信息材料基礎(chǔ)_第一章_緒論

1、2021-10-301信息材料基礎(chǔ)信息材料基礎(chǔ)第一章第一章 緒論緒論 信息時(shí)代信息時(shí)代 信息技術(shù)信息技術(shù) 信息材料信息材料2021-10-3022021-10-3030.1 信息時(shí)代信息時(shí)代農(nóng)業(yè)時(shí)代農(nóng)業(yè)時(shí)代工業(yè)時(shí)代工業(yè)時(shí)代信息時(shí)代信息時(shí)代 人類社會(huì)時(shí)代變遷：人類社會(huì)時(shí)代變遷：勞動(dòng)，土地密集勞動(dòng)，土地密集 機(jī)器、工廠為主機(jī)器、工廠為主 ？產(chǎn)生產(chǎn)生傳輸傳輸?shù)匚坏匚?021-10-304是人類的一切生存活動(dòng)和自然存在所是人類的一切生存活動(dòng)和自然存在所傳達(dá)出來的信號(hào)和消息。它一般泛指?jìng)鬟_(dá)出來的信號(hào)和消息。它一般泛指我們所說的消息、情報(bào)、指令、數(shù)據(jù)我們所說的消息、情報(bào)、指令、數(shù)據(jù)及信號(hào)等周圍環(huán)境的知識(shí)。

2、及信號(hào)等周圍環(huán)境的知識(shí)。信息信息、物質(zhì)（材料）物質(zhì)（材料）和和能量能量構(gòu)成世界的三大要素構(gòu)成世界的三大要素信息信息: :l 可傳遞性和共享性可傳遞性和共享性l 信息必須依附于載體信息必須依附于載體l 信息的可處理性信息的可處理性 l 信息的時(shí)效性信息的時(shí)效性信息的主要特征信息的主要特征2021-10-305 一是信息成為最為重要的戰(zhàn)略資源一是信息成為最為重要的戰(zhàn)略資源 二是信息產(chǎn)業(yè)上升為最重要的產(chǎn)業(yè)二是信息產(chǎn)業(yè)上升為最重要的產(chǎn)業(yè) 三是信息網(wǎng)絡(luò)成為社會(huì)的基礎(chǔ)設(shè)置三是信息網(wǎng)絡(luò)成為社會(huì)的基礎(chǔ)設(shè)置伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng) 非對(duì)稱性非對(duì)稱性 微軟微軟 蘋果蘋果WTO WTO 全球化全球化 一體化一體化 地球

3、村地球村2021-10-306全球信息量增長(zhǎng)趨勢(shì)全球信息量增長(zhǎng)趨勢(shì)2021-10-30720世紀(jì)世紀(jì)90年代初全球互聯(lián)網(wǎng)用年代初全球互聯(lián)網(wǎng)用戶還不到戶還不到9萬，萬，1999年為年為1.7億，億，2000年為年為4.14億億 因特網(wǎng)信息傳輸量增長(zhǎng)率：因特網(wǎng)信息傳輸量增長(zhǎng)率：300% 每天電子郵件：每天電子郵件：14億封億封 2000年：全球網(wǎng)頁(yè)年：全球網(wǎng)頁(yè)21億個(gè)億個(gè) 2000年，與因特網(wǎng)相連的主年，與因特網(wǎng)相連的主機(jī)機(jī)7240萬臺(tái)。而萬臺(tái)。而1993年只有年只有131萬臺(tái)。萬臺(tái)。全球因特網(wǎng)用戶發(fā)展趨勢(shì)全球因特網(wǎng)用戶發(fā)展趨勢(shì)2021-10-308亞太地區(qū)國(guó)際互聯(lián)帶寬發(fā)展趨勢(shì)亞太地區(qū)國(guó)際互聯(lián)帶寬

4、發(fā)展趨勢(shì)2021-10-3091992年，當(dāng)時(shí)的參議員、前美國(guó)副總統(tǒng)年，當(dāng)時(shí)的參議員、前美國(guó)副總統(tǒng)阿爾阿爾戈?duì)柛隊(duì)柼岢鎏岢雒绹?guó)信息高速公路法案。美國(guó)信息高速公路法案。1993年年9月，美國(guó)政府宣布實(shí)月，美國(guó)政府宣布實(shí)施一項(xiàng)新的高科技計(jì)劃施一項(xiàng)新的高科技計(jì)劃“國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施”（National Information Infrastructure，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱NII），），旨在以因特網(wǎng)為雛形，興建信息時(shí)代的高速公路旨在以因特網(wǎng)為雛形，興建信息時(shí)代的高速公路“信息高速公路信息高速公路”，使所有的美國(guó)人方便地共享海，使所有的美國(guó)人方便地共享海量的信息資源。量的信息資源。 信息高速公路

