(1.2.1)--第1章 信息社会与计算技术.ppt

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1、第1页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）信息社会与计算技术信息与计算01信息的表示02信息处理过程03科学思维04本讲提纲本讲提纲新一代信息处理技术05第2页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）什么是信息对信息的理解信息信息（InformationInformation）：是是对社会、自然界的各种事物本质及其运动规律的对社会、自然界的各种事物本质及其运动规律的描描述述；通常指；通常指音讯、消息、通讯系统传输和处理的音讯、消息、通讯系统传输和处理的对象；泛指对象；泛指人类社会传播人类社会传播的一切内

2、容。的一切内容。所有图片来源于网络，仅用于教学所有图片来源于网络，仅用于教学 信息信息是用来消除随机不定性的东西是用来消除随机不定性的东西。-香农（香农（C.E.ShannonC.E.Shannon）第3页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）什么是计算对计算的理解计算计算：数据按照数据按照一定的规则进行运算、转换一定的规则进行运算、转换、推演推演，从而得到结果的，从而得到结果的过程过程。所有图片来源于网络，仅用于教学所有图片来源于网络，仅用于教学 第4页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）知识标题信

3、息处理与计算思维方法思维方法:借助计算机及其网络工具特性解决实际问题借助计算机及其网络工具特性解决实际问题；按照按照“计计算机的思维方式算机的思维方式”进行问题分析和求解。进行问题分析和求解。符号化：符号化：用计算机能够理解的符号描述用计算机能够理解的符号描述现实世界。现实世界。信息信息数据数据规则化：规则化：用特定的符号清晰准确地描述事物的发生和发展用特定的符号清晰准确地描述事物的发生和发展规律。规律。规则规则程序程序自动化：自动化：由由程序程序指令控制计算机的操作指令控制计算机的操作。取取指令指令执行指令执行指令我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯，我们所使用的工具影响着我们的思

4、维方式和思维习惯，从而也深刻影响着我们的思维能力。从而也深刻影响着我们的思维能力。-艾兹格艾兹格迪科斯彻迪科斯彻 第5页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）信息技术与信息素养 信息技术（Information Technology）用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。主用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。装和实施信息系统及应用软件。IT ICT:传感技术、计算机与智能技术、通信技术传感技术、计算机与智能技术、通信技术和

5、控制技术和控制技术信息素养(Information Literacy)是指人们能够适时获取信息，对信是指人们能够适时获取信息，对信息进行评价和判断，并有效利用信息进行评价和判断，并有效利用信息的能力息的能力 计算思维计算思维应用计算机解决问题应用计算机解决问题熟练操作计算机熟练操作计算机微微电子子通信通信计算机算机第6页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）信息社会信息的生产和消费信息技术不断开发和利用信息技术不断开发和利用 信息产品不断创造和发展信息产品不断创造和发展全国信息消费整体规模达到全国信息消费整体规模达到3.23.2万亿元，电子商务万亿

6、元，电子商务交易规模突破交易规模突破1818万亿元。（截至万亿元。（截至20152015底）底）信息化社会我国网民规模达我国网民规模达7.107.10亿，亿，92.5%92.5%通过手机上通过手机上网（截至网（截至20162016年年6 6月）月）以网民为基础的信息社会里，人们的行为以网民为基础的信息社会里，人们的行为方式、思维方式甚至社会形态都将发生显方式、思维方式甚至社会形态都将发生显著的变化著的变化网络网络信息技术已信息技术已全面融入社会生产生活，全面融入社会生产生活，深刻改变着全球经济格局、利益格局、深刻改变着全球经济格局、利益格局、安全格局安全格局。-习近平习近平第7页大学计算机大学

7、计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）远古时代的计算工具l远古人类群居分配劳动远古人类群居分配劳动成果成果 l小规模商品小规模商品交易交易计算需求与计算工具所有图片来源于网络，仅用于教学所有图片来源于网络，仅用于教学 第8页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）古代的计算工具l小规模小规模商品商品交易交易l作坊作坊工艺和商贸需求工艺和商贸需求计算需求与计算工具所有图片来源于网络，仅用于教学所有图片来源于网络，仅用于教学 第9页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）近代的计

