第一章信息技术与计算机文化
1.1从信息科学的角度来看先有数据后有信息。    同一个信息可以用不同的数据表示。
  最能体现出计算机功能的一句话是：计算机是一种信息处理机。
          信息技术：指人们获取、存储、传递、处理、开发和利用信息资源的相关技术.
在现代信息处理中以传感技术、计算机技术、通信技术和网络技术为主导技术。
信息的四次革命：语言的形成、造纸和印刷术的应用、广播与电视的发明、全球性网络电话的普及。
20世纪90年代开始，世界上的主要国家开始建设高速度、大容量、多媒体的信息传输干线，称“信息高速公路”。又称“国家信息基础措施（NII）”是美国最先提出的，以Internet为主导的，在光纤/缆通讯为主的，在Internet上传输的多媒体信息，并不是二进制信息。
文化是经济基础、上层建筑和意识形态的复合体。
文化的基本属性：广泛性、传递性、教育性、深刻性。
计算机文化就是以计算机为核心，集网络文化、信息文化、多媒体文化于一体，并对社会生活和人类行为产生广泛、深远影响的新型文化。
人类文化发展的四个里程碑：语言的产生、文字的使用、印刷术的发明与计算机文化。
1.2计算机之父：英国数学家查尔斯．巴贝齐，1946年创造了人类第一台电子计算机ENIAC。（Electronic Numerical Integrator And Calculator）。
1949年世界上第一台二进制的计算机诞生，称EDSAC是冯．诺依曼体系结构的计算机，是以存储程序工作原理。
第一代    1946~1956电子管计算机，逻辑元件为：电子管，程序设计语言：机器，汇编属低级语言。应用于科学计算。代表机型：EDVAC、UNIVAC、IMB701等、
第二代    1956~1964晶体管计算机，逻辑元件为：晶体管程序设计语言：高级语言，应用于科学计算、数据处理。代表机型：IMB7094、Honeywell8000
第三代    1964~1971集成电路计算机，逻辑元件为中小规模集成电路    ，高级语言很大发
展，出现操作系统、会话式语言。应用于各个领域，代表机型：IMB360系列、DEC公司的PDP系列小型机。
第四代    1971~现在 超大规模集成电路计算机，逻辑元件为：大规模超大规模集成电路、操作系统完善，并开始计算机网络时代。
我国计算机发展：58 64 71 83， 1958研制出第一台电子管计算机年，1964年研制成功晶体管计算机，1971年研制成集成电路计算机，1983年成功研制出每秒运算1亿次的“银河1”巨型机。            新一代计算机基本元件：芯片
计算机的特点：运算速度快、计算精度高、存储容量大 通用性强 工作自动化 具有逻辑判断能力。
计算机分类：按处理对象：模拟计算机、数字计算机、混合计算机。按用途：通用计算机、专用计算机。按规模：巨型机、大型主机、小型计算机、微型计算机、工作站。
计算机应用：科学计算、信息管理、过程控制、计算机辅助系统、人工智能、计算机网络与通信。
计算机辅助系统：计算机辅助教育CBE(计算机辅助教学CAI、计算机管理教学CMI),    计算机辅助设计CAD，计算机辅助制造CAM，计算机辅助测试CAT。
计算机科学发展趋势：巨型化、微型化、网络化、智能化。
1.3数制的两要素：数码、基数。用进位的原则进行计数称为进位计数制，简称数制。
2的次方表 
20=121= 2   22= 4   23=8  2 4=16   25=32   26=64  27 =128  28=256   29=512   210=1024  2 11=2048   212=4096   213 =8192   214 =16384  215=32768   216 =65536 
2-1= 0.5  2-2=0.25 2-3=/0.125  2- 4=0.0625  2-5=0.03125 
二进制运算规则："∨" 表示"逻辑或"遇1则1、0 0则0。"∧" 表示"逻辑与"遇0则0、1 1则1。      "Ī"表示"逻辑非".各位字反。"⊕"表示"逻辑异或".相同则0、相异则1
计算机中数据的单位：位（bit），简称b，也称比特，是计算机存储数据的最小单位，一个二进制数就是一位。
字节（byte）简称B。规定8个位为一个字节。字节是存储信息的基本单位。微型存储器每个存储单元的大小是一个字节，所以存储器容量大小也以字节数来度量。          1 KB = 210 B，1 MB = 220 B，1 GB = 230 B，1 TB = 240 B（K、M、G、T）
字（word）：计算机处理数据时，CPU通过数据总线一次存取、加工和传送的数据称为字，计算机的运算部件能同时处理的(这一组)二进制数据的位数称为字长。字长是衡量计算机性能的一个重要指标。字长越长，速度越快，精度越高。微型机字长是字节长度的整数倍，一般为8、16、32、64
一个无符号的二进制数在后面添加几个0、后面的数是前面数的2n 倍
数值的表示：“0”表示正，“1”表示负。具有数制大小和正负特征的数据在计算机中统称为机器数或机器码。
机器数对应的用正、负号加绝对值表示的数为真值。
根据小数点的位置是否发生移动分为定点数和浮点数，一个浮点数分为降码与尾码组成。