5、信息高速公路(Information Highway)實(shí)質(zhì)上是實(shí)質(zhì)上是高高速信息電子網(wǎng)絡(luò)，它是一個(gè)能給用戶隨時(shí)提供大量信速信息電子網(wǎng)絡(luò)，它是一個(gè)能給用戶隨時(shí)提供大量信息，由通信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)以及日用電子產(chǎn)品息，由通信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)以及日用電子產(chǎn)品組成的完備網(wǎng)絡(luò)體系。組成的完備網(wǎng)絡(luò)體系。開發(fā)和實(shí)施信息高速公路計(jì)劃開發(fā)和實(shí)施信息高速公路計(jì)劃,不僅促進(jìn)信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不僅促進(jìn)信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,而且有助于改變?nèi)藗兊亩矣兄诟淖內(nèi)藗兊纳?、工作和交往方式。生活、工作和交往方式?2021-10-30100.2 信息技術(shù)信息技術(shù)是指信息的是指信息的獲取、存儲(chǔ)、處理、獲取、存儲(chǔ)、處理、傳輸

6、和顯示傳輸和顯示的技術(shù)，即人們對(duì)信的技術(shù)，即人們對(duì)信息的獲取、處理和應(yīng)用的能力。息的獲取、處理和應(yīng)用的能力。信息技術(shù)信息技術(shù): : 信息技術(shù)信息技術(shù) 信息獲取技術(shù)信息獲取技術(shù)信息處理技術(shù)信息處理技術(shù)信息傳遞技術(shù)信息傳遞技術(shù)信息存儲(chǔ)技術(shù)信息存儲(chǔ)技術(shù)信息顯示技術(shù)信息顯示技術(shù) 人類史上的五次信息技術(shù)革命2021-10-3011語言的使用語言的使用造紙術(shù)和印刷術(shù)的應(yīng)用造紙術(shù)和印刷術(shù)的應(yīng)用文字文字的使用的使用電報(bào)、電話、廣播、電視的發(fā)明與普及應(yīng)用電報(bào)、電話、廣播、電視的發(fā)明與普及應(yīng)用計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用和計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代通信技術(shù)的結(jié)合計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用和計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代通信技術(shù)的結(jié)合口耳相傳口耳相傳 便于信息傳輸和收

7、集便于信息傳輸和收集易于存儲(chǔ)易于存儲(chǔ) 克服時(shí)間局限克服時(shí)間局限存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)空間 傳播范圍傳播范圍速度速度 容量容量 時(shí)空界限時(shí)空界限 信息技術(shù)的應(yīng)用2021-10-3012網(wǎng)上學(xué)校、現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育網(wǎng)上學(xué)校、現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育信息高速公路、信息高速公路、 “地球村地球村”自動(dòng)取款機(jī)、可視電話、遠(yuǎn)程診療自動(dòng)取款機(jī)、可視電話、遠(yuǎn)程診療網(wǎng)上購(gòu)物、信息檢索、電子郵件網(wǎng)上購(gòu)物、信息檢索、電子郵件2021-10-301320世紀(jì)以來，信息技術(shù)經(jīng)歷：世紀(jì)以來，信息技術(shù)經(jīng)歷： 電子學(xué)和微電子學(xué)技術(shù)電子學(xué)和微電子學(xué)技術(shù) 信息的載體 電子電子 光電子學(xué)技術(shù)光電子學(xué)技術(shù) 信息的載體 電子和光子電子和光子 光子學(xué)技術(shù)光子學(xué)技術(shù)

8、 信息的載體 光子光子 2021-10-30140.3 信息材料信息材料0.3.1 概述概述能源能源、信息信息和和材料材料是現(xiàn)代文明的三大支柱，是現(xiàn)代文明的三大支柱，而而材料材料又是一切技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。又是一切技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。材料的重要性材料的重要性 材料是人類進(jìn)化史上的里程碑，歷史學(xué)材料是人類進(jìn)化史上的里程碑，歷史學(xué)家曾用材料來劃分時(shí)代。家曾用材料來劃分時(shí)代。2021-10-3015石器前10萬青銅前3000鐵器前1000水泥0鋼1800硅1950新材料1990 存儲(chǔ)器材料的變遷大致可分為四個(gè)階段：由存儲(chǔ)器材料的變遷大致可分為四個(gè)階段：由1955年的存年的存儲(chǔ)器為水銀延遲線儲(chǔ)器為水銀

