个字符使用七个二进位进行编码;最高位在计算机内部保持为0;采用“奇偶校验位”4.比特的运算逻辑加;逻辑乘和取反..有1便是1——逻辑加；有0表示0——逻辑乘1.3：微电子技术简介1.3.1微电子技术与集成电路微电子技术：实现电子电路和电子系统超小型化及微型化的技术..是信息技术的关键;是发展电子信息产业和各项高技术的基础..A集成电路微电子技术的核心：小规模集成电路SSI电子元件数目小于100;中规模集成电路MSI电子元件数目在100~3000；大规模集成电路LSI在3000~10万；超大规模集成电路VLSI在10万~100万；极大规模集成电路ULSI超过100万..通常VLSI和ULSI统称为VLSI..例如：手机数码相机计算机等电子设备使用的微处理器存储器图片加速芯片等都是超大规模和极大规模集成电路..B按照晶体管结构电路和工艺的不同分为双极型集成电路金属氧化物半导体MOS集成电路双极——金属氧化物半导体集成电路C根据功能：数字集成电路模拟集成电路D用途：通用集成电路专用集成电路1.3.3集成电路的发展趋势特点：体积小功能低速度快可靠性高工作速度主要取决于组成逻辑门电路的晶体管的尺寸..发展趋势：晶体管尺寸缩小硅抛光片面积增大..Moore定律：单块集成电路的集成度平均每18~24个月翻新一次..1.3.4IC卡IC的特点：防盗保密性强存储信息大IC卡中的集成电路芯片分为两类：A存储器卡校园卡之类BCPU卡SIM卡银行卡IC卡使用方式的两种分类：A接触式IC卡 B非接触式IC.第二章计算机组成原理2.1 计算机的组成与分类2.1.1计算机的发展与作用现在的计算机发展正迈向智能化;以知识处理为核心;模拟或部分代替人的智能活动为目标..1.计算机的作用和影响计算机是一种通用的信息处理工具特点:速度快通用性强存储容量大互连互通和互操作影响：A应用于科学;大大增加了人类认识自然以及开发改造和利用自然的能力;促进现代科技的发展；B手工农业;显着提高了人类物质生产水平和社会劳动生产率;促进了科技的高速发展；C社会服务;全面扩展和改善了服务范围与质量;提高了工作效率;推动了社会进步；D教育文化;为人类传承并创造知识与文化提供了现代化工具;改变了人们创造和传播文化的凡是和方法;大大扩展了人类文化活动的领域;丰富了文化内容;提高了质量；E办公和家庭;改变了人们的工作和生活方式..危机：A个人隐私 B信息欺骗和计算机犯罪 C知识产权的保护 D不良和有害信息肆意传播和泛滥 E产生大量电子垃圾污染环境破坏生态..2.1.2计算机的逻辑组成计算机硬件：计算机系统中所用实际物理装置的总称；计算机软件：计算机运行过程中各种程序及其数据的处理和相关的文档..数据：程序所处理的对象；文档：软件设计报告;操作使用说明等逻辑上硬件主要包括：中央处理器CPU 主存储器辅助存储器输入设备和输出设备;它们通过总线互相连接..外围设备外设：输入输出设备和辅助存储器特点：复杂性多样性层次性模块化变化：集中到分散；存储器到主辅助存储器;CPU通信到总线通信..1输入设备：用于向计算机输入命令、数据、文本、声音、图像和视频等信息;如键盘、鼠标、扫描仪等..二进位表示键盘鼠标触摸屏麦克风传感器条码磁卡 IC卡的扫描仪和读卡器等2中央处理器CPU：承担系统软件和应用软件运行任务的处理器一台计算机的核心组成部件..处理器：能够高速执行指令;完成二进制数据的算术逻辑运算和数据传送的部件..特点：A数字电路组成的结构很复杂；B超大规模的集成电路微处理器：所有电路都集中在一块几个平方厘米的半导体芯片上的处理器..CPU和CPU芯片的区别：CPU逻辑上是一片：CPU芯片是两个四个甚至更多个CPU在同一个芯片上..