第一章信息技术入门.docx
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第一章信息技术入门
第一章信息技术入门
本章概述：
人类社会已经步入信息技术时代，人们身边充满了各种各样的信息。
能够及时准确地获取信息、科学的处理信息、合理的使用信息，已经成为生活在现代社会的人们应当具备的素养。
本章将从信息技术的基础知识入手，逐步阐明信息与信息处理、信息与数据、信息技术与计算机的关系。
学习建议：
积极参与实践活动，从人类信息需求的角度理解信息与信息技术，了解以计算机为核心的现代信息技术独特的技术特点和文化魅力，把信息技术灵活地运用生活和学习中，提高信息素养。
第一节信息与信息处理
教学目标：
1、掌握信息的定义，信息的特点；
2、掌握信息与数据的特点；
3、牢记信息处理的过程。
教学重点：
1、信息的特点，信息与数据的关系；
2、信息处理的过程。
教学难点：
信息与数据的关系
教学课时：
1课时
教学方法：
讲授法
教学用具：
多媒体课件
教学过程：
人们天天在获取信息、处理信息和应用信息。
那么，信息与物质、能源到底有什么区别？
信息与数据又有什么区别？
什么样的信息才是有用的信息？
如何才能更好更有效地利用信息？
这就是我们这节课所要解决的问题。
一、信息当今时代是一个信息爆炸时代，大量的信息通过因特网传遍世界。
在短短的数十年间，信息产业高速发展，现在，人们可通过因特网浏览信息，进
行网上购物，真正做到“秀才不出门，能知天下事”，“购物在网上，能购天下物”。
可以说，今日世界，从南到北，从东到西，都关注着信息和信息产业。
因特网、智能机器人、电子商务、办公自动化、数字化生存……这一切的一切，都与信息和信息技术有着密切的关系。
1、信息的概念
请学生阅读课本P.2，P.3，然后回答问题。
（1）当今世界的三大资源是什么？
（2）信息的定义是什么？
板书：
信息是通过文字、数字、声音、图像、图形、动画等媒体（载体）来表达和传递的。
信息本身并不是实体，必须通过载体才能体现，但不随载体的物理形式而变化。
2、信息的特点
（1）广泛存在性（无处不在，普遍性）
（2）信息可传递、可交流、可共享。
（3）信息具有时效性。
（4）信息可传递、可加工处理。
二、数据
板书：
数据是语言、文字、图形、图像等可鉴别的文字的符号。
本身并没有意义。
信息与数据的关系：
板书：
数据是信息的载体，信息是数据所包含、表达的内容。
请同学们联系前面信息的定义，再理解二者之间的关系。
三、信息处理
1、定义（了解）
对信息进行归纳、演绎、综合、比较、判断以及模拟和预测等处理，称为信息处理（InformationProcessing）
2、信息处理的过程
信息处理是集信息获取、信息存储、信息加工、信息传递、信息发布等于一体的处理技术，因此信息处理涵盖了有关信息的全部技术。
一般所说的信息处理更侧重于信息的分析和加工。
四、课堂小结
重点内容：
1、信息的定义；2、数据与信息的关系；3、能区别信息和数据。
五、练习
1、下列属于信息的是（）
A：
作业本B：
钢笔C：
电话D：
下课铃声
2、以下不属于信息的是（）
A：
一篇新闻报道的内容B：
一段宣传影片
C：
一张VCD光盘D：
一份商品广告
3、对于信息，下列说法错误的是（）
A：
信息是可以处理的B：
信息是可以传递的
C：
信息是可以共享的D：
信息可以不依附于某种载体而存在
第二节信息技术与计算机
本节可要研究的问题：
人们使用哪些信息进行信息处理？
信息技术的发展对人类有哪些作用？
计算机在信息技术领域扮演着什么角色？
教学目标：
1、掌握信息技术及其发展；
2、掌握信息技术的分类；
3、掌握信息技术与计算机技术的关系。
教学重点：
1、信息技术的分类；
2、五次信息技术革命。
教学难点：
无
教学方法：
讲授法
教学课时：
1课时
教学用具：
多媒体课件
课程类型：
理论新授课
教学过程：
一、复习导入
上节课我们学习的是有关信息的内容。
主要学习了信息的定义、信息与数据的关系以及信息处理的过程。
通过学习我们知道，信息处理的过程有五个步骤，分别是：
信息获取、信息存储、信息加工、信息传递和信息发布。
那么，进行信息加工和处理的技术有哪些？
这些技术的发展及日常应用又是如何的呢？
这就是我们这节课所要学习的内容。
二、新课教授
（一）用幻灯片展示几组图片，以展示信息技术的飞速发展。
１、用手势或叫声来表达一直到出现了语言；
２、从“结绳记事”到“数字存储”；
３、从“烽火狼烟”到“卫星传输”。
