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信息技术基础知识
第一章信息技术基础知识
1．1重点知识
一、信息与信息技术
（一）信息技术及其主要特征
1．有关信息的定义和解释
几种影响较大的对信息的定义和解释：
（1）信息是可以减少或消除不确定性的容。
（2）信息是控制系统进行调节活动时，与外界相互作用、相互交换的容。
（3）信息是事物运动的状态和状态变化的方式。
从系统科学角度看，信息是物质系统中事物的存在方式或运动状态，以及对这种方式
或状态的直接或间接的表述。
通俗地说：
信息是人们对客观存在的一切事物的反映，是通过
物质载体所发出的消息、情报、指令、数据、信号中所包含的一切可传递和交换的知识容。
2.信息的主要特征
社会性、传载性、不灭性、共享性、时效性、能动性。
3.信息的分类
对信息进行分类的常见的8种方法：
容上、存在形式上、状态上、外化结果上、符号上、信息流通方式上、信息论方法上、价值观念上。
（二）信息在现代社会中的作用
简要掌握信息在现代中的5点作用：
认知作用、管理作用、控制作用、交流作用、娱
乐作用。
（三）信息技术
1.信息技术的概念
信息技术就是能够提高或扩展人类信息能力的方法和手段的总称。
这些方法和手段主要是指完成信息产生、获取、检索、识别、变换、处理、控制、分析、显示及利用的技术。
2.信息技术的三个发展时期
⑴以人工为主要特征的古代信息技术；⑵以电信为主要特征的近代信息技术；⑶以网络为主要特征的现代信息技术。
3.信息技术的体系信息技术是一个由若干单元技术相互联系而构成的整体，又是一个多层次、多侧面的复
杂技术体系。
信息技术大致可归纳为以下三个相互区别又相互关联的层次。
⑴主体层次：
是信息技术的核心部分。
①信息存储技术；②信息处理技术；③信息传输技术；
④信息控制技术。
⑵应用层次：
是信息技术的延伸部分。
⑶外围层次：
是信息技术产生和发展的基础。
4.信息技术的特点
掌握信息技术的技术特性：
⑴数字化；⑵网络化；⑶高速化；⑷智能化；⑸个人化。
5.信息技术的功能
信息技术的功能是指信息技术有利于自然界和人类社会发展的功用与效能。
从宏观上看，信息技术最直接、最基本的功能或作用主要体现在以下方面：
⑴辅人功能；⑵开发功能；⑶协同功能；⑷增效功能；⑸先导功能。
6.信息技术的影响
信息技术对社会产生的积极影响主要有：
⑴对科研的影响；⑵对经济的影响；⑶对管理的影响；⑷对教育的影响；⑸对文化的影响；⑹对思维的影响；⑺对生活的影响；⑻对政府的影响。
负面影响的主要表现有：
⑴信息泛滥；⑵信息污染；⑶信息病毒；⑷信息犯罪；⑸信息渗透。
（四）信息化与信息化社会
1.了解信息化的结果
2.信息化社会及其主要特征信息化社会，主要包括四个方面，即社会的信息化、工厂自动化、办公自动化和家庭自动化。
信息化社会的基本特征：
⑴信息、知识、智力日益成为社会发展的决定力量；⑵信息技术、
信息产业、信息经济日益成为科技、经济、社会发展的主导因素；⑶信息劳动者、脑力劳动者、知识分子的作用日益增大；⑷信息网络成为社会发展的基础设施。
3.简要了解我国的信息化建设
二、计算机基础知识
（一）计算机系统组成
美籍匈牙利科学家•诺依曼（VonNeumann）的“存储程序”的计算机方案容：
●采用二进制数的形式表示数据和指令。
●将指令和数据同时存放在存储器中。
●由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成计算机。
其工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”，即“顺序存储程序”的概念。
按照这一原理设计的计算机称为“·诺依曼型计算机”。
·诺依曼型计算机系统由硬件和软件两大部分组成。
（二）计算机硬件系统
掌握计算机的硬件系统的涵义和组
成，以及各组成部分的基本功能，并能够列出常见的使用设备。
图1-1给出了计算机硬件组成框图。
输入输出存储器
设备设备
运算器控制器
（三）计算机软件系统
控制流
数据流
掌握计算机的软件系统的组成和作用，以及软件、程序、文档的涵义。
图1.1计算机的基本硬件结构
