信息技术教师招聘考试专业基础知识

1第1章信息技术基础知识1.1信息与信息技术1.2计算机概述1.3微型计算机系统基础知识1.4信息的表示与编码1.5多媒体技术1.6信息安全21.1信息与信息技术1.1.1信息的概念及特征1．信息的概念作为一个科学概念，信息最早出现于通信领域。不同学者在自己的学科领域内对“信息”这一概念有着不同的理解，主要有以下几种：3(1)信息是不确定性的减少或消除。1948年，信息论的创始人香农(Shannon)认为，信息是可以减少或消除不确定性的内容。当人们利用各种方法和手段，对客观事物的有关情况的认识从不清楚变得较清楚或完全清楚时，不确定性就减少或消除了，这时就获得了关于这些事物的信息。4(2)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。1950年，控制论的创始人维纳(N.Wiener)提出：“信息就是我们对外界进行调节并使我们的调节为外界所了解时而与外界交换来的东西。”例如，人与人相互交换信息；人与计算机相互交换信息等。5(3)信息是事物运动的状态和状态变化的形式。信息是关于事物状态以及客观事实的可以通信的知识。信息来源于物质和物质的运动，反映了事物的状态特征及其变化，体现了人们对事物的认识和理解程度。我国信息专家钟义信教授曾提出：“事物的信息是该事物运动的状态和状态变化的方式，包括这些状态和方式的外在形式、内在含义和实际效用。”6(4)信息是经过加工的、能够对接受者的行为和决策产生影响的数据。信息是一种经过加工处理后的数据，因而具有知识的含义，而且是可以保存和传递的。总之，信息是一个不断变化和发展的概念，它既具有物质性，又具有社会性。它是一个多元化、多层次、多功能的复杂综合体，对其应从不同角度和侧面来考察。信息是人们对客观存在的一切事物的反映，是通过载体所发出的消息、情报、指令、数据及信号中所包含的一切可传递和交换的知识内容。72．信息的主要特征信息的特征主要体现在以下几个方面：1)社会性信息一开始就直接联系于社会应用，它只有经过人类加工、取舍、组合，并通过一定的形式表现出来，才真正具有使用价值。信息化的发展表现为对国家或世界的社会、政治、经济、文化和日常生活等各个方面的深刻影响或改变。82)传递性信息的传递性是指任何信息只有从信源出发，经过信息载体传递才能被信宿接收并进行处理和运用。也就是说，信息可以在时间上或空间上从一点转移至另一点，可以通过语言、动作、文献、通信、电子计算机等各种媒介来传递，而且信息的传递不受时间和空间限制。信息在空间中的传递称为通信；信息在时间上的传递称为存储。3)共享性信息的共享性主要是指信息作为一种资源，不同个体或群体在同一时间或不同时间均可共同享用这种资源。94)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。106)能动性信息的产生、存在和流通依赖于物质和能量，反过来，信息又能动地控制或支配物质和能量的流动，并对改变其价值产生影响。例如，信息社会的新型人才必须具备很强的信息获取、信息分析和信息加工能力，它不仅是信息社会经济发展对新型人才提出的基本要求，也是推动信息社会向前发展的基础。7)客观性信息的客观性是指信息是客观存在的。信息的产生源于物质，信息产生后又必须依附于物质，因此信息包含于任何物质中。113．信息的分类按照不同的分类标准，信息可分为如下几种：(1)信息按其内容分为社会信息和非社会信息。(2)信息按其存在形式分为内储信息和外化信息。(3)信息按其状态分为动态信息和静态信息。(4)信息按符号种类分为语言信息和非语言信息。(5)信息按信息论方法分为未知信息和冗余信息。(6)信息按价值观念分为有害信息和无害信息。121.1.2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。13狭义而言，信息技术是指利用计算机、网络、广播电视等各种硬件设备、软件工具与科学方法，对文、图、声、像等各种信息进行获取、加工、存储、传输与使用的技术之和。该定义强调的是信息技术的现代化与高科技含量。综上，我们可以认为，信息技术的内涵包括两个方面。一方面是手段，即各种信息媒体，是一种物化形态的技术。例如印刷媒体、电子媒体、计算机网络等。另一方面是方法，即运用信息媒体对各种信息进行采集、加工、存储、交流、应用的方法，是一种智能形态的技术。信息技术就是由信息媒体和信息媒体应用的方法两个要素所组成的。142．信息技术的分类1)按表现形态分类信息技术按表现形态可分为硬技术(物化技术)与软技术(非物化技术)两种。前者指各种信息设备及其功能，如显微镜、电话机、通信卫星和多媒体电脑等。后者指有关信息获取与处理的各种知识、方法与技能，如语言文字技术、数据统计分析技术、规划决策技术和计算机软件技术等。152)按工作流程中的基本环节分类信息技术按工作流程中的基本环节可分为信息获取技术、信息传递技术、信息存储技术、信息加工技术及信息标准化技术。(1)信息获取技术包括信息的搜索、感知、接收、过滤等，如显微镜、望远镜、气象卫星、温度计、钟表、Internet搜索器中的技术等。(2)信息传递技术是指跨越空间共享信息的技术。其具体又可分为不同类型，如单向传递与双向传递技术，单通道传递、多通道传递与广播传递技术等。16(3)信息存储技术是指跨越时间保存信息的技术，如印刷术、照相术、录音术、录像术、缩微术、磁盘术、光盘术等。