9、延遲線1963年的存儲(chǔ)器為具有方形磁滯特年的存儲(chǔ)器為具有方形磁滯特性的鐵氧體磁心性的鐵氧體磁心1970年涂敷的氧化鐵粉（磁盤）年涂敷的氧化鐵粉（磁盤）近近10年光存儲(chǔ)技術(shù)年光存儲(chǔ)技術(shù)（可擦寫光盤的介質(zhì)材料有磁光型和相（可擦寫光盤的介質(zhì)材料有磁光型和相變型兩類）變型兩類） 光通信系統(tǒng)材料光通信系統(tǒng)材料: 低損耗光纖（光導(dǎo)纖維：高純石英攙低損耗光纖（光導(dǎo)纖維：高純石英攙雜雜P、Ge等元素等元素氟化物玻璃光導(dǎo)纖維）、化合物半導(dǎo)氟化物玻璃光導(dǎo)纖維）、化合物半導(dǎo)體激光器、大屏幕顯示體激光器、大屏幕顯示等相關(guān)材料的研制是其發(fā)展的基等相關(guān)材料的研制是其發(fā)展的基礎(chǔ)和核心。礎(chǔ)和核心。 電子工業(yè)數(shù)千億的全球市場(chǎng)，

10、電子工業(yè)數(shù)千億的全球市場(chǎng)，90%的市場(chǎng)份額是硬件及的市場(chǎng)份額是硬件及其相關(guān)材料。其相關(guān)材料。 2021-10-3016 新能源技術(shù)：如受控核聚變、太陽(yáng)能利用、地?zé)岚l(fā)電、新能源技術(shù)：如受控核聚變、太陽(yáng)能利用、地?zé)岚l(fā)電、磁流體發(fā)電、氫能貯存等方面的發(fā)展，很大程度上取決磁流體發(fā)電、氫能貯存等方面的發(fā)展，很大程度上取決于新材料研制和開發(fā)。于新材料研制和開發(fā)。 例：太陽(yáng)能是目前人類受惠最大的自然資源。但太陽(yáng)能例：太陽(yáng)能是目前人類受惠最大的自然資源。但太陽(yáng)能是低值能源，只能達(dá)到是低值能源，只能達(dá)到1KW/m2,且轉(zhuǎn)換率只且轉(zhuǎn)換率只10-20%。要。要提高發(fā)電效率提高發(fā)電效率,必須從集熱體、半導(dǎo)體材料方向進(jìn)

11、行突破。必須從集熱體、半導(dǎo)體材料方向進(jìn)行突破。（太陽(yáng)能電池材料中目前最有希望大量應(yīng)用的是硅太陽(yáng)（太陽(yáng)能電池材料中目前最有希望大量應(yīng)用的是硅太陽(yáng)能電池。單晶硅光電池光電轉(zhuǎn)換效率高，但材料價(jià)格較能電池。單晶硅光電池光電轉(zhuǎn)換效率高，但材料價(jià)格較貴。多晶硅光電池效率只達(dá)貴。多晶硅光電池效率只達(dá)13，半導(dǎo)體，半導(dǎo)體GaAs的轉(zhuǎn)換效的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)率可達(dá)2028。采用多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，通過選擇性吸。采用多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，通過選擇性吸收涂層和光譜轉(zhuǎn)換涂層可進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率。收涂層和光譜轉(zhuǎn)換涂層可進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率。IBM公公司研制的多層復(fù)合太陽(yáng)能電池，轉(zhuǎn)換效率高達(dá)司研制的多層復(fù)合太陽(yáng)能電池，轉(zhuǎn)換效率高達(dá)40）202

