第1章 信息技術(shù)概述

1.1信息技術(shù)

1.2集成電路

1.3通信技術(shù)

1.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)

第1章信息技術(shù)概述一、信息的含義1.信息論：信息是在通信的一端（信源）精確地或近似地復(fù)現(xiàn)另一端（信宿）所挑選的消息。2.控制論：信息就是信息，不是物質(zhì)，也不是能量。

3.客觀立場(chǎng)：事物存在的方式和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表現(xiàn)形式。4.認(rèn)識(shí)立場(chǎng)：主體所感知或表述的事物存在的方式和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。1.1信息技術(shù)二、信息的特征1.依附性2.共享性3.多樣性4.普遍性5.客觀性6.可傳遞性1.1信息技術(shù)三、信息的處理1.1信息技術(shù)信息采集信息輸入信息加工信息存儲(chǔ)信息輸出四、信息技術(shù)（一）概念1：利用電子計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代通訊手段獲取、傳遞、存儲(chǔ)、處理、顯示信息和分配信息的技術(shù)。

概念2：利用科學(xué)的原理、方法及先進(jìn)的工具及手段，有效地開(kāi)發(fā)和利用信息資源的技術(shù)體系。

概念3：一種用來(lái)擴(kuò)展人類信息器官功能的技術(shù)。

概念4：對(duì)信息的收集、加工、存儲(chǔ)、傳遞和應(yīng)用的技術(shù)。1.1信息技術(shù)四、信息技術(shù)（二）基本的信息技術(shù)：1.感測(cè)與識(shí)別技術(shù)——擴(kuò)展感覺(jué)器官功能2.通信技術(shù)——擴(kuò)展神經(jīng)系統(tǒng)功能3.計(jì)算與存儲(chǔ)技術(shù)——擴(kuò)展思維器官功能4.控制與顯示技術(shù)——擴(kuò)展效應(yīng)功能1.1信息技術(shù)五、現(xiàn)代信息技術(shù)1.以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)2.以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心3.采用電子技術(shù)4.集智能技術(shù)、通信技術(shù)、感測(cè)技術(shù)、控制技術(shù)于一體1.1信息技術(shù)一、集成電路的發(fā)展歷史1952年：英國(guó)科學(xué)家達(dá)默提出了電路集成化的最初設(shè)想。1958年：美國(guó)德克薩斯儀器公司的工程師基爾比，按照達(dá)默的設(shè)想，制成了世界上第一塊集成電路。

