1、2020年9月16日星期三,1,第1章 計算機信息技術概述,2020年9月16日星期三,2,1.1 信息與信息技術 信息的定義 從客觀上看，信息事物運動的狀態(tài)及狀態(tài)變化的方式 。 從主觀上看，信息是認識主體所感知或所表述的事物運動及其變化方式的形式、內(nèi)容和效用。,2020年9月16日星期三,3,信息處理相關的行為和活動： 信息的收集(如信息的感知、測量、獲取、輸入等) 信息的加工(如信息的分類、計算、分析、轉(zhuǎn)換等) 信息的存儲(如書寫、攝影、錄音、錄像等) 信息的傳遞(如郵寄、電報、電話等 ) 信息的施用(如控制、顯示等),2020年9月16日星期三,4,信息表示形式： 數(shù)據(jù)、文字、圖像、聲音

2、和視頻。 信息技術 信息技術（Information Technology，簡稱IT）指的是用來擴展人們信息器官功能、協(xié)助人們更有效地進行信息處理的一門技術。,2020年9月16日星期三,5,信息技術包括： 擴展感覺器官功能的感測(獲取)與識別技術 擴展神經(jīng)系統(tǒng)功能的通信技術 擴展大腦功能的計算(處理) 與存儲技術 擴展效應器官功能的控制與顯示技術,2020年9月16日星期三,6,信息處理系統(tǒng) 用于輔助人們進行信息獲取、傳遞、存儲、加工處理、控制及顯示的綜合使用各種信息技術的系統(tǒng)，可以通稱為信息處理系統(tǒng) 信息處理系統(tǒng)的分類,2020年9月16日星期三,7,信息處理系統(tǒng)的實例 雷達： 以感測與識

3、別為主要目的 電視/廣播： 以單向、點到多點（面）的信息傳遞為主要目的 電話：以雙向、點到點的信息交互為主要目的 銀行：以處理金融信息為目的 圖書館：以信息收藏和檢索為主要目的 因特網(wǎng)：跨越全球的多功能信息處理系統(tǒng),2020年9月16日星期三,8,現(xiàn)代信息技術的三大特征： 采用電子技術（包括激光技術） 以數(shù)字技術為基礎 以計算機為核心 現(xiàn)代信息技術的三大核心技術： 微電子技術 、通信技術和計算機技術,2020年9月16日星期三,9,真題講解,1、 現(xiàn)代信息技術的主要特征是以數(shù)字技術為基礎，以 為核心。（2007年） 2、當代電子信息技術的基礎有兩項：一項是微電子與光纖技術；另一端是 技術，電子

4、計算機從一開始就采用了該技術。（2008年）,2020年9月16日星期三,10,3、用于擴展人的神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)和記憶器官的功能，消除信息交流的空間障礙和時間障礙的信息技術是_。 （2008年） A感測與識別技術 B控制與顯示技術 C計算與處理技術 D通信與存儲技術 4、信息技術是指用來取代人的信息器官功能，代替人類進行信息處理的一類技術。（ ） （2009年）,2020年9月16日星期三,11,5、下列關于信息系統(tǒng)的敘述，錯誤的是 。 （2010年） A電話是一種雙向的、點對點的、以信息交 互為主要目的的系統(tǒng) B網(wǎng)絡聊天室一種雙向的、以信息交互為主 要目的的系統(tǒng) C廣播是一種點到面的、雙向信息交

5、互系統(tǒng) D因特網(wǎng)是一種跨越全球的多功能信息系統(tǒng),2020年9月16日星期三,12,6、現(xiàn)代信息技術是以_技術為基礎， 以計算機及其軟件為核心，采用電子技術、激光技術進行信息的收集、傳遞、加工、存儲、顯示與控制。 （2010年）,2020年9月16日星期三,13,例題講解,一、判斷題 1、信息處理過程就是人們傳遞信息的過程。（ ） 2、基本的信息技術應該包括感測（獲?。┡c識別技術、通信與存儲技術、計算（處理）技術和控制與顯示技術。（ ） 3、信息是指認識主體所感知或所表述的事物運動及其變化方式的形式、內(nèi)容和效用。（ ）,2020年9月16日星期三,14,4、現(xiàn)代信息技術涉及眾多領域，例如通信、廣