12、1-10-30172021-10-3018? 人們?cè)缇椭懒藝姎夂娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)比螺旋槳航空發(fā)動(dòng)機(jī)有人們?cè)缇椭懒藝姎夂娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)比螺旋槳航空發(fā)動(dòng)機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)，但由于沒有材料能承受噴射出燃?xì)獾母邷?，使很多?yōu)點(diǎn)，但由于沒有材料能承受噴射出燃?xì)獾母邷?，使這種理想只能是空中樓閣。直到這種理想只能是空中樓閣。直到1942年制成了年制成了鎳基耐熱合鎳基耐熱合金金這種新材料、才使噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的制造得以實(shí)現(xiàn)。這種新材料、才使噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的制造得以實(shí)現(xiàn)。 ? 同樣，如果沒有同樣，如果沒有1970年制成的使光強(qiáng)度衰減降低到可以年制成的使光強(qiáng)度衰減降低到可以實(shí)用的實(shí)用的光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維，也不會(huì)有現(xiàn)代的光通信；，也不會(huì)有現(xiàn)代的

13、光通信； ? 如果不能制成高純度大直徑的如果不能制成高純度大直徑的硅單晶硅單晶，就不會(huì)有高度發(fā)，就不會(huì)有高度發(fā)展的集成電路，也不會(huì)有今天如此先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和一切電展的集成電路，也不會(huì)有今天如此先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和一切電子設(shè)備。子設(shè)備。2021-10-3019v生態(tài)環(huán)境不斷惡化生態(tài)環(huán)境不斷惡化v資源加速枯竭資源加速枯竭v世界人口迅速增長(zhǎng)世界人口迅速增長(zhǎng)材料是材料是現(xiàn)代文現(xiàn)代文明的重明的重要支柱要支柱v科學(xué)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展科學(xué)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展v人類生活水平進(jìn)一步提高人類生活水平進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)材料功能材料2021/10/3020利用其力學(xué)性質(zhì)，要求在使用條件下能承受一定的載荷。通過光、電、磁、聲、熱、濕、氣、生

14、物等特性而完成特定功能的材料。0.3.2 材料分類2021/10/3021功能材料分類材料的物質(zhì)性材料的物質(zhì)性材料的功能性材料的功能性材料的應(yīng)用性材料的應(yīng)用性 金屬功能材料金屬功能材料 形狀記憶合金形狀記憶合金 、貯氫合金、減振合金、貯氫合金、減振合金 、超耐熱合金、非晶、超耐熱合金、非晶態(tài)合金、態(tài)合金、 超導(dǎo)合金等超導(dǎo)合金等 無機(jī)非金屬功能材料無機(jī)非金屬功能材料 熱功能陶瓷、光功能陶瓷、磁功能陶瓷熱功能陶瓷、光功能陶瓷、磁功能陶瓷 、 精密電子陶瓷、精密電子陶瓷、功能轉(zhuǎn)化陶瓷功能轉(zhuǎn)化陶瓷 、 超硬陶瓷、生物功能陶瓷等超硬陶瓷、生物功能陶瓷等 有機(jī)功能材料有機(jī)功能材料 導(dǎo)電高分子材料、液晶聚合

15、物材料、光功能高分子材料、導(dǎo)電高分子材料、液晶聚合物材料、光功能高分子材料、高分子分離膜、有機(jī)鐵磁材料、生物高分子材料、化學(xué)功高分子分離膜、有機(jī)鐵磁材料、生物高分子材料、化學(xué)功能高分子材料等能高分子材料等 復(fù)合功能材料復(fù)合功能材料 金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、高分子基復(fù)合材料等金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、高分子基復(fù)合材料等2021/10/3022根據(jù)材料的物質(zhì)性：根據(jù)材料的物質(zhì)性：材料的應(yīng)用性材料的應(yīng)用性 信息材料信息材料 電子材料電子材料 電工材料電工材料 能源材料能源材料 航空航天材料航空航天材料 生物醫(yī)用材料生物醫(yī)用材料2021/10/3023材料的功能性材料的功能性 光學(xué)功能材

16、料光學(xué)功能材料 電學(xué)功能材料電學(xué)功能材料 磁學(xué)功能材料磁學(xué)功能材料 聲學(xué)功能材料聲學(xué)功能材料 熱學(xué)功能材料熱學(xué)功能材料 生物醫(yī)學(xué)功能材料生物醫(yī)學(xué)功能材料2021/10/30242021-10-3025信息材料信息材料指用于信息的指用于信息的獲取、存儲(chǔ)、處理、傳輸和顯示獲取、存儲(chǔ)、處理、傳輸和顯示的微電子的微電子材料和光電子材料，是信息技術(shù)基礎(chǔ)和先導(dǎo)。信息材料材料和光電子材料，是信息技術(shù)基礎(chǔ)和先導(dǎo)。信息材料領(lǐng)域的每一次創(chuàng)新都會(huì)推動(dòng)信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。領(lǐng)域的每一次創(chuàng)新都會(huì)推動(dòng)信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。信息材料信息材料 信息獲取材料信息獲取材料信息處理材料信息處理材料信息傳輸材料信息傳輸材料信息存

