计算机第一章优秀PPT.ppt

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1、1第1章 信息技术概述计算机基础理论的内容组织计算机基础理论的内容组织计算机在各种不同学科中的应用计算机在各种不同学科中的应用(后续课程后续课程)信息技术信息技术 集成电路常识集成电路常识 数字技术基础数字技术基础(IT基本知识基本知识)计算机软件计算机软件(OS,算法算法,程序语程序语言言)计算机计算机网络基础网络基础 计算机硬件计算机硬件(组成原理组成原理)(平台层平台层)数字媒体及应用数字媒体及应用 信息系统与数据库信息系统与数据库(应用层应用层)因特网应用因特网应用2第1章 信息技术概述Windows,Office办公软件的基础操作办公软件的基础操作nWindows操作系统的基础学问（

2、系统组成、文件操作、常用操作系统的基础学问（系统组成、文件操作、常用的快捷键操作等）的快捷键操作等）nWord软件的基本操作（文本及段落格式的设置、样式的设置软件的基本操作（文本及段落格式的设置、样式的设置等）等）nExcel软件的基本操作（表格内数据的表示、分类汇总、数据软件的基本操作（表格内数据的表示、分类汇总、数据筛选表格计算等）筛选表格计算等）nPPT软件的基本操作（幻灯片的编辑、超链接、母版操作等）软件的基本操作（幻灯片的编辑、超链接、母版操作等）nFPG软件的基本操作（站点操作，网页属性，框架属性）软件的基本操作（站点操作，网页属性，框架属性）3第1章 信息技术概述n专转本计算机命

3、题的一般规律，计算机基础学问部分的命题分值由大到小依次为硬件、多媒体、网络、软件、数据库、概述；计算机基本操作部分的命题分值由大到小依次为Word、Windows、Excel、PowerPoint、IE、FrontPage。纵向对比近几年的考试，我们可以发觉计算机基本操作部分的总分值渐渐下降，相应计算机基础学问部分的总分值渐渐上升，其中，对数据库的考核比重明显加大。这些结论可以帮助考生明确复习的重点和难点，调整复习策略，并进行薄弱环节的专项练习。第第1章章 信息技术概述信息技术概述1.1 信息与信息技术信息与信息技术1.2 数字技术基础数字技术基础5第1章 信息技术概述1.1 信息与信息技术信

4、息与信息技术6第1章 信息技术概述信息是什么？信息是什么？(1)n关于信息（关于信息（information），至今并没有统一的定），至今并没有统一的定义义n日常生活中比较笼统和模糊的几种说明是：日常生活中比较笼统和模糊的几种说明是：n语言、文字、图画、照片等表示的内容（新闻、消语言、文字、图画、照片等表示的内容（新闻、消息或学问）息或学问）n读书、上课、交谈等所学习和了解的学问、方法、读书、上课、交谈等所学习和了解的学问、方法、事实和状况事实和状况n为了做推断、订支配或求解问题等所须要的数据、为了做推断、订支配或求解问题等所须要的数据、资料资料n7第1章 信息技术概述人工进行信息处理的过程人

5、工进行信息处理的过程 n人工信息处理的不足：人工信息处理的不足：n 算不快算不快n 记不住记不住n 传不远传不远n 看（听）不清看（听）不清事物事物客体客体信息获取信息获取(感觉器官感觉器官)信息加工与信息加工与存储存储(大脑大脑)信息传递信息传递(神经系统神经系统)信息施用信息施用(效应器官效应器官)信息传递信息传递(神经系统神经系统)信息技术（信息技术（IT）手手/脚脚/身身眼眼/耳耳/鼻鼻/舌舌/身身8第1章 信息技术概述什么是信息处理？什么是信息处理？n信息处理指的是与下列内容相关的行为和活动：信息处理指的是与下列内容相关的行为和活动：n信息的收集信息的收集(如信息的感知、测量、获得、

6、输入等如信息的感知、测量、获得、输入等)n信息的加工信息的加工(如信息的分类、计算、分析、转换等如信息的分类、计算、分析、转换等)n信息的存储信息的存储(如书写、摄影、录音、录像等如书写、摄影、录音、录像等)n信息的传递信息的传递(如邮寄、出版、电报、电话、广播等如邮寄、出版、电报、电话、广播等)n信息的施用信息的施用(如限制、显示等如限制、显示等)9第1章 信息技术概述什么是信息技术？什么是信息技术？n信息技术（信息技术（Information Technology，简称，简称IT）指）指的是用来扩展人们信息器官功能、帮助人们更有效的是用来扩展人们信息器官功能、帮助人们更有效地进行信息处理的