8、算工具l天文天文演算演算l航海航海l工程制造工程制造l经济、经济、商贸商贸计算需求与计算工具所有图片来源于网络，仅用于教学所有图片来源于网络，仅用于教学 第10页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）机械计算机l工业化工业化生产生产l发明创造发明创造l经济、国际贸易经济、国际贸易计算需求与计算工具所有图片来源于网络，仅用于教学所有图片来源于网络，仅用于教学 第11页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）电控计算机l电气电气工业化工业化生产生产l科学计算科学计算l军工、战争军工、战争计算需求与计算工具所有

9、图片来源于网络，仅用于教学所有图片来源于网络，仅用于教学 第12页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）电子计算机l自动化自动化生产生产l航空、航天、海洋航空、航天、海洋l核武器、战争核武器、战争l国家安全国家安全计算需求与计算工具所有图片来源于网络，仅用于教学所有图片来源于网络，仅用于教学 第13页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）今天的计算机l信息社会各领域的计算信息社会各领域的计算需求需求l计算科学计算科学l国家发展战略国家发展战略计算需求与计算工具所有图片来源于网络，仅用于教学所有图片来源于

10、网络，仅用于教学 第14页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）1.1 信息与计算的思考思维训练 计算计算工具和计算技术的发展历程给我们带来了什么启示工具和计算技术的发展历程给我们带来了什么启示？请请从社会发展需要、计算工具的核心部件、实物抽象化、数据和运从社会发展需要、计算工具的核心部件、实物抽象化、数据和运算符号化、运算规则化等方面展开讨论，并总结出计算工具的基本算符号化、运算规则化等方面展开讨论，并总结出计算工具的基本功能，计算的本质功能，计算的本质。第15页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）

11、1.2 信息的表示信息的表示将将各种信息进行编码，转化为计算机能接受和处理的各种信息进行编码，转化为计算机能接受和处理的数据数据。数值数据：数值数据：整数、浮点数整数、浮点数非非数值数据：字符、文本、多媒体数据数值数据：字符、文本、多媒体数据语言语言文字文字视觉视觉听觉听觉触觉触觉第16页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）数制二进制数数码：数码：0 0、11、9 9、A A、B B、C C、D D、E E、F F；基数；基数：16 16 ；位权：位权：1616i i 例如：例如：5B.2F(H)=5165B.2F(H)=5161 1+1116+

12、11160 0+216+216-1-1+1516+1516-2-2 91.18359(D)91.18359(D)数码：数码：0 0、1 1；基数基数：2 2 ；位权：位权：2 2i i位位权：权：16 8 4 2 116 8 4 2 1.0.5 0.25 0.125 0.0625 0.5 0.25 0.125 0.0625 例如例如：1011.01(B)=21011.01(B)=23 3+2+21 1+2+20 0+2+2-2-2=11.25(D)=11.25(D)十六进制数第17页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）加法运算二进制数算术运算乘法

13、运算X-Y补=X补+-Y补减法减法转化为加法运算 加法运算加法运算 00=0 10=01=1 11=10 乘法运算乘法运算 00=010=01=011=1整数左移整数左移1位相当于乘2，右移右移1位相当于除以2乘除法可以乘除法可以转化为移位运算和加法运算 第18页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）基本逻辑运算l0“假”l 1 “真”l与（乘法）、或（加法）、非（取反）二进制数逻辑运算复杂逻辑运算数字逻辑运算数字逻辑运算电子元件逻辑电路“或或”运算运算 “与与”运算运算 “非非”运算运算0 0=0 0 0=0 0=10 1=1 0 1=0 1=0

14、1 0=1 1 0=0 1 1=1 1 1=1第19页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）二进制运算的物理实现计算机使用二进制数两种稳定状态的元件计算机基本元件由逻辑电路构成第20页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）二进制数的位权常用二进制位权24=1628=256210=1024216=65536左左移一位移一位乘乘以以2右右移一位移一位除除以以2第21页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）十进制数转换为二进制数乘除法转换整数部分除2取余数倒着写，

