专升本考试-应试指导-计算机

　　　　**章 信息技术与计算机文化 一、信息与数据 信息是现代社会中广泛使用的一个概念，关于信息的定义众说纷纭。 一般认为：信息是在自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性。 所谓数据，是指存储在某种媒体上可以加以鉴别的符号资料。这里所说的符号，不仅指文字、字母、数字，还包括了图形、图像、音频与视频等多媒体数据。由于描述事物的属性必须借助于一定的符号，所以这些符号就是数据的形式。同一个信息也可以用不同形式的数据表示，例如，同样是星期日，英文用“Sunday”表示。 在一般用语中，信息与数据并没有严格的区分。但是，从信息科学的角度来看，它们是不等同的。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得到的结果，它可以影响到人们的行为、决策，或对客观事物的认知。 二、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。 在现代信息处理技术中，传感技术、计算机技术、通信技术和网络技术为主导技术。计算机在其中起到了关键作用，它首先是一种信息处理机，通过计算机可以高速度、高质量地完成信息的整理、加工、分析和存储等工作；其次，通常计算机也是其他技术中的关键设备。 在使用计算机处理信息时，必须将要处理的有关信息转换成计算机能识别的符号。信息的符号化就是数据，所以数据是信息的具体表示形式。 三、信息社会 在信息社会中，信息成为与物质和能源同等重要的第三资源，网络已成为人们生活的基础条件。以信息的收集、加工、传播为主要经济形式的信息经济在国民经济中占据主导地位，并构成社会信息化的物质基础。 在信息社会中，信息经济为主导经济形式，信息技术为物质和精神产品生产的技术基础。 一、计算机的起源与发展 （一）计算机的起源 19世纪，英国数学家查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage）先提出通用数字计算机的基本设计思想，并于1822年设计了一台差分机；他于1832年开始设计一种基于计算自动化的程序控制的分析机，在该机的设计中，他提出了几乎是完整的计算机设计方案，被称为“计算机之父”。 ENIAC：**台真正意义上的电子计算机，是Electronic Numerical Integrator And Calculator的缩写，于1946年2月在美国的宾夕法尼亚大学正式投入运行。ENIAC用十进制计算。ENIAC的诞生奠定了电子计算机的发展基础，开辟了信息时代，把人类社会推向了第三次产业革命的新纪元。 （二）计算机的发展 表1-1 计算机的发展 我国先后自主开发了“银河”“曙光”“深腾”和“神威”等系列高性能计算机，取得了令人瞩目的成果。在2013年11月公布的国际超级计算机前500强中，中国的“天河二号”排名**。以“联想”“清华同方”“方正”和“浪潮”等为代表的计算机制造业非常发达，我国已成为世界计算机主要制造中心之一。我国也是重要的计算机软件生产国家。但我国在计算机的软硬件生产领域存在原创技术少，一些计算机核心技术（如CPU、操作系统等）仍掌握在西方发达国家手中等问题，这些都是亟待解决的。 二、计算机的特点及分类 （一）计算机的特点 1. 运算速度快 计算机的运算部件采用的是电子器件，其运算速度远非其他计算工具所能比拟，而且运算速度还在以每隔几个月提高一个数量级的速度快速发展。 2. 计算精度高 计算机的可靠性很高，差错率极低，一般来讲只在那些人工介入的地方才有可能发生错误。 3. 存储容量大 计算机的存储量大是计算机区别于其他计算工具的重要特征。 4. 具有逻辑判断能力 借助于逻辑运算，可以让计算机作出逻辑判断，分析命题是否成立，并可根据命题成立与否采取相应的对策。 5. 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。 6. 通用性强 通用性是计算机能够应用于各种领域的基础，任何复杂的任务都可以分解为大量基本的算术运算和逻辑操作。 （二）计算机的分类 1. 根据处理的对象划分——模拟计算机、数字计算机和混合计算机。 2. 根据用途划分——专用计算机和通用计算机。 3. 根据规模划分——巨型机、大中型机、小型机、微型机和工作站。 三、计算机的应用 1. 科学计算 科学计算是指科学和工程中的数值计算。它与理论研究、科学实验一起称为当代科学研究的三种主要方法。 2. 信息管理 信息管理是指非数值形式的数据处理，以计算机技术为基础，对大量数据进行加工处理，形成有用的信息。 3. 过程控制 过程控制又称实时控制，是指用计算机及时采集检测数据，按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 计算机辅助系统是指通过人机对话，使计算机辅助人们进行设计、加工、计算和学习等工作，如计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助教育CBE以及计算机辅助教学CAI等。 5.人工智能 人工智能（AI，Artificial Intelligence）是研究怎样让计算机做一些通常认为需要智能才能做的事情，又称机器智能。人工智能是计算机当前和今后相当长一段时间内的重要研究领域。 