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現(xiàn)代信息處理工具——計算機,在日常生活中，我們可以通過各種途徑和方法獲取信息。使用Word等文字處理軟件可以對文字和圖像信息進行編輯處理，制作出圖文并茂的電子文檔。使用PowerPoint等多媒體制作軟件可以對文字、照片、動畫等信息進行加工和組合，制作出內(nèi)容豐富，形式多樣的多媒體演示文稿。各種各樣的信息反映了客觀事物的方方面面。有些信息表面看起來似乎沒有直接的關(guān)系，經(jīng)過處理后，就能從中找到聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，從而幫助人們更準(zhǔn)確地認(rèn)識客觀世界。要想有效地利用信息，實現(xiàn)信息的價值，必須對信息進行加工處理。在相當(dāng)長的一段時間里，特別在計算機問世以前，信息加工主要是依靠人工方式來完成，如學(xué)校學(xué)生情況匯總表、圖書館圖書分類目錄編制、運動會成績統(tǒng)計排序的功能都是利用人力對相關(guān)信息加工的結(jié)果。但是，單純依靠人工對信息加工不但速度慢、差錯多、成本高，而且在很多情況下無法滿足要求。如天氣預(yù)報、航天飛機飛行軌跡的測定等，計算量大，對結(jié)果的實時性準(zhǔn)確性要求非常高，單靠人力是無法完成的，這就有求于計算機這個現(xiàn)代化工具。計算機信息處理系統(tǒng)可以幫助人們快速、準(zhǔn)確、及時地加工信息。,現(xiàn)代信息處理工具——計算機,了解一些計算機的基本功能、基本特征以及解決問題的一般步驟，將有助于我們更好地發(fā)揮計算機的功能，提高工作質(zhì)量和效率。,本節(jié)課，我們重點解決以下幾個問題:,1、計算機的基本功能是什么？2、數(shù)據(jù)與信息有何不同？3、計算機具有哪些基本特征？4、為什么說計算機不是萬能的？5、用計算機處理信息需要經(jīng)過哪幾個階段？6、為什么說學(xué)習(xí)算法和編程知識很有必要？,隨著超大規(guī)模集成電路和信息處理技術(shù)的發(fā)展,計算機應(yīng)用幾乎無所不在。小到手機、家用電器,大到飛機、汽車。還有取款用的自動取款機（ATM），買東西時用的銷售點終端機（POS），買車票機票所用的自動售票機等等，它們都在使用計算機或嵌有微處理器（microprocessor）芯片的設(shè)備進行信息處理工作。計算機已經(jīng)實實在在地成為信息處理的重要工具。,一、計算機的基本功能,1、計算機的基本功能是什么？計算機之所以能夠得到如此廣泛的應(yīng)用，主要有兩方面的原因。一是計算機本身的特點，計算機能夠快速、準(zhǔn)確地執(zhí)行指令。二是信息處理技術(shù)的發(fā)展。計算機本身只能對二進制數(shù)進行運算，所以它最初的應(yīng)用僅限于科學(xué)計算領(lǐng)域?，F(xiàn)在，計算機能夠在眾多領(lǐng)域里應(yīng)用，是因為人們發(fā)現(xiàn)了把各種形態(tài)的信息轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)據(jù)的方法，從最初的文字，到后來的圖形、圖像、聲音以及視頻等，都能通過計算機來進行處理。,在某些人看來，計算機似乎無所不能。實際上，計算機是“笨拙”的，它只是一堆由集成電路構(gòu)成的高速電子開關(guān)，只會按照程序的規(guī)定執(zhí)行指令。計算機一般只“認(rèn)識”數(shù)十條到數(shù)百條不同的指令。實際上這些指令只有算術(shù)（如+、-、*、/）和邏輯運算（如and、or、not）、存儲、輸入輸出以及控制、轉(zhuǎn)移等幾種基本功能。所以，計算機的基本功能是計算（computing），信息加工處理本質(zhì)上都是通過計算完成的。,一、計算機的基本功能,一、計算機的基本功能,2、人類社會計算工具的演變?nèi)祟惿鐣挠嬎愎ぞ呓?jīng)歷了從石塊、結(jié)繩，到算籌，直至電子計算機的演變，計算速度越來越快、計算精度越來越高，極大地推進了人類社會的發(fā)展。,遠古時代石塊,古代算籌,古代算盤,17世紀(jì)帕斯卡機——加法器,17世紀(jì)萊布尼茲——乘法器,19世紀(jì)巴貝奇——差分機,1946年ENIAC,一、計算機的基本功能,,3、數(shù)據(jù)與信息有何不同？,數(shù)據(jù)（data）是指計算機能夠生成和處理的數(shù)字、字母和符號等，是信息的一種表現(xiàn)形式。在計算機或通信系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)常常作為信息的載體。例如，計算機里處理的二進制數(shù)是數(shù)據(jù)，它可以表示工程計算的數(shù)據(jù)，編寫的文章，由圖形、圖像設(shè)備生成的圖形和圖像，錄制的聲音和視頻等信息。