第1章计算机与信息化社会
计算机导论：第01章
计算机导论
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计算机科学与技术学科
计算机科学技术是研究计算机的设计与制造和利用计 算机进行信息获取、表示、存储、处理、控制等的理论、 原则、方法和技术的学科。它包括科学与技术两方面。科 学侧重于研究现象、揭示规律；技术则侧重于研制计算机 和研究使用计算机进行信息处理的方法与技术手段。科学 是技术的依据,技术是科学的体现；技术得益于科学,它又 向科学提出新的课题。科学与技术相辅相成、互为作用,二 者高度融合是计算机科学技术学科的突出特点。计算机科 学技术除了具有较强的科学性外,还具有较强的工程性，因 此，它是一门科学性与工程性并重的学科。表现为理论性 和实践性紧密结合的特征。
计算机导论
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信息化社会的挑战
信息化社会的特征： 建立完善的信息基础设施 采用先进的信息技术 建立广泛的信息产业 拥有高素质的信息人才 构建良好的信息环境 信息化社会不仅是科学技术进步的产物，而且也是社会管 理体制和政策激励的结果。如果没有现代化的市场体制和 相关的政策、法规，信息化社会将无法正常运作。
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计算机科学与技术学科的教育
计算机科学与技术学科的发展速度是非常快的,计
算机软、硬件系统的不断更新，使得学科的教育已经完 全不能通过跟踪流行系统的变化来跟踪学科的发展，更
不能以流行的系统来确定我们的教学内容。对计算机科
学和技术学科而言，“有限的在校时间与不断增长的知 识的矛盾”更为突出。另一方面，经过几十年的发展，
计算机导论
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优秀学生
学校应该为有才华的学生提供发挥全部潜能的机会， 使这些有才华的学生能应用课程中学到的原理进行有创 造性的工作，能在分析、设计、开发适应需求的复杂系 统过程中做出有创意的贡献；他们能够对自己和他人的 工作进行确切的评价与检验。这些优秀的人未来将有可 能领导这门学科的发展。这需要在对学生的教育过程中 有意识地为他们的成长提供帮助和锻炼的机会，更要鼓 励他们树立起强烈的创新的意识和信心，鼓励他们去探 索。
jisuanji第1章
011 3 111 7 二进制数与八进制数相互转换对照表
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转换方法：以小数点为界，整数部分从右向左 每3位分为一组，若不够3位时，在左面补“0”，补 足3位；小数部分从左向右每3位一组，不够3位时 在右面补“0”，然后将每3位二进制数用1位八进制 数表示，即可完成转换。 【例】将二进制数(1001101.1101)2转换成八进制数。 (001 001 101 ．110 100)2 (1 1 5 ．6 4 )8 结果为(1001101.1101)2＝(115.64)8
将一个R进制数转换成为十进制数的方法是： 按权展开，然后按十进制运算法则将数值相加。 【例】将二进制数(11110.011)2转换为十进制数。 (11110.011)2 ＝1×24＋1×23＋1×22＋1×21＋0×20＋0×2-1＋ 1×2-2＋1×2-3 ＝16＋8＋4＋2＋0＋0＋0.25＋0.125 ＝(30.375)10
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3. 信息处理：是指对大量信息进行存储、加工、 分类、统计、查询及报表等，通常用于办公 自动化、企业管理、物资管理、信息情报检 索和报表统计领域。 4. 信息化社会：是指在国民经济和社会各个领 域，不断推广和应用计算机、通信、网络等 信息技术和其他相关智能技术，达到全面提 高经济运行效率、劳动生产率、企业核心竞 争力和人民生活质量的目的。
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进位制 二进制 八进制 十进制
基数 数字符号 2 8 10 0，1 0，1，2，3，4，5，6，7 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9， A，B，C，D，E，F
标识
十六进制 16
B O或Q D H
常见进位计数制的基数和数码表
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数制转换
1．将R进制数转换为十进制数
第1章 概述-计算机科学导论(第5版)-瞿中-清华大学出版社
➢ 数的概念及记数方式的诞生 ➢ 古埃及数学及记数体系 古印度数学及记数体系
