第5讲 信息技术及其应用和发展.doc

复习：完成下列填空题：（提问、回答）一、关于多媒体的数字化：1、录制一段时长1分钟、双声道、16位量化位数、44.1kHz采样频率的不压缩的音频数据是： (2441002B60/1024 KB/1024 MB=10.093688 MB)A、10.1MB B、80.8MB C、17.2KB D、344.5KB2、根据下图所示，有一个声音文件“第4讲附件 录音.wav ”，每秒(ps)播放176kb(这里的k仍旧表示千的意思，kb=1000b），那么播放23.40秒，需要多少存储空间（KB）?176kb*23.40=176000b/1024/8*23.4=502.734345 (KB);3、 一幅1024768像素的黑白（位图）图象理论上需多少存储空间？ A、1.5MB B、120KB C、96KB D、1.2MB （10247681=768Kb/8=96KB）4、一幅1024768像素、256色的（位图）图象理论上需多少存储空间？ (提示：28256，10247688=768Kb8=768 KB)二、分析下面的数制题：1、十六进制数4FH转换成二进制数是（A）(1001111)2 （B）(1011011)2（C）(1010111)2 （D）(1011110)22、若要分别表示一年的月份，用二进制数来表示则最少需要【A】 1位 【B】 2位 【C】 3位 【D】 4位3、十进制数121转换成二进制数是_。 A、1111001 B、111001 C、1001111 D、100111基本方法1：121反复除2求余数；方法2：倒过来，把4个二进制数转换成十进制数，看哪一个是121？方法3：倒过来，把4个二进制数转换成十六进制数为： 79H 39H 4FH 27H十六进制数的幂展开计算结果就是十进制数：79H=7*161+9*160=121 方法4:7个1=（1111111）2=127，1111111-1111001=110 =6，127-6=121三、其它概念：1、计算机存储容量单位存储容量最小单位是“位”（bit），存一个：0或1 存储容量基本单位是字节B： 1B=8bit ( B：Byte, 字节 ；存放一个字符，如：数字、字母、符号 。) （2个字节存放一个汉字） 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1T=1024GB 1kg （ M：读“兆”，210=1024 ） 例：存储容量为2GB，可存储（ ）个汉字。 A、 20003 B、 231 C、 2*10243 D、 230 （提示：210=1024） 2GB：G个汉字，G=1024*1024*1024=2302、模拟信号、数字信号的概念模拟信号指幅度的取值是连续的（幅值可由无限个数值表示）。时间上连续的模拟信号包括连续变化的图像（电视、传真）信号等， 模拟通信的优点是直观且容易实现，但存在两个主要缺点：（1） 保密性差。（2） 抗干扰能力弱。数字信号有如下优点：（1）加强了通信的保密性。2） 提高了抗干扰能力，。（3）传输差错可以控制，从而改善了传输质量。（4）便于使用现代数字信号处理技术来对数字信息进行处理。（5） 可构建综合数字通信网，综合传递各种消息，使通信系统功能增强。但数字通信也存在缺点，例如： 占用频带较宽，技术要求复杂，进行模/数转换时会带来量化误差。第5讲 信息技术及其应用和发展P12-18以信息技术（Information Technology）为代表的新技术革命对人类社会的发展产生了重大影响。一、信息技术的定义 信息技术是应用信息科学的原理和方法，对信息进行采集、处理、传输、存储、表达和使用的技术。 新华词典：信息技术是指利用电子计算机和现代通信手段获取、传递、存储、处理、显示信息和分配信息的技术。 信息技术主要包括计算机技术、通信技术、微电子技术和传感技术。 形象的比喻：1、计算机技术是扩展人类的思维器官处理信息和决策的功能。 2、通信技术是扩展人类的神经系统传递信息的功能。 3、微电子技术可以低成本、大批量生产同可靠性、高精度的微电子结构模块，扩展人类对信息的控制和使用能力。 4、传感技术是扩展人类的感觉器官收集信息的功能。举一例：什么东西集上面4个技术应用于一体？ 二、信息技术的发展历程：1、 从古到今人类共经历了五次信息技术的重大发展历程。