1. 計算機內部信息都是由數字0或1組成的嗎
計算機內部信息都是由數字0或1組成的,這個說法正確。計算機中一般釆用2進制計數法,我們來思考一下原因。計算機是由邏輯電路組成的,電路中通常只有兩個狀態,開關的接通和斷開, 這兩種狀態正好可以用「1」和「0」表示。計算機在表示數的時候,會使用兩種狀態。
1個開關可以用0或1來表示,如果有許多開關,就可以表示為許多個0或1。你可以想像這里排列著許多開關,各個開關分別表示2進制中的各個數位。這樣一來,只要增加開關的個數,不管是多大的數字都能表示出來。
(1)電腦信息是由什麼加工而來的擴展閱讀
電腦的基層部件是由集成電路組成的,這些集成電路可以看成是一個個門電路組成,(當然事實上沒有這么簡單的)。當計算機工作的時候,電路通電工作,於是每個輸出端就有了電壓。
電壓的高低通過模數轉換即轉換成了二進制:高電平是由1表示,低電平由0表示。也就是說將模擬路轉換成為數字電路。這里的高電平與低電平可以人為確定,一般地,2.5伏以下即為低電平,3.2伏以上為高電平。
電子計算機能以極高速度進行信息處理和加工,包括數據處理和加工,而且有極大的信息存儲能力。數據在計算機中以器件的物理狀態表示,採用二進制數字系統,計算機處理所有的字元或符號也要用二進制編碼來表示。
2. 請列舉信息系統信息的來源都有哪些什麼是信息源
信息系統信息的來源都有:各種信息機構,不僅包括傳統印刷型文獻資料,也包括現代電子圖書報刊;不僅包括各種信息儲存和信息傳遞機構,也包括各種信息生產機構。
信息源一般指通過某種物質傳出去的信息,即是信息的發源地/來源地(包括信息資源生產地和發生地、源頭、根據地)。
聯合國教科文組織出版的《文獻術語》定義為:個人為滿足其信息需要而獲得信息的來源,稱為「信息源」。一切產生、生產、貯存、加工、傳播信息的源泉都可以看作是信息源。
(2)電腦信息是由什麼加工而來的擴展閱讀:
信息系統,是由計算機硬體、網路和通信設備、計算機軟體、信息資源、信息用戶和規章制度組成的以處理信息流為目的的人機一體化系統。主要有五個基本功能,即對信息的輸入、存儲、處理、輸出和控制。
一般來說,信息系統具有如下幾個概念:
信息系統是任何組織中都有的一個子系統,是為了生產和管理服務的。對於從事物質生產及具體工作的部門來說,它總是管理或控制系統中的一部分。
信息系統有別於其它子系統,像人的神經系統分布於全身每一個器官一樣,信息系統也滲透到組織中的每一個部門當中。
信息系統的作用與其它系統有些不同,它不從事某一具體的實物性工作,而是關系全局的協調一致。因而組織越大,改進信息系統所帶來的經濟效益也就越大。信息系統的運轉情況與整個組織的效率密切相關。
3. 誰知道電腦的組成是什麼
一、計算機的硬體和軟體
現代的計算機面對用戶的不再是簡單的、由電子線路組成的機器,而是由硬體和軟體兩部分組成的計算機系統。
1.硬體
計算機硬體從外觀上看主要有主機箱、鍵盤和顯示器;從邏輯功能上看,可以分為控制器、運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備五個部分,一般地又把運算器和控制器合稱為中央處理器。判斷一台計算機的性能主要看兩個指標,第一是CPU的型號與主頻,第二是匯流排類型。
打開計算機主機箱,裡面有一塊印刷電路板,這就是計算機的主機板(簡稱主板),一般地,計算機的重要控制項都做在計算機的主板上。主板的類型和品種很多,從類型上來說,它們都是以CPU來分類的,CPU晶元在主板上是可以插拔的。主板上還許多部件,如ROM、RAM、匯流排槽、插座、電池等。
(1)CPU
CPU是中央處理器(Central Processing Unit)的英文縮寫,它是計算機的運算控制中心,是計算機中集成度最高、最貴重的一塊晶元。它是由幾千~幾千萬個晶體管組成的超大規模的集成電路晶元。計算機所有數據的加工處理都是在CPU中完成的。CPU還負責發出控制信號,使計算機的各個部件協調一致地工作。
(2)存儲器
①內部存儲器
內部存儲器簡稱為內存,計算機要執行的程序、要處理的信息和數據,都必須先存入內存,才能由CPU取出進行處理。
內存一般可以分為隨機讀寫存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)兩種。
ROM中存儲的數據只能讀出,而用一般的方法不能寫入。它的最大優點是它保存的數據在斷電後不會丟失,因此用來保存計算機經常使用且固定不變的程序和數據。ROM中保存的最重要的程序是基本輸入輸出系統BIOS,這是一個對輸入輸出設備進行管理的程序。
RAM中存儲的數據可以隨時取出來(稱為讀出),也可以隨時存入新數據(稱為寫入)或對原來的數據進行修改。RAM的缺點是斷電以後所存儲的所有數據都將丟失。
充當內存的集成電路晶元是做在一小條印刷電路板上的,稱為內存條。內存條可以很方便地插在主板上,其容量有8MB、16MB、32MB、64MB、128MB、256MB等。在選擇內存條時,要考慮容量稍大一些的,但不要插滿槽口,為今後的升級及內存的擴充留有餘地。
②外部存儲器
內存的容量有限,且價格較貴,關機以後內存中所存儲的數據就消失了,因此計算機還必須有外部存儲器(簡稱外存)來存儲數據。外存的特點是存儲容量大、價格較低,所存儲的數據在計算機關機後也不會丟失。外存有軟盤、硬碟、光碟等。
(3)輸入/輸出設備
輸入設備就是把數據送入計算機的設備,它接受用戶的程序和數據,並轉換成二進制代碼送入計算機的內存中存儲起來,供計算機運行時使用。輸出設備就是把經過計算機處理的數據,以人們能夠識別的形式輸出的設備。輸入/輸出設備就如同人有了眼睛可以看、耳朵可以聽、嘴巴可以講、手可以寫字一樣,輸入/輸出設備是計算機與外界溝通的橋梁。
