南師大興國(guó)專轉(zhuǎn)本計(jì)算機(jī)

南師大興國(guó)專轉(zhuǎn)本計(jì)算機(jī)第1頁(yè)/共149頁(yè)課程安排第一輪：基礎(chǔ)班第二輪：沖刺班第三輪：考前通報(bào)階段第2頁(yè)/共149頁(yè)課程要求1.適當(dāng)做筆記2.認(rèn)真聽講，盡力不影響其他同學(xué)3.手機(jī)盡力調(diào)成振動(dòng)或靜音第3頁(yè)/共149頁(yè)1.0計(jì)算機(jī)的發(fā)展第4頁(yè)/共149頁(yè)過去的計(jì)算工具隨著生產(chǎn)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，計(jì)算工具的發(fā)展過程從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低級(jí)到高級(jí)計(jì)算工具相繼出現(xiàn)了如：算盤計(jì)算尺手搖計(jì)算器電動(dòng)計(jì)算器我國(guó)研制第1顆原子彈時(shí)使用的飛魚牌手搖計(jì)算機(jī)第5頁(yè)/共149頁(yè)帕斯卡的加法機(jī)1642年，法國(guó)數(shù)學(xué)家B.Pascal用鐘表元件制造了一種能夠做兩個(gè)十進(jìn)制數(shù)加減法的機(jī)器第6頁(yè)/共149頁(yè)上世紀(jì)30年代的機(jī)械式計(jì)算器電動(dòng)式計(jì)算器（1930）手搖式計(jì)算器第7頁(yè)/共149頁(yè)第1臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)誕生1946年美國(guó)賓州大學(xué)研制成功第1臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)-ENIAC18000電子管,6000開關(guān)占地面積:150m2重量:30噸功耗:140KW運(yùn)算速度:5000次/s平均無故障時(shí)間7min外部程序控制第8頁(yè)/共149頁(yè)第1代數(shù)字電子計(jì)算機(jī)時(shí)間：約1946-1957使用的元器件：電子管

●速度：幾十～幾萬次/秒

●內(nèi)存：磁鼓，千字

●外設(shè)：磁帶

●機(jī)器語言或匯編語言編程美國(guó)于20世紀(jì)50年代生產(chǎn)的IBM704型電子管計(jì)算機(jī)磁鼓存儲(chǔ)器第9頁(yè)/共149頁(yè)旋風(fēng)1號(hào)(WhirlwindI)數(shù)字計(jì)算機(jī)WhirlwindI數(shù)字計(jì)算機(jī)，當(dāng)時(shí)的售價(jià)是1750萬美元，美國(guó)國(guó)防部使用第10頁(yè)/共149頁(yè)我國(guó)第1臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)1956年，華羅庚受命籌建中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所。1958年中國(guó)第一臺(tái)計(jì)算機(jī)103型機(jī)研制成功，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算所與北京有線電廠共同研制。字長(zhǎng)31位，內(nèi)存容量為1024字，運(yùn)算速度每秒450次。第11頁(yè)/共149頁(yè)第2代數(shù)字電子計(jì)算機(jī)時(shí)間：約1957-1964使用的元器件：晶體管●速度：幾十萬次/秒，

●內(nèi)存：磁芯，十萬字

●外設(shè)：磁盤 ●高級(jí)語言編程電子管晶體管第12頁(yè)/共149頁(yè)磁芯存儲(chǔ)器右圖是容量為32x32(1024)bit的一塊磁芯存儲(chǔ)板放大50倍的照片

第13頁(yè)/共149頁(yè)我國(guó)的第2代電子計(jì)算機(jī)1964年我國(guó)華北計(jì)算所先后研制成功108乙機(jī)(DJS-6)、121機(jī)(DJS-21)和320機(jī)(DJS-6)，并在738廠等五家工廠生產(chǎn)；哈軍工（國(guó)防科大前身）研制成功441B全晶體管計(jì)算機(jī)，小批量生產(chǎn)了40多臺(tái)。當(dāng)時(shí)我國(guó)研發(fā)出的計(jì)算機(jī)，僅有小批量生產(chǎn)，由國(guó)家分配到各個(gè)科研院所使用。研發(fā)和生產(chǎn)計(jì)算機(jī)的單位，全部是軍工企業(yè)。具備極高的保密措施，每一個(gè)元件，每一張?jiān)O(shè)計(jì)圖紙都被嚴(yán)格看管

第14頁(yè)/共149頁(yè)第3代數(shù)字電子計(jì)算機(jī)時(shí)間：約1965-1973使用的元器件：中小規(guī)模集成電路速度：幾十萬次～幾百萬次/秒內(nèi)存：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器軟件：高級(jí)編程語言操作系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫(kù)第15頁(yè)/共149頁(yè)第3代計(jì)算機(jī)1965年IBM推出的System360大型主機(jī)，被美國(guó)航天局用于首次載人登月任務(wù)第16頁(yè)/共149頁(yè)上世紀(jì)60年代5MB的硬盤（27Kg重）第17頁(yè)/共149頁(yè)第4代數(shù)字電子計(jì)算機(jī)時(shí)間：從1974年起使用的元器件：大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路（VLSI）速度：幾百萬次～億次/秒內(nèi)存：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器軟件工程，分布式處理等第18頁(yè)/共149頁(yè)第1～4代計(jì)算機(jī)的對(duì)比代別年代使用的元器件使用的軟件類型主要應(yīng)用領(lǐng)域第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)和工程計(jì)算第2代20世紀(jì)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(jí)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20世紀(jì)60年代中期～70年代初期CPU：SSI，MSI內(nèi)存：SSI，MSI的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等開始使用在科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用第4代20世紀(jì)70年代中期以來CPU：LSI、VLSI內(nèi)存：LSI、VLSI的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器軟件開發(fā)工具和平臺(tái)、分布式計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)軟件等開始廣泛使用深入到各行各業(yè)，家庭和個(gè)人開始使用計(jì)算機(jī)第19頁(yè)/共149頁(yè)1.1信息與信息技術(shù)第20頁(yè)/共149頁(yè)本小節(jié)需掌握以下幾個(gè)概念：（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)第21頁(yè)/共149頁(yè)（1）什么是信息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(shí)）讀書、上課、交談等所學(xué)習(xí)和了解的知識(shí)、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···比較正式的概念：信息是事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)及狀態(tài)變化的方式第22頁(yè)/共149頁(yè)2015-21．根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的定義，信息技術(shù)領(lǐng)域中“信息”與“數(shù)據(jù)”的關(guān)系是

