高中信息技术课件

课题课题课题课题：信息及其特征：信息及其特征：信息及其特征：信息及其特征.课题：信息及其特征.1一、信息人类生活离不开信息。烽火告急烽火告急信信鸽传书鸽传书结绳记结绳记事事古代信息古代信息传传播技播技术术.一、信息烽火告急信鸽传书结绳记事古代信息传播技术.2定定义义1：信息是指数据、信号、消息中所包含的意义。电视上有重大新闻的消息，报纸上有足球比赛结果的消息，这些消息都是信息。同学们还能说说哪些是信息呢？例如电视、报刊、杂志中的各类消息是信息。红绿信号灯显示时所代表的含义是信息。定定义义2：信息也被理解为事物的运动状态和关于事物运动状态的描述。世界上的万事万物都在不停地运动、变化，万事万物里都有信息。例如春暖花开传递着春天到了的信息，大雁南飞传递着秋天来临的信息。定定义义3：信息也指对消息接受者来说是预先不知道的东西，具有“不确定性”。如广播天气预报时，收听者预先不知道天气情况，那么对于急需了解天气状况的收听者来说天气预报就是很重要的信息。天气预报越详细，信息量就越大，不确定性就越小。从以上这些定义中，同学们可以发现信息是一种很难简单地加以描述的东西，它不是一个实体。因此，关于信息的定义也是多种多样，同学们可以从不同的角度与层面去理解、认识。.定义1：信息是指数据、信号、消息中所包含的意义。3二、信息的二、信息的载载体和形体和形态态从古到今，信息的传递方式在不断的发生变化，从文字、电报、电话到当今的电子邮件，信息传递方式越来越便捷。那么我来考考大家，古代人们点燃的烽火是信息吗？电子邮件是信息吗？点燃的烽火本身不是信息，它里面包含的意义即有外敌入侵才是信息，点燃的烽火只是信息的载体。而信息必须通过载体才能呈现。接下来，我们就来了解一下信息和载体的关系。、信息必须通过载体才能体现，而载体本身不是信息。例如十字路口我们知道红灯停，绿灯行，但红绿灯不是信息，它所包含的意义是红灯停、绿灯行，这才是信息。、同样的信息可以加载于不同的载体之上。例如要告诉某人一件事，写信给他，信息的载体就是文字和纸张；打电话给他，信息的载体就是语言和电波；发电子邮件给他，信息的载体就是文字和因特网。可见，信息可以有不同的载体呈现，相同的信息可以用多种不同的载体来表示和传播。载体也称为信息的表现形式。那么信息常见的表现形式有哪些呢？有语言、文字、声音、图像和视频等。大部分的信息都是通过这些载体来呈现的。.二、信息的载体和形态.4信息的概念：信息的概念：信息的概念：信息的概念：信息不是指事物本身，而是指用来表信息不是指事物本身，而是指用来表现现事物特事物特征的一种普遍形式；信息是事物运征的一种普遍形式；信息是事物运动动的状的状态态和和方式的反方式的反应应，人，人们们可通可通过过感官或感官或仪仪器从外部世器从外部世界感知、界感知、获获取信息。取信息。信息的界定：信息的界定：信息的界定：信息的界定：信息就是我信息就是我们们在适在适应应外部世界和控制外部世界的外部世界和控制外部世界的过过程中，与外部世界程中，与外部世界进进行交行交换换的内容的名称。的内容的名称。信息、物信息、物信息、物信息、物质质质质、能量构成人、能量构成人、能量构成人、能量构成人类类类类社会社会社会社会发发发发展的三大基展的三大基展的三大基展的三大基础础础础1 1、无所不在的信息、无所不在的信息、无所不在的信息、无所不在的信息.信息的概念：信息的界定：信息、物质、能量构成人类社会发展的三52 2、信息的、信息的、信息的、信息的传输传输传输传输a.a.信息信息信息信息传输传输传输传输的基本的基本的基本的基本过过过过程程程程：信源编码信宿译码信道信息信息信号信号信源：信息的发布者信宿：信息的接受者信道：信息的通道信息可以空信息可以空间传输间传输，（通信）（通信）也可在也可在时间传输时间传输。（存（存储储）.2、信息的传输a.信息传输的基本过程：信源编码信宿译码信道6b.b.信息信息信息信息传输传输传输传输的特点的特点的特点的特点信息的价信息的价值值体体现现在它的存在它的存储储、传输传输、运用等、运用等环节环节中中。信息与物信息与物质质、能量的本、能量的本质质差差别别主要体主要体现现在在传递过传递过程程。物物物物质质质质、能量、能量、能量、能量：传递传递（运（运输输）时时，从某点，从某点发发出物出物质质或能量后，或能量后，其自身的数量就减少。其自身的数量就减少。传递过传递过程服从程服从质质量守恒或能量守恒或能量守恒定律。量守恒定律。信息：信息：信息：信息：信源信源发发出后，其自身的信息不减少，而且同一出后，其自身的信息不减少，而且同一信息可同信息可同时时供供给给多个信宿。（多个信宿。（这这一特性称一特性称为为信息共信息共享性。）享性。）.b.信息传输的特点信息的价值体现在它的存储、传输、运用等环7信息信息虽虽反映了事物的状反映了事物的状态态和和运运动动方式，但并不是事物的本身，方式，但并不是事物的本身，所以它不能所以它不能单单独存在。而信息的独存在。而信息的存存储储、传输传输必需借助某种符号，必需借助某种符号，而符号又必需依附某种而符号又必需依附某种载载体。体。信息的信息的信息的信息的载载载载体称体称体称体称为为为为媒体媒体媒体媒体c.c.载载载载体与媒体：体与媒体：体与媒体：体与媒体：.信息虽反映了事物的状态和运动方式，但并不是事8三、信息的特征三、信息的特征知道了什么是信息，再让我们来总结一下信息的特征，以便更深刻的认识信息的内涵。1、信息必须依附于载体。信息的表示、传播、存储必须依附于某种载体，载体就是承载信息的事物。不存在没有载体的信息。2、信息是可以被存储、保留、加工和处理的。信息可以脱离它所反映的事物被存储和保留。信息是可以加工和处理的。经过加工、处理，特别是经过人的分析、综合和提炼，使信息具有更高的使用价值。例如在EXCEL表中输入每位同学语文考试成绩后，通过函数统计得到班级平均分、标准差和学生排名等信息就是经过加工处理更具价值的信息。3、信息是可以传递和共享的。