大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)教程課件

《大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)教程》主講：顧大明

《大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)教程》主講：顧大明我的聯(lián)系方式顧大明Email：gdm9418@126.com電話SN：limy_0@163.comQQ：4354170我的聯(lián)系方式顧大明第1章信息技術(shù)概述1.1信息與信息技術(shù)1.2微電子技術(shù)簡介第1章信息技術(shù)概述1.1信息與信息技術(shù)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求1.了解什么是信息，什么是信息處理，什么是信息技術(shù)2.了解什么是微電子技術(shù)，它的作用和意義3.描述通信技術(shù)的分類和通信技術(shù)的發(fā)展前景4.描述計(jì)算機(jī)信息處理的特點(diǎn)5.解釋什么是信息化，信息化建設(shè)有哪些主要內(nèi)容6.了解信息化指標(biāo)體系的內(nèi)容與意義本章學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求1.了解什么是信息，什么是信息處理，什么1.1信息與信息技術(shù)（1）什么是信息（2）信息處理與信息技術(shù)（3）信息處理系統(tǒng)1.1信息與信息技術(shù)（1）什么是信息信息是什么？(1)關(guān)于信息（information），至今并沒有統(tǒng)一的定義日常生活中比較籠統(tǒng)和模糊的幾種解釋是：語言、文字、圖畫、照片等表示的內(nèi)容（新聞、消息或知識）讀書、上課、交談等所學(xué)習(xí)和了解的知識、方法、事實(shí)和情況為了做判斷、訂計(jì)劃或求解問題等所需要的數(shù)據(jù)、資料···信息是什么？(1)關(guān)于信息（information），至今并信息定義信息就是信息，它既不是物質(zhì)也不是能量?！狽.Wiener（控制論創(chuàng)始人）事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)及狀態(tài)變化的方式?！陀^事物立場認(rèn)識主體所感知或所表述的事物運(yùn)動(dòng)及其變化方式的形式、內(nèi)容和效用。——認(rèn)識主體立場

信息定義信息就是信息，它既不是物質(zhì)也不是能量。信息是什么？(2)中國大百科全書的解釋：從認(rèn)識論層次來看，信息是指認(rèn)識主體所感知或主體所表述的“事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)及狀態(tài)變化的方式”信息因它所表達(dá)的內(nèi)容而有一定的價(jià)值，也因能相互交流而體現(xiàn)其作用信息有多種表現(xiàn)形式，語言、文字、聲音、圖片等都是信息的表現(xiàn)形式(載體)信息與物質(zhì)和能量同樣重要，它是人們認(rèn)識世界、改造世界的一種基本資源信息是什么？(2)中國大百科全書的解釋：從認(rèn)識論層次來看，信什么是信息處理？信息處理指的是與下列內(nèi)容相關(guān)的行為和活動(dòng)：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(jì)算、分析、轉(zhuǎn)換等)信息的存儲(chǔ)(如書寫、攝影、錄音、錄像等)信息的傳遞(如郵寄、電報(bào)、電話等)信息的施用(如控制、顯示等)什么是信息處理？信息處理指的是與下列內(nèi)容相關(guān)的行為和活動(dòng)：人工進(jìn)行信息處理的過程人工信息處理的不足：

算不快記不住傳不遠(yuǎn)

看（聽）不清事物客體信息獲取(感覺器官)信息加工與存儲(chǔ)(大腦)信息傳遞(神經(jīng)系統(tǒng))信息施用(效應(yīng)器官)信息傳遞(神經(jīng)系統(tǒng))信息技術(shù)（IT）手/腳/身眼/耳/鼻/舌/身人工進(jìn)行信息處理的過程人工信息處理的不足：事物客體信息獲取什么是信息技術(shù)？信息技術(shù)（InformationTechnology，簡稱IT）指的是用來擴(kuò)展人們信息器官功能、協(xié)助人們更有效地進(jìn)行信息處理的一門技術(shù)。信息技術(shù)包括：擴(kuò)展感覺器官功能的感測(獲取)與識別技術(shù)擴(kuò)展神經(jīng)系統(tǒng)功能的通信技術(shù)擴(kuò)展大腦功能的計(jì)算(處理)與存儲(chǔ)技術(shù)擴(kuò)展效應(yīng)器官功能的控制與顯示技術(shù)什么是信息技術(shù)？信息技術(shù)（InformationTechn信息技術(shù)的發(fā)展歷史◎語言的形成和使用

