专转本计算机第一章信息技术概述.ppt

第一章信息技术概述,Chapter1TheSummaryofInformationTechnology,1.1信息与信息技术,InformationandInformationTechnology,1.1.1信息与信息处理,InformationandInformationProcessing,“信息”和“数据”，这2个术语的概念在计算机信息处理中是既有区别又有联系的。计算机是一种基于二进制运算的信息处理机器，任何需要由计算机进行处理的信息，都必须进行一定程度的形式化，并表示成二进制编码的形式。这就引进了数据的概念。,InformationandData,国际标准化组织ISO：“数据是计算机中对事实、概念或指令进行描述的一种特殊格式，这种（特殊）格式适合于使用计算机及其相关设备自动地进行传输、翻译（转换）或加工处理。”在这个定义中，首先强调的是数据表达了一定的内容，即“事实、概念或指令”，这就是数据的语义；其次，数据具有一定的格式（即数据的语法），其目的是使计算机能自动进行加工处理、通信传递以及翻译转换。,数据的定义,Thedefinitionofdata,信息处理过程,TheProcedureofInformationProcessing,与信息处理相关的行为和活动,信息收集感知、测量、识别、获取、输入等信息加工分类、计算、分析、综合、转换、检索、管理等信息存储信息传递信息施用控制、显示等,TheActionandActivityofInformationProcessing,1.1.2信息技术,InformationTechnology,信息技术,信息技术：用来扩展人的信息器官功能、协助人们进行信息处理的一类技术。人的信息器官及功能：感觉器官（眼耳鼻舌身）获取信息神经网络传递信息思维器官（大脑）处理信息并再生信息效应器官（手脚）施用信息,InformationTechnology,基本信息技术,感知与识别技术扩展感觉器官功能,提高人们的感知范围、感知精度和灵敏度（遥感,OCR,车载雷达）通信技术与存储技术扩展神经网络功能,消除人们交流信息的空间和时间障碍（蜂窝，分布式网络）计算处理技术扩展思维器官功能,增强人们的信息加工处理能力（DSP，个人电脑，大型计算机）控制与显示技术扩展效应器官功能，增强人们的信息控制能力（工业控制，现代媒体）,BasicInformationTechnology,1.1.3信息处理系统,InformationProcessingSystem,用于辅助人们进行信息获取、传递、存储、加工处理、控制及显示的综合使用各种信息技术的系统。,信息处理系统结构,InformationProcessingSystem,信息处理系统分类,依据自动化程度人工的、半自动的、全自动的依据技术手段机械的、电子的、光学的依据通用性专用的、通用的,TheclassificationofInformationProcessingSystem,信息处理系统实例,雷达是一种以感知与识别为主要目的的系统电视/广播系统是一种单向的、点到多点（面）的以信息传递为主要目的的系统电话是一种双向的、点到点的以信息交互为主要目的的系统银行是一种以处理金融业务为主的系统图书馆是一种以信息收藏和检索为主的系统Internet是一种跨越全球的多功能信息处理系统,TheInstanceofInformationProcessingSystem,1.2电子信息技术简介,TheIntroductionofelectronicInformationTechnology,概述Summary,现代信息技术的特点：采用电(光)子技术：进行信息的收集、传递、加工、存储、显示与控制以计算机为基础（computer_based）以软件为核心（software_centric）现代信息技术领域：微电子、通信、广播、计算机、遥感遥测、自动控制、机器人等,1.2.1微电子技术,Micro-electronicInformationTechnology,微电子技术与集成电路,微电子技术：以集成电路为核心的电子技术是在电子电路和系统的超小型化和微型化过程中逐渐形成和发展起来的。,Micro-electronicTechnologyandIntegratedCircuit,电子线路使用的基础元件的演变,真空电子管晶体管中小规模集成电路大规模超大规模集成电路,Thedevelopmentofelectronicbase-ware,真空电子管(vacuumtube)在这个阶段产生了广播、电视、无线电通信、仪器仪表、自动化技术和第一代电子计算机晶体管(transistor)1948年发明，再加上印制电路组装技术的使用，使电子电路在小型化方面前进了一大步，产生了第二代计算机,Thedevelopmentofelectronicbase-ware,集成电路的规模,根据所包含的晶体管数目分为：,ThescaleofIntegratedCircuit,集成电路分类,根据所用晶体管结构、电路和工艺分为：双极型（Bipolar）集成电路、金属-氧化物-半导体(MOS)集成电路双极金属-氧化物-半导体集成电路（Bi-MOS）等,TheClassificationofIntegratedCircuit,集成电路分类,根据集成电路的功能分为：数字集成电路（如逻辑电路、存储器、微处理器、微控制器、数字信号处理器等）模拟集成电路（又称为线性电路，如信号放大器、功率放大器等）,TheClassificationofIntegratedCircuit,集成电路分类,根据用途分为：通用集成电路专用集成电路（ASIC）,TheClassificationofIntegratedCircuit,集成电路的发展趋势,集成电路的工作速度主要取决于组成逻辑门电路的晶体管的尺寸，晶体管的尺寸越小，其极限工作频率越高，门电路的开关速度就越快。