7、一门技术。地进行信息处理的一门技术。n信息技术包括：信息技术包括：n扩展感觉器官功能的感测扩展感觉器官功能的感测(获得获得)与识别技术与识别技术n扩展神经系统功能的通信技术扩展神经系统功能的通信技术n扩展大脑功能的计算扩展大脑功能的计算(处理处理)与存储技术与存储技术n扩展效应器官功能的限制与显示技术扩展效应器官功能的限制与显示技术10第1章 信息技术概述信息处理系统信息处理系统n信息处理系统：用于协助人们进行信息获得、传递、信息处理系统：用于协助人们进行信息获得、传递、存储、加工处理、限制及显示的综合运用各种信息存储、加工处理、限制及显示的综合运用各种信息技术的系统。技术的系统。n信息处理系

8、统应用实例信息处理系统应用实例n 1.电视、广播系统电视、广播系统n 2.电话电话n 3.计算机网络计算机网络11第1章 信息技术概述现代信息技术现代信息技术n3大特征：大特征：n接受电子技术（包括激光技术）接受电子技术（包括激光技术）n以数字技术（计算机）为基础以数字技术（计算机）为基础n以软件为核心以软件为核心n内容：内容：n计算机、微电子、通信、广播、遥感遥测、自动限计算机、微电子、通信、广播、遥感遥测、自动限制、机器人等制、机器人等12第1章 信息技术概述1.2 微电子技术简介微电子技术简介（1）微电子技术与集成电路）微电子技术与集成电路（2）集成电路的制造）集成电路的制造（3）集成电

9、路的发展趋势）集成电路的发展趋势(1)(1)微电子技术与集成电路微电子技术与集成电路 微电子技术是信息技术领域中的关微电子技术是信息技术领域中的关键技术，是发展电子信息产业和各项键技术，是发展电子信息产业和各项高技术的基础高技术的基础 微电子技术的核心是集成电路技术微电子技术的核心是集成电路技术14第1章 信息技术概述电子电路中元器件的发展演化电子电路中元器件的发展演化晶体管晶体管(1948)中中/小规模小规模集成电路集成电路(1950s)微电子技术是以微电子技术是以集成电路集成电路为核心的电子技术，为核心的电子技术，它是在电子元器件小型化、微型化的过程中发它是在电子元器件小型化、微型化的过程

10、中发展起来的。展起来的。大规模大规模/超大规模超大规模集成电路集成电路(1970s)电子管电子管(1904)15第1章 信息技术概述什么是集成电路？什么是集成电路？n集成电路集成电路(Integrated Circuit，简称，简称IC)：n以半导体单晶片作为基片以半导体单晶片作为基片,接受平面工接受平面工艺，将晶体管、电阻、电容等元器件及其艺，将晶体管、电阻、电容等元器件及其连线所构成的电路制作在基片上所构成的连线所构成的电路制作在基片上所构成的一个微型化的电路或系统一个微型化的电路或系统n集成电路的优点：集成电路的优点：n体积小、重量轻体积小、重量轻n功耗小、成本低功耗小、成本低n速度快、

11、牢靠性高速度快、牢靠性高超大规模集成电路超大规模集成电路小规模集成电路小规模集成电路16第1章 信息技术概述IC是全部电子产品的核心是全部电子产品的核心17第1章 信息技术概述集成电路的分类集成电路的分类n按用途分：按用途分：n通用集成电路通用集成电路n专用集成电路专用集成电路（ASIC）n按电路的功能分：按电路的功能分：n数字集成电路数字集成电路n模拟集成电路模拟集成电路n按晶体管结构、电路和工艺分：按晶体管结构、电路和工艺分：n双极型（双极型（Bipolar）电路）电路n金属氧化物半导体金属氧化物半导体(MOS)电路电路nn按集成度按集成度(芯片中包含的元器件芯片中包含的元器件数目数目)分

12、：分：(2)(2)集成电路的发展趋势集成电路的发展趋势 集成电路的工作速度主要取决于晶体管的尺寸。集成电路的工作速度主要取决于晶体管的尺寸。晶体管的尺寸越小，其极限工作频率越高，门电路晶体管的尺寸越小，其极限工作频率越高，门电路的开关速度就越快，相同面积的晶片可容纳的晶体的开关速度就越快，相同面积的晶片可容纳的晶体管数目就越多。管数目就越多。所以从集成电路问世以来，人们就始终在缩小晶所以从集成电路问世以来，人们就始终在缩小晶体管、电阻、电容、连接线的尺寸上下功夫。体管、电阻、电容、连接线的尺寸上下功夫。19第1章 信息技术概述IC集成度提高的规律集成度提高的规律Moore定定律律：单单块块集集

