2015年高校专业技术人员计算机应用能力考试5-信息技术

2.1信息技术的概念2.2计算机概述2.3计算机中的数制与编码2.4微型计算机系统2.5多媒体技术2.6计算机病毒防范及安全使用第二章信息技术2.1信息技术的概念2.1.1“数据”与“信息”的区别只有解释后的数据才含有一定意义，或称其为信息。没有经过解释的数据，不管如何处理（如排序、列表等），仍然只能称为数据或资料。在数据处理领域中，有时信息与数据似乎被通用，但仍然有两点区别：信息强调含义（meaning）,数据强调载体（media）；信息强调实际效用，数据强调客观现实。2.1.2信息的主要特征信息的主要特征是普遍性、无限性、可传递性、共享性、依附性和载体的可变换性。（1）世界是物质的，物质是运动的，信息是事物运动的状态和方式，而宇宙中没有绝对的真空，也没有绝对静止的事物，这就是说信息的存在源于客观存在的物质运动之中，信息在宇宙中是普遍存在的。（2）信息无论在空间上还是时间上都具有传递性。信息在空间的传递称为通信；信息在时间上的传递称为信息存储。（3）信息可以从一个载体复制到另一个载体。信息的传输一方面可借助于载体的运动而实现，如信件的邮递；另一方面可借助于复制而实现。传输的渠道越多，传输的技术越高，信息扩散的速度就越快。（4）信息的传递与物资和能源的运输不同，在信源发送信息后，其前身信息并不减少，而且同一信源可供给多个信宿，也就是信息接收者。（5）信息必须借助于某种符号才能表现出来，这些符号又必须载于某种载体之上。2.1.3信息技术的基本内容对信息技术（InformationTechnology）的理解有狭义和广义之分。狭义的理解分以下三种：（1）信息技术就是信息处理的技术，因而一般将信息技术主要看作为计算机(Computer)技术。（2）信息技术是计算机技术与通信技术的结合。这就是所谓的C&C(ComputerandCommunication)。（3）信息技术是计算机技术、通信技术和控制技术。这就是所谓的“3C(Computer,Communication,Control)”技术。广义的理解认为，信息技术是指完成信息的获取、传递、加工、再生和使用等功能的技术。我们从“技术辅人律”的角度可以说，信息技术就是能够扩展人的信息器官功能的技术。2.2计算机概述2.2.1计算机的产生与发展（1）第一代计算机（1946年—1958年）：电子管计算机第一代计算机又称电子管计算机时代。这一时代计算机硬件上的主要特征是：采用电子管作为逻辑开关元件，体积大、耗电量大、寿命短、可靠性差、成本高。（2）第二代计算机（1959年—1964年）：晶体管计算机第二代计算机又称晶体管计算机时代。其硬件主要特点是：使用半导体晶体管作为逻辑开关元件，所以计算机的体积变小、重量变轻、成本下降，并且运行速度和可靠性大大提高。（3）第三代计算机（1965年—1970年）：集成电路计算机第三代计算机称为集成电路时代计算机。在一块半导体材料上制做由多只开关器件组成的电路，这就是集成电路，它的开发应用使元器件微小型化。因而，使计算机体积更小，价格更便宜。在这个时代计算机开始使用半导体存储器作为主存储器，存储器容量和存取速度有了大幅度的提高，增加了系统的处理能力。（4）第四代计算机（1971至今）：超大规模集成电路计算机第四代计算机又称为超大规模集成电路计算机时代。微电子技术的迅速发展、集成电路工艺的不断提高是这一时代计算机的技术基础。第四代计算机硬件的主要特点是:使用大规模、超大规模集成电路作为逻辑开关元件，出现了微处理器；主存储器采用半导体存储器，辅助存储器采用大容量的软、硬磁盘等。2009年10月29日，国防科技大学成功研制出的峰值性能为每秒1206万亿次的“天河一号”超级计算机在湖南长沙亮相。我国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。在2009年11月的TOP500排行榜中，“天河一号”排名第五；2010年11月天河-1A计算机排名第一；2013年6月17日在德国莱比锡开幕的国际超级计算机大会上“天河二号”排名第一。