。

A．信息包含數(shù)據(jù) B.信息是數(shù)據(jù)的載體

C．信息是指對(duì)人有用的數(shù)據(jù) D．信息僅指加工后的數(shù)值數(shù)據(jù)第23頁(yè)/共149頁(yè)信息與數(shù)據(jù)：（1） 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）對(duì)數(shù)據(jù)所下的定義是：“數(shù)據(jù)是對(duì)事實(shí)、概念或指令的一種特殊表達(dá)形式，這種特殊的表達(dá)形式可以用人工的方式或自動(dòng)化的裝置進(jìn)行通信、翻譯轉(zhuǎn)換或加工處理”。（2）在計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域中，數(shù)據(jù)是信息的載體，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵。當(dāng)強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)向人們所傳遞的含義時(shí)，它就變成了信息。（3）計(jì)算機(jī)信息處理的本質(zhì)是數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理的目的是獲取有用的信息。在不引起混淆的時(shí)候，信息和數(shù)據(jù)這2個(gè)詞通常并不嚴(yán)格加以區(qū)分。第24頁(yè)/共149頁(yè)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(cè)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、廣播等)信息的施用(如控制、顯示等)第25頁(yè)/共149頁(yè)2012-71一般而言，信息處理的內(nèi)容包括______。A、查明信息的來源和制造者B、信息的收集與加工C、信息的存儲(chǔ)與傳遞D、信息的控制與顯示第26頁(yè)/共149頁(yè)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/身第27頁(yè)/共149頁(yè)什么是信息技術(shù)？信息技術(shù)（InformationTechnology，或Information&CommunicationTechnology，簡(jiǎn)稱IT或ICT）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)。內(nèi)容包括：

擴(kuò)展感覺器官功能的感測(cè)(獲取)

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)擴(kuò)展神經(jīng)系統(tǒng)功能的通信技術(shù)外部世界事物第28頁(yè)/共149頁(yè)2008-2、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障礙和時(shí)間障礙的信息技術(shù)是

。A．感測(cè)與識(shí)別技術(shù)B．控制與顯示技術(shù)C．計(jì)算與處理技術(shù)D．通信與存儲(chǔ)技術(shù)第29頁(yè)/共149頁(yè)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◎造紙技術(shù)的出現(xiàn)◎印刷技術(shù)的發(fā)明◎電報(bào)和電話通信◎廣播、電視◎雷達(dá)、衛(wèi)星◎計(jì)算機(jī)◎因特網(wǎng)···

第1次信息技術(shù)革命（35000～50000年之前）第3次信息技術(shù)革命第5次信息技術(shù)革命（20世紀(jì)40～60年代）第4次信息技術(shù)革命（19世紀(jì)30～20世紀(jì)40年代）（1000年之前）第2次信息技術(shù)革命（大約3500年之前）現(xiàn)代信息技術(shù)第30頁(yè)/共149頁(yè)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)為基礎(chǔ)以計(jì)算機(jī)和軟件為核心內(nèi)容：計(jì)算機(jī)、微電子、通信、廣播、遙感遙測(cè)、自動(dòng)控制、機(jī)器人等第31頁(yè)/共149頁(yè)2013-71、現(xiàn)代信息技術(shù)的主要特征有______。A.以計(jì)算機(jī)及其軟件為核心B．以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)C．以數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)為主要應(yīng)用D．采用電子技術(shù)（包括激光技術(shù)）進(jìn)行信息處理第32頁(yè)/共149頁(yè)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)：傳輸/存儲(chǔ)信息加工傳輸/存儲(chǔ)控制與顯示感測(cè)與識(shí)別信息輸入信息輸出第33頁(yè)/共149頁(yè)2010-2、下列關(guān)于信息系統(tǒng)的敘述，錯(cuò)誤的是

A．電話是一種雙向的、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的、以信息交互為主要目的的系統(tǒng)

B．網(wǎng)絡(luò)聊天是一種雙向的、以信息交互為目的的系統(tǒng)

C．廣播是一種點(diǎn)到面的、雙向信息交互系統(tǒng)

D．因特網(wǎng)是一種跨越全球的多功能信息系統(tǒng)第34頁(yè)/共149頁(yè)1.2

數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)

1.2.1比特

1.2.2比特與二進(jìn)制數(shù)

1.2.3信息在計(jì)算機(jī)中的表示

1.2.4比特的運(yùn)算

1.2.5小結(jié)第35頁(yè)/共149頁(yè)什么是比特？比特（bit，binarydigit的縮寫）中文翻譯為“二進(jìn)位數(shù)字”、“二進(jìn)位”或簡(jiǎn)稱為“位”比特只有2種取值：0和1，一般無大小之分?jǐn)?shù)值、文字、符號(hào)、圖像、聲音、命令······都可以使用比特來表示第36頁(yè)/共149頁(yè)存儲(chǔ)容量的計(jì)量單位

8個(gè)比特＝1個(gè)字節(jié)（byte，用大寫B(tài)表示）計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)器容量的計(jì)量單位：KB:1KB=210字節(jié)=1024B（千字節(jié)）MB:1MB=220字節(jié)=1024KB（兆字節(jié)）GB:1GB=230字節(jié)=1024MB（吉字節(jié)、千兆字節(jié)）TB:1TB=240字節(jié)=1024GB（太字節(jié)、兆兆字節(jié)）外存儲(chǔ)器容量經(jīng)常使用10的冪次來計(jì)算：1MB＝103KB

＝1000KB1GB＝106KB

＝1000000KB1TB＝109KB=1000000000KB第37頁(yè)/共149頁(yè)考慮一個(gè)小問題有三個(gè)人去住店，要三十塊錢，他們?nèi)齻€(gè)人每個(gè)人出了１０塊錢！老板說今天打折，只要２５塊錢，于是叫伙計(jì)退５塊錢給他們?nèi)齻€(gè)．伙計(jì)悄悄拿了２塊錢藏了起來，給了那三個(gè)人每人１塊．

這樣算來的話，那三個(gè)人每人出了１０－１＝９塊，那么三個(gè)人總共出了３＊９＝２７塊，加上伙計(jì)藏的那２塊，是２９塊，可是他們?nèi)齻€(gè)人出的是３０塊，那么請(qǐng)問：那１塊錢哪兒去了？第38頁(yè)/共149頁(yè)現(xiàn)象

160GB的移動(dòng)硬盤為什么160GB的硬盤顯示出來的容量只有149.05GB？8GB的U盤顯示出來的容量只有7.46GB？第39頁(yè)/共149頁(yè)原因:前綴名稱前綴符號(hào)十進(jìn)制前綴二進(jìn)制前綴比值kilok/K103210=1,0240.976megaM106220=1,048,5760.954gigaG109230=1,073,741,8240.931teraT1012240=1,099,511,627,7760.909petaP1015250=1,125,899,906,842,6240.888exaE1018260=1,152,921,504,606,846,9760.867zettaZ1021270=1,180,591,620,717,411,303,4240.847yottaY1024280=

