《信息技術(shù)》課件-第1章 信息技術(shù)基礎(chǔ)

第1章信息技術(shù)基礎(chǔ)人們把人類(lèi)在認(rèn)識(shí)自然和改造自然的過(guò)程中積累起來(lái)，并在生產(chǎn)勞動(dòng)中體現(xiàn)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)稱(chēng)為“技術(shù)”，有時(shí)也泛指這些經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)物化的結(jié)果；技術(shù)的本質(zhì)或其存在的價(jià)值在于它能拓展人類(lèi)器官的功能。通常情況下，凡是涉及信息的產(chǎn)生、獲取、檢測(cè)、識(shí)別、變換、傳遞、處理、存儲(chǔ)、顯示、控制、利用和反饋等與信息活動(dòng)有關(guān)的，以增強(qiáng)人類(lèi)信息功能為目的的技術(shù)，都可以稱(chēng)為信息技術(shù)（InformationTechnology，IT）。！前言1信息技術(shù)概述2計(jì)算機(jī)硬件組成3進(jìn)制的轉(zhuǎn)換與表示4新一代信息技術(shù)5課后練習(xí)與指導(dǎo)目錄CONTENTS1.1信息技術(shù)概述第1章

信息技術(shù)基礎(chǔ)1.1.1信息技術(shù)的發(fā)展1.古代信息技術(shù)人類(lèi)通信歷史很悠久。遠(yuǎn)古時(shí)期，人們通過(guò)簡(jiǎn)單的語(yǔ)言、壁畫(huà)等方式交換信息。千百年來(lái)，人們用語(yǔ)言、圖符、鐘鼓、煙火、竹簡(jiǎn)、紙書(shū)、烽火狼煙、飛鴿、驛馬等傳遞信息，如圖1-1-1所示。1.1.1信息技術(shù)的發(fā)展1.古代信息技術(shù)第一次信息技術(shù)革命是語(yǔ)言的使用，發(fā)生在距今約35000年～50000年前。第二次信息技術(shù)革命是文字的創(chuàng)造，大約在公元前3500年出現(xiàn)了文字。文字的創(chuàng)造，這是信息第一次打破時(shí)間、空間的限制。陶器上的符號(hào)出現(xiàn)于原始社會(huì)母系氏族繁榮時(shí)期（河姆渡和半坡原始居民）。甲骨文記載商朝的社會(huì)生產(chǎn)狀況和階級(jí)關(guān)系，我國(guó)文字可考的歷史從商朝開(kāi)始。金文（也叫銅器銘文）出現(xiàn)在商周一些青銅器，常鑄刻在鐘或鼎上，又叫“鐘鼎文”，如圖1-1-2所示。第三次信息技術(shù)的革命是印刷的發(fā)明?；钭钟∷⑿g(shù)的發(fā)明約在公元1040年，我國(guó)開(kāi)始使用活字印刷技術(shù)(歐洲人1451年開(kāi)始使用印刷技術(shù))。1.1.1信息技術(shù)的發(fā)展2.近代信息技術(shù)第四次信息革命是電報(bào)、電話(huà)、廣播和電視的發(fā)明和普及應(yīng)用。19世紀(jì)中葉以后，隨著電報(bào)、電話(huà)的發(fā)明，電磁波的發(fā)現(xiàn)，通信領(lǐng)域產(chǎn)生了根本性的變革，實(shí)現(xiàn)了金屬導(dǎo)線(xiàn)上電脈沖傳遞信息及通過(guò)電磁波來(lái)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信。1.1.1信息技術(shù)的發(fā)展3.現(xiàn)代信息技術(shù)第五次信息技術(shù)革命始于20世紀(jì)40年代，其標(biāo)志是電子計(jì)算機(jī)的普應(yīng)用及計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代通信技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，軍制、科研迫切需要解決的計(jì)算工具也得到改進(jìn)，1946年由美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)研制的第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生了（見(jiàn)圖1-1-5）。1.1.2現(xiàn)代信息技術(shù)的內(nèi)涵現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用已經(jīng)深入到社會(huì)的各個(gè)層面，包括但不限于經(jīng)濟(jì)、醫(yī)療、教育和生活方式等方面。它的核心特征包括：（1）微電子技術(shù)的加速發(fā)展導(dǎo)致了芯片的高度密集化。（2）信息的數(shù)字轉(zhuǎn)換處理技術(shù)走向成熟，為大規(guī)模和多領(lǐng)域的信息產(chǎn)品和服務(wù)提供了基礎(chǔ)。（3）軟件技術(shù)的高速發(fā)展使得網(wǎng)絡(luò)變得智能化。（4）數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用極大地?cái)U(kuò)展了信息的應(yīng)用范圍，催生了電子商務(wù)、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、家庭辦公等多種新的通信和信息服務(wù)方式。（5）互聯(lián)網(wǎng)和多媒體資源的利用成為公眾可以直接接觸到的現(xiàn)代信息技術(shù)的一部分。1.1.3計(jì)算機(jī)的發(fā)展和趨勢(shì)1.早期的計(jì)算與計(jì)算器我國(guó)早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就發(fā)明了算籌法，南北朝時(shí)期的數(shù)學(xué)家祖沖之計(jì)算出了當(dāng)時(shí)世界上最精確的圓周率。唐朝末期，標(biāo)志著古老東方文明的算盤(pán)在我國(guó)誕生（見(jiàn)圖1-1-6）。1642年，法國(guó)數(shù)學(xué)家帕斯卡發(fā)明了能完成加、減運(yùn)算的手搖式機(jī)械計(jì)算器。1694年，德國(guó)數(shù)學(xué)家萊布尼茨設(shè)計(jì)出了能完成加、減、乘、除和開(kāi)方運(yùn)算的手搖式機(jī)械計(jì)算器（見(jiàn)圖1-1-6）。1.1.3計(jì)算機(jī)的發(fā)展和趨勢(shì)2.現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)1941年，美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮·諾依曼提出了3個(gè)非常重要的概念：①存儲(chǔ)程序：存儲(chǔ)不僅要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而且要存儲(chǔ)程序。②采用二進(jìn)制：計(jì)算機(jī)內(nèi)部使用二進(jìn)制。③順序控制：從存儲(chǔ)器中取指令或數(shù)據(jù)，由控制器解釋?zhuān)蛇\(yùn)算器完成計(jì)算。這3個(gè)基本概念的提出為電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，而以它們?yōu)槔碚撝圃斐鰜?lái)的計(jì)算機(jī)至今仍然是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的主流，馮·諾依曼也因此被譽(yù)為電子計(jì)算機(jī)之父。1946年世界上第一臺(tái)電子數(shù)字積分式計(jì)算機(jī)（TheElectronicNumericalIntegratorAndComputer，ENIAC）在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院誕生。1.1.3計(jì)算機(jī)的發(fā)展和趨勢(shì)3.計(jì)算機(jī)發(fā)展的4個(gè)階段第一代（1946～1957年）電子管時(shí)代。第二代（1958～1964年）晶體管時(shí)代。第三代（1965～1970年）中、小規(guī)模集成電路時(shí)代。第四代（1971年至今大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路時(shí)代。第四代計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)分別介紹1.1.3計(jì)算機(jī)的發(fā)展和趨勢(shì)3.計(jì)算機(jī)發(fā)展的4個(gè)階段第一代（1946～1957年）——電子管時(shí)代。這一時(shí)代的計(jì)算機(jī)具備如下一些主要技術(shù)指標(biāo)和特點(diǎn)：①元器件：采用真空電子管和繼電器，內(nèi)存儲(chǔ)器采用水銀延遲線(xiàn)，外存儲(chǔ)器采用紙帶、卡片、磁帶、磁鼓和磁芯。