信息技術導論

1、信息技術導論第一章 信息、信息科學與信息技術信息是客觀世界中各種事物的變化和特征的最新反映以及經過傳遞后的再現(xiàn)。數(shù)據(jù)是指通過對客觀事物的觀察而記錄下來可作鑒別的符號，如數(shù)字、字母、圖形等。信息科學是以信息為主要研究對象，以信息的性質、運動規(guī)律和應用方法為主要研究內容，以計算機和通信網絡等為主要技術工具，以提高人類獲取和利用信息的能力為主要目標的一門新興的綜合性學科。信息技術是指應用在信息加工和處理中的科學、技術與工程的訓練方法和管理技巧； 上述方法和技巧的應用；計算機及其與人、機的相互作用；與之相應的社會、經濟和文化等諸種事物。信息技術四基元：感測技術、通信技術、智能技術、控制技術信息技術的體

2、系可分為四個最基本的層次，即：基礎技術層次、支撐技術層次、主體技術層次和應用技術層次。信息技術的基礎技術主要是指新材料技術和新能量技術。技術等。術和控制技術。信息技術的特征高度的戰(zhàn)略地位 巨大的滲透能力 更新速度快高額的投入 高度的競爭性 高度的風險性1信息技術已成為衡量一國的綜合國力的重要標志之一。如何開發(fā)和利用信息技術已成為各 國首先考慮的重大戰(zhàn)略決策之一。目前，各國將發(fā)展信息技術和產業(yè)提高到立國之本的高 度來認識，并將此作為龍頭產業(yè)，以期通過信息技術的突破來帶動其它技術的發(fā)展，引發(fā) 新的技術革命，確立有利的競爭地位和競爭優(yōu)勢。由此可見，信息科學技術的高度戰(zhàn)略性 的特點日益突出。2、巨大的

3、滲透能力：以“四基元”為主體技術，具有多層次的分類體系結構且不斷向外擴展和延伸的信息技術是一個綜合性、交叉性極強，涉及范圍極廣的技術領域，它既包括適用于各種環(huán)境的通用技術，也包括針對特定工序的專業(yè)技術，因而具有巨大的滲透能力，能廣泛的滲透到各個傳統(tǒng)的產業(yè)部門，進行技術改造，促進產品更新?lián)Q代，提高產品質量，減輕勞動強度，節(jié)約能源和材料，提高工作效率。3、更新速度快：信息技術的發(fā)展越來越迅猛，更新速度之快，委實令人咋舌。從1946 年世界上第一臺計算機的問世，到現(xiàn)在僅僅 60 幾年的時間，計算機的性能提高了100 萬倍還多。目前。網絡技術發(fā)展迅速，遍布全球的因特網正在把地球變成一個小小的“地球村”

4、。4、高額的投入：信息技術的研究和開發(fā)需要大量的資金的投入，這是以往任何一種傳統(tǒng)技術所難以比擬的。而且，信息技術產品的更新?lián)Q代速度極快，為了搶占市場，也往往需要一次性的快速、大量的投入。正因為如此，當今世界各國之間的信息技術領域的競爭正演變成一場綜合競爭國力之間的競爭。5、高度的競爭性：信息科學技術及其產業(yè)化的競爭，已遠遠超出了企業(yè)與企業(yè)以及產業(yè)集團之間的商業(yè)競爭范圍，而成為國與國之間在軍事、政治、經濟競爭領域的戰(zhàn)略 過分的。6、高度的風險性：信息技術的研制和開發(fā)需要耗費大量的人力、物力、財力和時間。而且，信息技術往往又處于當代科學技術發(fā)展的前沿，具有高度的超前性和先導性。信息 技術往往在人們

5、對其產品未來的性能、作用和能夠占據(jù)的市場份額等的認識都還很不充分 的情況下，就已經開始了研究和開發(fā)。因此，無論從市場需求的把握、技術員離的探索和 新信息革命的特征1、技術科學化和科學技術化2、技術群體化以及新科技群的興起、技術智能化、科技產業(yè)化信息科學技術對社會經濟的影響 二、信息技術引起產業(yè)結構的重大調整三、信息技術促進交換方式的轉變第二章 計算與計算科學計算就是符號串的變換。從一個已知的符號串開始，按照一定的規(guī)則，一步一步地改變符號串，經過有限的步驟，最后得到一個滿足預先規(guī)定的符號串，這種變換過程就是計算。算法是求解某類問題的通用法則或方法，即符號串變換的規(guī)則。計算科學是對描述和變換信息的

6、算法過程，包括對其理論、分析、設計、效率、實現(xiàn)和應用等進行的系統(tǒng)研究。人工智能是研究人類智能活動的規(guī)律，構造具有一定智能的人工系統(tǒng)，研究如何讓計算機去完成以往需要人的智力才能勝任的工作，也就是研究如何應用計算機的軟硬件來模擬人類某些智能行為的基本理論、方法和技術。第三章 信息處理機器：計算機系統(tǒng)馮諾依曼型計算機的基本結構：存儲器、運算器、控制器、輸入設備、輸出設備。 所有構成計算機的物理實體，它包括計算機系統(tǒng)中一切電子、機械、光電設備等設備。軟件系統(tǒng)：是指管理計算機軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)資源、控制計算機運行的程序、命令、數(shù)據(jù)等。 CPU 主要是由控制器、運算器和寄存器組成。課后習題：P85 11（