輸入設備有鍵盤、滑鼠器、掃描儀、手寫筆等。鍵盤主要用來輸入各種文字、數據和命令。滑鼠器主要用於繪圖以及快速地移動游標進行選擇或輸入。掃描儀用來將圖形或圖像資料輸入到計算機中。
輸出設備有顯示器、列印機、繪圖儀、音箱等。顯示器,能顯示計算機輸出的文字、圖形或圖像;列印機能把計算機輸出的文字、圖形、圖像等列印到紙上,列印機的種類很多,有針式列印機、噴墨列印機、熱敏列印機、激光列印機等;音箱能輸出經過計算機處理的聲音信息。
2.軟體
計算機所做的一切都是靠運行軟體來完成的。20世紀50年代以前人們普遍認為軟體就是程序,其實這並不完整。70年代有人提出:軟體由程序和開發、利用、維護它的一切文檔組成。1983年美國IEEE組織給軟體下了一個明確的定義:軟體是計算機程序、方法、規則相關的文檔以及在計算機上運行所必需的數據。
計算機軟體大體上可以分為系統軟體和應用軟體兩大類。
(1)系統軟體
系統軟體是一種綜合管理計算機硬體和軟體資源,為用戶提供工作環境和開發工具的大型軟體。系統軟體主要有操作系統和程序設計語言兩類。
操作系統是計算機的大管家,它負責管理和控制計算機各個部件協調一致地工作,是一個最基本、最重要的系統軟體。一台計算機必須安裝了操作系統才能正常工作。DOS、Windows、Unix、Linux等都是計算機上使用的操作系統軟體。
程序設計語言是用來編制軟體的專門語言。我們使用的各種軟體都是用程序設計語言編寫的。程序設計語言的種類很多,有BASIC、PASCAL、C、FoxBASE、Visual BASIC、Visual FoxPro等。
(2)應用軟體
應用軟體是計算機用戶為了解決某些具體問題而編制的軟體。如圖書館資料檢索軟體、人事管理軟體、工資管理軟體、輔助教學軟體等。還有為各種不同用途編制的專用軟體,如文字處理軟體、電子表格軟體、防病毒軟體等。
二、微處理器的發展歷史
你知道神奇的計算機晶元是用什麼材料製成的嗎?Intel公司的創始人摩爾曾有過這樣一段精彩的解釋:我們需要為晶元尋找一種基質,因此我們考察了地球的基質,它主要是沙粒,所以我們使用了沙粒(硅可由海沙濾取而得)。我們需要為晶元上的線路和開頭尋找一種金屬導體,我們考察了地球上的所有金屬,發現鋁是最豐富的,所以我們使用了鋁。下面讓我們循著Intel公司的發展歷程,去探尋中央處理器的發展史。
1971年,Intel公司首先推出了世界上第一個4位微處理器晶元Intel 4004,它集成了2300個晶體管,同年,第一台使用了4004晶元的微型計算機誕生了。1972年,Intel公司推出了8位微處理器晶元8008,之後的幾年中,8位微型計算機得到了飛速的發展,並打開了一定的市場。其中,最為著名的是蘋果公司的Apple II。1978年,Intel公司推出了16位微處理器晶元8086,主頻為5~8MHz。隨後又有80186、80188、80286等16位晶元出現。這一階段在微型計算機市場大獲成功的是IBM公司的IBM PC。1985年,Intel公司推出32位微處理器80386,指令中增加了頁式存儲管理,加強了圖形處理的能力。同一年,Microsoft(微軟)公司推出了Windows 操作系統,這是微型計算機操作系統的一次革命性的進步。1989年Intel公司研製成功80486晶元。微型計算機市場日趨繁榮,出現了百家爭鳴的局面。
1993年Intel公司公布了新一代的處理器80586,並給它起了個商品名Pentium(奔騰),簡稱P5,集成度為310萬個器件/片,時鍾頻率為60~133MHz,1995年2月,Intel公司推出了Pentium Pro晶元,簡稱P6,集成度為550萬個器件/片,時鍾頻率為133MHz,1997年1月Intel公司推出了第一片帶MMX技術的多功能奔騰處理器。MMX是Multi-Media Extensions(多媒體擴展)的縮寫,是為加快多媒體操作運算而在CPU內部新增了57條指令。這57條指令是特別為音頻信號、視頻信號以及影像處理而設計的,從而使得本來由音效卡、解壓卡、顯示卡等支持的部分工作,又可以回到高速的CPU中完成。1997年下半年起,各CPU製造商競相將MMX技術納入32位及64位微處理器中。1998年的PentiumII是帶有MMX技術的P6級的微處理器,內含750萬個晶體管,主頻普遍在200MHz以上。1999年2月,Intel公司又推出了PentiumIII,其核心速度在 450MHz以上。PentiumIII是在PentiumII的基礎上新增加了70條能夠增強音頻、視頻和3D圖形效果的SSE(Streaming SIMI Extensions,數據流單指令多數據擴展)指令集。2000年,Intel公司推出了Pentium IV微處理器,主頻達到1GMHz以上。
縱觀計算機的發展歷史,微處理器性能的不斷提高是計算機應用得以迅速發展的真正動力,它比歷史上任何發明都進展得更為迅速。
[參考教案]
[課 題] 第2課 計算機的組成
[教學目的與要求]
(1)了解計算機組成各部分的名稱和作用。
(2)知道什麼是計算機軟體,了解計算機軟體的作用。
(3)了解計算機處理信息的過程。
[課時安排]
1課時。
[教學重點與難點]
(1)計算機是由特定功能的各種設備組合在一起的一個整體。
(2)計算機硬體和軟體的概念。
[教學過程]
一、導入
