第1章信息技术概述.pdf

欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！大学计算机信息技术-1-第一章理论篇 第 1 章 信息技术概述 1.1考 点 1.1.1 信息与信息技术 1.信息（1）站在客观事物立场上来看，是指事物运动的状态变化的方式。（2）站在认识主体立场上来看，信息则是“认识主体所表达的事物运动及其变化方式的形式、内容和效用”。（3）信息是人们认识世界、改造世界的一种基本资源。2.信息技术 信息技术是用来扩展人们信息器官功能、协助人们更有效地进行信息处理的一类技术。例如：雷达、卫星遥感等感测与识别技术使人们的感知范围、感知精度和灵敏度大为提高；电话、电视、因特网等通信技术与光、电、磁等信息存储技术大大消除了人们交流信息的空间和时间障碍；计算机、机器人等信息处理和控制技术大大增强了人们的信息加工处理和控制能力。基本的信息技术包含以下 4 类：（1）感测（获取）与识别技术：扩展了感觉器官功能。（2）通信技术：扩展了神经系统功能。（3）计算（处理）与存储技术：扩展了大脑功能。（4）控制与显示技术：扩展了效用器官功能。3.信息处理系统 信息处理系统是用于辅助人们进行信息获取、传递、加工处理、控制以及显示的综合使用各种信息技术的系统，可以统称为信息处理系统。例如：雷达是一种以感测与识别为主要目的的系统；电视/广播系统是一种单向的、点到点的、以信息传递为主要目的的系统；电话是一种双向的、点到点的、以信息交互为主要目的的系统；银行是一种以处理金融信息为主的系统；图书馆是一种以信息收藏和检索为主的系统；因特网是一种跨越全球的多功能信息处理系统。现代通信技术的主要特征是以数学技术为基础，以计算机为核心，采用电子技术进行信息的收集、传递、加工、存储、显示与控制。1.1.2 微电子技术简介 微电子技术是实现电子电路和电子系统超小型化及微型化的技术，它以集成电路为核心。1.集成电路 集成电路（IC）是 20 世纪 50 年代出现的，以半导体单晶片作为材料，经平面工艺加工制造，将大量晶体管、电阻器等元器件及互连导线构成的电子线路集成的基片上，构成的微型化电路和系统。集成电路的制造通常需要几百道工序。2.集成电路材料 半导体材料硅（Si），化合物半导体砷化镓（GaAs），两者不可相互替代。3.集成电路分类（1）按照所包含的元器件数目分类，如表 1-1所示。欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！大学计算机信息技术-2-第一章理论篇 表 1-1 按照所包含的元器件数目分类 元器件数目 名称 100 小规模 IC（SSI）1003000 中规模 IC（MSI）300010万 大规模 IC（LSI）10 万100万 超大规模 IC（VLSI）100万 极大规模 IC（ULSI）注意：中小规模集成电路一般以简单的门电路或单级 放大器为集成对象；大规模集成电路以功能部件、子系统为集成对象。PC 中使用的微处理器、芯片组、图形加速器芯片等，都是超大规模或极大规模集成电路。（2）按照用途分类：可分为通用集成电路和专用集成电路。例如：微处理器和存储芯片等，都属于通用集成电路。4.集成电路特点 集成电路的特点是体积小、质量小、可靠性高。工作速度主要取决于组成逻辑门电路的晶体管的尺寸大小。晶体管的尺寸越小，其极限工作频率越高、门电路的开关速度就越快。5.摩尔定律 Intel公司的创始人之一摩尔，于 1965年在电子学杂志上发表论文预测：单块集成电路的集成度平均每 1824个月翻一番。6.IC卡类型 按照 IC 卡中所集成的电路功能分为：（1）存储器卡：结构简单、使用方便，主要功能是存储，通过读卡器改写。例如：电话卡、水电费卡、公交卡、医疗卡。（2）CPU卡：也称智能卡。卡上集成了中央处理器、程序存储器和数据存储器，还配有操作系统。例如手机的 SIM卡。按照 IC 卡的使用方式分为：（1）接触式 IC 卡：使用时，必须将卡插入读卡器内。（2）非接触式 IC 卡：采用电磁感应方式无线传输数据，解决了无源（卡中无电源）和免接触要求的难题。1.1.3 通信技术入门 1.现代通信 现代通信是使用电波和光波传递信息的技术，且必须是双向的。如广播和电视不是现代通信。