第一章 信息技术概述

第一章信息技术概述第1页，课件共109页，创作于2023年2月第一章信息技术概述1.1信息与信息技术1.2微电子技术简介1.3通信技术入门1.4数字技术基础第2页，课件共109页，创作于2023年2月1.1信息与信息技术什么是信息、信息处理？4个基本的信息技术？信息处理系统？

本节重点：第3页，课件共109页，创作于2023年2月1.1.1信息与信息处理

信息是什么？

信息就是信息，它既不是物质也不是能量。

——N.Wiener（控制论创始人）事物运动的状态及状态变化的方式。——客观事物立场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。

——认识主体立场

信息普遍存在，是一种基本资源实际应用中，人们更关心的是认识论层次的信息。例如：中国人口有13亿多，且每年以6%比例增长。第4页，课件共109页，创作于2023年2月什么是数据“数据是对未经组织的事实、概念或指令的一种特殊表达形式，这种特殊的表达形式可以用人工或自动化的装置对其进行通信，翻译转换或加工处理。”——iso定义。数据的语义是数据表达的“事实、概念或指令”。数据的语法是数据具有特殊的表达形式。第5页，课件共109页，创作于2023年2月数据与信息的联系是：信息是对人有用的数据，这些数据将可能影响到人们的行为与决策。信息和数据通常并不严格加以区分(在不引起混淆时)；当数据向人们传递了某些含义时，数据就变成了信息。在信息处理领域中，信息指的是人们要解释的那些数据的含第6页，课件共109页，创作于2023年2月2．信息的属性(1)事实性(2)等级性(3)共享性(4)转换性(5)扩散性(6)可压缩性(7)增值性(8)可存储性(9)可再生性第7页，课件共109页，创作于2023年2月3．信息的分类(1)按信息的内容分为：政治，军事，文化，科技，市场(2)按信息的表示形式分为：数据、文字、图像、声音、视频。(3)按信息的作用分为：有用的，无用的，有害的。(4)按信息的逻辑性分为：真实的，虚假的。(5)按信息的载体分为：电信号，光信号等。（6）按信息处理时的电信号的形式分：离散的，连续的第8页，课件共109页，创作于2023年2月1.1.1信息与信息处理人工进行信息处理的过程信息施效（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）事物客体第9页，课件共109页，创作于2023年2月1.1.1信息与信息处理信息处理？

信息收集——感知、测量、识别、获取、输入等信息传递

信息加工——分类、计算、分析、转换、检索、管理

信息存储

信息传递

信息维护

信息施用——控制、显示等第10页，课件共109页，创作于2023年2月1.1.2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）——施用信息第11页，课件共109页，创作于2023年2月1.1.2信息技术基本信息技术(四个)

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(雷达、卫星遥感）通信技术——扩展神经网络功能,消除人们交流信息的空间和时间障碍计算与存储技术——扩展思维器官功能,增强人们的信息加工处理能力控制与显示技术——扩展效应器官功能，增强人们的信息控制能力第12页，课件共109页，创作于2023年2月1.1.3信息处理系统信息处理系统：指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。信息加工通信/存储控制与显示通信/存储感知与识别信息处理系统结构第13页，课件共109页，创作于2023年2月1.1.3信息处理系统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……第14页，课件共109页，创作于2023年2月1.1.3信息处理系统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第15页，课件共109页，创作于2023年2月第一章信息与信息技术1.1信息与信息技术1.2微电子技术简介1.3通信技术入门1.4数字技术基础第16页，课件共109页，创作于2023年2月1.2微电子技术简介什么是微电子技术集成电路按所含电子元件数目的分类集成电路按所用晶体管结构、电路和工艺的分类摩尔定律IC卡的分类与应用