1.2 计算机的产生和发展阶段
➢ 计算机的产生和发展不是一蹴而就的，而是经历了漫 长的历史过程。在这个过程中，科学家们经过艰难的 探索，发明了各种各样的“计算机”，这些“计算机” 顺应了当时历史的发展，发挥了巨大的作用，推动了 社会的进步，也推动了计算机技术的发展。
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
模拟计算机
➢ 19世纪末，赫尔曼•霍列 瑞斯(Herman Hollerith： 1860-1929)首先用穿孔 卡完成了第一次大规模数 据处理。
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
模拟计算机
➢ 托马斯•约翰•沃森(Thmoas J.Watson，1874~1956)和 IBM
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
模拟计算机
➢ 英国数学家布尔(G.Boole： 1815-1864年)
➢ 第一部著作《逻辑的数学分析》 ➢ 1854年，已经担任柯克大学教授
的布尔再次出版《思维规律的研 究—逻辑与概率的数学理论基础》 ➢ 凭借这两部著作，布尔建立了一 门新的数学学科—布尔代数
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
机械计算机 ➢ 德国著名数学家戈特弗里德•
威廉•莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz：16461716年)将帕斯卡的“加法器” 扩大为乘除运算 ➢ 1700年左右，莱布尼茨从中 国“易图”(八卦)里受到启发， 悟出了二进制数之真谛
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
提花机
➢ 小托马斯·沃森（Thomas Watson Jr.，1914~1993）
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。
大连理工大学 -计算机基础课件1
Intel 8080 MC6800(Motorola) Z80(Zilog) Intel 8086 MC6800(Motorola) Z800(Zilog) MC68020(Motorola) Z8000(Zilog) 80386～486、 Intel 80386～486、Pentium 系列、PⅡ、 系列、PⅡ、 P Ⅲ 、P4
大学计算机基础
第一章 概论
第一章 概论
主要内容 1.1 计算机的发展过程 1.2 计算机的工作特点及分类 1.3 未来计算机的发展趋势 1.4 信息与信息化社会
什么是计算机?
计算机是一种能够按照事先存储 计算机是一种能够按照事先存储 的程序，自动、高速进行大量 进行大量数 的程序，自动、高速进行大量数 值计算和各种信息处理的现代化 和各种信息处理 值计算和各种信息处理的现代化 智能电子装置。 智能电子装置。
1.2.2 计算机的分类
按计算机处理数据的方式分类 （1）电子数字计算机 以数字量（也称不连续量） 以数字量（也称不连续量）作为运算对象进行 运算，特点是运算速度快，精确度高， 运算，特点是运算速度快，精确度高，具有记忆和 逻辑判断能力。 逻辑判断能力。计算机的内部操作和运算是在程序 控制下自动进行的。一般不特别说明， 控制下自动进行的。一般不特别说明，计算机指的 是电子数字计算机。 是电子数字计算机。 （2）电子模拟计算机 以连续变化的模拟量（如电压、长度、 以连续变化的模拟量（如电压、长度、角度来 模拟实际所需的对象）作为运算量的计算机。 主要用于过程控制和模拟仿真。 主要用于过程控制和模拟仿真。
1.1 计算机的发展过程
第一台计算机的诞生（ENIAC） 第一台计算机的诞生（ENIAC） 1946年 14日 艾尼亚克） 1946年2月14日（艾尼亚克） 美国宾夕法尼亚大学
信息系统与社会第01课(信息社会)
祝大学习愉快
1、以计算机为核心 2、以互联网为核心 3、以数据为核心
计算机与网络通信技术是信息技术的核心
计算机数字化表示
四、信息技术的发展趋势
从新一代信息技术发展的角度
1、网络互联的移动化和泛在化 2、信息处理的集中化和大数据化 3、信息服务的智能化和个性化
计算机数字化表示
四、信息技术的发展趋势
从计算机用户界面发展的角度
1、体感技术 2、虚拟现实技术 3、增强现实技术
计算机数字化表示
四、信息技术的发展趋势
从典型技术驱动发展模式向应用驱动转变与技术驱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 相结合的模式的角度
1、虚拟计算 2、通信技术 3、传感技术 4、微电子和纳米技术 5、3D技术 6、信息安全
计算机数字化表示
五、信息技术的影响