◎文字的創(chuàng)造

◎印刷技術(shù)的發(fā)明

◎望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡

◎電報(bào)和電話通信

◎廣播、電視

◎雷達(dá)、衛(wèi)星（遙感感測）

◎計(jì)算機(jī)、機(jī)器人

◎因特網(wǎng)（Internet）···

信息技術(shù)的發(fā)展歷史◎語言的形成和使用現(xiàn)代信息技術(shù)3大特征：采用電子技術(shù)（包括激光技術(shù)）以數(shù)字技術(shù)（計(jì)算機(jī)）為基礎(chǔ)以軟件為核心內(nèi)容：計(jì)算機(jī)、微電子、通信、廣播、遙感遙測、自動(dòng)控制、機(jī)器人等現(xiàn)代信息技術(shù)3大特征：什么是信息處理系統(tǒng)？用于輔助人們進(jìn)行信息獲取、傳遞、存儲(chǔ)、加工處理、控制及顯示的綜合使用各種信息技術(shù)的系統(tǒng)，可以通稱為信息處理系統(tǒng)信息處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：通信/存儲(chǔ)信息加工通信/存儲(chǔ)控制與顯示感測與識別什么是信息處理系統(tǒng)？用于輔助人們進(jìn)行信息獲取、傳遞、存儲(chǔ)、加信息處理系統(tǒng)舉例雷達(dá)：以感測與識別為主要目的電視/廣播：以單向、點(diǎn)到多點(diǎn)的信息傳遞為主要目的電話：以雙向、點(diǎn)到點(diǎn)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)信息處理系統(tǒng)舉例雷達(dá)：以感測與識別為主要目的1.2微電子技術(shù)簡介（1）微電子技術(shù)與集成電路（2）集成電路的制造（3）集成電路的發(fā)展趨勢（4）IC卡1.2微電子技術(shù)簡介（1）微電子技術(shù)與集成電路(1)微電子技術(shù)與集成電路微電子技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)，是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)和各項(xiàng)高技術(shù)的基礎(chǔ)微電子技術(shù)的核心是集成電路技術(shù)(1)微電子技術(shù)與集成電路微電子技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域中的關(guān)鍵電子電路中元器件的發(fā)展演變晶體管(1948)中/小規(guī)模集成電路(1950’s)微電子技術(shù)是以集成電路為核心的電子技術(shù)，它是在電子元器件小型化、微型化的過程中發(fā)展起來的。大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路(1970’s)電子管(1904)電子電路中元器件的發(fā)展演變晶體管中/小規(guī)模微電子技術(shù)是以集什么是集成電路？集成電路

(IntegratedCircuit，簡稱IC)： 以半導(dǎo)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(gòu)成的電路制作在基片上所構(gòu)成的一個(gè)微型化的電路或系統(tǒng)集成電路的優(yōu)點(diǎn)：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)模集成電路什么是集成電路？集成電路(IntegratedCircu集成電路的分類按用途分：通用集成電路專用集成電路（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(jié)構(gòu)、電路和工藝分：雙極型（Bipolar）電路金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)電路······按集成度(芯片中包含的元器件數(shù)目)分：集成電路規(guī)模元器件數(shù)目小規(guī)模集成電路（SSI）＜100中規(guī)模集成電路（MSI）100~3000大規(guī)模集成電路（LSI）3000~10萬超大規(guī)模集成電路（VLSI）10萬~100萬極大規(guī)模集成電路（ULSI）＞100萬集成電路的分類按用途分：集成電路規(guī)模元器件數(shù)目小規(guī)模集成電路附：常見集成電路產(chǎn)品的類型附：常見集成電路產(chǎn)品的類型(2)集成電路的制造(選學(xué))集成電路的制造工序繁多，從原料熔煉開始到最終產(chǎn)品包裝大約需要400多道工序，工藝復(fù)雜且技術(shù)難度非常高，有一系列的關(guān)鍵技術(shù)。許多工序必須在恒溫、恒濕、超潔凈的無塵廠房內(nèi)完成。目前興建一個(gè)有兩條生產(chǎn)線能加工8英寸晶圓的集成電路工廠需投資人民幣10億元以上。(2)集成電路的制造(選學(xué))集成電路的制造工序繁多，從原料集成電路的制造流程硅拋光片單晶硅錠單晶硅錠經(jīng)切割、研磨和拋光后制成鏡面一樣光滑的圓形薄片，稱為“硅拋光片”晶圓硅平面工藝硅平面工藝包括氧化、光刻、摻雜和互連等工序，最終在硅片上制成包含多層電路及電子元件的集成電路。通常每一硅拋光片上可制作成百上千個(gè)獨(dú)立的集成電路，這種整整齊齊排滿了集成電路的硅片稱作“晶圓”芯片檢測、分類集成電路封裝對晶圓上的每個(gè)電路進(jìn)行檢測，然后將晶圓切開成小片，把合格的電路分類，再封裝成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的集成電路成品測試成品進(jìn)行成品測試，按其性能參數(shù)分為不同等級，貼上規(guī)格型號及出廠日期等標(biāo)簽，成品即可出廠集成電路的制造流程硅拋光片單晶硅錠單晶硅錠經(jīng)切割、研磨和拋光集成電路的封裝