（1）主存储器和辅助存储器两者的区别3输出设备：把计算机中用“0”和“1”表示的信息转换成人可直接识别和感知的形式如：文本、语音、音乐、图像、动画等形式;例如显示器、打印机、扬声器等..4总线与I/O接口总线：连接CPU 主存辅存和各种输入/输出设备CPU总线：用于连接CPU和主存的总线I/O总线：连接主存和I/O的总线2.1.3计算机的分类：内部逻辑结构：16位机32位机或64位计算机；计算机的性能和用途1巨型计算机——超级计算机；2大型计算机；3服务器：网络中专门为其他计算机提供资源和服务的那些计算机；4个人计算机：台式和便携式；5嵌入式计算机：嵌入式计算机促进了各种消费电子产品的快速发展和更换时代例如：手表手机玩具游戏机照相机音响录放像机微波炉通讯设备..2.2 CPU的结构与原理2.2.1CPU的作用与组成CPU的作用:从内存中一条一条地取出指令和相应数据;按指令操作码的规定;对数据进行数据处理;直到程序执行完毕为止..CPU的根本任务是执行指令;它按照指令的要求完成对数据的基本运算和处理..CPU的结构分为三部分组成：1寄存器组：速度快;临时存放参与运算的数据和运算得到的中间或最后结果..需要运算器处理的数据先从内存传到寄存器组；运算结果不需要继续参加运算时就从寄存器保存到内存..2运算器；3控制器：用来存放CPU正在执行指令的地址..2.2.2指令与指令系统指令：构成程序的基本单位;采用二进位（1）操作码：2操作数地址执行指令的过程：取指令指令译码执行指令修改指令2.2.3CPU的性能指标：字节主频高速缓存的容量与结构指令系统逻辑结构 CPU核的个数提高CPU的措施增加核的数量；增加地址码：加快主频频率；增加容量第三章：计算机软件3.1概述3.1.1 什么是计算机软件程序：告诉计算机做什么和如何执行指令特点：1.完成某一确定的信息处理任务；2使用计算机语言描述如何完成该任务；存储在计算机中;并启动运行被CPU执行后才能起作用数据：计算机中程序所处理的对象和处理后所得到的结果;必须使用的一些参数..程序和数据具有相对性软件：程序及程序有关的的数据和文档文档：与程序开发;维护和操作有关的的一些资料..程序和软件本质上是相同的..3.1.2 计算机软件的特征1.不可见性2.适用性3.依附性4.复杂性5.无磨损性6.易复制性7.不断演变性8.有限责9.脆弱性：系统软件和应用软件系统软件：1.为用户管理与使用计算机提供方便；2.给应用软件与运行提供支持：3.为了安全有效地使用计算机系统基本系统软件：基本输入输出系统BIOS；操作系统Windows iOS；程序设计语言处理系统C语言编译器；数据库管理系统ORACLE;Access；常用的实用程序磁盘清理程序;备份程序;杀毒软件特征：1.与计算机硬件关系密切;对硬件资源进行统一的控制调度和管理：2.基础性和支撑作用;应用软件的运行平台;3.是通用计算机必不可少的；4.供应商会提供一些程序软件..应用软件：是专门为用户解决各种具体应用;完成特定任务的软件..分类：通用应用软件；定制应用软件通用应用软件:文字处理软件；电子表格软件；演示软件；网页浏览软件；音视频播放软件；通信与社交软件；个人信息管理软件；购物及支付软件；游戏软件定制应用软件:是按照不同领域用户的特定用户的特定应用要求而专门设计开发的软件..商品软件：付费才能够使用版权；共享软件：买前免费试用;允许拷贝和散发;；自由软件：在规定协议下用户可以共享软件;用户修改代码后也必须向所有用户公开；免费软件：大多数自由软件都是免费软件;但并非软件并不都全是自由软件..3.2操作系统1.操作系统的作用：1为计算机中运行的应用程序管理和分配各种资源；2为用户操作使用计算机提供友善的人机接口；3为程序的开发和运行提供一个高效率的平台..2.操作系统的组成操作系统：一种规模庞大;技术复杂的软件产品组成：操作系统内核和其他许多附加的配套软件操作系统内核：提供任务管理存储管理文件管理和设备管理等功能的一组软件模块..内核通常都驻留在内存中;以CPU的最高优先级运行;能执行系统中的特权指令;具体直接访问各种外设和全部主存空间的特权;负责对系统资源进行管理和分配..3.操作系统的启动：加电自检;检查工作状态是否正常；自举;将BIOS引导装入程序；COMSS进行辅助3.1.什么是多任务处理操作系统支持多个任务同时在计算机中进行..计算机的三种状态：未运行状态；前台状态；后台状态1.存储管理的任务：1为每个任务分配内存空间;任务终止之后再回收内存空；2对内存空间进行保护：保护操作系统所在区域不被应用程序随意访问和修改；保护每个任务的私有区域不被其他任务随意访问和修改；3提供内存空间共享：允许一些存储区域被多个任务共享任务;提高内存的利用率；4对内存空间进行扩充;是任务的存储空间不受实际内存容量大小的限制..2.