本节重点：第17页，课件共109页，创作于2023年2月现代信息技术的主要特征是采用电(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，以软件为核心；现代信息技术领域包括微电子、通信、广播、计算机、遥感遥测、自动控制、机器人等诸多领域。其中，微电子技术、通信技术和计算机技术是现代信息技术的三大核心技术第18页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.1微电子技术与集成电路微电子技术：是实现电子电路和电子系统超小型化和微型化的技术，它以集成电路为核心。电子技术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现代PC机所使用的处理器、芯片组、图形加速器芯片等都是哪种规模集成电路？第19页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.1微电子技术与集成电路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真空电子管：第20页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.1微电子技术与集成电路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晶体管：第21页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.1微电子技术与集成电路小规模集成电路集成电路:超大规模集成电路20世纪50年代出现，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镓(GaAs)等第22页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.1微电子技术与集成电路集成电路的分类：按所包含的晶体管数目分按所用晶体管结构、电路和工艺分按集成电路的功能分按用途分第23页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.1微电子技术与集成电路

根据所包含的晶体管数目分为：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）＞100万第24页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.1微电子技术与集成电路集成电路的分类：按所包含的晶体管数目分按所用晶体管结构、电路和工艺分按集成电路的功能分按用途分第25页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.1微电子技术与集成电路

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）等第26页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.1微电子技术与集成电路集成电路的分类：按所包含的晶体管数目分按所用晶体管结构、电路和工艺分按集成电路的功能分按用途分第27页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.1微电子技术与集成电路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）

第28页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.1微电子技术与集成电路集成电路的分类：按所包含的晶体管数目分按所用晶体管结构、电路和工艺分按集成电路的功能分按用途分第29页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.1微电子技术与集成电路根据用途分为：通用集成电路：微处理器和存储器芯片专用集成电路：按某种应用的特定要求而专门设计、定制的集成电路。第30页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.1微电子技术与集成电路微电子技术与集成电路的关系：1、集成电路芯片是微电子技术的结晶，它们是计算机的核心，是现代信息产业的基础。2、据预测：未来十年内世界半导体的年平均增长率将达15%以上，2010年全世界半导体的年销售额可达到6000~8000亿美元，将支持4~5万亿美元的电子装备市场。现代集成电路使用的半导体材料通常是？第31页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.2集成电路的制造集成电路的制造：400多道工序硅衬底晶圆芯片硅平面工艺剔除、分类集成电路封装成品成品测试第32页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.3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、生产工艺和电路设计水平，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。第33页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.3集成电路的发展趋势集成电路的发展趋势

提高集成度，关键在缩小门电路面积（数据）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18～24个月翻一番

——GordonE.Moore,1965年Q：Moore定律会永远成立吗？第34页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.3集成电路的发展趋势Intel公司微处理器集成度的发展19701975198019851990199520001,00010,000100,0001,000,00010,000,000100,000,0004004800880808086802868038680486PentiumPentiumIIPentiumIIIPentium4晶体管数第35页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.3集成电路的发展趋势19992001200420082014工艺(μm)0.180.130.090.060.014晶体管(M)23.847.61355393500时钟频率(GHz)1.21.62.02.65510面积(mm2)340340390468901连线层数678910晶圆直径（mm）300300350400450引脚数目7009573350功耗（w）90130183第36页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.3集成电路的发展趋势目前集成电路生产的主流技术：12吋晶圆、0.18微米工艺，并正在向14吋晶圆、0.09微米工艺过渡

IntelP4：采用0.13μm工艺制造生产，部分型号已采用45nm工艺。AMD：在其Athlon64X2双核台式机处理器中首次采用了其65nm工艺技术。1（μm微米）＝1/1,000,000（米）美国半导体协会(SIA)预测，到2010年将能达到18吋晶圆和0.07～0.05微米的工艺。在未来十年时间里，集成电路的技术还将继续遵循Moore定律得到进一步的发展第37页，课件共109页，创作于2023年2月酷睿双核的物理特性全新的Core架构，彻底抛弃了Netburst架构全部采用65nm和45nm制造工艺全线产品均为双核心，L2缓存容量提升到4MB晶体管数量达到2.91亿个，核心尺寸为143平方毫米性能提升40%能耗降低40%，主流产品的平均能耗为65瓦特第38页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.3集成电路的发展趋势问题与出路：线宽进一步缩小、线路间的距离越来越窄以后，干扰将越益严重。为了减少这种干扰，可以采取减小电流，降低电压的方法来解决。

