资源简介

(共50张PPT)
项目1 信息技术概述
CONTENTS
目录
01
任务1.1 认识信息技术
02
任务1.2 探索计算机系统
03
任务1.3 数据的表示、存储和处理
思政目标：培养信息技术素养
信息技术影响
探讨信息技术对社会、经济、文化的影响，培养批判性思维与创新力。
计算机系统认知
理解计算机硬件与软件系统结构，提升硬件软件认知水平。
数据转换技能
掌握数据格式与编码知识，增强数据分析及问题解决能力。
学习目标：计算机基础概览
信息技术概念
阐述信息技术的基本定义，发展历程及在现代社会中的重要性。
硬件系统组成
描述计算机硬件系统的各个组成部分及其主要性能指标。
数据存储单位
解释数据的存储单位，如字节、千字节等，并掌握二进制、十进制之间的转换方法。
项目描述
信息技术影响
推动全球化，改变工作生活，从PC到手机，云与大数据分析，覆盖社会各领域。
项目核心
涵盖IT知识，计算机系统，数据表示存储处理，理解现代世界，提升个人能力，培养未来劳动力。
认识信息技术
任务1.1
任务1.1 认识信息技术
一切涉及信息的生产、处理、流通，以及扩展人类信息器官功能相关的技术，都属于信息技术
1.1.1 信息技术的概念
信息技术利用计算机与通信技术处理信息，扩展人类能力，整合电子与激光技术。
1.1.2 信息技术的发展
信息技术的发展经历了五个阶段：语言和符号阶段、文字阶段、印刷阶段、电信阶段和计算机及网络阶段
1.语言和符号阶段
语言启智，符号表意，抽象符号助力早期人类知识传承。
2.文字阶段
文字作为信息技术核心，助力知识跨越时空传承。
3.印刷阶段
印刷术推动知识普及与文化传播，使信息表现多样化。
4.电信阶段
电信技术推动远距离通信与多媒体信息传播，计算机加速发展。
5.计算机及网络阶段
计算机及网络技术推动高效处理与共享，云计算、大数据加速发展。
1.1.3 信息技术的意义
信息技术改变教育
信息技术与教育革新
信息技术推动教育方式变革，通过仿真、多媒体及虚拟现实技术，突破时空限制，实现个性化学习节奏与高效知识传递。
远程教育全球互联
互联网构建无界学习网络，促进跨地域资源共享，提升教育可及性，营造开放包容的终身学习生态。
技术赋能知识传播
信息载体多样化与远程技术结合，优化教学交互模式，激发学习主动性，推动教育公平与质量协同发展。
1.1.3 信息技术的意义
信息技术提升政府效率
信息技术推动政府服务电子化，提升效率与便捷性。
1.1.3 信息技术的意义
信息技术优化交通与医疗
交通物流优化
信息技术提升运输效率与安全，通过GPS和移动通信实现精准导航与路线优化，减少交通拥堵与延误。
医疗信息化应用
电子病历管理与远程诊疗系统普及，患者可在线查询医疗信息，医生远程诊断降低患者时间与交通成本。
物流信息透明化
信息技术推动物流全流程可视化与可追溯性，实时监控与精准调度显著提升运作效率及准确性。
1.1.3 信息技术的意义
信息技术创造便利生活
信息技术革新生活模式，提升生活品质，拓展创新机遇。
实训 信息技术概念认知测试
什么是信息技术
答：
信息技术发展阶段
答：
探索计算机系统
任务1.2
任务1.2 探索计算机系统
计算机硬件理解
硬件系统包括输入、存储、计算、控制和输出的实体部件，是计算机的物理基础。
软件系统角色
软件系统集合了程序与文档，是操作计算机、发挥其功能的关键。
裸机概念解析
裸机指无软件支持的计算机，功能受限，需软件配合才能正常运行。
系统构成概览
计算机系统由硬件与软件两大部分构成，相辅相成，共同实现计算机功能。
计算机系统的构成
1.2.1 计算机硬件系统
计算机硬件组成
计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备构成，协同工作，实现数据处理。
中央处理器功能