13、成成电电路路的的集集成成度度平平均均每每18-24个个月翻一番月翻一番 (Gordon E.Moore,1965年年)例例：Intel微处理器集成度的发展微处理器集成度的发展n酷睿酷睿2双核双核（2006）291410M晶体管晶体管n酷睿酷睿2四核四核（2007）820M 晶体管晶体管nCore i7 四核（四核（2010）10亿亿 晶体管晶体管1 000197019751980198519901995200010 000100 00010610 x106100 x10640048008808080868028680386PentiumPentium IIPentium IIIPentium

14、4晶体管数晶体管数8048620101000 x106CORE 2 DuoCORE 2 QuadCORE i71.3 通信技术入门通信技术入门1.3.1 通信的基本原理通信的基本原理1.3.2 模拟通信与数字通信模拟通信与数字通信1.3.3 光纤通信和无线通信光纤通信和无线通信1.3.4 个人移动通信个人移动通信21第1章 信息技术概述1.3.1 通信的基本原理通信的基本原理（1）通信系统的基本模型通信系统的基本模型（2）调制与解调调制与解调（3）多路复用技术多路复用技术22第1章 信息技术概述什么是通信什么是通信(communication)？n广而言之，通信就是信息的广而言之，通信就是信息

15、的(远距离远距离)传递与沟通传递与沟通n现现代代通通信信运运用用电电波波或或光光波波传传递递信信息息的的技技术术，也也称称为为电电信信（telecommunication），如如电电报报、电电话话、传传真真、电电子子邮邮件、件、BBS、QQ等等n通信的发展历史：通信的发展历史：n1836年，英国建成第一条电报线路年，英国建成第一条电报线路(Morse电报电报)n1876年，美国人年，美国人A.G.Bell研制成可供好用的电话研制成可供好用的电话n20世纪初，马可尼实现了跨越大西洋的无线电报通信世纪初，马可尼实现了跨越大西洋的无线电报通信n1918年出现收音机和无线电广播年出现收音机和无线电广播

16、n1938年第一个电视台起先播出年第一个电视台起先播出n1940s 出现彩色电视出现彩色电视n1960s 出现计算机网络出现计算机网络23第1章 信息技术概述通信系统的模型通信系统的模型n通信的三要素：通信的三要素：信信 道道信源信源(宿宿)信宿信宿(源源)信信号号信信号号n举例举例:信道的任务是快速、牢靠而信道的任务是快速、牢靠而精确地将信号从信源传输到精确地将信号从信源传输到信宿信宿被传输的信息都必需以被传输的信息都必需以某种电某种电(或光或光)信号的形信号的形式才能进行传输式才能进行传输发送信息发送信息的设备的设备接收信息接收信息的设备的设备24第1章 信息技术概述模拟信号与数字信号模拟

17、信号与数字信号n通通信信系系统统中中被被传传输输的的信信息息必必需需转转换换成成某某种种电电信信号号(或或光光信信号号)才能进行传输才能进行传输t数字信号数字信号信号信号强度强度模拟信号模拟信号信号信号强度强度tn电信号电信号(或光信号或光信号)有两种形式：有两种形式：n模模拟拟信信号号形形式式:通通过过连连续续变变更更的的物物理理量量（如如信信号号的的幅幅度度）来来表表示示信信息息，例例如如人人们们打打电电话话或或者者播播音音员员播播音音时时声声音音经话筒经话筒(麦克风麦克风)转换得到的电信号；转换得到的电信号；n数数字字信信号号形形式式:运运用用有有限限个个状状态态(一一般般是是2个个状状

18、态态)来来表表示示（编编码码）信信息息，例例如如电电报报机机、传传真真机机和和计计算算机机发发出出的的信号都是数字信号信号都是数字信号 25第1章 信息技术概述1.3.2 模拟通信与数字通信模拟通信与数字通信（1）模拟通信模拟通信（2）数字通信数字通信26第1章 信息技术概述模拟通信模拟通信n信源产生的模拟信号干脆进行传输或者通过对载波调制信源产生的模拟信号干脆进行传输或者通过对载波调制后进行传输的通信技术称为模拟通信技术后进行传输的通信技术称为模拟通信技术 n应用：应用：n(传统的传统的)有线载波电话有线载波电话n无线电广播无线电广播n电视（卫星电视、数字有线电视除外）电视（卫星电视、数字有

19、线电视除外）n优点：历史长，技术成熟，结构简洁，成本低优点：历史长，技术成熟，结构简洁，成本低n缺点：在信号的调制和传输过程中易受噪声干扰，传输缺点：在信号的调制和传输过程中易受噪声干扰，传输质量不够稳定质量不够稳定n趋势：已经越来越多地被数字通信所取代趋势：已经越来越多地被数字通信所取代 27第1章 信息技术概述模拟通信技术应用举例模拟通信技术应用举例n电话拨号上网电话拨号上网:利用模拟传输技术传输数字信号利用模拟传输技术传输数字信号28第1章 信息技术概述什么是数字通信？什么是数字通信？n将信源产生的模拟信号转换为数字信号（或信源干将信源产生的模拟信号转换为数字信号（或信源干脆产生数字信号

