计算机应用基础教程(上)

大学计算机应用基础教程（上）第1章信息社会、计算机与因特网(目录)1.1信息与计算机1.2计算机系统1.3因特网1.1信息与计算机人类社会已经迈入21世纪，这是一个崭新的信息化时代。在信息社会中，信息是一种与材料和能源一样重要的资源，以开发和利用信息资源为目的的信息技术的发展彻底改变了人们工作、学习和生活的方式。在这一改变中，计算机起了举足轻重的作用，无论是从信息的获取和存储，还是从信息的加工、传输和发布来看，计算机是名副其实的信息处理机，是信息社会的重要支柱。本节主要讨论与信息和信息技术相关的基本知识、计算机的发展和主要应用领域。1.1.1信息与信息技术1）什么是信息控制论的观点。控制论的创始人美国数学家维纳认为，信息是我们适应外部世界、感知外部世界的过程中与外部世界进行交换的内容。意思是说，凡是我们通过感觉器官接受到的外部事物及其变化都含有信息；人们所表露的情感或表达的内容以及说的、写的、想的和做的，也都含有丰富的信息。信息论的观点。信息论的创始人美国数学家香农说，信息是能够用来消除不确定性的东西，信息的功能是消除不确定性。例如，一个人在工作中遇到了问题，他到图书馆查阅了许多资料，如果仍不能解决问题，那么这个人就没有得到信息，因为他的不确定性问题没有消除；反之，他就获得了信息。广义地说，信息就是消息。不过，人们一般说到的信息多指信息的交流。一般认为信息就是经过加工后的数据，它对接受者的决策或行为有现实或潜在的价值。虽然信息都是从数据中提取的，但并非一切数据都能产生信息。2）信息的基本特征客观性。主观性。抽象性，即二重性。整体性，即系统性。时效性。层次性。不完全性。1.1.1信息与信息技术3）信息技术1.1.1信息与信息技术信息技术IT（InformationTechnology）是研究开发信息的获取、传输、存储、处理和应用的工程技术。信息技术能够延长或扩展人的信息功能。信息技术可能是机械的，也可能是激光的；可能是电子的，也可能是生物的。信息技术主要包括传感技术，通信技术，计算机技术和缩微技术等。计算机技术与现代通信技术一起构成了信息技术的核心内容。计算机技术同样取得了飞速的发展，体积越来越小，功能越来越强。计算机的应用也取得了很大的发展。例如，电子出版系统的应用改变了传统的印刷出版业；计算机文字处理系统的应用使作家改变了原来的写作方式，称作“换笔”革命；光盘的使用使人类的信息存储能力得到了很大程度的延伸，出现了“电子图书”出版物；多媒体技术的发展使音乐创作、动画制作等成为普通人可以涉足的领域。1.1.2信息社会与信息素养1）信息化信息化，包括信息资源、信息网络、信息技术、信息产业、信息化人才、信息化政策法规和标准等六大要素。信息资源，是国民经济和社会发展的战略资源，它的开发和利用是信息化体系的核心内容，是信息化建设取得实效的关键。信息网络，是信息资源开发利用和信息技术应用的基础，是信息传输、交换和资源共享的必要手段。信息技术，是研究开发信息的获取、传输、存储、处理和应用的工程技术，它是在计算机、通信、微电子技术基础上发展起来的现代高新技术。信息技术是信息化的技术支柱，是信息化的驱动力。信息产业指信息设备制造业和信息服务业。信息设备制造业包括：计算机系统、通信设备、集成电路等制造业。信息服务业是从事信息资源开发和利用的行业。信息产业是信息化的产业基础，是衡量一个国家信息化程度和综合国力的重要尺度。信息化人才，是指建立一支结构合理、高素质的研究、开发、生产、应用队伍，以适应信息化建设的需要。信息化政策、法规和标准，是指建立一个促进信息化建设的政策、法规环境和标准体系，规范和协调各要素之间的关系，以保证信息化的快速、有序、健康发展。1.1.2信息社会与信息素养2）信息社会信息社会也称为信息化社会，一般是指这样一种社会：信息产业高度发达且在产业结构中占据优势，信息技术高度发展且在社会经济发展中广泛应用，信息资源充分开发利用且成为经济增长的基本资源。