1,208,925,819,614,629,174,706,1760.827相同的符號(hào)，有兩種不同的含義！廠商標(biāo)注的容量使用十進(jìn)制前綴操作系統(tǒng)顯示的容量使用二進(jìn)制前綴第40頁(yè)/共149頁(yè)不同進(jìn)位制前綴的使用場(chǎng)合頻率、傳輸速率等使用十進(jìn)制前綴：主頻1GHz（1G＝109）傳輸速率100Mbps（其中1M＝106）文件和文件夾的大小使用二進(jìn)制前綴外存儲(chǔ)器（硬盤、DVD光盤、U盤、存儲(chǔ)卡等）容量：廠商標(biāo)注的容量使用十進(jìn)制前綴操作系統(tǒng)顯示的容量使用二進(jìn)制前綴第41頁(yè)/共149頁(yè)比特的傳輸速率傳輸速率表示每秒鐘可傳輸?shù)亩M(jìn)位數(shù)目，常用單位是：比特/秒(b/s)，也稱“bps”。如2400bps(2400b/s)千比特/秒(kb/s)，1kb/s=103比特／秒=1000b/s兆比特/秒(Mb/s)，1Mb/s=106比特／秒=1000kb/s吉比特/秒(Gb/s)，1Gb/s=109比特／秒=1000Mb/s太比特/秒(Tb/s)，1Tb/s=1012比特／秒=1000Gb/s

第42頁(yè)/共149頁(yè)1.2.2比特與二進(jìn)制數(shù)（1）不同進(jìn)位制數(shù)的表示和含義（2）不同進(jìn)位制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換（3）二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算第43頁(yè)/共149頁(yè)不同進(jìn)位制數(shù)的表示和含義“數(shù)”是一種信息，它有大?。〝?shù)值），可以進(jìn)行四則運(yùn)算“數(shù)”有不同的表示方法。日常生活中人們使用的是十進(jìn)制數(shù)，但計(jì)算機(jī)使用的是二進(jìn)制數(shù)，程序員還使用八進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制數(shù)，八進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)怎樣表示？其數(shù)值如何計(jì)算？第44頁(yè)/共149頁(yè)十進(jìn)制數(shù)每一位可使用十個(gè)不同數(shù)字表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9）低位與高位的關(guān)系是：逢10進(jìn)1各位的權(quán)值是10的整數(shù)次冪（基數(shù)是10）標(biāo)志：尾部加“D”或缺省例：2×1026×1014×1009×10－16×10－2264.96=200+60+4+0.9+0.06=264.96第45頁(yè)/共149頁(yè)二進(jìn)制數(shù)

每一位使用兩個(gè)不同數(shù)字表示（0、1），即每一位使用1個(gè)“比特”表示低位與高位的關(guān)系是：逢2進(jìn)1

各位的權(quán)值是2的整數(shù)次冪（基數(shù)是2）標(biāo)志：尾部加B例：1×220×211×200×2－11×2－2101.01B=4＋0＋1＋0＋1/4

＝5.25第46頁(yè)/共149頁(yè)八進(jìn)制數(shù)

每一位使用八個(gè)不同數(shù)字表示（0、1、2、3、4、5、6、7）低位與高位的關(guān)系是：逢8進(jìn)1

各位的權(quán)值是8的整數(shù)次冪（基數(shù)是8）標(biāo)志：尾部加Q例：

365.2Q=3×826×815×802×8－1192＋48＋5＋2/8

＝245.25第47頁(yè)/共149頁(yè)十六進(jìn)制數(shù)每一位使用十六個(gè)數(shù)字和符號(hào)表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F）逢16進(jìn)1,基數(shù)為16各位的權(quán)值是16的整數(shù)次冪（基數(shù)是16）標(biāo)志：尾部加H例：F5.4H=240＋5＋4/16

＝245.25第48頁(yè)/共149頁(yè)2006-51、已知765+1231=2216，則這些數(shù)據(jù)使用的是

進(jìn)制。第49頁(yè)/共149頁(yè)不同進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換

熟練掌握不同進(jìn)制數(shù)相互之間的轉(zhuǎn)換，在編寫程序和設(shè)計(jì)數(shù)字邏輯電路時(shí)很有用只要學(xué)會(huì)二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換，與八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換就不在話下了第50頁(yè)/共149頁(yè)十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換方法： 整數(shù)和小數(shù)放開轉(zhuǎn)換整數(shù)部分：除以2逆序取余小數(shù)部分：乘以2順序取整例如：29.6875

11101.1011B

注意：十進(jìn)制小數(shù)（如0.63）在轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)出現(xiàn)二進(jìn)制無窮小數(shù)，這時(shí)只能取近似值。整數(shù)總是精確的。129371421222200111余數(shù)低位高位整數(shù)部分小數(shù)部分0.6875×21.37500.75001.50001.0000×2×2×2高位低位第51頁(yè)/共149頁(yè)練習(xí)把255.75轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)把129.375轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)第52頁(yè)/共149頁(yè)2009-4、十進(jìn)制算式7﹡64+4*8+4的運(yùn)算結(jié)果用二進(jìn)制數(shù)表示為

。

A．110100100B．111001100C．111100100D．111101100第53頁(yè)/共149頁(yè)二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換方法：二進(jìn)制數(shù)的每一位乘以其相應(yīng)的權(quán)值，然后累加即可得到它的十進(jìn)制數(shù)值例：11101.1011B=1×24＋1×23＋1×22＋0×21＋1×20

＋1×2－1＋0×2－2＋1×2－3＋1×2－4

=29.6875

第54頁(yè)/共149頁(yè)八進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)的互換

八進(jìn)制→二進(jìn)制：把每個(gè)八進(jìn)制數(shù)字改寫成等值的3位二進(jìn)制數(shù)，且保持高低位的次序不變例：2467.32Q

→010100110111.011010B

二進(jìn)制→八進(jìn)制：整數(shù)部分從低位向高位每3位用一個(gè)等值的八進(jìn)制數(shù)來替換，不足3位時(shí)在高位補(bǔ)0湊滿3位；小數(shù)部分從高位向低位每3位用一個(gè)等值八進(jìn)制數(shù)來替換，不足3位時(shí)在低位補(bǔ)0湊滿三位例：1101001110.11001B

→001101001110.110010B

→1516.62Q

八進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)八進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)

000041001001510120106110301171111位八進(jìn)制數(shù)與3位二進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系：第55頁(yè)/共149頁(yè)十六進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)的互換轉(zhuǎn)換方法：與八、二進(jìn)制互換的方法類似例1：35A2.CFH

→11010110100010.11001111B例2：1101001110.110011B→34E.CCH十六進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)

