山东专升本-计算机课堂笔记之第一章信息技术与计算机文化(一)

       信息特性: 价值性、针对性、时效性、可处理性等(了解)

    信息和数据的关系
        但从信息科学的角度来看，数据是信息的具体表现形式，是信息的载体，而信息是对数据进行加工后得到的结果，信息是数据的逻辑意义。

   判断:
    有信息一定有数据(正确)
    有数据一定有信息(错误，应该是有数据不一定有信息)

   信息技术定义(要记得，重点记:信息技术)
       信息技术是指人们获取、存储、传递、处理、开发和利用信息资源的相关技术。
       传感技术、计算机技术、通信技术和网络技术是主导技术(必须是四个技术为一体)

     信息高速公路 -- 1993--美国(重点)
          20 世纪 90 年代（即 1993 年），美国开始建设高速度、大容量、多媒体的信息传输干线，称为“信息高速公路”。
          年和人名，要统一整理
          NII计划(国家信息基础设施) --（重点）
          瑞士洛桑 -- 第三届世界计算机教育大会
          计算机文化(了解)
          四个里程碑(了解)

二、计算机技术概述

1、计算机起源

          1854 -- 英国 -- 布尔 -- 最先提出符号逻辑思想
           查尔斯·巴贝奇 -- 最先提出通用数字计算机的基本设计思想，被称为"计算机之父"
           巴贝奇 -- 计算机之父
           图灵 -- 计算机科学之父，人工智能之父
           冯·诺依曼 -- 现代计算机之父(存储程序工作原理)

          1946 -- 世界第一台计算机（ENIAC）(图片)-- 美国
             特点:
                      1、采用十进制，没有采用二进制(EDSAC,第一台采用二进制的计算机)
                      2、没有采用存储程序工作原理(EDSAC,采用了存储程序工作原理)
                      3、只能加法运算
                  ENIAC 的诞生奠定了电子计算机的发展基础，开辟了信息时代

2、计算机发展

                 计算机发展分几代??? 4代
                 计算机发展，根据什么划分的???
                      依据:逻辑元件、电子元件、物理器件
               第一代：电子管计算机，逻辑元件:电子管
                     程序语言：出现低级语言(机器语言(二进制)和汇编语言)
                             应用领域：用于科学计算
               第二代：晶体管计算机，逻辑元件:晶体管
                      程序语言：出现高级语言
                              应用领域：数据处理
               第三代：集成电路计算机，逻辑元件:中小规模集成路
                       程序语言:出现操作系统和会话式语言
                                应用领域:开始应用到各个领域
               第四代：超大规模集成电路计算机，逻辑元件:大规模或超大规模集成电路
                        程序语言：面向对象的高级语言
                                 应用领域：计算机网络时代

            我国:
                   1956 年开始研制计算机
                   1958 年研制出第一台电子管计算机
                   1964 年研制成功晶体管计算机
                   1971 年成功研制集成电路计算机
                   1983 年研制成功每秒运算 1 亿次的“银河-I”巨型机。
               记忆：58,64,7,83

3、计算机的特点及分类(可能考解答题)

    特点6个：运算速度快、计算精度高、存储容量大、具有逻辑判断能力、工作自动化和通用性强等特点。
       重点：
              计算精度高：计算机的计算精度取决于计算机的字长，而非取决于它所用的电子器件的精确程度。
              存储容量大：计算机的存储性是计算机区别于其他计算工具的重要特征。
              工作自动化：计算机内部的操作运算是根据人们预先编制的程序自动控制执行的。

     计算机分类:
             按处理对象划分为：模拟计算机、数字计算机和混合计算机。（现在使用的计算机是数字计算机）
             按用途(使用范围)划分：专用计算机和通用计算机。
             按规模(指一些主要的技术指标，如字长、运算速度、存储容量、输入/出能力、价格高低等)划分：巨、大、小、微型机和工作站。
                                  注意：技术指标中没有体积，不是按体积划分。
                 巨型机又称超级计算机，是在一定时期内运算速度最快、存储容量最大、体积最大、造价也最高的计算机，
                 巨型机长于数值计算，主要应用领域，如：模拟核爆炸、密码破译、天气预报、核能探索、地震探测以及研究洲际导弹等。