②軟件：使用線(xiàn)路和機(jī)器語(yǔ)言編程。③特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)體積大，造價(jià)高，運(yùn)算速度慢，存儲(chǔ)容量小，編程繁瑣。④應(yīng)用范圍：用于數(shù)值計(jì)算、軍事研究和人口普查。1.1.3計(jì)算機(jī)的發(fā)展和趨勢(shì)3.計(jì)算機(jī)發(fā)展的4個(gè)階段第二代（1958～1964年）——晶體管時(shí)代。1947年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克利、巴丁和布拉頓組成的研究小組發(fā)明了晶體管。晶體管的問(wèn)世是20世紀(jì)的一項(xiàng)重大發(fā)明，是微電子革命的先聲。同時(shí)，它的出現(xiàn)又為后來(lái)集成電路的誕生吹響了號(hào)角。晶體管比電子管功耗少、體積小、質(zhì)量輕、工作電壓低、工作可靠性好。1954年，貝爾實(shí)驗(yàn)室制成了第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)——TRADIC，使計(jì)算機(jī)體積大大縮小。1957年，美國(guó)研制成功了全部使用晶體管的計(jì)算機(jī)，第二代計(jì)算機(jī)誕生了。第二代計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)是：①元器件：采用晶體管；內(nèi)存儲(chǔ)器采用磁芯存儲(chǔ)器，外存儲(chǔ)器增加了磁盤(pán)；開(kāi)發(fā)了一些外部設(shè)備。②軟件：出現(xiàn)了監(jiān)控程序和管理軟件；出現(xiàn)了高級(jí)語(yǔ)言，如FORTRAN、Cobol等。③特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)體積減小，成本降低，功能增強(qiáng)，可靠性提高；運(yùn)算速度提高到每秒幾十萬(wàn)次；存儲(chǔ)容量擴(kuò)大；由于程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的出現(xiàn)，編程更加方便。④應(yīng)用范圍：科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理與事務(wù)管理。1.1.3計(jì)算機(jī)的發(fā)展和趨勢(shì)3.計(jì)算機(jī)發(fā)展的4個(gè)階段第三代（1965～1970年）——中、小規(guī)模集成電路時(shí)代。20世紀(jì)60年代初期，美國(guó)的基爾比和諾伊斯發(fā)明了集成電路，引發(fā)了電路設(shè)計(jì)革命，第三代計(jì)算機(jī)誕生了。第三代計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)分別介紹如下：①元器件：小規(guī)模和中等規(guī)模集成電路，磁芯存儲(chǔ)器容量增加，外部設(shè)備大量出現(xiàn)。②軟件：出現(xiàn)了操作系統(tǒng)，程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的種類(lèi)進(jìn)一步增多。③特點(diǎn)：體積進(jìn)一步減小，功能進(jìn)一步增強(qiáng)，可靠性進(jìn)一步提高；運(yùn)算速度達(dá)到每秒幾百萬(wàn)次；存儲(chǔ)容量進(jìn)一步擴(kuò)大；計(jì)算機(jī)向標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化、通用化與系列化方向發(fā)展。④應(yīng)用范圍：已廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。1.1.3計(jì)算機(jī)的發(fā)展和趨勢(shì)3.計(jì)算機(jī)發(fā)展的4個(gè)階段第四代（1971年至今）——大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路時(shí)代。第四代計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)分別介紹如下：①元器件：采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路；半導(dǎo)體存儲(chǔ)器代替了磁芯存儲(chǔ)器；出現(xiàn)了光盤(pán)、U盤(pán)等存儲(chǔ)設(shè)備。②軟件：操作系統(tǒng)更加完善，種類(lèi)更加齊全，程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言由非結(jié)構(gòu)化向結(jié)構(gòu)化和面向?qū)ο蠓较蜣D(zhuǎn)變。③特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)制造和軟件生產(chǎn)形成產(chǎn)業(yè)化，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化是這個(gè)時(shí)代的一大特征。④應(yīng)用范圍：已經(jīng)普及、深入到各行各業(yè)之中。1.1.4信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1.信息技術(shù)向縱深化和融合化發(fā)展在計(jì)算機(jī)技術(shù)日臻完善、通信技術(shù)普遍數(shù)字化后，信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展正加速融合，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代通信系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)的控制下傳播的自動(dòng)化和高效化，形成了二者相互融合，相互促進(jìn)，呈現(xiàn)融合化發(fā)展的局面。1.1.4信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)2.信息處理向泛在化和云集化發(fā)展習(xí)近平總書(shū)記在黨的二十大報(bào)告中指出，“加快發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合”。新一代信息技術(shù)與各產(chǎn)業(yè)結(jié)合形成數(shù)字化生產(chǎn)力和數(shù)字經(jīng)濟(jì)，是現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系發(fā)展的重要方向。大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新一代數(shù)字技術(shù)是當(dāng)代創(chuàng)新最活躍、應(yīng)用最廣泛、帶動(dòng)力最強(qiáng)的科技領(lǐng)域，給產(chǎn)業(yè)發(fā)展、日常生活、社會(huì)治理帶來(lái)深刻影響。1.1.4信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)3.信息服務(wù)向個(gè)性化和共性化發(fā)展信息技術(shù)的快速進(jìn)展，世界對(duì)信息的需求增長(zhǎng)，信息產(chǎn)品和信息服務(wù)對(duì)于各個(gè)國(guó)家、地區(qū)、企業(yè)、單位、家庭、個(gè)人都不可缺。未來(lái)出現(xiàn)的信息平臺(tái)和終端，都將更加方便、人性化、智能化，與個(gè)人的關(guān)系也將更加密切。信息技術(shù)在全球的廣泛使用，影響著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)效率，已成為經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和社會(huì)生活的基石，信息產(chǎn)業(yè)成為世界各國(guó)，特別是發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)相投資、重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)部門(mén)。1.1.5課后練習(xí)1.近代信息技術(shù)發(fā)展階段的基本特征是（）。A．網(wǎng)絡(luò)B．電傳輸C．文字記載D．光纖2.信息技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了五次重大變革，進(jìn)入現(xiàn)代信息技術(shù)階段的標(biāo)志是（）。A．“信息爆炸”現(xiàn)象的產(chǎn)生B．