（二）信息技术的发展（五次信息技术革命）
１、第一次信息技术革命。
主要标志是语言的使用。
大约在距今５００００～３５０００年前，人类不仅学会制造工具，而且会说话，使用语言是人类区别于其他生物的重要特征之一。
人类使用大脑存储信息，使用语言交流和传播信息。
２、第二次信息技术革命。
主要标志是文字的使用。
文字大约出现在公元前３５００年。
文字的出现使人类在信息的存储和传播方面取得了重大突破，超越了时间和地域的局限。
３、第三次信息技术革命。
主要标志是印刷术的应用。
大约在公元１０４０年，我国开始使用活字印刷术。
印刷术的广泛使用使书籍和报刊成为信息存储和传播的重要媒介，有力地推动了人类文明的进步。
４、第四次信息技术革命。
主要标志是电报、电话、广播、电视的发明及普及。
５、第五次信息技术革命。
主要标志是计算机的普及应用及计算机与现代通信技术的结合。
（三）信息技术
１、信息技术。
通常是指人们对信息进行采集、存储、传递、加工、处理和应用的各种技术的集合。
２、信息技术的分类
信息技术可以分为四类，简称为（４C）技术，分别是：
感测技术：
（Collection）
通信技术：
（Communication）
控制技术：
（Control）
计算机技术：
（Computer）
其中，通信技术和计算机技术是信息技术的核心技术。
、
3、信息技术的应用
（1）管理与商务
从计算机管理到办公自动化，发展为综合利用管理信息系统，决策支持
系统的电子管理。
电子商务包括电子金融、电子贸易、IC电话卡、购物卡等无现金交易商务。
（2）辅助设计与辅助制造
计算机辅助设计（ComputerAssistedDesign），简写为“CAD”
计算机辅助制造（ComputerAssistedMade），简写为“CAM”
将建筑、电子、机械等工程或产品设计（包括计算和绘图）以及制造工
作交给计算机去做，可大大提高设计和制造的质量与效益。
（3）科学研究和科学探测
（四）课堂小结
本节课重点：
1、信息技术的含义；
2、信息技术的发展和分类。
（五）练习题
1、信息技术：
主要是指人们______、_______、_______和______信息的各种技术。
一般包括：
_________、__________、__________、__________，简称为_______技术。
其中，_______和_______是整个信息技术的核心技术。
2、到目前为止，人类历史已经经历了____次信息技术革命。
第一次信息技术革命的主要标志是_________；第二次信息技术革命的主要标志是_______；第三次信息技术革命的主要标志是_______；第四次信息技术革命的主要标志是_______；第五次信息技术革命的主要标志是_______。
第二部分 计算机基础
第三节计算机的发展历史
电子数字计算机简称电子计算机或计算机，是一种能自动、高速、精确地进行信息处理的现代化电子设备。
它具有运算速度快、精确度高、存储容量大、自动化程度高等特点，因此，已经广泛深入地应用于社会生活的各个领域，对人类的科学、生活发挥着不可代替的作用。
教学目标：
1、了解计算机的发展史；
2、掌握每一代计算机的特点；
3、了解计算机的发展趋势。
教学重点：
每一代计算机的特点
教学难点：
无
教学方法：
讲授法
教学课时：
1课时
教学用具：
多媒体课件
课程类型：
理论新授课
教学过程：
一、计算机发展概况
现代计算机的诞生是科学技术发展史上的重要里程碑，也是20世纪人类最伟大的发明创造之一。
随着IBM—PC微型计算机的诞生，标志着“个人计算机”时代的开始。
今天，计算机已经进入到各行各业和千家万户，计算机的应用几乎无处不在。
计算机技术的普及程度及应用水平已成为衡量一个国家或地域现代化程度的重要标志。
因此，对于现在的每个人来说，操作和使用计算机称为人人必须掌握的基本技能，计算机及信息处理的基础知识将成为人们必修的基本文化课程。
二、发展历史
1、世界上第一台电子计算机简介
1946年2月15日，标志现代计算机诞生的ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorandComputer）在费城公诸于世。
ENIAC代表了计算机发展史上的里程碑，它通过不同部分之间的重新接线编程，还拥有并行计算能力。
ENIAC由美国政府和宾夕法尼亚大学合作开发，使用了18000个电子管，70000个电阻器，占地约170m2，重约30吨。
有5百万个焊接点，耗电150千瓦/小时，其运算速度为每秒5000次加法运算。
