初中信息技術(shù)九年級下冊第15課“光信息技術(shù)”向我們大步走來教學(xué)設(shè)計【本章主要內(nèi)容】本章主要講述了光信息技術(shù)的內(nèi)涵，光計算機(jī)基本常識【教學(xué)媒體】《信息技術(shù)九年級下冊》：【復(fù)習(xí)與思考】1．何為信息技術(shù)？其內(nèi)涵是什么？信息技術(shù)的體系如何？2．信息技術(shù)主要有哪些類型？3．簡述計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷史。4．計算機(jī)系統(tǒng)由哪兩部分組成？軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)各自的組成情況如何？5．簡述通信技術(shù)的發(fā)展歷史。6．信息技術(shù)與社會發(fā)展的關(guān)系如何？一、光信息技術(shù)的介紹光電信息技術(shù)是由光學(xué)、光電子、微電子等技術(shù)結(jié)合而成的多學(xué)科綜合技術(shù)，涉及光信息的輻射、傳輸、探測以及光電信息的轉(zhuǎn)換、存儲、處理與顯示等眾多的內(nèi)容。光電信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的各行各業(yè)。信息技術(shù)是一種綜合技術(shù)，它包括四個基本內(nèi)容，即感測技術(shù)、通信技術(shù)、人工智能與計算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)。感測技術(shù)包括傳感技術(shù)和測量技術(shù)以及遙感、遙測技術(shù)；它使人類能更好的從外部世界獲取各種有用的信息。通信技術(shù)：它的作用是傳遞、交換和分配信息，可以消除或克服空間上的限制，使人們能更有效的利用信息資源。人工智能與計算機(jī)技術(shù)：它使人們能更好的加工和再生信息?？刂萍夹g(shù)：它的作用是根據(jù)輸入的指令，對外部事務(wù)的運(yùn)動狀態(tài)實施干預(yù)。因此一切與信息的收集、加工、存儲、傳輸有關(guān)的各種技術(shù)可成為信息技術(shù)。在當(dāng)今時代，信息技術(shù)包括微電子信息技術(shù)、光電子信息技術(shù)和光信息技術(shù)等。作為核心的微電子信息技術(shù)是在傳統(tǒng)的電子技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種滲透性最強(qiáng)大、影響面最廣的電子技術(shù)，它通過控制固體內(nèi)電子的微觀運(yùn)動來實現(xiàn)對信息的加工處理，并在固體的微區(qū)（小到幾個晶格的數(shù)量級）內(nèi)進(jìn)行，可以把一個電子功能部件，甚至一個系統(tǒng)集成在一個很小的芯片上。光子信息技術(shù)和微電子技術(shù)一樣，是一種滲透性極強(qiáng)的綜合技術(shù)，使以光集成技術(shù)為核心的有關(guān)光學(xué)元、器件制造的應(yīng)用技術(shù)。與微電子技術(shù)類似，它利用外延、擴(kuò)散、竹茹、蒸發(fā)工藝，把各種有緣何無源光學(xué)器件（激光器、光耦合器、光分路器、光調(diào)制器、光檢測器等）集成在一起，構(gòu)成能完成光學(xué)信息獲取、處理和存儲等功能的系統(tǒng)。光電信息技術(shù)是將電子學(xué)與光學(xué)渾然一體的技術(shù)，是光與電子轉(zhuǎn)換及其應(yīng)用的技術(shù)。從廣義上講，光電信息技術(shù)就是在光頻段的微電子技術(shù)，它將光學(xué)技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合實現(xiàn)信息的獲取、加工、傳輸、控制、處理、存儲與顯示。它將光的快速（世界上運(yùn)動最快的物質(zhì)光）與電子信息處理的方便快速相結(jié)合，因而具有很多無可比擬的優(yōu)點。光電檢測技術(shù)是光電信息技術(shù)的主要技術(shù)之一，是利用光電傳感器實現(xiàn)各類檢測，即將被測量轉(zhuǎn)換成光通量，再將光通量轉(zhuǎn)換成電量，并綜合利用信息傳送技術(shù)和信息處理技術(shù)，最后完成對各類無力量進(jìn)行在線和自動監(jiān)測。