集成電路封裝目的：電功能、散熱功能、機(jī)械與化學(xué)保護(hù)功能常見的封裝方式：單列直插式（SIP）雙列直插式（DIP）陣列式（PGA）塑料有引線芯片載體（PLCC）扁平貼片式(PQFP)球柵陣列封裝(BGA)小外形封裝（SOP）

集成電路的封裝集成電路封裝目的：FC-PGA2封裝方式（Pentium4處理器）集成電路插座集成電路的封裝形式FC-PGA2封裝方式集成電路插座集成電路的封裝形式(3)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(guān)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。(3)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IC集成度提高的規(guī)律Moore定律：單塊集成電路的集成度平均每18個(gè)月翻一番(GordonE.Moore,1965年)19701975198019851990199520001,00010,000100,0001,000,00010,000,000100,000,0004004800880808086802868038680486PentiumPentiumIIPentiumIIIPentium4晶體管數(shù)例：Intel微處理器集成度的發(fā)展安騰Itanium2（2002） 221M晶體管安騰雙核Itanium2Dual-Core（2006） 1.7B晶體管IC集成度提高的規(guī)律Moore定律：單塊集成電路的集成度平均集成電路技術(shù)的發(fā)展趨勢19992001200420082014工藝(μm)90.060.014晶體管(M)23.847.61355393500時(shí)鐘頻率(GHz)2.65510面積(mm2)340340390468901連線層數(shù)678910晶圓直徑(英寸)1212141618引腳數(shù)目7009573350功耗（w）90130183集成電路技術(shù)的發(fā)展趨勢1999200120042008201進(jìn)一步提高集成度的問題與出路問題：線寬進(jìn)一步縮小后，晶體管線條小到納米級時(shí)，其電流微弱到僅有幾十個(gè)甚至幾個(gè)電子流動(dòng)，晶體管將逼近其物理極限而無法正常工作出路：在納米尺寸下，納米結(jié)構(gòu)會(huì)表現(xiàn)出一些新的量子現(xiàn)象和效應(yīng)，人們正在利用這些量子效應(yīng)研制具有全新功能的量子器件，使能開發(fā)出新的納米芯片和量子計(jì)算機(jī)同時(shí)，正在研究將光作為信息的載體，發(fā)展光子學(xué)，研制集成光路，或把電子與光子并用，實(shí)現(xiàn)光電子集成進(jìn)一步提高集成度的問題與出路問題：(4)IC卡簡介幾乎每個(gè)人每天都與IC卡打交道，例如我們的身份證、手機(jī)SIM卡、交通卡、飯卡等等，什么是IC卡？它有哪些類型和用途？工作原理大致是怎樣的？下面是簡單介紹。(4)IC卡簡介幾乎每個(gè)人每天都與IC卡打交道，什么是IC卡？IC卡(chipcard、smartcard)，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(chǔ)信息、處理和傳遞數(shù)據(jù)的載體特點(diǎn)：存儲(chǔ)信息量大保密性能強(qiáng)可以防止偽造和竊用抗干擾能力強(qiáng)可靠性高應(yīng)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、公交卡、加油卡等）什么是IC卡？IC卡(chipcard、smartcaIC卡的類型(按芯片分類)存儲(chǔ)器卡：封裝的集成電路為存儲(chǔ)器，信息可長期保存，也可通過讀卡器改寫。結(jié)構(gòu)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(fèi)卡、公交卡、醫(yī)療卡等 （帶加密邏輯的存儲(chǔ)器卡增加了加密電路）CPU卡：封裝的集成電路為中央處理器（CPU）和存儲(chǔ)器，還配有操作系統(tǒng)(ChipOperatingSystem)，處理能力強(qiáng)，保密性更好，常用作證件和信用卡使用。手機(jī)中使用的SIM卡就是一種特殊的CPU卡。IC卡的類型(按芯片分類)存儲(chǔ)器卡：封裝的集成電路為存儲(chǔ)器，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(gè)或6個(gè)鍍金觸點(diǎn)。使用時(shí)必須將IC卡插入讀卡機(jī)，通過金屬觸點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)。用于信息量大、讀寫操作比較復(fù)雜的場合,但易磨損、怕臟、壽命短非接觸式IC卡(射頻卡、感應(yīng)卡)采用電磁感應(yīng)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(yàn)證等