0000081000

1000191001

20010A1010

30011B1011

40100C110050101D110160110E111070111F11111位十六進(jìn)制數(shù)與4位二進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系：第56頁(yè)/共149頁(yè)不同進(jìn)位制數(shù)的比較十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制零0000000壹1000111貳2001022叁3001133肆4010044伍5010155陸6011066柒7011177捌81000108玖91001119拾10101012A拾壹11101113B拾貳12110014C拾叁13110115D拾肆14111016E拾伍15111117F第57頁(yè)/共149頁(yè)記住2n的值很有用！21=222=423=824=1625=3226=6427=12828=25629=512210=1024211=2048212=4096213=8192214=16384215=32768216=65536···220=1M230=1G240=1T二進(jìn)制十進(jìn)制值0.1 0.50.01 0.250.11 0.750.001 0.1250.011 0.3750.101 0.6250.111 0.875記住常用二進(jìn)制小數(shù)的值！第58頁(yè)/共149頁(yè)2009-4、十進(jìn)制算式7﹡64+4*8+4的運(yùn)算結(jié)果用二進(jìn)制數(shù)表示為

。

A．110100100B．111001100C．111100100D．111101100第59頁(yè)/共149頁(yè)二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算1位二進(jìn)制數(shù)的加、減法運(yùn)算規(guī)則：被加數(shù)加數(shù)和進(jìn)位

0000011010101101（a）加法規(guī)則被減數(shù)減數(shù)差借位

0000011110101100（b）減法規(guī)則2個(gè)多位二進(jìn)制數(shù)的加、減法運(yùn)算舉例：01011001+0100－010010010101由低位到高位逐位進(jìn)行,低位向高位進(jìn)(借)位！第60頁(yè)/共149頁(yè)1001*1001乘法運(yùn)算

1001*1001-------------------1001

00000000+1001-----------------1010001可省略不寫。直接移位第61頁(yè)/共149頁(yè)2005-7、在下列一組數(shù)中，其中最大的一個(gè)數(shù)是

.A．（73）QB．(A9)HC．(10101000)BD．(75)D第62頁(yè)/共149頁(yè)2007-2、在某進(jìn)制的運(yùn)算中4×5=14，根據(jù)這一運(yùn)算規(guī)則，則5*7=

。A．3AB．35C．29D．23第63頁(yè)/共149頁(yè)1.2.3信息在計(jì)算機(jī)中的表示（1）數(shù)值的表示（2）(西文)字符的表示（3）(黑白)圖像的表示帶符號(hào)整數(shù)的表示浮點(diǎn)數(shù)(實(shí)數(shù))的表示無符號(hào)整數(shù)的表示第64頁(yè)/共149頁(yè)無符號(hào)整數(shù)的表示采用“自然碼”表示：取值范圍由位數(shù)決定：8位： 可表示0～255(28-1)范圍內(nèi)的所有正整數(shù)16位： 可表示0～65535(216-1)范圍內(nèi)的所有正整數(shù)n位： 可表示0～2n-1范圍內(nèi)的所有正整數(shù)。

十進(jìn)制數(shù)8位無符號(hào)整數(shù)

00000000010000000120000001030000001140000010050000010125211111100253111111012541111111025511111111······第65頁(yè)/共149頁(yè)綜合練習(xí)：設(shè)有無符號(hào)二進(jìn)制數(shù)，由5個(gè)1和3個(gè)0組成，則：表示的最大的數(shù)是：？表示的最小的數(shù)是：？第66頁(yè)/共149頁(yè)有符號(hào)整數(shù)的表示（1）表示方法：用一位（最左邊的那一位）表示符號(hào)，其余用來表示數(shù)值部分符號(hào)用最高位表示：“0”表示正號(hào)(+),“1”表示負(fù)號(hào)(-)數(shù)值部分的表示區(qū)別很大。有兩種表示。有符號(hào)整數(shù)有三種表示：原碼、反碼、補(bǔ)碼?！ぁぁし?hào)位數(shù)值部分最低位最高位第67頁(yè)/共149頁(yè)原碼整數(shù)的絕對(duì)值以二進(jìn)制自然碼表示原碼表示舉例：

[+43]的8位原碼為：

00101011[-43]的8位原碼為：

10101011第68頁(yè)/共149頁(yè)2013-26.11位二進(jìn)制無符號(hào)整數(shù)可以表示的最大十進(jìn)制數(shù)值是（）。A.1023B.1024C.2047D.2048第69頁(yè)/共149頁(yè)反碼表示若是正數(shù)，則反碼表示與原碼相同。即：符號(hào)位是0，數(shù)值位就是正數(shù)的絕對(duì)值的二進(jìn)制的自然展開。若是負(fù)數(shù)，則反碼表示：原碼的符號(hào)位不變，數(shù)值位的每一位求反(1變0,而0變1)。第70頁(yè)/共149頁(yè)反碼表示舉例：

[+43]的8位反碼為：

00101011[-43]的8位反碼為：

11010100第71頁(yè)/共149頁(yè)補(bǔ)碼正整數(shù)：絕對(duì)值以二進(jìn)制自然碼表示負(fù)整數(shù)：絕對(duì)值使用補(bǔ)碼表示第72頁(yè)/共149頁(yè)帶符號(hào)整數(shù)的表示（2）負(fù)數(shù)(的絕對(duì)值)如何用補(bǔ)碼表示？先把絕對(duì)值表示為自然碼將自然碼的每一位取反碼在最低位加“1”例1:[-43]用8位補(bǔ)碼表示所以：[-43]

的8位補(bǔ)碼為：11010101例2：[-64]用8位補(bǔ)碼表示所以：[-64]

的8位補(bǔ)碼為：1100000043=>0101011取反：1010100加1：101010164=>1000000取反：0111111加1：1000000第73頁(yè)/共149頁(yè)問題 0用原碼表示有幾種形式0用反碼表示有幾種形式0用補(bǔ)碼表示有幾種形式第74頁(yè)/共149頁(yè)帶符號(hào)整數(shù)的表示（3）優(yōu)缺點(diǎn)分析：原碼表示法優(yōu)點(diǎn)：與日常使用的十進(jìn)制表示方法一致，簡(jiǎn)單直觀缺點(diǎn)：加法與減法運(yùn)算規(guī)則不統(tǒng)一，增加了成本；整數(shù)0有“00000000”和“10000000”兩種表示形式，不方便補(bǔ)碼表示法優(yōu)點(diǎn)：加法與減法運(yùn)算規(guī)則統(tǒng)一，沒有“-0”,可表示的數(shù)比原碼多一個(gè)缺點(diǎn)：不直觀，人使用不方便結(jié)論：帶符號(hào)整數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)不采用“原碼”而采用“補(bǔ)碼”的形式表示！第75頁(yè)/共149頁(yè)2015-81．用補(bǔ)碼表示時(shí)，8位二進(jìn)制整數(shù)的取值范圍（用十進(jìn)制表示）是第76頁(yè)/共149頁(yè)2015-25．若某帶符號(hào)整數(shù)的8位二進(jìn)制補(bǔ)碼為11110001，則該整數(shù)對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)是