电视中播放的节目供许多人一起分享。黑板上的板书所蕴含的信息也是大家共享的。信息可以被重复使用而不会像物质和能源那样产生损耗。例如电视台每晚播放的新闻可以重复播放，并不会因为重播而导致信息的损失。4、信息具有时效性。有些信息一旦过期就没什么价值了。如昨天的气象信息对今天的出行而言通常就是没有用的。以上就是关于信息的一些具体特征。下面，我们一起来探讨一下有关信息重要性和特征的话题。.三、信息的特征.91、载体依附性海海报报、论坛论坛、广播、会、广播、会议议等形式等形式发发布通知。布通知。海海报报、论坛论坛等等以文字形式呈以文字形式呈现现信息；广播、会信息；广播、会议议等以声音形式呈等以声音形式呈现现信息；信息；信信息依息依赖赖文字、声音、文字、声音、视频视频等媒体呈等媒体呈现现，依，依赖赖海海报报、纸张纸张、光、光盘盘、u盘盘、磁、磁带带等介等介质质存存储储，这这些信息些信息赖赖以存在的媒体和介以存在的媒体和介质质成成为为信息的信息的载载体。信息是不能独立存在的，它体。信息是不能独立存在的，它总总是以某种形式（如声音，文字是以某种形式（如声音，文字、图图像、像、视频视频等）表等）表现现出来，并依附在一定的出来，并依附在一定的载载体上，信息的体上，信息的这这个个特征称特征称为为载载体依附性体依附性。.1、载体依附性海报、论坛、广播、会议等形10注意：注意：（1）不存在没有）不存在没有载载体的信息。体的信息。（2）同一个信息可以依附于不同的）同一个信息可以依附于不同的载载体，体，不同信息可以依附于同一个不同信息可以依附于同一个载载体。交通信息既可体。交通信息既可通通过过信号灯信号灯显显示，也可以警察的手示，也可以警察的手势势来来传递传递；同；同样样一一则则新新闻闻我我们们在在电视电视上听到了，在上听到了，在报纸报纸上也看上也看到了。到了。.注意：（1）不存在没有载体的信息。.112、共享性英国现实主义戏剧家萧伯纳所说：“两个人在一起交换苹果与两个人在一起交换思想完全不一样。两个人交换苹果，每个人手上还有一个苹果；但是两个人在一起交换了思想，每个人就同时有两个人的思想。”.2、共享性英国现实主义戏剧家萧伯纳所说：“两个人在一起交换苹123、时效性从前，有两家人是邻居，王家卖油、张家卖日历。王家媳妇每次卖油时都会偷偷省下一小勺油，到年底时，就积攒了一罐油，再卖掉它，就有了过年的钱。而张家媳妇看在眼里十分羡慕，也学王家媳妇的样子，每个月也都偷偷省下一本日历，可等到年底却没换到钱？为什么？听听小故事油代表的是物油代表的是物质质，而日，而日历历代表了信息，信息的效用会随着代表了信息，信息的效用会随着时间时间的的推移逐推移逐渐渐降低，降低，渐渐渐渐失去效用。失去效用。.3、时效性从前，有两家人是邻居，王家卖油、张家卖日历。王家媳134、价值性信息是有价值的，就像不能没有空气和水一样，人类也离不开信息。因此人们常说，物质、能量和信息是构成世界的三大要素,但往往信息的价值也是相对的。首先，信息具有时效性，一些信息会随着时间的推移而失去效用；其次，对于不同的信息接收者，信息的价值是不同的。.4、价值性信息是有价值的，就像不能没有空气和水一样，人14汶川地震前，四川省绵竹市西南镇檀木村出现了大规模的蟾蜍迁徙：数十万只大小蟾蜍浩浩荡荡地在一制药厂附近的公路上行走，很多被过往车辆压死，被行人踩死。大量出现的蟾蜍，使一些村民认为会有不好的兆头出现。当地林业部门对此解释说，这是蟾蜍正常的迁徙，并对大量蟾蜍的产生做了科学的解释。由于人们没有正确地利用这条信息，造成了很大的悲剧信息的价值性.汶川地震前，四川省绵竹市西南镇檀木村出现了大规模的155、可伪性关于日本地震，网上散布谣言核暴炸会污染到水质，造成很多地方食盐的暂时性短缺。中奖短信：尊敬的用户您好，恭喜你的号已荣获58000元与三星电脑一台是中央电视台【非常6+1】栏目的.5、可伪性关于日本地震，网上散布谣言核暴炸会污染到水质，造163 3、信息的、信息的、信息的、信息的处处处处理理理理信息可以信息可以信息可以信息可以进进进进行整理、分行整理、分行整理、分行整理、分类类类类、编辑编辑编辑编辑等等等等处处处处理，也理，也理，也理，也可以从一种形式可以从一种形式可以从一种形式可以从一种形式变换为变换为变换为变换为另一种形式，或从一种另一种形式，或从一种另一种形式，或从一种另一种形式，或从一种载载载载体体体体转转转转移到另一种移到另一种移到另一种移到另一种载载载载体，并体，并体，并体，并经过经过经过经过收集、存收集、存收集、存收集、存储储储储、处处处处理、理、理、理、传输传输传输传输、应应应应用等用等用等用等环节环节环节环节，使原有信息体，使原有信息体，使原有信息体，使原有信息体现现现现其价其价其价其价值值值值，实实实实现现现现增增增增值值值值。获获获获取原始信息、取原始信息、取原始信息、取原始信息、对对对对其其其其进进进进行加工整理，使之成行加工整理，使之成行加工整理，使之成行加工整理，使之成为为为为有用信息的有用信息的有用信息的有用信息的过过过过程称程称程称程称为为为为信息信息信息信息处处处处理理理理。a.a.a.a.信息信息信息信息处处处处理的意理的意理的意理的意义义义义.3、信息的处理信息可以进行整理、分类、编辑等17b.b.b.b.信息信息信息信息处处处处理的基本理的基本理的基本理的基本过过过过程程程程输入存储处理输出（采集）（保存）（加工）（传送）六次信息革命六次信息革命特征特征第一次语言的形成第二次文字的创造第三次造纸术和印刷术的发明应用第四次电报、电话的发明及应用第五次计算机技术与通讯技术的应用和发展第六次多媒体和网络化的发展应用.b.信息处理的基本过程输入存储处理输出（采集）（保存）（加18广广东东汕汕头华侨头华侨中学技中学技术组术组二、信息的基本特征 例子例子(分分类类)主要内容主要内容主要的信息特征主要的信息特征几点启示几点启示例1：体育盛事(体育)即使路途遥远，人们仍然可以通过电视节目观看体育赛事。