同學們,計算機這個詞對於我們來說已經不再陌生了,它已經滲透到我們生活中的每個環節中去了。那麼你們知道哪些有關計算機的名詞呢?(根據學生的回答,教師作出相應的小結)。同學們,你們所說的這些名詞有的是計算機的硬體,有的是計算機的軟體,還有一些則是計算機的應用,今天我們就要學習計算機的組成,計算機是由硬體和軟體兩個部分組成的。通過大家的共同努力,我相信大家都會成為一個計算機小行家。
二、新授(以台式微機為例)
1.硬體
計算機硬體從外觀上看,計算機由主機、顯示器、鍵盤、滑鼠器等部分組成。(結合實物講解)硬體就是我們實實在在能夠看到的計算機部分。
學生看書,結合圖片自學各部分名稱及作用。教師補充,區分輸入、輸出設備。
(1)主機
主機是計算機的心臟和大腦,在裡面有很多的部件,分別實現各種連接和處理功能。它能存儲輸入和處理的信息,進行運算,控制其他設備的工作。
打開計算機主機箱,裡面有一塊印刷電路板,這就是計算機的主機板(簡稱主板),一般地,計算機的重要控制項都做在計算機的主板上。主板上還許多部件,如ROM、RAM、匯流排槽、插座、電池等。機箱內還有硬碟、軟碟機、光碟機、電源和小喇叭等。
其中核心部分是微處理器和內存儲器。微處理器是計算機中集成程度最高的晶元,平時我們所說的「486」、「586」都是指微處理器的檔次和型號。Inter公司是生產微處理器的最著名的廠商,1993年生產出了80586,取名Pentium(奔騰),1995年推出了Pentium Pro晶元,接著,又推出了Pentium Ⅲ處理器,現在又有了Pentium Ⅳ處理器。內存是暫時存放數據用的,通常有8MB、16MB、32MB、64MB、128MB、256MB等各種規格。
(2)輸入設備
鍵盤主要用來輸入文字和命令,是一種輸入設備。其實輸入設備還有很多,我們常用的還有滑鼠器、話筒、掃描儀、手寫筆等。
(3)輸出設備
顯示器可以把計算機處理的數據給我們看,它是一種輸出設備。輸出設備還有列印機、音箱等。列印機通常有針打、噴打、激打之分。
一個計算機系統,通常由輸入設備、主機、輸出設備三部分組成。主機是計算機的核心,輸入/輸出設備中除了顯示器、鍵盤必不可少外,其他的可根據需要配備,當然,多一樣設備,多一種功能。以上都是能夠看到的部分,我們把它們叫做硬體。
2.軟體
計算機光有硬體還不行,它等於是一具屍體,沒有生命力,要是想讓計算機完成我們想做的工作,使它「活」起來,必須給它安裝一些無形的東西,這些就是軟體。比如,要用計算機畫畫,我們必須給計算機安裝畫畫軟體。在課堂上演示安裝Windows的畫圖程序。
計算機其實由軟體和硬體構成,硬體是可以看到的,是物質基礎,軟體則是它的思想靈魂。
計算機軟體大體上可以分為系統軟體和應用軟體兩大類。
(1)系統軟體
系統軟體是一種綜合管理計算機硬體和軟體資源,為用戶提供工作環境和開發工具的大型軟體。系統軟體主要有操作系統和程序設計語言兩類。
操作系統是計算機的大管家,它負責管理和控制計算機各個部件協調一致地工作,是一個最基本、最重要的系統軟體。一台計算機必須安裝了操作系統才能正常工作。DOS、Windows、Unix、Linux等都是計算機上使用的操作系統軟體。現在我們最常用的是美國微軟公司的Windows系列操作系統。我國也有了自己的操作的系統—紅旗Linux,現在正在推廣運用當中。
(2)應用軟體
應用軟體是計算機用戶為了解決某些具體問題而編制的軟體。有了應用軟體,才能在計算機上畫圖、寫文章,製作多媒體報告、玩游戲等,如WPS、Word、PowerPoint等都是應用軟體。
三、計算機信息處理過程
計算機的硬體組成有點像人的大腦、眼睛、耳朵及筆、紙等,計算機處理信息的過程也類似於人腦處理信息的過程。
比如我們要把書上的一段文字在Word中用拼音輸入法輸入到計算機中,我們首先應該用眼睛看這段文字,眼睛把看到的字傳給大腦,大腦要對這個字進行處理,看看認識不認識這個字,如果認識,大腦就可以產生這個字的拼音編碼(不認識可以利用字典查出這個字的讀音),然後大腦指揮手利用鍵盤輸入這個字。這樣繼續下去一段文字就會輸入進去了。人在這一連串的動作中眼睛相當於輸入設備;大腦相當於主機進行各種處理工作;手就相當於輸出設備,把大腦的處理表現出來(利用鍵盤輸入字)。
計算機的工作過程也像人一樣,在輸入字的這個過程中,首先通過輸入設備鍵盤把這個字的編碼信息輸入主機,由主機對信息進行加工處理,再把加工處理後的信息通過輸出設備輸出(在屏幕出列印這個字)。
由此可見,計算機的工作過程可以用「輸入、處理、輸出」6個字來概括。
4. 計算機的物理工作原理(包括硬碟、顯示器、CPU等)
計算機的基本原理是存貯程序和程序控制。預先要把指揮計算機如何進行操作的指令序列(稱為程序)和原始數據通過輸入設備輸送到計算機內存貯器中。每一條指令中明確規定了計算機從哪個地址取數,進行什麼操作,然後送到什麼地址去等步驟。
計算機在運行時,先從內存中取出第一條指令,通過控制器的解碼,按指令的要求,從存貯器中取出數據進行指定的運算和邏輯操作等加工,然後再按地址把結果送到內存中去。接下來,再取出第二條指令,在控制器的指揮下完成規定操作。依此進行下去,直至遇到停止指令。
程序與數據一樣存貯,按程序編排的順序,一步一步地取出指令,自動地完成指令規定的操作是計算機最基本的工作原理。這一原理最初是由美籍匈牙利數學家馮.諾依曼於1945年提出來的,故稱為馮.諾依曼原理。
**計算機的存儲程序工作原理和硬體系統
馮·諾依曼結構
計算機系統由硬體系統和軟體系統兩大部分組成。美藉匈牙利科學家馮·諾依曼結構(John von Neumann)奠定了現代計算機的基本結構,其特點是:
1)使用單一的處理部件來完成計算、存儲以及通信的工作。
2)存儲單元是定長的線性組織。