。

A．-113B．-15C．15 D．241第77頁(yè)/共149頁(yè)2005-53、下列敘述中，正確的是

A．-127的原碼為11111111，反碼為00000000,補(bǔ)碼為00000001B．-127的原碼為11111111，反碼為10000000,補(bǔ)碼為10000001C．-127的原碼為11111111，反碼為10000001,補(bǔ)碼為1000000第78頁(yè)/共149頁(yè)實(shí)數(shù)的特點(diǎn)與表示方法在計(jì)算機(jī)內(nèi)部實(shí)數(shù)使用浮點(diǎn)數(shù)表示特點(diǎn)：任何一個(gè)實(shí)數(shù)總可以表達(dá)成一個(gè)乘冪和一個(gè)純小數(shù)之積例如：56.725=0.56725×102－0.0034756=-0.34756×10－2實(shí)數(shù)的表示方法（記階法）：用3個(gè)部分表示乘冪中的指數(shù)：表示實(shí)數(shù)中小數(shù)點(diǎn)的位置純小數(shù)部分(尾數(shù))：表示實(shí)數(shù)中的有效數(shù)字部分?jǐn)?shù)的正負(fù)(符號(hào))第79頁(yè)/共149頁(yè)二進(jìn)制實(shí)數(shù)的浮點(diǎn)表示與十進(jìn)制實(shí)數(shù)一樣，二進(jìn)制實(shí)數(shù)也可以用記階法表示例如：+1001.011B=+0.1001011B×2100

－0.0010101B=－0.10101B×2－10

可見，任一個(gè)二進(jìn)制實(shí)數(shù)N均可表示為： N=±S×2P（其中，±是該數(shù)的符號(hào)；S是N的尾數(shù)；P是N的階碼）因此，32位的單精度浮點(diǎn)數(shù)在計(jì)算機(jī)中可表示為：尾數(shù)符號(hào)位8位23位階碼第80頁(yè)/共149頁(yè)2013-82.在計(jì)算機(jī)內(nèi)部實(shí)數(shù)使用

表示，它由符號(hào)位、偏移階碼和尾數(shù)三部分構(gòu)成。第81頁(yè)/共149頁(yè)比特的基本運(yùn)算第82頁(yè)/共149頁(yè)比特的3種基本邏輯運(yùn)算邏輯加：F=A∨

B（“或”運(yùn)算）邏輯乘：F=A∧B（“與”運(yùn)算）取反：F=NOTA（“否定”運(yùn)算）

ABA∨B000011101111ABA∧B000010100111ANOTA0110EFABEFABAEFR開關(guān)閉合＝1，斷開＝0邏輯運(yùn)算可以用開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)！第83頁(yè)/共149頁(yè)兩個(gè)多位數(shù)的邏輯運(yùn)算按位獨(dú)立進(jìn)行邏輯運(yùn)算，每一位都不受其它位的影響例1 A: 0110 B:∨1010

F: 1110例3 A:0110

NOTA: 1001

例2 A:0110 B:∧1010

F:0010

例4 B:1010

NOTB:0101第84頁(yè)/共149頁(yè)2010-4、對(duì)兩個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)01001101與00101011分別進(jìn)行算術(shù)加、邏輯加運(yùn)算，其結(jié)果用八進(jìn)制形式表示分別為

。

A．120、111B．157、157C．170、146D．170、157第85頁(yè)/共149頁(yè)移位運(yùn)算對(duì)于無符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)：向左邊移1位，最右邊補(bǔ)0。效果相當(dāng)于乘以2。如：00000001，向左移1位，最左邊移出去，最右邊補(bǔ)充0，變成00000010。即由1變成了2。向右邊移1位，最右邊移出去，最左邊補(bǔ)0,效果相當(dāng)于除以2取整。如：00000011，向右移1位，最右邊移出去，最左邊補(bǔ)充0，變成00000001。即由3變成了1。第86頁(yè)/共149頁(yè)思考題：一個(gè)數(shù)值x，其值要擴(kuò)大1倍，則應(yīng)向__邊移__位？一個(gè)數(shù)值x，其值要縮小到原來的1/4，則應(yīng)向__邊移__位？第87頁(yè)/共149頁(yè)移位運(yùn)算（選）對(duì)于有符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)：向左邊移1位（最左邊符號(hào)位出去了），最右邊補(bǔ)0。效果相當(dāng)于乘以2。如：00000001，向左移1位，最左邊移出去，最右邊補(bǔ)充0，變成00000010。即由1變成了2。向右邊移1位，最右邊移出去，最左邊補(bǔ)原來的符號(hào)位,效果相當(dāng)于除以2取整。如：00000011，向右移1位，最右邊移出去，最左邊補(bǔ)充0，變成00000001。即由3變成了1。如：11111100，向右移1位，最右邊移出去，最左邊補(bǔ)充1，變成11111110。即由-4變成了-2。第88頁(yè)/共149頁(yè)思考題：一個(gè)數(shù)值x，其值要擴(kuò)大1倍，則應(yīng)向__邊移__位？一個(gè)數(shù)值x，其值要縮小到原來的1/4，則應(yīng)向__邊移__位？第89頁(yè)/共149頁(yè)2005-5、二進(jìn)制數(shù)01011010擴(kuò)大2倍是（）A、1001110B、10101100C、10110100D、10011010第90頁(yè)/共149頁(yè)文字在計(jì)算機(jī)中的表示第91頁(yè)/共149頁(yè)西文字符的編碼——ASCII碼西文是表音文字(拼音文字)，它由拉丁字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)以哈一些特殊符號(hào)所組成美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼(ASCII碼)：ASCII字符集包含96個(gè)可打印字符和32個(gè)控制字符采用7個(gè)二進(jìn)位進(jìn)行編碼計(jì)算機(jī)中使用1個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)1個(gè)ASCII字符0XXXXXXX第92頁(yè)/共149頁(yè)標(biāo)準(zhǔn)ASCII字符集及其碼表

b6b5b4b3b2b1b0

012345670123456789ABCDEFb6b5b4b3b2b1b00110100110101196個(gè)可打印字符32個(gè)控制字符第93頁(yè)/共149頁(yè)記住特征數(shù)據(jù)：(考試有用)字符0-----48字符A-----65字符a------97第94頁(yè)/共149頁(yè)2005-2．在下列字符中，其ASCII碼值最大的一個(gè)是