图1第一台电子管计算机（ENIAC）2.2.2计算机的特点计算机是一种在程序的指挥下，能对信息进行自动处理的电子设备。计算机具有以下主要特点。1.处理速度快计算机处理基本指令的速度直接反映了处理信息的速度。通常以每秒钟完成基本加法指令的数目表示计算机的运算速度，常用单位是MIPS（百万条指令/秒）。现在每秒执行百亿次、甚至数千亿次运算的计算机已不罕见。2．计算精度高由于计算机采用二进制数字进行运算,因此计算精度主要由表示数据的字长决定。随着字长的增长和配合先进的计算技术,计算精度不断提高,可以满足各种问题对计算精度的要求。3．存储容量大计算机中的信息是保存在内存或外存上的。随着计算机硬件技术的迅速发展，计算机内存储器的容量越来越大。目前一般的微机内存容量己达到GB数量级。计算机硬盘的容量可以高达几百个GB，甚至TB级。4．可靠性高随着微电子技术的发展,采用大规模和超大规模集成电路的计算机具有非常高的可靠性,其平均无故障时间以“年”为单位计算。5．在程序的控制下自动工作计算机在程序的控制下自动工作。这种工作方式叫存储程序控制工作方式。计算机的这一特点体现了冯·诺依曼体系结构计算机的基本思想。6．适用范围广,通用性强计算机是靠存储程序控制进行工作的。不同的应用领域中,只要编制和运行不同的应用软件,计算机就能在此领域中很好地服务,所以说，计算机有很好的通用性。2.2.3计算机的应用领域1．科学计算用计算机进行科学计算所涉及的领域的有：导弹、航天飞机、人造卫星飞行轨迹的计算；原子反应堆、天气预报、地震测报、地质勘探的模拟分析计算；水利枢纽、大型桥梁、高层建筑、机械制造的工程设计计算等等。2．数据处理数据处理是计算机应用中最广泛的领域。例如：地球遥感测量、中长期气象预报、医学影像处理、现代通讯、办公室自动化、企业管理、电子商务等领域，应用计算机数据处理技术。3．过程控制过程控制是指计算机对被控系统中所采集到的数据进行处理,然后将结果反馈给系统的执行机构去控制相应过程。例如化工厂中用计算机系统控制配比物料、调节温度和开启阀门，炼钢厂中用计算机系统控制投料、炉温、冶炼时间等。要求计算机具有良好的实时性和高可靠性。4．计算机辅助系统辅助是指仅仅把计算机作为一种工具帮助人脑工作，而不能代替人脑。常见的计算机辅助系统有：（1）计算机辅助设计(ComputerAidedDesign，CAD)（2）计算机辅助制造(ComputerAidedManufacturing，CAM)（3）计算机辅助教学(ComputerAssistedInstruction，CAI)（4）计算机决策支持系统（DecisionSupportSystem，DSS）5．计算机网络用户对网络需求的不断增加，使Internet技术开始进入了一个全新的发展阶段。回顾Internet从产生至今，其发展过程可粗略地分为三个阶段。第一阶段：在20世纪80年代，以E-mail为主要应用的Internet把遍布于世界各地的计算机用TCP/IP协议连接在一起；第二阶段：在20世纪90年代，通过万维网（）技术，Internet以Web网页形式实现信息浏览及电子商务应用等信息服务，实现了全球网页的连通；第三阶段：在20世纪90年代中期，网格计算（GridComputing）技术的设想引起了全球范围的关注，其基本思想是通过Internet“试图实现互联网上所有资源的全面连通”。6．人工智能人工智能（ArtificialIntelligence，缩写AI）是研究如何利用计算机模仿人的智能，它是计算机技术与控制论相融合产生的的边缘学科。7．其他应用除了上述所列计算机的各种应用领域以外，计算机还可以在音乐美术、历史考古、文化娱乐、体育训练、金融管理、医疗诊断、多媒体技术等诸多方面有着广泛的应用。事实上，计算机的应用在于各专业人员的开发，只要开发出相应的硬件和软件就能为计算机派上新用途。2.2.4计算机系统基本组成1.计算机系统一台完整的计算机系统应由硬件（Hardware）和软件（Software）两大部分组成。