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現(xiàn)代信息處理工具——計(jì)算機(jī),在日常生活中，我們可以通過(guò)各種途徑和方法獲取信息。使用Word等文字處理軟件可以對(duì)文字和圖像信息進(jìn)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(duì)文字、照片、動(dòng)畫(huà)等信息進(jìn)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(lái)似乎沒(méi)有直接的關(guān)系，經(jīng)過(guò)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(shí)客觀世界。要想有效地利用信息，實(shí)現(xiàn)信息的價(jià)值，必須對(duì)信息進(jìn)行加工處理。在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，特別在計(jì)算機(jī)問(wèn)世以前，信息加工主要是依靠人工方式來(lái)完成，如學(xué)校學(xué)生情況匯總表、圖書(shū)館圖書(shū)分類(lèi)目錄編制、運(yùn)動(dòng)會(huì)成績(jī)統(tǒng)計(jì)排序的功能都是利用人力對(duì)相關(guān)信息加工的結(jié)果。但是，單純依靠人工對(duì)信息加工不但速度慢、差錯(cuò)多、成本高，而且在很多情況下無(wú)法滿足要求。如天氣預(yù)報(bào)、航天飛機(jī)飛行軌跡的測(cè)定等，計(jì)算量大，對(duì)結(jié)果的實(shí)時(shí)性準(zhǔn)確性要求非常高，單靠人力是無(wú)法完成的，這就有求于計(jì)算機(jī)這個(gè)現(xiàn)代化工具。計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)可以幫助人們快速、準(zhǔn)確、及時(shí)地加工信息。,現(xiàn)代信息處理工具——計(jì)算機(jī),了解一些計(jì)算機(jī)的基本功能、基本特征以及解決問(wèn)題的一般步驟，將有助于我們更好地發(fā)揮計(jì)算機(jī)的功能，提高工作質(zhì)量和效率。,本節(jié)課，我們重點(diǎn)解決以下幾個(gè)問(wèn)題:,1、計(jì)算機(jī)的基本功能是什么？2、數(shù)據(jù)與信息有何不同？3、計(jì)算機(jī)具有哪些基本特征？4、為什么說(shuō)計(jì)算機(jī)不是萬(wàn)能的？5、用計(jì)算機(jī)處理信息需要經(jīng)過(guò)哪幾個(gè)階段？6、為什么說(shuō)學(xué)習(xí)算法和編程知識(shí)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(jì)算機(jī)應(yīng)用幾乎無(wú)所不在。小到手機(jī)、家用電器,大到飛機(jī)、汽車(chē)。還有取款用的自動(dòng)取款機(jī)（ATM），買(mǎi)東西時(shí)用的銷(xiāo)售點(diǎn)終端機(jī)（POS），買(mǎi)車(chē)票機(jī)票所用的自動(dòng)售票機(jī)等等，它們都在使用計(jì)算機(jī)或嵌有微處理器（microprocessor）芯片的設(shè)備進(jìn)行信息處理工作。計(jì)算機(jī)已經(jīng)實(shí)實(shí)在在地成為信息處理的重要工具。,一、計(jì)算機(jī)的基本功能,1、計(jì)算機(jī)的基本功能是什么？計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)本身的特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)本身只能對(duì)二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，所以它最初的應(yīng)用僅限于科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域?，F(xiàn)在，計(jì)算機(jī)能夠在眾多領(lǐng)域里應(yīng)用，是因?yàn)槿藗儼l(fā)現(xiàn)了把各種形態(tài)的信息轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)據(jù)的方法，從最初的文字，到后來(lái)的圖形、圖像、聲音以及視頻等，都能通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行處理。,在某些人看來(lái)，計(jì)算機(jī)似乎無(wú)所不能。實(shí)際上，計(jì)算機(jī)是“笨拙”的，它只是一堆由集成電路構(gòu)成的高速電子開(kāi)關(guān)，只會(huì)按照程序的規(guī)定執(zhí)行指令。計(jì)算機(jī)一般只“認(rèn)識(shí)”數(shù)十條到數(shù)百條不同的指令。實(shí)際上這些指令只有算術(shù)（如+、-、*、/）和邏輯運(yùn)算（如and、or、not）、存儲(chǔ)、輸入輸出以及控制、轉(zhuǎn)移等幾種基本功能。所以，計(jì)算機(jī)的基本功能是計(jì)算（computing），信息加工處理本質(zhì)上都是通過(guò)計(jì)算完成的。,一、計(jì)算機(jī)的基本功能,一、計(jì)算機(jī)的基本功能,2、人類(lèi)社會(huì)計(jì)算工具的演變?nèi)祟?lèi)社會(huì)的計(jì)算工具經(jīng)歷了從石塊、結(jié)繩，到算籌，直至電子計(jì)算機(jī)的演變，計(jì)算速度越來(lái)越快、計(jì)算精度越來(lái)越高，極大地推進(jìn)了人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展。,遠(yuǎn)古時(shí)代石塊,古代算籌,古代算盤(pán),17世紀(jì)帕斯卡機(jī)——加法器,17世紀(jì)萊布尼茲——乘法器,19世紀(jì)巴貝奇——差分機(jī),1946年ENIAC,一、計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)能夠生成和處理的數(shù)字、字母和符號(hào)等，是信息的一種表現(xiàn)形式。在計(jì)算機(jī)或通信系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)常常作為信息的載體。例如，計(jì)算機(jī)里處理的二進(jìn)制數(shù)是數(shù)據(jù)，它可以表示工程計(jì)算的數(shù)據(jù)，編寫(xiě)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(hào)、消息中所包含的意義。如電視上重大新聞，報(bào)紙上各類(lèi)比賽結(jié)果等。