CPU由运算器和控制器组成，负责指令解析和数据运算，与存储器共同构成主机，执行程序。
数据输入过程
程序或数据通过输入设备送入内存，控制器发出指令，确保输入过程正确有序，支持计算任务。
数据处理与输出
控制器从内存取指令，控制部件工作，运算结果存回内存，可通过输出设备呈现或保存到外存。
1.2.1 计算机硬件系统
1.控制器
控制器核心功能
协调计算机系统运行，通过指令控制硬件操作流程，确保任务自动有序执行。
指令寄存器作用
存储当前或即将执行的指令代码，为译码器提供解析基础，维持程序连续性。
指令译码机制
将二进制指令转换为控制信号，识别操作码并生成对应时序指令序列。
操作控制器职责
依据译码结果生成控制信号，管理执行周期时序，驱动运算单元完成运算。
程序计数器功能
动态计算下条指令地址，实现指令自动取用循环，保障程序持续运行。
1.2.1 计算机硬件系统
2.运算器
运算器功能概述
运算器执行算术与逻辑操作，包括四则运算、逻辑判断及数据移位，处理数据后返回存储器或暂存内部寄存器。
核心部件构成
运算器以加法器为基础，集成高速寄存器用于暂存操作数与中间结果，确保高频数据访问效率。
寄存器设计特点
运算器配备多组寄存器，具备高速存取与小容量特性，满足运算过程中的高频数据处理需求。
性能指标解析
字长决定运算精度，主流为32/64位；运算速度以每秒加法指令数衡量，直接影响计算机性能。
1.2.1 计算机硬件系统
3.存储器
存储器基础
存储器通过半导体技术保存数据，涵盖计算机所有信息，包括原始数据、程序及结果，需将十进制转为二进制存储。
内存分类与功能
内存分RAM、ROM和Cache，RAM支持快速读写，ROM断电不丢失数据，Cache缓存CPU高频数据以提升访问速度。
外存设备特性
外存包括硬盘、U盘和光盘，硬盘依赖磁性介质，U盘使用闪存，光盘通过激光读写，均需通过内存间接访问。
硬盘技术参数
硬盘尺寸分3.5英寸与2.5英寸，参数涵盖容量、转速及缓存，机械结构由盘片、马达与控制电路组成。
移动存储介质
U盘即插即用，通过USB传输数据；移动硬盘整合硬盘与外壳，光盘以激光刻录信息，类型包括CD、DVD等。
1.2.1 计算机硬件系统
4.输入设备
输入设备用于向计算机传输数据，如键盘、鼠标等。
5.输出设备
输出设备将计算机处理信息转换为可识别形式，如显示器、打印机等。
1.2.1 计算机硬件系统
6.总线
总线基础概念
总线是连接计算机部件的公共通信线路，传输介质包括同轴电缆或光缆，按信号类型分为数据、地址和控制总线。
数据总线功能
数据总线负责存储器、运算器与输入/输出设备间的数据传输，支持其他部件向CPU发送数据信号。
地址总线特性
地址总线位数决定CPU可寻址内存空间大小，其宽度随内存元件容量调整，影响内存存取范围。
控制总线作用
控制总线传输存储器、运算器与输入/输出设备间的控制信号，包含微处理器与CPU间的双向指令交互。
1.2.2 计算机软件系统
软件定义
计算机软件，即Software，涵盖所有可执行指令与数据，指令引导计算机运作，数据经处理转化为信息。
软件分类
软件系统分为系统软件与应用软件，前者为后者运行基础，共同作用于硬件之上，相互促进发展。
1.2.2 计算机软件系统
1.系统软件
软件系统定义
计算机软件是程序、规程及文件的集合，作为用户与硬件的交互界面，支撑系统设计与资源管理。
操作系统核心
操作系统管理硬件资源，协调处理器、存储及设备，支持多任务调度，类型包括实时、网络及分布式系统。
语言处理机制
语言处理系统解析编程指令，早期依赖厂商配置，现代集成于操作系统，支持编译与解释功能。
网络服务架构
网络服务系统管理网络资源，保障数据共享与访问，支撑企业及个人用户的服务需求。
数据库系统构成
数据库系统由存储介质与管理软件组成，处理数据存储与检索，优化事务处理效率。