6、播、計算機、微電子、搖撼遙測、自動控制、機器人等。（ ） 二、填空題 5、信息處理指的是信息的收集、傳遞、加工、 和顯示與控制。,2020年9月16日星期三,15,三、單選題 6、信息處理系統(tǒng)是綜合使用信息技術的系統(tǒng)。下面敘述中錯誤的是 。 A. 信息處理系統(tǒng)從自動化程度來看，有人工的、半自動化和全自動化的 B. 應用領域很廣泛。例如銀行是一種以感知與識別為主要目的的系統(tǒng) C. 信息處理系統(tǒng)是用于輔助人們進行信息獲取、傳遞、存儲、加工處理及控制的一種系統(tǒng) D. 從技術手段上來看，有機械的、電子的和光學的。從適用范圍來看，有專用的和通用的,2020年9月16日星期三,16,四、多選題 7、信息處

7、理是指為了更多、更有效地獲取和使用信息而施加于信息的各種操作，包括 的全過程。 A信息收集 B信息加工和存儲 C信息傳輸 D信息維護及使用 8、現(xiàn)代信息技術主要包括 。 A微電子技術 B機械技術 C通信技術 D計算機技術,2020年9月16日星期三,17,隨堂練習 一、判斷題 1、3、5、10,2020年9月16日星期三,18,1.2 微電子技術簡介,（1）微電子技術與集成電路 （2）集成電路的發(fā)展趨勢 （3）IC卡,2020年9月16日星期三,19,微電子技術是信息技術領域中的關鍵技術，是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)和各項高技術的基礎 微電子技術的核心是集成電路技術 現(xiàn)代集成電路使用的半導體材料主要是硅

8、，也可以是化合物半導體如砷化鎵。,（1）微電子技術與集成電路,2020年9月16日星期三,20,電子電路中元器件的發(fā)展演變,微電子技術是以集成電路為核心的電子技術，它是在電子元器件小型化、微型化的過程中發(fā)展起來的。,電子管 (1904),2020年9月16日星期三,21,什么是集成電路？,集成電路 (Integrated Circuit，簡稱IC)： 以半導體單晶片作為基片,采用平面工藝，將晶體管、電阻、電容等元器件及其連線所構成的電路制作在基片上所構成的一個微型化的電路或系統(tǒng)。 集成電路的優(yōu)點： 體積小、重量輕 功耗小、成本低 速度快、可靠性高,超大規(guī)模集成電路,小規(guī)模集成電路,2020年9

9、月16日星期三,22,集成電路的分類,按用途分： 通用集成電路（如：微處理器、存儲器芯片） 專用集成電路（ASIC） 按電路的功能分： 數(shù)字集成電路 模擬集成電路 按晶體管結構、電路和工藝分： 雙極型（Bipolar）電路 金屬氧化物半導體(MOS)電路 ,2020年9月16日星期三,23,（2）集成電路的發(fā)展趨勢,集成電路的工作速度主要取決于晶體管的尺寸。晶體管的尺寸越小，其極限工作頻率越高，門電路的開關速度就越快，相同面積的晶片可容納的晶體管數(shù)目就越多。 所以從集成電路問世以來，人們就一直在縮小晶體管、電阻、電容、連接線的尺寸上下功夫。,2020年9月16日星期三,24,IC集成度提高的規(guī)

10、律,Moore定律：單塊集成電路的集成度平均每1824個月翻一番 (Gordon E.Moore,1965年),但是，集成電路不可能一直以這樣的速度發(fā)展下去，Moore定律也不可能永遠成立 。,2020年9月16日星期三,25,（3） IC卡簡介,IC卡(chip card、smart card)，又稱為集成電路卡，它是把集成電路芯片密封在塑料卡基片內(nèi)，使其成為能存儲信息、處理和傳遞數(shù)據(jù)的載體 特點： 存儲信息量大 保密性能強 可以防止偽造和竊用 抗干擾能力強 可靠性高 應用舉例： 作為電子證件，記錄持卡人的信息，用作身份識別（如身份證、考勤卡、醫(yī)療卡、住房卡等） 作為電子錢包（如電話卡、公交