在计算机中无论是数值数据还是非数值数据二者都是以二进制形式表示和存储的。
非数值数据（字符或符号数据）：文字、声音、图形等数据无数值大小和正负特征。
字符编码：目前采用的字符编码主要是ASCII美国标准信息交换代码（American Standard Code for Information Interchange） 是用8位表示一个字符，最高位永为0，所以只用到7位，可表示128个字符，同一字母的ASCII值小写字母比大写字母大32  一个字符用一个字节表示。如空格D 32 、H20,“0” D 48 、H30，A D65 、H41,a D 97 、H61，J D 74 、H4A,N    、H4E。键盘字母JKLMN.。
命令符号是不能打印输出的。
字符集unicode 16位字符编码  一个字符用两个字节表示
汉字编码
1.汉字交换码：用连续的两个字节（16个二进制位）来表示一个汉字。1980年我国颁布的第一个汉字编码字符集标准，即《信息交换用汉字编码字符集基本集》(GB2312 80)规定的汉字交换码作为国家标准汉字编码。 GB2312 80中共有7445个字符符号: 汉字符号6763个 一级汉字3755个，二级汉字3008个。
2．机内码：是计算机内处理汉字信息时所用的汉字代码。机内码是真正的计算机内部用来存储和处理汉字信息的代码。为了能区分汉字与ASCII码，机内码两个字节的最高位一定为1，交换码（国标码的为0）
3．汉字字形码：用来将汉字显示到屏幕上或打印到纸上所需要的图形数据。
  点阵码：用点阵汉字字形的编码，把汉字按字形排列成点阵，常用点阵有16*16,24*24,32*32或更高。汉字字形点阵和输出简单，但信息量很大，占用的存储空间也非常大，一个16*16的点阵要占用32个字节，32*32的占用128个字节，且容易失真。
  矢量码：使用一组数学矢量来记录汉字的外形轮廓，记录的字体称为矢量字体或轮廓字体。很容易放大缩小且不会出现锯齿状边缘。。屏幕上看到的字形和打印输出的效果完全一致，且节省存储空间。PostScript字库、TrueType字库就是这种字形码。
4．汉字输入码（流水码、音码、形码、音形结合码）：有键盘、手写、语音、扫描识别等多种，键盘输入法最主要。将汉字通过键盘输入到计算机采用的代码称为汉字输入码，也称为汉字外部码（外码）。
流水码：电报码、区位码。
区位码：由四位十进制数组成，其中前两位是区码，后两位是位码。
正数的原码、反码、补码都是相同的。
负数的原码，符号位为1，其余是用二进制数表示。
负数的反码，符号位为1，其余数是各位变反，即0变1,1变0。
负数的补码，是在反码的基础上末位数加1得到的。
1.4一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成，并按照“存储程序”的方式工作。
支持小数点的进制转换器指令：计算机执行某种操作的命令。（包括：操作码，地址码）
操作码：规定了操作的类型。地址码规定了要操作的对象存放在什么地址中，以及操作结果存放到那个地址中去。
计算机指令系统：所有指令的集合。（分类：CISC:复杂指令系统，RISC：精简指令系统）
“存储程序”工作原理：计算机能够自动完成运算或处理过程的基础。由美籍匈牙利科学家冯•诺依曼（1946年提出），故称“冯•诺依曼原理”。其基本思想是存储程序和程序控制。
根据存储程序和程序控制概念，在计算机运行过程中实际上有两种信息在流动，一种是数据流（包括原始数据、指令），另一种是控制信号。
冯•诺依曼体系结构计算机三大思想是：二进制、存储程序、五大结构。
计算机工作的过程是：取指令、分析指令、执行指令、上述完成后，取出下一条指令地址做准备。
计算机硬件：由电子、机械和光电元件等组成的各种计算机部件和计算机设备，这些部件和设备依据计算机系统结构的要求，构成的一个有机整体。
未配置任何软件的计算机叫裸机，它是计算机完成工作的物质基础。
  计算机硬件系统的五个基本组成部分：输入设备、运算器、控制器、存储器、输出设备。
输入设备:把原始数据和处理这些数据的程序转换为二进制代码，输入到计算机的存储器中，供CPU调用和处理。常用的输入设备：鼠标、键盘、扫描仪、数字化仪、数码摄像机、条形码阅读器,如数码相机和A/D转换器等。   
  运算器：由算术逻辑运算单元与寄存器组成。负责对信息进行加工和运算，它的速度决定了计算机的运算速度。参加运算的数（称为操作数）由控制器指示从存储器或寄存器中取出到运算器。 加 减 乘 除 或 与 非 移位
  控制器：是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各部分协调工作。通常把控制器和运算器合称为中央处理器（CPU）。是计算机的核心部件，它的工作速度和计算精度等性能对计算机的整体性能有决定性的影响。
CPU与主存储器之间可以直接进行数据传输，CPU不能直接访问外部设备，不能直接与外部设备进行数据交互。CPU不能直接访问硬盘。但是CPU可以间接访问外存。

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