專轉(zhuǎn)本第章、信息技術(shù)概述

1第一章信息技術(shù)概述21.1信息定義信息是指事物運(yùn)動(dòng)的形狀及形狀變化的方式〔客觀事物立場〕，是認(rèn)識主體所感知或所表述的事物運(yùn)動(dòng)及其變化方式的方式、內(nèi)容和成效〔認(rèn)識主體立場〕。數(shù)據(jù)的定義方式化后可以被計(jì)算機(jī)處置的信息稱為數(shù)據(jù)。31.2信息技術(shù)信息技術(shù)：用來擴(kuò)展人的信息器官功能、協(xié)助人們進(jìn)展信息處置的一類技術(shù)。擴(kuò)展覺得器官功能的感測與識別技術(shù)；擴(kuò)展神經(jīng)系統(tǒng)功能的通訊技術(shù)；擴(kuò)展大腦功能的計(jì)算〔處置〕與存儲技術(shù)；擴(kuò)展效應(yīng)器官功能的控制與顯示技術(shù)。41.2信息技術(shù)例：與信息技術(shù)中的感測、存儲、通訊技術(shù)相比，計(jì)算機(jī)主要用于擴(kuò)展人的____器官的功能。A.覺得〔感測與識別〕B.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)〔通訊〕C.思想D.效應(yīng)〔控制與顯示〕51.2信息技術(shù)用于擴(kuò)展人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和記憶器官的功能，消除信息交流的空間妨礙和時(shí)間妨礙的信息技術(shù)是_______。A．感測與識別技術(shù)B．控制與顯示技術(shù)C．計(jì)算技與處置技術(shù)D．通訊與存儲技術(shù)61.2信息技術(shù)與信息處置相關(guān)的行為和活動(dòng)：信息搜集，信息加工〔計(jì)算、分析、檢索等〕，信息存儲，信息傳送和信息施用〔控制、顯示等〕。71.3信息處置系統(tǒng)現(xiàn)代信息技術(shù)的三大領(lǐng)域：微電子技術(shù)、通訊技術(shù)、數(shù)字技術(shù)〔計(jì)算機(jī)技術(shù)〕。l當(dāng)代電子信息技術(shù)的根底有兩項(xiàng)：微電子與光纖技術(shù)和數(shù)字技術(shù)。l現(xiàn)代信息技術(shù)的主要特征：以數(shù)字技術(shù)為根底，以計(jì)算機(jī)為中心。81.3信息處置系統(tǒng)【2007真題】現(xiàn)代信息技術(shù)的主要特征是以數(shù)字技術(shù)為根底，以為中心?！?021真題】當(dāng)代電子信息技術(shù)的根底有兩項(xiàng)：一項(xiàng)為哪一項(xiàng)微電子與光纖技術(shù)；另一項(xiàng)______是技術(shù)，電子計(jì)算機(jī)從一開場就采用了該技術(shù)。1.4信息化與信息社會信息化的概念來源于20世紀(jì)60年代日本；信息化的本質(zhì)：利用信息技術(shù)協(xié)助社會個(gè)人和群體有效利用新知識和新思想，從而建成能充分發(fā)揚(yáng)人的潛力，實(shí)現(xiàn)其志向的信息社會。當(dāng)今世界許多興隆國家和經(jīng)濟(jì)共同體都提出了信息化國家開展戰(zhàn)略。目前，我國處于工業(yè)化的中期，技術(shù)還比較落后，信息化處于快速開展階段。9102微電子技術(shù)2.1微電子技術(shù)概述2.2集成電路的分類2.3集成電路的開展趨勢112.1微電子技術(shù)微電子技術(shù)：是信息技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，是開展電子信息產(chǎn)業(yè)和各項(xiàng)搞技術(shù)的根底。以集成電路為中心的電子技術(shù)，是在電子電路和系統(tǒng)的超小型化和微型化過程中逐漸構(gòu)成和開展起來的。