3)存儲空間的單元是直接定址的。
4)使用低級機器語言,指令通過操作碼來完成簡單的操作。
5)對計算進行集中的順序控制。
6)計算機硬體系統由運算器、存儲器、控制器、輸入設備、輸出設備五大部件組成並規定了它們的基本功能。
7)採用二進制形式表示數據和指令。
8)在執行程序和處理數據時必須將程序和數據道德從外存儲器裝入主存儲器中,然後才能使計算機在工作時能夠自動調整地從存儲器中取出指令並加以執行。
這就是存儲程序概念的基本原理。
計算機指令
計算機根據人們預定的安排,自動地進行數據的快速計算和加工處理。人們預定的安排是通過一連串指令(操作者的命令)來表達的,這個指令序列就稱為程序。一個指令規定計算機執行一個基本操作。一個程序規定計算機完成一個完整的任務。一種計算機所能識別的一組不同指令的集合,管為該種計算機的指令集合或指令系統。在微機的指令系統中,主要使用了單地址和二地址指令。其中,第1個位元組是操作碼,規定計算機要執行的基本操作,第2個位元組是操作數。計算機指令包括以下類型:數據處理指令(加、減、乘、除等)、數據傳送指令、程序控制指令、狀態管理指令。整個內存被分成若干個存儲單元,每個存儲單元一般可存放8位二進制數(位元組編址)。每個在位單元可以存放數據或程序代碼。為了能有效地存取該單元內存儲的內容,每個單元都給出了一個唯一的編號來標識,即地址。
計算機的工作原理
按照馮·諾依曼存儲程序的原理,計算機在執行程序時須先將要執行的相關程序和數據放入內存儲器中,在執行程序時CPU根據當前程序指針寄存器的內容取出指令並執行指令,然後再取出下一條指令並執行,如此循環下去直到程序結束指令時才停止執行。其工作過程就是不斷地取指令和執行指令的過程,最後將計算的結果放入指令指定的存儲器地址中。計算機工作過程中所要涉及的計算機硬體部件有內存儲器、指令寄存器、指令解碼器、計算器、控制器、運算器和輸入/輸出設備等,在以後的內容中將會著重介紹。
(一)計算機硬體系統
硬體通常是指構成計算機的設備實體。一台計算機的硬體系統應由五個基本部分組成:運算器、控制器、存儲器、輸入和輸出設備。這五大部分通過系統匯流排完成指令所傳達的操作,當計算機在接受指令後,由控制器指揮,將數據眾輸入設備傳送到存儲器存放,再由控制器將需要參加運算的數據傳送到運算器,由運算器進行處理,處理後的結果由輸出設備輸出。
中央處理器
CPU(central processing unit)意為中央處理單元,又稱中央處理器。CPU由控制器、運算器和寄存器組成,通常集中在一塊晶元上,是計算機系統的核心設備。計算機以CPU為中心,輸入和輸出設備與存儲器之間的數據傳輸和處理都通過CPU來控制執行。微型計算機的中央處理器又稱為微處理器。
控制器
控制器是對輸入的指令進行分析,並統一控制計算機的各個部件完成一定任務的部件。它一般由指令寄存器、狀態寄存器、指令解碼器、時序電路和控制電路組成。計算機的工作方式是執行程序,程序就是為完成某一任務所編制的特定指令序列,各種指令操作按一定的時間關系有序安排,控制器產生各種最基本的不可再分的微操作的命令信號,即微命令,以指揮整個計算機有條不紊地工作。當計算機執行程序時,控制器首先從指令指針寄存器中取得指令的地址,並將下一條指令的地址存入指令寄存器中,然後從存儲器中取出指令,由指令解碼器對指令進行解碼後產生控制信號,用以驅動相應的硬體完成指紋操作。簡言之,控制器就是協調指揮計算機各部件工作的元件,它的基本任務就是根據種類指紋的需要綜合有關的邏輯條件與時間條件產生相應的微命令。
運算器
運算器又稱積極態度邏輯單元ALU(Arithmetic Logic Unit)。運算器的主要任務是執行各種算術運算和邏輯運算。算術運算是指各種數值運算,比如:加、減、乘、除等。邏輯運算是進行邏輯判斷的非數值運算,比如:與、或、非、比較、移位等。計算機所完成的全部運算都是在運算器中進行的,根據指令規定的定址方式,運算器從存儲或寄存器中取得操作數,進行計算後,送回到指令所指定的寄存器中。運算器的核心部件是加法器和若干個寄存器,加法器用於運算,寄存器用於存儲參加運算的各種數據以及運算後的結果。
(二)存儲器
存儲器分為內存儲器(簡稱內存或主存)、外存儲器(簡稱外存或輔存)。外存儲器一般也可作為輸入/輸出設備。計算機把要執行的程序和數據存入內存中,內存一般由半導體器構成。半導體存儲器可分為三大類:隨機存儲器、只讀存儲器、特殊存儲器。
RAM
RAM是隨機存取存儲器(Random Access Memory),其特點是可以讀寫,存取任一單元所需的時間相同,通電是存儲器內的內容可以保持,斷電後,存儲的內容立即消失。RAM可分為動態(Dynamic RAM)和靜態(Static RAM)兩大類。所謂動態隨機存儲器DRAM是用MOS電路和電容來作存儲元件的。由於電容會放電,所以需要定時充電以維持存儲內容的正確,例如互隔2ms刷新一次,因此稱這為動態存儲器。所謂靜態隨機存儲器SRAM是用雙極型電路或MOS電路的觸發器來作存儲元件的,它沒有電容放電造成的刷新問題。只要有電源正常供電,觸發器就能穩定地存儲數據。DRAM的特點是集成密度高,主要用於大容量存儲器。SRAM的特點是存取速度快,主要用於調整緩沖存儲器。
ROM
ROM是只讀存儲器(Read Only Memory),它只能讀出原有的內容,不能由用戶再寫入新內容。原來存儲的內容是由廠家一次性寫放的,並永久保存下來。ROM可分為可編程(Programmable)ROM、可擦除可編程(Erasable Programmable)ROM、電擦除可編程(Electrically Erasable Programmable)ROM。如,EPROM存儲的內容可以通過紫外光照射來擦除,這使它的內可以反復更改。