11、卡、加油卡等）,2020年9月16日星期三,26,IC卡的類型(按芯片分類),存儲器卡：封裝的集成電路為存儲器，信息可長期保存，也可通過讀卡器改寫。結構簡單，使用方便。用于安全性要求不高的場合，如電話卡、水電費卡、公交卡、醫(yī)療卡等 CPU卡：封裝的集成電路為中央處理器（CPU）和存儲器，還配有操作系統(tǒng)(Chip Operating System)，處理能力強，保密性更好，常用作證件和信用卡使用。手機中使用的SIM卡就是一種特殊的CPU卡。,2020年9月16日星期三,27,IC卡的類型(按使用方式分類),接觸式IC卡(如電話IC卡) 表面有方型鍍金接口，共8個或6個鍍金觸點。使用時必須將IC卡

12、插入讀卡機，通過金屬觸點傳輸數(shù)據(jù)。 用于信息量大、讀寫操作比較復雜的場合,但易磨損、怕臟、壽命短 非接觸式IC卡(射頻卡、感應卡) 采用電磁感應方式無線傳輸數(shù)據(jù)，解決了無源（卡中無電源）和免接觸問題 操作方便，快捷，采用全密封膠固化，防水、防污，使用壽命長 用于讀寫信息較簡單的場合，如身份驗證等,2020年9月16日星期三,28,非接觸式IC卡在身份證中的使用,第二代身份證使用非接觸式CPU卡，可實現(xiàn)“電子防偽”和“數(shù)字管理”兩大功能 ： 電子防偽措施：個人數(shù)據(jù)和人臉圖像經(jīng)過加密后存儲在芯片中，需要時可通過非接觸式讀卡器讀出進行驗證。需要時還可以將人體生物特征如指紋等保存在芯片中，以進一步提高

13、防偽性能 數(shù)字管理功能： 存儲器能儲存多達幾兆字節(jié)的信息，采用分區(qū)存儲，按不同安全等級授權讀寫 采用數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)快速查詢和身份識別，將使二代證在公共安全、社會管理、電子政務、電子商務等方面發(fā)揮重要作用,2020年9月16日星期三,29,真題講解,1、根據(jù)摩爾（Moore）定律，單塊集成電路的集成度平均每 翻一番。 （2007年） A.814個月 B.1824個月 C.2834個月 D.3844個月 2、集成電路按用途可以分為通用集成電路與專用集成電路，存儲器芯片屬于通用集成電路。（ ） （2007年）,2020年9月16日星期三,30,3、下列關于集成電路的敘述，正確的是 。

14、 （2009年） A. 集成電路的集成度將永遠符合Moore定律 B. 集成電路的工作速度主要取決于組成邏輯 門電路的晶體管的尺寸，通常尺寸越小， 速度越快 C.集成電路是20世紀的重大發(fā)明之一，在此 基礎上出現(xiàn)了世界上第一臺電子計算機 D. 集成電路是在金屬基片上制作完成的,2020年9月16日星期三,31,4、下列關于IC卡的敘述，錯誤的是 。（2010年） A. IC卡按卡中鑲嵌的集成電路芯片不同可 分為存儲卡和CPU卡 B. 現(xiàn)在許多城市中使用的公交卡屬于非接 觸式IC卡 C. 只有CPU卡具有數(shù)據(jù)加密的能力 D. 手機中使用的SIM卡是一種特殊的CPU 卡,2020年9月16日星期三

15、,32,隨堂練習 一、判斷題 2、 4 二、選擇題 28 、 33、34、35 三、填空題 3、4、 5、 6,2020年9月16日星期三,33,1.3 通信技術入門 通信的基本概念 廣而言之，通信就是信息的(遠距離)傳遞與交流 現(xiàn)代通信 使用電波或光波傳遞信息的技術，也稱為電信（telecommunication），如電報、電話、傳真、電子郵件、BBS、QQ等。,2020年9月16日星期三,34,對通信系統(tǒng)的一般要求,遠距離：傳輸距離要遠 低成本：傳輸成本要低 高速度：從發(fā)生到接收延遲時間要短 可靠：傳輸?shù)男畔⒉荒苡绣e誤 方便：任何時間和地點都能通信 安全：傳輸?shù)男畔⒁Ｃ?，不能泄?202