6. 计算机网络与通信 利用网络通信技术，将不同地理位置的计算机互联，可以实现世界范围内的信息资源共享，并能交互式地交流信息。 7. 多媒体技术应用系统 多媒体系统一般由计算机、多媒体设备和多媒体应用软件组成。 8. 嵌入式系统 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件能灵活变化以适应所嵌入的应用系统。 【总结】 科学计算——大量的数值计算。 信息管理——以Office为代表的非数据处理。 过程控制——一般用于对时间反馈比较及时的情景，如流水线。 计算机辅助系统——记住对应的单词，如D-Design，M-Manufacturing，E-Education，I-Instruction，可以用来辅助记忆。 人工智能——与新兴科学相结合，如无人驾驶、智能机器人、围棋棋手大战阿尔法狗。 四、计算机的发展趋势 1. 巨型化——指不断研制速度更快的、存储量更大的和功能更强大的巨型计算机。 2. 微型化——指利用微电子技术和超大规模集成电路技术，把计算机的体积进一步缩小，价格进一步降低。 3. 网格化——网格（Grid）技术是指将计算机和相关装置连接起来，形成网络。 4. 智能化——计算机智能化是指使计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力。 一、信息的表示 信息的表示广义来说泛指信息的获取、描述、组织全过程，狭义来说指其中的信息描述过程。 用于信息表示的符号系统有三个基本特点： **，存在一个基本的有限符号集，符号集中符号的数目多于一个。 第二，不同符号有明显的差别，便于人们识别和感知这些符号。 第三，存在一组规则，按照规则可以将基本符号组成更复杂的结构，如符号串。 二、数制及其转换 用进位的原则进行计数称为进位计数制，简称数制。它是人类自然语言和数学中广泛使用的一类符号系统。在介绍各种数制之前，首先介绍数制中的几个名词术语。 数码：一组用来表示某种数制的符号。如：1、2、3、4、A、B、C、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等。 基数：数制所使用的数码个数称为“基数”或“基”，常用“R”表示，称为R进制。如二进制的数码是0、1，基是2。 位权：指数码在不同位置上的权值。在进位计数制中，处于不同数位的数码代表的数值不同。如十进制数111，个位数上的1的权值为100，十位数上的1的权值为101，百位数上的1的权值为102。 （一）常见的几种进位计数制 1. 十进制（DecimalSystem）：由0、1、2、…、8、9十个数码组成，即基数为10。特点为：逢十进一，借一当十。用字母D表示。 2. 二进制（BinarySystem）：由0、1两个数码组成，即基数为2。二进制的特点为：逢二进一，借一当二。用字母B表示。 3. 八进制（OctalSystem）：由0、1、2、3、4、5、6、7八个数码组成，即基数为8。八进制的特点为：逢八进一，借一当八。用字母O表示。 4. 十六进制（HexadecimalSystem）：由0、1、2、…、9、A、B、C、D、E、F十六个数码组成，即基数为16。十六进制的特点为：逢十六进一，借一当十六。用字母H表示。 各种进制之间的对应关系见下表。 表1-2 十进制、二进制、八进制、十六进制之间的对应关系 （二）数制的转换 1. 二进制、八进制、十六进制数转化为十进制数 对于任何一个二进制数、八进制数、十六进制数，均可以先写出它的位权展开式，然后再按十进制进行计算，转换为十进制数。 例： （1111.11）2=1×23+1×22+1×21+1×20+1×2-1+1×2-2=15.75 (AB.8)16=10×161+11×160+8×16-1=171.5 【注意】在不会产生歧义时，可以不注明十进制数的进制，如上例。 2. 十进制数转化为二进制数 十进制数的整数部分和小数部分在转换时需作不同的计算，分别求值后再组合。 整数部分采用除2取余法，即逐次除以2，直至商为0，得出的余数倒排，即为二进制各位的数码。小数部分采用乘2取整法，即逐次乘以2，从每次乘积的整数部分得到二进制数各位的数码。（参见下例） 例：将十进制数100.375转化为二进制数 步骤一：先对整数100进行转换： 由上得出，100D=1100100B。 步骤二：对于小数部分0.375的转换 0.375×2=0.75 ……… a-1=0 0.75×2=1.5…………… a-2=1 0.5×2=1 ……………… a-3=1 由上得出，0.375D=0.011B。 将整数和小数部分组合，得出：100.375D=1100100.011B。 3. 二进制数与八进制数的相互转换 二进制数转换成八进制数的方法：将二进制数从小数点开始，对二进制整数部分向左每3位分成一组，不足3位的向高位补0凑成3位；对二进制小数部分向右每3位分成一组，不足3位的向低位补0凑成3位。每一组有3位二进制数，分别转换成八进制数码中的一个数字，全部连接起来即可。 表1-3 将二进制数1111101.1转化为八进制数 所以，1111101.1B=175.4O。 将八进制数转换成二进制数，只要将每一位八进制数转换成相应的3位二进制数，依次连接起来即可。 4. 二进制数与十六进制数的相互转换 二进制数转换成十六进制数，只要把每4位分成一组，再分别转换成十六进制数码中的