7、答案P70）12（答案P72） 第四章 計算機軟件系統(tǒng)計算機軟件是在計算機上運行的各種程序、要處理的各類數(shù)據(jù)以及有關文檔的總稱。軟件的分層結構：（1）系統(tǒng)軟件（2）支持軟件（3）應用軟件操作系統(tǒng)的功能分為處理機管理、存儲管理、/O 設備管理、文件管理和用戶接口等。文件文件是在邏輯上具有完整意義的并賦有名稱的信息集合體。文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中負責操作和管理文件的一整套設施，它實現(xiàn)文件的建立、讀寫、修改、共享和保護等操作，還負責完成對文件的按名存取和進行存取控制。操作系統(tǒng)的主要特性：（1）并發(fā)性（2）共享性（3）異步性課后習題116 21編譯程序與解釋程序的區(qū)別：編譯程序是將用高級語言編寫的源程序翻

8、譯成機器語言（目標程序）。這一翻譯過程稱為編譯。對匯編語言而言，通常是將一條匯編語言指令翻譯成一條機器語言指令，但對編譯程序而言，往往需要將一條高級語言的語句轉換成若干條機器語言指令。解釋程序是邊掃描邊翻譯邊執(zhí)行的翻譯程序，解釋過程不產生目標程序，解釋程序將源語句一句一句地讀入，對每個語句進行分析和解釋。第五章 信息媒體的表示及數(shù)字化模擬數(shù)據(jù)時隨時間連續(xù)變化的值。數(shù)字數(shù)據(jù)是模擬數(shù)據(jù)經量化后得到的離散的值。模擬信號和數(shù)字信號可以相互轉換。模/數(shù)/模轉換是將離散的數(shù)字信號轉換為連續(xù)變化的模擬信號。 模擬技術與數(shù)字技術的比較A、抗干擾的能力特別強；B、計算機都是數(shù)字的，它們處理的信號就是數(shù)字信號；

9、C、數(shù)字信號便于存儲；D、數(shù)字信號還便于加密和糾錯，具有較強的保密性和可靠性。計算機為什么要采用二進制？A、容易表示； B、運算簡單。媒體：在現(xiàn)代人類社會中，信息的表現(xiàn)形式是多種多樣的，我們把這些表現(xiàn)形式稱為媒體，媒體可理解成承載信息的實際載體。媒體的分類：感覺媒體、表示媒體、顯示媒體、存儲媒體、傳輸媒體圖像的數(shù)學化過程分為采樣、量化與編碼 3 個步驟第六章 數(shù)據(jù)的組織結構與算法數(shù)據(jù)：客觀事物的符號表示，是所有能輸入到計算機中并被計算機程序處理的符號的總稱。數(shù)據(jù)元素：數(shù)據(jù)的基本單位，在計算機程序中通常作為一個整體進行考慮和處理，一個數(shù)據(jù)元素可由若干個數(shù)據(jù)項組成。數(shù)據(jù)項是數(shù)據(jù)的不可分割的最小單位

10、。數(shù)據(jù)結構： 相互之間存在一種或多種特定關系的數(shù)據(jù)元素的集合.數(shù)據(jù)元素之間的關系稱為結構，通常有四類基本結構：集合、線性結構、樹形結構、圖狀結構數(shù)據(jù)結構的三個方面：1、數(shù)據(jù)的邏輯結構：反映數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關系。包括線性結構（線性表、棧、隊）、非線性結構（樹形結構、圖形結構）2、數(shù)據(jù)的存儲結構：數(shù)據(jù)元素在計算機內部的組織方式。包括順序存儲和鏈式存儲3、 數(shù)據(jù)的運算：檢索、排序、插入、刪除、修改等。算法的特性：有窮性、確定性、可行性、輸入、輸出。算法設計的要求：其次，對算法是否“正確”的理解可以有以下四個層次： a程序中不含語法錯誤； b程序對于幾組輸入數(shù)據(jù)能夠得出滿足要求的結果；c程序對于精心選擇的、典型、苛刻且?guī)в械箅y性的幾組輸入數(shù)據(jù)能夠得出滿足要求的結果； d程序對于一切合法的輸入數(shù)據(jù)都能得出滿足要求的結果；通常以第c 層意義的正確性作為衡量一個算法是否合格的標準。算法主要是為了人的閱讀與交流，其次才是為計算機執(zhí)行。因此算法應該易于人的理解；另一方面，晦澀難讀的程序易于隱藏較多錯誤而難以調試；當輸入的數(shù)據(jù)非法時，算法應當恰當?shù)刈鞒龇从郴蜻M行相應處理，而不是產生莫名奇妙的輸出結果。并且，處理出錯的方法不應是中斷程序的執(zhí)行，而應是返回