1.2.2 计算机软件系统
2.应用软件
应用软件定义
应用软件是用户使用的程序设计语言及应用程序集合，与系统软件相对，满足特定需求设计，涵盖应用软件包与用户程序。
分类与组成
应用软件包为解决特定问题设计的程序集合，如Office套装软件；用户程序由单个或多个协同程序构成，如Word、Excel等。
功能与特点
应用软件贴近用户需求，交互性强但运行较慢，使用高级语言编写，代码庞大且占用存储空间，支持硬件功能扩展。
典型应用示例
常见应用软件包括工资管理、学生管理、库存管理及微软Office套件，如Microsoft Word、Excel和Powerpoint等。
应用软件图标示例
1.2.3 计算机的主要性能指标
01
CPU选择
考虑核心数、线程数、主频、缓存大小，选择与主板兼容的CPU，如Intel Core或AMD Ryzen系列。
02
内存挑选
关注容量、频率、时序，优先选择DDR4类型，确保与主板匹配，容量至少16GB以上。
03
硬盘类型
选择SSD或HDD，SSD读写速度快，HDD存储空间大，根据需求平衡速度与容量。
04
鼠标键盘
考虑人体工学设计、按键布局、响应速度，无线或有线根据使用环境选择，确保舒适度与精准度。
05
显示器挑选
关注分辨率、刷新率、色彩准确度，选择适合工作或娱乐的屏幕尺寸，如1080P或4K分辨率。
1.2.3 计算机的主要性能指标
1.CPU
CPU主频指标
主频决定数据处理速度，单位为MHz或GHz，主频越高处理速度越快，直接影响计算机运算效率。
字长定义与影响
字长指CPU一次处理数据位数，位数越多处理能力越强，但结构更复杂，与寄存器及总线宽度相关。
缓存性能关联
缓存结构和大小影响CPU性能，缓存越大效率越高，分为一级、二级、三级缓存，运行频率与处理器同步。
制造工艺标准
制造工艺以纳米为单位，越先进集成度越高，晶体管更小，功耗更低，性能更强，推动计算机技术革新。
1.2.3 计算机的主要性能指标
2.内存
内存容量指标
基本单位为字节(B)，主流配置为8GB、16GB，容量大小直接影响数据存储能力与系统运行流畅度。
存取时间标准
单位纳秒(ns)，数值越小存取速度越快，需匹配CPU时钟周期，避免性能瓶颈或资源浪费。
内存主频参数
以兆赫(MHz)衡量，主频越高内存速度越快，决定其最高工作频率与设备兼容性。
1.2.3 计算机的主要性能指标
3.硬盘
硬盘容量指标
硬盘容量指存储空间大小，作为外部存储器，容量远超内存，常见600GB、1TB、15TB等规格。
转速性能影响
转速以RPM衡量，数值越大传输速率越快，7200r/m、10000r/m、15000r/m为常见规格，直接影响访问效率。
缓存作用解析
缓存为硬盘内置高速存储模块，容量与速度直接影响数据传输效率，作为存储与接口间关键缓冲介质。
1.2.3 计算机的主要性能指标
4.显卡
01
核心频率解析
核心频率反映显示核心工作速度，相同架构下频率越高，显卡性能越强，直接影响图形处理效率。
02
显存功能与性能
显存存储渲染数据，容量与类型决定性能上限，大容量显存可提升高负载任务中的数据吞吐效率。
03
显存频率与位宽
显存频率由类型决定，与时钟周期成反比；位宽指单周期传输数据量，位宽越大，芯片与显存交互越快。
04
流处理器单元作用
流处理器支持顶点与像素运算，动态分配资源优化性能，如游戏侧重像素渲染，科学计算侧重顶点处理。
实训 下载安装WPS Office 2019软件
下载WPS Office 2019
访问官网，点击“免费下载”，获取安装包。
运行安装程序
右键安装文件，选择“以管理员身份运行”，同意协议，点击“立即安装”。
安装界面
数据的表示、存储和处理
任务1.3
任务1.3 数据的表示、存储和处理
数据编码基础
理解数据编码原理，掌握ASCII与Unicode编码，确保数据正确存储与处理。