但是，当晶体管的基本线条小到纳米级，线路的电流微弱到仅有几十个甚至几个电子流动时，晶体管已逼近其物理极限，它将无法正常工作。在纳米尺寸下，纳米结构会表现出一些新的量子现象和效应，可以利用这些量子效应研制具有新功能的量子器件，从而把芯片的研制推向量子世界的新阶段——纳米芯片技术。同时，人们还在研究将自然界传播速度最快的光作为信息的载体，发展光子学，研制集成光路，或把电子与光子并用，实现光电子集成。第39页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.3集成电路的发展趋势光子计算机

光能够像电一样来传递信息，甚至效果更好。而且，更重要的一个特点在于它不会和周围环境发生相互干扰的作用。因为当电子计算机芯片越来越趋向于0.18μm时，就会产生很多的问题,而光子计算机就可以避免。第40页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.3集成电路的发展趋势量子计算机 是运用量子力学来设计的，它们的特点是其潜在的运算速度将更大于电子计算机。从理论上说，它们的速度提高可以说是没有止境的，因为量子计算技术可以在同一时间内执行各种操作，同时有足够的能力来完成现在电子计算机还很难完成的任务，比如说完成密码的破译和语音的识别等等。因此，欧洲已经成立了量子计算机研究所，现在估计，量子计算机可能会在今后的十五年左右出现。图为一种可瞬间进行图像数据计算的光电计算机第41页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.3集成电路的发展趋势分子计算机

现在已经开发出来一种能够由氮气和二氯化碳来开动和闭关的分子计算机，这种超高速的微型计算机离现实已经很近了。这种技术将会导致只需要利用立体和光线就能够产生新的、甚至能够思考的计算机来解决目前晶体管的物理局限，使得未来的计算机的功能大大的增加，尺寸大大的缩小。第42页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.3集成电路的发展趋势生物计算机实际上就是随着生物技术的发展，人们将模仿人的大脑制造一种用基因学的机制来开发的新一代计算机。

现在生物计算机的模型已经出来。以色列的科学家制造了一个有可能会比单个活细胞还要小的计算机的模型。这么微小的计算机也可能将在我们的体内漫游，监视我们的健康。也许会纠正它所发现人体内哪个地方脂肪的堆积，帮助解决问题。其实每一个细胞实际上都是一个复杂的生物机件，一个系统。用这么一种仿生技术来制造生物计算机。第43页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.4IC卡IC卡分类按内部集成电路芯片分类按使用方式分类第44页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.4IC卡按内部集成电路芯片：存储器卡：这种卡封装的集成电路为存储器，其容量大约为几KB到几十KB，信息可以长期保存，也可通过读卡器改写。CPU卡：也叫智能卡，卡上集成了CPU、程序存储器和数据存储器，还配有操作系统。如手机上的SIMM卡。第45页，课件共109页，创作于2023年2月IC卡分类按内部集成电路芯片分类按使用方式分类1.2.4IC卡第46页，课件共109页，创作于2023年2月1.2.4IC卡按使用方式分类：接触式IC卡：使用时必须将IC卡插入读机卡口内，通过金属点传输数据。多用于存储信息量大、读写操作复杂的场合，易磨损、怕油污、寿命不长。非接触式IC卡：采用电磁感应方式无线传输数据，解决了无源和免接触这一难题，操作方便、快捷。这种卡记录的信息简单，读写要求不高，常用于身份验证等场合。由于采用全密封胶固化，防水、防污，所以使用寿命长。第47页，课件共109页，创作于2023年2月第一章信息与信息技术1.1信息与信息技术1.2微电子技术简介1.3通信技术入门1.4数字技术基础第48页，课件共109页，创作于2023年2月1.3通信技术入门什么是通信？调制与解调多路复用技术数字通信系统的性能指标移动通信本节重点：第49页，课件共109页，创作于2023年2月1.3通信技术入门什么是通信？