2.通信的三要素 通信的三要素有信源（信息的发送者）、信道（信息的传递通道）、信宿（信息的接收者）。3.信号类型 信号类型有连续形式（模拟信号）、离散形式（数字信号）。4.调制解调器 调制解调器（Modem）=调制器+解调器，当信号远距离传送时需要“调制”；而接收到的信号后需要“解调”。5.低成本传输信号的方法 采用多路复合技术，即让多路信号同时共用一条传输线路进行传输。主要有频分多路（广欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！大学计算机信息技术-3-第一章理论篇 播、电视）、波分多路（光纤）、时分多路复用技术。（1）频分多路复用技术：将信号调制在不同的频率载波上传输，即传输过程中每个信号利用某一频率（f）传输信息。应用：广播电台和电视节目的发送与接收。（2）波分多路复用技术：为提高信息传输效率，一根光纤中可以同时传输几种不同波长的光波，每种光波各自传输自己所携带的信息，数据传输速率可达到40100Gbit/s。（3）时分多路复用技术：给每个终端分配一个时间片，按照规定的顺序轮流使用同一线路传输数据。一个终端按规定使用传输线路，使用完时间片规定的时间后，立即将线路的使用权交给下一个终端。应用：主要使用的数字通信领域，如电话中继通信、GSM手机、总线式以太网等。（4）异步时分多路复用：数据发送方和接收方也可以异步地进行信息传输。即：发送方有数据且信道有空闲时就发送，没有数据时即使轮到它，也不占用信道。这样可以大大提高信道的利用率。实现方法：在被传输数据中必须附加接收方的“地址”。6.数字通信系统的性能指标（1）信道带宽 模拟传输系统：信号的最高频率减去最低频率，单位为赫兹（Hz）。数字通信系统：信道允许的最大数据传输速率。（2）数据传输速率：实际进行数据传输时单位时间内传送的二进制位数。计量单位：千比特/秒（Kbit/s），兆比特/秒（Mbit/s），吉比特/秒（G bit/s）。（3）误码率：数据传输过程中规定时间内出错数据占被传输数据总数的比例。用于衡量传输数据可靠性的指标。（4）端-端延迟：数据从信源传送到信宿所花费的时间。7.金属导体 金属导体利用电流传输信息 1)双绞线 双绞线成本低，易受外部高频电磁波干扰，误码率较高，传输距离有限，通常只在建筑物内部使用。它可以传输模拟信号，也可以传输数字信号。应用：固定电话本地回路、计算机局域网等。此外，3类双绞线的数据传输速率是 10Mbit/s；5类双绞线的传输速率是100Mbit/s；6 类双绞线的数据传输速率是 200Mbit/s。2)同轴电缆 同轴电缆传输特性和屏蔽性良好，可作为干线长距离传输载波信号，但成本较高。（1）宽带同轴电缆：传输数字信号，传输距离为 200500m。（2）基带同轴电缆：有线电视电缆，传输模拟电视信号。8.光缆 光缆通过光波传输信息。光缆的传输损耗小、通信距离长，容量大；为达到更大的通信容量，采用波分多路复用技术；数据传输速率高，屏蔽特性非常好，不易被窃听；质量小，便于运输和铺设。缺点是精确连接两根光纤很困难。光纤是光导纤维的简称，它由折射率较高的纤芯和折射率较低的包层组成，无中继通信距离远，保密性好，但太远距离也需要中继器。现状：由于光纤成本已大幅度降低，目前各种通信和计算机网络的主干传输线路，欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！大学计算机信息技术-4-第一章理论篇 光缆已全面取代了电缆。光纤通信原理：电/光、光/电转换。9.无线光波 建设费用低、抗灾能力强、容量大、无线接入使得通信更加方便，但电波通过空间时能量较分散，传输效率低，易被窃听和受到干扰。按频率分为：中波、短波、超短波和微波。（1）中波：沿地面传播，绕射能力强，适用于广播和海上通信。（2）短波：具有较强的电离层反射能力，适用环球通信。（3）微波：频率较高、波长很短，具有类似光波的特性，在空间中主要是直线传播，也可以从物体上得到反射。微波通信的方式：地面微波接力通信。卫星通信：利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电信号所实现的通信。对流层散射通信。10.移动通信 移动通信指处于移动状态的对象之间的通信。