虚拟存储技术：操作系统中解决存储管理的有效方案3.2..4文件管理1.文件及其属性文件扩展名：Windows中可执行程序：exe;图像文件：jpg;音频文件：mp3；视频文件：mp4；文本文件：txt2.文件目录文件夹树状文件1.Windows操作系统类型：WindowsNT WindowsXP Windows8 Windows10发展过程：由商业化转型为家庭私人特点：Windows8既支持PC又支持平板电脑；缺点：系统不稳定情况多;系统对用户操作响应越来越慢;甚至死机;容易受到病毒等的攻击..中央国家机关采购中曾规定“所有计算机类产品不允许安装Wingdows8操作系统..2.UNIK和Linus操作系统1.什么是算法：解决问题的方法啊和步骤..特点：明确性；有穷性；能行性；输出2.算法设计举例（1）理解和确定问题；2寻找解决问题的方法与规则;并将其表示成算法；3使用程序设计语言表达算法；4运行程序;寻找问题的解答；5对算法进行评估以求改进..：人与计算机之间的通讯分类：机器语言；汇编语言；高级语言机器语言：类似于CPU指令系统;是一种在计算机上编写语言;并直接被计算机执行..汇编语言：利用助记符来代替机器指令中的操作代码;但是不够直观简便..高级语言：提高编写程序和维护程序的效率而产生的一种接近人们的自然语言的的程序设计语言..3.几种程序设计语言介绍（1）FORTRAN语言：面向过程的数值计算的语言（2）BASIC和VB语言BASIC：是初学者通用符号指令代码..简单易学VB：在BASIC的基础上建立的;使用广泛4.Java语言：用于网络的面向对象的程序设计语言;许多APP都是由Java编写的..5.C语言 C++语言和Objective-CUNIX操作系统就是由C语言编写的C++语言既有数据抽象和面向对象能力;运行性能高;又能与C语言兼容..第四章：计算机网络与互联网4.1数字通信入门通信：各种信息之间的传递电信：使用光波或电波传递信息的技术4.1..1通信的基本概念1.通信系统的简单模型通信的基本任务是传递信息;因此至少需要三个要素组成;即信息的发送者信源信息的接收者新宿;携带了信息的电光信号以及信息的传输通道信道电光信号的两种形式：模拟信号和数字信号..模拟信号：传输过程中易受到干扰;传输质量也不够稳定..数字信号：抗干扰能力强;差错可控制;可靠性好;方便对信号加密和安全性能够得到保证..2.有线通信根据传输的介质：有线通信和无线通信有线通信使用金属导体或光导纤维..金属导体利用电流传输信息;光导纤维通过光波传输信息；无线信息通过电磁波在空间传播..（1）电缆通信双绞线：成本低；易受到外部高频电磁波干扰;误码频率高；传输距离有限屏蔽双绞线：远距离的数据传送；无屏蔽双绞线：价格便宜同轴电缆：传输特性和屏蔽特性良好;可作为传输干线长距离传输载波信号;但成本较高..（2）光纤通信：传输损耗小;通讯距离长;容量大;屏蔽特性好;不易被窃听;重量轻;便于铺设；稍差;精确连接两根光纤比较困难..3.无线通信（1）微波通信：利用电磁波在空间进行信息的传输..自由空间：建设费用低;抗灾能力强;容量大;无线接入使得通信更加方便；容易被窃听和感受到干扰..（2）移动通信代表——手机个人移动通信系统过程：1.调解解调技术载波：高频正弦波信号携带的信息..调制：信息传输时;利用信源信号去调整改变载波的某个参数幅度频率或相位的过程..解调：调制后的载波携带着被传输的信号在信号道中进行长距离传输;到达目的地时;接收端再把载波所携带的信号检测出来恢复为原始信号的形式的过程..载波信号：频率比被传输信号称为基带信号或调制信号高得多的正弦波调制的三种方法：幅度调制频率调制和相位调制..调制解调器：调制器和解调器集成在一起的设备..2.多路复用技术：为了提高传输线路的利用率;让多路信号同时共用一条传输线进行传输的技术称多路复用技术..“时分多路复用”：以事先规定的顺序轮流使用同一传输线路进行数据或信号传输..