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专题二 认识信息系统
（1）了解信息系统组成；
（2）了解二进制、八进制、十六进制的基本概念和特点；了解二进制、十进制整数的转换方法；
（3）了解存储单位的基本概念，掌握位、字节、字、KB、MB、GB、TB的换算关系；
（4）了解ASCII码的基本概念；了解汉字的编码。
考纲要求
一．信息系统的组成
（一）信息系统应用实例：
1.旅游景区票务管理系统
图1-2-1 景区票务管理系统 组成
一．信息系统的组成
2.车站票务系统
图1-2-2 车站票务系统组成结构示意图
一．信息系统的组成
4. 生活中信息系统
电子支付、校园一卡通、网络学习系统、云办公、滴滴出行、网上订餐等系统、各种管理信息系统（图书管理系统、课程管理系统、人事系统等）、事物处理系统、决策支持系统、专家系统等。
（二）什么是信息系统
1.定义 信息系统是由计算机硬件、计算机软件、网络和通信设备、信息资源、信息用户和规章制度组成的以处理信息为目的的人机一体化系统。信息系统以人为主导，以计算机技术和网络技术为基础，加工处理的对象是数据，因此信息系统的组成应包括：人、硬件和软件、数据和通信方式。
2.信息系统功能 不同信息系统的规模、功能各异，但其工作原理和和基本组成要素大体相同，信息系统有五个基本功能，即对信息的输入、存储、处理、输出和控制。
3.信息系统组成
表1-2-1 信息系统组成要素
要素 包含的主要内容
硬件 计算机、移动终端、输入和输出设备、网络通信设备等
软件 包括系统软件和应用软件
通信网络设备 服务器、网卡、传输介质、Modem、交换机和路由器等
信息资源 文档、数据、图形图像、音视频等
二．数制及其转换
数制即计数方法，是用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。比如60秒为1分钟，60分钟为1小时，计时通常采用 60 进制。在计算机中常用的数制有二进制、八进制、十进制、十六进制，其中计算机内部能直接识别的数制是二进制。
问题思考：
1.什么是数制呢？
2.列举生活中用到的数制。
（一）数制相关概念
1.数字相关概念
（1）数码。数制中表示基本数值大小的不同数字符号。十进制的数码为0、1、2、…9共十个；二进制的数码为0、1共两个；八进制的数码为0、1、2、3、4、5、6、7共八个；十六进制的数码为0、1、2、3…9，A、B、C、D、E、F（a、b、c、d、e）共十六个，其中A～F分别代表十进制数10～15。
二．数制及其转换
（2）基数。基数即数制所使用的数码个数。二进制的基数为2；十进制的基数为10；八进制的基数为8；十六进制的基数为16。
（3）位权。数制中每一固定位置对应的单位值称为位权。对于多位数，处在某一位上的“1”所表示的数值的大小，称为该位的位权。例如十进制第2位的位权为10，第3位的位权为100。对于N进制数，整数部分第i位的位权为N(i-1)。
2.常见数制的表示法及计算规则
（1）十进制数
①表示法。十进制数用D表示，如十进制数15，可表示为15D，（15）D或（15）10。
②计算规则。进位规则是“逢十进一”，借位规则是“借一当十”。
表1-2-2 十进制数、二进制数与十六进制数
十进制数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
二进制数 0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
十六进制数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
二．数制及其转换
（2）二进制数
①表示法。二进制数用B表示，如二进制数110，可表示为110B，（110）B或（110）2；
②计算规则 进位规则是“逢二进一”，借位规则是“借一当二”。
③特点 计算机内部采用二进数，是因为二进制数具有以下特点：
只有两个状态，易于实现，硬件成本低；两个状态的系统具有稳定性；运算规则简单；可进行逻辑运算。
（3）八进制数
①表示法 八进制数用O表示，如八进制数15，可表示为15O，（15）O或（15）8；
②计算规则 进位规则是“逢八进一”，借位规则是“借一当八”。
（4）十六进制
①表示法 十六进制数用H表示，如十六进制数15，可表示为15H，（15）H或（15）16；
②计算规则 进位规则是“逢十六进一”，借位规则是“借一当十六”。
二．数制及其转换
（二）二进制数与十进制数的相互转换（整数部分）
1．二进制化为十进制（整数部分）
方法是：写出按权展开式求和，即将各位数码乘以各位的位权相加，求出总和。二进制数各位的位权是2n-1，n是从右边第一位开始的位数。
第n位 …… 第5位 第4位 第3位 第2位 第1位
