第二章 信息系统与信息社会
一、信息技术及其发展历史
1.信息技术的定义：信息技术是指获取、传输、存储、加工和表达信息的各种技术的总和。信息技术主要包括计算机技术、计算机网络技术，也包括了电视、电话等相关通信技术。
2.信息技术的发展历史：
(1)前机械时期：信息被文字存储下来。标志：楔形文字、甲骨文、罗马字母、造纸术
(2)机械时期：信息检索和加工技术发展。标志：活字印刷术、计算尺、加法器
(3)电子机械时期：信息以电子脉冲方式传输。标志：电报、电话、收音机
(4)电子化时期：计算机技术的发展。标志：ENIAC诞生
这样划分的依据是：信息的输入、加工、输出和传播。
3.信息技术的发展脉络为：计算机→互联网→数据
二、信息系统
1.信息系统的定义(判定依据):由硬件软件设施、通信网络、数据和用户构成的人机交互系统。
2.信息系统的组成要素：(1)硬件、(2)软件、(3)数据、(4)通信网络、(5)用户。
3.信息系统的功能：数据收集和输入功能、数据存储功能、数据传输功能、数据加工处理功能、数据输出功能、数据查询功能。
4.信息系统的分类：
(1)按信息系统规模分类：简单系统和复杂系统。其中简单系统可以是复杂系统的子系统，信息系统之间可以共享数据，也可以共享硬件。
(2)按信息技术发展阶段：数据处理系统(初级阶段)、管理信息系统(发展阶段)、决策信息系统(发展阶段)
(3)按应用领域分类：通用信息系统、制造业信息系统、医疗保健信息系统、学校管理信息
系统、银行信息系统、政府信息系统等。
5.信息系统的优势
(1)规范工作流程，提高工作效率 (2)跨越时空限制，服务随时随处
(3)基于数据分析，支持科学决策 (4)便捷保存数据，利于共享追踪
6.信息系统的劣势
(1)对外部环境有依赖性（最大局限性）：受停电或极端天气导致系统瘫痪
(2)本身有安全隐患：感染病毒、系统本身的漏洞、黑客入侵
(3)技术门槛可能加剧数字鸿沟：老人学习信息系统使用成本高
三、信息社会
1.信息社会的基本内涵
(1)信息社会是以人为本的：①社会发展必须以人为中心；②以人为本才能体现信息社会具有包容性；③以人为本才能实现全面发展(人与社会均衡发展)
(2)信息社会是可持续发展的
(3)信息社会是以信息和知识作为重要资源的
2.信息社会的主要特征包括信息经济、网络社会、在线政府、数字生活四个方面。一般用和信息社会指数(ISI)衡量信息社会发展水平。
信息经济是信息社会最基本的经济形态，也是决定信息社会发展水平高低的重要因素；网络社会表现在信息服务的可获得性、社会发展的全面性；在线政府具有科学决策、公开透明、高效治理、互动参与的特征；数字生活包括生活工具数字化、生活方式数字化、生活内容数字化。
阶段划分 | 准备阶段 | 发展阶段 | |||
起步期 | 转型期 | 初级阶段 | 中级阶段 | 高级阶段 | |
ISI | 0.3以下 | 0.3~0.6 | 0.6~0.8 | 0.8~0.9 | 0.9~1.0 |
基本特征 | 信息技术初步应用 | 信息技术扩散加速 | 信息技术的影响逐步深化 | 经济社会各领域都发生深刻变化 | 基本实现包容的社会 |
面临问题 | 基础设施跟不上需求 | 发展不平衡 | 互联互通与实用性问题 | 包容性问题 | 技术突破与创新应用 |
主要任务 | 加快基础设施建设，教育培训(提高认识) | 加快调整与改革，逐步消除发展不利因素。加强教育培训，提升信息素质 | 改进体制机制 | 关注弱势体、实施普遍服务 | 鼓励创新 |
四、计算机硬件
1.计算机发展经历了电子管、晶体管、集成电路、大规模超大规模集成电路四个发展阶段。未来计算机逐渐向巨型化、微型化、智能化升级鸿蒙系统步骤、网络化。
2.计算机硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。
3.中央处理器(CPU)
(1)中央处理器是计算机最核心的部件，包括运算器(ALU)和控制器(CU)两个部分，现代处理器中还包括浮点处理部件(FPU)、内部高速缓冲存储器(Cache)和存储管理部件，以加快计算机执行指令的速度。
(2)CPU的性能指标包括：时钟频率(主频)、字长、核心数量和高速缓存(Cache)。
①时钟频率：计算机一般采用CPU的主频来描述运算速度，主频越高，运算速度越快。
②字长：CPU在单位时间内能一次处理的二进制数的位数称为字长，字长越长，处理数据的能力越强，现在主流计算机该项参数一般为32位和64位。
③核心数量：即CPU的内核数量
④高速缓存：CPU内部存储区，用于平衡CPU处理速度和内存的读取速度。一般由多级构成，即一级缓存、二级缓存等
4.存储器
(1)存储器是计算机中存放程序和数据的地方。按用途可以分为主存(内存)、辅助存储器(硬盘、U盘)、高速缓存(Cache)。读写速度由快到慢分别为：Cache、内存、硬盘、U盘
(2)RAM是随机存储器，它的特点是：读写速度相对较快、断电后数据会丢失，一般用来做内存（主存）。
(3)ROM是只读存储器，它的特点是：断电后数据依然保留，是外存(硬盘、U盘、手机存储)的主要材料。
(4)内存的主要参数有：版本(DDR)、容量、电压(标压或低压)
(5)硬盘主要有机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)两种。相比HDD，SSD具有快速读写、重
量轻、能耗低等特点。