特殊固態存儲器
包括電荷耦合存儲器、磁泡存儲器、電子束存儲器等,它們多用於特殊領域內的信息存儲。
此外,描述內、外存儲容量的常用單位有:
①位/比特(bit):這是內存中最小的單位,二進制數序列中的一個0或一個1就是一比比特,在電腦中,一個比特對應著一個晶體管。
②位元組(B、Byte):是計算機中最常用、最基本的存在單位。一個位元組等於8個比特,即1 Byte=8bit。
③千位元組(KB、Kilo Byte):電腦的內存容量都很大,一般都是以千位元組作單位來表示。1KB=1024Byte。
④兆位元組(MBMega Byte):90年代流行微機的硬碟和內存等一般都是以兆位元組(MB)為單位。1 MB=1024KB。
⑤吉位元組(GB、Giga Byte):目前市場流行的微機的硬碟已經達到430GB、640GB、810GB、1TB等規格。1GB=1024MB。
⑥太位元組(TB、Tera byte):1TB=1024GB。
(三)輸入/輸出設備
輸入設備是用來接受用戶輸入的原始數據和程序,並將它們變為計算機能識別的二進制存入到內存中。常用的輸入設備有鍵盤、滑鼠、掃描儀、光筆等。
輸出設備用於將存入在內存中的由計算機處理的結果轉變為人們能接受的形式輸出。常用的輸出設備有顯示器、列印機、繪圖儀等。
(四)匯流排
匯流排是一組為系統部件之間數據傳送的公用信號線。具有匯集與分配數據信號、選擇發送信號的部件與接收信號的部件、匯流排控制權的建立與轉移等功能。典型的微機計算機系統的結構如圖2-3所示,通常多採用單匯流排結構,一般按信號類型將匯流排分為三組,其中AB(Address Bus)為地址匯流排;DB(Data Bus)為數據匯流排;CB(Control Bus)控制匯流排。
(五)微型計算機主要技術指標
①CPU類型:是指微機系統所採用的CPU晶元型號,它決定了微機系統的檔次。
②字長:是指CPU一次最多可同時傳送和處理的二進制位數,安長直接影響到計算機的功能、用途和應用范圍。如Pentium是64位字長的微處理器,即數據位數是64位,而它的定址位數是32位。
③時鍾頻率和機器周期:時鍾頻率又稱主頻,它是指CPU內部晶振的頻率,常用單位為兆(MHz),它反映了CPU的基本工作節拍。一個機器周期由若干個時鍾周期組成,在機器語言中,使用執行一條指令所需要的機器周期數來說明指令執行的速度。一般使用CPU類型和時鍾頻率來說明計算機的檔次。如Pentium III 500等。
④運算速度:是指計算機每秒能執行的指令數。單位有MIPS(每秒百萬條指令)、MFLOPS(秒百萬條浮點指令)
⑤存取速度:是指存儲器完成一次讀取或寫存操作所需的時間,稱為存儲器的存取時間或訪問時間。而邊連續兩次或寫所需要的最短時間,稱為存儲周期。對於半導體存儲器來說,存取周期大約為幾十到幾百毫秒之間。它的快慢會影響到計算機的速度。
⑥內、外存儲器容量:是指內存存儲容量,即內容儲存器能夠存儲信息的位元組數。外儲器是可將程序和數據永久保存的存儲介質,可以說其容量是無限的。如硬碟、軟盤已是微機系統中不可缺少的外部設備。迄今為止,所有的計算機系統都是基於馮·諾依曼存儲程序的原理。內、外存容量越大,所能運行的軟體功能就越豐富。CPU的高速度和外存儲器的低速度是微機系統工作過程中的主要瓶頸現象,不過由於硬碟的存取速度不斷提高,目前這種現象已有所改善。
我們先從最早的計算機講起,人們在最初設計計算機時採用這樣一個模型:
人們通過輸入設備把需要處理的信息輸入計算機,計算機通過中央處理器把信息加工後,再通過輸出設備把處理後的結果告訴人們。
其實這個模型很簡單,舉個簡單的例子,你要處理的信息是1+1,你把這個信息輸入到計算機中後,計算機的內部進行處理,再把處理後的結果告訴你。
早期計算機的輸入設備十分落後,根本沒有現在的鍵盤和滑鼠,那時候計算機還是一個大傢伙,最早的計算機有兩層樓那麼高。人們只能通過扳動計算機龐大的面板上無數的開頭來向計算機輸入信息,而計算機把這些信息處理之後,輸出設備也相當簡陋,就是計算機面板上無數的信號燈。所以那時的計算機根本無法處理像現在這樣各種各樣的信息,它實際上只能進行數字運算。
當時人們使用計算機也真是夠累的。但在當時,就算是這種計算機也是極為先進的了,因為它把人們從繁重的手工計算中解脫出來,而且極大地提高了計算速度。
隨著人們對計算機的使用,人們發現上述模型的計算機能力有限,在處理大量數據時就越發顯得力不從心。為些人們對計算機模型進行了改進,提出了這種模型:
就是在中央處理器旁邊加了一個內部存儲器。這個模型的好處在於。先打個比方說,如果老師讓你心算一道簡單題,你肯定毫不費勁就算出來了,可是如果老師讓你算20個三位數相乘,你心算起來肯定很費力,但如果給你一張草稿紙的話,你也能很快算出來。
可能你會問這和計算機有什麼關系?其實計算機也是一樣,一個沒有內部存儲器的計算機如果讓它進行一個很復雜的計算,它可能根本就沒有辦法算出來,因為它的存儲能力有限,無法記住很多的中間的結果,但如果給它一些內部存儲器當「草稿紙」的話,計算機就可以把一些中間結果臨時存儲到內部存儲器上,然後在需要的時候再把它取出來,進行下一步的運算,如此往復,計算機就可以完成很多很復雜的計算。
隨著時代的發展,人們越來越感到計算機輸入和輸出方式的落後,改進這兩方面勢在必行。在輸入方面,為了不再每次扳動成百上千的開頭,人們發明了紙帶機。紙帶機的工作原理是這樣的,紙帶的每一行都標明了26個字母、10個數字和一些運算符號,如果這行的字母A上面打了一個孔,說明這里要輸入的是字母A,同理,下面的行由此類推。這樣一個長長的紙帶就可以代表很多的信息,人們把這個紙帶放入紙帶機,紙帶機還要把紙帶上的信息翻譯給計算機,因為計算機是看不懂這個紙帶的。