芯片上电路元件的线条越细，相同面积的晶片可容纳的晶体管就越多，功能就越强，速度也越快。,TheTendencyofIntegratedCircuitDevelopment,集成电路的发展趋势,提高集成度，关键在缩小门电路面积集成电路特点：体积小、重量轻、可靠性高Moore定律单块集成电路的集成度平均每1824个月翻一番GordonE.Moore,1965年Intel公司创始人,TheTendencyofIntegratedCircuitDevelopment,集成电路的发展趋势,Intel公司微处理器集成度的发展,TheTendencyofIntegratedCircuitDevelopment,1.3通信技术入门,TheIntroductionofCommunicationTechnology,概述Summary,通信：各种信息的传递现代通信：使用电波或光波双向传递信息的技术（电信）,概述Summary,通信三要素：信源（信息的发送者）信宿（信息的接收者）信道（信息的载体与传播媒介）通信系统模型：,概述Summary,通信系统（电信网）组成：终端设备（例如：电话机）传输设备（例如：电话线）交换设备（例如：程控交换机）,通信系统（电信网）分类,按业务种类：电话网、电报网、数据通信网、传真通信网、图像通信网等按服务区域范围：本地电信网、农村电信网、长途电信网、移动通信网、国际电信网等按信息信号形式：模拟通信网、数字通信网、数字模拟混合网等,TheClassificationofCommunicationSystem,通信系统（电信网）分类,按传输媒体分类：电缆通信网光缆通信网短波通信网微波通信网卫星通信网低轨道卫星移动通信网,TheClassificationofCommunicationSystem,通信系统（电信网）分类,数据通信模型及有关的基本概念信道调制解调（编码器：调制，解码器：解调）多路复用（主干信道）交换,TheClassificationofCommunicationSystem,信道的基本概念,信道的定义：向某个方向传输信息的媒体。一条通信线路通常包含一个发送信道和一个接收信道。,TheBasicConceptsofCommunicationChannel,多路复用基本概念,波分多路复用(WDM)(WaveDivisionMultiplexing)在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波，使得数据传输速度和容量获得倍增。,TheBasicConceptsofMultiplexing,实数（浮点数）的表示16位机器数能够表示的实数的范围：（溢出离散）01111111111111110111110111111111（原码）最小值最大值（12-9）225-1（12-9）225-1,实数（浮点数）的表示,Therepresentationoffloating-pointnumber,浮点数的长度可以是32位、64位或更长。一般说来，位数越多，可表示的数的范围越大（阶码），精度越高（尾数）浮点数(实数）分类：短浮点数、浮点数、长浮点数、高精度浮点数,实数（浮点数）的表示,Therepresentationoffloating-pointnumber,浮点数的工业标准（美国电气与电子工程师协会IEEE制订）Pentium处理器中的32位浮点数在计算机中的表示包含三个部分:符号s占1位，s0表示此浮点数为正，s1表示为负偏移阶码e共8位，是带有偏移量127的一个无符号整数，指数的实际值e127尾数共23位，使用原码表示，绝对值在1与2之间，其中1和小数点都是隐含的，不直接表示出来Pentium处理器中32位浮点数的格式,符号位s,8位,23位,实数（浮点数）的表示,Therepresentationoffloating-pointnumber,Pentium处理器32位浮点数数值的规定,1.100011=100011(1.f表示）=1100011*2(0.f表示）1.011101=011101(1.f表示）=1011101*2(0.f表示）,Pentium处理器中有三种不同类型的浮点数：单精度浮点数（32位）双精度浮点数（64位）扩充精度浮点数（80位）增强精度浮点数（128位）不同类型的浮点数可表示的数值范围和精度各不相同，解算实际问题时要根据精度要求和计算过程中可能的数值范围来选用所需的浮点数类型，以便取得最佳的效果。,Therepresentationoffloating-pointnumber,实数（浮点数）的表示,信息技术InformationTechnology信息处理系统InformationProcessingSystem集成电路IntegratedCircuit真空电子管vacuumtube晶体管transis