第1章 信息技术概述

1、计算机基础计算机基础 数学计算机科学学院数学计算机科学学院第第1章章 信息技术概述信息技术概述内内容提要容提要1.1 现代信息技术1.2 数字技术基础1.3 微电子技术简介1.1 现代信息技术现代信息技术1.1.11.1.1信息与信息处理信息与信息处理 信息（信息（InformationInformation）：）：人们所关心的事情的消息或知识。 一则消息或知识，只有对接收者的行为或思想活动产生影响时，才能称为信息。信息可以脱离原物质而借助于载体传输。载体以某种特殊的变化和运动反映信息的内容，并使接收者可以感知。 信息处理：信息处理：包括信息收集、存储、加工、检索、传输等活动。 计算机的出现和

2、普遍使用则是信息处理的巨大飞跃。 1.1.21.1.2信息技术的发展信息技术的发展1 1信息技术信息技术信息技术：信息技术：是对用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。信息技术包括以下几个方面：信息技术包括以下几个方面：v 感测与识别技术：感测与识别技术：其作用是扩展人类获取信息的感觉器官功能，它包括信息识别、信息提取、信息检测等技术。 v 信息传输技术：信息传输技术：主要功能是实现信息的快速、准确、可靠、安全地从一个地方传输到另一个地方。v 信息处理与挖掘技术：信息处理与挖掘技术：信息处理包括对信息的编码、压缩、加密等。 “数据挖掘”在对信息处理的基础上，还可以发现信息内部包含的某种联系，

3、从而形成一些新的更深层次的决策信息。v 信息应用技术：信息应用技术：是针对各种实用目的而发展起来的具体技术，如企业生产自动化、办公自动化、家庭自动化、人工智能和互联网技术等，它是信息技术开发的根本目的所在。2 2信息技术的发展历程信息技术的发展历程信息技术的发展历程了五个阶段：信息技术的发展历程了五个阶段：v 语言的使用：语言的使用：语言成为人类进行思想交流和信息传播不可缺少的工具。v 文字的出现和使用：文字的出现和使用：它使人类对信息的保存和传播取得重大突破，较大地超越了时间和地域的局限。v 印刷术的发明和使用：印刷术的发明和使用：它使书籍、报刊成为重要的信息储存和传播的媒体。v 电话、广播

4、、电话、广播、电视的使用：它使人类进入利用电磁波传播信息的时代。v 计算机与互连网的使用：计算机与互连网的使用：它使人类进入大容量、高效、快速、多媒体的信息传播时代。3. 3. 信息技术发展趋势信息技术发展趋势v 高速大容量：高速大容量：从元器件到计算系统，从处理、存储到传输，从传输到交换，信息技术在向着高速大容量的方向发展。v 综合集成：综合集成：信息采集、处理、存储与传输的结合，信息生产与信息使用的结合，各种媒体的结合，各种业务的综合，都体现了综合集成的理念。v 平台化：平台化：操作系统、数据库、中间件和应用软件相互渗透，硬件与操作系统等软件整合集成，标志着信息技术在向一体化软件平台方向演

5、变。平台化可降低信息技术应用复杂性，适应用户灵活部署、协同工作和个性应用需求。v 智能化智能化：随着传感技术、通信技术的发展，海量数据汇集将赋予信息技术更多自适应能力，智能化将成为趋势。智能信息技术将综合利用各种网络、自动化等手段提供快捷的智能服务。v 多媒体化：多媒体化：在数字媒体技术与终端融合的发展前提下，人们更加注重视听感觉和个体体验，多媒体化是必然趋势。综合处理音频、视频、图形、图像，以及与终端设备交互控制结合的技术，有助于实现人机信息动态、双向交互。1.1.31.1.3信息化与信息社会信息化与信息社会1.1. 信息化信息化 信息化：信息化：是充分利用信息技术，开发利用信息资源，促进信

6、息交流和知识共享，提高经济增长质量，推动经济社会发展转型的历史进程。信息化的内容信息化的内容 ：v 产品信息化：产品信息化：一是产品所含各类信息比重日益增大、物质比重日益降低，产品日益由物质产品的特征向信息产品的特征迈进；二是越来越多的产品中嵌入了智能化元器件，使产品具有越来越强的信息处理功能。 v 企业信息化：企业信息化：指企业在产品的设计、开发、生产、管理、经营等多个环节中广泛利用信息技术，并大力培养信息人才，完善信息服务，加速建设企业信息系统。 v 产业信息化：产业信息化：指农业、工业、服务业等传统产业广泛利用信息技术，大力开发和利用信息资源，建立各种类型的数据库和网络，实现产业内各种资