電話(huà)的普及C．互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)D．電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明3.所謂3C技術(shù)是指（）。A．新材料和新能量B．電子技術(shù)、微電子技術(shù)、激光技術(shù)C．計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)D．信息技術(shù)在人類(lèi)生產(chǎn)和生活中的各種具體應(yīng)用4.第二代電子計(jì)算機(jī)所采用的電子元件是（）。A．繼電器B．晶體管C．電子管D．集成電路5.現(xiàn)代信息技術(shù)包括數(shù)據(jù)獲取技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、（）、數(shù)據(jù)控制技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)和信息展示技術(shù)。A．?dāng)?shù)據(jù)安全技術(shù)B．?dāng)?shù)據(jù)采集技術(shù)C．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)D．?dāng)?shù)據(jù)處理技術(shù)1.2計(jì)算機(jī)硬件組成第1章

信息技術(shù)基礎(chǔ)1.2.1通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.計(jì)算機(jī)硬件基本組成計(jì)算機(jī)硬件是指一些電子的、磁性的、機(jī)械的器件按一定結(jié)構(gòu)組成的設(shè)備，每個(gè)功能部件各盡其職、協(xié)調(diào)工作，缺少其中任何一個(gè)就不能成為完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)硬件由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部分組成。1.2.1通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2.馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)是將程序和數(shù)據(jù)事先存放在外存儲(chǔ)器中，在執(zhí)行時(shí)將程序和數(shù)據(jù)先從外存裝入內(nèi)存中，然后使計(jì)算機(jī)在工作時(shí)自動(dòng)地從內(nèi)存中取出指令并加以執(zhí)行，這就是存儲(chǔ)程序概念的基本原理。1.2.1通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.2.2計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)1.中央處理器中央處理器（CPU）主要由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成，通常集中在一塊芯片上，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心器件。CPU從存儲(chǔ)器取出指令，放入CPU內(nèi)部的指令寄存器，并對(duì)指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作，然后發(fā)出各種控制命令，執(zhí)行微操作系列，從而完成一條指令的執(zhí)行。1.2.2計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)1.中央處理器（1）運(yùn)算器。運(yùn)算器又稱(chēng)算術(shù)邏輯單元(ArithmeticLogicUnit，ALU)，運(yùn)算器是用來(lái)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的元件。（2）控制器。控制器負(fù)責(zé)從存儲(chǔ)器中取出指令、分析指令、確定指令類(lèi)型并對(duì)指令進(jìn)行譯碼，按時(shí)間先后順序負(fù)責(zé)向其他各部件發(fā)出控制信號(hào)，保證各部件協(xié)調(diào)工作。(3)寄存器。寄存器是用來(lái)存放當(dāng)前運(yùn)算所需的各種操作數(shù)、地址信息、中間信息、中間結(jié)果等內(nèi)容的。將數(shù)據(jù)暫時(shí)存于CPU內(nèi)部寄存器中，加快了CPU的操作速度。1.2.2計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序，存儲(chǔ)器分為主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器。（1）主存儲(chǔ)器。主存儲(chǔ)器又稱(chēng)內(nèi)存，CPU可以直接訪(fǎng)問(wèn)它，存取速度可達(dá)6ns,主要存放將要運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)（見(jiàn)圖1-2-4）。1.2.2計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.存儲(chǔ)器（2）輔助存儲(chǔ)器。輔助存儲(chǔ)器屬外部設(shè)備，又稱(chēng)外存，常見(jiàn)的有硬盤(pán)、光盤(pán)、移動(dòng)外存儲(chǔ)器。硬磁盤(pán)存儲(chǔ)器通常簡(jiǎn)稱(chēng)為硬盤(pán)，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置中必不可少的外存儲(chǔ)器（見(jiàn)圖1-2-5）。1.2.2計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.存儲(chǔ)器光盤(pán)存儲(chǔ)器主要包括光盤(pán)、光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(CD-ROM驅(qū)動(dòng)器)和光盤(pán)控制器。目前用于微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的光盤(pán)按照讀/寫(xiě)方式可分為只讀光盤(pán)、一次性刻錄光盤(pán)和可擦寫(xiě)光盤(pán)3類(lèi)，如圖1-2-7所示。目前主要使用的移動(dòng)外存儲(chǔ)器主要有閃存盤(pán)和USB硬盤(pán)，如圖1-2-8所示。1.2.2計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.存儲(chǔ)器（3）存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)。①存儲(chǔ)容量。存儲(chǔ)容量是指每一個(gè)存儲(chǔ)芯片或模塊能夠存儲(chǔ)的二進(jìn)制位數(shù)。常用單位有b(bit,位/比特)、B(Byte,字節(jié))、KB(KiloByte,千字節(jié))、MB(MegaByte,兆字節(jié))、GB(GigaByte,吉字節(jié))、TB(TeraByte,太字節(jié))等。②存取速度。存取速度是指從CPU給出有效的存儲(chǔ)器地址到存儲(chǔ)器輸出有效數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間。內(nèi)存的存取速度通常以ns為單位。內(nèi)存的存取速度關(guān)系著CPU對(duì)內(nèi)存讀/寫(xiě)的時(shí)間，不同型號(hào)規(guī)格的內(nèi)存有不同的速度，如ROM就有27010-20、27010-15等不同的速度。DRAM也有411000-7、411000-6等不同的速度，這些編號(hào)后面的數(shù)字代表存儲(chǔ)的響應(yīng)時(shí)間，即20代表200ns,15代表150ns,7代表70ns,6代表60ns,可以看出RAM的速度比ROM的速度快很多。1.2.2計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)3.輸入/輸出設(shè)備輸入/輸出設(shè)備簡(jiǎn)稱(chēng)I/O設(shè)備，它是外部與計(jì)算機(jī)交換信息的渠道，用戶(hù)通過(guò)輸入設(shè)備將程序、數(shù)據(jù)、操作命令等輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過(guò)輸出設(shè)備將處理的結(jié)果顯示或打印出來(lái)。