信息的可传递性。信息可以在时空之间实现传递。例2：分享销售的经验与技巧(经济)公司设立了每季度一次的销售方案评奖，每位销售人员积极参与，乐于分享，形成良好的企业文化氛围，销售业绩攀升。信息的可共享性。彼此分享成功的经验和技巧，这是学习和进步的表现。例3：啤酒与尿布(经济)超市老板敏锐地从计算机自动收款系统的统计数据中发现，啤酒与尿布的销售量同时增长，于是改变销售策略，结果销售量大增。信息是可以处理的，如果运用得当，则可以增值。善于从凌乱的信息中寻找它们之间的联系，会有意料不到的收获。例4：象棋比赛(生活)看到已经失效过时的“象棋比赛”通知，想参赛也没机会了。信息的时效性问题。信息的时效性能决定其使用价值。例5：赤壁之战(战争)蒋干偷“书”，曹操斩将；庞统谋略，曹船相接；黄盖诈降，曹军大败。信息真伪性，具有真实与虚假之分。真真假假，可能误事害人，也可能是智慧的高度体现。.广东汕头华侨中学技术组二、信息的基本特征例子(分类)主要内19信息特征实例Eg2.“结绳计数”“烽火告急”“信鸽传书”“学富五车”，其中“信鸽”“竹简”是信息么？Eg1.名著三国演义在图书馆被人们借了又借，这体现了信息什么特性？Eg3.南海观光游轮突然故障下沉，求救信号没有回应，凭中国移动手机微弱信号，拯救了一船游客的性命！信息价值性载体依附性信息共享性。.信息特征实例Eg2.“结绳计数”“烽火告急”“信鸽传书”“学20我们了解了信息无处不在，信息的特征。我们说过信息必须依附于一定的载体存在的，那么信息本身是看不见摸不着的。人们通常用表示信息的符号组合叫做信息的代码。比如说身份证号码，330501199609281242，通过前六位可以知道居民的户籍所在地，接下来的八位是出生年月日，而最后的四位是序列号及校验码。从这个可以看出，每个代码都有它特别的意义。比如说，十字路口的路灯，红灯表示停，绿灯表示行等等。那么，在计算机领域中，代码是特指的，是指由0和1组成的数字代码。对于计算机而言，它只认识由0和1组成的代码，其他的符号它一概不认识。那么，为什么要想将其他的符号代码给计算机处理，就必须要将符号转换成由0和1组成的代码。那么这个由0和1组成的代码，到底是什么呢.我们了解了信息无处不在，信息的特征。我们说过信息必须依附于一21由莱布尼兹提出二进制。冯。诺依曼提出在计算机中采用二进制代码(一)十进制的特点十进制有0、1、2、3到9的基数，逢十进一，就变成10。每个数码在不同的数位上，对应的权值不同。这句话什么意思呢？456，4表示4个100，5表示5个10，而6表示6个1，那么，4所对应的权值就是100，5所对应的权值是10，6所对应的权值是1。这是十进制的特点。（二）二进制的特点二进制只有0和1，也就是基数是0和1，在所有的二进制数当中，只会出现0和1，而不会出现其他的符号，比如说（11010）2、（0101110）2（1011111）2，。大家可以看到，所有的二进制数都用括号括起来，并且下面标了一个2，这是为了避免与十进制数相混淆.由莱布尼兹提出二进制。冯。诺依曼提出在计算机中采用二进制代码22事实上，我们现在使用的电子计算机大多属于冯诺依曼型计算机，其主要特征是计算机内的信息，包括数据和程序都采用二进制代码表示。那么，什么是二进制代码呢？同学们可以联系我们熟悉的十进制代码来理解。十进制代码有0-9十个基本数码，采用逢十进一的进位规则，每个数码在不同数位上有不同的权值。所谓权值就是数码在不同位置上的倍率值。例如56789这个数是怎么读的呢？五万六千七百八十九。“万”就是右起第五位的倍率值，也就是10的4次方；同样，“千”就是右起第四位的倍率值，也就是10的3次方，以此类推。可见十进制数码的权值可以表示为10的i-1次方（i表示位置）。通过权值可以反映一个数码在一个数中的实际数位。参照十进制代码的特点，二进制代码的特点就是用0-1两个基本数码，采用逢二进一的进位规则，每个数码在不同数位上的权值是2的i-1次方（i表示位置）。其大小也可以用权值计算。.事实上，我们现在使用的电子计算机大多属于冯诺依曼型计算机，231.2 数制与数制数制与数制转换转换1.2.1二二进进制及二制及二进进制的运算制的运算规则规则2、采用二采用二进进制的原因制的原因电电路路简单简单计计算机是由算机是由逻辑电逻辑电路路组组成的，成的，逻辑电逻辑电路只有两种状路只有两种状态态：如开关的接通和断：如开关的接通和断开、晶体管的开、晶体管的饱饱和与截止、和与截止、电压电压的高的高电电平与低平与低电电平等平等。运算运算简单简单二二进进制运算法制运算法则简单则简单工作可靠工作可靠二二进进制运算制运算规则简单规则简单、状、状态态少，数字的存少，数字的存储储、传输传输和和处处理不易出理不易出错错逻辑逻辑性性强强二二进进制的制的0和和1正好与正好与逻辑逻辑代数的代数的“真真”与与“假假”相匹配相匹配。P5表1.2.2进位制转换.1.2数制与数制转换1.2.1二进制及二进制的运算规则P241.2 数制与数制转换1.2.2八八进进制与十六制与十六进进制制1、八、八进进制制八八进进制有八个数制有八个数码码：0、1、2、3、4、5、6、7；进进位基数位基数为为8；加法运算；加法运算为为“逢八逢八进进一一”；减法运算；减法运算为为“借一借一为为八八”。八八进进制的数按制的数按权权展开表示法展开表示法：D=Qn-1.8n-1+Qn-2.8n-2+Q0.80+Q-1.8-1+Q-m.8-m如：如：(317)8=382181780(207)10.1.2数制与数制转换1.2.2八进制与十六进制.251.2 数制与数制转换1.2.2八八进进制与十六制与十六进进制制2、十六、十六进进制制十六十六进进制有制有16个数个数码码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F；进进位基数位基数为为16；加法运算；加法运算为为“逢十六逢十六进进一一”；减法运算；减法运算为为“借一借一为为十十六六”。