第一章信息技术概论考点

1、第1章信息技术概论考核知识要点、重点、难点精解考点1:集成电路的概念集成电路（integrated circuit ,简称ic ）是上世纪50年代出现的，它以半导体单晶片作 为材料，经平面工艺加工制造，将大量晶体管、电阻等元器件及互连线构成的电子线路集成在基片 上，构成一个微型化的电路或系统。现代集成电路使用的半导体材料通常是硅（si ）,也可以是 化合物半导体如砷化镊（gaas ）等。考点2* :集成电路的分类1 .根据集成电路所包含的晶体管数目分类根据集成电路所包含的晶体管数目可以分为小规模、中规模、大规模、超大规模和极大规模集 成电路。（1 ）小规模集成电路：小于100个电子元件。（2

2、）屮规模集成电路：100 3000个电子元件。（3 ）大规模集成电路：3000 - 10万个电子元件。（4 ）超大规模集成电路：10万一 100万个电子元件。（5 ）极大规模集成电路：超过100万个电子元件。现代pc机所使用的微处理器、芯片组、图形加速器芯片等都是超人规模和极人规模集成电 路。2 .根据集成电路所用晶体管结构、电路和工艺分类按照集成电路所用晶体管结构、电路和工艺的不同，主要分为双极型（bipolar ）集成电路、 金属一氧化物一半导体（mos ）集成电路、双极一金属一氧化物一半导体集成电路（bi mos） 等几类。3 .根据集成电路的功能分类按集成电路的功能来分，可分为数字集成

3、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）和模拟集成电路（乂称为线性电路，如信号放大器、功率放大器等）。4 .根据集成电路的用途分类按集成电路的用途可分为通用集成电路与专用集成电路（asic ）。微处理器和存储器芯片等都属于通用集成电路，而专用集成电路是按照某种应用的特定要求而 专门设计、定制的集成电路。考点3 :集成电路的制造与发展1 .集成电路的制造集成电路是在硅衬底上制作而成的。制备集成电路所用的工艺技术称为硅平面工艺，它包括氧 化，光刻，掺杂和互连等多项工序。2 .芯片的概念将晶圆切开，分割成一个个单独的集成电路小片，通过电磁法把点了磁浆的废品剔除，将合格 的集

4、成电路按其电气特性进行分类。这些集成电路小片就称为芯片。因为晶圆上布满了这种芯片, 所以也有人把晶圆称为大圆芯片或者直称其为芯片。3 .集成电路的发展intel公司的创始人之一摩尔（gemoore ） 1965年在电子学杂志上曾发表论文预测, 单块集成电路的集成度平均每18 24个月翻一番，这就是有名的moore定律。考点4 :1c卡 l.ic卡的概念1c卡是“集成电路卡”的缩写，国外称为chip card或smart card。它把集成电路芯片密封 在槊料卡基片内部，使其成为能存储、处理和传递数据的载体。2.1c卡的分类 （1 ）ic卡从功能上分为三类： 存储器卡。 带加密逻辑的存储器卡。

5、cpu卡。(2) 1c卡按使用方式可分为两种： 接触式ic卡 非接触式1c卡，又叫射频卡、感应卡。考点5 :有关通信的几个概念1 诵梓(1) 广义上定义的通信从广义的角度来说，各种信息的传递均可称之为通信。(2 )现代通信的概念现代通信指的是使用电波或光波传递信息的技术，通常称为电信，如电报、电话、传真等。注意：利用书、报、杂志、磁带、唱片等传播信息均不属于现代通信的范围。广播和电视也使 用电波传递信息，但他是种单点向多点发送的单向通信，通常所说的电信指的是双向通信。2 .通信的基本任务通信的基本任务是传递信息。3 .通信的组成要素通信至少需由三个要素组成，即信息的发送者(称为信源)、信息的接

6、收者(称为信宿)以及 信息的传输媒介(称为信道)。考点6 :通信技术的分类电子管、晶体管和集成电路等电子器件的发明，大大促进了通信的发展，有线载波通信、微波 通信、数字通信、卫星通信、光纤通信等技术相继出现。总的来说，通信可以分为有线通信、无线通信和移动通信三大部分。其中，冇线通信包括冇线 裁波通信、光纤通信等；无线通信包括微波通信、卫星通信等。考点7 * :有线通信技术1、有线载波通信(1) 有线载波通信的概述在有线通信系统屮，历史最久的是使用有线电载波通信实现语音通信(电话)，它利用频率分 割原理，实现话音信号在有线信道上的多路复用。(2) 传输介质有线载波通信所用的传输介质，可分为架空明