7、源、要素的优化与重组，从而实现产业的升级。 v 国民经济信息化：国民经济信息化：指在经济大系统内实现统一的信息大流动，使金融、贸易、投资、计划、通关、营销等组成一个信息大系统，使经济的四个环节生产、流通、分配、消费，通过信息进一步联成一个整体。国民经济信息化是各国急需实现的近期目标。 v 社会生活信息化：社会生活信息化：指包括经济、科技、教育、军事、政务、日常生活等在内的整个社会体系采用先进的信息技术。建立各种信息网络，大力开发有关人们日常生活的信息内容，丰富人们的精神生活，拓展人们的活动时空，等到社会生活极大程度信息化以后，我们也就进入了信息社会。信息化的重要意义：信息化的重要意义： 信息化

8、是一个国家由物质生产向信息生产、由工业经济向信息经济、由工业社会向信息社会转变的动态的、渐进的过程。信息化的本质就是生产力的变革。我国经过30年的改革开放，经济社会发展进入一个关键时期，粗放型的经济发展模式，消耗了大量的资源，破坏了生态环境，已经难以为继。必须要调整产业结构，转变经济发展模式，大力发展信息技术等新兴产业，把信息化和工业现代化、农业现代化、城镇化等结合起来，才能重新取得发展的主动权，这也是落实科学发展观，建设美丽中国的必然要求。2. 2. 信息社会信息社会 信息社会：信息社会：也称信息化社会，是脱离工业化社会以后，信息产业高度发达并且在产业结构中占据优势的社会。 信息社会的特点：

9、信息社会的特点：v 社会经济的主体由制造业转向以高新科技为核心的第三产业，即信息和知识产业占据主导地位。 v 劳动力主体不再是机械的操作者，而是信息的生产者和传播者。v 交易结算不再主要依靠现金，而是主要依靠信用。v 贸易不再主要局限于国内，跨国贸易和全球贸易将成为主流。1.1.4 1.1.4 信息产业信息产业1.1.信息产业的分类：信息产业的分类：2. 2. 信息产业在国民经济发展中的作用信息产业在国民经济发展中的作用1 1）信息产业的支柱作用）信息产业的支柱作用 信息产业是国民经济的支柱产业。近年来信息产业以3倍于国民经济的速度发展，在国内生产总值(GDP)中的比重不断攀升，2012年达到

10、6.3%，已成为国民经济新的增长点。2) 2) 信息产业的基础作用信息产业的基础作用 信息产业是关系国家经济命脉和国家安全的基础性和战略性产业。通信网络是国民经济的基础设施，网络与信息安全是国家安全的重要内容；强大的电子信息产品制造业和软件业是确保网络与信息安全的根本保障，也是国防现代化建设的重要保障。3) 3) 信息产业的先导作用信息产业的先导作用 信息产业是国家经济的先导产业。信息产业的发展已经成为各国经济发展的主要动力和社会再生产的基础，它是高新技术产业群中的龙头产业，带动着其它高新技术产业的发展，它已渗透国民经济的各领域，极大提高国家的创新能力。4) 4) 信息产业的核心作用信息产业的

11、核心作用 信息产业是推进国家信息化、促进国民经济增长方式转变的核心产业。通信网络和信息技术装备是国家信息化的物资基础和主要动力；信息技术的普及和信息产品的广泛应用，将推动社会生产、生活方式的转型；信息产业的发展大量降低物资消耗和交易成本，对实现我国经济增长方式向节约资源、保护环境、促进可持续发展的内涵集约型方式转变具有重要推动作用。3 3我国信息产业的主要发展方向我国信息产业的主要发展方向 1 1）下一代信息网络产业）下一代信息网络产业 实施宽带中国工程，加快构建下一代国家信息基础设施；加快新一代信息网络技术开发和自主标准的推广应用，支持适应物联网、云计算和下一代网络架构的信息产品的研制和应用

12、，带动新型网络设备、智能终端产业和新兴信息服务及其商业模式的创新发展；发展宽带无线城市、家庭信息网络，加快信息基础设施向农村和偏远地区延伸覆盖，普及信息应用；强化网络信息安。 2 2）电子核心基础产业）电子核心基础产业 大力提升高性能集成电路产品自主开发能力，加强新一代半导体材料和器件工艺技术研发，培育集成电路产业竞争新优势。掌握智能传感器和新型电力电子器件及系统的核心技术，提高新兴领域专用设备仪器保障和支撑能力，发展片式化、微型化、绿色化的新型元器件。 3 3）高端软件和新兴信息服务产业）高端软件和新兴信息服务产业 加强以网络化操作系统、海量数据处理软件等为代表的基础软件、云计算软件、工业软