计算机软件一般分为系统软件和应用软件两大类，如图1-2所示。
系统软件软件
应用软件
操作系统
语言处理程序数据库管理系统
工具软件
软件包
用户程序
单用户操作系统
多用户操作系统网络操作系统
……汇编程序解释程序编译程序
……
诊断与维护程序调试程序编辑程序装配程序
图1-2软件系统的分类
1.系统软件的定义、分类及特点。
2.应用软件的定义。
（四）计算机工作原理
1.指令与指令系统的定义，操作码及操作数的作用。
2.计算机的工作过程及一条指令操作的三个阶段。
（五）计算机的分类
“电气与电子工程师协会”（IEEE）于1989年提出的分类方法，将计算机分为个人计算机
（PersonalComputer，简称PC）、工作站（WorkStation，简称WS）、小型计算机（Minicomputer）、主机（Mainframe）、小巨型计算机（Minisupercomputer）、巨型计算机（Supercomputer）六种。
（六）计算机的特点计算机技术是信息化社会的基础、信息技术的核心，这是由计算机的特点所决定的。
计算机的特点可概括为运算速度快、计算精度高、具有超强的“记忆”和逻辑判断功能、能自动运行且支持人机交互四个方面。
（七）计算机的主要应用领域
了解掌握计算机6个方面的应用：
科学计算（数值计算）、信息处理（数据处理）、过程控制（实
时控制）、计算机的辅助工程（CAM、CAT、CAE、CIMS、CAI）、人工智能、网络应用。
（八）计算机的发展阶段
1946年2月在美国宾夕法尼亚大学诞生世界上第一台电子计算机ENIAC（Electronic
NumericalIntegratorandCalculator），计算机技术发展非常迅速。
连续进行了四次重大
的技术革命，分别是电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模和超大规模集成电路。
（九）计算机的发展趋势了解计算机６个方面的发展趋势：
微型化、巨型化、网络化、智能化、多媒体技术、非·诺依曼体系结构的计算机。
三、信息的表示及编码基础知识
（一）计算机中的数制
1.掌握数码、基数的概念及二、八、十、十六进制的数码和基数。
2.掌握数制的规则：
进制。
3.掌握数码所处不同位置的位权值。
位权与基数的关系。
一般来说，具有n位整数、m位小数的B进制数N，可以按位权展开表示成如下形式：
n-1-m
N=（Dn-1Dn-2…D1D0D-1D-2…D-m+1D-m）B=∑DiBi+∑DjBj
i=0j=-1
=DN−1Bn−1+DN−2Bn−2+⋅⋅⋅+D1B1+D0B0+D−1B−1+D−2B−2+⋅⋅⋅+D−m+1B−m+1+D−mB−m
其中，B为基数；Di（i=0,1,2,⋅⋅⋅,n−1）、Dj（j=−1,−2,⋅⋅⋅,−m）分别代表各位的数码；
Bi（i=0,1,2,⋅⋅⋅,n−1）、Bj（j=−1,−2,⋅⋅⋅,−m）分别代表各位的位权。
4.计算机常用的数制
常用计数制的基数和数码，常用计数制的表示方法。
5.掌握不同进制数的数字书写规则
⑴在数字后面加写相应的英文字母作为标识B（Binary）——表示二进制数。
二进制数的100可写成100B。
O（Octonary）——表示八进制数。
八进制数的100可写成100O。
D（Decimal）——表示十进制数。
十进制数的100可写成100D。
一般约定D可省略，即无后缀的数字为十进制数字。
H（Hexadecimal）——表示十六进制数，十六进制数100可写成100H。
⑵在括号外面加数字下标
（1101）2——表示二进制数的1101。
（3174）8——表示八进制数的3174。
（6678）10——表示十进制数的6678。
（2DF6）16——表示十六进制数的2DF6。
（二）二进制数的常用单位
1.位（bit）
位是二进制数中的一个数位，可以是“0”或“1”。
它是计算机中数据的最小单位，称为比特（bit）。
2.字节（Byte）
通常将8位二进制数组成一组，称作一个字节。
字节是计算机中数据处理和存储容量的基本
单位，如存放一个西文字母在存储器中占一个字节。
在书写时，常将字节英文单词Byte简写成B，这样
1B=8bit