4、计算机的应用(常考)

(1）计算机主要应用在如下几个方面：
                                 1、科学计算(数值计算)
                                             科学计算又称数值计算，是计算机早期的应用领域
                                             计算机最早的应用领域(巨型机应用领域，差不多有关联)
                                             科学计算与理论研究和科学实验一起成为当代科学研究的三种主要方法。
                                 2、信息管理(数据处理)
                                              信息管理又称数据处理，指非数值形式的数据处理也是当前最广泛的应用领域
                                              应用领域：数据库管理系统
                                 3、过程控制(实时控制)
                                              过程控制：又称为实时控制，指用计算机及时采集检测数据，按最佳值迅速地对控制对
                                                                    象进行自动控制或自动调节。
                                 4、计算机辅助系统

                                 5、人工智能(AI)-(机器智能)

                                 6、计算机网络与通信
                                               主要功能：资源共享
                                 7、多媒体技术应用系统
                                                多媒体技术是指能综合处理多种媒体的技术
                                 8、嵌入式系统

5、计算机的发展趋势

三、计算机中信息的表示(之前写过进制转换)

1、进位计数制

    3+4=10       7进制：原3+4=7   10里面一个7，所以1+0
    4+6=?(13)   原4+6=10 因7进制，10-7=3    10里面1个7，还余3   所以1 3 (1，相当于进1)

    4*5 = 15       15进制：原4*5=20   20-15=5，20里面1个15 ，还余5，所以 1 5 (1，相当于进1)
    5*6 = ?(30)    原5*6=30 因15进制，30里面2个15，没有余数为0，所以 2 0 (2，相当于进2)
       知："+"和"*"运算不一样

      数码：
         为什么十六进制用字母表示，在十六进制 10 是两位数( 1 0 )
      基数：给几进制基数就为几
      位权：数码在不同位置的权值

    二进制(重点)：数码是 0 1 ，基数为 2 特点：逢二进一、借一当二
       逢二进一：                             借一当二：
                     1000 1101                          1100 1101
                   +0010 0101                        -0010 0101
                     1011 0010                          1010 1000
     八进制：数码是 0~7 ，基数为 8 特点：逢八进一、借一当八
       逢八进一：                            借一当八：
                        53                                       53
                      +26                                     -26
                       101                                      25
     十六进制：数码是 0~F ，基数为 16 特点：逢十六进一、借一当十六
        逢十六进一：                         借一当十六：
                         53                                            53
                       +2D                                         -2D
                          80                                           26

十进制：数码是 0~9 ，基数为 10 特点：逢十进一、借一当十

2、进制转换

        仅限于二进制整数转换为十进制
             1、连续的N个1，转换成十进制：为2的N次方减1
             2、 1后面连续N个0，转换成十进制：为2的N次方

(3)二进制与八进制的相互转换

二进制转换成八进制(三合一)

1、分组
整数从低向高三位一组，不够的高位补0
小数从高向低三位一组，不够的低位补0

010 100 111 011.010 100 100 (八进制)

2、转换
                  010                   100 111 011.010 100 100(八进制)
    0X2*2+1X2*1+0X2*0
                    2                       4     7       3.2       4     4 (二进制)

八进制转换成二进制(一分三)
7452.361(八进制)

7 - 111=1X2*2+1X2*1+1X2*0=4+2+1
4 - 100
5 - 101
2 - 010
3 - 011
6 - 110
1 - 001
111 100 101 010 011 110 001 (二进制)