13、件、智能终端软件、信息安全软件等关键软件的开发。推动大型信息资源库建设，积极培育云计算服务、电子商务服务等新兴服务业。推进网络信息服务体系变革转型和信息服务的普及，利用信息技术发展数字内容产业，提升文化创意产业，促进信息化与工业化的深度融合。1.2 数数字技字技术术基基础础1.2.1 1.2.1 信息的单位信息的单位1 1）计算机中信息的存储单位）计算机中信息的存储单位 bit指的是二进制数的一位，又称比特，是计算机存储数据的指的是二进制数的一位，又称比特，是计算机存储数据的最小单位。最小单位。 在计算机中，通常用在计算机中，通常用B B（字节）、（字节）、KBKB（千字节）、（千字节）、MB

14、MB（兆字（兆字节）、节）、GBGB（吉字节）、（吉字节）、PBPB（拍字节）为单位来表示存储器（内存（拍字节）为单位来表示存储器（内存、硬盘等）的存储容量或文件的大小。、硬盘等）的存储容量或文件的大小。2 2） 存储单位存储单位B B、KBKB、MBMB、GBGB、PBPB的换算关系的换算关系1B=8bit (20)1KB=1024B(210)1MB=1024KB (220) 1GB=1024MB (230) 1TB=1024GB (240) 1PB=1024TB (250)3 3）计算机字长）计算机字长 计算机字长一般是指参加运算的寄存器所含有的二计算机字长一般是指参加运算的寄存器所含有的

15、二进制数的位数，它表示了一次信息处理的二进制位数和进制数的位数，它表示了一次信息处理的二进制位数和计算机的精度。计算机的功能设计决定了计算机的字长。计算机的精度。计算机的功能设计决定了计算机的字长。目前，一般的大型主机字长在目前，一般的大型主机字长在128128256256位之间，小型机位之间，小型机字长在字长在3232128128位之间，微型机字长在位之间，微型机字长在16166464位之间，位之间，随着计算机技术的发展，各型计算机的字长有所加长。随着计算机技术的发展，各型计算机的字长有所加长。 1 1进位计数制进位计数制 用进位的方法进行计数的数制称为进位计数制，简称进制。用进位的方法进行

16、计数的数制称为进位计数制，简称进制。 1)1)进位计数制的两个基本要素，即进位计数制的两个基本要素，即“基数基数”和和 “权权” 1.2.2 1.2.2 二进制及其基本运算二进制及其基本运算 某进制的基数是指该进制中允许使用的数码的个数，某进制的基数是指该进制中允许使用的数码的个数，而而进制中每一固定位置对应的单位值称为权。进制中每一固定位置对应的单位值称为权。 (1999)10= 1103 + 9102 + 9 101 + 9 100(101.11)2= 122 + 021 + 1 20 + 1 2-1 + 1 2-2权值权值几种常用进制的基数和数码：几种常用进制的基数和数码： 进 制基 数

17、使 用 的 数 码二进制20，1八进制80，1，2，3，4，5，6，7十进制100，1，2，3，4，5，6，7，8，9十六进制160，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F2). 2). 计算机采用二进制其特点计算机采用二进制其特点（1 1）物理上容易实现；）物理上容易实现；（2 2）运算简便；）运算简便；（3 3）运行可靠；）运行可靠；（4 4）逻辑计算方便。）逻辑计算方便。几种不同的进制数的对应关系：几种不同的进制数的对应关系：为清晰简便起见，一般在数的后面加一个字母为清晰简便起见，一般在数的后面加一个字母以区别不同的进制。用以区别不同的进制。用B B表示二进制，表示二

18、进制，Q Q表示八进表示八进制、制、D D或不加字母表示十进制、或不加字母表示十进制、H H表示十六进制。表示十六进制。如：如：101101B101101B、256Q256Q、168D168D或或168168、10E6H10E6H。 2不同进位计数制之间的转换不同进位计数制之间的转换 1）二进制、八进制、十六进制转换为十进制）二进制、八进制、十六进制转换为十进制 采用采用“按权展开，相加求和按权展开，相加求和”的方法，即用多项式的方法，即用多项式展开，然后逐项累加。展开，然后逐项累加。例例1 1：将（将（1101101.01011101101.0101）2转换为十进制；转换为十进制；(1101