。A．XB．6C．5D．Y第95頁(yè)/共149頁(yè)GB2312漢字的編碼每一個(gè)GB2312漢字使用16位(2個(gè)字節(jié))表示為了與ASCII字符相區(qū)別，每個(gè)字節(jié)的最高位均為“1”例如：“南”字的代碼是1100010011001111（用十六進(jìn)制表示為C4CF）

11第1字節(jié)第2字節(jié)XXXXXXXXXXXXXX第96頁(yè)/共149頁(yè)GBK漢字內(nèi)碼擴(kuò)充規(guī)范GB2312的不足：漢字字?jǐn)?shù)太少，缺少繁體字,無法滿足人名、地名、古籍整理、古典文獻(xiàn)研究等應(yīng)用的需要；與ASCII碼不兼容GBK漢字內(nèi)碼擴(kuò)充規(guī)范（1995）：在GB2312基礎(chǔ)上，增加了1萬多漢字(包括繁體字)和符號(hào)共有21003個(gè)漢字和883個(gè)圖形符號(hào)，如“計(jì)算機(jī)”、冃、冄、円、冇等繁體字和生僻字與GB8312保持向下兼容，也使用雙字節(jié)表示，第1字節(jié)最高位必須為“1”：1

X第1字節(jié)第2字節(jié)XXXXXXXXXXXXXX第97頁(yè)/共149頁(yè)某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，西文使用標(biāo)準(zhǔn)ＡＳＣＡＬＬ碼、漢字采用ＧＢ２３１２編碼。設(shè)有一段純文本，其機(jī)內(nèi)碼為：CBF5D0B45043CAC7D6B8，則在這段文本中含有（）A.2個(gè)漢字和1個(gè)西文字符B.4個(gè)漢字和2個(gè)西文字符C.8個(gè)漢字和2個(gè)西文字符Ｄ.４個(gè)漢字和１個(gè)西文字符第98頁(yè)/共149頁(yè)例題：若內(nèi)存中相鄰2個(gè)字節(jié)的內(nèi)容為16進(jìn)制7451，則它們不可能是：A.2個(gè)西文字母的ASCALL碼B.1個(gè)漢字的機(jī)內(nèi)碼C.1個(gè)16位整數(shù)Ｄ．一條指令的組成部分第99頁(yè)/共149頁(yè)2015-56．在Windows環(huán)境下，西文采用標(biāo)準(zhǔn)ASCII，漢字采用GBK編碼，若有一段文本的內(nèi)碼為“5A47C2FD6DB3C763D6D0”，則表示該段文本中含有A．2個(gè)西文字符4個(gè)漢字 B．4個(gè)西文字符3個(gè)漢字C．6個(gè)西文字符2個(gè)漢字 D．8個(gè)西文字符1個(gè)漢字第100頁(yè)/共149頁(yè)2008-25、在ASCII編碼中，字母A的ASCII編碼為41H，那么字母f的ASCII編碼為

。A.46H B.66H C.67H D.78H第101頁(yè)/共149頁(yè)1.3微電子技術(shù)簡(jiǎn)介第102頁(yè)/共149頁(yè)1.3微電子技術(shù)簡(jiǎn)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(shì)（4）IC卡第103頁(yè)/共149頁(yè)(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)第104頁(yè)/共149頁(yè)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)第105頁(yè)/共149頁(yè)什么是集成電路？集成電路

(IntegratedCircuit，簡(jiǎn)稱IC)： 以半導(dǎo)體單晶硅片作為基片,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)模集成電路第106頁(yè)/共149頁(yè)IC是所有電子產(chǎn)品的核心第107頁(yè)/共149頁(yè)集成電路的分類按集成度(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~幾十億極大規(guī)模集成電路（ULSI）＞100萬第108頁(yè)/共149頁(yè)(3)集成電路的發(fā)展趨勢(shì)

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。第109頁(yè)/共149頁(yè)IC集成度提高的規(guī)律Moore定律：?jiǎn)螇K集成電路的集成度平均每18-24個(gè)月翻一番(GordonE.Moore,1965年)例：Intel微處理器集成度的發(fā)展酷睿2雙核

（2006） 291～410M晶體管酷睿2四核

（2007） 820M晶體管Corei7六核（2010）>10億晶體管100019701975198019851990199520001000010000010610x106100x10640048008808080868028680386PentiumPentiumIIPentiumIIIPentium4晶體管數(shù)8048620101000x106CORE2DuoCORE2QuadCOREi7第110頁(yè)/共149頁(yè)2009-1、下列關(guān)于集成電路的敘述，正確的是

。A、集成電路的集成度將永遠(yuǎn)符合Moore定律B、集成電路的工作速度主要取決與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(jì)的重大發(fā)明之一，在此基礎(chǔ)之上出現(xiàn)了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)D、集成電路是在金屬基片上制作而成的第111頁(yè)/共149頁(yè)2007-4、根據(jù)摩爾（Moore）定律，單塊集成電路的集成度平均每

翻一番。A．8~14個(gè)月B．18~24個(gè)月C．28~34個(gè)月D．38~44個(gè)月第112頁(yè)/共149頁(yè)(4)IC卡簡(jiǎn)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(jiǎn)單介紹。第113頁(yè)/共149頁(yè)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(shí)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）第114頁(yè)/共149頁(yè)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，信息可長(zhǎng)期保存，也可通過讀卡器改寫。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。用于安全性要求不高的場(chǎng)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，還配有芯片操作系統(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。第115頁(yè)/共149頁(yè)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(chǎng)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(zhǎng)用于讀寫信息較簡(jiǎn)單的場(chǎng)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卡第116頁(yè)/共149頁(yè)2010-3、下列關(guān)于lC卡的敘述，錯(cuò)誤的是。A．IC卡按卡中鑲嵌的集成電路芯片不同可分為存儲(chǔ)器和CPU卡B．現(xiàn)在許多城市中使用的公交IC卡屬于非接觸式IC卡C．只有CPU卡才具有數(shù)據(jù)加密的能力D．手機(jī)中使用的SIM卡是一種特殊的CPU卡第117頁(yè)/共149頁(yè)1.4通信的基本原理（1）通信系統(tǒng)的基本模型（2）調(diào)制與解調(diào)（3）多路復(fù)用技術(shù)第118頁(yè)/共149頁(yè)什么是通信(communication)？廣而言之，通信就是信息的(遠(yuǎn)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(shù)，也稱為電信（telecommunication），如電報(bào)、電話、傳真、電子郵件、BBS、QQ等第119頁(yè)/共149頁(yè)通信系統(tǒng)的模型通信的三要素：信道信源(宿)信宿(源)信號(hào)信號(hào)信道的任務(wù)是迅速、可靠而準(zhǔn)確地將信號(hào)從信源傳輸?shù)叫潘薇粋鬏數(shù)男畔⒍急仨氁阅撤N電(或光)信號(hào)的形式才能進(jìn)行傳輸發(fā)送信息的設(shè)備接收信息的設(shè)備有線電話移動(dòng)電話計(jì)算機(jī)通信信源/信宿電話座機(jī)手機(jī)計(jì)算機(jī)信號(hào)形式話音經(jīng)電話機(jī)轉(zhuǎn)換成為變化的電流信號(hào)話音經(jīng)電話機(jī)轉(zhuǎn)換成為壓縮編碼后的數(shù)字信號(hào)編碼并打包后的數(shù)字信號(hào)信道構(gòu)成電話線和中繼器等傳輸設(shè)備無線電波、基站等雙絞線、集線器、路由器、光纖等第120頁(yè)/共149頁(yè)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)通信系統(tǒng)中被傳輸?shù)男畔⒈仨氜D(zhuǎn)換成某種電信號(hào)(或光信號(hào))才能進(jìn)行傳輸t數(shù)字信號(hào)信號(hào)強(qiáng)度模擬信號(hào)信號(hào)強(qiáng)度t電信號(hào)(或光信號(hào))有兩種形式：模擬信號(hào)形式:通過連續(xù)變化的物理量（如信號(hào)的幅度）來表示信息，例如人們打電話或者播音員播音時(shí)聲音經(jīng)話筒(麥克風(fēng))轉(zhuǎn)換得到的電信號(hào)；數(shù)字信號(hào)形式:使用有限個(gè)狀態(tài)(一般是2個(gè)狀態(tài))來表示（編碼）信息，例如電報(bào)機(jī)、傳真機(jī)和計(jì)算機(jī)發(fā)出的信號(hào)都是數(shù)字信號(hào)00110