這樣雖然比較麻煩,但這個進步確實在很大程度上促進了計算機的發展。在發明紙帶的同時,人們也對輸出系統進行了改進,用列印機代替了計算機面板上無數的信號燈。列印機的作用正好和紙帶機相反,它負責把計算機輸出的信息翻譯成人能看懂的語言,列印在紙上,這樣人們就能很方便地看到輸出的信息,再也不用看那成百上千的信號燈了。
不過人們沒有滿足,他們繼續對輸入和輸出系統進行改進。後來人們發明了鍵盤和顯示器。這兩項發明使得當時的計算機和我們現在使用的計算機有些類似了,而且在些之前經過長時間的改進,計算機的體積也大大地縮小了。鍵盤和顯示器的好處在於人們可以直接向計算機輸入信息,而計算機也可以及時把處理結果顯示在屏幕上。
可是隨著人們的使用,逐漸又發現了不如意之處。因為人們要向計算機輸入的信息越來越多,往往要輸入很長時間後,才讓計算機開始處理,而在輸入過程中,如果停電,那前面輸入的內容就白費了,等來電後,還要全部重新輸入。就算不停電,如果人們上次輸入了一部分信息,計算機處理理了,也輸出了結果;人們下一次再需要計算機處理這部分信息的時候,還要重新輸入。對這種重復勞動的厭倦導致了計算機新的模型的產生。
這回的模型是這樣的:
這回增加了一個外部存儲器。外部存儲器的「外部」是相對於內部存儲器來說的,在中央處理器處理信息時,它並不直接和外部存儲器打交道,處理過程中的信息都臨時存放在內部存儲器中,在信息處理結束後,處理的結果也存放在內部存儲器中。可是如果這時突然停電,那些結果還會丟失的。內部存儲器(或簡稱內存)中的信息是靠電力來維持的,一旦電力消失,內存中的數據就會全部消失。也正因為如此,人們才在計算機模型中加入了外部存儲器,把內存中的處理結果再存儲到外部存儲器中,這樣停電後數據也不會丟失了。
外部存儲器與內存的區別在於:它們的存儲機制是不一樣的,外部存儲器是把數據存儲到磁性介質上,所以不依賴於是否有電。這個磁性介質就好比家裡的歌曲磁帶,磁帶上的歌曲不管有沒有電都是存在的。當時人們也是考慮到了磁帶這種好處,所以在計算機的外部存儲器中也採用了類似磁帶的裝置,比較常用的一種叫磁碟。
磁碟本來是圓的,不過裝在一個方的盒子里,這樣做的目的是為了防止磁碟表面劃傷,導致數據丟失。
有了磁碟之後,人們使用計算機就方便多了,不但可以把數據處理結果存放在磁碟中,還可以把很多輸入到計算機中的數據存儲到磁碟中,這樣這些數據可以反復使用,避免了重復勞動。
可是不久之後,人們又發現了另一個問題,人們要存儲到磁碟上的內容越來越多,眾多的信息存儲在一起,很不方便。這樣就導致了文件的產生。
這和我們日常生活中的文件有些相似。我們日常生活中的文件是由一些相關信息組成,計算機的文件也是一樣。人們把信息分類整理成文件存儲到磁碟上,這樣,磁碟上就有了文件1、文件2……。
可是在使用過程中,人們又漸漸發現,由人工來管理越來越多的文件是一件很痛苦的事情。為了解決這個問題,人們就開發了一種軟體叫操作系統。
其實操作系統就是替我們管理計算機的一種軟體,在操作系統出現之前,只有專業人士才懂得怎樣使用計算機,而在操作系統出現之後,不管你是否是計算機專業畢業,只要經過簡單的培訓,你都能很容易地掌握計算機。
有了操作系統之後,我們就不直接和計算機的硬體打交道,不直接對這些硬體發號施令,我們把要的事情告訴操作系統,操作系統再把要作的事情安排給計算機去作,等計算機做完之後,操作系統再把結果告訴我們,這樣就省事多了。
在操作系統出現之前,人們通過鍵盤給計算機下達的命令都是特別專業的術語,而有了操作系統之後,人們和計算機之間的對話就可以使用一些很容易懂的語言,而不用去死記硬背那些專業術語了。
操作系統不但能在計算機和人之間傳遞信息,而且字還負責管理計算機的內部設備和外部設備。它替人們管理日益增多的文件,使人們能很方便地找到和使用這些文件;它替人們管理磁碟,隨時報告磁碟的使用情況;它替計算機管理內存,使計算機能更高效而安全地工作;它還負責管理各種外部設備,如列印機等,有了它的管理,這些外設就能有效地為用戶服務了。
也正因為操作系統這么重要,所以人們也在不斷地改進它,使它的使用更加方面,功能更加強大。對於咱們現在使用的微機來說,操作系統主要經歷了DOS、Windows 3.X、Windows95和Windows98這幾個發展階段。
在DOS階段,人們和計算機打交道,還是主要靠輸入命令,「你輸入什麼命令,計算機就做什麼,如果你不輸入,計算機就什麼也不做」。在這一階段,人們還是需要記住很多命令和它們的用法,如果忘記了或不知道,那就沒有辦法了。所以說,這時的計算機還是大太好用,操作系統也處於發展的初級階段。Windows的出現在很大程度上彌補了這個不足,人們在使用Windows時,不必記住什麼命令,只需要用滑鼠指指點點就能完成很多工作。而當操作系統發展到Windows95之後,使用計算機就變得更加簡單。
現在我們來簡單總結一下上面我們講的一些內容。經過人們幾十年的努力,計算機的組成結構已經基本定型,現在我們日常使用的微機在硬體方面可以用下圖表示:這里CPU就是我們以前談到的中央處理器的英文縮寫,它和其它輔助電路構成了計算機的核心。我們通過鍵盤和其它輸入設備輸入的信息經過它的處理之後顯示在顯示器上。在信息處理過程中,CPU要和內存頻繁地交換信息,在工作結束之後,還要把內存中的數據保存在磁碟上。
上面說的是硬體的工作原理,那麼在軟體上,我們又是如何使用計算機的呢?