7、线、对称电缆和同轴电缆三种。(3 )有线载波通信的主要应用有线载波通信主要用来传输电话、电报、传真和数据，也可传输广播、可视电话和电视节目。2 .光纤通信门)半鋒诵传的狮今光纤通信是利&光纟了3专导光信号来进行通信的一种技术。(2 )光纤光纤是光导纤维的简称，它由直径大约为0 . lmm的细石英玻璃丝构成，透明、纤细，具有 把光封闭在其中并沿轴向进行传播的导波结构。(3 )光纤通信的原理光纤通信系统中，在发信端信息被转换和处理成便于传输的电信号，由电信号控制一光源，使 发出的光信号具有所传输信号的特点。发信端发出的光信号通过光纤传输到接收端，经光接收机的 检测和放大转换成电信号，最后由

8、电接收机恢复出与原发信端相同的信息。(4 )光纤通信的优点 频率高，可传输的信息多。 光纤是绝缘体，抗干扰和抗核辐射能力强。 光纤几乎不漏光，保密性好。 重量轻，便于运输和铺设。(5 )光纤通信的发展趋势光纤通信的发展趋势：全光网。所谓全光网是指光信息流在通信网络屮传输及交换时始终以光的形式进行，不需要经过光/ 电、电/光转换。全光网技术是光纤通讯领域的前沿技术。许多国家都把全光网作为建设“信 息高速公路”的基础。考点8 * :无线通信技术无线电波可以按频率(或波长)分成中波、短波、超短波和微波。注意 (1)屮波主要沿地面传播，绕射能力强，适用于广播和海上通信。(2) 短波具有较强的电离层反射

9、能力，适用于环球通信。(3) 超短波和微波的绕射能力较差，可作为视距或超视距中继通信。1 .微波通信(1) 微波的概念微波是一种具有极高频率(通常为300mhz 300ghz)的电磁波，波长很短，通常为lm至1mm。(2) 利用微波进行远距离通信的方式(三种) 地面微波接力通信。 卫星通信。 对流层散射通信。(3) 地面微波接力通信的优点 容量大。 建设费用省(约为电缆投资的五分之一左右)。 抗灾能力强。2 .卫星通信(1) 卫星通信的概念上星通信是当前远距离通信中一种先进的通信手段,它利用人造地球卫星作为中继站来转发无 线电信号，实现在w个或多个地球站之间的通信。可以说卫星通信就是微波接力通

10、信向太空的延伸， 是微波接力通信技术和空间技术相结合的产物。(2) 卫星通信的主要优点 通信距离远。 频带很宽。 容量很大。 信号受到的干扰也较小，通信比较稳定。(3) 卫星通信的缺点 卫星本身和发射卫星的火箭造价都比较高。 上星地球站的技术比较复杂，价格也比较贵。 同步轨道卫星距地球过远，需要有较大口径的通信天线，信号的远距离传输带来较大的时 延，对电话通话不利。考点9 * :移动通信技术 1 .移动通信的概念所谓移动通信指的是处于移动状态的对象之间的通信，它包括蜂窝移动、集群调度、无绳电话、 寻呼系统和卫星系统。最有代表性的是手机，它属于蜂窝移动系统。移动通信系统由移动台、基站、移动电话交

11、换中心等组成。注意：(1)移动台是移动的通信的终端，它是接收无线信号的接收机，包括手机、呼机、无绳电话等。(2) 基站是与移动台联系的一个固定收发机，它接收移动台的无线信号，每个基站负贵与一个特定区域的 所有的移动台进行通信。(3) 基站和移动交换中心之间通过微波或有线信道交换信息，移动交换中心w与公共电话网进行接收。2 .三代移动通信系统(1) 第一代个人移动通信采用的是模拟技术，使用频段为800/900mhz ,称之为蜂窝式模拟 移动通信系统。(2 )第二代移动通信系统在提供话音和低速数据业务方面己取得了很大的成功，而且技术还 在发展，例如gsm提供了分组交换和分组传输方式的新的数据业务(

12、称为gprs)，它可以在移 动网闪部或gprs网与因特网之间进行数据传送(如收发电子邮件)。(3 )第三代移动通信系统是由国际电联(rru )提出的，称为imt-2000 ,意指在20 00 年左右开始商用并工作在2000mhz (2ghz )频段上的国际移动通信系统。3 .移动通信的发展(第三代移动通信的目标)(1 )全球漫游，用户不再限制于一个地区和一个网络，而能在全球漫游，实现随吋随地的个 人通信。(2 )适应多种环境，将地面移动通信系统和上星移动通信系统结合在一起。(3) 提供高质量的多媒体业务，包括高质量的话音通信、数据通信和高分辨率的图像通信等。(4) 提供足够的系统容量，具有高保