信息（information）則是指數(shù)據(jù)、信號、消息中所包含的意義。如電視上重大新聞，報紙上各類比賽結(jié)果等。,二、計算機的基本特征,1、速度快計算機的實際速度取決于多方面的因素。首先，計算機主要元器件所采用的材料和制造工藝。其次，是計算機的體系結(jié)構(gòu)。此外，影響計算機速度的還有軟件的質(zhì)量，也就是解決問題的算法的效率。2、準(zhǔn)確性高計算機的準(zhǔn)確性源于它的設(shè)計。經(jīng)過半個多世紀(jì)的研究和研制時的反復(fù)測試，計算機系統(tǒng)及其組成的電路在設(shè)計上隱含的錯誤已越來越少。影響準(zhǔn)確的一個因素是它的可靠性。衡量的標(biāo)準(zhǔn)是系統(tǒng)平均無故障時間。由于超大規(guī)模成電路的設(shè)計、制造技術(shù)和工藝的不斷進步，現(xiàn)在的計算機連續(xù)數(shù)日、數(shù)周乃至數(shù)月穩(wěn)定地運行已不足為奇。,3、存儲容量大除了快速和準(zhǔn)確外，影響計算機解決問題能力的另一個關(guān)鍵因素是它的存儲容量。計算機的數(shù)據(jù)通常保存在內(nèi)存儲器和外存儲器中，不同的計算機的存儲容量差異很大。就內(nèi)存儲器而言，當(dāng)今一般的PC機通常有數(shù)億字節(jié)，有的大型計算機則可達到數(shù)百億字節(jié)。計算機的外存儲器的存儲容量更為龐大，可存放暫時不用的數(shù)據(jù)，需要時，這些數(shù)據(jù)可以用很快的速度調(diào)入內(nèi)存進行處理。,二、計算機的基本特征,除此以外，用計算機處理信息，還有什么優(yōu)勢呢？當(dāng)我們在工作、學(xué)習(xí)、生活中大量使用計算機來處理信息時，就能減少重復(fù)勞動，降低成本，節(jié)省時間，提高效率。,三、計算機并非萬能,盡管計算機已經(jīng)在許多領(lǐng)域里發(fā)揮了神奇的作用，但它只會按照人們設(shè)計好的程序行事，不能脫離程序的安排去完成任何工作。至今為止，計算機還不具備人所獨有的創(chuàng)造性思維活動，這是機器與會思想的人的本質(zhì)區(qū)別。正是由于存在這一限制，在許多重大、復(fù)雜的系統(tǒng)中，計算機只能擔(dān)當(dāng)輔助決策的工具角色。,"它畢竟是個機器。幾乎所有表達情感的詞匯都不適用它，如痛癢、嫉妒、喜悅、幸福、煩躁、厭惡、虛偽、緊張、吃驚、堅強、好奇、畏懼、勇敢、愛慕、空虛、孤獨、抑郁、興奮、幽默、炫耀、嘲諷、蔑視、崇拜、憐憫、迷戀、憤怒、偏執(zhí)，等等等等。"(引自《電腦距人腦有多遠?》——崔思齡),四、用計算機解決問題的一般步驟,1、用計算機處理信息需要經(jīng)過哪幾個階段？,用計算機處理信息的三個階段,分析問題,1、用計算機處理信息需要經(jīng)過哪幾個階段？,尋找解決問題的途徑和方法,比如，指紋鎖是如何識別指紋的，可按下列步驟進行：分析問題（這個指紋正確嗎？）——>尋找解決問題的途徑和方法（與標(biāo)準(zhǔn)指紋進行比對，使用圖像識別軟件）——>用計算機處理（計算兩個指紋的匹配度，如果正確則開鎖，否則則報警）。,計算機處理信息涉及面很廣，問題有簡單的，也有相當(dāng)復(fù)雜的。為了適應(yīng)信息社會的需要，有相當(dāng)多比較成熟的信息加工工具已產(chǎn)品化，供用戶選擇使用，如：字處理軟件Word、表處理軟件Excel、圖像處理軟件Photoshop、音頻處理軟件Goldwave和視頻處理軟件“會聲會影”等。用戶在使用時會感到方便、實用。其實，正因為在這些軟件里包含了很多實用的“模型”和“算法”，才使得人們處理信息時感到得心應(yīng)手。除了熟練應(yīng)用各種現(xiàn)有工具軟件外，學(xué)習(xí)一些算法和編程的知識也是非常有必要的，良好編程基礎(chǔ)既能幫助同學(xué)們很好地理解現(xiàn)有軟件中所包含的優(yōu)秀“模型”和“算法”，同時也為自行設(shè)計個性化“模型”或向計算機專業(yè)方向發(fā)展奠定基礎(chǔ)。,2、為什么說學(xué)習(xí)算法和編程知識很有必要？,小結(jié)：,通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們對計算機的基本功能和基本特征，計算機解決問題的一般步驟有了一定的了解。值得一提的是，計算作為計算機的基本功能，是計算機信息處理功能的本質(zhì)。作為人類大腦的延伸，計算機解決問題的過程其實就是人類解決問題的過程。計算機按照人類預(yù)先設(shè)定的指令完成各種計算，使問題的解決變得便捷高效。但“電腦”畢竟不是“人腦”，雖然計算機能幫助人類處理大量信息，卻無法代替人類。,