常用的单位还有KB（千字节）、MB（兆字节）、GB（千兆字节）等，它们与字节的关系是：
10
1KB=
2B=1024B
202
1MB=
1GB=
2B=
230B=
1024B
10243B
3.字（Word）掌握字、字长的含义。
（三）字符编码
编码的定义及使用：
1.ASCII码
目前计算机中使用最广泛的符号编码是ASCII码，即美国标准信息交换码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）。
ASCII包括32个通用控制字符、10个十进制数码、52个英文大小写字母和34个专用符号，共128个元素，故需要用7位二进制数进行编码，以区分每个字符。
通常使用一个字节（即8个二进制位）表示一个ASCII码字符，规定其最高位总是0。
2.BCD码
BCD（Binary-CodedDecimal）码又称“二—十进制编码”，专门解决用二进制数表示十进制数的问题。
二—十进制编码方法很多，有8421码、2421码、5211码、余3码、右移码，等等。
最常用的是8421编码，其方法是用四位二进制数表示一位十进制数，自左至右每一位对应的位权是8、4、2、1。
应该指出的是，四位二进制数有0000～1111共十六种状态，而十进制数0～9只取0000～1001十种状态，其余六种不用。
由于需要处理的数字符号越来越多，为此又出现“标准六位BCD码”和八位的“扩展BCD码”（EBCDIC码）。
在BCDIC码中，除了原有的10个数字之外，又增加了一些特殊符号，大、小写英文字母和某些控制字符。
（四）汉字编码
1.了解国标码和汉字码
2.了解汉字输入码和外码掌握常见汉字输入法属于哪种编码方式。
⑴数字编码；⑵拼音码；⑶形码；⑷音形码。
3.汉字字形码汉字字形码用在输出时产生汉字的字形，通常采用点阵形式产生，所以汉字字形码就是确定一个汉字字形点阵的代码。
4.各种编码之间的关系汉字通常通过汉字输入码，并借助输入设备输入到计算机，再由汉字系统的输入管理模块进行查表或计算，将输入码（外码）转换成机器码存入计算机存储器中。
当存储在计算机
的汉字需要在屏幕上显示或在打印机上输出时，要借助汉字机码在字模库中找出汉字的字形码，这种代码转换过程如图1-3所示。
输入汉字输入设备管理模块
输出汉字库设备
汉字汉字输入码
汉字机码
汉字汉字输出码
图1-3汉字在计算机中的处理过程
（五）数的编码
1.机器数的围
机器数的围由硬件（CPU中的寄存器）决定。
当使用8位寄存器时，字长为8位，所以一
个无符号整数的最大值是（11111111）2=（255）10，机器数的围为0～255；当使用16位寄存
器时，字长为16位，所以一个无符号整数的最大值是（FFFF）16=（65535）10，机器数的围
为0～65535。
2.机器数的符号在计算机部，任何数据都只能用二进制的两个数码“0”和“1”来表示。
除了用“0”和“1”的组合来表示数值的绝对值大小外，其正负号也必须数码化以0和1的形式表示。
通
常规定最高位为符号位，并用0表示正，用1表示负。
这时在一个8位字长的计算机中，数据的格式如图1-4所示。
最高位D7为符号位，D6~D1
为数值位。
把符号数字化，常用的有原码、反码、补码三种。
D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D0
01
正数负数
图1-4机器数的符号
3.了解定点数和浮点数
⑴定点数
对于定点整数，小数点的位置约定在最低位的右边，用来表示整数，如图1-5所示；对于定点小数，小数点的位置约定在符号位之后，用来表示小于1的纯小数，如图1-6所示。
0000000011000010h
符号位
数值部分
小数点位置
图1-5机器的定点整数
1101100001000000
h
符号位小数点位置
数值部分
图1-6机器的定点小数
⑵浮点数
一个二进制数N也可以表示为：
N=±S×2±P
式中的N、P、S均为二进制数。
S称为N的尾数，即全部的有效数字（数值小于1），S前
面的±号是尾数的符号；P称为N的阶码（通常是整数），即指明小数点的实际位置，P前面的±号是阶码的符号。
在计算机中一般浮点数的存放形式如图1-7所示。