其中：其中：A10、B11、C12、D13、E14、F15十六十六进进制的数按制的数按权权展开表示法展开表示法：D=Qn-1.16n-1+Qn-2.16n-2+Q0.160+Q-1.16-1+Q-m.16-m如：如：(3C4)16=3162121614160(964)10.1.2数制与数制转换1.2.2八进制与十六进制.261.2 数制与数制转换1.2.2八八进进制与十六制与十六进进制制各各进进制数的区制数的区别别表示：表示：十十进进制制：在数字后加：在数字后加D或不加字母，或不加字母，512D或或512；二二进进制制：在数字后加：在数字后加B，1011B；八八进进制制：在数字后加：在数字后加Q，126Q；十六十六进进制制：在数字后加：在数字后加H，A804H；.1.2数制与数制转换1.2.2八进制与十六进制.271.2 数制与数制转换1.2.3各各进进制数之制数之间间的的转换转换1、二、二进进制数与十制数与十进进制数制数的相互的相互转换转换二二进进制数制数转换为转换为十十进进制数：制数：将二将二进进制数按制数按权权展开相加即可。展开相加即可。二二进进制的数按制的数按权权展开的表示法：展开的表示法：D=Dn-1.2n-1+Dn-2.2n-2+D0.20+D-1.2-1+D-m.2-m如：如：(1011.01)2=123+022+121+120+02-1+12-2=8+0+2+1+0.25=(11.25)10.1.2数制与数制转换1.2.3各进制数之间的转换.281.2 数制与数制转换1.2.3各各进进制数之制数之间间的的转换转换1、二、二进进制数与十制数与十进进制数制数的相互的相互转换转换十十进进制数制数转换为转换为二二进进制数：制数：整数的整数的转换转换将十将十进进制数反复除以制数反复除以2，直至商，直至商为为0，然后把第一次相除得到的余数作，然后把第一次相除得到的余数作为为最低位最低位K0，最后一次得到的余数作，最后一次得到的余数作为为最高位最高位Kn1，将每次相除所得的余，将每次相除所得的余数按次序排列起来，数按次序排列起来，Kn-1Kn-2K0，即，即为为所求的二所求的二进进制数。制数。.1.2数制与数制转换1.2.3各进制数之间的转换.291.2 数制与数制转换1.2.3各各进进制数之制数之间间的的转换转换1、二、二进进制数与十制数与十进进制数制数的相互的相互转换转换十十进进制数制数转换为转换为二二进进制数：制数：整数的整数的转换转换例：将例：将(121)10转换为转换为二二进进制数制数2121余数余数为为1(K0)60余数余数为为0(K1)2302余数余数为为0(K2)15余数余数为为1(K3)27余数余数为为1(K4)23余数余数为为1(K5)21余数余数为为1(K6)20低位低位高位高位(121)10=K6K5K4K3K2K1K0=(1111001)2.1.2数制与数制转换1.2.3各进制数之间的转换60301.2 数制与数制转换1.2.3各各进进制数之制数之间间的的转换转换1、二、二进进制数与十制数与十进进制数制数的相互的相互转换转换十十进进制数制数转换为转换为二二进进制数：制数：纯纯小数的小数的转换转换乘二取整法：乘二取整法：将十将十进进制的小数乘以制的小数乘以2，取乘，取乘积积的整数部分，作的整数部分，作为为相相应应二二进进制小数点后最高位制小数点后最高位K-1，然后反复取小数部分乘以，然后反复取小数部分乘以2取整数部分，得到取整数部分，得到K-2K-3K-m，直至乘，直至乘积积的小数部分的小数部分为为零或二零或二进进制小数点后的位数达到精制小数点后的位数达到精度度为为止，所得的序列止，所得的序列0.K-1K-2K-3K-m就是就是转换转换后得到的二后得到的二进进制小数。制小数。.1.2数制与数制转换1.2.3各进制数之间的转换.311.2 数制与数制转换1.2.3各各进进制数之制数之间间的的转换转换1、二、二进进制数与十制数与十进进制数制数的相互的相互转换转换十十进进制数制数转换为转换为二二进进制数：制数：纯纯小数的小数的转换转换例：将例：将(0.8125)10转换为转换为二二进进制数：制数：0.812521.6250整数部分整数部分为为1(K-1)0.625021.2500整数部分整数部分为为1(K-2)0.250020.5000整数部分整数部分为为0(K-3)0.500021.0000整数部分整数部分为为1(K-4)(0.8125)10=0.K-1K-2K-3K-4=(0.1101)2高位高位低位低位.1.2数制与数制转换1.2.3各进制数之间的转换321.2 数制与数制转换1.2.3各各进进制数之制数之间间的的转换转换1、二、二进进制数与十制数与十进进制数制数的相互的相互转换转换十十进进制数制数转换为转换为二二进进制数：制数：对对于既有整数又有小数的十于既有整数又有小数的十进进制数，可将其整数部分和小数部分分制数，可将其整数部分和小数部分分别转别转换换成二成二进进制数，然后加起来即可。制数，然后加起来即可。例：将例：将(25.25)10转换为转换为二二进进制数：制数：整数部分：整数部分：(25)10(11001)2小数部分：小数部分：(0.25)10=(0.01)2故故:(25.25)10=(11001.01)2.1.2数制与数制转换1.2.3各进制数之间的转换.331.3 信息在计算机内部的表示1.3.1数数值值信息在信息在计计算机内部的表示算机内部的表示1、机器数与真、机器数与真值值计计算机内部的数算机内部的数值值均用二均用二进进制来表示。通常用一个数的最高位作制来表示。通常用一个数的最高位作为为符号位：符号位：0表示正数，表示正数，1表示表示负负数；数；如：如：18=0001001018=10010010机器数：在机器数：在计计算机内部使用的、算机内部使用的、连连同符号位一起数字化的数字。同符号位一起数字化的数字。