15、小数部分乘2取整数顺着写；75.453(D)1001011.0111001(B)第22页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）十进制数转换为二进制数减权法转换75.453(D)1001011.0111001(B)从最高权位开始逐位减权，够减的位为1，不够减的位为075.453-64=11.453 111.453 32 011.453 16 011.453 8=3.453 13.453 -4 03.453 -2=1.453 11.453 -1=0.453 10.453 -0.5 00.453-0.25=0.203 126=64 2-2=0.2528=

16、256 2-4=0.0625210=1024216=65536第23页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）二进制变十进制将值为将值为1 1的位权相加即得到十进制值。的位权相加即得到十进制值。二进制数转换为十进制数10110101.101 10110101.101 （B B）181.625181.625（D D）=2=27 7+2+25 5+2+24 4+2+22 2+2+20 0+2+2-1-1+2+2-3-3=128+32+16+4+1+0.5+0.125=128+32+16+4+1+0.5+0.125=181.625=181.625（D D）

17、第24页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）二进制数转换为十六进制数75.453(D)1001011.011100111(B)=4B.73(H)=0X4B.37 =113.347(O)=0113.347从小数点位置开始向两端分组，4位数一组，位数不够补0，写出对应数码。十六进制-4位1组八进制 -3位1组第25页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）二进制数转换为十六进制数75.453(D)1001011.011100111(B)=4B.73(H)=0X4B.37 =113.347(O)=0113.3

18、47从小数点位置开始向两端分组，4位数一组，位数不够补0，写出对应数码。十六进制-4位1组八进制 -3位1组第26页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）计算器的程序员模式l打开计算器l 设置程序员模式（查看菜单选择“程序员”）l 选择编码长度（字节、字、双字）l设置数制l输入数值l选择转换后的数制使用计算器第27页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）机器数与编码机器机器数数最高位（左端）为符号位：最高位（左端）为符号位：0-0-正数，正数，1-1-负数；负数；其他位为数值部分，保存该数绝对值的二进制

19、数其他位为数值部分，保存该数绝对值的二进制数特点：符号数字化；数值范围受系统的限制特点：符号数字化；数值范围受系统的限制原原码码：最高位为符号位，数值部分的绝对值保持与其实际二进制值相同。正数最高位为符号位，数值部分的绝对值保持与其实际二进制值相同。正数的反码、补码都与原码相同的反码、补码都与原码相同 反码反码：负数的反码数值部分是将其原码数值部分按位取反（负数的反码数值部分是将其原码数值部分按位取反（0 0变变1 1，1 1变变0 0）补码补码：负数的补码是将其对应的反码加负数的补码是将其对应的反码加1 1-20:1 0010100 (1字节字节)1 0000000 00010100(2字节

20、字节)数值数值编码编码-168(D)=-10101000(B)10000000 1010100010000000 10101000（原码）（原码）1 11111111 010101111111111 01010111（反码（反码）1 11111111 01011111111 010110001000（补码）（补码）0 00000000 0000000 1010100010101000（移码）（移码）第28页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）整数的补码补码的特性补码的特性：整数通常采用补码编码补码的零是唯一的（各位全部是补码的零是唯一的（各位全部

21、是0 0）；减法可以转化为补码的加法实现减法可以转化为补码的加法实现 ：X+YX+Y补补XX补补+Y+Y补补 ；X-YX-Y补补XX补补+-Y+-Y补补 加法器：、加法器：、乘法器，或移位、加法器：乘法器，或移位、加法器：、运算：运算：示例：示例：（1 1字节补码）字节补码）15+98=113 00001111+01100010 01110001第29页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）数据范围与溢出机器数的编码长度：机器数的编码长度：以约定的编码长度（二进制位数）来保存整数以约定的编码长度（二进制位数）来保存整数1616位系统：位系统：2 2

22、字节保存字节保存1 1个整数；个整数；3232位系统：位系统：4 4字节保存字节保存1 1个整数个整数数据范围：数据范围：n n位长度位长度无符号整数：无符号整数：0 0，2 2n n-1-1 。2 2字节无符号整数：字节无符号整数：0 0 ，6553565535有符号整数：有符号整数：-2-2n-1n-1 ，2 2n-1n-1-1-1。2 2字节有符号整数：字节有符号整数：-32768-32768，32767 32767 数据溢出：数据溢出：运算结果超出数据范围会导致溢出，系统需要作运算结果超出数据范围会导致溢出，系统需要作相应处理。如相应处理。如1 1字节有符号整数字节有符号整数 -25-