硬件是指在计算机上“看得见，摸得着”的物理实体。通常所看到的计算机,总会有一些机柜或机箱,里边是各式各样的电子器件。此外,还有键盘、鼠标器、显示器和打印机等,它们都属于硬件。计算机的硬件种类繁多，由于计算机的用途各不相同，所以每台计算机所配备的硬件也会不同，但有一些硬件是计算机必须具有的（如CPU、内存等），称为计算机基本的硬件配置，它们是计算机工作的物质基础。还有一些硬件是根据需要配备的(如打印机、扫描仪、音箱)，称为可选的硬件配置。软件是程序以及运行程序所需的数据、有关文档的总称。程序就是根据具体的解题步骤编制的指令序列。当程序在计算机的内存中运行时,其中的每条指令依次指挥机器完成一个简单的操作,通过这一系列的简单操作的组合,最终完成指定的任务。执行程序的结果通常是按照某种格式产生输出。2.冯·诺依曼计算机体系结构目前使用的计算机采用的是它是冯·诺依曼结构，冯·诺依曼是著名的数学家，是美籍匈牙利人，被人们称为为“计算机之父”。所谓冯·诺依曼结构包括以下三点：（1）计算机的硬件由五大基本结构部分组成，即运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。（2）计算机中应使用二进制数码表示的各种信息。（3）计算机的工作采用存储程序和程序控制方式。3.计算机硬件基本结构冯·诺依曼体系的计算机其硬件由五大基本结构部件组成，如图2-1所示。运算器输出设备控制器输入设备存储器图2-1计算机硬件基本结构（1）运算器（ALUArithmeticalandLogicalUnit）运算器是计算机中进行算术运算和逻辑运算的电路，又称为算术逻辑运算部件（ALU），通常它是由加法器（adder）、累加器（AL）、通用寄存器（register）以及一些控制线路组成。运算器是计算机处理数据形成信息的加工厂，由它实现对二进制数码的算术运算或逻辑运算。（2）控制器（ControlUnit）控制器是计算机的控制中心，是电脑的神经中枢。输入设备、输出设备、内存储器、运算器都是在控制器的统一指挥下工作的。（3）存储器（Memory）根据冯·诺依曼存储程序控制的思想，计算机必须有保存数据和程序的记忆装置,这就是存储器。存储器分为内存储器和外存储器两类，在计算机五大基本结构部件中存储器是指内存储器。内存储器和外存储器在访问方式上不同，内存储器可以根据CPU产生的地址信号直接访问；而访问外存储器中的数据只能靠操作系统的支持。（4）输入设备（Inputdevice）输入设备的作用是把准备好的数据、程序等信息转变为计算机能接受的电信号送入计算机。目前微机上常用的输入设备有键盘、鼠标器、磁盘和光盘驱动器、麦克风、扫描仪、数字摄像头等。（5）输出设备（Outputdevice）输出设备的主要功能是把计算机的处理结果以人们容易接受的形式表现出来或记录下来。微机上常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、扬声器、各种指示信号灯、磁盘驱动器和光盘刻录机等。专用计算机的输出设备有各种数字化显示屏、警报器等。值得指出的是，磁盘驱动器和光盘刻录机都是外存储器设备，这类设备即可作为输入设备也可输出设备，当需要把外存储器的数据调入计算机时它就是输入设备；当需要把计算机的处理结果记录在外存储器上时它就是输出设备。2.3计算机中的数制与编码在冯·诺依曼计算机体系结构中：计算机中必须使用二进制数码表示的各种信息，提出这一点的原因主要有以下几点：（1）二进制便于用电子或电磁器件的物理状态来表示，成本较低；（2）用二进制的运算规则简单；（3）二进制不但可以进行数学运算，也非常适合逻辑运算；（4）采用二进制编码可以表示各种信息。计算机使用的数据可分为两大类：数值数据和非数值数据。数值数据用以表示量的大小，如整数、小数等。非数值数据，用以表示一些符号，如英文字母和各种专用字符，汉字、图形和声音数据都属非数值数据。为了能用“0”和“1”表示非数值数据，在计算机领域有多种编