位权 2n-1 …… 24 23 22 21 20
例1：求二进数（1101）2对应的十进制数是多少？
计算方法：1×20+0×21+1×22+1×23=1+0+4+8=13
例2：求二进数（1011）2对应的十进制数是多少？
计算方法：1×20+1×21+0×22+1×23=1+2+0+8=11
【小练习】
请同学们分别计算以下各小题的二进数化为十进数分别是多少？
（1）1110 （2）10111 （3）111101
二．数制及其转换
2.十进制数化为二进制数（整数部分）
方法是：除2取余法（辗转相除），将欲转化的数反复除以2，每次取出余数，商作为下次的被除数，直至被除数为0停止，最后将余数按从由下往上的顺序写出来即可。例如：将十进制数35化为二进制数是多少呢？（答案是：100011），计算过程如下图1-2-3所示。
小练习
请同学们分别计算以下各小题的十进数化为二进数分别是多少？
（1）15 （2）29 （3）35
图1-2-3
二．数制及其转换
（三）二进制数与八、十六进制数的相互转换（整数部分）
1.二进制数化为八、十六进制数
3位二制数化为一位八进制数，4位二制数化为一位十六进制数。
（1）二进制数化为八进制数的方法：从右边往左边三位归一组（最左边若不足三位左补0），把每组的三位二制数按权相加求和即可。如将（10010110）2化为八进制数的方法如下：
（10010110）2→010，010，110→2，2，6→（226）8
（2）二进制数化为十六进制数的方法：从右边往左边四位归一组（最左边若不足四位左补0），把每组的四位二制数按权相加求和，将和用十六进制数码表示即可。如将（1110011110）2化为十六进制数的方法如下：
（1110011110）2→0011，1001，1110→3，9，14→（39E）16
特别说明 “二进制与八进、十六进制相互转换”学业水平考试不做重点要求，供参加一级考试的同学参考！
二．数制及其转换
2.将八、十六进制数化为二进制数
1位八进制数拆分成3位二进制数，1位十六进制数拆分成4位二进制数。
（1）八进制数化为二进制数的方法：从右边开始，每位八进制数通过除2取余法，化为三位二进制数，若不足三位最左边补零。如将（357）8化为二进制数的方法如下。
（357）8→3，5，7→011，101，111→（011101111）2
（2）十六进制数化为二进制数的方法：从右边开始，每位十六进制数先用十进制数表示，再通过除2取余法，化为四位二进制数，若不足四位最左边补零。如将（7DC）16化为二进制数的方法如下。
（7DC）16 → 7，D，C → 7，13，12 → 0111，1101，1100
→ （011111011100）2
【小练习】 （1）（1111101）2＝（ ）8
（2）（263）8＝（ ）2
（3）（10110111111）2＝ （ ）16
（4）（A6C）16＝（ ）2
答案：（1）175 （2）010110011 （3）5BF （4）101001101100
三．信息的存储单位
1.位
位是计算机中存储信息的最小单位。一个二进制数0或1就表示一个位，位称为“比特”（bit），某些场合也用b表示，如网络带宽速度单位是b/s表示位/秒。
2.字节
存储信息最基本的单位是字节（Byte，简记为B），1B=8bit，比如字母“A”在计算机内部的代码是“0100 0001”相当于一个字节，存储一个半角字母、数字、符号的ASCII码用一个字节，而存储一个汉字的机内码或国标码需用两个字节。
3.其他单位
比字节大的单位还有：KB、MB、GB、TB、PB、EB、ZB等，分别读作千字节、兆字节、吉字节、太字节、拍字节、艾字节、泽字节，它们的换算关系如下：
1KB=210B=1024B
1MB=220B=10242B=1024KB
1GB=230B=10243B=1024MB
1TB=240B=10244B=1024GB
1PB=1024TB,1EB=1024PB，1ZB=1024EB
三．信息的存储单位
我们在使用信息技术设备时，经常需要查询与计算存储容量。例如，数码相机的存储卡能存储多少张相片，手机的内存卡可以存储多少部高清影片，一张光盘能存储多少个汉字等。
例1：有一个容量为1TB大小的U盘可以存放每部大小为1GB的电影共几部？
计算方法：1024GB÷1GB＝1024部。
例2：一张剩余容量为1GB的U盘能存储多少个汉字？
计算方法：1×1024×1024×1024B÷2B≈5亿个汉字
【实践体验】 请同学们查询一下自己计算机、手机，了解设备的总存储容量和剩余存储容量。并计算剩余存储容量可以存储大约多少个汉字，大约多少部高清影片(一部高清影片的存储容量约为4GB)。
三．信息的存储单位
要查询存储容量，可以通过查看存储设备的信息，了解其总容量、已使用的容量、剩余容量等，如图1-2-4和图1-2-5所示。
图1-2-4电脑上查看存储信息