20、）之后，干脆进行传输或通过用数脆产生数字信号）之后，干脆进行传输或通过用数字信号对载波进行数字调制来传输信息的技术称为字信号对载波进行数字调制来传输信息的技术称为数字通信数字通信n数字通信技术的优点：数字通信技术的优点：n抗干扰实力强，差错可限制，无噪声积累，传输质抗干扰实力强，差错可限制，无噪声积累，传输质量高量高n敏捷性好，能适应多种应用需求，声音、图像、数敏捷性好，能适应多种应用需求，声音、图像、数据均可传输据均可传输n传输的数字信号可以干脆由计算机进行存储、管理传输的数字信号可以干脆由计算机进行存储、管理和处理和处理n数字信号的加密比模拟信号简洁，所以通信的平安数字信号的加密比模拟信号

21、简洁，所以通信的平安性高性高n数字电路简洁用超大规模集成电路实现，有利于通数字电路简洁用超大规模集成电路实现，有利于通信设备的小型化、微型化，也降低了功耗信设备的小型化、微型化，也降低了功耗 29第1章 信息技术概述数字通信技术应用举例数字通信技术应用举例n当今长途电话系统的中继通信当今长途电话系统的中继通信 PCM编码器编码器PCM解码器解码器PCM编码器编码器PCM解码器解码器多多 路路 复复 用用 器器分分 路路 器器光纤传输线路光纤传输线路(中继线和长途线中继线和长途线)（本地电话局）（本地电话局）（本地电话局）（本地电话局）（用户线）（用户线）（用户线）（用户线）数字传输技术数字传输

22、技术模拟传输技术模拟传输技术模拟传输技术模拟传输技术模拟声音信号在须要进模拟声音信号在须要进行远距离传输之前，先行远距离传输之前，先运用运用PCM编码器变换编码器变换为数字信号形式（此过为数字信号形式（此过程称为程称为“数字化数字化”）接收方所在地区的交换接收方所在地区的交换局运用解码器把数字信局运用解码器把数字信号还原成模拟声音信号号还原成模拟声音信号后，由用户线传输至接后，由用户线传输至接听方的电话机听方的电话机 数字信号经调制和复数字信号经调制和复用后，通过光纤传输用后，通过光纤传输到接收方所在地区的到接收方所在地区的交换局，再经解调和交换局，再经解调和分路处理，复原为数分路处理，复原为

23、数字信号字信号 30第1章 信息技术概述怎样实现低成本传输？怎样实现低成本传输？n分析：分析：n通信系统中，传输线路的建设和维护成本占整个系统成本的通信系统中，传输线路的建设和维护成本占整个系统成本的相当大的份额相当大的份额n一条传输线路（铜线、光纤、无线电波）的容量通常远超过一条传输线路（铜线、光纤、无线电波）的容量通常远超过传输传输1路用户信号所需的实力路用户信号所需的实力n接受的技术接受的技术多路复用技术多路复用技术(Multiplexing)n多路信号运用同一条传输线同时进行传输多路信号运用同一条传输线同时进行传输n方法：方法：n频分多路复用（频分多路复用（FDM）n时分多路复用（时分

24、多路复用（TDM）n波分多路复用（波分多路复用（WDM）31第1章 信息技术概述频分多路复用频分多路复用(Frequency Division Multiplexing,FDM)n思想：将每个通信终端发送的信号调制在不同频率的载波上，通思想：将每个通信终端发送的信号调制在不同频率的载波上，通过频分多路复用器过频分多路复用器(MUX)将它们复合成为一个信号，然后在同一传将它们复合成为一个信号，然后在同一传输线路上进行传输。抵达接收端之后，借助分路器输线路上进行传输。抵达接收端之后，借助分路器(DEMUX)把不同把不同频率的载波分别出来，送到不同的接收设备频率的载波分别出来，送到不同的接收设备n工

25、作原理：工作原理：DEMUX MUX 共享的传输信道共享的传输信道载波频率载波频率f1调制调制调制调制载波频率载波频率fn载波频率载波频率f1解调解调解调解调载波频率载波频率fnf将不同频率将不同频率的载波信号的载波信号合成在一起合成在一起运用一组滤波器运用一组滤波器分解出不同频率分解出不同频率的载波信号的载波信号32第1章 信息技术概述频分多路复用举例频分多路复用举例1n广播电台节目的发送与接收广播电台节目的发送与接收频分多路复用频分多路复用分路器分路器(带通滤波器带通滤波器)信号信号发射发射信号信号接收接收n常见广播电台运用的载波频率常见广播电台运用的载波频率n中波中波 900 KHz(南