3）信息素养信息素养（InformationLiteracy）正在引起世界各国越来越广泛的重视，并逐渐加入从小学到大学的教育目标与评价体系之中，成为评价人才综合素质的一项重要指标。围绕信息素养的讨论，也日益成为世界各国教育界乃至社会各界关注的重大理论与实践课题。信息素养这一概念是美国信息产业协会主席保罗·泽考斯基（PanlZurkowSki）于1974年在美国提出的，它包含诸多方面：传统文化素养的延续和拓展；使受教育者达到独立自学及终身学习的水平；对信息源及信息工具的了解及运用；必须拥有各种信息技能：如对需求的了解及确认，对所需文献或信息的确定、检索，对检索到的信息进行评估、组织及处理并作出决策。综上所述，完整的信息素养应包括三个层面：文化素养（知识层面）、信息意识（意识层面）、信息技能（技术层面）。1.1.3信息处理的历史与计算机1）信息处理的历史纵观人类社会信息处理的历史过程，可将其分为四个阶段。信息处理的原始阶段。信息处理的手工阶段。信息处理的机电阶段。信息处理的现代阶段。1.1.3信息处理的历史与计算机2）计算机的发展现代计算机孕育于英国、诞生于美国。人们称图灵为“计算机理论之父”。第一台电子数字计算机ENIAC如图所示。目前，计算机在向以下五个方面发展：巨型化微型化网络化智能化多媒体化1.1第一台电子数字计算机ENIAC1.1.3信息处理的历史与计算机3）计算机的分类根据计算机用途的不同，可以将计算机分为通用计算机和专用计算机。通用计算机能解决多种类型的问题，应用领域广泛；专用计算机用于解决某个特定方面的问题，我们在火箭上使用的计算机就是专用计算机。根据计算机处理对象的不同，可以将计算机分为数字计算机、模拟计算机和数字模拟混合计算机。我们一般所说的计算机是指电子数字通用计算机。4）计算机的特点处理速度快运算精度高存储能力强具有逻辑判断能力可靠性高1.1.3信息处理的历史与计算机5）计算机的应用归纳起来，计算机的应用主要有以下几方面：科学计算，也称数值计算。信息处理，也称数据处理或事务处理。自动控制。计算机辅助系统。人工智能6）图灵奖1966年，ACM决定设立“图灵奖”，专门奖励那些在计算机科学研究中做出创造性贡献，推动了计算机技术发展的杰出科学家，这个奖以英国科学图灵命名。“图灵奖”对获奖者的条件要求极高，评奖程序又极严，一般每年只奖励一名计算机科学家，只有极少数年度有两名在同一方向上做出贡献的科学家同时获奖。尽管“图灵奖”的奖金金额不算很高，但它却是计算机界最负盛名、最崇高的一个奖项，有“计算机界的诺贝尔奖”之称。1.1.4信息的表示1）计算机内部是一个二进制数字世界在计算机中，为什么使用二进制数，而不使用人们习惯的十进制数，原因如下：二进制数在物理上最容易实现二进制数运算简单二进制数的“0”和“1”正好与逻辑命题的两个值“否”和“是”或称“假”和“真”相对应，为计算机实现逻辑运算和逻辑判断提供了便利的条件。2）信息存储单位位（bit），简记为b字节（byte），简记为B字（word）1.1.4信息的表示3）非数字信息的表示文本、图形图像、声音之类的信息，称为非数字信息。在计算机中用得最多的非数字信息是文本字符。由于计算机只能够处理二进制数，这就需要用二进制的“0”和“1”按照一定的规则对各种字符进行编码。计算机内部按照一定的规则表示西文或中文字符的二进制编码称为机内码。西文字符的编码中文字符的编码Unicode编码4）信息的内部表示和外部显示不同的信息需要不同的编码方案，如上面介绍的西文字符和中文字符的编码。图形图像、声音之类的信息编码和处理比字符信息要复杂得多。1.2GB2312-80字符集及区位分布1.1.5未来信息技术的发展方向根据全球知名技术专家和未来学家预测，信息技术发展的趋势主要围绕以下几个方面：电信网、电视网、计算机网的信息化功能日趋统一。集成电路技术、软件技术、计算机技术、通信技术、广播电视技术等多专业技术彼此联系、相互结合、互为支撑的趋势日渐明显。数字化。设计和生产自动化、加工微细化和产品的低功耗化。计算机更高的运算速度、更大的存储容量；通信更高的传输速率和更宽的带宽。