第一代计算机的特点是操作指令是为特定任务而编制的，每种机器有各自不同的机器语言，功能受到限制，速度也慢。
另一个明显特征是使用真空电子管和磁鼓储存数据。
但是，ENIAC有一个严重的缺陷，有“健忘症”——不能存储数据。
几乎在同一时期，著名的数学家冯•诺依曼（VonNeumann）提出了“存储程序”和“程序控制”的概念，为现代计算机的体系结构奠定了理论基础。
并于1949年在英国剑桥大学研制成功了第一台存储程序的计算机EDVAC（ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer）。
他的主要思想如下：
（1）计算机内应采用二进制来表示数据和指令；
（2）完整多计算机系统应包括五大部分，分别是：
运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
（3）采用存储程序和程序控制的方式工作。
注：
存储程序：
是指把解决问题的程序和需要加工处理的原始数据存入存储器中，这是计算机能够自动、连续工作的先决条件。
程序控制：
是指由控制器从存储器中逐条地读出指令，并发出与各条指令相应的控制信息，指挥和控制计算机的各个组成部件自动、协调地执行指令所规定的操作，直至得到最终的结果，即整个信息处理过程是在程序的控制下实现的。
三、每一代计算机的特点
第一代电子管计算机（1946-1957）
1946年2月15日，标志现代计算机诞生的ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorandComputer）在费城公诸于世。
ENIAC代表了计算机发展史上的里程碑，它通过不同部分之间的重新接线编程，还拥有并行计算能力。
ENIAC由美国政府和宾夕法尼亚大学合作开发，使用了18000个电子管，70000个电阻器，有5百万个焊接点，耗电160千瓦，其运算速度为每秒5000次。
第一代计算机的特点是操作指令是为特定任务而编制的，每种机器有各自不同的机器语言，功能受到限制，速度也慢。
另一个明显特征是使用真空电子管和磁鼓储存数据。
第二代晶体管计算机（1957-1964）
1948年，晶体管发明代替了体积庞大电子管，电子设备的体积不断减小。
1956年，晶体管在计算机中使用，晶体管和磁芯存储器导致了第二代计算机的产生。
第二代计算机体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。
1960年，出现了一些成功地用在商业领域、大学和政府部门的第二代计算机。
第二代计算机用晶体管代替电子管，还有现代计算机的一些部件:
打印机、磁带、磁盘、内存、操作系统等。
计算机中存储的程序使得计算机有很好的适应性，可以更有效地用于商业用途。
在这一时期出现了更高级的COBOL和FORTRAN等语言，使计算机编程更容易。
新的职业（程序员、分析员和计算机系统专家）和整个软件产业由此诞生。
第三代集成电路计算机（1964-1972）
1958年德州仪器的工程师JackKilby发明了集成电路（IC），将三种电子元件结合到一片小小的硅片上。
更多的元件集成到单一的半导体芯片上，计算机变得更小，功耗更低，速度更快。
这一时期的发展还包括使用了操作系统，使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时运行许多不同的程序。
第四代大规模集成电路计算机（1972-现在）
大规模集成电路（LSI）可以在一个芯片上容纳几百个元件。
到了80年代，超大规模集成电路（VLSI）在芯片上容纳了几十万个元件，后来的（ULSI）将数字扩充到百万级。
可以在硬币大小的芯片上容纳如此数量的元件使得计算机的体积和价格不断下降，而功能和可靠性不断增强。
70年代中期，计算机制造商开始将计算机带给普通消费者，这时的小型机带有友好界面的软件包，供非专业人员使用的程序和最受欢迎的字处理和电子表格程序。
1981年，IBM推出个人计算机（PC）用于家庭、办公室和学校。
80年代个人计算机的竞争使得价格不断下跌，微机的拥有量不断增加，计算机继续缩小
体积。
与IBMPC竞争的AppleMacintosh系列于1984年推出，Macintosh提供了友好的图形界面，用户可以用鼠标方便地操作。
四、计算机的发展趋势
（1）微型机
微型机具有价格低、使用方便、可靠性高、功能越来越强等显著特点，深受广大用户欢迎，成为当今世界上最迅速、应用最广泛的新技术之一。
（2）巨型机巨型机是计算机家族中运算速度最快、存储容量最大的计算机。