26、京经济台南京经济台)中波中波1008 KHz(南京新闻南京新闻台台)n短波短波 15.28 MHz(英国英国BBC)短波短波 15.29 MHz(VOA美美国之音国之音)n调频调频104.3MHz(南京体育台南京体育台)调频调频105.8MHz(南京音乐南京音乐台台)33第1章 信息技术概述频分多路复用举例频分多路复用举例2n电视节目的发送与接收电视节目的发送与接收多多路路复复用用器器解调器解调器在天空中传输的在天空中传输的电磁波器电磁波器电视信号电视信号发射器发射器电视信号电视信号接收器接收器电视节目电视节目调制器调制器载波载波1电视图像电视图像及其伴音及其伴音调制器调制器载波载波2电视图像

27、电视图像及其伴音及其伴音调制器调制器载波载波n电视图像电视图像及其伴音及其伴音电电视视调调谐谐器器(分路器分路器)34第1章 信息技术概述时分多路复用时分多路复用(Time Division Multiplexing,TDM)n思想：各通信终端（计算机、电话）以规定的依次和时思想：各通信终端（计算机、电话）以规定的依次和时间轮番运用同一传输线路进行数据传输间轮番运用同一传输线路进行数据传输n工作原理：工作原理：H F G E D C B A传输线路传输线路时间片时间片 G C终端终端 1终端终端 2终端终端 3终端终端 4 H D F B E A多路复用器多路复用器 4 3 2 1 4 3 2

28、 1数据数据tMultiplexer多路分路器多路分路器终端甲终端甲终端乙终端乙终端丙终端丙终端丁终端丁 E A F B G C H DDemultiplexer35第1章 信息技术概述数字通信系统的主要性能指标数字通信系统的主要性能指标 n数据传输速率数据传输速率(简称数据速率简称数据速率,data rate)n指实际进行数据传输时单位时间内传送的二进位数目指实际进行数据传输时单位时间内传送的二进位数目n计量单位：计量单位：“位位/秒秒”(bps)、“千位千位/秒秒”(kbps)、“兆位兆位/秒秒”(Mbps)或或“千兆位千兆位/秒秒”(Gbps)等等n信道带宽信道带宽(也称为信道容量也称为

29、信道容量,bandwidth)n一个信道允许的最大数据传输速率一个信道允许的最大数据传输速率n信道带宽与接受的传输介质、传输距离、多路复用方法、调制解调方信道带宽与接受的传输介质、传输距离、多路复用方法、调制解调方法等亲密相关法等亲密相关n误码率误码率(error rate)n指数据传输中规定时间内出错数据占被传输数据总数的比例指数据传输中规定时间内出错数据占被传输数据总数的比例n端端延迟端端延迟(end-end delay)n指数据从信源传送到信宿所花费的时间。指数据从信源传送到信宿所花费的时间。36第1章 信息技术概述1.3.3 光纤通信与无线通信光纤通信与无线通信（1）传输介质的类型与特

30、点传输介质的类型与特点（2）光纤通信光纤通信（3）无线通信无线通信37第1章 信息技术概述传输介质的类型与特点传输介质的类型与特点38第1章 信息技术概述双绞线和同轴电缆双绞线和同轴电缆n原理：利用电流原理：利用电流(电压电压)传输信息传输信息n双绞线分类双绞线分类n3类线类线(10 Mb/s)；5类线类线(100Mb/s)；6类线类线(200Mb/s)n无屏蔽双绞线无屏蔽双绞线(UTP)；屏蔽双绞线；屏蔽双绞线(STP)同轴电缆同轴电缆内层导线内层导线金属屏蔽金属屏蔽外绝缘层外绝缘层绝缘体绝缘体n同轴电缆分类同轴电缆分类n基带同轴电缆（基带同轴电缆（5050）n传输数字信号传输数字信号n宽带

31、同轴电缆（宽带同轴电缆（7575）n传输模拟信号传输模拟信号信号线信号线地线地线套管套管无屏蔽双绞线无屏蔽双绞线返回返回39第1章 信息技术概述光纤与光缆光纤与光缆多根光纤多根光纤保护层保护层防止光泄漏的吸收外壳防止光泄漏的吸收外壳起保护作用的防护层起保护作用的防护层外绝缘层外绝缘层光线光线光波在光纤中的传播光波在光纤中的传播n光导纤维（光导纤维（光线的入射角足够大时，就会出现全反射，光线的入射角足够大时，就会出现全反射，重复此过程，光就沿着光纤传播下去重复此过程，光就沿着光纤传播下去）纤芯纤芯 包层包层保护层保护层光波光波n光缆光缆光光 纤纤保保护护层层40第1章 信息技术概述光纤通信原理光