1)移动通信系统组成 移动通信由移动台、基站、移动电话交换中心组成。每个基站的有效区域既相互分割又彼此交叠，整个移动通信就像蜂窝，称为“蜂窝式移动通信”。2)发展阶段 第一代个人移动通信，采用模拟技术。第二代个人移动通信，采用数字传输技术。目前我国正在广泛使用的 GSM（全球移动通信系统）、GPRS（通用分组无线服务）、浏览网页、接发电子邮件、CDMA（码分多址）都是第二代移动通信。第三代个人移动通信，全球漫游，提供高质量的多媒体业务，适应多种环境等。1.1.4 数字技术基础 1.电子信息技术的基础 电子信息技术的基础：微电子技术与光纤技术；数字技术。2.比特 比特（bit）没有颜色、没有大小、没有质量；在不同的应用中又不同的含义；表示：比特需要 0、1 两个 状态；在计算机中，通常用电平的高低表示 0、1。3.字节 单位用 B 表示，1B=8bit。每个西文字符占 1B；每个中文字符占 2B。4.比特预算（1）逻辑加（也称“或”运算，用符号“OR”“”或“+”表示）。法则：见 1 得 1（只要有一个条件成立，为 1，则结果成立，为 1）。（2）逻辑乘（也称“与”运算，用符号“AND”“”或“*”表示）。法则：见 0 得 0（只有两个都条件成立，为 1，结果才成立，为 1）。（3）取反（也称“非”运算，用符号“NOT”或“-”表示）。法则：0 取反后为 1,1取反后为 0。算术加：逢二进一（类似十进制算术加）。算术减：借一当二（类似十进制算术减）。欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网，如有侵权请联系删除！我们将竭诚为您提供优质的文档！大学计算机信息技术-5-第一章理论篇 5.存储单位 1KB=1024B,1MB=1024KB,1GB=1024MB,1TB=1024GB（注意：内存必须 1024，外存可 1000。）6.数据传输速率单位 1Kbit/s=1000bit/s、1Mbit/s=1000Kbit/s、1Gbit/s=1000Mbit/s 7.各进制之间的转换（1）十进制转换为非十进制：整数部分是除以 2 逆序取余；小数部分是乘以 2 顺序取整。（2）非十进制转换为十进制：每位乘上其相应的权值然后累加起来。（3）二进制转换为八进制（利用 421码）：整数部分从低位（小数点）向高位方向每 3位用一个等值的八进制数代替，最后不足 3 位时在高位补 0 凑满 3 位；小数部分从高位向低位方向每 3 位用一个等值的八进制数来代替，最后不足 3 位时在低位补 0 凑满 3 位。（4）二进制转换为十六进制（利用 8421码）：整数部分从低位（小数点）向高位方向每 4 位用一个等值的十六进制数代替，最后不足 4 位时在高位补 0 凑满 4 位；小数部分从高位向低位方向每 4位用一个等值的十六进制数来代替，最后不足 4位时在低位补 0凑满 4位。（5）八进制转换为二进制：把每一个八进制数字改写成等值的 3 位二进制数，保持高、低位次序不变。（6）十六进制转换为二进制：把每一个十六进制数字改写成等值的 4 位二进制数，保持高、低位次序不变。8.整点定点数的表示（1）不 带符号整数（正整数）的表示（用 n 位二进制数表示）表示范围 02-1。（2）带符号整数的表示，n 位二进制数表示十进制数范围-（2-1-1）2-1-1。（3）负数在计算机中用补码表示，n 位二进制数表示十进制数范围-2-12-1-1。（4）采用 n 位原码表示整数 0 时，有“1000 00”和“0000 00”两种；在 n 位补码表示法中它仅表示为“0000 00”，而“1000 00”被表示为整数-2-1。正因为如此，相同位数的二进制补码可表示的数的个数比原码多表示一个。（5）正整数无论采用原码还是补码表示，编码都一样（都是原码），正数的原码、反码和补码相同。（6）负数的补码：原码符号位不变，其他位取反再加 1，等于补码加 1；补码求原码的方法相同。9.实数（浮点数）表示 任意一个实数在计算机内部都可以用“指数”（称为“阶码”，是一个整数）和“尾数”（这是一个纯小数）来表示，这种用指数和尾数来表示实数的方法称为“浮点表示法”。整数也可以用浮点数格式表示，相同长度的浮点数和定点数，浮点数可表示的数的范围要比定点数大得多。