频分多路复用：及那个每个信号源发送的信号调制在不同频率的载波上;通过多路复用技术将它们复合成一个信号在传输线路上进行传输..波分多路复用频分多路复用技术异步时分多路复用1.电路交换与分组交换电路交换技术特点：在通话的全部时间内用户开始占用端到端的传输信号..分组交换技术：针对数据通信的的特点而提出的一种交换技术..交换：从通信资源分配角度来看;就是按照某种方式动态地分配传输线路..过程：源计算机把要传输的数据划分为若干适当大小的数据块;为每个数据块加上收发双方的地址数据块的编号检验信息等有关信息头部;组成一个一个的“包”分组;然后以包为单位通过网络向目的计算机发送..到达目的计算机之后;由计算机接受和处理..2.分组交换机与存储转发分组交换机的基本工作模式是存储转发：每当交换机从端口收到一个包去;就检查该数据包要送达的目的计算机地址;然后查表决定应该由哪个端口转发去..存储转发技术：端口每发送完一个包;就从缓冲区中提取下一个包进行发送..计算机网络采用分组交换和存储转发技术的好处：（1）传输线路的利用率高2数据通信可靠3灵活性好3.分组交换的应用几乎所有数据通信网都采用分组交换技术由于用途不同;传输技术不同;拓扑结构不同等因素;不同类型网络对于帧包的格式和计算机编址方案等均有不同的规定..4.2计算机网络基础1.计算机网络及分类（1）数据通信2资源共享3实现分布式信息处理4提高计算机系统的可靠性和可用性网络的分类：局域网LAN 城城网MAN市域网广域网WAN远程网2.计算机网络的组成（1）计算机终端设备2数据通信链路3网络协议4网络操作系统和网络应用软件..目前网络操作系统主要三大类：Windows系统的服务器版本；UNIX系统;稳定性和安全性好；Linux操作系统;源代码开放3.计算机网络的工作模式服务器：提供资源的计算机客户机：使用资源的计算机对等P2P模式和客户/服务器C/S模式特点：为一个单位所拥有;自建自管;地理范围有限；使用专门铺设的传输介质进行连网和数据通信；数据传输速率高;延迟时间短;误码率低1.局域网组成 MAC地址与数据帧计算机局域网的逻辑组成：网络工作站PC 智能手机网络服务器网络打印机网络接口卡传输介质双绞线光缆无线电波网络互联设备通信控制器如集线器交换机传输介质：有线无线；拓扑结构：星型环形总线混合；访问控制方法：以太网 FDDI网和令牌网1.共享式以太网2.交换式以太网;采用星型拓扑结构3.千万兆位以太网：学校企业等采用性能由高到低的树状网4.无线局域网4.3互联网的组成1.网络为什么要分层：灵活好用：各层之间相互独立：层与层可以分割；实现和维护；能促进标准化2.TCP/IP网络协议国际标准分七层;TCP/IP分为四层：应用层传输层网络互联层和网络接口层1.IP地址主机：互联网的终端网络号：A类1~126；B类128~191；C类192~223主机号：子网掩码是一个32位的代码;其中与IP地址中的网络号对应位置处的二进位是“1”;与主机号对应位置的二进位是“0”2.IP数据报：头部和数据区头部信息：为了确定在网络中进行数据传输的路由器;内容包括：发送数据报的计算机的IP地址；接受数据报的计算机的IP地址；IP协议的版本号目前使用的还是IPv4——四个字节32个进位；头部长度以32未为单位指出数据报头部的长度；数据报长度整个数据报的长度;即头部长度加上数据区的长度；服务类型指出发送数据的计算机对数据传输的要求3.路由器：异构网络的关键设备..一个路由器通常连接两个以上的网络;连接哪个及分配到那个IP地址1.互联网的发展：起源于美国国防部ARPANET计划后来覆盖了全美国主要的大学和研究所;最后演变到了商业运营..互联网的三层结构：第一层覆盖国家；第二层用户；第三层是地区性..对于单位：ISP通常分配一批地址;单位的网络中心再对网络中的每一台主机指定其子网号和主机号;是每台计算机都有固定的IP地址；对于家庭用户：ISP一般不会分配固定的IP地址;而是采用动态分配的方法..即上网时分配一个临时的IP地址;下线时收回给其他用户使用..2.主机地址和域名系统IP地址可以用4个十进制数表示.. 