19、101.0101)2 =126+125+024+123+122+021 +l20+021+l22+023+124 = (109.3125)10例例2 2：将（将（3506.23506.2）8 8十进制；十进制；例例3 3：将（将（1EC.2A1EC.2A）1616十进制；十进制；(3506.2)8 = 383+582+081+680+281 = (1862.25)10(1EC.2A)16 =1162+14161+12160+216-1+1016-2 = (492.164 062 5)10 1. 十进制整数转换成十进制整数转换成R进制整数进制整数 方法方法: : 除除R R取余取余2）十进制转换

20、为二进制、八进制、十六进制）十进制转换为二进制、八进制、十六进制十进制整数转换成十进制整数转换成R R进制的整数，可用十进制整数部分连进制的整数，可用十进制整数部分连续地除以续地除以R R直到商为零为止。其余数即为直到商为零为止。其余数即为R R进制的各位数码。进制的各位数码。此方法称之为此方法称之为“除除R R取余法取余法”。步骤如下：。步骤如下：（1 1）将十进制数除）将十进制数除R R，保存余数。，保存余数。（2 2）若商为）若商为0 0，则进行第，则进行第(3)(3)步，否则，用商代替原十进制数，步，否则，用商代替原十进制数，重复第重复第(1)(1)步。步。（3 3）将所有的余数找出，

21、最后得到的余数作为最高位，最先得）将所有的余数找出，最后得到的余数作为最高位，最先得出的余数作为最低位，由各余数依次排列而成的新的数据就出的余数作为最低位，由各余数依次排列而成的新的数据就是转换成二进制的结果。是转换成二进制的结果。例例4: 4: 将将（57）10转换为二进制数。转换为二进制数。 (57)10 =(111001)2 例例5:5:将将(153)10(153)10转化为八进制数转化为八进制数 。（方法（方法: 除除8取余）取余）(153)10 =(231)8 例例6:6:将将(286)10转化为十六进制数转化为十六进制数 。 （方法（方法: 除除16取余）取余）(286)10 =(

22、11E)16 注意：十进制整数转换成八进制、十六进制整数，一般不采取这种方法，易出错注意：十进制整数转换成八进制、十六进制整数，一般不采取这种方法，易出错，而是先将十进制整数转化为二进制整数，再将二进制整数转化为八进制、十六，而是先将十进制整数转化为二进制整数，再将二进制整数转化为八进制、十六进制整数。进制整数。2. 2. 十进制小数转换成十进制小数转换成R R进制小数进制小数 方法方法: : 乘乘R R取整取整 十进制小数转换成十进制小数转换成R进制小数时，可将小数部分连续地乘进制小数时，可将小数部分连续地乘以以R，直到小数部分为，直到小数部分为0，或达到所要求的精度为止（小数部，或达到所要

23、求的精度为止（小数部分可能永不为零），得到的整数即组成分可能永不为零），得到的整数即组成R进制的小数部分，进制的小数部分，此法称为此法称为“乘乘R取整法取整法”。例例7 7：将将（0.3125）10转换成二进制数。转换成二进制数。 (0.3125)(0.3125)1010 = (0.0101) = (0.0101)2 2 例例8:8: 将（将（0.5627）10转换成二进制数。转换成二进制数。此过程会不断进行下去（小数位永不达此过程会不断进行下去（小数位永不达0），因此只能取到一定精度），因此只能取到一定精度 (0.5627)10 (0.10010)2若将十进制数若将十进制数57.312557

24、.3125转换成二进制数，可分别进行转换成二进制数，可分别进行整数部分和小数部分的转换，然后再拼在一起：整数部分和小数部分的转换，然后再拼在一起： （57.312557.3125）1010 = = （111001.0101111001.0101）2 2注意：十进制小数转换成八进制、十六进制小数也可以通过注意：十进制小数转换成八进制、十六进制小数也可以通过乘乘8 8、1616取整来得到，取整来得到， 但是这种方法计算比较复杂，容易出但是这种方法计算比较复杂，容易出错，通常是先把十进制小数先转换成二进制小数，再将二进错，通常是先把十进制小数先转换成二进制小数，再将二进制小数转换成八进制或十六进制小

25、数。制小数转换成八进制或十六进制小数。 3 3）二进制）二进制, ,八进制八进制, ,十六进制数的相互转换十六进制数的相互转换 八进制数码二进制数十六进制数码二进制数十六进制数码二进制数0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C1100510150101D1101611060110E1110711170111F1111八进制、十六进制基数与二进制数对照表八进制、十六进制基数与二进制数对照表 二、八、十六进制的相互转换在应用中占有重要的地位。二、八、十六进制的相互转换在应用中占有重要的地位。由于这三种进制的