17、儲(chǔ)材料信息存儲(chǔ)材料信息顯示材料信息顯示材料2021-10-30260.3.3 信息處理技術(shù)及材料信息處理技術(shù)及材料信息處理工具信息處理工具古代：中國(guó)古代：中國(guó)簡(jiǎn)單的計(jì)算工具：簡(jiǎn)單的計(jì)算工具：算籌算籌算盤算盤西方：計(jì)算尺是主要的計(jì)算工具，西方：計(jì)算尺是主要的計(jì)算工具，機(jī)械式計(jì)算機(jī)機(jī)械式計(jì)算機(jī)穿孔卡片計(jì)算穿孔卡片計(jì)算機(jī)機(jī)繼電器計(jì)算機(jī)繼電器計(jì)算機(jī)1946年電年電子計(jì)算機(jī)的誕生。子計(jì)算機(jī)的誕生。2021-10-3027世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)埃尼阿克（埃尼阿克（ENIAC）。）。1946年誕生于美國(guó)的年誕生于美國(guó)的賓夕法尼亞大學(xué)。賓夕法尼亞大學(xué)。重達(dá)重達(dá)30噸，占地噸，占地170多

18、平方米，全機(jī)用了多平方米，全機(jī)用了18000多個(gè)電子多個(gè)電子管，管，5000多個(gè)繼電器，多個(gè)繼電器，10000多只電容器，多只電容器，7000多個(gè)電多個(gè)電阻，功率阻，功率150千瓦，運(yùn)算速度每秒鐘千瓦，運(yùn)算速度每秒鐘5000次。次。目前，以大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)，以中央處理器（目前，以大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)，以中央處理器（CPU）為核心的電子計(jì)算機(jī)技術(shù)是主要的信息處理技術(shù)。為核心的電子計(jì)算機(jī)技術(shù)是主要的信息處理技術(shù)。它的耗電量超過它的耗電量超過174千瓦小時(shí)，據(jù)說在使用時(shí)全鎮(zhèn)的電燈都千瓦小時(shí)，據(jù)說在使用時(shí)全鎮(zhèn)的電燈都會(huì)變暗；而且它的電子管平均每隔會(huì)變暗；而且它的電子管平均每隔15分鐘就要燒壞一只。

19、分鐘就要燒壞一只。 2021-10-3028集成電路（集成電路（integrated circuit，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱IC）是將電路中的）是將電路中的有源有源元件元件（二極管、晶體管等）、（二極管、晶體管等）、無源元件無源元件（電阻、電容等）以（電阻、電容等）以及他們之間的及他們之間的互聯(lián)引線互聯(lián)引線等一起制作在等一起制作在半導(dǎo)體襯底半導(dǎo)體襯底上，形成一上，形成一塊獨(dú)立的不可分的整體電路，集成電路的各個(gè)引出端（又稱塊獨(dú)立的不可分的整體電路，集成電路的各個(gè)引出端（又稱管腳）就是該電路的輸入、輸出、電源和接地等的接線端。管腳）就是該電路的輸入、輸出、電源和接地等的接線端。1952年，英國(guó)皇家雷達(dá)研究所的

20、年，英國(guó)皇家雷達(dá)研究所的G. W. Dummer首次提出集首次提出集成電路的設(shè)想。他認(rèn)為，隨著晶體管和一般半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)成電路的設(shè)想。他認(rèn)為，隨著晶體管和一般半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展，電子設(shè)備可以在一個(gè)固體塊上實(shí)現(xiàn)，而不需連接線。這展，電子設(shè)備可以在一個(gè)固體塊上實(shí)現(xiàn)，而不需連接線。這種固體塊由絕緣體、導(dǎo)體、整流、放大等材料層組成。種固體塊由絕緣體、導(dǎo)體、整流、放大等材料層組成。1958年美國(guó)德克薩斯儀器公司年美國(guó)德克薩斯儀器公司J. S. Kilby和和1959年仙童半導(dǎo)體公年仙童半導(dǎo)體公司的司的R. Noyce分別發(fā)明了世界上第一塊分別發(fā)明了世界上第一塊鍺集成電路鍺集成電路和和硅集成硅集成電路電路，