13、密性和优质的服务。考点10 :计算机的发展计算机硬件的发展受到所使用电子元器件的极大影响，因此过去很长时间，人们都按照计算 机主机所使用的元器件为计算机划代。第14代计算机的对比如下表1 . 1所示。表1 . 1第14代计算机的对比代别年代使用的主要元器件使用的软件主要应用第1代20世纪40年代屮 期50年代末期cpu：电子管 内存：磁鼓使用机器语言和汇 编语言编写程序科学和工程计算第2代20世纪50年代中 后期60年代中期cpu：晶体管 内存：磁芯使用fortran等高级语言开始广泛应用于数 据处理领域第3代20世纪60年代中 期70年代初期cpu： ssi, msi内存：ssi, msi的

14、半 导体存储器操作系统、数据库管 理系统等开始应用在科学计算、数据处 理、工业控制等领域 得到广泛应用第4代20世纪70年代中期 以来cpu： lsi, vlsi内存：lsi, vlsi的 半导体存储器软件开发工具和平 台、分布式计算软件 等开始广泛使用深入到各行各业，家 庭和个人开始使用 计算机注意：本书中出现的所有表格中的阴影部分为常考知识点，需各考生引起重视。考点11:计算机的特点与作用1 .计算机的特点(1 )处理速度快。(2 )计算精度高。(3 )存储容量大。(4 )可靠性高。(5 )工作全自动。(6 )使用范围广，通用性强。2 .计算机的作用(1)开发了人类认识自然、改造自然的新资

15、源。(2 )増添y人类发展科学技术的新手段。(3 )提供了人类创造文化的新工具。(4 )引起了人类的工作与生活方式的变化。考点12 :信息与信息技术 1 .信息站在客观事物立场上来看，信息是指“事物运动的状态及状态变化的方式”；站在认识主体立 场上来看，信息则是“认识主体所感知或所表述的事物运动及其变化方式的形式、内容和效用”。2 .信息的处理包括如下过程(1) 信息的收集。(2) 信息的加工。(3) 信息的存储。(4) 信息的传递。(5) 信息的施用。3 .信息技术信息技术指的是用来扩展人们信息器官功能、协助人们进行信息处理的一类技术。基本的信息 技术包括：(1 )扩展感觉器官功能的感测(获

16、取)与识别技术。(2 )扩展神经网络功能的通信与存储技术。(3 )扩展思维器官功能的计算(处理)技术。(4 )扩展效应器官功能的控制与显示技术。考点13 :信息化与信息建设 1 .信息化所谓信息化就是工业社会向信息社会前进的过程，亦即加快信息高科技发展及其产业化，提高 信息技术在经济和社会各领域的推广应用水平并推动经济和社会发展的过程。2.信息化建设信息化建设的主要目标是在经济和社会活动中，通过普遍采用现代信息技术和有效地幵发和利 用信息资源，推动经济发展和社会进步，逐步使信息产业以及由于利用了信息技术和信息资源而创 造的劳动价值在国民生产总值屮的比重不断上升直至占主导地位。一般而言，信息化建

17、设的主要内容包含三个层面、六个要素。(1)信息化建设的三个层面 信息基础设施与信息资源的开发和建设，这是信息化建设的基础。 信息技术与信息资源的应用，这是信息化建设的核心与关键。 信息产品制造业的不断发展，这是信息化建设的重要支撑。三个层面的发展过程是相互促进的过程，也是工业社会向信息社会、工业经济向信息经济演化的动态过程。(2 )信息化建设的六个要素 信息基础设施。 信息资源。 信息技术与应用。 信息产业。 信息化法规。 信產、科技人才。考点14* :二进制及其特点 1 .计算机使用二进制的理由 (1)二进制运算规则简单，便于高速运算；(2 )电路简单可靠，工作稳定可靠；(3) “真”和“假

18、”用， 1 ”与“ 0 ”表示，方便逻辑运算。2 .比特的基本运算比特：其英文为“ bit ”，中文意译为“二进位数字”或“二进位”，在不会引起混淆时也可 以简称为“位”。比特只有两种状态(取值)：它或者是数字0，或者是数字1。“ 0 ”或， 1"是组成二进制信息的最小单位。比特的基木运算有：逻辑加：也称为“或”运算，用符号“ or”或“十”表示，运算规则如表1 .2所示：表1.2 “或”运算运算规则位位结果000011101111逻辑乘：也称为“与”运算，用符号"and”八或“表示，运算规则如表1.3所示.表1. 3 “与”运算运算规则位位结果000010100111取反