主机名nju网络号edu机构名cn国家/地区名城域网的主干是采用光纤传输技术的高速宽带网;一方面与国家主干网连接;提供城市的宽带IP出口;另一个方面又汇聚着若干个接入网..1.电话拨号接入2.ADSL接入特点：一条电话可同时接听拨打电话并进行数据传输;两者互不影响；虽然是用原来的电话线;但是ADSL传输的数据并不通过电话交换机;所以ADSL上网不需要额外的电话费；ADSL的数据传输速率是根据线路的情况自动调整;所以是以尽力而为的方式进行数据传输..3.有线电视接入4.光纤接入5.无线接入4.4互联网提供的服务1.电子邮件每一个电子邮件都有一个唯一的邮件地址;组成：头部正文..执行SMTP协议或者是POP3或IMAP4协议2.即时通信和微信3.文件传输服务FTP什么是FTP 把网络上一台计算机中的文件移动或拷贝到另一台计算机上..文件传输协议FTP万维网环球网 Web网3W网1.网站和网页网站：互联网上用于展示特定内容的一组相关网页的集合..网页：一种超文本文档;由文字图像音频视频脚本程序等组成..2.URL和HTTP协议HTTP协议传输的网页数据是未加密的;也就是说用明文进行传输的..1.静态网页与动态网页静态网页是内容基本不变的网页;且每个网页还是一个单独的文件..动态网页是网页向用户提供的数据随时都可能发生更改..4.5网络信息安全(1）真实性鉴别；2访问控制；3数据加密；4数据完整性；5数据可用性；6防止否认；7审计管理1.数据加密目的：在网络通信即使被窃听的情况下也能保证数据安全..加密的基本思想：改变符号排列方式或按照某种规律进行替换..加密系统的组成部分：1未加密的报文；2加密后的报文；3加密解密算法；4加密解密的密钥加密算法：每一个英文字母被替换为字母表中排列在其后的第k个字母；解密算法：每个英文字母被替换为字母表中在其后前面的第k字母..2.数字签名1.防火墙：用于将互联网的子网与互联网的其余部分相隔离以维护网络内部信息安全的一种软件或硬件设备..2.入侵检测：主动保护系统免受攻击的一种网络安全技术..1.计算机病毒：有人蓄意在计算机中编制的一种有自我复制能力;寄生性;破坏性的计算机程序..（1）破坏性；2隐蔽性；3传染性和传播性；4潜伏性危害：1.可能破坏文件内容;造成磁盘中数据丢失；2.可以删除一些计算机中重要的程序；3.可以修改或破坏系统的设置;给用户造成不可弥补的损失..。
信息技术基础知识
第1章 信息技术基础知识
4) 不灭性 信息从信息源发出后其自身的信息量并没有减少， 即信息并不因为被使用而消失，它可以被大量复制， 长期保存，重复使用。信息的提供者并不因为提供了 信息而失去了原有的信息内容和信息量。各用户分享 的信息份额也不因为分享人的多少而受影响。
5) 时效性 时效性是指信息应能反映事物最新的变化状态。 例如，基于知识的信息产业是竞争最激烈、变化最急 剧的产业，在这一领域内，哪怕对知识与信息的获取 与利用只领先或落后几个星期、几天，甚至几个小时， 都足以使一个企业成就辉煌或面临破产。
第1章 信息技术基础知识
2) 网络化 信息网络分为电信网、广电网和计算机网。三网 有各自的形成过程，其服务对象、发展模式和功能等 有所交叉，又互为补充。信息网络的发展异常迅速， 从局域网到广域网，再到国际互联网及有“信息高速 公路”之称的高速信息传输网络，计算机网络在现代 信息社会中扮演了重要的角色。
第1章 信息技术基础知识
1.1.2 信息技术 1．信息技术的概念 信息技术的概念，因其使用的目的、范围、层次
不同而有不同的表述。 广义而言，信息技术是指能充分利用与扩展人类
信息器官功能的各种方法、工具与技能的总和。该定 义强调的是从哲学上阐述信息技术与人的本质关系。
中义而言，信息技术是指对信息进行采集、传输、 存储、加工、表达的各种技术之和。该定义强调的是 人们对信息技术功能与过程的一般理解。
第1章 信息技术基础知识
5) 智能化 在面向21世纪的技术变革中，信息技术的发展方 向之一将是智能化。智能化的应用体现在利用计算机 模拟人的智能，例如机器人、医疗诊断专家系统及推 理证明等方面。例如，智能化的CAI教学软件、自动考 核与评价系统、视听教学媒体以及仿真实验等等。