32、纤通信原理电信号电信号驱动驱动电路电路光源光源中继器中继器输出输出电路电路电信号电信号发送单元发送单元(电电/光转换光转换)传输单元传输单元接收单元接收单元(光光/电转换电转换)光调光调制器制器光纤光纤光纤光纤放大放大电路电路光检光检测器测器n光纤主要用于传输数字信号，光纤主要用于传输数字信号，0信号或信号或1信号干脆对光进行调制信号干脆对光进行调制(即限制即限制激光的通或断激光的通或断幅移键控幅移键控ASK)n光波的频率为光波的频率为10141015Hz，目前一束光每秒能携带，目前一束光每秒能携带2.5G或或10G的二的二进位信号，通过波分多路复用（进位信号，通过波分多路复用（WDM）技术还

33、可达到更大的通信容量）技术还可达到更大的通信容量 在发送端，由须要传输的在发送端，由须要传输的数字信号（电信号）去驱数字信号（电信号）去驱动一个光源（半导体激光动一个光源（半导体激光器或发光二极管），并对器或发光二极管），并对发出的光信号进行调制发出的光信号进行调制在接收端，信号经放大后在接收端，信号经放大后由光检测器（半导体光电由光检测器（半导体光电管）进行检测、解调，转管）进行检测、解调，转换成电信号之后输出换成电信号之后输出调制后的光信号通过光纤调制后的光信号通过光纤进行传输，为了补偿光纤进行传输，为了补偿光纤线路的损耗，消退信号失线路的损耗，消退信号失真和噪声干扰，每隔确定真和噪声干扰

34、，每隔确定的距离要接入中继器的距离要接入中继器41第1章 信息技术概述波分多路复用波分多路复用(Wave Division Multiplexing,WDM)n为提高传输效率，为提高传输效率，1根光纤中可以同时传输几种不同波长的光波，每种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，速率可达到光波各自传输自己所携带的信息，速率可达到 40G-100Gbit/sn原理：原理：光纤光纤发送端有发送端有N个个发送单元，它发送单元，它们各自发出不们各自发出不同波长的光波同波长的光波通过复用器（称通过复用器（称为合波器）合并为合波器）合并起来，进入同一起来，进入同一根光纤进行

35、传输根光纤进行传输接收端用分路器接收端用分路器(称为称为分波器分波器)将不同波长的将不同波长的光分开，分别送到各光分开，分别送到各自的光电检测器复原自的光电检测器复原出原始信号出原始信号示意图示意图复合光复合光42第1章 信息技术概述光纤通信的优点光纤通信的优点n光纤除了具有大容量、数字传输的优点之外，它是光纤除了具有大容量、数字传输的优点之外，它是绝缘体，不会受高压线和雷电电磁感应的影响，抗绝缘体，不会受高压线和雷电电磁感应的影响，抗辐射的实力强。光纤基本上可以做到不漏电，因此辐射的实力强。光纤基本上可以做到不漏电，因此保密性比较强。光纤的重量轻，便于运输和铺设，保密性比较强。光纤的重量轻，

36、便于运输和铺设，它的传输损耗很小，所以无中继通信传输的距离很它的传输损耗很小，所以无中继通信传输的距离很长。长。返回返回43第1章 信息技术概述无线通信无线通信n原理：模拟信号或数字信号运用电磁波调制后进行传输原理：模拟信号或数字信号运用电磁波调制后进行传输1041051061071081091010101110121013101410151016 Hz双绞线双绞线同轴电缆同轴电缆AM广播广播FM广播和广播和TV卫星卫星地面微波地面微波光纤光纤紫外线紫外线红外线红外线可见光可见光微波微波无线电波无线电波超短波超短波中波中波短波短波电磁波的种类与频率范围电磁波的种类与频率范围 无线电波无线电波:

37、10104 4 10 101111 (Hz)(Hz)中波：中波：0.3 0.3 3 (MHz)3 (MHz)短波：短波：3 3 30 (MHz)30 (MHz)超短波：超短波：30 30 300 (MHz)300 (MHz)微波：微波：0.3 0.3 300 (GHz)300 (GHz)红外线：红外线：10101111 10 101414 (Hz)(Hz)可见光：可见光：10101414 (Hz)(Hz)紫外线：紫外线：10101414 10 101616 (Hz)(Hz)无线广播无线广播电视、通信电视、通信通信通信返回返回44第1章 信息技术概述1.3.4 移动通信移动通信（1）什么是移动通

38、信什么是移动通信（2）移动通信原理移动通信原理（3）第第2代和第代和第3代移动通信代移动通信45第1章 信息技术概述什么是移动通信？什么是移动通信？n处于移动状态的对象相互间的通信，如手机、无绳电话、寻呼系统等处于移动状态的对象相互间的通信，如手机、无绳电话、寻呼系统等n优点：克服通信终端位置对用户的限制，快速和刚好地传递信息优点：克服通信终端位置对用户的限制，快速和刚好地传递信息基站基站移动台移动台（手机）（手机）移动电移动电话交换话交换中心中心公用电话网公用电话网46第1章 信息技术概述蜂窝移动通信原理蜂窝移动通信原理n每每10km20km的的区区域域称称为为单单元元（形形似似蜂蜂窝窝），