光信息技術(shù)的體系（一）基礎(chǔ)技術(shù)基礎(chǔ)技術(shù)處于信息技術(shù)體系的最底層，主要指新材料、新能量技術(shù)等，信息技術(shù)在性能、水平等方面的提高有賴于這兩類技術(shù)的進(jìn)步。（二）支撐技術(shù)支撐技術(shù)，主要是指機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、激光技術(shù)、空間技術(shù)和生物技術(shù)等。信息技術(shù)總是通過各種支撐技術(shù)才能實現(xiàn)。用機(jī)械技術(shù)來實現(xiàn)的信息技術(shù)稱為機(jī)械信息技術(shù)，如算盤、計算尺、手搖計算機(jī)、電動計算機(jī)等；用電子技術(shù)來實現(xiàn)的信息技術(shù)稱為電子信息技術(shù)，如廣播電視、電話電報、電子計算機(jī)；用激光技術(shù)實現(xiàn)的信息技術(shù)稱為激光信息技術(shù)，如激光光纖通信、激光控制、激光計算機(jī)等；用空間技術(shù)實現(xiàn)的信息技術(shù)稱為空間信息技術(shù)，如通信衛(wèi)星、行星探測器等；用生物技術(shù)實現(xiàn)的信息技術(shù)稱為生物信息技術(shù)，如生物傳感器、自我計算機(jī)等。（三）主體技術(shù)主體技術(shù)是指感測技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)。由于收集(collection，即“感測”的基本作用)、通信(communication)、計算機(jī)(computer)和控制(control)的英文第一個字母均為“C”，故有人為了簡便就稱信息技術(shù)為“1C”技術(shù)、“2C”技術(shù)、“3C”技術(shù)或“4C’技術(shù)?！發(fā)C”就是把信息技術(shù)簡單地歸結(jié)為計算機(jī)技術(shù)，顯然，這是非常片面的?！?C”是指計算機(jī)和通信，由于人們認(rèn)識到未來社會里，計算機(jī)和通信技術(shù)將會緊密地結(jié)合在一起，因而便認(rèn)為信息技術(shù)就是計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)。“2C”這種說法同樣也是不全面的，因為沒有傳感技術(shù)而僅靠人自身的感覺器官，所獲得的信息將是有限的?！?C”是指計算機(jī)、通信和控制。控制是信息發(fā)揮作用、完成人類改造世界活動的基本前提。這種說法的缺點是忽略了感測技術(shù)?！?C”是指收集(感測技術(shù))、通信、計算機(jī)和控制。從我們?nèi)祟愖陨硇畔⑵鞴偎鶚?gòu)成的功能系統(tǒng)角度來看，“4C”的說法應(yīng)該是比較全面的。（四）應(yīng)用技術(shù)．信息技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)是指針對各種實用目的由主體技術(shù)繁衍而生的各種各樣的應(yīng)用技術(shù)群，具體地說，就是按主體技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，如農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通運(yùn)輸、財政金融、圖書情報、科學(xué)文化、教育衛(wèi)生、文藝體育、行政管理、社會服務(wù)、家庭生活、軍事國防等等區(qū)分出來的信息技術(shù)，它們構(gòu)成了一個完整的應(yīng)用技術(shù)體系。人們通常只把信息技術(shù)體系中的主體技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)層次稱為信息技術(shù)，因為它們可以直接延長、擴(kuò)展人類信息器官的功能，這就是狹義的信息技術(shù)。信息技術(shù)是現(xiàn)代社會的支柱，而計算機(jī)技術(shù)則是現(xiàn)代信息技術(shù)的核心。