接觸式IC卡接觸式IC卡的結(jié)構(gòu)非接觸式IC卡IC卡的類型(按使用方式分類)接觸式IC卡(如電話IC卡)非接觸式IC卡的工作原理（選學(xué)）讀卡器發(fā)出一組固定頻率的無線電波(射頻信號)，通過天線向外發(fā)射IC卡激活后，通過輻射電磁信號將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去(或接收讀卡器送來的數(shù)據(jù))當(dāng)IC卡處在讀卡器有效范圍(一般為5~10cm)內(nèi)時(shí)，卡內(nèi)的一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路(諧振頻率相同的)便產(chǎn)生電磁共振，使電容充電，從而為卡內(nèi)其它電路提供2V的工作電壓讀卡器收到數(shù)據(jù)后，通過接口將IC卡數(shù)據(jù)傳送給PC，PC將判斷該卡的合法性，作出相應(yīng)處理非接觸式IC卡的工作原理（選學(xué)）讀卡器發(fā)出一組固定頻率的無線非接觸式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(shí)現(xiàn)“電子防偽”和“數(shù)字管理”兩大功能：電子防偽措施：個(gè)人數(shù)據(jù)和人臉圖像經(jīng)過加密后存儲(chǔ)在芯片中，需要時(shí)可通過非接觸式讀卡器讀出進(jìn)行驗(yàn)證。需要時(shí)還可以將人體生物特征如指紋等保存在芯片中，以進(jìn)一步提高防偽性能數(shù)字管理功能：存儲(chǔ)器能儲(chǔ)存多達(dá)幾兆字節(jié)的信息，采用分區(qū)存儲(chǔ)，按不同安全等級授權(quán)讀寫采用數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)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(huì)管理、電子政務(wù)、電子商務(wù)等方面發(fā)揮重要作用非接觸式IC卡在身份證中的使用第二代身份證使用非接觸式CPU集成電路的發(fā)展趨勢光子計(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)芯片越來越趨向于0.18μm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)展趨勢光子計(jì)算機(jī)集成電路的發(fā)展趨勢量子計(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 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)展趨勢量子計(jì)算機(jī)圖為一種可瞬間進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)計(jì)算的集成電路的發(fā)展趨勢分子計(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)展趨勢分子計(jì)算機(jī)集成電路的發(fā)展趨勢生物計(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)。集成電路的發(fā)展趨勢生物計(jì)算機(jī)集成電路的發(fā)展趨勢集成電路的發(fā)展趨勢

