专转本计算机第一章+信息技术概述

第一章信息技术概述Chapter1TheSummaryofInformationTechnology第1页1.1信息与信息技术InformationandInformationTechnology第2页1.1.1信息与信息处理InformationandInformationProcessing第3页“信息”和“数据”，这2个术语概念在计算机信息处理中是现有区分又有联系。计算机是一种基于二进制运算信息处理机器，任何需要由计算机进行处理信息，都必须进行一定程度形式化，并表达成二进制编码形式。这就引进了数据概念。InformationandData第4页国际标准化组织ISO：

“数据是计算机中对事实、概念或指令进行描述一种特殊格式，这种（特殊）格式适合于使用计算机及其有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，首先强调是数据体现了一定内容，即“事实、概念或指令”，这就是数据语义；其次，数据具有一定格式（即数据语法），其目标是使计算机能自动进行加工处理、通信传递以及翻译转换。

数据定义Thedefinitionofdata第5页信息处理过程信息施效（效应器官）信息获取（感觉器官）信息传递（神经系统）信息加工（大脑）信息传递（神经系统）事物客体TheProcedureofInformationProcessing第6页与信息处理有关行为和活动信息搜集——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、管理等信息存放信息传递信息施用——控制、显示等TheActionandActivityofInformationProcessing第7页1.1.2信息技术InformationTechnology第8页信息技术信息技术：用来扩展人信息器官功能、帮助人们进行信息处理一类技术。人信息器官及功能：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第9页基本信息技术感知与识别技术——扩展感觉器官功能,提升人们感知范围、感知精度和敏捷度（遥感,OCR,车载雷达）通信技术与存放技术——扩展神经网络功能,消除人们交流信息空间和时间障碍（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，增强人们信息控制能力（工业控制，当代媒体）BasicInformationTechnology第10页1.1.3信息处理系统InformationProcessingSystem第11页 用于辅助人们进行信息获取、传递、存放、加工处理、控制及显示综合使用多种信息技术系统。信息加工通信/存放控制与显示通信/存放感知与识别信息处理系统构造InformationProcessingSystem第12页信息处理系统分类根据自动化程度——人工、半自动、全自动根据技术伎俩——机械、电子、光学根据通用性——专用、通用……TheclassificationofInformationProcessingSystem第13页信息处理系统实例雷达是一种以感知与识别为主要目标系统电视/广播系统是一种单向、点到多点（面）以信息传递为主要目标系统电话是一种双向、点到点以信息交互为主要目标系统银行是一种以处理金融业务为主系统图书馆是一种以信息收藏和检索为主系统Internet是一种跨越全球多功能信息处理系统

TheInstanceofInformationProcessingSystem第14页1.2电子信息技术介绍TheIntroductionofelectronicInformationTechnology第15页概述Summary当代信息技术特点：采取电(光)子技术：进行信息搜集、传递、加工、存放、显示与控制以计算机为基础（computer_based）以软件为关键（software_centric）当代信息技术领域：微电子、通信、广播、计算机、遥感遥测、自动控制、机器人等第16页1.2.1微电子技术Micro-electronicInformationTechnology第17页微电子技术与集成电路微电子技术：以集成电路为关键电子技术是在电子电路和系统超小型化和微型化过程中逐渐形成和发展起来。

Micro-electronicTechnologyandIntegratedCircuit第18页电子线路使用基础元件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第19页真空电子管(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第20页集成电路规模根据所包括晶体管数目分为：集成电路规模集成度（个电子元件）小规模集成电路（SSI）＜100中规模集成电路（MSI）100~3000大规模集成电路（LSI）3000~10万超大规模集成电路（VLSI）10万~100万极大规模集成电路（ULSI）＞100万ThescaleofIntegratedCircuit第21页集成电路分类根据所用晶体管构造、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第22页集成电路分类根据集成电路功能分为：

数字集成电路（如逻辑电路、存放器、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第23页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第24页集成电路发展趋势集成电路工作速度主要取决于组成逻辑门电路晶体管尺寸，晶体管尺寸越小，其极限工作频率越高，门电路开关速度就越快。芯片上电路元件线条越细，相同面积晶片可容纳晶体管就越多，功能就越强，速度也越快。TheTendencyofIntegratedCircuitDevelopment第25页集成电路发展趋势提升集成度，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 单块集成电路集成度平均每18～24个月翻一番——GordonE.Moore,1965年Intel公司创始人TheTendencyofIntegratedCircuitDevelopment第26页集成电路发展趋势

Intel公司微处理器集成度发展19701975198019851990199520231,00010,000100,0001,000,00010,000,000100,000,0004004800880808086802868038680486PentiumPentiumIIPentiumIIIPentium4晶体管数TheTendencyofIntegratedCircuitDevelopment第27页1.3通信技术入门TheIntroductionofCommunicationTechnology第28页概述Summary通信：多种信息传递当代通信：使用电波或光波双向传递信息技术（电信）第29页概述Summary通信三要素：

信源（信息发送者）

信宿（信息接收者）

信道（信息载体与传输媒介）通信系统模型：信源（宿）编码器（解码器）复用（分路）信道复用（分路）编码器（解码器）信源（宿）产生和发送信息一端信源信宿通信线路信道噪声外界干扰接收信息一端第30页概述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）第31页通信系统（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第32页通信系统（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第33页通信系统（电信网）分类数据通信模型及有关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）交换信源（宿）编码器（解码器）复用（分路）信道复用（分路）编码器（解码器）信源（宿）TheClassificationofCommunicationSystem第34页信道基本概念信道定义：向某个方向传输信息媒体。一条通信线路一般包括一种发送信道和一种接收信道。TheBasicConceptsofCommunicationChannel第35页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种不一样波长光波，使得数据传输速度和容量取得倍增。TheBasicConceptsofMultiplexing第36页实数（浮点数）表达16位机器数能够表达实数范围：（溢出 离散）011111

1111111111——011111

0111111111（原码）最小值最大值–（1–2-9）×225-1———（1–2-9）×225-1阶码符号位尾数符号位阶码值编码尾数值编码151410980实数（浮点数）表达Therepresentationoffloating-pointnumber第37页浮点数长度能够是32位、64位或更长。一般说来，位数越多，可表达数范围越大（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）表达Therepresentationoffloating-pointnumber第38页浮点数工业标准（美国电气与电子工程师协会IEEE制定）Pentium处理器中32位浮点数在计算机中表达包括三个部分:符号s占1位，s＝0表达此浮点数为正，s＝1表达为负偏移阶码e共8位，是带有偏移量127一种无符号整数，指数实际值＝e－127尾数共23位，使用原码表达，绝对值在1与2之间，其中1和小数点都是隐含，不直接表达出来Pentium处理器中32位浮点数格式偏移阶码e尾数f(b1b2b3…b23)符号位s8位23位实数（浮点数）表达Therepresentationoffloating-pointnumber第39页Pentium处理器32位浮点数数值要求

偏移阶码e符号位s尾数f浮点数值000000000或10±0000000000或1≠0(－1)s2－126(0.f)

其他0或1任意(－1)s2e－127(1.f)

111111110或10±∞111111110或1≠0非法数1.100011=>100011(1.f表达）=>1100011*2(0.f表达）1.011101=>011101(1.f表达）=>1011