在前面我們講過,我們可以通過操作系統給計算機布置工作,操作系統也可以把計算機的工作結果告訴我們。可是操作系統的功能也不是無限的,實際上計算機的很多功能是靠多種應用軟體來實現的。操作系統一般只負責管理好計算機,使它能正常工作。而眾多的應用軟體才充分發揮了計算機的作用。但這些應用軟體都是建立在操作系統上的,一般情況下,某一種軟體都是為特定的操作系統而設計的,因為這些軟體不能直接和計算機交換信息,需要通過操作系統來傳遞信息。
這就是所謂的「硬」、「軟」結合。硬體就是我們能看見的這些東西:主機、顯示器、鍵盤、滑鼠等,而軟體是我們看不見的,存在於計算機內部的。打個比方,硬體就好比人類軀體,而軟體就好比人類的思想,沒有軀體,思想是無法存在的,但沒有思想的軀體也只是一個植物人。一個正常人要完成一項工作,都是軀體在思想的支配下完成的。電腦和這相類似,沒有主機等硬體,軟體是無法存在的;而一個沒有軟體的計算機也只是一堆廢鐵。
還有一個重要的概念沒有講,就是操作系統是如何管理文件的呢?其實也很簡單,文件都有自己的名字,叫文件名,用來區分不同的文件的。計算機中的文件有很多,成千上萬,光用名字來區分也不利於查找,所以計算機中又有了文件夾的概念,把不同類型的文件存儲在不同的文件夾中,查找起來就快多了,也不會太亂。文件多了,可以分別存儲在不同的文件夾中,而當文件夾多了之後,再把一些相關的文件夾存儲在更在的文件夾中,這樣管理文件是比較科學的。
5. 信息技術的由來是什麼
語言的創造。從猿向人轉變時發生,勞動創造了人類,人類創造了語言,獲得了人類特有的交流信息的物質手段,有了加工信息的特有的工具概念。
創造出來的語言重要性:
人們藉助語言保存和傳遞人類文明的成果。語言是人們交流思想的媒介,它必然會對政治、經濟和社會、科技乃至文化本身產生影響。語言這種文化現象是不斷發展的,其現今的空間分布也是過去發展的結果。
(5)電腦信息是由什麼加工而來的擴展閱讀:
信息技術的繼續發展:
1、文字的發明。發生於原始社會末期。它使人類信息傳遞突破了口語的直接傳遞方式,使信息可以儲存在文字里,超越直接的時空界限,流傳久遠。
2、造紙和印刷術的發明。是在封建社會發生的變革。這一發明擴大了信息的交流和傳遞的容量和范圍,使人類文明得以迅速傳播。
3、電報、電話、電視等現代通訊技術的創造。發生在19世紀末20世紀初期。這些發明創造,使信息的傳遞手段發生了根本性的變革,加快了信息傳輸的速度,縮短了信息的時空范圍,信息能瞬間傳遍全球。
3、電子計算的發明和應用。20世紀中葉出現的電腦,從根本上改變了人類加工信息的手段,突破了人類大腦及感覺器官加工處理信息的局限性,極大地增強了人類加工、利用信息的能力。
6. 1,什麼是信息加工信息加工的基本方式是什麼
信息加工理論不是某一種理論的名稱,而是一類理論的統稱。信息理論把人看做一個信息處理器,而人的消費行為就是一個信息處理過程,即信息的輸入、編碼、加工儲存、提取和使用的過程。消費者面對各種大量的商品信息,要對信息進行選擇性注意、選擇性加工、選擇性保持、最後作出購買並作出購買行為。這個過程可以用心理學原理解釋為:商品信息引起了消費者的有意或無意注意,那麼大腦就開始對所獲得的信息進行加工處理,這個過程包括知覺、記憶、思維和態度,於是購買決定就產生了。
從信息加工的角度來研究學習,起自不同的來源。有人認為(Ellis,1978),是受了格式塔記憶理論的影響,這種理論強調,有機體如何組織他們記憶的內容,反映了他們是如何主動地組織知覺的方式。也有人(Norman,1970)區分了對當今信息加工理論有影響的三種理論:(1)由埃斯蒂斯和斯彭思等人最早提出的學習的數學理論(mathematical learning theories);(2)強調以選擇性注意為起點、長時記憶痕跡為終點的信號探示理論(signal detection theories);(3)注重人工智慧和計算機模擬的計算機模型理論(Computer-model theories)。
按照斯奈爾貝克(G.E.Snelbecker)的觀點,目前,被認為屬於信息加工理論范圍的,大致可以分成以下三類:
1.側重於數理統計分析的資訊理論
美國學者香農(C.Shannon)被公認為是資訊理論之父。作為貝爾電話公司的技術人員,香農為了解決信息編碼的問題,提高通信系統的效率和可靠性,在研究過程中對信息進行了數學處理。他舍棄通信系統中消息的具體內容,把信息源發生的信息僅僅看作一個抽象的量。他把數理統計方法運用到通信領域,提出了信息熵的數學公式,從量的方面來描述信息的傳遞與提取的問題,並提出了信息量的概念。他設計出了一套在各種不同條件下測量信息的方法,從而奠定了現代信息理論的基礎(王雨田,1986年)。
簡單說來,香農的測度主要集中在輸送與接收的消息之間的相似性,以便計算送話者與受話者雙方能夠得到多少信息。香農把消息的交換作為通信的特徵。因此,資訊理論關注的是可能已被輸送的消息的影響,以及實際被傳送的信號。
心理學家們改編了香農的信息測度和理論。呈現給被試的刺激是與通訊系統中的信息源和傳送者(source and transmitter)相應的。通道(channel)被作為人類被試的特徵;被試對信號加以編碼和做出正確反應的最大精確度,被稱為是他的通道能量(channel capacity)。
信息分析把主要焦點放在被試在一系列嘗試中對所呈現的刺激做出反應的一致性程度上。例如,我們可以向被試呈現音色不同但其他各方面(如聲響和持續時間)完全相同的4種音調,要求被試做出四種不同的反應,這樣,我們不需要詳細計算,也可以確定被試是否加工了在這種情境中所有可得到的信息。
當向成人被試呈現單維刺激(即除了一個刺激維度不同外,其他方面都完全相同)時,會出現一種有趣的現象。一旦被試有了足夠的練習,從而清楚知道對每一種刺激應做出何種反應時,他們的精確性達到了十種漸進線,並在操作時一直保持精確性。而且,即便刺激只是通過不同的感覺通道被感知的,或刺激的排列方式有所不同,但能被正確識別的刺激項目的數量變化是很小的。1956年,米勒(G.Miller)發表了一篇文章,題目是:《神奇的數字,7土2:我們信息加工能量的一些限制(The Magical Number Seven,Plus Or Minus Two:Some Limits on Our Capacity for Processing information)》,他回顧了近20項研究,發現人類處理信息的能量是有限的。米勒提出,我們要用金子而不是廢品來填補這7個左右的記憶狹孔。米勒的文章發表後,心理學家們從事了數百項這類的研究。盡管有人對這種人類通道能量的計算程序抱有疑問,但許多心理學家接受了這一發現,從而對學習與記憶的研究產生了一定的影響。還有些人從另一個角度認為,我們可以把信息組織成「組塊(chunks)」,從而可以增加人類的信息加工能力,因此應該把重點放在人們組織信息的方式上。