每次信息技术的变革都对人类社会的发展产生巨大的推动作用。 第一次是语言的产生和应用。语言的产生是一次根本性的革命，是从猿人到人的重要标志。信息在人脑中存储和加工，利用声波进行传递，人类的信息能力有了一个质的飞跃。 第二次是文字的发明和使用。文字使人类信息的存储和传递取得了重大的突破，首次超越了时间和空间的局限。 第三次是造纸术和印刷术的发明和应用。它结束了人们单纯靠手抄、篆刻文献的时代，它使得知识可以大量生产、存储和流通，从而进一步扩大了信息交流的范围。 第四次是电报、电话、电视及其他通讯技术的发明和应用，使信息传递手段发生了历史性的变革。它结束了人们单纯依靠烽火和驿站传递信息的历史，进一步突破了时间和空间的限制，扩大了信息的交流的范围。 第五次是电子计算机和现代通信技术的应用。电子计算机和现代通信技术的有效结合，使信息的处理速度、传递速度得到了惊人的提高，从此人类处理信息、利用信息的能力得到了空前的发展，这是人类信息传播和处理手段的革命。信息技术的发展经历5个阶段的主要特点：编号发展阶段产生了哪些信息技术主要特点1、初始阶段语言人类信息能力产生了质的飞跃2、初级阶段文字信息的存储和传递取得重大突破3、中级阶段造纸和印刷术扩大了信息的交流范围4、发展阶段电报、电话、电视等突破了信息存储与传递的时空限制5、高级应用计算机和互联网络信息的传播和处理发生了本质性的变革2、从古代信息技术（发展前3个阶段），到近代信息技术（发展第4个阶段），我们已经进入了现代信息技术（发展第5个阶段）。现代信息技术以微电子和光电子为基础，以计算机和通信技术为支撑。微电子技术制造出大规模集成电路；光电子技术可高速传输信息（如：光缆），抗电磁干扰。电子管晶体管集成电路大规模集成电路图1-7 各种电子器件计算机是信息处理工具；人们习惯上将电子管、晶体管、集成电路和大规模、超大规模集成电路为核心部件的计算机称为第一、二、三和四代电子计算机。通信技术使有线、无线通信得到广泛应用，和计算机结合产生了计算机网络。三、信息技术当前的发展动态： 随着新技术、新材料的发展，新的信息技术和应用在不断发展：1、 量子计算机：专家认为摩尔定律依然有510年的生命期，也就是说，在今后510年时间里每18个月在一个芯片集成度增加一倍（元件的尺寸缩小一半），计算速度还会翻一倍。但是，超大规模集成电路中的电子元件已经非常小（分子级），不能再缩小了，现在在研究单电子（原子）的元件-量子元件，而且量子算法利用原子叠加效应，大大超越了集成电路计算机的运算速度！2、 生物计算机：当前，科学家发现一种蛋白质分子具有开关特性，用生物分子制造的生物芯片还具有一定的自我修复能力，用生物芯片所制造的计算机，其运行速度和存储能力远高于目前的计算机，能量消耗极小3、 网格计算：可以组织网络上几千台计算机的CPU处理能力、存储空间或数据来共同完成一项任务。4、 机器人技术：5、 数字地球和智能化社区： 数字地球：把地球上各处的地理、动植物资源、人类等所有信息，都用数字化组织起来，进行数字化电脑管理。智能化社区：社区进行数字化电脑管理。6、 因特网2和下一代因特网：为解决当前因特网（Internet）的等待与拥挤问题，世界各国，特别是美国正在致力于开发新的高速网络。7、 虚拟现实的实用化虚拟现实（virtual reality,VR）是指用计算机和网络技术来生成的一种具有逼真的视觉、听觉、触觉和嗅觉效果的现实模拟环境，可以用人体自身的技能与它进行交互，有一种“身临其境”的效果。（举例）目前以多媒体和网络技术为核心的信息技术抓起了新一轮的信息革命浪潮，多媒体计算机和互联网的广泛应用对社会的发展、科技进步及个人生活和学习产生了深刻的影响。四、当前信息技术应用趋势： 1、多元化。信息技术在不同领域的深入应用，使得多学科结合成为必然，即将诸多的有关学科紧密地结合在一起，并成为科研群的重要组成部分。产生了更多的交叉学科，使得信息技术成为一个多学科技术的组合。 2、网络化。卫星通信、光缆通信等构成的“天网”、“地网”交织而成的立体化信息传送网络。各种电子通信网络的发展，卫星电视、国际互联网和全球信息高速公路的建设，使得信息传播速度更快、范围更大，实现了全球信息传播的网络化、立体化。 3、多媒体化。