通信：各种信息的传递

现代通信：使用电波或光波进行双向

传递信息的技术（电信）第50页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.1通信的基本原理通信三要素：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）

信道所采用的传输技术有两种：模拟传输技术和数字传输技术（连续形式的模拟信号和离散形式的数字信号）产生和发送信息的一端信源信宿通信线路信道噪声外界的干扰接收信息的一端1、通信系统的简单模型第51页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.1通信的基本原理

研究发现，高频振荡的正弦波信号作为长距离通信较好。因此，可以把这种正弦波信号作为携带信息的“载波”。2、怎样远距离传输信息第52页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.1通信的基本原理

调制与解调调制（Modulation）

在信息传输时，利用信源信号去调整载波（正弦波）的某个参数（幅度、频率或相位）的过程。

所使用的设备称为“调制器”。

解调（Demodulation）

经过调制后的载波携带着被传输的信号在信道中进行长距离传输，到达目的地时，接收方再把载波所携带的信号检测出来恢复为原始信号的形式，这个过程称为“解调”。

所使用的设备称为“解调器”。第53页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.1通信的基本原理幅移键控法ASK——调幅频移键控法FSK——调频相移键控法PSK——调相

数据 0 1 0 0 1 0（1）AM调幅（2）FM调频（3）phM调相F1 F2 F1 F2 F10相起始π相起始 0相起始 π相起始0相起始各种调制方法的调制波形第54页，课件共109页，创作于2023年2月3、怎样低成本传输信息

多路复用：为了提高线路利用率，总是设法在一条传输线路上，传输多个模拟信号（例如，话路信息）或数字信号，这就是多路复用。多路复用技术有两种：

频分复用，时分复用信道多路复用器多路复用器终端终端终端终端终端终端终端终端1.3.1通信的基本原理第55页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.1通信的基本原理频分多路复用（FDM）