12大規(guī)模集成電路〔LSI&VLSI〕上千萬次到十多萬億次每秒真空電子管幾千次每秒用于軍事和科學(xué)研討任務(wù)晶體管幾十萬次每秒還用于數(shù)據(jù)處置和事務(wù)處置集成電路(SSI&MSI)幾十萬次～幾百萬次每秒用于各個(gè)領(lǐng)域1946～19581964～19701958～19641971～分類根據(jù)：電子電路中運(yùn)用的根底元件半導(dǎo)體資料：硅〔Si〕2.1微電子技術(shù)132.1微電子技術(shù)集成電路(IntegratedCircuit，簡稱IC)集成電路芯片是微電子技術(shù)的結(jié)晶，是計(jì)算機(jī)的中心。集成電路的規(guī)模由單個(gè)芯片或單位面積中包含的根本電子元器件的個(gè)數(shù)確定。集成電路的制造資料通常是硅〔Si〕、砷化鎵〔GaAs〕。142.1微電子技術(shù)集成電路的制造晶圓切片〔簡稱晶圓〕是圓形單晶硅薄片，是供芯片消費(fèi)的根本資料。集成電路芯片〔芯片〕是以集成電路為主體，以晶圓為根本資料，經(jīng)過多道工藝制造，在它上面集成晶體管、電阻、電容等元件及互連線構(gòu)成的電子線路。152.2集成電路的分類按照晶體管數(shù)目小規(guī)模〔SSI〕、中規(guī)模〔MSI〕、大規(guī)模〔LSI〕、超大規(guī)模〔VLSI〕、極大規(guī)模〔ULSI〕〔——100——3000——10萬——100萬——〕SSIMSILSIVLSIULSI162.2集成電路的分類按照構(gòu)造、工藝分為：雙極型集成電路〔Bipolar〕；金屬—氧化物—半導(dǎo)體集成電路〔MOS〕；雙極—金屬—氧化物—半導(dǎo)體集成電路〔Bi-MOS〕按照功能分?jǐn)?shù)字集成電路和模擬集成電路172.2集成電路的分類按照用途分通用集成電路和公用集成電路微處置器和存儲芯片屬于通用集成電路；按照某種運(yùn)用的特定要求專門設(shè)計(jì)、定制的屬于公用集成電路。182.3集成電路的開展趨勢集成電路特點(diǎn)體積小、分量輕、可靠性高集成電路的任務(wù)速度主要取決于組成邏輯門電路的晶體管的尺寸。晶體管的尺寸越小，其極限任務(wù)頻率越高，門電路的開關(guān)速度就越快。芯片上電路元件的線條越細(xì)，一樣面積的晶片可包容的晶體管就越多，功能就越強(qiáng)，速度也越快。提高集成度，關(guān)鍵在減少門電路面積。192.3集成電路的開展趨勢Moore定律單塊集成電路的集成度平均每18～24個(gè)月翻一番〔Intel公司開創(chuàng)人GordonE.Moore,1965年在<電子學(xué)>雜志〕集成度是有極限的，因此，Moore定律不能夠永遠(yuǎn)成立。202.4微電子技術(shù)集成電路卡〔IC卡〕IC卡是把集成電路芯片密封在塑料卡基片內(nèi)，使其成為能存儲、處置和傳輸數(shù)據(jù)的載體。IC卡根據(jù)功能分為三類：存儲器卡、帶加密邏輯的存儲器卡、CPU卡〔如手機(jī)SIM卡〕。IC卡按照運(yùn)用方式分為兩種：接觸式IC卡、非接觸式IC卡。213通訊技術(shù)3.1通訊技術(shù)根底3.2有線通訊系統(tǒng)3.3無線通訊系統(tǒng)223.1通訊技術(shù)根底通訊：各種信息的傳送現(xiàn)代通訊：專指運(yùn)用電波或廣波傳送信息的技術(shù)。電信：專指雙向通訊。例如：網(wǎng)絡(luò)、等。通訊系統(tǒng)：也稱電信網(wǎng)，銜接大量用戶，由終端設(shè)備〔機(jī)〕、傳輸設(shè)備〔線〕、交換設(shè)備〔程控交換機(jī)〕等組成。233.1通訊技術(shù)根底產(chǎn)生和發(fā)送信息的一端信源信宿〔載體&傳播媒介〕信道噪聲〔外界的干擾〕接納信息的一端通信三要素243.1通訊技術(shù)根底通訊系統(tǒng)終端設(shè)備傳輸設(shè)備交換設(shè)備公共交換網(wǎng)(簡稱PSTN)是一種用于全球語音通訊的電路交換網(wǎng)絡(luò)，是目前互聯(lián)網(wǎng)紓上最大的網(wǎng)絡(luò)，擁有用戶數(shù)量大約是8億。PBX〔PrivateBranchExchange〕，用戶級交換機(jī)，俗稱：程控交換機(jī)，程控用戶交換機(jī)，交換機(jī)，集團(tuán)等.即公司內(nèi)部運(yùn)用的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)內(nèi)部分機(jī)用戶分享一定數(shù)量的外線。