真真值值：机器数表示的真：机器数表示的真实值实值；如：机器数如：机器数1011010153(十十进进制制)或或0110101；机器数机器数0010101042(十十进进制制)或或0101010可可见见，在机器数中，用，在机器数中，用0、1取代了真取代了真值值的正的正负负号。号。.1.3信息在计算机内部的表示1.3.1数值信息在计算机内34ASCII编码的作用就是给英文字母、数字、标点、字符转换成计算机能识别的二进制数规定了一个大家都认可并遵守的标准。下图就是ASCII编码表。.ASCII编码的作用就是给英文字母、数字、标点、字符转换成计35.36从ASCII编码表中我们可以观察到ASCII编码规定了哪些字符的二进制代码？有94个字符（包括10个数字符号、26个大写英文字母、26个小写英文字母、标点符号和其他常用符号）和34个控制符，共含128个字符。这128个字符的编码从0-127，相对应的二进制0000000-1111111的二进制代码，每个编码用到7个二进制位，但实际存储时却用了8个二进制位，并将最高位置0，如A的ASCII编码是65，对应的二进制就是01000001，那么为什么要增加这个看似无用的二进制位呢？这是因为计算机软、硬件处理的基本单位是字节，1个字节由8个二进制位组成。也就是说计算机在存储数据时是以8位二进制位为单位存储的，因此，即使ASCII编码只用到7位二进制位，但在实际存储时要占8位，即1个字节。.从ASCII编码表中我们可以观察到ASCII编码规定了哪些字37储储容量容量单单位位1、比特、比特(Bit)：又称：又称“位位”，是，是计计算机最小的数据算机最小的数据单单位位,二二进进制数的一位所包含的制数的一位所包含的信息就是信息就是1比特比特,如二如二进进制数制数0101就是就是4比特比特.。2、字、字节节（Byte)：计计算机中用来表示存算机中用来表示存储储空空间间大小的最基本的容量大小的最基本的容量单单位；，用位；，用字母字母“B”表示，表示，为为8位二位二进进制位。制位。3、千字、千字节节(KB)：1024个字个字节节（Byte)；4、兆字、兆字节节(MB)：1024个千字个千字节节(KB)；5、吉字、吉字节节(GB)：1024个兆字个兆字节节(MB)；转换转换关系：关系：1字字节节(B)=8比特比特(Bit)1KB=210B=1024B1MB=220B=210KB=1024KB1GB=230B=210MB=1024MB1TB=240B=210GB=1024GB.储容量单位.38了解字符在计算机内的表示方法后，很自然会产生一个问题：究竟怎样区分数值和字符呢？例如，内存中有一个字节的内容是01000001，它究竟表示的是A这个字母，还是65这个数值，或是其他？如果面对一个孤立的字节，确实无法区分，但存放和使用这个数据的软件，会以其他方式保存这些数码所属的数码类型的信息，指明这个数据是数值类型，或是字符类型，或是其他类型。ASCII码是一种通用的字符编码，包含了大小写英文字母、数字等128个字符。可见ASCII码解决了西文字符的编码问题。汉字与西文字符一样，在计算机内也是以二进制代码的形式表示的。那么汉字又是如何编码的呢？计算机内部又该如何表示数量远远超出ASCII码的汉字以及更复杂的声音、图像等信息的？.了解字符在计算机内的表示方法后，很自然会产生一个问题：究竟怎39SCII码是一种通用的字符编码，包含了大小写英文字母、数字等128个字符。可见ASCII码解决了西文字符的编码问题。汉字与西文字符一样，在计算机内也是以二进制代码的形式表示的。那么汉字又是如何编码的呢？计算机内部又该如何表示数量远远超出ASCII码的汉字以及更复杂的声音、图像等信息的？.SCII码是一种通用的字符编码，包含了大小写英文字母、数字等40汉汉字在字在计计算机内部也是以二算机内部也是以二进进制代制代码码形式表示的，形式表示的，这这些代些代码码，称称为汉为汉字字编码编码。从从1975开始，我国就开始，我国就进进行了大行了大规规模的模的汉汉字字统计统计工作，并在工作，并在1981年制定国家年制定国家标标准准GB2312-80。标标准中确定将准中确定将6763个常用个常用汉汉字和字和682个非个非汉汉字字图图形符号（包括外文字母、数字和符号）形符号（包括外文字母、数字和符号）规规定它定它们们的二的二进进制代制代码码，作，作为汉为汉字字编码编码。这这套套编码编码称称为汉为汉字信息字信息交交换码换码，简简称国称国标码标码。在。在这这套套编码编码中涉及到了六千多个中涉及到了六千多个汉汉字加字加六百多个六百多个图图形符号，用一个字形符号，用一个字节节存存储显储显然不然不够够，因，因为为1个字个字节节只有只有8位二位二进进制位，只能表示制位，只能表示2的的8次方，即次方，即256个个编码编码。那么。那么该该用几个字用几个字节节呢？呢？2个字个字节节可以可以吗吗？让让我我们们来来计计算一下，算一下，2个字个字节节有有16个二个二进进制位，可以表示制位，可以表示2的的16次方，即次方，即65536种不同种不同组组合，合，显显然足然足够够表示所有字符。因此国表示所有字符。因此国标码规标码规定用定用2个字个字节节表示表示1个个汉汉字，每个字字，每个字节节只用低只用低7位，最高位位，最高位为为0。国国标码对汉标码对汉字字进进行了行了编码编码，但，但汉汉字在字在计计算机系算机系统统内部内部进进行行存存储储、加工、加工处处理、理、传输传输等工作等工作时时使用的代使用的代码码是是汉汉字机内字机内码码或称或称汉汉字内字内码码。目前使用最广泛的是一种由两个字。目前使用最广泛的是一种由两个字节组节组成的内成的内码码，这这种格式的内种格式的内码码是将国是将国标码标码GB2312-80的两个字的两个字节节的最高位分的最高位分别别置置为为1而得到的。其最大的而得到的。其最大的优优点是表点是表现现形式形式简单简单，同，同时时解决解决了中西文内了中西文内码码存在的二存在的二义义性性问题问题。