信息技術(shù)及發(fā)展趨勢

1、第2課 信息技術(shù)及發(fā)展趨勢信息能源物質(zhì)信息社會(huì)工業(yè)社會(huì)農(nóng)業(yè)社會(huì)信息與信息技術(shù)首先我們從人類的發(fā)展說起： 信息技術(shù)Information Technology信息技術(shù)信息技術(shù)（IT）：v是指人們獲取信息、傳遞信息、存儲(chǔ)信息、處理信息、顯示信息、分配信息的相關(guān)技術(shù)。v它包括現(xiàn)代通信技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)等。Information Technology2.1通信技術(shù)Communication Technology概述 Summaryv 通信技術(shù)：利用通信設(shè)備對信息進(jìn)行傳輸、發(fā)送和接收的技術(shù)。包括有線通信、無線通信和移動(dòng)通信。v現(xiàn)代通信：使用電波或光波雙向傳遞信息的技術(shù)（電信）通信系統(tǒng)（電信

2、網(wǎng)）分類v按業(yè)務(wù)種類：電話網(wǎng)、電報(bào)網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、傳真通信網(wǎng)、圖像通信網(wǎng)等v按服務(wù)區(qū)域范圍：本地電信網(wǎng)、農(nóng)村電信網(wǎng)、長途電信網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)、國際電信網(wǎng)等v按信息信號(hào)形式：模擬通信網(wǎng)、數(shù)字通信網(wǎng)、數(shù)字模擬混合網(wǎng)等The Classification of Communication System2.2 微電子技術(shù)Micro-electronic Information Technology微電子技術(shù)與集成電路 微電子技術(shù)： 以集成電路為核心的電子技術(shù) Micro-electronic Technology and Integrated Circuit電子線路使用的基礎(chǔ)元件的演變真空電子管 晶體管

3、 中小規(guī)模集成電路 大規(guī)模超大規(guī)模集成電路The devolopment of electronic base-warev真空電子管(vacuum tube) 在這個(gè)階段產(chǎn)生了廣播、電視、無線電通信、儀器儀表、自動(dòng)化技術(shù)和第一代電子計(jì)算機(jī)v晶體管(transistor) 1948年發(fā)明，再加上印制電路組裝技術(shù)的使用，使電子電路在小型化方面前進(jìn)了一大步，產(chǎn)生了第二代計(jì)算機(jī)The devolopment of electronic base-warev集成電路(Integrated Circuit，簡稱IC)20世紀(jì)50年代出現(xiàn)，以半導(dǎo)體單晶片作為材料，經(jīng)平面工藝加工制造，將大量晶體管、電阻等元器

4、件及互連線構(gòu)成的電子線路集成在基片上，構(gòu)成一個(gè)微型化的電路或系統(tǒng)?，F(xiàn)代集成電路使用的半導(dǎo)體材料通常是硅(Si)，也可以是化合物半導(dǎo)體如砷化鎵(GaAs)等 超大規(guī)模集成電路超大規(guī)模集成電路小規(guī)模集成電路小規(guī)模集成電路集成電路的規(guī)模v根據(jù)集成度高低（所包含的晶體管數(shù)目）分為：集成電路規(guī)模集成度（個(gè)電子元件）小規(guī)模集成電路（SSI）幾十中規(guī)模集成電路（MSI）幾百大規(guī)模集成電路（LSI）上千超大規(guī)模集成電路（VLSI）上萬The scale of Integrated Circuit集成電路的發(fā)展趨勢v提高集成度，關(guān)鍵在縮小門電路面積v集成電路特點(diǎn)：體積小、重量輕、可靠性高vMoore定律單塊集成

5、電路的集成度平均每1824個(gè)月翻一番 Gordon E.Moore,1965年Intel公司創(chuàng)始人The Tendency of Integrated Circuit Development集成電路的發(fā)展趨勢 Intel公司微處理器集成度的發(fā)展19701975198019851990199520001,00010,000100,0001,000,00010,000,000100,000,0004004800880808086802868038680486PentiumPentium IIPentium IIIPentium 4晶體管數(shù)The Tendency of Integrated Cir

6、cuit Development集成電路的發(fā)展趨勢u量子計(jì)算機(jī)是運(yùn)用量子力學(xué)來設(shè)計(jì)的，它們的特點(diǎn)是其潛在的運(yùn)算速度將更大于電子計(jì)算機(jī)。從理論上說，它們的速度提高可以說是沒有止境的，因?yàn)榱孔佑?jì)算技術(shù)可以在同一時(shí)間內(nèi)執(zhí)行各種操作，同時(shí)有足夠的能力來完成現(xiàn)在電子計(jì)算機(jī)還很難完成的任務(wù)，比如說完成密碼的破譯和語音的識(shí)別等等。因此，歐洲已經(jīng)成立了量子計(jì)算機(jī)研究所，現(xiàn)在估計(jì)，量子計(jì)算機(jī)可能會(huì)在今后的十五年左右出現(xiàn)。圖為一種可瞬間進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)計(jì)算的光電計(jì)算機(jī)集成電路的發(fā)展趨勢u光子計(jì)算機(jī)光能夠像電一樣來傳遞信息，甚至效果更好。而且，更重要的一個(gè)特點(diǎn)在于它不會(huì)和周圍環(huán)境發(fā)生相互干擾的作用。因?yàn)楫?dāng)電子計(jì)算機(jī)芯片