1958年：美國(guó)仙童電子公司宣稱研制成功集成電路。

1959年：美國(guó)德克薩斯儀器公司首先宣布建成世界上第一條集成電路生產(chǎn)線。

1962年：世界上出現(xiàn)了第一塊集成電路正式商品。

不久，世界范圍內(nèi)掀起了集成電路的研制熱潮。。。。。。。1.2集成電路二、集成電路的特點(diǎn)1.集成度高2.成本低3.速度高4.可靠性高1.2集成電路三、集成電路的分類（一）1.按集成度1.2集成電路類別電子元器件數(shù)小規(guī)模集成電路（SSI）10~100中規(guī)模集成電路（MSI）100~3000大規(guī)模集成電路（LSI）3000~10萬(wàn)超大規(guī)模集成電路（VLSI）10萬(wàn)~100萬(wàn)極大規(guī)模集成電路（ULSI）>100萬(wàn)三、集成電路的分類（二）2.按用途（1）專用集成電路（2）通用集成電路3.按導(dǎo)電類型（1）雙極型（2）單極型4.按功能結(jié)構(gòu)（1）數(shù)字集成電路（2）模擬集成電路1.2集成電路四、我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展2006年：我國(guó)集成電路市場(chǎng)銷售額為4862.5億元，同比增長(zhǎng)27.8%。2007年：我國(guó)集成電路市場(chǎng)銷售額為5623.7億元，同比增長(zhǎng)18.6%。目前：我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了集成電路設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試三業(yè)及支撐配套業(yè)共同發(fā)展的較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈格局。今后：集成電路設(shè)計(jì)和芯片制造業(yè)所占比例將迅速上升。1.2集成電路五、IC卡（一）1.概念：又叫集成電路卡，把具有存儲(chǔ)、運(yùn)算等功能的集成電路芯片壓制在塑料片上，使其成為能存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)載、傳遞、處理數(shù)據(jù)的載體。2.應(yīng)用（1）銀行領(lǐng)域（2）醫(yī)療領(lǐng)域（3）公交領(lǐng)域（4）其他領(lǐng)域1.2集成電路五、IC卡（二）3.分類（1）按使用方式接觸式IC卡非接觸式IC卡（2）按功能存儲(chǔ)卡智能卡1.2集成電路（3）按應(yīng)用領(lǐng)域金融卡非金融卡五、IC卡（三）4.IC卡的特點(diǎn)（1）可靠性高（2）安全性好（3）靈活性強(qiáng)（4）存儲(chǔ)容量大（5）使用壽命長(zhǎng)1.3通信技術(shù)一、通信的基本原理（一）1.通信系統(tǒng)簡(jiǎn)單模型1.2集成電路2.通信系統(tǒng)一般模型一、通信的基本原理（二）3.通信系統(tǒng)的分類1.2集成電路1.按信號(hào)（1）模擬通信系統(tǒng)（2）數(shù)字通信系統(tǒng)2.按傳輸介質(zhì)（1）有線通信系統(tǒng)（2）無(wú)線通信系統(tǒng)3.按調(diào)制方式（1）基帶通信系統(tǒng)（2）寬帶通信系統(tǒng)4.按通信方式（1）單工通信系統(tǒng)（2）半雙工通信系統(tǒng)（3）全雙工通信系統(tǒng)5.按復(fù)用方式（1）頻分復(fù)用通信系統(tǒng)（2）時(shí)分復(fù)用通信系統(tǒng)（3）碼分復(fù)用通信系統(tǒng)二、模擬通信系統(tǒng)1.模擬通信系統(tǒng)模型1.2集成電路2.模擬通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)（1）有效性（2）可靠性三、數(shù)字通信系統(tǒng)1.數(shù)字通信系統(tǒng)模型1.2集成電路2.數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)（1）信道帶寬（2）數(shù)據(jù)傳輸速率（3）端-端延遲（4）誤碼率四、傳輸介質(zhì)（一）1.雙絞線（1）3類線（2）5類線（3）超5類線（4）6類線1.3通信技術(shù)四、傳輸介質(zhì)（二）2.同軸電纜（1）按直徑分粗纜細(xì)纜（2）按傳輸頻帶分基帶寬帶1.3通信技術(shù)四、傳輸介質(zhì)（三）3.光纖（1）分類單模多模1.3通信技術(shù)（2）特點(diǎn)頻帶寬損耗低重量輕抗干擾能力強(qiáng)保真度高工作性能可靠成本不斷下降五、無(wú)線通信1.無(wú)線電波2.微波3.紅外線1.3通信技術(shù)六、移動(dòng)通信1.移動(dòng)通信系統(tǒng)組成（1）移動(dòng)臺(tái)（2）基站（3）移動(dòng)電話交換中心1.3通信技術(shù)六、移動(dòng)通信2.移動(dòng)通信的分類（1）集群移動(dòng)通信（2）蜂窩移動(dòng)通信（3）衛(wèi)星移動(dòng)通信（4）無(wú)繩電話1.3通信技術(shù)六、移動(dòng)通信3.移動(dòng)通信系統(tǒng)的分代（1）第一代移動(dòng)通信（1G）（2）第二代移動(dòng)通信（2G）（3）第三代移動(dòng)通信（3G）1.3通信技術(shù)一、比特1.概念(1)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”(2)比特只有2種取值：0，1(3)如同DNA是人體組織的最小單位、原子是物質(zhì)的最小組成單位一樣，比特是組成數(shù)字信息的最小單位(4）數(shù)值、文字、符號(hào)、圖像、聲音、命令······都可以使用比特來(lái)表示，其具體的表示方法就稱為“編碼”或“代碼”1.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)用比特表示圖像一、比特2.比特的運(yùn)算（1）邏輯加（也稱“或”運(yùn)算，用符號(hào)“OR”、“∨”或“＋”表示（2）邏輯乘（也稱“與”運(yùn)算，用符號(hào)“AND”、“∧”或“·”表示，也可省略）（3）取反（也稱“非”運(yùn)算，用符號(hào)“NOT”或上橫杠“ˉ”表示）1.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)1.4