21、開創(chuàng)了集成電路時(shí)代。，開創(chuàng)了集成電路時(shí)代。集成電路集成電路年份年份事件事件1947點(diǎn)接觸型晶體管誕生，微電子技術(shù)發(fā)展的第一個(gè)里程碑點(diǎn)接觸型晶體管誕生，微電子技術(shù)發(fā)展的第一個(gè)里程碑1950結(jié)型晶體管誕生結(jié)型晶體管誕生1951場(chǎng)效應(yīng)晶體管發(fā)明場(chǎng)效應(yīng)晶體管發(fā)明1958集成電路發(fā)明，開創(chuàng)了微電子學(xué)的歷史集成電路發(fā)明，開創(chuàng)了微電子學(xué)的歷史1960光刻技術(shù)發(fā)明光刻技術(shù)發(fā)明1962MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管誕生場(chǎng)效應(yīng)晶體管誕生1964摩爾定律提出，預(yù)測(cè)晶體管集成度每十八個(gè)月增加一番摩爾定律提出，預(yù)測(cè)晶體管集成度每十八個(gè)月增加一番1971Intel推出推出1kB動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM），標(biāo)志大規(guī)模集

22、成電路（），標(biāo)志大規(guī)模集成電路（LSI）出現(xiàn)）出現(xiàn)197816kB的的DRAM誕生，標(biāo)志進(jìn)入超大規(guī)模集成電路（誕生，標(biāo)志進(jìn)入超大規(guī)模集成電路（VLSD）階段）階段1979Intel推出推出5MHz的的8088微處理器，之后推出全球第一臺(tái)個(gè)人電腦微處理器，之后推出全球第一臺(tái)個(gè)人電腦198520MHz的的80386微處理器誕生微處理器誕生198816M的的DRAM誕生，標(biāo)志進(jìn)入甚大規(guī)模集成電路（誕生，標(biāo)志進(jìn)入甚大規(guī)模集成電路（ULSI）階段）階段198925MHz483微處理器誕生，采用微處理器誕生，采用1m工藝，后來采用工藝，后來采用0.8 m工藝工藝199366MHz的的Pentium處理器推

23、出，采用處理器推出，采用0.6 m工藝工藝1997300MHz的的Pentium 處理器推出，采用處理器推出，采用0.25 0.25 m工藝工藝1999450MHz的的Pentium 處理器推出，采用處理器推出，采用0.25 0.25 m工藝，后采用工藝，后采用0.18 m工藝工藝20001.5GHz的的Pentium 處理器推出，采用處理器推出，采用0.18 m工藝工藝2001Intel宣布采用宣布采用0.13 m工藝工藝2021-10-30292021-10-3030半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器容量和硅單晶的發(fā)展半導(dǎo)體動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器容量和硅單晶的發(fā)展2021-10-3031信息處理材料主要指用于對(duì)

24、電信號(hào)或光信號(hào)進(jìn)行信息處理材料主要指用于對(duì)電信號(hào)或光信號(hào)進(jìn)行檢波、倍頻、檢波、倍頻、混頻、限幅、開關(guān)、放大混頻、限幅、開關(guān)、放大等信號(hào)處理的器件的一類信息材料，等信號(hào)處理的器件的一類信息材料，包括微電子信息處理材料和光電子信息處理材料。包括微電子信息處理材料和光電子信息處理材料。微電子信息處理微電子信息處理即對(duì)電子電路中的信息電流、電壓等信號(hào)進(jìn)即對(duì)電子電路中的信息電流、電壓等信號(hào)進(jìn)行接收、發(fā)射、轉(zhuǎn)換、放大、調(diào)制、解調(diào)、運(yùn)算、分析等處行接收、發(fā)射、轉(zhuǎn)換、放大、調(diào)制、解調(diào)、運(yùn)算、分析等處理，以獲取有用的信息。理，以獲取有用的信息。光電子信息處理光電子信息處理包括光的發(fā)射、傳輸、調(diào)制、轉(zhuǎn)換和探測(cè)等，