23、118-25-118 -25-118=-143（溢出溢出）11100111+10001010 1 01110001（+113）第30页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）二进制数：二进制数：（用计算器完成转换（用计算器完成转换）-0.00153233=-1.56672223-13142599 =-1.10010001000101001000111223-0.00153-1.100100010001010010001112-10科学计数法科学计数法：科学计数法：绝对值绝对值大于大于10的实数记的实数记为为 M10n符号：符号：正数-0；负数-1尾数

24、：尾数：M-绝对值1,2)阶符阶符：正数-右移小数点；负数-左移小数点阶阶：小数点移动位数例如例如：-1.5310-3 -0.00153 (D)-1.010110 24-10101.10(B)第31页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）浮点数编码标准IEEE IEEE 754754浮点数格式：浮点数格式：IEEE 754给出了单精度（32位）和双精度（64位）浮点数的定义，由符号S、阶码E、尾数M三个部分组成。符号符号S：0为正1为负；阶码阶码E：非标准移码；尾数尾数M：原码（规格化）。S E M1 8 23 31 30 23 22 0单精度浮点

25、数（4字节）：符号S占1位，正数为0，负数为1阶码E占8位，127为正，127为负尾数M占23位，精度达到223示例：示例：-0.35671-0.35671225-11969201=-1.01101101010001010110001223-0.35671-1.011011010100010101100012-2S=1,E=127-2=01111101,M=01101101010001010110001 10111110 10110110 10100010 10110001=BE B6 A2 B1第32页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）字符集

26、与编码：字符集与编码：规定的文字符号集合及编码方案规定的文字符号集合及编码方案国标国标GB2312-80：由6763个常用简体汉字和682个全角的非汉字字符（字母、数字、标点符号、图形）组成，通用于中国大陆和新加坡等地区。（1981）大五码大五码Big-5：收入13060个繁体汉字，808个符号，用于港台等地区。汉字内码扩展规范汉字内码扩展规范GBK：收入21003个汉字，882个符号。囊括中日韩（CJK）统一汉字20902个、扩展A集（CJKExt-A）中的汉字52个。兼容GB2312-80标准，包含Big-5的繁体字，但是不兼容Big-5字符集编码。（1995）Unicode 字符集和字符

27、集和UTF-8：UTF-8是针对Unicode字符集的可变长度字符编码，使用14个字节表示一个符号。ASCII字符一个字节的编码，中文字符占3个字节。ASCII码：码：西文1字节编码128个字符，含32个控制字符和96个可打印字符。（1963）字符集与编码第33页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）小数范围和精度数值范围：数值范围：阶码E长度确定小数范围单精度（32位）：8位E，M*2-127-M*21273.410-383.41038双精度（64位）：11位E，M*2-1023-M*21023数值精度：数值精度：尾数M长度确定小数精度单精度（3

28、2位）：23位M，223 8.3107,7位有效位有效数字数字双精度（64位）：52位M，252 4.51015,15位位有效有效数字数字第34页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）ASCII码ASCIIASCII码码:（美国信息交换标准美国信息交换标准代码代码 国际标准ISO/IEC 646）1字节编码，占低7位（27=128），最高位平时不用（一般为0），仅在数据通信时用作奇偶校验位。ASCII码值范围：0127。ASCIIASCII码构成码构成:（关键字符）（关键字符）（关键字符）（关键字符）33个个控制字符控制字符：第031号以及第127

29、号通讯专用字符：控制符：回车 13、换行 10、空格 32、删除 12795个可打印个可打印字符字符：数字09：48 57大写英文字母：6590；小写英文字母：97122标点符号、运算符号：第35页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）ASCII码控制字符设备状态控制：设备状态控制：ASCII码值1-31之间询问：055应答：066响铃：077不应答：1521常用控制字符：常用控制字符：退格：08 8水平制表：099换行：0A 10换页：0C 12回车：0D 13空格：20 32删除：7F 127 0100 00010 x41 ,41H第36页大学