阶符阶码P尾符尾码S
图1-7浮点数的存放形式
在浮点数表示中，尾数的符号和阶码的符号各占一位，阶码是定点整数，阶码的位数决定了所表示的数的围，尾数是定点小数，尾数的位数决定了数的精度，在不同字长的计算机中，浮点数所占的字长是不同的。
四、信息存储的基础知识
（一）文件
1.掌握文件的概念、分类（磁盘文件、设备文件）
文件就是存放在某种外部存储介质（如软盘、硬盘、光盘等）上、具有名字的一组相关信息的有序集合。
这个名字就是我们常说的文件名。
2.掌握文件命名的格式及规则文件名由主名和扩展名两部分组成，且两部分之间用圆点“.”分隔，其一般格式是：
<主名>[.扩展名]
⑴MS－DOS中文件名的规定：
“8.3”规约。
⑵Windows95/98中的命名规定：
Windows95/98对文件名有六点要求。
⑶文件名配符的规定及使用。
⑷长文件名向“8.3”文件名的转换。
（二）文件系统的层次结构
1.重点掌握层次型文件系统的六大特点。
2.了解层次型文件系统的三大优点。
3.重点掌握路径（绝对路径和相对路径）和文件标识。
五、多媒体信息处理基础知识
（一）多媒体技术的概念
1.掌握媒体的涵义及其五种分类（⑴感觉媒体；⑵表示媒体；⑶表现媒体；⑷存储媒体；⑸传输媒体）
2.掌握多媒体及其主要特征多媒体是指计算机领域中的感觉媒体，主要包括文字、声音、图形、图像、视像、动画等。
多媒体计算机是指能对多媒体进行综合处理的计算机，它除了具有传统的计算机配置外，还
必须增加大容量存储器（例如光盘、磁盘阵列等）、声音、图像等多媒体的输入输出接口和设备，以及相应的多媒体处理软件。
多媒体系统强调以下三大特征：
集成性、交互性和数字化特征。
（二）多媒体应用中的媒体元素
多媒体的媒体元素是指多媒体应用中可以展示给用户的媒体组成，目前主要包括文本、超文
本、图形、图像、声音、动画和视像等媒体元素。
1.文本（Text）；
2.图形（Graphic）和静态图像（StillImage）；图像处理时一般要考虑四个因素：
⑴分辨率（屏幕分辨率、图像分辨率、像素分辨率）；⑵图像灰度；⑶图像文件大小；⑷图
像文件类型（常用文件类型：
.BMP、.JPG、.GIF、.TIF）
3.视频（Video）
视频影像文件的格式在PC中主要有三种：
①.AVI；②.MPG；③.ASF。
4.音频（Audio）声音数字化的质量与采样频率、量化精度和声道数密切相关。
⑴采样频率；⑵采样精度；⑶声道数。
声音文件有多种格式，目前常用的有四种：
⑴波形音频文件（WAV）；⑵数字音频文件（MID）；⑶光盘数字音频文件（CD-DA）；⑷压缩存储音频文件（MP3）。
5.动画（Animation）
6.超文本（HyperText）
（三）多媒体信息处理的关键技术
1.数据压缩技术（分为无损压缩和有损压缩两种）
目前应用于计算机的多媒体压缩算法标准有如下两种：
⑴压缩静止图像的JPEG标准；⑵压缩运动图像的MPEG标准。
2.大容量光盘存储技术
⑴光盘存储原理
⑵常用光盘标准
①CD-ROM光盘；②VCD光盘；③DVD光盘；④可擦写光盘CD-R和一次写光盘CD-WO。
⑶光盘读出速度
3.多媒体网络技术
4.超大规模集成电路制造技术
5.多媒体数据库技术
（四）多媒体的应用
1.多媒体应用技术领域
从多媒体应用技术的角度，目前我们可以列出如下几类应用：
电子出版技术、多媒体数据库技术、可视通信技术、网络多媒体技术、虚拟现实技术、信息家电技术等。
⑵教育与培训
⑶办公与协作
①多媒体办公环境；②视像会议。
⑷电子商务
六、信息安全基础知识
（一）信息安全的基本概念
1.了解信息安全的四个基本特征（完整性、可用性、性、可控性）
2.了解信息安全的意义
（二）信息安全的基本容
1.实体安全
实体安全就是计算机设备、设施（含网络）以及其它媒体免遭地震、水灾、火灾、有害气体和其它环境事故破坏的措施和过程。
它包括三个方面：
①环境安全；②设备安全；③媒体安全。
2.运行安全运行安全是信息安全的重要环节，是为保障系统功能的安全实现，提供一套安全措施（风险分析、审计跟踪、备份与恢复、应急等）来保护信息处理过程的安全。