多媒体计算机和超文本技术相结合，形成了集文本、图像、声音于一体的超媒体技术，再由网络技术把全球范围的多媒体技术按照超文本的形式链接起来，使信息传递更加方便、快捷和有效。 4、智能化。信息技术与认知科学等学科的融合产生了人工智能。它用机器来模拟、延伸和扩展人的智能，以实现机器思维或脑力劳动的自动化，如智能教学系统等。 5、虚拟化。由计算机仿真成虚拟的现实世界，可以给人一种身临其境的真实感觉。在虚拟现实中，人们仿佛进入了“真实”的世界中，可以通过虚拟现实情境去感知客观世界和获取有关知识、技能。五、练习：1、 阅读本讲稿，并把有关内容（五次信息技术的重大发展历程和四代电子计算机划分）补充（记录）到课本中。2、 阅读课本：P12-18；3、 完成P17的“练一练”；（想了解网线小知识吗？）4、 阅读材料：P18“爱尼阿克和它的后代”；5、 完成P19的“本章练习”；（1）计算机能够处理文字、图片、声音、视频等各种媒体信息，这要归功于信息的A、媒体化 B、网络化 C、电子化、 D、数字化6、 复习第2讲-第4讲课内容；（会考必考）7、 最新科技知识：传感网 2010-09-09网线小知识：（1） 双绞线（TP）：将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中，为了降低干扰，每对相互扭绕而成。（4对双绞线-最常用的网线）双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)； UTP分为3类，4类，5类和超5类四种，网线接头安装RJ45水晶头（如下图）。特点是价格便宜，所以被广泛应用。（2） 同轴电缆：由一根圆柱形导线，中心一根铜丝被绝缘体包裹，再被金属网包裹的电缆线组成。 铜丝）绝缘体）金属网）绝缘套实样可看：有线电视信号线。 特点是抗干扰能力好，传输数据稳定。光接收机计算机光发送机计算机（3） 光缆：由许多根细如发丝的玻璃纤维外加绝缘套组成。 电信号 光信号 电信号 应用光学原理，由产生光束，将电信号变为光信号，再把光信号导入光纤，在另一端由接收光纤上传来的光信号，并把它变为电信号，经解码后再处理。分为单模光纤和多模光纤。特点是抗干扰极好，绝缘保密性强，速度快，传输容量大。光传输技术 光纤传输技术无疑是当今一统天下的骨干传输手段。（4） 网卡：计算机和网络接口卡，实现资源共享和相互通信，数据转换和电信号匹配。目前常用的是以太网卡，传输速度为10M/100M（工作站）以及千兆（1000M）（服务器）。 接口类型（主机插槽）常用为PCI网卡，理论带宽为32位，133M。最新科技知识：传感网专家预计传感网将带来万亿市场规模高科技市场传感网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。随着传感器、软件、网络等关键技术迅猛发展，传感网产业规模快速增长，应用领域广泛拓展，带来信息产业发展的新机遇。传感网在国际上又称为“物联网”，据悉，这是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。 此前，中国移动总裁王建宙在8月24日在台湾访问时的一次演讲中曾提及“物联网”概念，并系统阐释了物联网对人类生活的重大影响。奥巴马就职后，美国政府提出了智慧地球的概念，物联网就是这些所谓智慧型基础设施中间的一个概念。有专家预测10年内物联网就可能大规模普及。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。专家预计，这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场。我国传感网标准体系已形成初步框架我国对传感网发展也高度重视，国家中长期科学与技术发展规划(20062020年)和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将传感网列入重点研究领域。国内相关科研机构、企事业单位积极进行相关技术的研究，经过长期艰苦努力，攻克了大量关键技术，取得了国际标准制定的重要话语权，传感网发展具备了一定产业基础，在电力、交通、安防等相关领域的应用也初见成效。标准作为技术的高端，对我国传感网产业的发展至关重要。目前，我国传感网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采