25、包括光的發(fā)射、傳輸、調(diào)制、轉(zhuǎn)換和探測(cè)等，而光電子信息處理材料則是基于光信號(hào)的發(fā)射、傳輸、調(diào)制、而光電子信息處理材料則是基于光信號(hào)的發(fā)射、傳輸、調(diào)制、轉(zhuǎn)換和探測(cè)的一類材料。轉(zhuǎn)換和探測(cè)的一類材料。信息處理材料信息處理材料2021-10-30320.3.4 信息傳輸技術(shù)及材料信息傳輸技術(shù)及材料u 移動(dòng)電話移動(dòng)電話u 衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信u 無線通信無線通信u 光纖通信光纖通信 低損耗的熔石英光纖低損耗的熔石英光纖 長(zhǎng)壽命的半導(dǎo)體激光器長(zhǎng)壽命的半導(dǎo)體激光器 摻鉺光纖放大器摻鉺光纖放大器纖芯纖芯包層包層保護(hù)套保護(hù)套2021-10-3033光纖和光纜的傳輸速率及損耗特性比較光纖和光纜的傳輸速率及損耗特性比較2

26、021-10-3034光纖通信系統(tǒng)發(fā)展階段及其主要進(jìn)展光纖通信系統(tǒng)發(fā)展階段及其主要進(jìn)展2021-10-3035 損耗特性與光的工作波長(zhǎng)有關(guān)損耗特性與光的工作波長(zhǎng)有關(guān),在三個(gè)工作窗口有相對(duì)小的損耗在三個(gè)工作窗口有相對(duì)小的損耗: 第一窗口光工作波長(zhǎng)第一窗口光工作波長(zhǎng)0.85m,損耗稍大損耗稍大 第二窗口光工作波長(zhǎng)第二窗口光工作波長(zhǎng)1.31m,損耗中等損耗中等 第三窗口光工作波長(zhǎng)第三窗口光工作波長(zhǎng)1.55m,損耗最小損耗最小2021-10-30360.3.5 信息存儲(chǔ)技術(shù)及材料信息存儲(chǔ)技術(shù)及材料數(shù)字信息存儲(chǔ)要求：數(shù)字信息存儲(chǔ)要求：高存儲(chǔ)密度、高數(shù)據(jù)傳輸高存儲(chǔ)密度、高數(shù)據(jù)傳輸率、高存儲(chǔ)壽命、高擦寫次數(shù)

27、、低設(shè)備投資和率、高存儲(chǔ)壽命、高擦寫次數(shù)、低設(shè)備投資和低價(jià)格低價(jià)格。信息存儲(chǔ)的作用：信息存儲(chǔ)的作用： * 允許保存電子數(shù)據(jù)；允許保存電子數(shù)據(jù)；* 為防止數(shù)據(jù)丟失而提供備份保護(hù)；為防止數(shù)據(jù)丟失而提供備份保護(hù)；* 防止因丟失數(shù)據(jù)帶來的費(fèi)用；防止因丟失數(shù)據(jù)帶來的費(fèi)用；* 允許現(xiàn)場(chǎng)或非現(xiàn)場(chǎng)文檔的存儲(chǔ)允許現(xiàn)場(chǎng)或非現(xiàn)場(chǎng)文檔的存儲(chǔ)2021-10-3037存儲(chǔ)方式存儲(chǔ)方式內(nèi)存儲(chǔ)內(nèi)存儲(chǔ)外存儲(chǔ)外存儲(chǔ)CPU可以直接訪問內(nèi)存，提取時(shí)間短（ns），容量一般在512Mb。只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器ROM（Read-Only Memory）隨機(jī)存取存儲(chǔ)器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM（Random Access Memory）一般不直接與

28、微處理器打交道，外存中的數(shù)據(jù)應(yīng)先調(diào)入內(nèi)存，再由微處理器進(jìn)行處理。磁存儲(chǔ)：磁帶、軟磁盤、硬磁盤磁存儲(chǔ)：磁帶、軟磁盤、硬磁盤光存儲(chǔ)：光存儲(chǔ)：CD、VCD、DVD等等2021-10-3038硬磁盤技術(shù)的發(fā)展硬磁盤技術(shù)的發(fā)展2021-10-3039光盤光盤硬磁盤硬磁盤磁帶磁帶中等性能中等性能0.252Gb/in225Mb/s隨機(jī)存取隨機(jī)存取高容量高容量低價(jià)格低價(jià)格可移動(dòng)可移動(dòng)長(zhǎng)壽命長(zhǎng)壽命高性能高性能24Gb/in2150Mb/s隨機(jī)存取隨機(jī)存取高容量高容量?jī)r(jià)格合理價(jià)格合理不可移動(dòng)不可移動(dòng)壽命較短壽命較短中等性能中等性能0.81Gb/in240Mb/s序列存取序列存取高容量高容量低價(jià)格低價(jià)格可移動(dòng)可移動(dòng)