3.信息资产安全信息资产包括文件、数据、程序等，其安全是防止信息资产被故意或偶然的非授权泄露、更改、破坏或是信息被非法的控制，即确保信息的完整性、性、可用性和可控性。
信息资
产安全包括七个方面：
①操作系统安全；②数据库安全；③网络安全；④病毒防护；⑤访问控制；⑥加密；⑦鉴别。
4.人员安全人员安全主要是指信息系统使用人员的安全意识、法律意识、安全技能等。
（三）信息安全机制与安全服务
1.安全机制
安全机制是保证信息安全、提供安全服务的技术措施，某一种安全机制可以用于多种安全服务。
常用的信息安全机制。
①加密机制。
加密算法一般分为：
对称加密算法和非对称加密算法。
②数字签名机制。
③访问控制机制。
分子主访问控制和牵制访问控制。
④数据完整性机制。
⑤认证交换机制。
⑥防业务流分析机制。
⑦路由控制机制。
⑧公证机制。
2.安全服务安全服务是指网络为其应用提供的某些功能或辅助业务。
常见的安全服务有对象认证安全服务、访问控制安全服务（可分为自主访问控制和强制访问控制）、数据性安全服务（信
息、选择段和业务流）、数据完整性安全服务和抗抵赖安全服务（防发送方抵赖、防接收方抵赖、公证）等。
（四）网络黑客与防火墙
1.黑客概念和类型
（1）黑客的概念所谓黑客，就是利用计算机技术、网络技术，非法侵入、干扰、破坏他人（国家机关、社会组织和个人）计算机系统，或擅自操作、使用、窃取他人的计算机信息资源，对电子信息交流和网络实体安全具有程度不同的威胁性和危害性的人。
（2）黑客的类型为了区别对待黑客，有必要对他们进行分类。
黑客分类的方法很多，从黑客的动机和目的，以及对社会造成的危害程度来分类，可以分成：
技术挑战性黑客、戏谑取趣性黑客和捣乱破坏性黑客三种类型。
2.防火墙技术
（1）防火墙的概念所谓“防火墙”，是指一种将网和外网分开的方法，它实际上是一种隔离技术。
防火墙是
在两个网络通信时执行的一种访问控制标准，它能允许网络管理员“同意”的用户或数据进入网络，同时将“不同意”的用户或数据拒之门外，阻止来自外部网络的未授权访问，防止黑客对部网络中的电子信息和网络实体的攻击和破坏。
（2）防火墙的组成防火墙作为访问控制策略的实施系统，它的组成主要分为以下四个部分。
网络策略。
②身份认证工具。
③包过滤。
④应用网关。
1．2练习题
一、单项选择题
1．世界上第一台电子计算机诞生在年。
A、1934B、1946C、1964D、1966
2．是奠定了现代计算机的结构理论。
A、霍金B、爱因斯坦C、牛顿D、·诺依曼
3．下列一组合给出了正确的微型计算机主机的组成部分。
A、RAM、ROM和硬盘B、CPU、RAM、I/O接口电路
C、CPU、RAM和软盘D、ROM、I/O、总线和光盘
4．下列存储器中，存取速度最快的是。
A、CD-ROMB、存储器C、软盘D、硬盘
5．CPU主要由运算器和_组成。
A、控制器B、存储器C、寄存器D、编辑器
6．用高级程序设计语言编写的程序，要转换成等价的可执行程序，必须经过。
A、汇编B、编辑C、解释D、编译和连接
7．信息按存在形式划分为储信息和。
A、外化信息B、动态信息C、记录信息D、未知信息
8．信息技术已经历了以下发展时期。
A、2个B、3个C、4个D、5个
9．按所用的逻辑部件划分，计算机经历了演变。
A、3个B、4个C、5个D、6个
10．·诺依曼计算机工作原理的核心是。
A、顺序存储和程序控制B、存储程序和程序控制C、集中存储和程序控制D、运算存储分离
11．处于软件系统的最层。
A、语言处理系统B、用户程序C、服务型程序D、操作系统
12．软件不具有通用性。
A、用户程序B、语言处理系统C、服务型程序D、操作系统
13．计算机完成一条指令操作分为取指令、、执行指令三个阶段。
A、读指令B、写指令C、分析指令D、存指令
14．计算机能够直接识别的是。
A、二进制B、八进制C、十进制D、十六进制
15．下列计数制的写法中，哪一个是八进制？
A、3241DB、5683HC、3206OD、1001B
16．计算机应用最广泛的领域是哪一个？
A、数值计算
B、数据处理
C、过程控制
D、人工智能
17．CAE的含义是
。
A、计算机辅助设计B、计算机辅助制造
C、计算机辅助工程D、计算机辅助教学
18．“0~9”数字符号是十进制数的数码，全部数码的个数称为
升级会员 