数字数据处理
学习二进制、十进制转换，熟悉位运算，提升数据处理效率。
字符与符号编码
掌握字符编码规则，了解符号在计算机中的表示方法，确保信息准确传达。
数据存储技术
研究数据存储结构，了解硬盘、内存存储原理，优化数据存储策略。
1.3.1 数据的存储单位
1.数据存储单位简介
数据存储基础
比特是信息最小单位，字节为存储基本单位，8比特组成1字节，汉字需两字节，1024字节为1KB。
计算机工作原理
计算机通过高低电平转换实现二进制运算，以0和1为基础处理数据，形成算法逻辑。
1.3.1 数据的存储单位
2.计算机常用的存储单位及换算
8 bit = 1 B——（Byt）字节
1024 B = 210B=1 KB——（KiloByte）千字节
1024 KB = 220B=1 MB——（MegaByte）兆字节
1024 MB = 230B=1 GB ——（GigaByte）吉字节
1024 GB =240B=1 TB ——（TeraByte）太字节
1024 TB = 250B =1 PB——（PetaByte）拍字节
1024 PB = 260B =1 EB——（ExaByte）艾字节
1.3.1 数据的存储单位
3.字与字长
数据存储单位定义
字是计算机处理数据的基本单位，由多个字节组成，字长指其二进制位数，如4字节对应32位。
字长分类与特性
字长分固定与可变两类，固定字长不可调整，可变字长支持半/全/双倍处理，影响运算速度与精度。
字节与字长差异
字节为8位二进制单位，字长随CPU架构变化，如8位CPU处理1字节，32位CPU可并行处理4字节。
字长对性能影响
字长越大，单次处理二进制数越多，运算速度更快，但需平衡硬件成本与运算精度需求。
1.3.2 计算机的计数制
计数制定义
计数制是用固定符号和统一规则表示数的方法，进位计数制依赖于数字位置和基数。
进位原则
进位计数制中，每位数逢基数进一，如十进制逢十进一，二进制逢二进一。
1.3.2 计算机的计数制
1.进位计数制中的要素
01
数码与位数
数码指数制中各数位的数值，如1、2、3等；位数从右到左递增，如数字34中，4的位数为0，3为1。
02
基数与位权
基数为进制符号数量，如十进制基数为10；位权由基数的位数次幂决定，如十进制位数n的位权为10^n。
1.3.2 计算机的计数制---2.计算机学科中常用的进位计数制
计算机二进制优势
冯·诺依曼模型规定计算机采用二进制，因其仅含0和1，运算规则简单，物理实现便捷，成为数据与指令的唯一内部表示方式。
多进制应用场景
编程中结合十进制、八进制和十六进制，通过标识符区分（如D/O/H），便于人机交互，同时保持二进制作为底层运算基础。
数制通用规则
基数R决定数码范围（0至R-1），位权以R为底幂展开，遵循逢R进一原则，涵盖整数与小数部分的按权相加计算方式。
数制转换必要性
不同进制间需精准转换，如二进制与十六进制对应分组法，确保数据在编程、存储及传输中高效处理与准确表达。
1.3.3 进制间的相互转换
1. R进制数转换为十进制数
R进制转十进制按权展开，整数位权递减，小数位权递增。
1.3.3 进制间的相互转换：2.十进制数转换成R进制数
十进制转R进制
将十进制整数除以R取余，逆序排列得整数部分；小数乘R取整，顺序排列得小数部分。
转换实例
如十进制数15.75转换为四进制，整数部分15除以4余3，再除得3余3，得33；小数部分0.75乘4得3，即为0.3。
1.3.3 进制间的相互转换：2.十进制数转换成R进制数
（1）整数转换规则
十进制转非十进制用"除基取余法"，商为零时余序排列成目标数。
（2）小数转换规则
十进制小数转非十进制用乘基数取整法，取整排列得结果。
1.3.3 进制间的相互转换：
3.二进制数与八进制数或十六进制数之间的相互转换
二进制转八进制方法