計(jì)算機(jī)常用的輸入設(shè)備有鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、攝像頭、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等，常用的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、投影儀、聲音輸出設(shè)備等，如圖1-2-9所示。1.2.2計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)4．總線(xiàn)、主板和接口（1）總線(xiàn)：是一組連接各個(gè)部件的公共通信線(xiàn)路，是計(jì)算機(jī)內(nèi)部傳輸指令、數(shù)據(jù)和各種控制信息的高速通道，是計(jì)算機(jī)硬件的一個(gè)重要組成部分。①地址總線(xiàn)。傳輸?shù)氖堑刂沸盘?hào)，一般是單向傳輸。當(dāng)CPU需要訪(fǎng)問(wèn)某個(gè)外設(shè)時(shí)，它向地址總線(xiàn)發(fā)出相應(yīng)外設(shè)的地址信號(hào)，以選擇某個(gè)外設(shè)。②數(shù)據(jù)總線(xiàn)。傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)，一般是雙向傳輸。CPU進(jìn)行“讀”時(shí)，數(shù)據(jù)由外設(shè)流向CPU，當(dāng)CPU進(jìn)行“寫(xiě)”時(shí)，數(shù)據(jù)由CPU流向外設(shè)。③控制總線(xiàn)。有的是CPU向內(nèi)存或外部設(shè)備發(fā)出的信號(hào)；有的是內(nèi)存或外部設(shè)備向CPU發(fā)出的信號(hào)。對(duì)每條控制線(xiàn)而言信號(hào)是單向傳送，但作為整體是雙向的。1.2.2計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)4．總線(xiàn)、主板和接口（2）主板。主板是電腦中各種設(shè)備的連接載體。它提供CPU、各種接口卡、內(nèi)存條和硬盤(pán)、軟驅(qū)、光驅(qū)的插槽，其他的外部設(shè)備也會(huì)通過(guò)主板上的I/O接口連接到計(jì)算機(jī)上。（3）接口。I/O接口是連接主機(jī)和外部設(shè)備之間的邏輯部件，由I/O接口電路、連接器(一般為連接電纜)和接口軟件(即設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序)組成。1.2.2計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)1.指令指令是指計(jì)算機(jī)執(zhí)行特定操作的命令，是程序設(shè)計(jì)的最小語(yǔ)言單位。指令由操作碼+地址碼（或操作數(shù)）構(gòu)成。指令系統(tǒng)是指一臺(tái)計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的全部指令的集合，不同型號(hào)的計(jì)算機(jī)有不同的指令系統(tǒng)，它反映了計(jì)算機(jī)的基本功能和處理能力。1.2.3計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)2.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成1.2.3計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)1.計(jì)算機(jī)的基本組成原理中所述五大部分包括（）。A．CPU、主機(jī)、電源、輸入和輸出設(shè)備B．控制器、運(yùn)算器、高速緩存、輸入和輸出設(shè)備C．CPU、磁盤(pán)、鍵盤(pán)、顯示器和電源D．控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備2.計(jì)算機(jī)斷電或重新啟動(dòng)后，（）中的信息丟失。A．ROMB．RAMC．光盤(pán)D．已存放在硬盤(pán)3.在現(xiàn)代存儲(chǔ)技術(shù)中閃存卡屬于（）技術(shù)。A．刻錄B．移動(dòng)存儲(chǔ)C．網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)D．直接連接存儲(chǔ)4.計(jì)算機(jī)外部輸入設(shè)備中最重要的是（）。A．顯示器和打印機(jī)B．掃描儀和手寫(xiě)輸入板C．鼠標(biāo)器和鍵盤(pán)D．游戲桿和軌跡球5.計(jì)算機(jī)的機(jī)器指令一般由兩部分組成，它們是操作碼和（）。A．時(shí)鐘頻率B．指令長(zhǎng)度碼C．操作數(shù)D．指令頻率1.2.4課后練習(xí)1.3進(jìn)制的轉(zhuǎn)換與表示第1章

信息技術(shù)基礎(chǔ)1.3.1計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)單位1．位（bit）位表示一位二進(jìn)制信息，可存放一個(gè)二進(jìn)制的邏輯“0”或者邏輯“1”，是計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)信息的最小單位。1.3.1計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)單位2．字節(jié)（Byte）字節(jié)是計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)器的一個(gè)存儲(chǔ)單元，由8個(gè)二進(jìn)制位組成。字節(jié)（B）是存儲(chǔ)容量的基本單位，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單位有：bit、Byte、KB、MB、GB、TB、PB、EB、ZB、YB、BB、NB、DB。從Byte開(kāi)始，它們按照進(jìn)率1024（2的十次方）來(lái)計(jì)算。KB：1KB=1024B=210B。MB：1MB=1024KB=1024×1024B=220B。GB：1GB=1024MB=1024×1024KB=1024×1024×1024B=230B。TB：1TB=1024GB=1024×1024MB=1024×1024×1024KB=1024×1024×1024×1024B=240B。1.3.1計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)單位3．字長(zhǎng)（word）計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，一次存取、加工和傳送的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度稱(chēng)為字長(zhǎng)。一個(gè)字通常由一個(gè)或多個(gè)字節(jié)構(gòu)成。計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)決定了CPU一次操作所能處理的數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。由此可見(jiàn)，計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)越長(zhǎng)，其性能越優(yōu)越。1.3.2數(shù)制1．基本概念進(jìn)位制數(shù)碼基數(shù)權(quán)規(guī)則十進(jìn)制0、1、2、3、4、5、6、7、8、91010n逢10進(jìn)1二進(jìn)制0、122n逢2進(jìn)1八進(jìn)制0、1、2、3、4、5、6、788n逢8進(jìn)1十六進(jìn)制0、1、…、9、A、B、C、D、E、F1616n逢16進(jìn)12．按權(quán)展開(kāi)式按權(quán)展開(kāi)式就是將任意進(jìn)制的數(shù)表示成該數(shù)每個(gè)位置上的數(shù)碼乘以該位置上的權(quán)值。任何進(jìn)制的數(shù)都可以按其位權(quán)進(jìn)行展開(kāi)。例如：1.3.2數(shù)制1.3.3數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換1．非十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開(kāi)式就是將任意進(jìn)制的數(shù)表示成該數(shù)每個(gè)位置上的數(shù)碼乘以該位置上的權(quán)值。任何進(jìn)制的數(shù)都可以按其位權(quán)進(jìn)行展開(kāi)。例如：1.3.3數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換2．