（3）智能机
智能机是指具有模拟人类某些智能行为的计算机。
五、课堂小结
这节课主要学习的是计算机的发展历史，重点内容是掌握第一代计算机的诞生的时间、地点；掌握冯•诺依曼的主要的思想；掌握每一代计算机的主要元器件的特点。
第四节计算机系统的组成
教学目的与要求
了解：
计算机系统的组成及基本工作原理。
掌握：
1、计算机的五大组成部分及功能。
2、存储器的种类、地址、存储容量等概念。
教学内容
讲解计算机的系统（硬件、软件）组成、基本工作原理；计算机硬件系统的五大组成部分及功能；计算机软件的分类组成。
重点与难点
重点：
1、微机的基本组成及软、硬件的基本概念。
2、操作系统的概念、分类和功能。
3、存储器的分类、容量、地址。
4、输入输出设备的分类、功能和使用方法。
难点：
存储器的分类、容量、地址。
教学方法：
教授法
课程类型：
理论新授课
教学过程：
一、计算机系统的组成
一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。
硬件（Hardware）即硬设备，是指计算机的各种看得见、摸得着的实实在在的物理设备的总称，是计算机系统的物质基础。
软件（Software）是在硬件系统上运行的各类程序、数据及有关文档的总称。
硬件和软件的关系如下：
没有配备软件的计算机叫“裸机”，不能供用户直接使用。
而没有硬件对软件的物质支持，软件的功能则无法发挥。
只有硬件和软件相结合才能充分发挥计算机系统的功能。
下面图中所示的是计算机系统的组成：
二、计算机硬件
无论是巨型机、大型机、小型机，还是微型机，尽管它们在规模和性能方面存在着极大的差别，但其硬件系统都是由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备等五部分组成。
下面简要介绍这五大部分的功能。
1、运算器:
是计算机中进行算术运算和逻辑运算的单元，通常由算术逻辑运算单元ALU（ArithmeticLogicUnit）、加法器及通用寄存器组成。
2、控制器:
负责从存储器中逐条取出指令、分析指令，并按指令要求发出相应的控制信号指挥各执行部件工作。
控制器主要由指令寄存器、译码器、程序计数器、操作控制器等组成。
3、存储器:
是用来存放各类程序和数据信息。
可分为内存储器（简称内存或主存储器）和外存储器（简称外存或辅助存储器）。
一般我们说到的存储器，指的是计算机的内存。
内存储器主要采用半导体集成电路制成，可分为随机存储器（RandomAccessMemory，简称RAM）和只读存储器（ReadonlyMemory，简称ROM）。
内存容量较小，但存取速度快。
常与中央处理器一起组成计算机的主机。
外存一般采用磁性介质或光学材料制成，容量大，但存取速度较慢，如磁盘、磁带和光盘等。
外存作为计算机的外部设备来使用。
关于存储器，常用到以下一些术语。
⑴位：
二进制数所表示的数据的最小单位，就是二进制的1位数，简称位（bit）。
⑵字节：
把８个bit称为１个字节（Byte），字节是计算机中的最小存储单元。
⑶字长：
若干个字节组成一个字（Word），其位数称为字长。
字长是计算机能直接处理的二进制数的数据位数，直接影响到计算机的功能、用途及应用领域。
常见的字长有8位、16位、32位、64位等。
⑷字节、字的位编号
我们把字最左边的一位称为最高有效位，最右边的一位称为最低有效位。
在16位字中，我们称左边８位为高位字节，右边８位为低位字节。
⑸关于KB、MB、GB、TB和PB
为了便于表示存储器的大小或容量，统一以字节为单位表示。
一般用KB、MB、GB、TB和PB来表示，它们之间的换算关系如下：
1KB=1024B=210B1MB=1024KB=220B1GB=1024MB=230B024GB=240B1PB=1024TB=250B
⑹地址：
计算机存储单元的编号。
计算机的整个内存被划分成若干个存储单元，每个存储单元可存放8位二进制数。
每个存储单元可以存放数据或程序代码。
为了能有效地存取该单元内存储的内容，每个单元必须有唯一的编号来标识，这个编号称为地址。
4、输入设备
输入设备用于从计算机外部将数据、命令输入到计算机的内部，供计算机处理。
常用的输入设备有键盘、鼠标器、磁盘驱动器、磁带机、光笔、CDROM驱动器、扫描仪、数字化仪和摄像机等。
5、输出设备
输出设备将计算机处理后的结果信息，转换成人们能够识别和使用的数字、文字、图形、声音、电压等形式。
常用的输出设备有显示器、磁盘、打印机、绘图仪、音响和投影仪等。