計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展中國東漢時期的算盤，可以算得上是最古老的計算工具。真正意義上的電子計算機(jī)的產(chǎn)生，則是在20世紀(jì)。1946年2月14日，標(biāo)志現(xiàn)代計算機(jī)誕生的BNIAC(TheElectronicNumericalIntegratorAndComputer)在費(fèi)城面世。ENIAC是計算機(jī)發(fā)展史上的里程碑，它通過不同部分之間的重新接線編程，擁有并行計算能力。（一）第一代計算機(jī)：電子管計算機(jī)1946年，世界上第一臺電子數(shù)字積分式計算機(jī)——埃尼阿克（ENIAC）在美國賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院誕生。1949年，第一臺存儲程序計算機(jī)——EDSAC在劍橋大學(xué)投入運(yùn)行，ENI。AC和EDSAC均屬于第一代電子管計算機(jī)。電子管計算機(jī)采用磁鼓作存儲器。第一代計算機(jī)由于采用電子管，因而體積大、耗電多、運(yùn)算速度較低、故障率較高而且價格極貴。本階段，計算機(jī)軟件尚處于初始發(fā)展期，符號語言已經(jīng)出現(xiàn)并被使用；但主要用于科學(xué)計算方面。（二）第二代計算機(jī)：晶體管計算機(jī)1956年，晶體管在計算機(jī)中使用，晶體管和磁芯存儲器導(dǎo)致了第二代計算機(jī)的產(chǎn)生。首先使用晶體管技術(shù)的是早期的超級計算機(jī)，主要用于原子科學(xué)的大量數(shù)據(jù)處理，這些機(jī)器價格昂貴，生產(chǎn)數(shù)量極少。1960年，出現(xiàn)了一些成功地用在商業(yè)領(lǐng)域、大學(xué)和政府部門的第二代計算機(jī)。第二代計算機(jī)用晶體管代替電子管，還有現(xiàn)代計算機(jī)的一些部件：打印機(jī)、磁帶、磁盤、內(nèi)存、操作系統(tǒng)等。內(nèi)存儲器主要采用磁芯，外存儲器主要采用磁盤，輸入和輸出方面有了很大的改進(jìn)。計算機(jī)中存儲的程序使得計算機(jī)有很好的適應(yīng)性，可以更有效地用于商業(yè)用途。在這一時期出現(xiàn)了更高級的COBOL(CommonBusiness-Orientedlanguage)和FORTRAN(FormulaTranslator)等語言，使計算編程更容易。新的職業(yè)，如程序員、分析員和計算機(jī)系統(tǒng)專家，與整個軟件產(chǎn)業(yè)由此誕生。（三）第三代計算機(jī)：集成電路計算機(jī)1962年1月，IBM公司采用雙極型集成電路，生產(chǎn)了IBM360系列計算機(jī)。DEC公司(現(xiàn)并入COMP公司)交付了數(shù)千臺PDP小型計算機(jī)。第三代計算機(jī)用集成電路作為邏輯元件，使用范圍更廣，尤其是一些小型計算機(jī)在程序設(shè)計技術(shù)方面形成了三個獨(dú)立的系統(tǒng)：操作系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)和應(yīng)用程序，總稱為軟件。值得一提的是，操作系統(tǒng)中“多道程序”和“分時系統(tǒng)”等概念的提出，結(jié)合計算機(jī)終端設(shè)備的廣泛使用，使得用戶可以在自己的辦公室或家中使用遠(yuǎn)程計算機(jī)。（四）第四代計算機(jī)：大規(guī)模集成電路計算機(jī)出現(xiàn)集成電路后，計算機(jī)的發(fā)展方向是擴(kuò)大規(guī)模。1971年發(fā)布的INTEL4004，是微處理器(CPU)的開端，也是大規(guī)模集成電路發(fā)展的一大成果。是第四代計算機(jī)在微型機(jī)方面的先鋒。第四代計算機(jī)以大規(guī)模集成電路作為邏輯元件和存儲器，使計算機(jī)向著微型化和巨型化兩個方向發(fā)展。在第四代計算機(jī)基礎(chǔ)上開始出現(xiàn)的第五代計算機(jī)、第六代計算機(jī)，則正處于研制狀態(tài)，代表了未來計算機(jī)的發(fā)展趨勢。（五）第五代計算機(jī)：智能計算機(jī)智能計算機(jī)的主要特征是具備人工智能，能像人一樣思維，并且