十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進(jìn)制數(shù)的方法：整數(shù)部分采用除基數(shù)取余法、小數(shù)部分采用乘基數(shù)取整法，分別轉(zhuǎn)換后組合得到。（1）除基數(shù)取余法：逐次除以基數(shù)，每次求得的余數(shù)即為轉(zhuǎn)換后的數(shù)的整數(shù)部分各位的數(shù)碼，直到商為0。（2）乘基數(shù)取整法：逐次乘以基數(shù)，每次乘積的整數(shù)部分即為轉(zhuǎn)換后的數(shù)的小數(shù)各位的數(shù)碼。1.3.3數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換2．十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進(jìn)制數(shù)1.3.3數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換3．二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換（1）二進(jìn)制與八進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)的方法是：將二進(jìn)制數(shù)從小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始分別向左（整數(shù)部分）和向右（小數(shù)部分）每3位分成一組，不足3位時(shí)補(bǔ)0，分別轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)碼中的一個(gè)數(shù)字，然后連接起來(lái)。例如10110.01，按3位分組為010110.010，分別轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)26.2，因此，(10110.01)2=(26.2)8。1位八進(jìn)制數(shù)012345673位二進(jìn)制數(shù)0000010100111001011101111.3.3數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換3．二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換（2）二進(jìn)制與十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)互相轉(zhuǎn)換的方法與上面介紹的二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換方法類(lèi)似，只是十六進(jìn)制數(shù)的1位與二進(jìn)制數(shù)的4位數(shù)相對(duì)應(yīng)。例如，(100101.011)2=00100101.0110=(25.6)16。1位十六進(jìn)制數(shù)012345674位二進(jìn)制數(shù)000000010010001101000101011001111位十六進(jìn)制數(shù)89ABCDEF4位二進(jìn)制數(shù)100010011010101111001101111011111.3.3數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換3．二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換（3）八進(jìn)制與十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。八進(jìn)制與十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換沒(méi)有直接的方法，中間要以二進(jìn)制為過(guò)渡。1.3.4二進(jìn)制的運(yùn)算1．算術(shù)運(yùn)算（1）加法：0+0=01+0=0+1=11+1=10（1為進(jìn)位）（2）減法：0-0=01-0=11-1=00-1=1（借位1）（3）乘法：0×0=00×1=1×0=01×1=1（4）除法：0/1=01/1=11.3.4二進(jìn)制的運(yùn)算2．邏輯運(yùn)算（1）或（“∨”或“+”）：或運(yùn)算中，兩個(gè)邏輯值只要有一個(gè)為1，結(jié)果就為1，否則為0。例如：0∨0=0，0∨1=1，1∨0=1，1∨1=1。（2）與（“∧”或“·”）：與運(yùn)算中，只有兩個(gè)邏輯值都為1時(shí)，結(jié)果才為1，其余都為0。例如：0∧0=0，0∧1=0，1∧0=0，1∧1=1。（3）非（“ˉ”）：非運(yùn)算中，對(duì)每位的邏輯值取反。1.3.5計(jì)算機(jī)信息編碼1．字符數(shù)據(jù)的編碼ASCII碼（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）是美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼的簡(jiǎn)稱(chēng)。每個(gè)ASCII碼占1個(gè)字節(jié)，有7位ASCII碼和8位ASCII碼兩種，7位ASCII碼稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼（規(guī)定最高位為0），8位ASCII碼稱(chēng)為擴(kuò)充ASCII碼。7位二進(jìn)制數(shù)給出了128種不同的組合，表示128個(gè)不同的字符。2．?dāng)?shù)值型數(shù)據(jù)的編碼BCD（Binary-codedDecimal）碼用4位二進(jìn)制數(shù)表示1位十進(jìn)制數(shù)。例如，BCD碼1000001001101001按4位一組分別轉(zhuǎn)換，結(jié)果是十進(jìn)制數(shù)8269。BCD碼中的每4位二進(jìn)制代碼是有權(quán)碼，從左到右按高位到低位權(quán)依次是8、4、2、1。4位BCD碼最小數(shù)是0000，最大數(shù)是1001。1.3.5計(jì)算機(jī)信息編碼3．漢字編碼（1）輸入碼。鍵盤(pán)是計(jì)算機(jī)的主要輸入設(shè)備之一，輸入碼就是用英文鍵盤(pán)輸入漢字時(shí)的編碼。輸入漢字一般有兩種途徑：一是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別漢字，要求計(jì)算機(jī)模擬人的智能；二是由人將相應(yīng)的計(jì)算機(jī)編碼以手動(dòng)方式用鍵盤(pán)輸入計(jì)算機(jī)。前者主要有手寫(xiě)筆、語(yǔ)音識(shí)別和掃描識(shí)別等，后者有區(qū)位碼、全拼、五筆字型、微軟拼音和智能ABC等，它們都屬于外碼。1.3.5計(jì)算機(jī)信息編碼3．漢字編碼（2）國(guó)標(biāo)碼。1980年我國(guó)制定了GB2312—1980標(biāo)準(zhǔn)，頒布了一套用于漢字信息交換的代碼，共收錄漢字6763個(gè)，各種字母符號(hào)682個(gè)，合計(jì)7445個(gè)。其中常用漢字（一級(jí)漢字）3755個(gè)，以拼音為序；二級(jí)漢字3008個(gè)，以偏旁部首為序。規(guī)定每一個(gè)漢字用2字節(jié)來(lái)存放，每個(gè)字節(jié)用7位碼來(lái)表示，在0000000～1111111之間變化。1.3.5計(jì)算機(jī)信息編碼3．漢字編碼（3）區(qū)位碼。在GB2312—1980的編碼方式中，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將漢字和圖形符號(hào)排列在一個(gè)94行94列的二維代碼表中，每?jī)蓚€(gè)字節(jié)分別用兩位十進(jìn)制數(shù)來(lái)編碼，前面那個(gè)字節(jié)的編碼叫區(qū)碼，后面那個(gè)字節(jié)的編碼叫位碼，這就是區(qū)位碼。例如“保”這個(gè)字，它在二維代碼表中位于第17區(qū)第3位，那么其區(qū)位碼就是1703。1.3.5計(jì)算機(jī)信息編碼2．?dāng)?shù)值型數(shù)據(jù)的編碼（4）機(jī)內(nèi)碼。國(guó)標(biāo)碼是漢字信息交換的標(biāo)準(zhǔn)編碼，但是因?yàn)槠鋬蓚€(gè)字節(jié)的最高位規(guī)定成了0，這樣一個(gè)漢字的國(guó)標(biāo)碼就很容易被誤認(rèn)為是兩個(gè)西文字符的ASCII碼。于是，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部也就無(wú)法采用國(guó)標(biāo)碼。對(duì)此可以采用變形后的國(guó)標(biāo)碼，也就是將國(guó)標(biāo)碼的兩個(gè)字節(jié)的高位由兩個(gè)0變成兩個(gè)1，這就成了機(jī)內(nèi)碼。