《大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)教程》主講：顧大明

《大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)教程》主講：顧大明我的聯(lián)系方式顧大明Email：gdm9418@126.com電話SN：limy_0@163.comQQ：4354170我的聯(lián)系方式顧大明第1章信息技術(shù)概述1.1信息與信息技術(shù)1.2微電子技術(shù)簡介第1章信息技術(shù)概述1.1信息與信息技術(shù)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求1.了解什么是信息，什么是信息處理，什么是信息技術(shù)2.了解什么是微電子技術(shù)，它的作用和意義3.描述通信技術(shù)的分類和通信技術(shù)的發(fā)展前景4.描述計(jì)算機(jī)信息處理的特點(diǎn)5.解釋什么是信息化，信息化建設(shè)有哪些主要內(nèi)容6.了解信息化指標(biāo)體系的內(nèi)容與意義本章學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求1.了解什么是信息，什么是信息處理，什么1.1信息與信息技術(shù)（1）什么是信息（2）信息處理與信息技術(shù)（3）信息處理系統(tǒng)1.1信息與信息技術(shù)（1）什么是信息信息是什么？(1)關(guān)于信息（information），至今并沒有統(tǒng)一的定義日常生活中比較籠統(tǒng)和模糊的幾種解釋是：語言、文字、圖畫、照片等表示的內(nèi)容（新聞、消息或知識）讀書、上課、交談等所學(xué)習(xí)和了解的知識、方法、事實(shí)和情況為了做判斷、訂計(jì)劃或求解問題等所需要的數(shù)據(jù)、資料···信息是什么？(1)關(guān)于信息（information），至今并信息定義信息就是信息，它既不是物質(zhì)也不是能量。——N.Wiener（控制論創(chuàng)始人）事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)及狀態(tài)變化的方式。——客觀事物立場認(rèn)識主體所感知或所表述的事物運(yùn)動(dòng)及其變化方式的形式、內(nèi)容和效用?！J(rèn)識主體立場

信息定義信息就是信息，它既不是物質(zhì)也不是能量。信息是什么？(2)中國大百科全書的解釋：從認(rèn)識論層次來看，信息是指認(rèn)識主體所感知或主體所表述的“事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)及狀態(tài)變化的方式”信息因它所表達(dá)的內(nèi)容而有一定的價(jià)值，也因能相互交流而體現(xiàn)其作用信息有多種表現(xiàn)形式，語言、文字、聲音、圖片等都是信息的表現(xiàn)形式(載體)信息與物質(zhì)和能量同樣重要，它是人們認(rèn)識世界、改造世界的一種基本資源信息是什么？(2)中國大百科全書的解釋：從認(rèn)識論層次來看，信什么是信息處理？信息處理指的是與下列內(nèi)容相關(guān)的行為和活動(dòng)：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(jì)算、分析、轉(zhuǎn)換等)信息的存儲(chǔ)(如書寫、攝影、錄音、錄像等)信息的傳遞(如郵寄、電報(bào)、電話等)信息的施用(如控制、顯示等)什么是信息處理？信息處理指的是與下列內(nèi)容相關(guān)的行為和活動(dòng)：人工進(jìn)行信息處理的過程人工信息處理的不足：

算不快記不住傳不遠(yuǎn)

看（聽）不清事物客體信息獲取(感覺器官)信息加工與存儲(chǔ)(大腦)信息傳遞(神經(jīng)系統(tǒng))信息施用(效應(yīng)器官)信息傳遞(神經(jīng)系統(tǒng))信息技術(shù)（IT）手/腳/身眼/耳/鼻/舌/身人工進(jìn)行信息處理的過程人工信息處理的不足：事物客體信息獲取什么是信息技術(shù)？信息技術(shù)（InformationTechnology，簡稱IT）指的是用來擴(kuò)展人們信息器官功能、協(xié)助人們更有效地進(jìn)行信息處理的一門技術(shù)。信息技術(shù)包括：擴(kuò)展感覺器官功能的感測(獲取)與識別技術(shù)擴(kuò)展神經(jīng)系統(tǒng)功能的通信技術(shù)擴(kuò)展大腦功能的計(jì)算(處理)與存儲(chǔ)技術(shù)擴(kuò)展效應(yīng)器官功能的控制與顯示技術(shù)什么是信息技術(shù)？信息技術(shù)（InformationTechn信息技術(shù)的發(fā)展歷史◎語言的形成和使用