29、壽命較短壽命較短光盤、硬盤和磁帶性能比較光盤、硬盤和磁帶性能比較2021-10-30400.3.6 信息顯示技術(shù)及材料信息顯示技術(shù)及材料v當(dāng)今世界是信息大爆炸的年代，據(jù)測(cè)算，上世紀(jì)末信息的當(dāng)今世界是信息大爆炸的年代，據(jù)測(cè)算，上世紀(jì)末信息的年均增長(zhǎng)率為年均增長(zhǎng)率為2020，到，到20202020年將達(dá)到每?jī)蓚€(gè)半月翻一番的年將達(dá)到每?jī)蓚€(gè)半月翻一番的驚人速度。驚人速度。v在人們經(jīng)各種感覺器官?gòu)耐饨绔@得的信息中，在人們經(jīng)各種感覺器官?gòu)耐饨绔@得的信息中，視覺占視覺占6060，聽覺占，聽覺占2020，觸覺占，觸覺占1515，味覺占，味覺占3 3，嗅覺占，嗅覺占2 2。v進(jìn)入進(jìn)入21世紀(jì)以來，顯示技術(shù)作為人

30、機(jī)聯(lián)系和信息展示的窗世紀(jì)以來，顯示技術(shù)作為人機(jī)聯(lián)系和信息展示的窗口已應(yīng)用于娛樂、工業(yè)、軍事、交通、教育、航空航天、口已應(yīng)用于娛樂、工業(yè)、軍事、交通、教育、航空航天、衛(wèi)星遙感和醫(yī)療等各方面。衛(wèi)星遙感和醫(yī)療等各方面。在我國(guó)，顯示技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)在我國(guó)，顯示技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品占信息產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的的產(chǎn)品占信息產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的45左右。左右?？梢?，顯示產(chǎn)業(yè)已可見，顯示產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為電子信息工業(yè)的一大支柱產(chǎn)業(yè)。經(jīng)成為電子信息工業(yè)的一大支柱產(chǎn)業(yè)。2021-10-3041光電顯示分類光電顯示分類2021-10-3042傳統(tǒng)顯示技術(shù)傳統(tǒng)顯示技術(shù)陰極射線管（陰極射線管（CRT）顯示）顯示 陰極射線加速后轟擊熒光屏陰極射線

31、加速后轟擊熒光屏上的熒光材料上的熒光材料Y2O2S：Eu（紅色）、（紅色）、ZnS：Ag（藍(lán)色）（藍(lán)色）和和ZnS：(Cu，Al）（綠色），）（綠色），發(fā)出各種彩色的光。發(fā)出各種彩色的光。1897年，布勞恩管發(fā)明；1953年，日本黑白電視廣播開始1958年，中國(guó)黑白電視廣播開始1960年，日本彩色電視廣播開始1973年，中國(guó)彩色電視廣播開始1996年，日本推出純平CRT彩電1999年，中國(guó)推出純平CRT彩電2021-10-3043平板顯示技術(shù)平板顯示技術(shù)等離子體顯示（等離子體顯示（PDP）利用等離子產(chǎn)生的紫外線激發(fā)涂有利用等離子產(chǎn)生的紫外線激發(fā)涂有熒光粉的電極而發(fā)出不同的由三基色混合的可見光。熒光粉的電極而發(fā)出不同的由三基色混合的可見光。液晶顯示（液晶顯示（LCD） 利用外加電壓或者電流，可以改變液晶利用外加電壓或者電流，可以改變液晶分子取向，從而改變液晶分子的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，最終實(shí)分子取向，從而改變液晶分子的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，最終實(shí)現(xiàn)顯示的目的?，F(xiàn)顯示的目的。發(fā)光二極管（發(fā)光二極管（LED）顯示）顯示 利用載流子在利用載流子在PN結(jié)附近的復(fù)合結(jié)附近的復(fù)合作用而發(fā)光。作用而發(fā)光。有機(jī)電致發(fā)光顯示（有機(jī)電致發(fā)光顯示（OLED） 2021-10-30440.3.7 信息獲取技術(shù)及材