26、权之间有内在的联系，即由于这三种进制的权之间有内在的联系，即2 23 3=8=8，2 24 4=16=16，因，因而它们之间的转换比较容易，每位八进制数码用三位二进制数而它们之间的转换比较容易，每位八进制数码用三位二进制数表示，即三个二进制位为一组；每位十六进制数码用四位二进表示，即三个二进制位为一组；每位十六进制数码用四位二进制数表示，即四个二进制位为一组。制数表示，即四个二进制位为一组。 在转换时，以小数点为中心向左右两边延伸进行分组，中在转换时，以小数点为中心向左右两边延伸进行分组，中间的间的0 0不能省略，两头不够时必须补不能省略，两头不够时必须补0 0，补满一组的位数为止。，补满一组

27、的位数为止。 1. 1. 二进制数转换成八进制数二进制数转换成八进制数 方法方法: :“三合一三合一”，用三位二进制表示一位八进制，用三位二进制表示一位八进制 142Q142Q （98）1011000102. 2. 二进制数转换为十六进制数二进制数转换为十六进制数 方法方法: :“四合一四合一”，用四位二进制表示一位十六进制，用四位二进制表示一位十六进制（98）10110001062H3. 3. 八进制数转换成二进制数八进制数转换成二进制数 方法：方法：“一拉三一拉三”, ,把一位八进制用三位二进制表示把一位八进制用三位二进制表示（98）10142Q 11000104. 4. 十六进制数转换成

28、二进制数十六进制数转换成二进制数 方法方法: :“一拉四一拉四”，把一位十六进制用四位二进制表，把一位十六进制用四位二进制表示示（98）1062H 1100010例例9 9：将十进制数将十进制数98.3125分别转换为二、八、十六进制数。分别转换为二、八、十六进制数。1.2.3 1.2.3 信息在计算机中的表示信息在计算机中的表示计算机中的信息分为两大类：计算机中的信息分为两大类：数值信息：数值信息：如5、-8、2.68、-135.378等。非数值信息：非数值信息：如文字、声音、图形、图像、动画、视频等。 无能是数值信息还是非数值信息，在计算机内部都必须用二进制的0和 l 两个符号来表示。 1

29、. 数值信息数值信息1）符号数的机器码表示）符号数的机器码表示 实际的数据有正数和负数，用实际的数据有正数和负数，用“+”表示正数，用表示正数，用“-”表表示负数，这种带有符号的数称为符号数。因为计算机不能识示负数，这种带有符号的数称为符号数。因为计算机不能识别别“+”号和号和“-”号，必须对它们数值化，用号，必须对它们数值化，用0表示表示“+”，用，用1表示表示“-”，并且将，并且将0或或1放在二进制数的最高位（符号位）上放在二进制数的最高位（符号位）上。这种被符号化后的符号数可以在计算机中表示，通常称它。这种被符号化后的符号数可以在计算机中表示，通常称它为机器码。机器码有三种：原码、反码和

30、补码。为机器码。机器码有三种：原码、反码和补码。 （1 1） 原码原码 一个符号数的原码是：如果为正，其符号位为0，如果为负，其符号位为1，其余各二进制位是该符号数的绝对值。在以下叙述中以xy表示x的原码。例例1 1 写出写出 x1=+1101001Bx1=+1101001B，x2=-0111001Bx2=-0111001B的原码。的原码。x1y=01101001B x2y=10111001B0在原码中有两种表示：+0y=00000000B -0y=10000000B说明：说明：原码表示虽然直观，但原码在做加减运算时，符号位不能视同数一样参加运算，运算规则复杂，运算时间长，为此再引入反码和补码

31、。（2 2） 反码反码 正数的反码与其原码相同，负数的反码是保持其原码符号位不变，其余各位“1”换成“0”，“0”换成“1”，便得到反码。在以下叙述中以xf表示x的反码。例例2 2 写出写出 x1=+1101001Bx1=+1101001B，x2=-0111001Bx2=-0111001B的反码。的反码。x1y=01101001B x2y=10111001Bx1f=01101001B x2f=11000110B0在反码中有两种表示：+0f=00000000B -0f=11111111B（3 3） 补码补码正数的补码与其原码相同，负数的补码通过在其反码的最低二进制位上加1得到。在以下叙述中以xb

32、表示x的补码。如果x为负数，xb=xf+1。例例3 3 写出写出 x1=+1101001Bx1=+1101001B，x2=-0111001Bx2=-0111001B的补码。的补码。x1y=01101001B x2y=10111001Bx1f=01101001B x2f=11000110Bx1b=01101001B x2b=11000111B0在补码中只有一种表示：+0b=00000000B -0b=00000000B说明：说明：补码的特点是其符号位能和数值部分一起参加运算。例例4 x1=+1101001B4 x1=+1101001B，x2=-0111001Bx2=-0111001B，计算，计算