39、单单元元的的中中心心建建有有一一个个基基站站，该该单单元元内内全全部部手手机机都都向向该该基基站站发发送送信信号号并并接收基站发给的信号接收基站发给的信号n全全部部单单元元既既相相互互分分割割，又又彼彼此此有有所所交交叠叠，连成整个移动通信服务网连成整个移动通信服务网n全全部部基基站站都都通通过过微微波波或或电电缆缆、光光缆缆与与移移动交换中心通信动交换中心通信n手手机机每每个个时时刻刻都都处处于于某某个个特特定定单单元元的的基基站站限限制制之之下下，通通话话时时运运用用两两个个频频率率（一一个个上上行行频频率率，一一个个下下行行频频率率），同同一一单单元元内内同同一一时时刻刻的的不不同同手手

40、机机运运用用不不同同的的频频率进行通信，相互不影响率进行通信，相互不影响n每每个个蜂蜂窝窝单单元元中中有有200多个信道多个信道(GSM)。n相相邻邻单单元元不不允允许许运运用用相相同同的的频频率率，不不相相邻邻单单元元的频率允许重用的频率允许重用移动移动交换交换中心中心电话交电话交换中心换中心47第1章 信息技术概述其次代移动通信系统其次代移动通信系统n传输的是数字化的语音传输的是数字化的语音/文字信号文字信号n运用频段：运用频段：900MHz/1800MHzn我国运用的我国运用的2种标准：种标准：nGSM（欧欧洲洲移移动动通通信信系系统统，也也称称全全球球通通、全全数数字字系系统统)n中中

41、国国电电信信的的GSM网网已已基基本本实实现现县县以以上上城城市市的的覆覆盖盖,接入号有接入号有139135、130n接接受受频频分分多多路路复复用用技技术术(分分为为124个个上上下下行行信信道道)和和时时分分多多路路复复用用(每每个个信信道道8个个连连接接)，每每个个蜂蜂窝窝理理论论上支持上支持992个连接，事实上可有个连接，事实上可有200多个多个nCDMA(码码分分多多址址接接入入，Code Division Multiple Access)n全全部部手手机机都都占占用用相相同同带带宽宽和和频频率率，在在整整个个频频段段上上进进行行信信号号传传输输,但但它它们们分分别别接接受受不不同同

42、的的编编码码原原理理加加以以区区分分，即即CDMA给给每每一一手手机机安安排排一一个个唯唯一一的的码码序序列列（扩频码），并用它对承载信息的信号进行编码（扩频码），并用它对承载信息的信号进行编码n抗干扰实力强，系统容量大，接通率高，噪声小，抗干扰实力强，系统容量大，接通率高，噪声小，48第1章 信息技术概述第三代第三代数字移动通信系统数字移动通信系统n第第2代移动通信的不足：代移动通信的不足：n（1）数据传输速率过低（）数据传输速率过低（9.6kb/s或或57kb/s）n（2）容量有限，不能满足发达地区手机用户高度密集的要求。）容量有限，不能满足发达地区手机用户高度密集的要求。n（3）不能实现

43、覆盖全球的无缝连接）不能实现覆盖全球的无缝连接n第第3代移动通信技术（简称代移动通信技术（简称3G）的目标：）的目标：n（1）全球漫游）全球漫游n（2）适应多种环境，地面移动通信与卫星移动通信相结合）适应多种环境，地面移动通信与卫星移动通信相结合n（3）供应高质量的话音通信、数据通信和高辨别率图像通信）供应高质量的话音通信、数据通信和高辨别率图像通信n（4）供应足够的系统容量，具有高保密性和优质的服务）供应足够的系统容量，具有高保密性和优质的服务n技术：技术：n频谱：频谱：1885 MHz 2025MHz，2110MHz2200MHz n传输速率：室内：传输速率：室内：2Mb/s，步行：，步行

44、：384kb/s，快速移动：，快速移动：114kb/sn标准：标准：WCDMA、CDMA2000和和TD-SCDMA(时分时分-同步码分同步码分多址接入多址接入)1.4 数字技术基础数字技术基础1.4.1 比特比特1.4.2 数制运算数制运算50第1章 信息技术概述1.3.1 信息的基本单位信息的基本单位 比特比特(bit)（1）什么是比特）什么是比特（2）比特的逻辑运算）比特的逻辑运算（3）比特的算术运算）比特的算术运算51第1章 信息技术概述什么是比特？什么是比特？n比比特特（bit，binary digit的的缩缩写写）中中文文翻翻译译为为“二二进进位数字位数字”、“二进位二进位”或简称