将每个数据终端发送的信号调制在不同频率的载波上，通过频分多路复用器将它们复合成为一个信号，然后在同一传输线路上进行传输，到达接收端后，借助分路器把不同频率的信号送到不同的接收设备，从而实现了传输线路的复用。第56页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.1通信的基本原理时分多路复用（TDM）各终端设备（计算机）以事先规定的顺序轮流使用同一传输线路进行数据传输。多路复用器可将轮转一周的时间划分为若干时间片，每个终端分配固定的一片时间用来传输一组数据，依次轮流进行传输。第57页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.2数字通信模拟通信技术指的是直接传输信源产生的模拟信号或者通过用连续信号对载波进行调制来传输的通信技术。优点：结构简单、成本低缺点：容易受到噪声信号的干扰，传输质量不够稳定模拟通信已越来越多的被数字通信所取代。1、模拟通信与数字通信第58页，课件共109页，创作于2023年2月数字传输技术指的是：将信源产生的模拟信号转换为数字信号，然后直接用数字信号来传输信息或者通过数字信号对载波进行调制来传输信息的技术。与模拟通信相比的优点1.3.2数字通信第59页，课件共109页，创作于2023年2月抗干扰能力强，差错可控制，没有噪声积累，可以实现长距离、高质量的传输。灵活性好。可以直接由计算机进行存储、管理和处理。通信的安全性更容易得到保证。更容易用超大规模集成电路实现，有利于通信设备的小型化、微型化、也降低了功耗。1.3.2数字通信第60页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.2数字通信数字传输技术在长途电话系统中的应用模拟声音信号在中继线和长途线（采用光纤）上进行远距离传输之前，先变换为数字形式，后经时分多路复用和数字调制，再进行传输。到达目的地后再使用分路器把不同的话路分开，经解码器还原成模拟声音信号后传输至接听方的电话机。2、数字通信的应用第61页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.2数字通信使用数字频带传输技术传输电视信号人们收看的卫星电视也采用了数字传输技术。由于卫星通信传输的是数字信号，因此电视台的节目在发送到卫星去传输之前，先要把图像和伴音信号进行数字化，还要进行数据压缩，然后经数字调制后由卫星传输到目的地的地面接收站，地面对接收到的信号进行解调、解码后恢复为模拟信号，然后经由有线电缆送到用户家。第62页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.2数字通信主要用以下几个指标来衡量：信道带宽数据传输速率误码率端－端延迟3、数字通信系统的性能指标第63页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.3光纤通信和无线通信1、传输介质通信中的传输介质有三类：金属导体（利用电流传输信息）光导纤维（通过光波来传输信息）无线电波（使用电磁波来传输信息）第64页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.3光纤通信和无线通信通信中使用的金属导体主要有两种双绞线同轴电缆第65页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.3光纤通信和无线通信双绞线种类与传输速率：有屏蔽双绞线（STP）和无屏蔽双绞线（UTP）特点：各线对采用双扭线，减少了线对之间的串扰缺点：易受外部高频电磁波干扰，且线路本身会产生一定噪声，误码率较高。通常在建筑物内部使用。常见应用：电话系统（模拟信号） 局域网

（数字信号）第66页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.3光纤通信和无线通信同轴电缆（图）具有良好的传输特性和屏蔽特性，用于主要传输干线同轴电缆种类：基带同轴电缆（50Ω）：传输数字信号宽带同轴电缆（75Ω）：传输模拟信号

用于计算机局域网，距离约为200～500m，传输速率可达50Mb/s；即常用的有线电视电缆，带宽可达300～400MHz，主要用于传输电视信号，最大传输距离可达几km甚至几十km。第67页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.3光纤通信和无线通信第68页，课件共109页，创作于2023年2月2、光纤通信（1）光纤的结构与分类

传输介质：光纤（光缆）包层纤芯光纤的构成1.3.3光纤通信和无线通信第69页，课件共109页，创作于2023年2月光缆示意图第70页，课件共109页，创作于2023年2月光纤的分类

单模：光线不出现反射，直接向前传输

。传输距离远，速率高，适合远程通信中使用。

多模：传输距离近、速率低，一般在局域网中使用。光线光波在光纤中的传播1.3.3光纤通信和无线通信第71页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.3光纤通信和无线通信（2）光纤通信原理

原理：在发信端，由需要传输的数字信号（电信号）去驱动一个光源，并对发出的光信号进行调制。信号经发大后由光检测器进行检测、解调，转换成电信号之后输出。

光纤主要用于传输数字信号。

为了补偿光纤线路的损耗，消除信号失真和噪声干扰，每隔一定的距离要介入中继器。

第72页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.3光纤通信和无线通信波分多路复用技术能在一根光纤内同时传输多个不同波长的光波，让数据传输速度和容量获得倍增。第73页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.3光纤通信和无线通信光纤通信优点传输频带宽，通信容量大抗雷电和电磁干扰、抗辐射能力强几乎不漏光，保密性强（不易被窃听或截取数据）传输损耗小，通讯距离长重量轻，便于运输和铺设光纤通信缺点精确连接两根光纤比较困难第74页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.3光纤通信和无线通信3、无线通信无线电波可以按照频率分成：中波、短波、超短波和微波中波：主要沿地面传播，绕射能力强，适应于广播和海上通信。短波：具有较强的电离层反射能力，适应于环球通信。超短波和微波：绕射能力较差，可作为视距或超视距中继通信第75页，课件共109页，创作于2023年2月通信卫星对流层不均匀体微波：一种具有较高频率(300MHz～300GHz)的电磁波。波长很短，通常为1米至1毫米。微波通信是众多无线通信形式中的一种。它的传播方式？微波通信方式：地面微波接力通信对流层散射通信卫星通信在空间以直线传播，也可以从物体上得到反射。但会被地面吸收，会穿透电离层。1.3.3光纤通信和无线通信第76页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.3光纤通信和无线通信卫星通信利用人造地球卫星作为中继站转发无线电信号，实现两或多个地球站之间的通信。