33、x1+x2x1+x2的值。的值。直接计算：直接计算：x1+x2=+1101001B-0111001B=+0110000B用补码计算：用补码计算：x1+x2=x1b+x2b=01101001B+11000111B=00110000B注意：注意：用补码计算时，如果最高位要向前进位，将自动丢弃进位。上述计算结果相同。2 2）定点数的机器码表示）定点数的机器码表示定点整数：定点整数：小数点的位置在最低的一个二进位之后。如： 为负整数，即为负整数，即-0111010B。 定点纯小数：定点纯小数：将小数点隐含在符号位与有效数值部分的中间，简称定点小数。如： 为正纯小数，即为正纯小数，即+0.1000100

34、B。 3 3）浮点数的机器码表示）浮点数的机器码表示 一个二进制数的浮点形式应包括阶码和尾数两部分，这里阶码是以2为底的指数的幂，底数2是隐含的不出现。采用这种形式表示的数称为浮点数。记为：N=2iS式中，i为N的阶码，是带符号的整数；S为N的尾数，一般规定为带符号的二进制定点纯小数。例：例：1 0 1 10 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0阶码尾数例中阶码为例中阶码为-011B-011B，尾数为，尾数为+0.10100000000B+0.10100000000B。它表示的浮点数是：它表示的浮点数是：+ +（0.1010.101）2 2-3-3=0.000101B=0.078125D

35、=0.000101B=0.078125D。说明：说明：计算机采用浮点数表示数值的原因是：用同样多二进制位表示数值，浮点数表示数的范围比定点数大。浮点数不易丢失有效数字，提高了运算精度。2、西文字符的编码、西文字符的编码 1）ASCII码码 ASCII码码是目前计算机是目前计算机中最普遍采用的一种字符编中最普遍采用的一种字符编码。码。ASCII( American Standard Code for Information Interchange)码称为码称为“美国信息交换标准代码美国信息交换标准代码”，被国，被国际标准化组织确定为国际上通用的字符编码。用一个字际标准化组织确定为国际上通用的字符

36、编码。用一个字节表示，它分为标准节表示，它分为标准ASCIIASCII码和扩展码和扩展ASCIIASCII码两部分。码两部分。 （1 1）标准）标准ASCIIASCII码：码：最高位为0，低七位二进制数用于编码，范围：0127，所以标准ASCII码最多可表示128个不同的符号。包括95种可打印字符，还有33种控制字符（如回车、换行等）。 常见可显示字符的常见可显示字符的ASCIIASCII码：码： 数字09的ASCII编码为：30H39H。 英文字母AZ的ASCII编码为：41H5AH。 英文字母az的ASCII编码为：61H7AH。说明：说明：由于标准ASCII码采用七位编码，没有用到字节的

37、最高位。而很多系统就利用这一位作为校验码，以便提高字符信息传输的可靠性。ASCII码表码表（2 2） 扩展扩展ASCIIASCII码：码：最高位为1，扩展部分的范围为128255，代表128个扩展字符。8位ASCII码总共表示256个符号，其标准ASCII码都是相同的，而扩展ASCII码在不同的计算机上可能会有不同的字符定义。如果没有特别说明，人们通常所说的ASCII码是指标准ASCII码。2） EBCDIC码码 EBCDIC码（码（Extended Binary Coded Decimal Interchange Code）是美国）是美国IBM 公司在它的各类机器上公司在它的各类机器上广泛使

38、用的一种信息代码。广泛使用的一种信息代码。 一个字符的一个字符的EBCDIC 码占用一个字节，用八位二进码占用一个字节，用八位二进制码表示信息，最多可以表示出制码表示信息，最多可以表示出256个不同代码个不同代码 3） Unicode编码编码 UnicodeUnicode编码是由国际组织设计，理论上它可为世编码是由国际组织设计，理论上它可为世界每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编界每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码，以满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求。码，以满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求。UnicodeUnicode的学名是的学名是“Unive

39、rsal Multiple-Octet Coded Universal Multiple-Octet Coded Character SetCharacter Set”，简称为，简称为UCSUCS。UCSUCS有两种格式：有两种格式：UCS-2UCS-2和和UCS-4UCS-4。UCS-2UCS-2就是用两个字节编码，就是用两个字节编码，UCS-4UCS-4就是用就是用4 4个字节个字节（实际上只用了（实际上只用了3131位，最高位必须为位，最高位必须为0 0）编码。目前）编码。目前UCS-2UCS-2格式包含符号格式包含符号68116811个，汉字个，汉字2090220902个，韩文拼音个，