1、信息技术推动科技革新与进步 2、信息技术促进社会变革与发展 3、信息技术提升人们在信息社会的适应力 与创造力
信息社会本质上是“以信息活动为基础”的社 会
计算机数字化表示
二、信息社会的特征
1、数字生活 2、信息经济 3、网络社会 4、在线政府
计算机数字化表示
三、信息技术发展脉络
自电子计算机问世以来，信息技术沿着以计算机为核心、 到以互联网为核心、再到以数据为核心的发展脉络，深刻影 响着社会的经济结构和生产方式，加快了全球范围内的知识 更新和技术创新，推动了社会信息化、智能化的建设与发展， 催生出现实空间与虚拟空间并存的信息社会。
第一章 走进信息社会
计算机数字化表示
【学习目标】
1. 理解信息社会的概念。 2.理解信息社会的特征 3.理解信息技术的发展脉络 4.理解信息技术的发展趋势 5.信息技术的影响
第1章 习题答案
第一章习题答案1．问答题（1）计算机的发展经历了哪几个阶段？各阶段的主要特征是什么？答：根据计算机所采用的电子元件不同可划分为：电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机和大规模超大规模集成电路计算机等四个阶段。
第一代计算机主要特点是：内存容量非常小；计算机程序设计语言为机器语言；尚无操作系统出现，操作机器困难。
它体积庞大、造价昂贵、速度低、存储容量小、可靠性差、不易掌握，主要应用于军事目的和科学研究领域的狭小天地里。
第二代计算机主要特点是：采用了晶体管的电子元件；内存储器容量扩大到几十万字节；计算机软件有了较大发展，出现了监控程序并发展成为后来的操作系统；推出了Basic、Fortran、Cobol高级程序设计语言。
主要应用范围由单一的科学计算扩展到数据处理和事务管理等其他领域。
第三代计算机的特点是：体积、重量、功耗进一步减小，运算速度、逻辑运算功能和可靠性进一步提高；软件在这个时期形成了产业；出现了分时操作系统；提出了结构化、模块化的程序设计思想，出现了结构化的程序设计语言Pascal。
这一时期的计算机同时向标准化、多样化、通用化发展。
第四代计算机的特点是：磁盘的存取速度和容量大幅度上升；体积、重量和耗电量进一步减少；计算机的性能价格比基本上以每18个月翻一番的速度上升；操作系统向虚拟操作系统发展，数据库管理系统不断完善和提高，程序语言进一步发展和改进，软件行业的发展成为新兴的高科技产业；计算机的应用领域不断向社会各个方面渗透。
（2）未来计算机发展的趋势是什么？答：现代计算机的发展表现为两个方面：一是巨型化、微型化、多媒体化、网络化和智能化5种趋向；二是朝着非冯·诺依曼结构模式发展。
（3）计算机的特点是什么？答：①处理速度快②计算精度高③存储容量大④可靠性高⑤工作过程的全自动化⑥适用范围广，通用性强（4）计算机的类型有哪些？答：①按其处理数据的形态分为：数字计算机、模拟计算机、混合计算机②按其使用范围分为：通用计算机、专用计算机③按其本身性能分为：超级计算机、大型计算机、小型计算机、微型计算机、工作站（5）简述计算机的应用领域。
信息技术概述习题+答案
第一章计算机基础知识第一节信息技术概述1信息化社会的技术特征是______。
A.现代信息技术B.计算机技术C.通信技术D.网络技术2下面关于信息的定义，不正确的是______。
A.信息是不确定性的减少或消除B.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C.信息是事物运动的状态和状态变化的方式D.信息就是指消息、情报、资料、信号3信息来源于社会又作用于社会，说明信息具有______。
A.社会性B.传载性C.时间性D.不灭性4信息被存储和传输，说明了信息具有______。
A.社会性B.传载性C.能动性D.不灭性5信息技术的根本目标是______。
A.获取信息B.利用信息C.生产信息D.提高或扩展人类的信息能力6信息技术指的是______。
A.获取信息的技术B.利用信息的技术C.生产信息的技术D.能够提高或扩展人类信息能力的方法和手段的总称7信息技术的发展经历了______发展时期。
个个个个8信息技术大致上可以归纳为______相互区别又相互关联的层次。
个个个个9信息获取技术属于信息技术的______。
A.主体层次B.应用层次C.外围层次D.其它层次10下列技术不属于信息获取技术的是______。
A.传感技术B.遥测技术C.遥感技术D.机器人技术11信息技术的主体层次，除了包括信息获取技术、信息存储技术、信息处理技术、信息传输技术外，还包括______。
A.激光技术B.微电子技术C.卫星通信技术D.信息控制技术12目前在信息处理技术中起中坚作用的是计算机技术和_______等。
A.人工智能技术B.多媒体技术C.计算机网络技术D.无线通信技术13关于信息技术的功能的描述，不正确的是______。