19、：也称为“非”运算，用符号“ not ”或“一”表示，取反运算最简单，” 0 ”取反 后是“丨”，“i”取反后是“0”。当两个多位的二进制信息进行逻辑运算时，按位独立进行，即每一位不受同一信息的其他位的 影响。3 .数据的单位计算机中常用的数据单位是：位、字节、字。（1）位：”0”或“ 1 ”是组成二进制信息的最小单位，也称为1个“比特”，用“ b”表示。（2） 字节（byte ）:也称“位组”，一个字节包含8个比特，用“ b ”表示。一个字节伍含有8个 二进制位。除了字节之外，表示计算机存储容量的还有其他单位，如：kb （千字节）、mb （兆 字节）和gb （吉字节或千兆字节）。它们的关系如

20、不：lb=8bit1kb=210 字节=1024bimb = 220 字节=1 024kb1gb = 230字节=1024mb （千兆字节）（3 ）字：由2个字节（16位）组成。除了字节之外，表示计算机存储容量的还有其他单位， 在数据通信和计算机网络中传输二进位信息时，由于是一位一位申行传输的，传输速率的度量单位 是每秒多少比特。经常使用的传输速率单位如下：比特 / 秒（b/s）,有时也称“ bps",如 2400bps （2400b/s ）等。千比特1秒（kb/s），lkb/s= 103比特/秒=1000b/s （小写k表示1000）兆比特/秒（mb/s），lmb/s= 106 比

21、特 /秒二 1000 kb/s吉比特/秒（gb/s ）, 1 gb/s = = 109 比特 / 秒=1000mb / s太比特/秒（tb/s），1tb/s= 1012 比特/秒=1000gb/ s4 .二进制数用比特来表示的数成为二进制数。i般来说，一个二进制数 s = knkn.i-k1k0k.1k_2 - k_m表示的实际数值为:s = kn*2n + kn_1*2n-1+.+k1*2+k0*2（）+k_1*2-1+k_2*2-2+.+k_m*2-m .5.二进制与十进制之间的转换二进制与十进制之间的转换分为两种情况，分别是：二进制转换为十进制，十进制转换为二进制。 （1）二进制转换为十

22、进制将二进制转换为十进制的方法是：将二进制数按权展开成多项式，并将各项相加。另外，将其他 非十进制转换为十进制的方法与此相同。【举例】将二进制数10110011转换为十进制数。分析】在这个二进制中，它具有8位整数，故车按权展开的展开式如下：(10110011 ) 2 = 1*27 + 0*26 + 1*25 + 1*24 + 0 * 23 +0*22 + 1*2*+ 1*2° = 179（2）十进制转换为二进制将十进制转换为二进制的方法是：整数部分“除以2取余”，小数部分“乘以2取整”。另外， 将十进制转换为其他非十进制的方法与此相似，其方法总结为：整数部分“除基取余”，小数部分“乘

23、基取整”. 整数部分“除2取余”：其含义是将十进制数的整数部分除以2 ,得到一个商数和一个余数； 然后将此次得到的商数再除以2 ,又得到一个商数和余数，如此反复，直到商数等于0为止。最后，将所有得到的余数按倒序（即第一个所得的余数是最低位，最后一个所得的余数是最 高位）排列，所得的数就是该十进制数的整数部分转换后的二进制数的整数部分。 小数部分“乘2取整”：其含义是将十进制数的小数部分乘以2，取其积的整数部分，并将 其积的小数部分再乘以2 ;如此反复，直到乘积的小数部分等于0为止。最后，将所有得到的积 的整数部分按顺序（即第一个所得的余数是最高位，最后一个所得的余数是最低位）排列，所得的 数就是该十进制数的小数部分转换后的二进制数的小数部分。【举例】将十进制数43转换为二进制数。【分析】根据十进制转换为二进制的方法，可得：21121012502212100143余数2因此，十进制整数43转换为二进制整数是：（101011低位考点15 :整数和实数在计算机内的表示方法 1 .整数（定点数）在计算机内的表示（1）原码计算机中的整数分为两类：不带符号的整数：此类整数一定是正整数，常常用于表示地址、索引等，它们可以是8位、16位、32位 甚至位数更多。带符号的整数：此类整数既可表示正整数，又可表示负整数。带符号的整数必须使用一个二 进位作为其符号位，一般是最高位，”0 ”表示