就一般而言,心理學家認為,資訊理論有助於我們形成一種把人類作為信息加工者的模式。這個模式強調人在對刺激做出反應時的積極選擇的作用,而不是像在刺激-反應理論中所看到的那種起被動作用的人。與此同時,也有人認為(Simon,1979),把研究焦點放在狹窄的實驗室分析,對了解人類解決問題的過程沒有很大的幫助。
2.側重於計算機模擬的信息加工理論
把人視作信息加工者,這一觀念是與計算機技術的發展聯系在一起的。計算機技術是在第二次世界大戰期間,主要是因為要處理大量軍事數據而發展起來的。心理學家們發現,計算機程序也可以用來描述人類思維和學習的方式。一些研究人員用計算機來模擬人類問題解決過程和學習過程。這樣,心理學家就不再只是推測在「暗箱」內部所發生的事情了。
關於計算機與人類信息加工方面,有兩個主要的發展:一方面,盡管許多資訊理論專家對人類認知過程不感興趣,但他們對改進計算機加工信息的方式很關注。所以,他們可以用人類思維過程作為改進計算機處理數據的程序的指南。因此,人工智慧(artificial intelligence)這個術語常常只是用來指計算機所遵循的信息加工步驟,而不管這些步驟是否模擬了人類加工信息的實際的方式,這與這個術語本身的含義是有矛盾的(Simon,1969)。人工智慧中一個最實際的目標,是要發現計算機貯存、提取、運演和使用信息的最佳方式,至於人類在解決問題時是否遵循這些步驟,這不是他們所關心的。
但另外一些學者對計算機加工的興趣,集中在模擬人類問題解決過程上。計算機模擬(computer simulation)通常是指利用各算機和計算機語言來描述人類信息加工過程時所採用的方法。這方面最典型的人物是西蒙。他認為,人的認識活動與計算機是一一對應的
最初用計算機成功地模擬人類思維是由紐厄爾與西蒙(Newell and Simon)設計的。這個程序稱為「邏輯理論家(Logic Theorist)」的程序,能用來證明形式邏輯中的各種定理。「邏輯理論家」採用了人類在問題解決活動中所使用的一些處理方法,但它只能解決一些特定類型的問題。紐厄爾與西蒙在1972年又設計了一種更為精細的問題解決系統,稱之為「一般問題解決者(General Problem Solver)」。這個程序把據認為是人類問題解決活動之基礎的大量策略組合在一起。這個程序不但能證明邏輯定理,而且還能下棋、譜曲等。由此,他們提出了一個問題解決行為所涉及的基本結構,他們稱之為「信息加工系統」或「IPS」。問題解決者的接受系統(或感受器,即神經末梢和把感覺傳送至大腦的通道),是與信息加工器相聯結的,信息加工器則需利用記憶。記憶也為信息加工器提供信息,而信息加工器則為效應器提供信息。效應器就是指實施問題解決過程中的決策的動作過程。
3.側重於實際應用的認知信息加工理論
研究方法的問題一直是心理學研究中十分困難的問題。信息加工認知心理學繼承了實驗心理學的傳統,吸收了計算機科學的研究成果,形成丁一套比較完整的研究方法——實驗、模擬、理論分析相結合的研究方法。這種研究方法充分地反映了當代科學在實驗基礎上高度綜合的研究特點,以及定性研究與定量研究相結合、宏觀研究與微觀研究相結合的特點。正是研究方法的突破,促進了信息加工認知心理學的發展。這些研究方法有:
(一)實驗法
從一百多年前馮特在萊比錫建立了第一個心理學實驗室以來,實驗方法已被大多數心理學家所接受。這是因為實驗的方法能使研究者在控制的情境下,系統地操縱自變數,觀察因變數的變化,探討變數之間的關系。實驗有助於研究者搜集資料,驗證假說,提高價究的信度和效度。實驗方法是信息加上認知心理學採用的主要手段。
信息加工認知心理學的實驗主要是反應時實驗和眼動實驗。
(二)口述報告法
口述報告法,也稱出聲思考法,是一種由被試大聲地報告自己在進行某項操作時的想法來探討內部認知過程的方法。口述報告多半在操作時進行,也可以在操作後通過回憶來敘述。從某種意義上來講,口述報告的方法有些類似傳統的內省法,也可以認為是對內省法的批判與繼承。在進行口述報告實驗時,主試一定要要求被試大聲地如實報告操作時自己思考的詳細內容,使內部的思維過程外部言語化,但不要他們解釋情境或思維過程。被試所報告的應主要是短時記憶中保留的很快就會消失的信息。內克森和西蒙等人採用這種方法,在認知研究上取得了一定的成就。口述報告的方法已被許多信息加工認知心理學家所接受。
(三)計算機模擬的方法
計算機模擬是信息加工認知心理學最有代表性的一種獨特的研究方法。計算機模擬是心理學與計算機科學的交叉領域,也是人工智慧的重要組成部分。這種方法是想通過對心理過程的計算機模擬來認識人心理過程的本身,即對人的內部信息加工過程進行邏輯分析。
計算機模擬常和理論分析結合在一起,多從程序縮減、流程分析、程序模擬三個方面著手。 程序縮減是一種以潛在性因素作為資料來源,用分離認知因素來探討認知過程的方法。典型的設計是讓被試執行兩種復雜程度不同的任務,從對比的角度來探討復雜任務的操作時間和信息加工過程。流程分析是通過計算機流程圖的比較進一步探討操作時心理表徵的順序和方向。程序模擬是把人的認知過程編成各種計算機語言輸入計算機,如果輸入的程序能正常工作,設計者至少可以得知某種心理過程在邏輯上是可行的,即獲得邏輯合理性方面的驗證。例如,克拉克等人用計算機模擬的方法探討了人的句子理解過程,達柯等人則探討了人怎樣利用自己有限的短時記憶去處理和分析句子的前後關系,這些研究都取得了一定的成就。
7. 計算機信息是怎麼樣生成的
計算機的信息,實際上最基礎的是二進制
也就是0和1組成的
磁碟的存儲是,網路的傳輸也是。
那麼0和1除了代表兩個數字並能演化出其他的意義意外,它還代表著電路中的開與關
我們單純的知道0和1與十進制和十六進制進行的轉換是不行的,我們還要知道最起碼的ASCII對照表,這樣我們才能將二進制轉成數字,以至於轉成字母