253.1通訊技術(shù)根底調(diào)制與解調(diào)技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)交換技術(shù)調(diào)制解調(diào)頻分復(fù)用時(shí)分復(fù)用波分復(fù)用電路交換分組交換通訊技術(shù)263.1通訊技術(shù)根底調(diào)制與解調(diào)調(diào)制〔Modulation〕：將基帶數(shù)字信號的波形變換為適宜于模擬信道傳輸?shù)哪M信號波形?！矊?shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號〕解調(diào)〔Demodulation〕：將由調(diào)制器變換過的模擬信號波形恢復(fù)成原來的基帶數(shù)字信號波形?！矊⒛M信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號〕根本調(diào)制方法：調(diào)幅〔幅移鍵控法ASK〕，調(diào)頻〔頻移鍵控法FSK〕，調(diào)相〔相移鍵控法PSK〕273.1通訊技術(shù)根底多路復(fù)用為了提高線路利用率，總是設(shè)法在一條傳輸線路上，傳輸多個(gè)模擬信號〔例如，語音信息〕或數(shù)字信號，這就是多路復(fù)用。多路復(fù)用技術(shù)通常有：頻分復(fù)用，時(shí)分復(fù)用，波分復(fù)用283.1.1多路復(fù)用技術(shù)頻分多路復(fù)用將傳輸線路的頻帶分成N部分，每一個(gè)部分均可作為一個(gè)獨(dú)立的傳輸信道運(yùn)用。這樣在一對傳輸線路上可有N對話路信息傳送，而每一對話路所占用的只是其中的一個(gè)頻段。頻分制通訊又稱載波通訊，它是模擬通訊的主要手段。293.1.1多路復(fù)用技術(shù)時(shí)分多路復(fù)用：把一個(gè)傳輸通道進(jìn)展時(shí)間分割以傳送假設(shè)干話路的信息。把N個(gè)話路設(shè)備接到一條公共的通道上，按一定的次序輪番的給各個(gè)設(shè)備分配一段運(yùn)用通道的時(shí)間。當(dāng)輪到某個(gè)設(shè)備時(shí)，這個(gè)設(shè)備與通道接通，執(zhí)行操作。與此同時(shí)，其它設(shè)備與通道的聯(lián)絡(luò)均被切斷。待指定的運(yùn)用時(shí)間間隔一到，那么經(jīng)過時(shí)分多路轉(zhuǎn)換開關(guān)把通道聯(lián)接到下一個(gè)要銜接的設(shè)備上去。時(shí)分制通訊也稱時(shí)間分割通訊，它是數(shù)字多路通訊的主要方法，因此PCM通訊常稱為時(shí)分多路通訊。303.1.1多路復(fù)用技術(shù)波分多路復(fù)用在單一光纖內(nèi)同步傳輸多個(gè)不同波長的光波，使得數(shù)據(jù)傳輸速度和容量獲得倍增。313.1通訊技術(shù)根底交換技術(shù)：在恣意兩個(gè)需求進(jìn)展通訊的計(jì)算機(jī)之間建立一個(gè)暫時(shí)的通訊鏈路，通訊終了后再撤除鏈路，稱為交換技術(shù)。由中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)參與的通訊，中轉(zhuǎn)的節(jié)點(diǎn)稱為交換節(jié)點(diǎn)。