數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)邏輯加：F=A∨BA: 0 0 1 1B:∨0

∨1

∨0

∨1F: 0 1 1 1邏輯乘：F=A·BA: 0 0 1 1B:∧0

∧1

∧0

∧1F: 0 0 0 1取反：F=NOTA

A:NOT0 NOT1F: 1 0兩個(gè)多位的二進(jìn)制信息進(jìn)行邏輯運(yùn)算時(shí)，按位獨(dú)立進(jìn)行，即每一位都不受其它位的影響：例1 A: 0110 B:∨ 1010

F: 1110例2 A: 0110 B:∧1010

F: 0010一、比特3.比特的存儲(chǔ)8個(gè)比特＝1個(gè)字節(jié)（byte，用大寫B(tài)表示）（1）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)）（2）外存儲(chǔ)器容量經(jīng)常使用10的冪次來(lái)計(jì)算1MB＝103KB

＝1000KB1GB＝106KB

＝1000000KB1TB＝109KB=1000000000KB1.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)一、比特4.比特的傳輸傳輸速率的單位是每秒多少比特，寫成b/s，還有更大一些的比特傳輸單位Kb/s、Mb/s、Gb/s、Tb/s等。它們之間的換算關(guān)系為：1Kb/s=1000b/s1Mb/s=1000Kb/s1Gb/s=1000Mb/s1Tb/s=1000Gb/s

1.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)二、計(jì)算機(jī)的數(shù)制1.數(shù)的概念（1）“數(shù)”是一種信息，它有大小（數(shù)值），可以進(jìn)行四則運(yùn)算（2）“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)，它們?cè)鯓颖硎荆科鋽?shù)值如何計(jì)算？1.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)二、計(jì)算機(jī)的數(shù)制2.十進(jìn)制（1）數(shù)碼為：0～9；基數(shù)是10（2）運(yùn)算規(guī)律：逢十進(jìn)一，即：9＋1＝10（3）十進(jìn)制數(shù)的按權(quán)展開(kāi)式：1.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)103、102、101、100稱為十進(jìn)制的權(quán)。各數(shù)位的權(quán)是10的冪。５５５５５×１０３＝５０００５×１０２＝５００５×１０１＝５０５×１００＝５＝５５５５＋任意一個(gè)十進(jìn)制數(shù)都可以表示為各個(gè)數(shù)位上的數(shù)碼與其對(duì)應(yīng)的權(quán)的乘積之和，稱按權(quán)展開(kāi)式。二、計(jì)算機(jī)的數(shù)制2.十進(jìn)制（4）同樣的數(shù)碼在不同的數(shù)位上代表的數(shù)值不同。即：(5555)10＝5×103

＋5×102＋5×101＋5×100(209.04)10＝2×102

＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4×10－2（5）標(biāo)志：尾部加D1.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)二、計(jì)算機(jī)的數(shù)制3.二進(jìn)制（1）數(shù)碼為：0、1；基數(shù)是2（2）逢二進(jìn)一，即：1＋1＝10（3）二進(jìn)制數(shù)的按權(quán)展開(kāi)式：如：(101.01)2＝1×22

＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2

＝(5.25)101.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)各數(shù)位的權(quán)是２的冪（4）尾部加B二、計(jì)算機(jī)的數(shù)制4.八進(jìn)制（1）數(shù)碼為：0～7；基數(shù)是8（2）運(yùn)算規(guī)律：逢八進(jìn)一，即：7＋1＝10（3）標(biāo)志：尾部加Q（4）八進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開(kāi)式：如：(207.04)10＝2×82

＋0×81＋7×80＋0×8－1＋4×8－2＝(135.0625)101.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)各數(shù)位的權(quán)是8的冪二、計(jì)算機(jī)的數(shù)制4.十六進(jìn)制（1）數(shù)碼為：0～9、A～F；基數(shù)是16（2）運(yùn)算規(guī)律：逢十六進(jìn)一，即：F＋1＝10（3）標(biāo)志：尾部加H（4）十六進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開(kāi)式：如：(D8.A)2＝13×161

＋8×160＋10×16－1＝(216.625)101.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)各數(shù)位的權(quán)是16的冪二、計(jì)算機(jī)的數(shù)制5.數(shù)制轉(zhuǎn)換（1）二、八、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制