图1-2-5手机上查看存储信息
我们通常要利用计算机处理大量的字符、汉字等非数值型数据，而计算机内部又只能识别和处理二进制表示的数据，所以，在计算机中各种字符、汉字必须用二进制编码表示。通常在计算机中，字符编码采用ASCII码，十进制数编码采用BCD码，汉字编码采用机内码。
1．ASCII码
ASCII码是美国标准信息交换代码的简称，该编码已被国际标准化组织采纳，作为国际通用信息交换标准代码。ASCII码是用一个字节，最高位固定置0，相当于用7位的二进制数表示一个字符，总共可表示27=128个不同的字符。每当用户从键盘上输入字符时，计算机会自动将其转换成ASCII码形式再输入主机。在机器内部ASCII码是用二进制数表示，而为了书写方便，也可以将ASCII码化为大小相等的十进制数或其它进制。如，字母“A”的二进制ASCII码是01000001，化为十进制为65，化为十六制为41H。
常见字符的十进制 ASCII码如表1-2-3所示。
四．信息的编码
四．信息的编码
标点符号 ASCII码 数字 ASCII码 大写字母 ASCII码 小写字母
ASCII码
空格 32 0 48 A 65 a 97
! 33 1 49 B 66 b 98
” 34 2 50 C 67 c 99
# 35 3 51 D 68 d 100
…… …… …… …… …… …… …… ……
/ 47 9 57 Z 90 z 122
字符ASCII码值大小的规律性：
①常见字符ASCII码大小的比较：标点符号<数字<大写字母<小写字母，如：空格<“0”<…“9”<“A”<…“Z”<“a”<… <“z”。
②同一字母小写的ASCII码比大写的ASCII码大32，如小写字母“a”的ASCII码比大写字母“A”的ASCII码大32。
表1-2-3 常见字符ASCCI码表（部分字符）
四．信息的编码
2．汉字的编码
汉字在计算机内部也是采用二进制编码。汉字的编码比较多，在计算机处理汉字的不同环节，采用的编码方式也有所不同，汉字的编码主要分为：输入码（外码）、机内码（内码）、国标码（交换码）、字形码（输出码）。
（1）输入码
键盘输入是最常用的一种汉字输入法，从键盘输入汉字的编码方法有：音码、形码、音形结合码，如搜狗拼音输入法采用音码，五笔字型输入法采用形码，万能五笔、自然码属于音形结合码。五笔字型输入码重码率比较低。
（2）机内码
机内码是计算机内部存储、传输和加工处理汉字所使用的编码，一般用两个字节表示一个汉字。不管采用什么方法输入汉字，其机内码都相同。
（3）国标码
国标码是我国于1980年颁发的国家标准（GB2312）汉字编码方案，国标码是一种汉字信息交换码，用于不同系统之间相互交换汉字信息。汉字国标码包含最常用的6763个汉字和682个非汉字图形符号，其中汉字分为两级：第一级按拼音字母顺序排列，共3755个汉字；第二级按部首顺序排列，共3008个汉字。大陆使用的区位码及港澳台使用的大五码BG5都属于国标码范畴。
一个汉字的国标码占用2个字节，将国标码转化为机内码，只要将每个字节最高位的0用1表示，其它位不变即可；相反的，将机内码转化为国标码，只要将每个字节最高位的1用0表示，其它位不变即可。
四．信息的编码
*（４）区位码。
　　区位码是我国使用的汉字和字符的统一标准代码，区位码是一个四位的十进制数，它的前两位叫做区码，后两位叫做位码，如“万”的区位码是4582，每个汉字或符号都有一个唯一的区位码。区位码可以作为汉字的输入法，它是唯一没有重码的输入法。
【特别说明】区位码转国际码属于了解性内容，供参加一级考试的同学参考。
区位码转国标码需要两个步骤：①分别将区号、位号转换成十六进制数；②分别将区号、位号各+20H（区位码+2020H=国标码）。如将区位码1551转公化为国标码是多少？分析：区号15转换成十六进制为F，位号51转换成十六进制为33，分别+20H，即得到2F53H。
汉字 输入码（拼音） 国标码 机内码 区位码
幸 xing 0101000001010010 0101000001010010 4850
福 fu 0011100000100011 1011100000100011 2403
表1-2-4 汉字编码示例
（5）字形码
字形码是汉字的输出码，输出汉字时采用图形方式。汉字在显示或打印时，虽有不同的字体字形，但每个汉字都可以看作一个方块，即由M行N列组成的点阵。每个点可以是黑点（用1表示）或白点（用0表示），一组黑点序列就组成了汉字的笔画，如下图所示。用点阵绘出的汉字字形就称为汉字字形码。
四．信息的编码
比如用16×16点阵表示一个汉字，该字形码共有16×16个位，将其转换成用字节表示，该汉字字形码就要32个字节，计算方法是：16×16÷8=32（B）。所有的汉字字形码就组成了汉字字库。
算一算：
1.存储10个24×24点阵的汉字字型码需要占用多大的存储空间？