一、一、汉汉字字编码编码.汉字在计算机内部也是以二进制代码形式表示的，这些代码，称为汉411、汉字输入码与汉字编码不同，汉字输入码是解决如何利用西文标准键盘来快捷地输入汉字的编码，它规定了键盘按键与汉字的对应关系，与二进制无关，如果我们的键盘上每个按键就是一个汉字，我们就不需要输入码了。常用的汉字输入码有拼音输入法、五笔字型输入法等。2、汉字字形码汉字输入码可以帮助我们将汉字输入电脑，但如果要在电脑上显示某个汉字，则还需要一套记录每个汉字字形的编码，这就是汉字字形码。字形码是字库中存储的汉字字形编码，一般采用点阵和矢量方式。.1、汉字输入码与汉字编码不同，汉字输入码是解决如何利用42象形文字公元前5000至4000年左右，有了埃及象形文字1799年，法国古文字学家们发掘出一块黑石碑。碑文用3种文字写成，分别是希腊文、古埃及象形文字和后期的埃及文字。法国古代语学者研究并设法释读了古埃及的象形文字。.象形文字公元前5000至4000年左右，有了埃及象形文字.43象形文字汉字虽然还保留象形文字的特征，但由于汉字除了象形以外，还有其他构成文字的方式；而汉字经过数千年的演变，已跟原来的形象相去甚远，所以不属于象形文字，而属于形、音、义相结合的“表意文字”。.象形文字汉字虽然还保留象形文字的特征，但由于汉字除了象形以外442.汉字的0、1编码智能ABC全拼五笔字型自然码外码键盘管理程序码表机内码字库检索程序字库字模显示驱动程序控制信号.2.汉字的0、1编码智能ABC全拼五笔字型自然45汉字编码方案GB2312-1980和GB2312-1990，共收录6763个简体汉字、682个符号，其中汉字分为两级：一级字3755，以拼音排序，二级字3008，以偏旁排序。BIG5编码，是目前台湾、香港地区普遍使用的一种繁体汉字的编码标准，包括440个符号，一级汉字5401个、二级汉字7652个，共计13053个汉字。GBK编码汉字内码扩展规范（俗称大字符集），兼容GB2312，共收录汉字21003个、符号883个，并提供1894个造字码位，简、繁体字融于一库。Unicode编码(UniversalMultipleOctetCodedCharacterSet)，国际标准组织ISO的标准，V2.0于1996公布，内容包含符号6811个，汉字20902个，韩文拼音11172个，造字区6400个，保留20249个，共计65534个。GB18030-20002000年3月国家信息产业部和质量技术监督局在北京联合发布的信息技术和信息交换用汉字编码字符集、基本集的扩充，收录了27484个汉字，还收录了藏、蒙、维等主要少数民族的文字。该标准于2000年12月31日强制执行。GB18030-2000作为GBKforUnicode.汉字编码方案GB2312-1980和GB2312-146汉字的输入汉字外码按排列顺序形成的汉字编码（流水码）：如区位码；按读音规则形成的汉字编码（音码），如全拼、简拼、双拼等；按字形形成的汉字编码（形码），如五笔字型、郑码等；按音、形结合形成的汉字编码（音形码），如自然码、智能ABC。.汉字的输入汉字外码.47汉字的字模汉字字模的原理与西文字符的字模基本相同，只是由于汉字笔画复杂，为了表达清晰，要比西文字符须要更多的点阵。图1.34一个2424点阵的汉字字模示例.汉字的字模汉字字模的原理与西文字符的字模基本相同，48汉字系统的工作过程用一种输入方法从键盘输入汉字。键盘管理程序按照码表将外码变换成机内码。机内码经字库模检索程序查对应的点阵信息在字模库的地址，从字库取出字模。字模送显示驱动程序，产生显示控制信号。显示器按照字模点阵将汉字字形在屏幕上显示出来。.汉字系统的工作过程用一种输入方法从键盘输入汉字。.49王永民与五笔字型出生河南南阳农民家庭，家境贫寒，父母扒房供其读书从小立大志：“翻开物理课本、化学课本，为什么都是外国人的名字和人头像？中国人为什么不能有自己的发明创造，然后把自己印进课本去？”，考入中国科技大学1982年五笔字型汉字输入法和时任河南省副省长、河南省科委主任的罗干1978至1983年，发明“五笔字型”，提出“形码设计三原理”，首创“汉字字根周期表”，发明25键4码高效汉字输入法和字词兼容技术。在世界上，首破电脑汉字输入每分钟100字大关，获中、美、英三国专利。王永民现任中国科协委员、中国民营科技实业家协会副理事长、北京王码电脑总公司总裁.王永民与五笔字型出生河南南阳农民家庭，家境贫寒，父母扒房供其50例如，以88点阵记录“人”字字形为例说明：每格即1个点，共88=64点，若白色为0，黑色为1，则对于这个“人”字，需记录为右侧二进制形式。这就是使用点阵法将字形与二进制对应的方法。如果将这些点再细分成1616点阵，显示的“人”字是不是会更精细一些呢？是的，但需要用到的二进制位也会更多。因此，点越多文字越精细，占用的存储空间也越大.例如，以88点阵记录“人”字字形为例.51现实世界中各种各样的信息，通常是连续变化的“模拟量”，计算机如果要存储、处理它们，首先要将它们数字化，即将它们变成一系列二进制数据形式的“数字量”。模拟量怎样才能转换成数字量呢？基本的方法是以很小的时间间隔不断测得模拟量在这些瞬间的样品（幅度）值（采样），并以某种数值（量化）形式加以保存，通过“采样”和“量化”就可以实现模拟量的数字化，这个过程称为“模数转换（A/D转换）”。而反之，将数字信号转换成模拟信号的过程称为“数模转换（D/A转换）”多媒体信息编码.现实世界中各种各样的信息，通常是连续变化的“模拟量”，计算机52生活中有各种各样的物理量，通常我们需要先将这些物理量的变化转换成电流或电压的变化形式，然后再通过对获得的电流或电压波形进行采样和量化，变为数字形式的数据，计算机就可以存储和处理这些信息了。而将物理量进行能量方式的转换，变成电流或电压的工作是由传感器完成的。常见的传感器有话筒、温度传感器、光敏传感器、红外传感器、距离传感器等。