注意：
有些设备既可以作为输入设备，又可以作为输出设备，例如软盘驱动器、硬盘驱动器磁带机等。
三、计算机的基本工作原理
如果只有硬件，计算机只具有运算的可能性，若要计算机实现计算、控制等功能，计算机还必须配有必要的软件。
工作时，计算机在控制器的控制下，把组成软件的指令一条一条地取出来，并翻译和执行，完成相应的操作。
1、指令、指令系统和程序的概念
指令（Instruction）：
就是一组计算机能识别并能执行的各种基本操作命令。
一条指令通常由两个部分组成:
操作码、操作数。
操作码指明该指令要完成的操作，如加、减、乘、除；操作数是指参加运算的数据或者数据所在的地址。
指令系统（InstructionSystem）：
是一台计算机的所有指令的集合。
指令系统反映了计算机的基本功能，不同的计算机其指令系统不尽相同。
程序（Program）是为解决某一问题而选用的一条条有序指令的集合。
程序具有目的性、分步性、有限性、有序性、分支性等特性。
2、计算机执行指令的过程:
将要执行的指令从内存调入CPU，由CPU对该条指令进行分析译码，判断该指令所要完成的操作，然后向相应部件发出完成操作的控制信号，从而完成该指令的功能。
3、程序的执行过程:
CPU从内存中读取一条指令到CPU内执行，该指令执行完，再从内存读取下一条指令到CPU内执行。
CPU不断地读取指令、执行指令，直至执行完所有的指令。
整个过程由计算机协同操作完成。
四、计算机软件
软件是指计算机系统中的程序及其开发、使用和维护所需要的所有文档的集合。
微型机的软件系统由两大部分组成：
系统软件和应用软件。
1、系统软件：
系统软件是为了使计算机能够正常高效地工作所配备的各种管理、监控和维护系统的程序及有关的资料。
通常由计算机厂家或专门的软件厂家提供，是计算机正常运行不可缺少的部分。
也有一些系统软件是帮助用户进行系统开发的软件。
系统软件主要包括：
操作系统（如Windows、UNIX/XENIX、DOS等）、各种计算机程序设计语言的编译程序、解释程序、连接程序、系统服务性程序（如机器的调试、诊断、故障检查程序等）、数据库管理系统、网络通讯软件等。
计算机语言计算机语言:
程序设计语言（ProgrammingDesignLanguage），是人与计算机交流信息的一种语言。
程序设计语言通常分为机器语言、汇编语言和高级语言。
①机器语言（MachineLanguage）：
是一种用二进制代码表示机器指令的语言。
它是计算机硬件唯一可以识别和直接执行的语言。
②汇编语言（Assemblelanguage）：
是指用反映指令功能的助记符来代替难懂、难记的机器指令的语言。
其指令与机器语言指令基本上是一一对应的，是面向机器的低级语言。
用汇编语言编出的程序称为汇编语言源程序（计算机无法执行），须翻译成机器语言目标程序执行（汇编过程）。
③高级语言（Advancedlanguage）：
是独立于机器的算法语言，接近于人们日常使用的自然语言和数学表达式，并具有一定的语法规则，是一种面向问题的计算机语言。
用高级语言编写的源程序在计算机中也不能直接执行，通常要翻译成机器语言的目标程序才能执行。
常用的高级语言有Basic、Fortran、C和Pascal等语言。
近年来，随着面向对象和可视化技术的发展，出现了C++、Java、JavaScript、J++等面向对象程序设计语言和VisualFoxPro、VisualBasic、VisualC++、Delphi等开发环境。
⑶解释、编译和连接程序
用高级语言编写的程序（即“源程序”），计算机不能直接执行，必须将其翻译成机器语言程序（即“目标程序”），然后联接，计算机才能执行。
翻译过程一般有两种方式：
编译方式和解释方式。
编译方式：
将高级语言编写的源程序整个地翻译成机器语言表示的目标程序的方式。
完成此功能的程序叫编译程序。
一般来说，编译方式执行速度快，但占用内存多。
解释方式：
是用专门的解释程序将高级语言编写的源程序逐句地翻译成机器语言表示的目标程序，译出一句执行一句，即边解释边执行。
完成此功能的程序叫解释程序。
解释方式灵活，便于查找错误，占用内存少，但效率低，花费时间长，速度慢。
连接方式：
在没有为目标程序分配存储器的绝对地址之前，目标程序是不能执行的。
把目标程序以及所需的功能库等转换成一个可执行的装入程序，这个装入程序分配有地址，是一可执行程序。
完成此功能的程序叫连接程序。
⑷系统服务程
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