A.信息技术的功能是指信息技术有利于自然界和人类社会发展的功用与效能B.从宏观上看，信息技术最直接、最基本的功能或作用主要体现在：辅人功能、开发功能、协同功能、增效功能和先导功能C.在信息社会中，信息技术的功能或作用是有限的，且固定不变D.信息技术的天职就是扩展人的信息器官功能，提高或增强人的信息获取、存储、处理、传输、控制能力14下面关于信息化的描述，不正确的是______。
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巨型计算机 Super compurter 大型机 Mainframe compurter 小型机 Mini computer 工作站 Workstation 服务器Server 个人计算机 Personal computer
银河Ⅱ
随着计算机技术的发展，计算机的能力已越来越强大。 现在的个人计算机计算能力甚至超过过去的大型计算机。 具有时代性。
Altair 8800
计算机之父巴贝奇与世界上第一位程序员爱达
1.1.3 计算机的特点
▪ 运算能力 ▪ 计算精度 ▪ 记忆能力 ▪ 逻辑判断能力 ▪ 自动执行程序能力
1.1.4 计算机的分类
计算机按其功能可分为专用计算机和通用计算机，这里 所说的都是指通用计算机
根据运算速度、输入输出能力、数据存储能力、指令系 统规模和机器价格等因素可以把计算机划分为：
1.2.1 信息科学的定义
▪ 信息科学是研究信息的获取、传输、表述、识别、编码 和处理等 过程和处理阶段各种信息规律的科学。
▪ 信息科学的基础是计算机科学、电子工程学、自动化科 学等。
▪ 信息技术（IT）是研究信息的搜集、存储、传递、分析、 使用等方面的技术。
信息理论的奠基人
信息的定义
信息的含义与特征：信息是用数据作为载体来描述和表示的客观现象； 信息可以用数值、文字、声音、图像等多种形式表示；信息是对数 据加工提炼的结果，是对人类有用的知识；信息是具有含义的符号 或消息，而数据是计算机内信息的载体。显而易见，若想得到信息， 必须要将客观世界中的现象和问题通过数据这种媒体记载下来。通 常把对各种数据经过加工转换而得到信息的过程称为信息处理（或 称数据处理）。
▪ 什么是计算机文化
• Computer literacy means being able to tell a computer to do what you want it to.
▪ 在信息社会不掌握计算机文化就是文盲。
1.3.1 信息基础技术
▪ 微电子技术 ▪ 光电子技术
1.3.2信息系统技术
▪ 信息获取技术 ▪ 信息处理技术 ▪ 信息传输技术 ▪ 信息控制技术 ▪ 信息存储技术
1.3.3 信息应用技术
▪ 信息应用技术是为了各种实用目的,如信息管理、信息控 制、信息决策而发展起来的具体技术。主要应用范围包 括各行各业,如 • 工商 • 教育 • 医药 • 政府 • 娱乐 • 科研 • 家庭
计算机“代”的划分
时间 基本元件 内存容量 运算速度
第一代 1946-1957 电子管 几千字 几千次/每秒
备注
造价高，体积 庞大，使用机 器语言，用于 科学计算
第二代 1957-1964 晶体管 几十万字 几十万次/每秒
第三代
第四代
1965-1974 集成电路
1975-现在
大、超大规模集成电路
几十K
第1章 计算机与信息化社会
主要内容
1.1 计算机的发展与应用 1.2 信息科学与技术的发展 1.3 信息技术的内容及影响 1.4 信息素养与计算机文化
要求
1．了解计算机的发展历史，代的划分，计算机的特点，计 算机的分类
2．了解计算机应用的主要方面 3．掌握信息、信息科学的定义，信息技术的两个定律 4．了解信息技术的发展趋势、软件产业与软件市场 5．了解信息技术的基本内容和信息技术对社会的影响 6．了解信息素养和计算机文化的基本知识
1.1.2 计算机的发展简史
▪ 1946年，宾夕法尼亚大学诞生了第一台数字电子计算机 ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Calculator）。
▪ 重量：30余吨
▪ 占地：170平方米 ▪ 构件：一万八千多个电子管；一千五百多个继电器 ▪ 耗电：140千瓦 ▪ 造价：40余万美元 ▪ 速度：每秒运行5000次加法
1.1.5 计算机的应用
▪ 科学计算 ▪ 数据处理 ▪ 计算机辅助设计、辅助制造
CAD（计算机辅助设计） CAE（计算机辅助工程） CAM（计算机辅助制造） CADD（计算机辅助药物设计） CAI（计算机辅助教学）
过程控制 人工智能
专家系统 机器人
电子商务
1.2 信息科学与技术的发展
1.2.2 信息技术的发展趋势
▪ 数字化 ▪ 多媒体化 ▪ 高速度、网络化 ▪ 智能化
1.2.3 信息技术的两个定律
▪ 摩尔定律(Moore’s law)
• 预测高科技领域存在一种现象,即芯片内晶体管的数 量每18个月将翻一翻,由此引发电子产品的降格将半 数下降.