10

0

0

1第121頁(yè)/共149頁(yè)模擬信號(hào)如何傳輸？近距離傳輸：直接傳輸(如：MP3播放器－>耳機(jī)；計(jì)算機(jī)輸出信號(hào)－>投影儀)遠(yuǎn)距離傳輸：通過載波來傳輸模擬信號(hào)(如：廣播電臺(tái)－>收音機(jī))什么是載波？研究發(fā)現(xiàn)，高頻振蕩的正弦波信號(hào)在長(zhǎng)距離通信中能夠比其他信號(hào)傳送得更遠(yuǎn)。因此若把高頻振蕩的正弦波信號(hào)作為攜帶信息的載波，把模擬信號(hào)放在(調(diào)制在)載波上傳輸，則可比直接傳輸遠(yuǎn)得多第122頁(yè)/共149頁(yè)模擬信號(hào)如何進(jìn)行載波傳輸？

——三種調(diào)制方法調(diào)制后的載波信號(hào)傳輸信號(hào)調(diào)制器載波信號(hào)調(diào)制后的載波信號(hào)傳輸信號(hào)解調(diào)器載波信號(hào)調(diào)制信號(hào)(連續(xù)信號(hào))調(diào)幅(AM)調(diào)頻(FM)調(diào)相(PM)載波信號(hào)(高頻正弦波)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制與解調(diào)的設(shè)備分別稱為“調(diào)制器”和“解調(diào)器”：第123頁(yè)/共149頁(yè)數(shù)字信號(hào)如何傳輸？近距離傳輸方法——基帶傳輸近距離傳輸時(shí)：不加處理直接進(jìn)行（如：USB連接）較長(zhǎng)距離傳輸：需作碼型轉(zhuǎn)換（如：以太網(wǎng)中傳輸數(shù)字信號(hào)）二進(jìn)位信號(hào)的不歸零制(NRZ)編碼001101雙絞線計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)NRZ碼曼徹斯特編碼碼型變換器碼型變換器曼徹斯特編碼NRZ碼（網(wǎng)卡）（網(wǎng)卡）含有直流成分，不便于同步，不適合直接傳輸平均直流電平為0，電平的變化可作為同步信號(hào)二進(jìn)位信號(hào)的曼徹斯特編碼電平從低到高表示0,從高到低表示1

遠(yuǎn)距離傳輸方法——通過載波來傳輸數(shù)字信號(hào)(頻帶傳輸)第124頁(yè)/共149頁(yè)數(shù)字信號(hào)的三種調(diào)制方法(ASK)幅移鍵控(FSK)頻移鍵控00110100010調(diào)制信號(hào)(兩個(gè)狀態(tài))(PSK)相移鍵控載波信號(hào)(高頻正弦波)數(shù)字調(diào)制、解調(diào)器：調(diào)制后的載波信號(hào)傳輸信號(hào)解調(diào)器載波信號(hào)調(diào)制后的載波信號(hào)傳輸信號(hào)調(diào)制器載波信號(hào)第125頁(yè)/共149頁(yè)小結(jié)1:遠(yuǎn)距離通信必須使用MODEM通信一般是雙向進(jìn)行的，收發(fā)雙方都需要調(diào)制器與解調(diào)器，它們通常做在一起，稱為調(diào)制解調(diào)器(MODEM)信道信源(宿)信宿(源)調(diào)制后的載波

信號(hào)調(diào)制后的載波

信號(hào)調(diào)制(解調(diào))器(調(diào)制)解調(diào)器載波載波信源信號(hào)通過調(diào)制器調(diào)整載波的某個(gè)參數(shù)(幅度、頻率或相位)到達(dá)目的地后，使用解調(diào)器把載波所攜帶的信號(hào)檢測(cè)出來，恢復(fù)為原始信號(hào)的形式經(jīng)過調(diào)制后的載波信號(hào)，攜帶著被傳輸?shù)男盘?hào)在信道中進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸?shù)?26頁(yè)/共149頁(yè)怎樣降低傳輸成本？（提高線路利用率）分析：通信系統(tǒng)中，傳輸線路的建設(shè)和維護(hù)成本占整個(gè)系統(tǒng)成本的相當(dāng)大的份額一條傳輸線路（銅線、光纖、無線電波）的容量通常遠(yuǎn)超過傳輸1路用戶信號(hào)所需的能力降低成本采用的技術(shù)——多路復(fù)用技術(shù)(Multiplexing)多路信號(hào)使用同一條傳輸線同時(shí)進(jìn)行傳輸方法：頻分多路復(fù)用（FDM）時(shí)分多路復(fù)用（TDM）波分多路復(fù)用（WDM）第127頁(yè)/共149頁(yè)頻分多路復(fù)用(FrequencyDivisionMultiplexing,FDM)思想：將每個(gè)通信終端發(fā)送的信號(hào)調(diào)制在不同頻率的載波上，通過頻分多路復(fù)用器(MUX)將它們復(fù)合成為一個(gè)信號(hào)，然后在同一傳輸線路上進(jìn)行傳輸。抵達(dá)接收端之后，借助分路器(DEMUX)把不同頻率的載波分離出來，送到不同的接收設(shè)備工作原理：DEMUXMUX