(4)二进制与十六进制的相互转换

1、二进制转换十六进制(四合一)
(1)分组
整数低向高四位一组，不够的高位补0
小数高向低四位一组，不够的低位补0

101011111011.00110010111

1010 1111 1011.0011 0010 1110

(2)转换
1010 1111 1011.0011 0010 1110
A F B 3 2 E

1010 - 1X2*3+0X2*2+1X2*1+0X2*0 = 8+0+2+0 -A
1111 - 1X2*3+1X2*2+1X2*1+1X2*0 = 8+4+2+1 -F
1011 - 1X2*3+0X2*2+1X2*1+1X2*0 = 8+0+2+1 -B
0011 - 0X2*3+0X2*2+1X2*1+1X2*0 = 0+0+2+1 -3
0010 - 0X2*3+0X2*2+1X2*1+0X2*0 = 0+0+2+0 -2
1110 - 1X2*3+1X2*2+1X2*1+0X2*0 = 8+4+2+0 -E

2、十六进制转换二进制(一分四)
           F
        1111
2*3+2*2+2*1+2*0
8      4      2      1

FB9.C8(按照F，可以快速计算)
1111 10111 1001.1100 1000

3、二进制的运算规则

加法和减法(借一当二)必须掌握
乘法(和数学运算一样)和除法了解就行

        逻辑运算没有借位和进位的情况
             记：非、与、或、异或的运算符

                    与：两边运算对象有一个为0，结果就为0
                    或：两边运算对象有一个为1，结果就为1
                    异或：相同为0，不同为1

4、计算机中数据的单位

                 计算机的数据单位有哪些？？(中文或英文)
                        位(bit)    字节(Byte)   字(Word)

                     位（bit）也称为比特，是计算机存储数据的最小单位。(曾出填空)
                           N 个二进制位所能表示的状态数为2*N 种。

                      字节（Byte）字节是存储信息的基本单位。
                          一个字节由 8 位二进制数组成。(1B=8bit)
                           在计算机中处理数据时，一般用小写字母 b 表示位，大写字母 B 表示字节。

                       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二进制数据的位数称为字长。
                       字：计算机处理数据单位
                       字长：衡量计算机性能的指标

               数据分:数值数据和非数值数据
               数值数据分：定点数和浮点数
               定点数：有符号数和无数号数
               浮点数组成：阶码和尾数

5、数值表示

         无符号数，无正负之分，最小为0

             无符号数(二进制转换十进制)： 00000001      1
                                                            10000001      129(1x2*7+1x2*0)

             有符号数(二进制转换十进制)：0000 0001        +1    左边0 为最高位，0为正   +1
                                                           1000 0001        -1     左边1 为最高位，1为负   -1
                                                                 -1 因为0的最高位为+1，所以1的为-1
              (常规定一个数的最高位作为符号位，0 表示正，1 表示负)

        最大的无符号16位二进制整数表示 - 1111 1111 1111 1111 (连续的16个1)
                      1111 1111 1111 1111 = 2*16-1(公式)
        最大的符号16位二进制整数表示 - 0111 1111 1111 1111 (连续的15个1)
                      0111 1111 1111 1111 = 2*15-1(公式)

         真值：
               十进制             二进制
                  +5            +0000101
                   -5             -0000101

        机器数：
                        00000101
                        10000101

        在二进制中，前面写正负号的是真值，前面是0或1的是机器数

       机器数分原码、反码和补码(了解)
               真值：   +1              -1
               原码：00000001   10000001
               反码：00000001   11111110
               补码：00000001   11111111

(4)定点数和浮点数
(5)BCD码(8421)：十进制一位转换二进制四位，是一种二进制转换十进制编码

6、文字信息(非数值信息)的表示

具有数值大小和正负特征的数据称为数值数据，对于文字、声音、图形等数据，
并无数值大小和正负特征，称为非数值数据

                (1)字符编码
                      目前采用的字符编码主要是 ASCII 码（American Standard Code for InformationInterchange）
                             （美国标准信息交换代码），作为国际通用的信息交换标准代码