40、韩文拼音1117211172个，个，造字区造字区64006400个，保留个，保留2024920249个，共计个，共计6553465534个。例如个。例如“A A”的的UnicodeUnicode编码是编码是4100H4100H，高位，高位41H(41H(转换为转换为ASCIIASCII码即是码即是65=65=“A A”) )，例如，例如“汉汉”字的字的UnicodeUnicode编码是编码是6C49H6C49H。 3、中文信息编码、中文信息编码 1 1）汉字输入码（或外码）汉字输入码（或外码） 汉字输入码主要分为三类：数字编码、拼音编码和字形汉字输入码主要分为三类：数字编码、拼音编码和字形编码

41、编码 ：数字编码数字编码 数字编码就是用数字串代表一个汉字的输入，常用的是数字编码就是用数字串代表一个汉字的输入，常用的是国标区位码。国标区位码。 拼音编码拼音编码 拼音编码是以汉语读音为基础的输入方法。拼音编码是以汉语读音为基础的输入方法。 字形编码字形编码 字形编码是以汉字的形状确定的编码。如：五笔字型字形编码是以汉字的形状确定的编码。如：五笔字型 。2）汉字国标交换码和机内码）汉字国标交换码和机内码 西文处理系统的交换码和机内码均为西文处理系统的交换码和机内码均为ASCII，用一个，用一个字节表示，一般只用低七位。字节表示，一般只用低七位。 1981年我国在国标年我国在国标GB2312-

42、80制定了汉字交换码也称制定了汉字交换码也称为国标交换码为国标交换码(简称国标码简称国标码)。在国标码中，一个汉字用两。在国标码中，一个汉字用两个字节表示，每个字节也只用其中的七位个字节表示，每个字节也只用其中的七位 。 国标码每个字节高位置国标码每个字节高位置“1”作为汉字机内码。这样既作为汉字机内码。这样既解决了汉字机内码与西文机内码之间的二义性，又使汉字解决了汉字机内码与西文机内码之间的二义性，又使汉字机内码与国标码具有极简单的对应关系。机内码与国标码具有极简单的对应关系。 区位码、国标码和机内码之间的关系区位码、国标码和机内码之间的关系 区区位位码码区位码区码区位码区码+ +20H20

43、H= =国标码前字节国标码前字节区位码位码区位码位码+ +20H20H= =国标码后字节国标码后字节国标码前字节国标码前字节+ +80H80H= =机内码高位机内码高位国标码后字节国标码后字节+80H=机内码低位机内码低位国国标标码码机机内内码码机机内内码码区位码区码区位码区码+A0H = =机内码高位机内码高位区位码位码区位码位码+A0H=机内码低位机内码低位3） 汉字字形码汉字字形码 汉字字形码通常有两种表示方式：点阵和矢量表示方式。汉字字形码通常有两种表示方式：点阵和矢量表示方式。 点阵：汉字字形点阵的代码点阵：汉字字形点阵的代码 1616、2424、3232、4848。 矢量：存储的是

44、描述汉字字形的轮廓特征。矢量：存储的是描述汉字字形的轮廓特征。 字模点阵的信息量是很大的，字模点阵的信息量是很大的，占用存储空间也很大，以占用存储空间也很大，以1616点阵为例，每个汉字点阵为例，每个汉字占用占用32(216=32)个字节个字节 1.3 微微电电子技子技术简术简介介 微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。超大规模集成电路促进微电子技术的不断发展。它已成为信息技术领域中的关键技术，是发展电子信息产业和各项高技术的基础，微电子技术的核心是集成电路。微电子技术包括系统和电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试，以及封装、组装等一系列专门的技

45、术。微电子技术是微电子学中的各项工艺技术的总和。微电子技术产品很多，下面简单介绍一下集成电路、IC卡和RFID。 1.3.11.3.1集成电路集成电路集成电路集成电路（Integrated Circuit，IC）:是指采用一定的工艺，把一个电路中所需的三极管、二极管、电阻、电容、电感等元器件及导线互连在一起，制作在一小块或几小块陶瓷、玻璃或半导体晶片上，然后封装在一起，成为一个能够实现一定电路功能的微型电子器件或部件。集成电路与集成电路板集成电路与集成电路板 集成电路具有体积小、重量轻、寿命长、可靠性高、成本低、性能好等优点，同时还便于大规模生产。它广泛应用在工业、农业、军事、科学、教育、通信