卫星通信使用的频段也属于微波的范围，它是微波接力通信技术与空间技术相结合的产物。第77页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.4移动通信移动通信：处于移动状态的对象之间的通信，包括寻呼系统，蜂窝移动电话（俗称手机），集群调度，无绳电话和卫星系统发展

第一代：采用模拟技术。第二代：采用数字传输技术。GSM（欧洲全数字移动通信系统，全球可移动通信系统,全球通）、CMDA、GPRS系统都是第二代。第三代：3G，使用2GHz的频段，目标是全球漫游。

第78页，课件共109页，创作于2023年2月

蜂窝移动通信系统组成：移动台、基站、移动电话交换中心（图）移动台：是移动的通信终端，它是接收无线信号的接收机，包括手机，呼机，无绳电话等。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，每个基站负责与一个特定区域（10km～20km的区域）的所有的移动台进行通信。移动交换中心：与基站之间通过无线微波、电缆或光缆交换信息，移动交换中心再与公共电话网进行连接。

1.3.4移动通信第79页，课件共109页，创作于2023年2月

蜂窝移动通信系统组成：移动台、基站、移动电话交换中心（概念）移动电话网基站的有效区域1.3.4移动通信第80页，课件共109页，创作于2023年2月1.3.4移动通信每个基站的有效区域既相互分割，又彼此有所交叠，整个移动通信网就像是蜂窝，所以也称为“蜂窝式移动通信”。第81页，课件共109页，创作于2023年2月第一章信息与信息技术1.1信息与信息技术1.2微电子技术简介1.3通信技术入门1.4数字技术基础第82页，课件共109页，创作于2023年2月1.4数字技术基础

本节重点：什么是比特？比特的算术和逻辑运算比特的存储、传输进制转换原

反

补码转换第83页，课件共109页，创作于2023年2月1.4.1信息的基本单位－比特1、什么是比特比特（英文是bit，是binarydigit的缩写，中文译为“二进位数字”或“二进位”，简称“位”）只有两种状态（取值）：0或1。许多情况下比特只是一种符号，而没有数量的概念。比特是组成数字信息的最小单位另一种稍大的数字信息的计算单位是”字节“，一般用大写的字母“B”表示，每个字节包含8个比特。第84页，课件共109页，创作于2023年2月1.4.1信息的基本单位－比特2、比特的运算算术运算

加法、减法逻辑运算

逻辑加（或运算）、逻辑乘（与运算）、取反（非运算）第85页，课件共109页，创作于2023年2月1.4.1信息的基本单位－比特算术运算按位运算有进位，借位常用运算种类：加，减0011+0+1+0+1（加法）01110（向高位进位）0011-0-1-0-1（减法）0110（向高位借位）第86页，课件共109页，创作于2023年2月1.4.1信息的基本单位－比特逻辑运算按位运算，无进位，借位常用运算种类：与，或，非非运算即为取反：0取反后是11取反后是00011^0^1^0^1（与运算）0001逻辑乘0011