软件的开放性，各种软件将遵循统一的标准，不同的软件之间可以相互访问。1.2计算机系统随着计算机功能的不断增强，应用范围不断扩展，计算机系统也越来越复杂，但其基本组成和工作原理还是大致相同的。一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成。1.2.1计算机硬件系统目前，计算机硬件系统由五个基本部分组成，它们是控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备。控制器和运算器构成了计算机硬件系统的核心——中央处理器CPU（CentralProcessingUnit）。1.3计算机硬件结构图1.2.1计算机硬件系统（1）控制器。计算机硬件系统的各个组成部分能够有条不紊地协调进行工作，都是在控制器的控制下完成的。（2）运算器。运算器在控制器的指挥下，对信息进行处理，包括算术运算和逻辑运算。运算器内部有算术逻辑运算部件ALU（ArithmeticalLogicalUnit）和存放运算数据和运算结果的寄存器。（3）存储器。存储器的主要功能是存放程序和数据。通常把控制器、运算器和内存储器称为主机。软盘和软盘驱动器硬盘及其内部结构光盘驱动器1.2.1计算机硬件系统（4）输入设备。输入设备用于向计算机输入信息。一些常用的输入设备如下：①键盘。②鼠标。③笔输入设备。④扫描仪。⑤数码相机。输入设备1.2.1计算机硬件系统（5）输出设备。输出设备的功能是用来输出计算机的处理结果。一些常用的输出设备如下：①显示器。②打印机。③绘图仪显示器打印机绘图仪1.2.1计算机硬件系统（6）外部接口。计算机与输入输出设备及其它计算机的连接是通过外部接口实现的。常见的外部接口如图所示。网络接口USB口1394口视频接口串行口并行口鼠标口键盘口LineOutMICLineIn①串行口。②并行口。③PS/2口。④USB口。⑤IEEE1394口。⑥其它常用接口。1.2.2计算机软件系统1）什么是计算机软件计算机软件是计算机系统中与硬件相互依存的另一部分，它是包括程序，数据及其相关文档的完整集合。2）计算机软件的分类计算机软件一般可以分为系统软件和应用软件两大类。3）计算机软件的发展计算机软件的发展过程大致可分为三个阶段：从第一台计算机上的第一个程序开始到高级程序设计语言出现之前为第一阶段（1946年~1956年）。从高级程序设计语言出现以后到软件工程出现以前为第二阶段（1956年~1968年）。软件工程出现以后迄今为第三阶段（1968年以后）。1.2.2计算机软件系统4）操作系统操作系统（OperatingSystem）是计算机系统中最重要的系统软件。操作系统的主要功能有：任务管理存储管理设备管理文件管理作业管理5）程序设计语言人们使用计算机，可以通过某种程序设计语言与计算机“交谈”，用某种程序设计语言描述所要完成的工作。程序设计语言包括：机器语言汇编语言高级语言6）语言处理程序计算机必须配备一种工具，它的任务是把用汇编语言或高级语言编写的程序翻译成计算机可直接执行的机器语言程序，这种工具就是“语言处理程序”。语言处理程序包括：汇编程序、解释程序和编译程序。汇编程序解释程序编译程序1.2.2计算机软件系统7）数据库管理系统在当今的信息时代，我们的生活越来越多地依赖信息的存取和使用，数据库系统正日益广泛地应用到人们的生活中。例如，当我们通过ATM自动取款机取钱时，其实已经访问了银行的帐户数据库系统。数据库系统一般由计算机系统、数据库、数据库管理系统和相关人员组成。计算机系统提供了数据库系统运行必需的计算机软硬件资源。数据库是存储在计算机内的、有组织的、可共享的、互相关联的数据集合。数据库管理系统DBMS（DataBaseManagementSystem）是数据库系统的核心，由一组用以管理、维护和访问数据的程序构成，提供了一个可以方便地、有效地存取数据库信息的环境。目前，常用的数据库管理系统有Access、SQLServer和Ora