16、0年9月16日星期三,35,通信的三要素 信源、 信道和信宿,信道的任務是迅速、可靠而準確地將信號從信源傳輸?shù)叫潘?被傳輸?shù)男畔⒍急仨氁阅撤N電(或光)信號的形式才能進行傳輸,發(fā)送信息的設備,接收信息的設備,2020年9月16日星期三,36,電信號(或光信號) 有兩種形式： 模擬信號形式: 通過連續(xù)變化的物理量（如信 號的幅度）來表示信息，例如人們打電話或 者播音員播音時聲音經(jīng)話筒(麥克風)轉(zhuǎn)換得到 的電信號； 數(shù)字信號形式: 使用有限個狀態(tài)(一般是2個狀 態(tài))來表示（編碼）信息，例如電報機、傳真 機和計算機發(fā)出的信號都是數(shù)字信號 。,2020年9月16日星期三,37,模擬信號如何傳輸？,近距離

17、傳輸： 直接傳輸 通過載波來傳輸模擬信號(如：廣播電臺收音機) 什么是載波？ 研究發(fā)現(xiàn)，高頻振蕩的正弦波信號在長距離通信中能夠比其他信號傳送得更遠。因此若把高頻振蕩的正弦波信號作為攜帶信息的載波，把模擬信號放在(調(diào)制在)載波上傳輸，則可比直接傳輸遠得多 。,2020年9月16日星期三,38,調(diào)制（Modulation） 解調(diào)（Demodulation） 調(diào)制解調(diào)器 模擬調(diào)制的三種方法： （1）調(diào)幅 （2）調(diào)頻 （3）調(diào)相,2020年9月16日星期三,39,多路復用 （1）頻分多路復用 （2）時分多路復用 （3）波分多路復用 模擬傳輸技術的應用 有線載波電話,2020年9月16日星期三,40,模

18、擬通信的特點 優(yōu)點: 結構比較簡單，成本低 缺點：信號的調(diào)制和傳輸過程不可避免受到噪音信號的干擾，傳輸質(zhì)量不穩(wěn)定。 模擬通信已經(jīng)越來越多被數(shù)字通信所取代。,2020年9月16日星期三,41,數(shù)字通信 將信源產(chǎn)生的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號（或信源直接產(chǎn)生數(shù)字信號）之后，直接進行傳輸或通過用數(shù)字信號對載波進行數(shù)字調(diào)制來傳輸信息的技術稱為數(shù)字通信。,2020年9月16日星期三,42,數(shù)字通信的優(yōu)點 數(shù)字傳輸技術 （1）基帶傳輸 （2）頻帶傳輸 數(shù)字調(diào)制/解調(diào)技術 （1）調(diào)幅 （2）調(diào)頻 （3）調(diào)相,2020年9月16日星期三,43,數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能指標 （1）信道帶寬 （2）數(shù)據(jù)傳輸速率 （數(shù)據(jù)速率

19、） （3）誤碼率 （4）端-端延遲,2020年9月16日星期三,44,傳輸介質(zhì)的類型與特點,2020年9月16日星期三,45,光纖的優(yōu)點： （1）傳輸頻帶非常寬，通信容量大（速度最快）； （2）抗雷電和電磁干擾、抗輻射能力強； （4）無串音干擾，保密性強，不易被竊聽或截取數(shù)據(jù)； （3）傳輸損耗小，通訊距離長。 光纖的缺點：精確連接兩根光纖比較困難。,2020年9月16日星期三,46,無線通信 中波、短波、微波 微波通信特點： （1）直線傳播，不能沿地球表面?zhèn)鞑ィo繞射性），需要每隔幾十公里設立一個中繼站。 （2）容量大、可靠性高 （3）建設費用低 （4）抗災能力強,2020年9月16日星期三,

20、47,微波通信應用 長途電話、蜂窩移動電話、全數(shù)字高清晰度電視（HDTV）等。 微波通信的三種方式 （1）地面微波接力通信 （2）衛(wèi)星通信 （3）對流層散射通信,2020年9月16日星期三,48,衛(wèi)星通信 利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號所實現(xiàn)的通信。 優(yōu)點：通信距離遠、頻帶寬、容量大、抗干擾強、通信穩(wěn)定。 缺點：造價高、技術復雜、有較大延時、同步軌道衛(wèi)星數(shù)目僅180顆。,2020年9月16日星期三,49,移動通信 處于移動狀態(tài)的對象相互間的通信，如手機、無繩電話、尋呼系統(tǒng)等。 優(yōu)點：克服通信終端位置對用戶的限制，快速和及時地傳遞信息 我國使用的2種標準 （1）GSM（全球移動通信）