右图中的就是声音、光敏和红外线传感器。同学们能说出生活中哪些设备用到了哪类传感器吗？例如电视遥控器就用到了红外传感器，当你按下遥控器的按钮时，就向接收设备发出了红外信号，接收设备中的红外传感器就会将接收到的红外信号转换成电流或电压信号，进而执行某项操作。又如，很多办公楼都有自动移门，采用的也是红外线传感器，当你靠近门时，通过红外线反射，传感器就会将接收到的信号转换成电流或电压，进而开启移门。相反，当你离开时，门就会自动关闭。.生活中有各种各样的物理量，通常我们需要先将这些物理量的变化转53.54.55.56声音是振动产生的波，它是一种模拟信息，话筒以及相关电路可以把声波转换成电压的波形，但这仍然是一种连续平滑变化的模拟信号。只有通过采样和量化，模拟信号才能转换成数字信号。例如，在录制声音的过程中，声源的声音是一种模拟量，话筒是传感器，声卡则对采样和量化所得的声音信号进行编码，最后形成数字化的声音文件。数字化声音的质量取决于采样频率和量化分级的细密程度。采样频率越高，量化分辨率越高，所得数字化声音的保真程度也越好，但是它的数据量也会越大。声音文件大小的计算公式：采样频率量化位数声道时间。如一般CD格式音乐采用44.1kHz的采样频率，16位量化分辨率，立体声双声道，你能计算出每秒的数据量是多少吗？数据量为44100（16/2）2=176400字节，每分钟的数据量约为10MB。四、声音、四、声音、图图像和像和视频视频信息的数字化信息的数字化.声音是振动产生的波，它是一种模拟信息，话筒以及相关电路可以把57数字化声音的质量取决于采样频率和量化分级的细密程度。采样频率越高，量化分辨率越高，所得数字化声音的保真程度也越好，但是它的数据量也会越大。声音文件大小的计算公式：采样频率量化位数声道时间。如一般CD格式音乐采用44.1kHz的采样频率，16位量化分辨率，立体声双声道，你能计算出每秒的数据量是多少吗？数据量为44100（16/2）2=176400字节，每分钟的数据量约为10MB。2、图像数字化图像和视频可以通过扫描仪、数码相机和摄像头等设备实现数字化。图像数字化的基本思想是把一幅图像看成由许许多多的点组成，这些点被称为像素，它们按纵横排列起来构成一幅画。每个像素有深浅不同的颜色，像素越多，排列越紧密，分辨率越高，图像就越清晰。如下图中，3幅图像的像素分别为：5050，100100和800800。你觉得哪一幅最清晰呢？显然是像素最多、分辨率最高的800800的图片。.数字化声音的质量取决于采样频率和量化分级的细密程度。采样频率5850*50100*100800800.50*50100*100800800.591.2.4图像的0、1编码（1）图像类型矢量图（vectorgraphice）法：用一些基本的几何元素（直线、弧线、圆、矩形等）以及填充色块等描述图像，并用一组指令表述。这种图像一般称为图形或合成图像。位图（bitmappedgraphics）法：用点阵描述图像，并用一组0、1码数据描述。这种图像也称为位图。（2）图像处理过程离散处理采样量化.1.2.4图像的0、1编码（1）图像类型.601.图像的离散化离散化后的图像被看成一个由MN的像素（picture-elements，piel）点阵组成的图。每个像点都是一个单色的小方块，放大了就是马赛克。图像中像素点的密度称为图像分辨率（imageresolution），单位为dpi（dotsperinch，每英寸像点数）。.1.图像的离散化离散化后的图像被看成一个由MN的像素（612.采样与量化采样（sampling）就是在每个小块中取它的颜色参数，将它的颜色进行分解，计算出红、黄、蓝（R、G、B）三种基色分量的亮度值。将每个采样点的每个分量进行0、1编码，就称为量化。目前，像素深度有如下一些标准类型：黑白图（Black&White）。颜色深度为1，只有黑白两色。灰度图(Ggay&Scale)。颜色深度为8，256个灰度等级。8色图(RGB8-Color)。颜色深度为3，用3基色产生8种颜色。索引16色图(Indexed16-Color)。颜色深度为4，建立调色板，提供16种颜色。索引256色图(Indexed256-Color)。颜色深度为16，建立调色板，提供256种颜色。真彩色图(RGBTrueColor)。颜色深度为24，提供16777216种颜色，大大超出人眼分辨颜色的极限（16000种）。颜色深度也可以是32，更为真实。.2.采样与量化采样（sampling）就是在623.位图图像的存储一幅数字图像，常用一个文件存储，存储空间为：文件字节数=（位图宽度位图高度位图颜色深度）/8.3.位图图像的存储一幅数字图像，常用一个文件存储，存储空间631.2.5声音的0、1编码1.声音数据的声音数据的编码过编码过程程采样。采样就是每隔一定的时间，测取连续波上的一个振幅值。量化。量化就是用一个二进制尺子计量采样得到的每个脉冲。.1.2.5声音的0、1编码1.声音数据的编码过程.6400000001001000110100010101100111011110001001101010111100110111101111101111011110111111111110111010110100000100000000000100100100.000000010010001101000101011001652.两个技术参数采样频率采样频率定律采样频率与信号频率之间有一定的关系，根据奈奎斯特理论，只要采样频率高于信号最高频率的两倍，就能把数字信号表示的信号还原成为原来的连续信号。电话语音信号频率为3.4kHZ，采样频率为8kHZ即可满足电话服务质量测量精度.2.两个技术参数采样频率.66图像文件大小计算：分辨率颜色位数。如一幅彩色图像的分辨率为1024768，采用24位颜色，那么为了记录这幅图像需要多大的存储空间呢？数据存储空间为1024768（24/8）=2359296个字节。