常用交換技術(shù)：電路交換、分組交換323.1通訊技術(shù)根底電路交換〔線路交換〕為發(fā)送端和接納端建立一條暫時(shí)的實(shí)踐物理通道，供通訊雙方運(yùn)用，通訊終了后，交換機(jī)內(nèi)的連線被撤除。例如：交換機(jī)優(yōu)點(diǎn)：交換方式簡單，適宜遠(yuǎn)間隔成批數(shù)據(jù)傳輸，建立一次銜接可傳送大量數(shù)據(jù)。缺陷：線路利用率低，通訊本錢高。333.1通訊技術(shù)根底分組交換〔包交換〕數(shù)據(jù)塊分割→組成一個(gè)數(shù)據(jù)包〔也稱為“分組〞〕地址信息及分組信息?！彌_、轉(zhuǎn)發(fā)而到達(dá)目的地。接納端的計(jì)算機(jī)按照數(shù)據(jù)包的編號，將它們重新組裝成為原來方式的數(shù)據(jù)塊。例如：互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn)：線路利用率高；收發(fā)雙方不需同時(shí)任務(wù)，當(dāng)接納方忙碌時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都可以作為它的緩沖；可以給數(shù)據(jù)包建立優(yōu)先級，使得一些重要運(yùn)用的數(shù)據(jù)包能優(yōu)先傳送。缺陷：延時(shí)長，不宜用于實(shí)時(shí)通訊或交互通訊。343.1通訊技術(shù)根底數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的性能目的信道：通訊信道是傳輸數(shù)據(jù)的一個(gè)物理途徑或者是一種載波信號頻率。帶寬〔信道容量〕：一個(gè)信道允許的最大數(shù)據(jù)傳輸速度。數(shù)據(jù)傳輸速率〔datarate〕：實(shí)踐傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)目。通常運(yùn)用“位/秒〞〔bps〕作為單位。誤碼率〔errorrate〕：數(shù)據(jù)傳輸中出錯(cuò)數(shù)據(jù)占被傳輸數(shù)據(jù)總數(shù)的比例。端-端延遲：數(shù)據(jù)從信號源傳送到目的地所破費(fèi)的時(shí)間。353.2有線通訊系統(tǒng)有線載波通訊：采用的傳輸介質(zhì)：架空明線，對稱電纜，同軸電纜。光纖通訊纖芯包層光線備注：光導(dǎo)纖維的內(nèi)芯的折射率大于外套折射率。光只需滿足從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，才會發(fā)生全反射。363.2有線通訊系統(tǒng)利用光纖傳導(dǎo)光信號進(jìn)展通訊的一種技術(shù)。發(fā)端：實(shí)現(xiàn)信號的電-光轉(zhuǎn)換；每隔一定間隔接入光中繼器；收端：實(shí)現(xiàn)信號的光-電轉(zhuǎn)換。光纖通訊可靠性好，嚴(yán)密性強(qiáng)。全光網(wǎng)〔AON〕：不進(jìn)展光-電、電-光轉(zhuǎn)換，速度提高，本錢降低，它是信息高速公路的根底。優(yōu)點(diǎn)：傳輸頻帶非常寬，通訊容量大〔速度最快〕；抗雷電和電磁干擾、抗輻射才干強(qiáng)；無串音干擾，嚴(yán)密性強(qiáng)，不易被竊聽或截取數(shù)據(jù)；傳輸損耗小，通訊間隔長。缺陷：準(zhǔn)確銜接兩根光纖比較困難。373.3無線通訊系統(tǒng)微波通訊微波是一種具有極高頻率的電磁波〔介于無線電波與光波之間,頻率300MHz~300GHz,波長1m~1mm〕。微波不能沿地面繞射傳播〔中波〕，也不能經(jīng)電離層反射傳播〔短波〕。遠(yuǎn)間隔微波通訊方式：地面微波接力通訊、衛(wèi)星通訊、對流層散射通訊。