30、计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）ASCII码英文字母字母字母AZAZ：大写字母：大写字母：（ASCII值为值为6590）规律：顺序排列；D+3=G，Y-5=T小写字符小写字符：（ASCII值为值为97122）规律：顺序排列；b+3=e，w-5=r大大小写字母转换小写字母转换：相差32 b-32=B，F+32=F加密解密加密解密：与密钥做加减运算F+39=m1.自动识别文章中的字母、单词、语句、段落2.自动将语句中首字母变为大写3.自动收集文章中的手机号、邮箱等第37页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程

31、版）ASCII码数字字符数字数字0909：（ASCII值为值为4857）规律：规律：顺序排列，2+5=7，9-4=5字符与数值转换字符与数值转换：6-48=6，8-0=8身份证号：身份证号：530103199706190362TA的性别、年龄、生肖、星座？“6”6，偶数，美女美女“1997”1997,2016-1997=19岁岁 1997 属相属相牛牛 “0619”6月19日，双子座双子座第38页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）汉字编码区位码与国标码：区位码与国标码：将GB2312字符集布置在9496矩阵，行（区）列（位）号为0194，每个字

32、符的位置通过区号+位号可以唯一确定，这组4位十进制数称为该汉字的区位码ASCII中0 31号编码为控制字符，为避免冲突，将区号和位号分别转换成二进制数+20H，得到的编码称为国标码，用于汉字交换。位号位号区号区号0102 07(00000111)94010249(00110001)学学94机内码：机内码：为避免将一个汉字的2字节编码当做2个ASCII字符，需要将国标码各字节最高位置1，即分别加80H。“学学”区位码：4907，3107H 国标码：5127(31H+20H=51，07H+20H=27H)机内码：D1A7(51H+80H=D1，27H+80H=A7H)区位区位0 0 1 1 0 0

33、 0 10 0 0 0 0 1 1 1+20 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0国国标0 1 0 1 0 0 0 10 0 1 0 0 1 1 1+801 0 0 0 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 0机内机内1 1 0 1 0 0 0 11 0 1 0 0 1 1 1 字符1 控制符“响铃”？字符Q 字符？第39页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）外码和字形码输入码：输入码：输入汉字输入汉字方便汉字的输入而制定的编码。常见的输入法有流水码（区位码）、拼音码（简拼、双拼）、字形码（五笔、郑码）、音形码（自然码、智能ABC）

34、。点阵（.fon）：把汉字按图形符号设计成点阵图1616点阵、2424点阵、4848点阵矢量（.ttf，.otf）：用贝塞尔曲线描述字型的轮廓特征,绘图指令和数学公式进行绘制PostScriptType1、TrueType、OpenType字库：全部汉字字形码的集合。硬字库、软字库字型码和字库：字型码和字库：字模，点阵和矢量字模，点阵和矢量第40页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）全角和半角字符半角字符：半角字符：全角字符：全角字符：英文键盘输入的字符，保存的是1个字节的ASCII码，即ASCII符集中的字母、数字、标点符号、运算符等，显示在屏

35、幕上占半个汉字位置。系统命令及参数 程序中的语句、命令汉字库中包含的字母、数字、标点符号、运算符等可打印字符，保存的是汉字机内码，显示在屏幕上占1个汉字位置。仅作为文字符号看待，不可用作系统命令、仅作为文字符号看待，不可用作系统命令、参数以及程序语句命令。参数以及程序语句命令。半角：AC1,2全角：，”4143312C3222A3C1A3C3A3B1A3ACA3B2A1B1显示对比显示对比编码编码对比（对比（16制）制）第41页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）数值与字符数值：数值：（数值数据）（数值数据）（数值数据）（数值数据）字符：字符：（

36、非数值数据）（非数值数据）（非数值数据）（非数值数据）整数：固定长度的补码，如126（00 7D）、-3（FF FD ）实数：单精度浮点数（32位），如-1.3 （66 66 A6 BF）双精度浮点数（64位），如8.12（40 20 3D 70 A3 D7 0A 3D）当作符号符号看待，包括了各种控制符号控制符号、字母字母、数字符号数字符号、标点符号标点符号、运算符运算符、图图形符号形符号、汉字汉字等。数字字符：如 126（31 32 36）、）、-3（2D 33）、）、8.12（38 2E 31 32）电话号码：13888686839（31 33 38 38 38 36 38 36 38