按權(quán)展開(kāi)，即可以轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)（2）二進(jìn)制與八進(jìn)制相互轉(zhuǎn)換1.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)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：二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)：將二進(jìn)制數(shù)由小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始，整數(shù)部分向左，小數(shù)部分向右，每3位分成一組，不夠3位補(bǔ)零，則每組二進(jìn)制數(shù)便是一位八進(jìn)制數(shù)。二、計(jì)算機(jī)的數(shù)制5.數(shù)制轉(zhuǎn)換（2）二進(jìn)制與八進(jìn)制相互轉(zhuǎn)換1.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)：將二進(jìn)制數(shù)由小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始，整數(shù)部分向左，小數(shù)部分向右，每3位分成一組，不夠3位補(bǔ)零，則每組二進(jìn)制數(shù)便是一位八進(jìn)制數(shù)。1101010.01000＝(152.2)8八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：將每位八進(jìn)制數(shù)用3位二進(jìn)制數(shù)表示。=011111100.010110(374.26)8二、計(jì)算機(jī)的數(shù)制5.數(shù)制轉(zhuǎn)換（3）二進(jìn)制與十六進(jìn)制相互轉(zhuǎn)換1.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)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)系二、計(jì)算機(jī)的數(shù)制5.數(shù)制轉(zhuǎn)換（3）二進(jìn)制與十六進(jìn)制相互轉(zhuǎn)換1.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)：將二進(jìn)制數(shù)由小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始，整數(shù)部分向左，小數(shù)部分向右，每4位分成一組，不夠4位補(bǔ)零，則每組二進(jìn)制數(shù)便是一位十六進(jìn)制數(shù)。十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：將每位十六進(jìn)制數(shù)用4位二進(jìn)制數(shù)表示。＝(1E8.6)16111010100.0110000=101011110100.01110110(AF4.76)16二、計(jì)算機(jī)的數(shù)制5.數(shù)制轉(zhuǎn)換（4）十進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制1.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)換原則：整數(shù)部分:用除以2逆序取余小數(shù)部分:用乘以2順序取整以二進(jìn)制為例：215.6875D整數(shù)部分:

除基數(shù)取余,取余時(shí),由下而上11010111二、計(jì)算機(jī)的數(shù)制5.數(shù)制轉(zhuǎn)換（4）十進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制1.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)小數(shù)部分:乘基數(shù)取整(只乘小數(shù)部分)

取整時(shí),由上而下0.1011(215.6875)10=(11010111.1011)2

幾種進(jìn)制數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)八進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)0123456789101112131415000000000100010000110010000101001100011101000010010101001011011000110101110011110123456710111213141516170123456789ABCDEF二、計(jì)算機(jī)的數(shù)制5.數(shù)制轉(zhuǎn)換（5）十進(jìn)制轉(zhuǎn)八、十六進(jìn)制先轉(zhuǎn)成二進(jìn)制，然后由二進(jìn)制轉(zhuǎn)八、十六進(jìn)制1.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)三、數(shù)值型信息的表示1.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)中的數(shù)整數(shù)(定點(diǎn)數(shù))實(shí)數(shù)(浮點(diǎn)數(shù))無(wú)符號(hào)整數(shù)帶符號(hào)整數(shù)32位（單精度浮點(diǎn)數(shù)）64位（雙精度浮點(diǎn)數(shù)）128位（擴(kuò)充精度浮點(diǎn)數(shù)）

8位(0～28-1)16位(0～216-1)32位(0～232-1)32位(-231～231-1)短整數(shù)64位(-263～263-1)長(zhǎng)整數(shù)16位(-215～215-1)16位整數(shù)

8位(-27～27-1)小數(shù)點(diǎn)固定隱含在個(gè)位數(shù)右面小數(shù)點(diǎn)不固定都采用二進(jìn)制表示，有不同類型和不同長(zhǎng)度不同類型和不同長(zhǎng)度的數(shù)各有不同的用途1.取值范圍由位數(shù)決定（1）8位： 可表示0～255(28-1)范圍內(nèi)的所有正整數(shù)（2）16位：可表示0～65535(216-1)范圍內(nèi)的所有正整數(shù)（3）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(wú)符號(hào)整數(shù)

00000000010000000120000001030000001140000010050000010125211111100253111111012541111111025511111111······三、數(shù)值型信息的表示1.4數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)2.表示方法：用1位表示符號(hào)，其余用來(lái)表示數(shù)值部分