如果存储画面为800600像素的黑白两色图像，又至少需要多少字节呢？因为一个黑白两色的像素只需用一个二进制数位表示，所以存储空间为800600/8=60000个字节。3、视频数字化视频是由连续的图像帧组成。我国使用的PAL制式的视频每秒显示25帧。如果有一段10秒钟长的分辨率为720576的PAL制式的彩色视频，它包含约300M（72057632510）字节的数据。五、数据五、数据压缩压缩声音、图像和视频在经过数字化后产生的数据量很大，为了提高存储、处理和传输这些信息的效率，可以对数据进行压缩。例如用数码相机拍下一张较高像素值的照片，其文件大小往往有几兆，如果你要同时将几张这样的照片一起通过邮件发给你的朋友，就相当麻烦，一方面邮箱对上传文件都有一定的大小限制，另一方面太大的文件上传起来也非常地缓慢。那么用什么方法解决呢？我们可以利用数据压缩技术将这些照片压缩成较小的文件，同时又不会对照片质量造成太大影响。不同的数据采用不同的压缩方式，如静态图像常用的压缩格式是JPG，音乐信息常用的压缩格式是MP3，VCD和DVD影片分别使用MPEG-1和MPEG-2压缩标准来压缩存储。另外，同学们知道吗？压缩又分为有损压缩和无损压缩，有损压缩会丢弃一些数据，常用于声音和视频文件，如网上的在线视频都是经过压缩的视频文件，虽然图像质量不是很清晰，但换来的是流畅的画面，这也大大改善了因网速慢而造成的画面不连贯的问题。无损压缩算法一般都有严格的校验功能，以使经过压缩后的数据能完整准确地还原.图像文件大小计算：分辨率颜色位数。如一幅彩色图像的分辨率为670世纪40年代以来，以信息技术（InformationTechnology）为代表的新技术革命对人类社会的发展进程产生了重大影响，信息技术本身也取得了长足的进步。早期的计算机在工厂和实验室里被视为贵重仪器设备，需要由专业技术人员小心翼翼地“服侍”，如今计算机已进入寻常百姓家。信息技术的飞速发展，改变了我们的生活方式，移动电话等个人移动通信设备使人们能够随时随地传递信息，联络感情，把握商机；广播电视的出现和迅猛发展使人们能够毫不费力地获取各种新闻和娱乐信息；计算机更是使人们的生活发生了巨变。目前，因特网已经连接到全球各地，入网的计算机可以与世界各地联系，获取各种信息资源。迅猛发展的因特网可以将政府机关、企业、科研机构、财政金融、医疗卫生、文化教育等部门的工作和个人的工作、学习、生活、娱乐联系起来，实现网上学习、网上办公、网上购物、网上医疗。“信息高速公路”的建成将给全球的经济、政治、文化和社会生活带来更加巨大的变化，将极大地改变人们传统的生活方式。一、什么是信息技一、什么是信息技术术.0世纪40年代以来，以信息技术（InformationTe68虽然我们在生活中常会提到“信息技术”这个词语，我们这门课程也是“信息技术”课程，但究竟什么是信息技术目前还没有一个统一的定义，一般认为，信息技术是应用信息科学的原理和方法，对信息进行采集、处理、传输、存储、表达和使用的技术。信息技术是以微电子技术、通信技术、计算机技术和传感技术等各种科学技术为基础发展起来的。什么是微电子技术呢？微电子技术是研究如何利用半导体器件的微观特性以及一些特殊工艺，在一个微小体积中制成具有一种或多种功能完整的电路或器件，简单的说，微电子技术就是使电子元器件和电子设备微型化的技术，其核心是集成电路技术。因此微电子技术通常也被称为集成电路技术。世界上第一台电子管计算机占地167平方米，重量达30顿，是一个名副其实的“庞然大物”。而如今，计算机已经发展成为不足几公斤的微型计算机，其性能远远超过了它们的祖宗，变化何其神速。微电子技术的迅猛发展促进和推动了计算机技术、通信技术等信息技术的快速发展.虽然我们在生活中常会提到“信息技术”这个词语，我们这门课程也691.1 计算机的发展、分类与应用计计算机的算机的发发展展1、计计算机的出算机的出现现与分代与分代1946年第一台年第一台电电子子计计算机算机ENIAC(电电子数字子数字积积分分计计算机）算机）诞诞生于美生于美国国宾宾夕法尼夕法尼亚亚大学。大学。占地面占地面积积：170平方米；重平方米；重30余余顿顿；耗；耗电电140千瓦；运算速度千瓦；运算速度5000次次/秒；秒；使用了使用了18000多个多个电电子管、子管、1500多个多个继电继电器、器、10000多只多只电电容和容和7000多个多个电电阻。阻。.1.1计算机的发展、分类与应用计算机的发展使用了18000701.1 计算机的发展、分类与应用1.1.1计计算机的算机的发发展展1、计计算机的出算机的出现现与分代与分代计计算机的算机的发发展分代是根据展分代是根据电电子元器件的子元器件的发发展而划分：展而划分：【电子管(1946-1957)】【晶体管1957-1964】【集成电路1965-1970】【大规模集成电路1971】.1.1计算机的发展、分类与应用1.1.1计算机的发展【711.1 计算机的发展、分类与应用1.1.1计计算机的算机的发发展展1、计计算机的出算机的出现现与分代与分代计计算机的算机的发发展分代（根据展分代（根据电电子元器件的子元器件的发发展）：展）：（1）第一代：第一代：电电子管子管计计算机算机时时代（代（19461957年）年）采用采用电电子管作子管作为为运算和运算和逻辑逻辑元件，使用机器元件，使用机器语语言和言和汇编语汇编语言。运算次数言。运算次数达到达到500030000次次/秒。秒。IBM705电子计算机.1.1计算机的发展、分类与应用1.1.1计算机的发展I721.1 计算机的发展、分类与应用1.1.1计计算机的算机的发发展展1、计计算机的出算机的出现现与分代与分代计计算机的算机的发发展分代（根据展分代（根据电电子元器件的子元器件的发发展）：展）：（2）第二代：晶体管第二代：晶体管计计算机算机时时代（代（19571964年）年）采用晶体管作采用晶体管作为为运算和运算和逻辑逻辑元件，具有主存元件，具有主存储储器和外存器和外