46、、家用电器等领域。其发展规模和技术水平己成为衡量国家地位和综合国力的重要标志之一。集成电路技术则作为推动国民经济和社会信息化的关键技术，关系到国家产业竞争力和国家信息安全。 集成电路的分类：集成电路的分类：（1）按电路结构分：）按电路结构分：集成电路可分为模拟集成电路和数字集成电路。模拟集成电路主要是用来产生、放大和处理各种模拟信号。数字集成电路主要是用来产生、放大和处理各种数字信号。（2）按集成度分：）按集成度分：集成电路可分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路。（3）按导电类型分：）按导电类型分：集成电路可分为双极型集成电路和单极型集成电路。（4）按焊接方式分

47、：）按焊接方式分：集成电路可分为直插式集成电路和贴面式集成电路。我国集成电路研究的最新重大成果：我国集成电路研究的最新重大成果： 复旦大学微电子学院研究团队研究出一种新型的微电子基础器件半浮栅晶体管，并在2013年8月9日出版的最新一期的科学上刊发研究成果。这是中国科学家在这一国际顶级学术期刊上发表的第一篇微电子器件领域的原创性成果，标志着原创“上海芯”打破了国外的垄断。半浮栅晶体管是一种新型的微电子基础器件，可应用于存储器和主动式图像传感器芯片。相比于传统图像传感器芯片，由半浮栅晶体管构成的新型图像传感器单元面积能缩小20%以上，分辨率和灵敏度也能得到提升。它的成功研制将有助于中国掌握集成电

48、路的核心技术，在芯片设计与制造上获得更多话语权。 复旦大学微电子学院制造出世界第一个半浮栅晶体管1.3.2 IC1.3.2 IC卡卡ICIC卡卡 (Integrated Circuit Card(Integrated Circuit Card，集成电路卡，集成电路卡) )：又称智能卡、智慧卡、微电路卡等。它是将一个集成电路芯片嵌入符合ISO 7816标准的卡基中，做成卡片形式。卡片包含了微处理器、I/O接口及存储器，提供了数据的运算、访问控制及存储功能。1. IC1. IC卡的结构卡的结构基片基片：现在多为聚氯乙烯材质，也有塑料或是纸制。 接触面：接触面：金属材质，一般为铜制薄片，集成电路的输

49、入输出端连接到大的接触面上，这样便于读写器的操作，也有助于延长卡片使用寿命，触点一般有8个。 集成芯片：集成芯片：通常非常薄，在0.5mm以内，直径大约1/4厘米，一般成圆形或方形，内部芯片一般有CPU、RAM、ROM、 EPROM。图1.2就是各种IC卡的集成芯片。各种IC卡芯片：各种IC卡：2 .IC2 .IC卡的分类卡的分类IC卡可分为以下三种类型：接触式接触式 ：读写需要IO线路接触。 非接触式：非接触式：使用射频、红外线、感应电动势、非IO线路接触，（非接触技术类似RFID技术）。 混合式：混合式：同时拥有接触与非接触接口。3. IC3. IC卡的应用领域卡的应用领域 由于IC卡便于

50、携带、存储量大、安全可靠、适用范围广等优点，日益受到人们的青睐。人们使用的公交卡、医疗卡、同学们使用的校园一卡通都是IC卡，它已广泛用于金融、交通、旅游、消费、贸易、医疗、娱乐、小区管理等方面。1.3.3 RFIDRFID是射频识别技术（是射频识别技术（Radio Frequency Identification）：）：又称电子标签。射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，它是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递，并通过所传递的信息达到识别目的的技术。1. RFID工作原理工作原理RFID的工作原理是：的工作原理是：电子标签进入磁场后，如果接收到

51、阅读器发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(即 Passive Tag，无源电子标签或被动电子标签)，或者主动发送某一频率的信号(即Active Tag，有源电子标签或主动电子标签)，阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。RFID工作示意图工作示意图2. RFID系统的组成系统的组成 RFID系统在具体的应用过程中，根据不同的应用目的系统在具体的应用过程中，根据不同的应用目的和应用环境，系统的组成会有所不同，但从和应用环境，系统的组成会有所不同，但从RFID系统的工系统的工作原理来看，系统一般都由信号发射机、信号接收机、发作原理来看，系统一般都由信号发射机、信号接收机、发射接收天线几部分组成。下图为贴式电子标签射接收天线几部分组成。下图为贴式电子标签 。3. RFID的特点的特点 RFID系统最重要的特点是非接触识别，它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢等障碍