微波通訊容量大、建立費(fèi)用省、抗災(zāi)才干強(qiáng)。383.3無線通訊系統(tǒng)地球通訊衛(wèi)星地面站1地面站2衛(wèi)星衛(wèi)星衛(wèi)星地球36000公里中、低軌道衛(wèi)星：相對于地面是運(yùn)動(dòng)的，覆蓋范圍小，地面天線必需跟蹤衛(wèi)星。但損耗小、延時(shí)少。同步定點(diǎn)衛(wèi)星：位于赤道上空大約36，000公里，相對于地面固定不動(dòng)，覆蓋范圍大，三顆衛(wèi)星幾乎可以覆蓋地球全部面積。393.3無線通訊系統(tǒng)衛(wèi)星通訊衛(wèi)星通訊的特點(diǎn)：通訊間隔遠(yuǎn)，頻帶寬，容量大，干擾小，較穩(wěn)定。但造價(jià)高、技術(shù)復(fù)雜，有一定延時(shí)。403.3無線通訊系統(tǒng)挪動(dòng)通訊系統(tǒng)挪動(dòng)通訊是指處于挪動(dòng)形狀的對象之間的通訊，它包括蜂窩挪動(dòng)、集群調(diào)度、無繩、尋呼系統(tǒng)和衛(wèi)星系統(tǒng)。413.3無線通訊系統(tǒng)第一代挪動(dòng)通訊采用模擬技術(shù)。第二代挪動(dòng)通訊廣泛采用數(shù)字技術(shù)〔GSM,CDMA,IS-95〕。第三代挪動(dòng)通訊電信CDMA2000挪動(dòng)TD-SCDMA聯(lián)通WCDMA實(shí)現(xiàn)目的：全球遨游；順應(yīng)多種環(huán)境；提供高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù)；提供大容量、高嚴(yán)密性和優(yōu)質(zhì)效力。第四代挪動(dòng)通訊：TD-LTE-Advanced〔查看擴(kuò)展閱讀〕423.3無線通訊系統(tǒng)433.3無線通訊系統(tǒng)IS-95是由高通公司(Qualcomm)發(fā)起的第一個(gè)基于CDMA的數(shù)字蜂窩規(guī)范?；贗S-95的第一個(gè)品牌是CDMAOne。IS-95也叫做TIA-EIA-95。它是一個(gè)運(yùn)用CDMA的2G挪動(dòng)通訊規(guī)范，一個(gè)數(shù)據(jù)無線電的多接入方案，其用來發(fā)送聲音，數(shù)據(jù)和在無線和蜂窩站點(diǎn)間發(fā)信號數(shù)據(jù)〔如被撥的號碼〕。443.3無線通訊系統(tǒng)蜂窩式挪動(dòng)通訊：每個(gè)基站的有效區(qū)域既相互分割，又彼此有所交疊，整個(gè)挪動(dòng)通訊網(wǎng)就像是蜂窩。挪動(dòng)通訊系統(tǒng)組成：挪動(dòng)臺：是挪動(dòng)的通訊終端，是接納無線信號的接納機(jī)，包括手機(jī)，呼機(jī)，無繩等。基站：是與挪動(dòng)臺聯(lián)絡(luò)的一個(gè)固定收發(fā)機(jī)，它接納挪動(dòng)臺的無線信號，每個(gè)基站擔(dān)任與一個(gè)特定區(qū)域〔10km～20km的區(qū)域〕的一切的挪動(dòng)臺進(jìn)展通訊。挪動(dòng)交換中心：與基站之間經(jīng)過無線微波、電纜或光纜交換信息，挪動(dòng)交換中心再與公共網(wǎng)進(jìn)展銜接。453.4計(jì)算機(jī)技術(shù)代別年代使用的主要元器件配置的軟件主要應(yīng)用第1代20世紀(jì)40年代中期～50年代末期CPU：電子管內(nèi)存：磁鼓使用機(jī)器語言和匯編語言編寫程序科學(xué)計(jì)算和工程計(jì)算第2代50年代中、后期～60年代中期CPU：晶體管內(nèi)存：磁芯使用FORTRAN等高級程序設(shè)計(jì)語言開始廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域第3代60年代中期～70年代初期CPU：SSI，MSI內(nèi)存：SSI，MSI半導(dǎo)體存儲器