21、 （2）CDM（碼分多址）,2020年9月16日星期三,50,移動通信系統(tǒng) 移動臺：是移動的通信終端，是接收無線信號的接收機，包括手機，呼機，無繩電話等。 基站：是與移動臺聯(lián)系的一個固定收發(fā)機，它接收移動臺的無線信號，每個基站負責與一個特定區(qū)域（10km 20km的區(qū)域）的所有的移動臺進行通信。 移動交換中心：與基站之間通過無線微波、電纜或光纜交換信息，移動交換中心再與公共電話網(wǎng)進行連接。,2020年9月16日星期三,51,第一代移動通信 采用模擬技術 第二代移動通信 采用數(shù)字技術 第三代移動通信 第三代移動通信實現(xiàn)目標：全球漫游；適應多種環(huán)境；提供高質(zhì)量多媒體業(yè)務，包括語音通信、數(shù)據(jù)通信和圖

22、像通信 ；提供大容量、高保密性和優(yōu)質(zhì)服務。,2020年9月16日星期三,52,真題講解,一、判斷題 1、信息系統(tǒng)常常在信號的發(fā)送端用調(diào)制解調(diào)器對發(fā)送的信號進行調(diào)制。調(diào)制只是改變了信息的表達方式，并沒有改變了信息的內(nèi)容。（ ）（2007年）,2020年9月16日星期三,53,2、移動通信指的是處于移動狀態(tài)的對象之間的通信，目前廣泛使用的GSM是第2代移動通信系統(tǒng)。 （ ） （2008年） 3.載波信號是頻率比被傳輸信號高得多的正弦波。（） （2010年）,2020年9月16日星期三,54,二、單選題 4下列關于多路復用技術的敘述，正確的是_。（2008年） A將多路信號沿同一信道傳輸，以提高利用

23、率 B將多路信號沿多條線路傳輸，以減少干擾 C將同一信號多次傳輸，以提高傳輸正確性 D將同一信號沿多條線路傳輸，以提高可靠性,2020年9月16日星期三,55,5. 人們往往用“我用的是10M寬帶上網(wǎng)來說明自己計算機聯(lián)網(wǎng)的性能，這里的10M指的是數(shù)據(jù)通信中的 指標。（2009年） A. 信道帶寬 B. 數(shù)據(jù)傳輸速率 C. 誤碼率 D. 端到端延遲,2020年9月16日星期三,56,6所謂移動通信指的是處于移動狀態(tài)的對象之間的通信，下列 不是移動通信系統(tǒng)的組成部分。 （2009年） A. 移動臺 B. 固定電話交換局 C. 移動電話交換中心 D. 基站,2020年9月16日星期三,57,三、多選

24、題 7. 微波是一種具有極高頻率的電磁波，波長很短。利用微波可以進行遠距離通信，下列 _為微波通信的幾種方式。（2008年） A地面微波接力通信 B衛(wèi)星通信 C對流層散射通信 D光纖通信,2020年9月16日星期三,58,8.下列關于光纖通信的敘述，正確的是_。 （2010年） A光纖不會受高壓線和雷電電磁感應影響， 抗核輻射能力強 B光纖有很大的通信容量 C由于光纖傳輸損耗很小，所以光纖通信是 一種無中繼通信方式 D光纖幾乎不漏光，因此保密性強,2020年9月16日星期三,59,四、填空題 9、通信中使用的傳輸介質(zhì)分為有線介質(zhì)和無線介質(zhì)。有線介質(zhì)有 、同軸電纜和光纖等，無線介質(zhì)有無線電波、微波、紅外線和激光等。 （2007年） 10、使用_技術后，同軸電纜、光線等傳輸線路可以同時傳輸成千上萬路不同信源的信號。 （2010年）,2020年9月16日星期三,60,1、現(xiàn)代通信指的是使用電波或光波傳遞信息的技術。（ ） 2、光纖通信是利用光纖傳