◎文字的創(chuàng)造

◎印刷技術(shù)的發(fā)明

◎望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡

◎電報(bào)和電話通信

◎廣播、電視

◎雷達(dá)、衛(wèi)星（遙感感測）

◎計(jì)算機(jī)、機(jī)器人

◎因特網(wǎng)（Internet）···

信息技術(shù)的發(fā)展歷史◎語言的形成和使用現(xiàn)代信息技術(shù)3大特征：采用電子技術(shù)（包括激光技術(shù)）以數(shù)字技術(shù)（計(jì)算機(jī)）為基礎(chǔ)以軟件為核心內(nèi)容：計(jì)算機(jī)、微電子、通信、廣播、遙感遙測、自動(dòng)控制、機(jī)器人等現(xiàn)代信息技術(shù)3大特征：什么是信息處理系統(tǒng)？用于輔助人們進(jìn)行信息獲取、傳遞、存儲(chǔ)、加工處理、控制及顯示的綜合使用各種信息技術(shù)的系統(tǒng)，可以通稱為信息處理系統(tǒng)信息處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：通信/存儲(chǔ)信息加工通信/存儲(chǔ)控制與顯示感測與識別什么是信息處理系統(tǒng)？用于輔助人們進(jìn)行信息獲取、傳遞、存儲(chǔ)、加信息處理系統(tǒng)舉例雷達(dá)：以感測與識別為主要目的電視/廣播：以單向、點(diǎn)到多點(diǎn)的信息傳遞為主要目的電話：以雙向、點(diǎn)到點(diǎn)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)信息處理系統(tǒng)舉例雷達(dá)：以感測與識別為主要目的1.2微電子技術(shù)簡介（1）微電子技術(shù)與集成電路（2）集成電路的制造（3）集成電路的發(fā)展趨勢（4）IC卡1.2微電子技術(shù)簡介（1）微電子技術(shù)與集成電路(1)微電子技術(shù)與集成電路微電子技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)，是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)和各項(xiàng)高技術(shù)的基礎(chǔ)微電子技術(shù)的核心是集成電路技術(shù)(1)微電子技術(shù)與集成電路微電子技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域中的關(guān)鍵電子電路中元器件的發(fā)展演變晶體管(1948)中/小規(guī)模集成電路(1950’s)微電子技術(shù)是以集成電路為核心的電子技術(shù)，它是在電子元器件小型化、微型化的過程中發(fā)展起來的。大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路(1970’s)電子管(1904)電子電路中元器件的發(fā)展演變晶體管中/小規(guī)模微電子技術(shù)是以集什么是集成電路？集成電路

(IntegratedCircuit，簡稱IC)： 以半導(dǎo)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(gòu)成的電路制作在基片上所構(gòu)成的一個(gè)微型化的電路或系統(tǒng)集成電路的優(yōu)點(diǎn)：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)模集成電路什么是集成電路？集成電路(IntegratedCircu集成電路的分類按用途分：通用集成電路專用集成電路（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(jié)構(gòu)、電路和工藝分：雙極型（Bipolar）電路金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)電路······按集成度(芯片中包含的元器件數(shù)目)分：集成電路規(guī)模元器件數(shù)目小規(guī)模集成電路（SSI）＜100中規(guī)模集成電路（MSI）100~3000大規(guī)模集成電路（LSI）3000~10萬超大規(guī)模集成電路（VLSI）10萬~100萬極大規(guī)模集成電路（ULSI）＞100萬集成電路的分類按用途分：集成電路規(guī)模元器件數(shù)目小規(guī)模集成電路附：常見集成電路產(chǎn)品的類型附：常見集成電路產(chǎn)品的類型(2)集成電路的制造(選學(xué))集成電路的制造工序繁多，從原料熔煉開始到最終產(chǎn)品包裝大約需要400多道工序，工藝復(fù)雜且技術(shù)難度非常高，有一系列的關(guān)鍵技術(shù)。許多工序必須在恒溫、恒濕、超潔凈的無塵廠房內(nèi)完成。目前興建一個(gè)有兩條生產(chǎn)線能加工8英寸晶圓的集成電路工廠需投資人民幣10億元以上。(2)集成電路的制造(選學(xué))集成電路的制造工序繁多，從原料集成電路的制造流程硅拋光片單晶硅錠單晶硅錠經(jīng)切割、研磨和拋光后制成鏡面一樣光滑的圓形薄片，稱為“硅拋光片”晶圓硅平面工藝硅平面工藝包括氧化、光刻、摻雜和互連等工序，最終在硅片上制成包含多層電路及電子元件的集成電路。通常每一硅拋光片上可制作成百上千個(gè)獨(dú)立的集成電路，這種整整齊齊排滿了集成電路的硅片稱作“晶圓”芯片檢測、分類集成電路封裝對晶圓上的每個(gè)電路進(jìn)行檢測，然后將晶圓切開成小片，把合格的電路分類，再封裝成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的集成電路成品測試成品進(jìn)行成品測試，按其性能參數(shù)分為不同等級，貼上規(guī)格型號及出廠日期等標(biāo)簽，成品即可出廠集成電路的制造流程硅拋光片單晶硅錠單晶硅錠經(jīng)切割、研磨和拋光集成電路的封裝