(4)信息加工技术是对信息进行描述、分类、排序、转换、浓缩、扩充和创新等的技术。信息加工技术的发展已有两次突破：从人脑信息加工到使用机械设备(如算盘、标尺等)进行信息加工，再发展为使用电子计算机与网络进行信息加工。17(5)信息标准化技术是指使信息的获取、传递、存储和加工等各环节有机衔接以及提高信息交换共享能力的技术，如信息管理标准、字符编码标准及语言文字的规范化等。3)按使用的信息设备分类信息技术按使用的信息设备分为电话技术、电报技术、广播技术、电视技术、复印技术、缩微技术、卫星技术、计算机技术及网络技术等。184)按技术的功能层次分类信息技术按技术的功能层次分为以下三种：(1)主体层次。信息技术的主体层次是信息技术的核心部分，主要是指直接地、具体地增强或延长人类信息器官，提高或扩展人类信息能力的技术。例如显微镜、望远镜、X光机、雷达、激光、红外线、超声、气象卫星、行星探测器、温度计及湿度计等。目前，信息获取技术中起中坚作用的是传感技术、遥测技术和遥感技术等。19(2)应用层次。信息技术的应用层次是信息技术的延伸部分，主要是指主体层次的信息技术在工业、农业、商业贸易、国防、运输、科学研究、文化教育、体育运动、文学艺术及家庭生活等各个领域应用时所生成的各种具体的实用信息技术。(3)外围层次。信息技术的外围层次是指与信息技术相关的各类技术。一方面，信息技术在性能水平方面的进步来源于新材料技术和新能源技术的进步，即基础层次的信息技术。另一方面，信息的获取、存储、处理及传输控制等需要借助机械的、电子的(或微电子的)、激光的及生物的等技术手段来实现，即支撑层次的信息技术。203．信息技术的特点1)高速化计算机和通信的发展追求的均是高速度，大容量。例如，每秒能运算千万次的计算机已经进入普通家庭。在现代技术中，我们迫切需要解决的涉及高速化的问题是，抓住世界科技迅猛发展的机遇，重点在带宽“瓶颈”上取得突破，加快建设具有大容量、高速率、智能化及多媒体等基本特征的新一代高速带宽信息网络，发展深亚微米集成电路、高性能计算机等。212)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。223)数字化数字化就是将信息用电磁介质或半导体存储器按二进制编码的方法加以处理和传输。在信息处理和传输领域，广泛采用的是只用“0”和“1”两个基本符号组成的二进制编码，二进制数字信号是现实世界中最容易被表达、物理状态最稳定的信号。4)个人化信息技术将实现以个人为目标的通信方式，充分体现可移动性和全球性。实现个人通信需要全球性的、大规模的网络容量和智能化的网络功能。235)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。244．信息技术的功能信息技术的功能是多方面的，从宏观上看，主要体现在以下几个方面：1)辅人功能信息技术能够提高或增强人们的信息获取、存储、处理、传输与控制能力，使人们的素质、生产技能管理水平与决策能力等得到提高。2)开发功能利用信息技术能够充分开发信息资源，它的应用不仅推动了社会文献大规模的生产，而且大大加快了信息的传递速度。253)协同功能人们通过信息技术的应用，可以共享资源、协同工作。例如，电子商务、远程教育等。4)增效功能信息技术的应用使得现代社会的效率和效益大大提高。例如，通过卫星照相、遥感遥测，人们可以更多更快地获得地理信息。265)先导功能信息技术是现代文明的技术基础，是高技术群体发展的核心，也是信息化、信息社会、信息产业的关键技术，它推动了世界性的新技术革命。大力普及与应用新技术可实现对整个国民经济技术基础的改造，优先发展信息产业可带动各行各业的发展。275．信息技术的影响信息技术对人类社会的影响的主流是积极的，体现在以下几个方面：(1)对经济的影响。信息技术有助于个人和社会更好地利用资源，使其充分发挥潜力，缩小国际社会中的信息与知识差距；有助于减少物质资源和能源的消耗；有助于提高劳动生产率，增加产品知识含量，降低生产成本，提高竞争力；提高国民经济宏观调控管理水平、经济运行质量和经济效益。28(2)对教育的影响。随着科学技术的飞速发展、素质教育的全面实施和教育信息化的快速推进，信息技术已逐渐成为服务于教育事业的一项重要技术。信息技术有助于教学手段的改革(如电化教学、远程教育等)，能够打破时间、空间的限制，使教育向学习者全面开放并实现资源共享，大大提高了学习者的积极性、主动性和创造性。29(3)对管理的影响。信息技术有助于更新管理理念、改变管理组织，使管理结构由金字塔形变为矩阵形；有助于完善管理方法，以适应虚拟办公、电子商务等新的运作方式。例如，政府通过网络互联逐渐建立网络政府，开启了政府管理的全新时代，树立了各级政府的高效办公、透明管理的新时代形象，同时为广大人民群众提供了极大的便利。进入20世纪90年代后，美、日、欧盟等纷纷制定了自己的信息基础设施发展计划，即信息高速公路计划，并投入了巨额资金。新兴工业化国家和地区也不甘落后，投入大量资金发展网络技术和通讯技术。30例如，新加坡政府决定投资12.5亿美元开发和兴建信息工程，以便把新加坡建成亚洲的“智能岛”。企业通过内外网络的建设，大力发展电子商务，充分利用政府管理及市场两方面的信息资源，将促进虚拟企业的成长，实现企业经营方式的革命性转变。31(4)对科研的影响。应用信息技术有助于科学研究前期工作的顺利开展；有助于提高科研工作效率；有助于科学研究成果的及时发表。(5)对文化的影