1.3.5計(jì)算機(jī)信息編碼2．?dāng)?shù)值型數(shù)據(jù)的編碼（5）漢字字形碼。漢字信息在計(jì)算機(jī)中采用機(jī)內(nèi)碼，但輸出時(shí)必須轉(zhuǎn)換成字形碼，因此對(duì)每一個(gè)漢字，都要有對(duì)應(yīng)的字的模型儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)，這就是字庫(kù)。它又分為“軟字庫(kù)”和“硬字庫(kù)”兩種。構(gòu)成漢字字形的方法有兩種：向量（矢量）法和點(diǎn)陣法。用點(diǎn)陣表示字形時(shí)，漢字字形碼一般指確定漢字字形的點(diǎn)陣代碼。字形碼也稱(chēng)字模碼，它是漢字的輸出形式。隨著漢字字形點(diǎn)陣和格式的不同，漢字字形碼也不同。常用的字形點(diǎn)陣有16×16點(diǎn)陣、24×24點(diǎn)陣、48×48點(diǎn)陣等。1.3.5計(jì)算機(jī)信息編碼1.下面有關(guān)數(shù)制的說(shuō)法中，不正確的是（）。A．二進(jìn)制數(shù)制僅含數(shù)符0和1B．十進(jìn)制16等于十六進(jìn)制10HC．一個(gè)數(shù)字串的某數(shù)符可能為0，但任一數(shù)位上的“權(quán)”值不可能是0D．常用計(jì)算機(jī)內(nèi)部一切數(shù)據(jù)都是以十進(jìn)制為運(yùn)算單位的2.二進(jìn)制數(shù)10001001011B轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)是（）。A．2090B．1077C．1099D．20773.十六進(jìn)制數(shù)FBH轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)是（）。A．10111111BB．11111100BC．11111011BD．11101100B4.下列漢字輸入法中，唯一沒(méi)有重碼的輸入法是（）。A．微軟拼音輸入法B．五筆字型C．智能ABCD．區(qū)位碼5.若已知某漢字的區(qū)位碼是3222，則它的國(guó)標(biāo)碼是（）。A．4252DB．5242HC．4036HD．5524H1.3.6課后練習(xí)1.4新一代信息技術(shù)第1章

信息技術(shù)基礎(chǔ)1.4.1物聯(lián)網(wǎng)1.物聯(lián)網(wǎng)的定義和基本特征物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings，IoT)是指通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接各種信息傳感設(shè)備，使物體設(shè)備按約定的協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)相連接，物體通過(guò)信息傳播媒介進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)管等功能（見(jiàn)圖1-4-1）。1.4.1物聯(lián)網(wǎng)2.物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)（1）射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）。RFID是一種簡(jiǎn)單的無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)，由一個(gè)閱讀器（或詢(xún)問(wèn)器）和很多應(yīng)標(biāo)簽（或答器）組成。標(biāo)簽由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有擴(kuò)展詞條唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)記目標(biāo)對(duì)象，它通過(guò)天線(xiàn)將射頻信息傳遞給閱讀器，閱讀器就是讀取信息的設(shè)備。RFID技術(shù)賦予了物聯(lián)網(wǎng)一個(gè)“可跟蹤性”的特性（如圖1-4-2所示）。1.4.1物聯(lián)網(wǎng)2.物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)（2）微機(jī)電系統(tǒng)。微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-MechanicalSystems）由微傳感器、微執(zhí)行器、信號(hào)處理和控制電路、通訊接口和電源等部件組成的一體化的微型器件系統(tǒng)（如圖1-4-3所示）。其目標(biāo)是把信息的獲取、處理和執(zhí)行集成在一起，組成具有多功能的微型系統(tǒng)，集成于大尺寸系統(tǒng)中，從而大幅度地提高系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化和可靠性水平。1.4.1物聯(lián)網(wǎng)2.物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)（3）M2M系統(tǒng)框架。M2M是Machine-to-Machine/Man的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種以機(jī)器終端智能交互為核心的、網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用與服務(wù)。M2M技術(shù)涉及5個(gè)重要的技術(shù)部分：機(jī)器、M2M硬件、通信網(wǎng)絡(luò)、中間件、應(yīng)用。基于云計(jì)算平臺(tái)和智能網(wǎng)絡(luò)，可以依據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行決策，改變對(duì)象的行為進(jìn)行控制和反饋（見(jiàn)圖1-4-4）。1.4.1物聯(lián)網(wǎng)3.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景（1）智能停車(chē)場(chǎng)。當(dāng)該車(chē)輛駛?cè)牖螂x開(kāi)天線(xiàn)通信區(qū)時(shí)，天線(xiàn)以微波通訊的方式與電子識(shí)別卡進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換，從電子車(chē)卡上讀取車(chē)輛的相關(guān)信息，在司機(jī)卡上讀取司機(jī)的相關(guān)信息，自動(dòng)識(shí)別電子車(chē)卡和司機(jī)卡，并判斷車(chē)卡是否有效和司機(jī)卡的合法性，核對(duì)車(chē)道控制電腦顯示與該電子車(chē)卡和司機(jī)卡一一對(duì)應(yīng)的車(chē)牌號(hào)碼及駕駛員等資料信息；車(chē)道控制電腦自動(dòng)將通過(guò)時(shí)間、車(chē)輛和駕駛員的有關(guān)信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，車(chē)道控制電腦根據(jù)讀到的數(shù)據(jù)判斷是正?？ā⑽词跈?quán)卡、無(wú)卡還是非法卡，據(jù)此作出相應(yīng)的回應(yīng)和提示，如圖1-4-5所示。1.4.1物聯(lián)網(wǎng)3.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景（2）智能穿戴設(shè)備。智能穿戴設(shè)備（如圖1-4-6所示）不僅僅是一種硬件設(shè)備，更是通過(guò)軟件支持以及數(shù)據(jù)交互、云端交互來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能，可穿戴設(shè)備將會(huì)對(duì)我們的生活、感知帶來(lái)很大的轉(zhuǎn)變。如果家中老人戴上嵌入智能傳感器的手表，那即使在外地的子女也可以隨時(shí)通過(guò)手機(jī)查詢(xún)父母的血壓、心跳是否穩(wěn)定。1.4.1物聯(lián)網(wǎng)3.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景（3）智能家居。智能家居是指手機(jī)端控制中心與家居產(chǎn)品之間通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)連接實(shí)現(xiàn)智能家庭化的方案。無(wú)論是智能家居、智能廚房還是智能客廳，智能家居是人工智能的一個(gè)重要應(yīng)用場(chǎng)景。通過(guò)使用人工智能技術(shù)，家庭設(shè)備可以自動(dòng)連接和管理。