                    ASCII 码是一种西文机内码
                    ASCII 码分两类：有 7 位 ASCII 码（标准 ASCII 码）和 8 位 ASCII 码（扩展ASCII 码）

                    存储一个英文字符需要一个字节，存储一个汉字需要两个字节

                    ASCII码分：标准ASCII码和扩展ASCCII码

                     ASCII码：(占用一个字节)
                     二进制表示：
                                          0000 0000             0 (十进制)
                                          1111 1111            255(十进制)        共256
                     标准ASCII码二进制编码范围：
                                                最小值：0000 0000(二进制)      0(十进制)
                                                最大值：0111 1111(二进制)     127(十进制)
                      标准 ASCII 码只用一个字节右侧 7 位，可以表示 0~127共 128 个不同字符。
                                                 0~127   一共128个字符

                      扩展ASCII码二进制编码范围：
                                                 最小值： 1000 0000                128(十进制)
                                                 最大值： 1111 1111                 255(十进制)
                                                                                         共128个字符

                       标准ASCII码最高位为0，扩展ASCII最高位为1

                     注意：大写字母‘A’的 ASCII 码是 65，小写字母‘a’的 ASCII 码是 97，
                               空格的 ASCII码是 32，字符‘0’的 ASCII 码是 48。(十进制)
                               相同字母十进制差值：32，十六进制差值：20H

(2)汉字编码(GB)

                       1、汉字交换码(存储占用两个字节，表示汉字习惯用十六进制)
                              两个字节表示一个汉字
                              1980年(国颁布)，汉字交换码，也称国标码（GB2312-80）(考题)
                               分为两个等级：
                                            一级汉字按拼音排序：汉字个数3755个
                                            二级汉字按笔画排序：汉字个数3008个
                                                   加起来正好是6763个

                       2、汉字机内码(存储占用两个字节，表示汉字习惯用十六进制)
                                  国标码不能直接应用于计算机，因为它没有考虑与 ASCII 码的冲突
                                  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。

                       3、区位码(存储占用两个字节，表示汉字习惯用十六进制)
                             1)区位码是一个四位的十进制数，前两位叫做区码(行),后两位叫做位码(列)
                                区位码将国标码6763个汉字和符号，分为94行，94列。01~94   01~ 94
                                 公式：国标码=区位码+2020H(2020为十六进制)
                                           机内码=国标码+8080H
                                          注：算出来的为十六进制，别忘了9以后的为字母

                                         列：区位码3764(转为十六进制)
                                               3764(分开转，先转区码，在转位码)
                                                       -- 37 =25 ，64 = 40 --2540H
                                                   国标码=2540H+2020H

                                     2)编码范围
                                          区位码：十进制：0101 ~ 9494 (01~94 )
                                                     十六进制：0101H ~ 5E5EH
                                          国标码：十六进制：2121H ~ 7E7EH(国标码=区位码+2020H)
                                                 0010 0001 0010 0001(二进制)
                                                 0111 1110 0111 1110(二进制)
                                          机内码：十六进制：A1A1H ~ FEFEH(机内码=国标码+8080H)
                                                  1010 0001 1010 0001(二进制，小)
                                                  1111 1110 1111 1110(二进制，大)
                                     3)国标码二进制编码每个字节最高位为0，
                                        机内码二进制编码每个字节最高位为1

                       4、汉字字形码(输出)(占用空间不是两个字节)
                                    记录汉字字形有两种方法：点阵法和矢量法，
                                    分别对应两种字形编码：点阵码和矢量码。
                                        图像(一个像素是一位)和图形
                                    所有的不同字体、字号的汉字字形构成汉字库
                               32x32 点阵 32x32/8=128 字节 (一个字节8位，所以除8)
                               24x24 点阵 24x24/8 = 72 字节
                               同一点阵表示不同汉字占用空间是相同的

5、汉字输入码(输入)

根据编码规则是按照读音或按照字形分为流水码、音码、形码、音形结合码四种。

篇幅有点多。。。待续。。。。