37、33 39）车牌号：云云A188QE （D4 C6 41 31 38 38 51 45）第42页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）多媒体信息表现形式多媒体信息：多媒体信息：通常包括文本、声音、图形、图像、动画、视频等多种媒体形式。声音（sound）：图形（Graphic）：图像（Image）：动画（Animation）：视频（Video）：多媒体信息数字化：多媒体信息数字化：通过采样、量化、编码等方法将连续的信号转换成离散的数字序列。第43页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）声音的表示声音数据：

38、声音数据：通过时间上的离散化（采样）和振幅上的离散化（量化），就可以将连续的声音用二进制的位序编码表示出来 第44页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）图形图像的表示图形数据：图形数据：由点、线、多边形、圆和弧线等元素构成的矢量图(Vector)可通过数学公式来描述图像数据：图像数据：彩色照片一般使用位图（Bitmap）来表示，按行列顺序将各像素的颜色值RGB用二进制编码第45页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）1.2信息的表示信息与数据：信息与数据：任何信息在计算机中都用二进制进行编码，成为数据

39、，用格式化的数据描述信息英文：China 01000011 01101000 01101001 01101110 01100001汉字：中国 11010110 11010000 10111001 11111010 数值：-378 11111111 11111111 11111110 10000110音乐：11000001 01001010 01101011 01001010 01100001图像：10010101 11001010 01001001 01101010 01101000视频：01000101 00101011 11101001 01001110 01001100编码编码第46页大

40、学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）1.3 信息处理信息处理：信息处理：获取信息并对它进行加工处理，使之成为有用信息并发布出去的过程。计算机处理信息优势：计算机处理信息优势：运算速度快，计算结果精密准确，存储能力强，“逻辑判断”能力和工作自动化等优势。信息处理的目的：信息处理的目的：有效利用信息，充分挖掘其价值，实现信息利用的最大化信息处理的过程：信息处理的过程：信息的收集、转换、加工、存储、发布。第47页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）信息获取信息获取是指利用利用各种输入设备、传感输入设备、传感

41、设设备备收集自然界中的信息信息并并转换成计算机中计算机中的二进制数据的二进制数据。获取方式多样性：获取方式多样性：由于信息来源的技术特点不同，信息获取的方法也多种多样。所以，在获取信息之前，可根据需要对信息进行进行甄别、筛选；信息怎样获取：信息怎样获取：第48页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）信息的获取信息识别：信息识别：信息转换：信息转换：(1)确定信息需求，甄别已有的各种媒介上的信息(2)传感器“敏感元件”捕捉事物的状态变化，分离噪声信息转化为文本、数值、声音、图形、动画、图文本、数值、声音、图形、动画、图像、视频像、视频等(1)传统媒介

42、上的非数字信息数字化(2)传感器获取信息由“换能器”转换为便于观察和计量的能量形式，并进行数字化编码第49页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）信息加工信息加工：信息加工：对计算机中各种数字化信息进行判别、判别、筛选、分类、排序、比较、分析、计筛选、分类、排序、比较、分析、计算、统计和研究算、统计和研究等一系列操作。信息加工是信息处理过程中非常重要的环节，是信息利用的基础，也是信息成为有用资源的重要条件。第50页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）信息加工专业程序加工：专业程序加工：大众信息技术工具

43、加工：大众信息技术工具加工：智能化信息加工智能化信息加工：针对具体的问题编制专门的程序，对特定信息进行自动化加工使用各种软件来实现。Office文字、图表处理多媒体软件加工图像、声音、视频和动画语音识别、语音识别、文字文字识别、识别、指纹指纹识别、识别、图形图形识别、识别、图像图像识别识别设置各类信息模板，将待识别的信息与这些模板进行比较，按照最大相似度的原则判断它的类属第51页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）信息存储和传输信息存储：信息存储：信息存储格式、信息存储介质、信息存储格式、信息存储介质、数据保护数据保护为什么要储存这些数据？以什么