2.存储10个72×72点阵的汉字字型码需要占用多大的存储空间？
图1-2-6 汉字点阵
四．信息的编码
条形码与二维码
『知识扩展』
（1）条形码。条形码即一维条码，它是将宽度不等的多个黑条和白条，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符，如图1-2-7所示。条形码可以标出物品的名称、生产国、制作商 、生产日期，图书分类号，邮件起止地址等，因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到广泛的应用。条形码识别器是专门用于扫描、识读条形码的设备，是一种光阅读设备，它将收集到的数据输入到计算机系统进行处理。条形码的使用可以使信息的检索更加快捷和安全。
图1-2-7 条形码
图1-2-8二维码
四．信息的编码
（2）二维码。二维码即二维条码，它是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的，如图1-2-8所示。一维码只能由字母和数字组成，而二维码能存储汉字、数字、图片、网站链接等更为复杂的信息。利用图像输入设备或光电扫描设备扫描二维码，通过识别条码的长度和宽度中记载的二进制比特流可获取其中所包含的信息。二维码可以存储在手机、电脑中，也可以印刷在报纸、广告、杂志、图书、名片和商品包装盒等多种载体上，用户通过智能设备的摄像头扫描二维码，可以快速便捷地支付、浏览网页、下载数据、获取优惠劵、了解产品信息等。
（3）体验制作二维码。
打开二维码在线生成器，网址https://cli.im/text，尝试制作一个班级微信群二维码，文字内容为“请扫码进入**班级群”，并选择一张图片作为LoGo图标。
课堂练习
1．信息系统的组成包括（ ）。
A．计算机软件和硬件 B．信息资源和信息用户
C．网络与通信设备 D．以上都是
2．表示一个二进制数，通过是在数的末尾加字母（ ）。
A．B B．D C．O D．H
3．以下分别属于二进制、八进制、十六进制数的是（ ）。
A．11，87，9A B．12，56，49
C．10，57，9B D．11，79，3C
4．以下二进制数中最大的一个是（ ）。
A．1110 B．1111 C．1011 D．1101
5．将二进制数（1101）2化为十进制数等于（ ）。
A．10 B．11 C．12 D．13
6．与十进制数12等值的二进制数是（ ）。
A．1110 B．1011 C．1100 D．1111
课堂练习
7．以下各种进制的数中，最大的一个是（ ）。
A．（1101）8 B．（1101）2 C．（1101）16 D．（1101）10
8．计算机存储信息的最小单位是（ ）。
A．字节 B．位 C．千字节 D．字长
9．计算机存储信息的基本单位是（ ）。
A．bit B．KB C．字长 D．B
10．目前，存储信息的最大单位是（ ）。
A．KB B．TB C．MB D．GB
11．1TB的准确值是（ ）。
A．4×1000B B．4×1024B
C．1024GB D．1024×1024×1024 Bytes
12．以下关于存储容量单位大小关系的比较中，正确的是（ ）。
A．1 TB>1 MB>1 KB B．1 GB>1 MB>1 TB
C．1 GB>1 TB>1 MB D．1 MB>1 KB>1 TB
13．在计算机中，英文字符及标点符号的编码采用（ ）。
A．BCD码 B．区位码 C．ASCII码 D．拼音码
课堂练习
14．7位ASCII码所能表示的字符个数是（ ）。
A．64 B．128 C．256 D．1024
15．不同字符ASCII码大小的比较正确的一项是（ ）。
A．216．若字母“E”的ASCII码为69，那么字母“B”的ASCII码为（ ）。
A．66 B．67 C．68 D．72
17．存储1000个英文字符占用的存储空间大约是（ ）。
A．1MB B．1KB C．500B D．2KB
18．某同学通过键入“xingfu”字母输入“幸福”两个汉字，则编码“xingfu”属于（ ）。
A．汉字国标码 B．汉字字型码
C．汉字机内码 D．汉字输入码
19．存储一个汉字的国标码和机内码分别需要占用的字节数是（ ）。
A．1，1 B．2，2 C．1，2 D．2，1
20．要存储10个16×16点阵的汉字字形码，需要占用的存储空间是（ ）。
A．160 B B．1280 B C．320 B D．2560 B
参考答案
题号 答案 题号 答案 题号 答案 题号 答案 题号 答案
1 D 2 A 3 C 4 B 5 D
6 C 7 C 8 B 9 D 10 B
11 C 12 A 13 C 14 B 15 A
16 A 17 B 18 D 19 B 20 C

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