,二、計(jì)算機(jī)的基本特征,1、速度快計(jì)算機(jī)的實(shí)際速度取決于多方面的因素。首先，計(jì)算機(jī)主要元器件所采用的材料和制造工藝。其次，是計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)。此外，影響計(jì)算機(jī)速度的還有軟件的質(zhì)量，也就是解決問(wèn)題的算法的效率。2、準(zhǔn)確性高計(jì)算機(jī)的準(zhǔn)確性源于它的設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的研究和研制時(shí)的反復(fù)測(cè)試，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其組成的電路在設(shè)計(jì)上隱含的錯(cuò)誤已越來(lái)越少。影響準(zhǔn)確的一個(gè)因素是它的可靠性。衡量的標(biāo)準(zhǔn)是系統(tǒng)平均無(wú)故障時(shí)間。由于超大規(guī)模成電路的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)和工藝的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)連續(xù)數(shù)日、數(shù)周乃至數(shù)月穩(wěn)定地運(yùn)行已不足為奇。,3、存儲(chǔ)容量大除了快速和準(zhǔn)確外，影響計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題能力的另一個(gè)關(guān)鍵因素是它的存儲(chǔ)容量。計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通常保存在內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器中，不同的計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)容量差異很大。就內(nèi)存儲(chǔ)器而言，當(dāng)今一般的PC機(jī)通常有數(shù)億字節(jié)，有的大型計(jì)算機(jī)則可達(dá)到數(shù)百億字節(jié)。計(jì)算機(jī)的外存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量更為龐大，可存放暫時(shí)不用的數(shù)據(jù)，需要時(shí)，這些數(shù)據(jù)可以用很快的速度調(diào)入內(nèi)存進(jìn)行處理。,二、計(jì)算機(jī)的基本特征,除此以外，用計(jì)算機(jī)處理信息，還有什么優(yōu)勢(shì)呢？當(dāng)我們?cè)诠ぷ?、學(xué)習(xí)、生活中大量使用計(jì)算機(jī)來(lái)處理信息時(shí)，就能減少重復(fù)勞動(dòng)，降低成本，節(jié)省時(shí)間，提高效率。,三、計(jì)算機(jī)并非萬(wàn)能,盡管計(jì)算機(jī)已經(jīng)在許多領(lǐng)域里發(fā)揮了神奇的作用，但它只會(huì)按照人們?cè)O(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)還不具備人所獨(dú)有的創(chuàng)造性思維活動(dòng)，這是機(jī)器與會(huì)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(jì)算機(jī)只能擔(dān)當(dāng)輔助決策的工具角色。,"它畢竟是個(gè)機(jī)器。幾乎所有表達(dá)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(jiān)強(qiáng)、好奇、畏懼、勇敢、愛(ài)慕、空虛、孤獨(dú)、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(yuǎn)?》——崔思齡),四、用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的一般步驟,1、用計(jì)算機(jī)處理信息需要經(jīng)過(guò)哪幾個(gè)階段？,用計(jì)算機(jī)處理信息的三個(gè)階段,分析問(wèn)題,1、用計(jì)算機(jī)處理信息需要經(jīng)過(guò)哪幾個(gè)階段？,尋找解決問(wèn)題的途徑和方法,比如，指紋鎖是如何識(shí)別指紋的，可按下列步驟進(jìn)行：分析問(wèn)題（這個(gè)指紋正確嗎？）——>尋找解決問(wèn)題的途徑和方法（與標(biāo)準(zhǔn)指紋進(jìn)行比對(duì)，使用圖像識(shí)別軟件）——>用計(jì)算機(jī)處理（計(jì)算兩個(gè)指紋的匹配度，如果正確則開(kāi)鎖，否則則報(bào)警）。,計(jì)算機(jī)處理信息涉及面很廣，問(wèn)題有簡(jiǎn)單的，也有相當(dāng)復(fù)雜的。為了適應(yīng)信息社會(huì)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(huì)聲會(huì)影”等。用戶在使用時(shí)會(huì)感到方便、實(shí)用。其實(shí)，正因?yàn)樵谶@些軟件里包含了很多實(shí)用的“模型”和“算法”，才使得人們處理信息時(shí)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(shí)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(shí)也為自行設(shè)計(jì)個(gè)性化“模型”或向計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)方向發(fā)展奠定基礎(chǔ)。,2、為什么說(shuō)學(xué)習(xí)算法和編程知識(shí)很有必要？,小結(jié)：,通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們對(duì)計(jì)算機(jī)的基本功能和基本特征，計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的一般步驟有了一定的了解。值得一提的是，計(jì)算作為計(jì)算機(jī)的基本功能，是計(jì)算機(jī)信息處理功能的本質(zhì)。作為人類(lèi)大腦的延伸，計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的過(guò)程其實(shí)就是人類(lèi)解決問(wèn)題的過(guò)程。計(jì)算機(jī)按照人類(lèi)預(yù)先設(shè)定的指令完成各種計(jì)算，使問(wèn)題的解決變得便捷高效。但“電腦”畢竟不是“人腦”，雖然計(jì)算機(jī)能幫助人類(lèi)處理大量信息，卻無(wú)法代替人類(lèi)。,