7、越來越趨向于0.18m時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生很多的問題,而光子計(jì)算機(jī)就可以避免。集成電路的發(fā)展趨勢u分子計(jì)算機(jī)現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出來一種能夠由氮?dú)夂投然紒黹_動(dòng)和閉關(guān)的分子計(jì)算機(jī)，這種超高速的微型計(jì)算機(jī)離現(xiàn)實(shí)已經(jīng)很近了。這種技術(shù)將會(huì)導(dǎo)致只需要利用立體和光線就能夠產(chǎn)生新的、甚至能夠思考的計(jì)算機(jī)來解決目前晶體管的物理局限，使得未來的計(jì)算機(jī)的功能大大的增加，尺寸大大的縮小。集成電路的發(fā)展趨勢u生物計(jì)算機(jī)實(shí)際上就是隨著生物技術(shù)的發(fā)展，人們將模仿人的大腦制造一種用基因?qū)W的機(jī)制來開發(fā)的新一代計(jì)算機(jī)。 現(xiàn)在生物計(jì)算機(jī)的模型已經(jīng)出來。以色列的科學(xué)家制造了一個(gè)有可能會(huì)比單個(gè)活細(xì)胞還要小的計(jì)算機(jī)的模型。這么微小的計(jì)算機(jī)也可能將

8、在我們的體內(nèi)漫游，監(jiān)視我們的健康。也許會(huì)糾正它所發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)哪個(gè)地方脂肪的堆積，幫助解決問題。其實(shí)每一個(gè)細(xì)胞實(shí)際上都是一個(gè)復(fù)雜的生物機(jī)件，一個(gè)系統(tǒng)。用這么一種仿生技術(shù)來制造生物計(jì)算機(jī)。3 3、計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù) 計(jì)算機(jī)是二十計(jì)算機(jī)是二十世紀(jì)的重大科技發(fā)世紀(jì)的重大科技發(fā)明。明。第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)叫埃尼阿克埃尼阿克(ENIACENIAC) 1946年誕生在賓夕法尼亞大學(xué)賓夕法尼亞大學(xué) 共使用了18000個(gè)電子管、 6萬個(gè)電阻器、1萬個(gè)電容器、6千個(gè)開關(guān)等元件組成 。 耗電量為140千瓦總體積約90立方米，重達(dá)30噸，占地170平方米，需要用一間30多米長的大房

9、間才能存放。性能性能：運(yùn)算速度為每秒每秒50005000次加法次加法，或者400400次乘法次乘法 2 網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化分布在不同地理區(qū)域的計(jì)算機(jī)通過通信線路連成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),達(dá)到共享資源.如因特網(wǎng).1 1多媒體化多媒體化：多媒體技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)處理聲音、圖像、文字、視頻等信息所使用的技術(shù)。如語音輸入、數(shù)字電影、網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議。2計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向目前計(jì)算機(jī)有以下幾個(gè)主要的發(fā)展方向目前計(jì)算機(jī)有以下幾個(gè)主要的發(fā)展方向:4 巨型化巨型化運(yùn)算速度更高,存儲(chǔ)容量更大,功能更強(qiáng)的巨型機(jī). (天文研究.飛機(jī)設(shè)計(jì)等)5 微型化微型化計(jì)算機(jī)普及家庭生活,微型機(jī)已從臺(tái)式發(fā)展到掌上機(jī). (家用電器等)3

10、智能化智能化計(jì)算機(jī)具有更多的類似人的智能.如會(huì)學(xué)習(xí),會(huì)判斷和思考等.我國計(jì)算機(jī)事業(yè)的發(fā)展1958年8月，我國研制成功第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)1983年，每秒運(yùn)算1億次的巨型機(jī)“銀河一號(hào)”1992年，“銀河二號(hào)”，每秒10次1995年，“曙光1000”，每秒25億次2000年，“神威一號(hào)”，每秒3840億次我國在巨型機(jī)的研制和應(yīng)用上位于世界前列。五、課堂練習(xí)五、課堂練習(xí) 寶劍鋒從磨礪出寶劍鋒從磨礪出梅花香自苦寒為梅花香自苦寒為1 1、填空題、填空題信息就是用信息就是用語言語言、 、符號(hào)符號(hào)、 、數(shù)字?jǐn)?shù)字、 、情景情景等表示的內(nèi)容。等表示的內(nèi)容。 文字文字圖像圖像聲音聲音信息技術(shù)包括信息的信息技術(shù)包括信息的獲取獲取、 、傳傳遞遞、 等技術(shù)。等技術(shù)。存儲(chǔ)存儲(chǔ)處理處理世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生于（生于（ ）A A 19211921年