例如，攝像頭可以通過(guò)語(yǔ)音命令控制，智能音響可以自動(dòng)播放個(gè)性化音樂(lè)或設(shè)置鬧鐘，智能燈具可以自動(dòng)識(shí)別陽(yáng)光和室內(nèi)光照強(qiáng)度并調(diào)整適宜的亮度。1.4.2云計(jì)算1.定義云計(jì)算其實(shí)就是一種分布式計(jì)算，是指通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（多指因特網(wǎng)）形成的計(jì)算能力極強(qiáng)的系統(tǒng)，可存儲(chǔ)、集合相關(guān)資源并可按需配置，向用戶(hù)提供個(gè)性化服務(wù)。1.4.2云計(jì)算2.起源與發(fā)展1956年，英國(guó)學(xué)者克里斯托弗·斯特雷奇發(fā)表了一篇有關(guān)虛擬化的論文，正式提出了虛擬化的概念。虛擬化是今天云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)的核心，是云計(jì)算發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，逐漸孕育了云計(jì)算的萌芽。在2006年8月，谷歌首席執(zhí)行官埃里克·施密特在搜索引擎大會(huì)（SESSanJose2006）首次提出“云計(jì)算”（CloudComputing）的概念。這是云計(jì)算發(fā)展史上第一次正式地提出這一概念，有著巨大的歷史意義。在2008年，微軟發(fā)布其公共云計(jì)算平臺(tái)（WindowsAzurePlatform），由此拉開(kāi)了微軟的云計(jì)算大幕。2008年阿里云起步，籌建一套能管控服務(wù)器集群的超級(jí)系統(tǒng)，次年著手自研云操作系統(tǒng)“飛天”。幾年后，華為、騰訊等也跟進(jìn)進(jìn)入云計(jì)算領(lǐng)域（見(jiàn)圖1-4-8）。1.4.2云計(jì)算3.云計(jì)算優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)第一，虛擬化技術(shù)。虛擬化突破了時(shí)間、空間的界限，是云計(jì)算最為顯著的特點(diǎn)，虛擬化技術(shù)包括應(yīng)用虛擬和資源虛擬兩種。第二，動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展。云計(jì)算具有高效的運(yùn)算能力，在原有服務(wù)器基礎(chǔ)上增加云計(jì)算功能能夠使計(jì)算速度迅速提高，最終實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展虛擬化的層次，達(dá)到對(duì)應(yīng)用進(jìn)行擴(kuò)展的目的。第三，按需部署。計(jì)算機(jī)包含了許多應(yīng)用、程序軟件等，不同的應(yīng)用對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)資源庫(kù)不同，所以用戶(hù)運(yùn)行不同的應(yīng)用需要較強(qiáng)的計(jì)算能力對(duì)資源進(jìn)行部署，而云計(jì)算平臺(tái)能夠根據(jù)用戶(hù)的需求快速配備計(jì)算能力及資源。第四，靈活性高。虛擬化要素統(tǒng)一放在云系統(tǒng)資源虛擬池當(dāng)中進(jìn)行管理，而云計(jì)算所具有的強(qiáng)兼容性，不僅可以兼容低配置機(jī)器、不同廠(chǎng)商的硬件產(chǎn)品，還可外設(shè)以獲得更高性能計(jì)算。1.4.2云計(jì)算3.云計(jì)算優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)第五，可靠性高。即使出現(xiàn)單點(diǎn)服務(wù)器故障也不會(huì)影響計(jì)算與應(yīng)用的正常運(yùn)行。因?yàn)閱吸c(diǎn)服務(wù)器出現(xiàn)故障可以通過(guò)虛擬化技術(shù)將分布在不同物理服務(wù)器上面的應(yīng)用進(jìn)行恢復(fù)，或利用動(dòng)態(tài)擴(kuò)展功能部署新的服務(wù)器進(jìn)行計(jì)算。第六，性?xún)r(jià)比高。將資源放在虛擬資源池中統(tǒng)一管理在一定程度上優(yōu)化了物理資源，通過(guò)選擇相對(duì)廉價(jià)的PC組成云，一方面可以減少費(fèi)用，另一方面所具有的計(jì)算性能不遜于大型主機(jī)。第七，可擴(kuò)展性。用戶(hù)可以利用應(yīng)用軟件的快速部署條件，更簡(jiǎn)單快捷地將自身所需的已有業(yè)務(wù)以及新業(yè)務(wù)進(jìn)行擴(kuò)展。如，計(jì)算機(jī)云計(jì)算系統(tǒng)中出現(xiàn)的設(shè)備故障，對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，無(wú)論是在計(jì)算機(jī)層面上，或是在具體運(yùn)用上均不會(huì)受到阻礙，可以利用計(jì)算機(jī)云計(jì)算具有的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展功能來(lái)對(duì)其他服務(wù)器開(kāi)展有效擴(kuò)展。這樣一來(lái)就能夠確保任務(wù)得以有序完成。在對(duì)虛擬化資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的情況下，同時(shí)能夠高效擴(kuò)展應(yīng)用，提高計(jì)算機(jī)云計(jì)算的操作水平。1.4.3大數(shù)據(jù)1.大數(shù)據(jù)的定義、特點(diǎn)和作用大數(shù)據(jù)（bigdata）是指無(wú)法在一定時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長(zhǎng)率和多樣化的信息資產(chǎn)。大數(shù)據(jù)的作用主要有：①對(duì)大數(shù)據(jù)的處理分析成為新一代信息技術(shù)融合應(yīng)用的結(jié)點(diǎn)；②大數(shù)據(jù)是信息產(chǎn)業(yè)持續(xù)高速增長(zhǎng)的新引擎；③大數(shù)據(jù)利用將成為提高核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素；④大數(shù)據(jù)時(shí)代科學(xué)研究的方法手段將發(fā)生重大改變。1.4.3大數(shù)據(jù)2.大數(shù)據(jù)技術(shù)與云計(jì)算大數(shù)據(jù)技術(shù)的意義不在于掌握龐大的數(shù)據(jù)信息，而在于對(duì)這些含有意義的數(shù)據(jù)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化處理。換而言之，如果把大數(shù)據(jù)比作一種產(chǎn)業(yè)，那么這種產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)盈利的關(guān)鍵，在于提高對(duì)數(shù)據(jù)的“加工能力”，通過(guò)“加工”實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的“增值”。從技術(shù)上看，大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的關(guān)系就像一枚硬幣的正反面一樣密不可分。大數(shù)據(jù)必然無(wú)法用單臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行處理，而是必須依托云計(jì)算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和云存儲(chǔ)、虛擬化技術(shù)對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)挖掘。1.4.3大數(shù)據(jù)3.大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)所面臨的問(wèn)題（1）容量問(wèn)題。這里所說(shuō)的“大容量”通?？蛇_(dá)到PB級(jí)的數(shù)據(jù)規(guī)模，因此，海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)也一定要有相應(yīng)等級(jí)的擴(kuò)展能力。與此同時(shí)，存儲(chǔ)系統(tǒng)的擴(kuò)展要盡量簡(jiǎn)便，最好可以通過(guò)增加模塊或磁盤(pán)柜來(lái)增加容量，甚至不需要停機(jī)。（2）延遲問(wèn)題?！按髷?shù)據(jù)”應(yīng)用還存在實(shí)時(shí)性問(wèn)題。這就要求存儲(chǔ)系統(tǒng)必須要保持較高的響應(yīng)速度。