45、为或简称为“位位”n比特只有比特只有 2 种取值：种取值：0，1n犹犹如如DNA是是人人体体组组织织的的最最小小单单位位、原原子子是是物物质质的的最最小组成单位一样，比特是组成数字信息的最小单位小组成单位一样，比特是组成数字信息的最小单位n数数 值值、文文 字字、符符 号号、图图 像像、声声 音音、吩吩 咐咐都都可可以以运运用用比比特特来来表表示示，其其具具体体的的表表示方法就称为示方法就称为“编码编码”或或“代码代码”52第1章 信息技术概述比特在计算机中如何表示？比特在计算机中如何表示？n在计算机中表示二进位的方法：在计算机中表示二进位的方法：n电路的高电平状态或低电平状态电路的高电平状态

46、或低电平状态(CPU)n电容的充电状态或放电状态电容的充电状态或放电状态(RAM)n两种不同的磁化状态两种不同的磁化状态(磁盘磁盘)n光盘面上的凹凸状态光盘面上的凹凸状态(光盘光盘)n53第1章 信息技术概述例例1：CPU内部二进位信息的表示内部二进位信息的表示nCPU内部通常运用高电平表示内部通常运用高电平表示1，低电平表示，低电平表示00.0V0.5V2.8V3.3V010V+3v01 054第1章 信息技术概述n磁盘表面微小区域中，磁性材料粒子的两种不同的磁盘表面微小区域中，磁性材料粒子的两种不同的磁化状态分别表示磁化状态分别表示0和和1例例2：磁盘存储器中比特的表示：磁盘存储器中比特的

47、表示磁盘磁盘表面表面磁性材料粒子磁性材料粒子55第1章 信息技术概述例例3：内存储器中比特的存储：内存储器中比特的存储n计算机存储器中用电容器存储二进位信息：当电容的两计算机存储器中用电容器存储二进位信息：当电容的两极被加上电压，它就被充电，电压去掉后，充电状态仍极被加上电压，它就被充电，电压去掉后，充电状态仍可保持一段时间，因而可保持一段时间，因而1个电容可用来存储个电容可用来存储1个比特个比特信息存储原理信息存储原理 电容电容C处于充电状态处于充电状态时，表示时，表示1 电容电容C处于放电状态处于放电状态时，表示时，表示0存储单元存储单元字线字线位线位线C读放大器读放大器n集成电路技术可以

48、在半导体芯片上制作出以亿计的微型集成电路技术可以在半导体芯片上制作出以亿计的微型电容器，从而构成了可存储大量二进位信息的半导体存电容器，从而构成了可存储大量二进位信息的半导体存储器芯片储器芯片 断电后信息不再保持！断电后信息不再保持！56第1章 信息技术概述例例3：CD/DVD盘片上比特的表示盘片上比特的表示 光盘表面的凹、凸状态用于表示和存储二进位信息光盘表面的凹、凸状态用于表示和存储二进位信息CD光盘表面光盘表面 DVD光盘表面光盘表面57第1章 信息技术概述比特的三种基本逻辑运算比特的三种基本逻辑运算n比比特特的的取取值值“0”和和“l”可可表表示示两两种种不不同同的的状状态态（例如电位

49、的高或低、命题的真或假）（例如电位的高或低、命题的真或假）n比特的运算运用逻辑代数，它有比特的运算运用逻辑代数，它有3种基本逻辑运算：种基本逻辑运算：n逻逻 辑辑 加加（也也 称称“或或”运运 算算，用用 符符 号号“OR”、“”或或“”表示）表示）n逻逻辑辑乘乘（也也称称“与与”运运算算，用用符符号号“AND”、“”或或“”表示，也可省略）表示，也可省略）n取取反反（也也称称“非非”运运算算，用用符符号号“NOT”或或上上横横杠杠“”表示）表示）58第1章 信息技术概述逻辑运算的规则逻辑运算的规则逻辑加：逻辑加：F=A B A:0 0 1 1 B:0 1 0 1 F:0 1 1 1逻辑乘：逻

50、辑乘：F=A B A:0 0 1 1 B:0 1 0 1 F:0 0 0 1取反：取反：F=NOT A A:NOT 0 NOT 1 F:1 0两个多位的二进制信息两个多位的二进制信息进行逻辑运算时，按位进行逻辑运算时，按位独立进行，即每一位都独立进行，即每一位都不受其它位的影响：不受其它位的影响：例例1A:0110 B:1010 F:1110例例2A:0110 B:1010 F:001059第1章 信息技术概述二进制数的算术运算二进制数的算术运算n1 1位二进制数的加、减法运算规则：位二进制数的加、减法运算规则：被加数被加数 加数加数 和和 进位进位 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1