44、方式储存数据，存在什么介质上？将来有什么用处，对决策可能产生什么效果？信息按照一定的格式和顺序存储在特定的载体中，便于快速地、准确地识别、定位和检索信息信息传输：信息传输：利用计算机网络和数字通信网络，实现信息有目的的流动。第52页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）信息利用与服务信息利用：信息利用：信息利用是信息价值实现的过程信息价值实现的过程，在利用中信息不但不会消耗，反而随着广为扩散不断增值，产生新的信息。充分利用已有信息，熟练使用信息检索工具，掌握检索语言和检索方法，并能对检索效果进行判断和评价。信息服务：信息服务：信息服务是信息处理活动

45、的出发点和归宿，是传播信息、交流信息、实现信息增值的活动。第53页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）科学思维科学思维特点：客观性 ：从实际出发，如实地去反映客观事物精确性 ：遵循一定逻辑规则，有很强的精确性可检验性：要不断接受实践检验，坚持真理、修正错误预见性和普适性：能够预见事物发展的未来；相同条件下结果总能重现科学的本质：发现规律、利用规律第54页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）科学思维逻辑思维是指人类在知识和经验事实基础上形成的认识事物本质、规律和普遍联系的一种理性思维。特点：抽象性，运

46、用概念、判断、推理由已知推未知。实证思维计算思维是指人们采取客观性观测和实证性追究，在探究事物运动的本质、规律过中凝结而成的思维形式。通过观察、测量和系统实验来总结自然规律。是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计，以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。利用计算机进行模拟仿真。第55页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）用计算机解决各领域问题计算机解决的实际问题罗伯特威尔逊-计算模型“四色猜想”证明 1976年，美国数学家阿佩尔与哈肯在美国伊利诺斯大学的两台不同的电子计算机上，用了1200个小时，作了100亿次判断，终于

47、完成了四色定理的证明。科学方法：理论研究、系统实验、计算和模拟所有图片来源于网络，仅用于教学所有图片来源于网络，仅用于教学 第56页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）计算科学与其他学科融合计算相关交叉学科 计算机模拟计算机模拟技术已经渗透到物理学的各个领技术已经渗透到物理学的各个领域，包括凝聚态物理、核物理、粒子物理、天体域，包括凝聚态物理、核物理、粒子物理、天体物理等，导致了计算物理这一新学科的突破性发物理等，导致了计算物理这一新学科的突破性发展和展和成熟成熟。计算物理、计算结构力学、计算流体力学计算化学、计算分子力学计算生物学、计算生物化学

48、计算社会学、计算经济学.所有图片来源于网络，仅用于教学所有图片来源于网络，仅用于教学 第57页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）什么是科学计算 科学计算是指利用计算机模拟、预测和发现客观世界运动规律和演化特征的全过程。用用数值计算数值计算的方法的方法解决社会、科学解决社会、科学和工和工程中程中的问题。的问题。科学计算所有图片来源于网络，仅用于教学所有图片来源于网络，仅用于教学 第58页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）科学计算的优势 1.无损伤：不会对环境等产生大的影响。能够能够承担真实实验不能

49、完成的承担真实实验不能完成的事事科学计算所有图片来源于网络，仅用于教学所有图片来源于网络，仅用于教学 第59页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）科学计算的优势 2.全过程、全时空模拟：获得的系统发展和演化的全部信息 科学计算所有图片来源于网络，仅用于教学所有图片来源于网络，仅用于教学 第60页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）科学计算的优势 3.低成本、短周期地反复实验：相对低的成本和较短的周期多次重复实验，获得各种条件下研究对象的全面、系统的信息。科学计算所有图片来源于所有图片来源于网络网络，

50、仅用于教学，仅用于教学 第61页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）计算机、计算与学科领域融合计算物理 计算力学、计算电磁学、计算分子力学计算化学计算生物学计算工程学计算经济学计算社会学 .科学计算所有图片来源于所有图片来源于网络网络，仅用于教学，仅用于教学 第62页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）计算科学与其他学科融合人的能力拓展印刷：阅读、写作、算术计算机：计算、模拟、仿真 计算思维通过建模，构造天气、飞机周围的气流、事故中的汽车车身变形、星系中恒星的运动、爆炸装置等模型。所有图片来源于网络