以小数点为界向左右每三位分组，不足时补零，将各组二进制数转换为八进制数码后按序排列。
八进制转二进制方法
将每位八进制数拆解为三位二进制数，按顺序拼接并保持小数点位置，直接得到对应二进制序列。
二进制转十六进制方法
以小数点为界向左右每四位分组，不足时补零，将各组二进制数转换为十六进制数码后按序排列。
十六进制转二进制方法
将每位十六进制数拆解为四位二进制数，按顺序拼接并保持小数点位置，直接得到对应二进制序列。
1.3.4 计算机内部信息编码
ASCII编码
ASCII编码，全称美国标准信息交换码，使用7位二进制数表示128个字符，包括英文大小写字母、数字和常用符号。
UTF-8编码
UTF-8编码是一种可变长度的字符编码，兼容ASCII，支持全球所有语言的字符，广泛应用于网页和电子邮件。
GB2312编码
GB2312编码是中文信息交换标准编码，使用双字节表示汉字，共收录6763个汉字和682个符号，适用于中国大陆地区。
1.3.4 计算机内部信息编码
1.ASCII编码
字符数据定义
字符数据包含英文字母、数字、标点及控制符号，计算机通过二进制编码处理，ASCII码为最广泛应用的单字节标准。
ASCII编码结构
ASCII码由7位二进制构成，涵盖128个字符，其中33个为控制字符，如换行、回车等，其余为可显示字符。
字符范围划分
ASCII码中，数字对应48-57，大写字母65-90，小写字母97-122，其余为标点与运算符号，支持终端输入输出。
1.3.4 计算机内部信息编码
2.UTF-8编码
UTF-8兼容性
UTF-8完全兼容ASCII码，使用单字节编码0-127字符，确保旧文档可直接读取，实现平滑过渡与广泛适配。
编码规则解析
多字节字符首字节高位标识长度，后续字节以10开头，通过动态字节组合精确映射Unicode码点范围。
字符表示方式
单字节保留ASCII结构，多字节字符按需扩展至四字节，通过位运算自动识别编码长度实现高效存储。
1.3.4 计算机内部信息编码
3.国家标准汉字编码（GB2312-80）
汉字编码标准
GB2312-80作为首个汉字编码国家标准，包含6763个汉字及682个西文字符，采用双字节编码实现与ASCII码兼容。
字符集结构
基本集分为一级常用字3755个（拼音排序）和二级字3008个（部首排序），按94区94位矩阵排列形成区位码。
编码规则
汉字编码采用双字节结构，最高位设为1以区分ASCII码，前节为区码，后节为位码，构成国际码存储标准。
区位码示例
汉字"岛"位于21区26位，其区位码为2126，该编码体系成为计算机汉字存储与信息处理的基础规范。
实训 数据转换
二进制到十进制转换
二进制数（10110.011） 转换为十进制数22.375。
八进制到十进制转换
（72.45）8转十进制为58.5781（近似数）。
十六进制到十进制转换
十六进制5E.A7转十进制为94.6523（分解各数位权值相加）。
十进制到二进制转换
十进制179.48转二进制为10110011.0111101（除二取余与乘二取整法）。
十进制到八进制转换
796十进制转八进制用除8取余法得1434。
十进制到十六进制转换
除16取余法将796转换为十六进制31C
实训 数据转换
01
二进制到八进制转换
二进制数（1010111.01101） 转换为八进制为（127.32） 。
02
八进制到二进制转换
（327.5）8=(011010111.101)
03
二进制到十六进制转换
二进制110111101.011101转十六进制为1BD.74
04
十六进制到二进制转换
十六进制数（27.FC） 转换为二进制为00100111.111111。
THE END
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