(6)闪存盘(U盘)是以闪存(flash)做为存储介质，通常采用USB接口，即插即用。
5.输入输出设备
(1)输入设备：将程序和数据以机器能够识别和接受的形式输入计算机。
(2)输出设备：将计算机的处理结果以人们能接受的信息形式进行输出。
(3)部分设备可以兼具输入输出功能，例如网卡（计算机与网线的连接）、声卡（模拟和数字信号转换）、光盘驱动器（光盘数据的读取和刻录）。
6.计算机工作原理
(1)计算机处理信息主要包括：输入、处理(运算和控制)、存储、和输出四个步骤。
(2)现代计算机的计算模型是图灵机。
(3)现代计算机体系结构：“存储程序式”（冯·诺依曼式）体系结构
五、计算机软件
1.计算机软件是指在计算机上运行的程序及其数据和文档的总和。没有安装任何软件的计算机被称为裸机。
2.根据软件所起作用不同，计算机软件可以分为系统软件和应用软件两类。
(1)系统软件：系统软件是控制和协调计算机及外部设备，支持应用软件开发和运行的软件，负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使它们可以协调工作。系统软件包括操作系统和一系列基本的工具(比如编译器、数据库管理、存储器格式化、文件系统管理、驱动管理等方面的工具)。常见的操作系统有：Windows、Linux(开源)、Mac OS、Unix。
(2)应用软件：利用计算机的软、硬件资源为解决某一应用领域的某个实际问题而专门开发的软件。
六、移动终端
1.移动终端也叫移动通信终端，是指可以在移动中使用的计算机设备。例：手机、平板、笔记本电脑等。
2.移动终端的处理器是整个移动终端的控制核心。麒麟(华为)是我国首款国产移动终端中央处理器。
3.移动终端常见的操作系统：Android(基于Linux)、iOS(苹果)、Windows、HarmonyOS(鸿蒙OS/华为)等。扩展知识：常见安卓手机操作系统有：MIUI(小米)、MagicUI(荣耀)、ColorOS(oppo)、OriginOS(vivo)等。
4.移动终端的“智能性”基于传感器的植入，常见的传感器及其功能：
(1)光线传感器：自动调节屏幕背光的亮度；
(2)距离传感器：检测手机是否贴在耳朵上打电话,以便自动调暗屏幕；
(3)重力传感器：手机横竖屏智能切换、拍照照片朝向转换；
(4)加速度传感器：计步、检测睡眠；
(5)指纹传感器：加密、解锁、电子支付；
(6)霍尔传感器：翻盖自动解锁、合盖自动锁屏；
(7)磁场传感器：电子指南针、电子金属探测器；
(8)光学心率传感器：检测用户心率；
(9)皮电反应传感器：检测用户的运动状态；
七、传感与控制
1.现代信息系统的三大支柱：传感器技术、通信技术、计算机技术。
2.在由传感与控制技术支持的信息系统中，传感技术负责将采集到的外部世界的各种信息输入到信息系统中，控制技术则实现信息系统对外部世界的控制。
3.传感器属于信息输入设备，是一种能够感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，一般由敏感元件、转换元件、其他辅助元件三部分组成。
4.信息系统通过传感器能够获取外部世界的各种信息，通过执行器可以作用于外部世界。执行器是指在控制系统中接收控制信息并对受控对象施加控制作用的装置。如智能手机通过铃声或震动来提醒用户。
5.根据原理不同，信息系统中的控制分为开环控制和闭环控制。在罗伯特·维纳提出的控制论中，控制的基础是信息，一切信息传递都是为了控制，任何控制又依赖信息反馈来实现。
八、射频识别(RFID)
1.射频识别又称无线射频识别，属于通信技术范畴，通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需再特定目标与识别系统之间建立机械或光学接触。同时，从信息采集的
角度来看，射频识别技术也属于传感器技术。
2.无源标签的射频识别过程
(1)读写器天线发射向电子标签发送一定频率的射频信号
(2)无源标签获得能量被激活，内置芯片向外发送自身携带信息
(3)读写器通过天线读取电子标签发送的信息，经过解码后传输到信息系统
3.电子标签的分类
(1)电子标签根据能量获取方式（有无电池），分为有源标签和无源标签
(2)根据工作频率不同分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波频段(MW)。
4.无源RFID开发较早，应用广泛，如公交卡、食堂餐卡、银行卡、门禁卡、二代居民身份证等。我国二代身份证使用了射频识别技术，在身份证内嵌入了RFID逻辑加密芯片，具有高可靠性、高安全性、高性价比等特点。
5.NFC技术由RFID演变而来，NFC是一种短距(运行于10cm内)高频(13.56MHz)的无线识别技术，内置NFC设备主要以手机为主。新的银行卡大多具有“闪付”功能，即在银行卡上集成了支持NFC功能的芯片。
九、网络系统
1.网络的功能与作用：数据通信功能、资源共享功能、分布处理功能(云计算、边缘计算)。
2.网络根据应用领域分为：计算机网络、移动通讯网络、广播电视网络。
3.计算机网络
(1)根据覆盖范围分类：局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)。
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