集成電路封裝目的：電功能、散熱功能、機(jī)械與化學(xué)保護(hù)功能常見的封裝方式：單列直插式（SIP）雙列直插式（DIP）陣列式（PGA）塑料有引線芯片載體（PLCC）扁平貼片式(PQFP)球柵陣列封裝(BGA)小外形封裝（SOP）

集成電路的封裝集成電路封裝目的：FC-PGA2封裝方式（Pentium4處理器）集成電路插座集成電路的封裝形式FC-PGA2封裝方式集成電路插座集成電路的封裝形式(3)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(guān)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。(3)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IC集成度提高的規(guī)律Moore定律：單塊集成電路的集成度平均每18個(gè)月翻一番(GordonE.Moore,1965年)19701975198019851990199520001,00010,000100,0001,000,00010,000,000100,000,0004004800880808086802868038680486PentiumPentiumIIPentiumIIIPentium4晶體管數(shù)例：Intel微處理器集成度的發(fā)展安騰Itanium2（2002） 221M晶體管安騰雙核Itanium2Dual-Core（2006） 1.7B晶體管IC集成度提高的規(guī)律Moore定律：單塊集成電路的集成度平均集成電路技術(shù)的發(fā)展趨勢19992001200420082014工藝(μm)90.060.014晶體管(M)23.847.61355393500時(shí)鐘頻率(GHz)2.65510面積(mm2)340340390468901連線層數(shù)678910晶圓直徑(英寸)1212141618引腳數(shù)目7009573350功耗（w）90130183集成電路技術(shù)的發(fā)展趨勢1999200120042008201進(jìn)一步提高集成度的問題與出路問題：線寬進(jìn)一步縮小后，晶體管線條小到納米級時(shí)，其電流微弱到僅有幾十個(gè)甚至幾個(gè)電子流動(dòng)，晶體管將逼近其物理極限而無法正常工作出路：在納米尺寸下，納米結(jié)構(gòu)會(huì)表現(xiàn)出一些新的量子現(xiàn)象和效應(yīng)，人們正在利用這些量子效應(yīng)研制具有全新功能的量子器件，使能開發(fā)出新的納米芯片和量子計(jì)算機(jī)同時(shí)，正在研究將光作為信息的載體，發(fā)展光子學(xué)，研制集成光路，或把電子與光子并用，實(shí)現(xiàn)光電子集成進(jìn)一步提高集成度的問題與出路問題：(4)IC卡簡介幾乎每個(gè)人每天都與IC卡打交道，例如我們的身份證、手機(jī)SIM卡、交通卡、飯卡等等，什么是IC卡？它有哪些類型和用途？工作原理大致是怎樣的？下面是簡單介紹。(4)IC卡簡介幾乎每個(gè)人每天都與IC卡打交道，什么是IC卡？IC卡(chipcard、smartcard)，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(chǔ)信息、處理和傳遞數(shù)據(jù)的載體特點(diǎn)：存儲(chǔ)信息量大保密性能強(qiáng)可以防止偽造和竊用抗干擾能力強(qiáng)可靠性高應(yīng)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、公交卡、加油卡等）什么是IC卡？IC卡(chipcard、smartcaIC卡的類型(按芯片分類)存儲(chǔ)器卡：封裝的集成電路為存儲(chǔ)器，信息可長期保存，也可通過讀卡器改寫。結(jié)構(gòu)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(fèi)卡、公交卡、醫(yī)療卡等 （帶加密邏輯的存儲(chǔ)器卡增加了加密電路）CPU卡：封裝的集成電路為中央處理器（CPU）和存儲(chǔ)器，還配有操作系統(tǒng)(ChipOperatingSystem)，處理能力強(qiáng)，保密性更好，常用作證件和信用卡使用。手機(jī)中使用的SIM卡就是一種特殊的CPU卡。IC卡的類型(按芯片分類)存儲(chǔ)器卡：封裝的集成電路為存儲(chǔ)器，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(gè)或6個(gè)鍍金觸點(diǎn)。使用時(shí)必須將IC卡插入讀卡機(jī)，通過金屬觸點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)。用于信息量大、讀寫操作比較復(fù)雜的場合,但易磨損、怕臟、壽命短非接觸式IC卡(射頻卡、感應(yīng)卡)采用電磁感應(yīng)方式無線傳輸數(shù)據(jù)，解決了無源（卡中無電源）和