（3）安全問(wèn)題。某些特殊行業(yè)的應(yīng)用，比如金融數(shù)據(jù)、醫(yī)療信息以及政府情報(bào)等都有自己的安全標(biāo)準(zhǔn)和保密需求，因此大數(shù)據(jù)應(yīng)用也催生出一些新的、需要考慮的安全問(wèn)題。（4）成本問(wèn)題。對(duì)于使用大數(shù)據(jù)環(huán)境的企業(yè)來(lái)說(shuō)，成本控制是關(guān)鍵問(wèn)題。這意味著要讓每一臺(tái)設(shè)備都要實(shí)現(xiàn)更高的效率，同時(shí)還要盡量減少昂貴的設(shè)備部件。目前，重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)、自動(dòng)精簡(jiǎn)配置、快照和克隆技術(shù)的使用可以有效提升存儲(chǔ)的效率。1.4.3大數(shù)據(jù)3.大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)所面臨的問(wèn)題（5）數(shù)據(jù)的積累。許多大數(shù)據(jù)應(yīng)用都會(huì)涉及法規(guī)遵從問(wèn)題，這些法規(guī)通常要求數(shù)據(jù)要保存幾年或者幾十年，要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)保存，就要求存儲(chǔ)廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)出能夠持續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)一致性檢測(cè)的功能及其他保證長(zhǎng)期高可用的特性。（6）靈活性。大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模通常都很大，一旦開(kāi)始投入使用就很難再調(diào)整了，因此要保證存儲(chǔ)系統(tǒng)的靈活性，使其能夠隨著應(yīng)用分析軟件一起擴(kuò)容及擴(kuò)展。1.4.3大數(shù)據(jù)4.大數(shù)據(jù)應(yīng)用大數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域有：金融行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、通信行業(yè)、零售業(yè)等。1.4.4移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)1.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的定義和特點(diǎn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是指互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)、平臺(tái)、商業(yè)模式和應(yīng)用與移動(dòng)通信技術(shù)結(jié)合并實(shí)踐的活動(dòng)的總稱(chēng)。其工作原理為用戶(hù)端通過(guò)移動(dòng)終端來(lái)對(duì)因特網(wǎng)上的信息進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，并獲取一些所需要的信息，人們可以享受一系列的信息服務(wù)帶來(lái)的便利（如圖1-4-9所示）。截至2023年7月底，中國(guó)累計(jì)建成5G基站305.5萬(wàn)個(gè)，占移動(dòng)基站總數(shù)的26.9%。中國(guó)5G移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)達(dá)6.95億戶(hù)，占移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)總數(shù)的40.6%；千兆寬帶接入用戶(hù)達(dá)1.34億戶(hù)，占用戶(hù)總數(shù)的21.7%。1.4.4移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)1.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的定義和特點(diǎn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：第一，終端移動(dòng)性。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)使得用戶(hù)可以在移動(dòng)狀態(tài)下接入和使用互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，移動(dòng)的終端便于用戶(hù)隨身攜帶和隨時(shí)使用。第二，業(yè)務(wù)使用的私密性。在使用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)時(shí)，所使用的內(nèi)容和服務(wù)更私密，如手機(jī)支付業(yè)務(wù)等。第三，終端和網(wǎng)絡(luò)的局限性。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)在便攜的同時(shí)，也受到了來(lái)自網(wǎng)絡(luò)能力和終端能力的限制。第四，業(yè)務(wù)與終端、網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性。由于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)受到了網(wǎng)絡(luò)及終端能力的限制，因此，其業(yè)務(wù)內(nèi)容和形式也需要適合特定的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)規(guī)格和終端類(lèi)型。1.4.4移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)2.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)總體上分成三大部分，分別是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端技術(shù)包括硬件設(shè)備的設(shè)計(jì)和智能操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)技術(shù)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)包括通信標(biāo)準(zhǔn)與各種協(xié)議、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和中段距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)包括服務(wù)器端技術(shù)、瀏覽器技術(shù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)。1.4.4移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)3.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景十分豐富，深入到工作、生產(chǎn)、生活的方方面面。電子閱讀是指利用移動(dòng)智能終端閱讀小說(shuō)、電子書(shū)、報(bào)紙、期刊等的應(yīng)用。電子閱讀區(qū)別于傳統(tǒng)目前的醫(yī)療行業(yè)利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)推出了很多便民化服務(wù)，比如在線(xiàn)就醫(yī)、在線(xiàn)預(yù)約、遠(yuǎn)程醫(yī)療合作在線(xiàn)支付等方面。移動(dòng)電子商務(wù)可以為用戶(hù)隨時(shí)隨地提供所需的服務(wù)、應(yīng)用、信息和娛樂(lè)，利用手機(jī)終端方便便捷地選擇及購(gòu)買(mǎi)商品和服務(wù)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）通過(guò)電腦技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到了同一個(gè)畫(huà)面，或在同一個(gè)空間同時(shí)存在。1.4.5人工智能1.人工智能的定義人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是智能學(xué)科重要的組成部分，它試圖生產(chǎn)出一種新的能以人類(lèi)智能相似的方式做出反