▪ 梅特卡夫定律(Metcalfe’s law)
• 网络的价值与网络的节点数的平方成正比。
晶 体 管 数
每18个月芯片能力增长一倍。
单
位
时
间百
执 行
/
万 条
的 指
每 秒
令
数
1.2.4 软件产业与软件市场
▪ 世界各国软件发展概况 • 美国 • 印度 • 日本 • 欧洲(爱尔兰,软件王国) • 俄罗斯
▪ 中国软件产业发展概况
1.3 信息技术的内容及影响
Based on the concepts presented in von Neumann(冯.诺依曼)’s paper,
COMPUTER: A device that accesses input,processes data,stores data and produces output
▪ 注意：计算机与计算器的区别
数据含义与特征：数据应该是原始的、广义的、可鉴别的抽象符号； 数据可以用来描述事物的属性、状态、程度、方式等等；数据符号 单独表示时没有任何含义，只有把它们放入特定的场合进行解释和 加工，才能使
“信息科学”中的信息范围不应该再局限于某些特定领域，而应该是 多元化的，只有统一的信息科学才是真正的信息科学。但建立统一信息科 学理论是项艰巨复杂的工作，它代表着人类对纷繁信息世界的了解，并在 理论上有了进一步的升华。信息科学涵盖着从电子学到哲学的许多基本问 题，涉猎自然科学、技术科学、人文科学、社会科学。由于统一信息科学 关注的信息对象分布在不同领域里，所以，要发现不同领域里信息现象的 共同规律是很困难的。所有部门信息科学所涉及的信息问题和人类的生产 实践直接相关。而生产实践，也只有生产实践才是推动科学发展的真正动 力。
▪ 信息素养成为评价人才综合素质的一项重要指标
计算机文化
▪ 文化是人类在社会历史发展中所创造的物质和精神财富 的总和
▪ 计算机的出现导致了人们的工作方式、生活方式、思维 方式的改变。引起了整个社会的大变革，影响传统文化 的发展。
▪ 计算机文化是人类社会发展到一定阶段的时代文化,是信 息社会的特征文化。
几十兆以上
几百万次/每秒
几百兆赫兹以上
以存储器为中心设 计，出现汇编语言 和高级语言，使用 范围扩大到数据处 理和自动控制
出现操作系统， 提出模块化设计 的思路，应用深 入到许多领域
个人计算机出现， 网络的发展，使计 算机无所不在
电子管 晶体管
集成电路
微机的发展历史
1975 世界上第一台微型计算机Altair8800 1977 Apple II 1981年第一台IBM PC计算机
1.3.4 信息技术的影响
▪ 信息技术在社会中起决定作用 ▪ 信息知识成了社会的最重要资源 ▪ 大多数人将从事信息知识的管理和生产工作 ▪ 职业更新频繁,人际交往频繁 ▪ 信息素养提高
1.4 信息素养与计算机文化
信息素养(information literacy)
▪ 信息素养的三个方面 • 信息意识 • 信息能力 • 信息品质
1.1 计算机的发展与应用
1.1.1 什么是计算机
▪ 计算机（Computer)是电子数字计算机的简称，是一种 自动地、高速地进行数值和信息处理的电子设备。
▪ 定义：计算机为一种可以接受输入，处理数据，存储数 据并产生输出的装置。 “电子计算机逻辑结构初探”
•Definition of Computer