共享的傳輸信道載波頻率f1調(diào)制調(diào)制載波頻率fn載波頻率f1解調(diào)解調(diào)載波頻率fnf將不同頻率的載波信號(hào)合成在一起使用一組濾波器分解出不同頻率的載波信號(hào)第128頁(yè)/共149頁(yè)時(shí)分多路復(fù)用(TimeDivisionMultiplexing,TDM)思想：各通信終端（計(jì)算機(jī)、電話）以規(guī)定的順序和時(shí)間輪流使用同一傳輸線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸工作原理：HFGEDCBA傳輸線路時(shí)間片GC終端1終端2終端3終端4HDFBEA多路復(fù)用器43214321數(shù)據(jù)tMultiplexer多路分路器終端甲終端乙終端丙終端丁EAFBGCHDDemultiplexer應(yīng)用：主要使用在數(shù)字通信領(lǐng)域，如電話中繼通信、GSM手機(jī)、總線式以太網(wǎng)等第129頁(yè)/共149頁(yè)小結(jié)2:多路復(fù)用可以降低通信成本通信系統(tǒng)的原理示意圖復(fù)用（分路）信道信源（宿）調(diào)制解調(diào)器信源（宿）調(diào)制解調(diào)器信源（宿）調(diào)制解調(diào)器復(fù)用（分路）信源（宿）調(diào)制解調(diào)器信源（宿）調(diào)制解調(diào)器信源（宿）調(diào)制解調(diào)器······多路復(fù)用技術(shù)使得成千上萬路通信可以在同一條傳輸線上同時(shí)進(jìn)行，大大節(jié)省了通信成本頻分多路、時(shí)分多路和波分多路等技術(shù)可以同時(shí)使用，以提高復(fù)用效率第130頁(yè)/共149頁(yè)光纖通信與無線通信（1）傳輸介質(zhì)的類型與特點(diǎn)（2）光纖通信（3）無線通信第131頁(yè)/共149頁(yè)傳輸介質(zhì)的類型與特點(diǎn)介質(zhì)類型特點(diǎn)應(yīng)用有線通信雙絞線成本低，易受外部高頻電磁波干擾，誤碼率較高；傳輸距離有限固定電話本地回路、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)同軸電纜傳輸特性和屏蔽特性良好，可作為傳輸干線長(zhǎng)距離傳輸載波信號(hào)，但成本較高固定電話中繼線路、有線電視接入光纜傳輸損耗小，通訊距離長(zhǎng)，容量大，屏蔽特性非常好，不易被竊聽，重量輕，便于運(yùn)輸和鋪設(shè)。缺點(diǎn)是精確連接兩根光纖很困難電話、電視等通信系統(tǒng)的遠(yuǎn)程干線，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的干線無線通信自由空間使用微波、紅外線、激光等，建設(shè)費(fèi)用低，抗災(zāi)能力強(qiáng)，容量大，無線接入使得通信更加方便.但易被竊聽、易受干擾廣播，電視，移動(dòng)通信系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)無線局域網(wǎng)第132頁(yè)/共149頁(yè)雙絞線原理：利用電流(電壓)傳輸信息雙絞線分類3類線(10Mb/s)；5類線(100Mb/s)；6類線(200Mb/s)無屏蔽雙絞線(UTP)；屏蔽雙絞線(STP)信號(hào)線地線套管無屏蔽雙絞線第133頁(yè)/共149頁(yè)同軸電纜是指有兩個(gè)同心導(dǎo)體，而導(dǎo)體和屏蔽層又共用同一軸心的電纜。同軸電纜內(nèi)層導(dǎo)線金屬屏蔽外絕緣層絕緣體同軸電纜分類基帶同軸電纜（50Ω）傳輸數(shù)字信號(hào)寬帶同軸電纜（75Ω）傳輸模擬信號(hào)第134頁(yè)/共149頁(yè)光纖與光纜多根光纖保護(hù)層防止光泄漏的吸收外殼起保護(hù)作用的防護(hù)層外絕緣層光線光波在光纖中的傳播光導(dǎo)纖維（光線的入射角足夠大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)全反射，重復(fù)此過程，光就沿著光纖傳播下去）纖芯

包層保護(hù)層光波光纜光纖保護(hù)層第135頁(yè)/共149頁(yè)光纖通信原理電信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路光源中繼器輸出電路電信號(hào)發(fā)送單元(電/光轉(zhuǎn)換)傳輸單元接收單元(光/電轉(zhuǎn)換)光調(diào)制器光纖光纖放大電路光檢測(cè)器光纖主要用于傳輸數(shù)字信號(hào)，0信號(hào)或1信號(hào)直接對(duì)光進(jìn)行調(diào)制(即控制激光的通或斷——幅移鍵控ASK)光波的頻率為1014～1015Hz，目前一束光每秒能攜帶2.5G或10G的二進(jìn)位信號(hào)，通過波分多路復(fù)用（WDM）技術(shù)還可達(dá)到更大的通信容量在發(fā)送端，由需要傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)（電信號(hào)）去驅(qū)動(dòng)一個(gè)光源（半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管），并對(duì)發(fā)出的光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制在接收端，信號(hào)經(jīng)放大后由光檢測(cè)器（半導(dǎo)體光電管）進(jìn)行檢測(cè)、解調(diào)，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)之后輸出調(diào)制后的光信號(hào)通過光纖進(jìn)行傳輸，為了補(bǔ)償光纖線路的損耗，消除信號(hào)失真和噪聲干擾，每隔一定的距離要接入中繼器第136頁(yè)/共149頁(yè)波分多路復(fù)用(WaveDivisionMultiplexing,WDM)

為提高傳輸效率，1根光纖中可以同時(shí)傳輸幾種不同波長(zhǎng)的光波，每種光波各自傳輸自己所攜帶的信息，速率可達(dá)到40G-100Gbit/s原理：光纖發(fā)送端有N個(gè)發(fā)送單元，它們各自發(fā)出不同波長(zhǎng)的光波通過復(fù)用器（稱為合波器）合并起來，進(jìn)入同一根光纖進(jìn)行傳輸接收端用分路器(稱為分波器)將不同波長(zhǎng)的光分開，分別送到各自的光電檢測(cè)器恢復(fù)出原始信號(hào)示意圖復(fù)合光第137頁(yè)/共149頁(yè)無線通信原理：模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)使用電磁波調(diào)制后進(jìn)行傳輸1041051061071081091010101110121013101410151016Hz雙絞線同軸電纜AM廣播FM廣播和TV衛(wèi)星地面微波光纖紫外線紅外線可見光微波無線電波超短波中波短波電磁波的種類與頻率范圍

無線電波: 104

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