0

1

0

1（或运算）0111逻辑加第87页，课件共109页，创作于2023年2月1.4.1信息的基本单位－比特3、比特的存储存储1个比特需要使用具有两种稳定状态的设备，如开关、继电器等在计算机系统中，经常使用触发器、磁芯、电容一个触发器可以存储1个比特，一组（8或16个）触发器可以存储1组比特，称为“寄存器”。另一种存储二进位信息的方法是使用电容器。存储容量是一项很重要的性能指标。存储容量使用2的幂次作为单位有助于存储器的设计。常用的单位有：千字节（KB）、兆字节（MB）等第88页，课件共109页，创作于2023年2月1.4.1信息的基本单位－比特4、比特的传输传输速率单位：b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s、Tb/sbps、Kbps、Mbps、Gbps、Tbps？1KB/S第89页，课件共109页，创作于2023年2月1.4.1信息的基本单位－比特最小单位：比特（bit），二进制的一位。运算和处理二进制信息时使用的单位(bit,Byte,Word)存储二进制信息时的度量单位(B,KB,MB,GB,TB)传输二进制信息时的度量单位(传输速率)(bps,Kbps,Mbps,Gbps)

二进制信息的计量单位1K=210=10241M=220=1024K1G=2301T=240第90页，课件共109页，创作于2023年2月1.4.2比特与二进制数十进制数：3544个3百5十权：每个数位所固有的值。如1、10、100。354按权展开:3*100+5*10+4*11、十进制数与二进制数第91页，课件共109页，创作于2023年2月十进制（D）十种状态，逢十进一，(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9)二进制（B）两种状态，逢二进一，（0,1）八进制（Q）八种状态，逢八进一，（0,1,2,3,4,5,6,7）十六进制（H）十六种状态，逢十六进一（0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F）1.4.2比特与二进制数

各进制数之间的关系第92页，课件共109页，创作于2023年2月十进制（D）二进制（B）八进制（Q）十六进制（H）0123456789101112131415011011100101110111100010011010101111001101111011110123456710111213141516170123456789ABCDEF1.4.2比特与二进制数第93页，课件共109页，创作于2023年2月（1）二进制转换成十进制（按权展开法）只需将二进制的每一位乘上其对应的权值，再进行累加转换方法:

1、判断权值

2、标位。

从小数点向左右两边分别标注位数0,1,2,3……，-1、-2、-3

3、用每一个所在位的数值基数权值

再分别相加1.4.2比特与二进制数第94页，课件共109页，创作于2023年2月1.4.2比特与二进制数二进制(10101)2=1*24+0*23+1*22+0*21+1*20=21八进制(101)8=1*82+0*81+1*80=65十六进制(101A)16=1*163+0*161+1*160+10*160=4122第95页，课件共109页，创作于2023年2月

练习：

将下列给进制转换为十进制：(101.11)2

(71)8

(234B)16判断下列进制的写法正确和错误：(1001)2、

(81.25)8、(22G)16、(1234)5第96页，课件共109页，创作于2023年2月1.4.2比特与二进制数（2）十进制转换成二进制（除以2逆序取余法）整数部分：除以r取余数，直到商为0，

余数从右到左排列。小数部分：乘以r取整数，

整数从左到右排列。不一定能精确转换先得到的数总是紧靠小数点。第97页，课件共109页，创作于2023年2月(100.345)10(1100100.01011)2(100)10=(144)8=(64)162100250022502121260230211010.345

20.690

21.380

20.760

21.520

21.040810081248140116100166406除以r取余数，直到商为0，余数从右到左排列。乘以r取整数，整数从左到右排列第98页，课件共109页，创作于2023年2月1.4.2比特与二进制数2、二进制的运算可以进行加、减、乘、除四则运算。

01111001+0110—01001101

0101第99页，课件共109页，创作于2023年2月3、八进制与十六进制每一位八进制数对应三位二进制数。（1分3）每一位十六进制数对应四位二进制数。（1分4）(2C1D)16=(0010

1100

0001

1101)22C1D(64)16=(0110

0100)2(144)8=(001

100

100)264144(7123)8=(111

001

010

011)271231.4.2比特与二进制数第100页，课件共109页，创作于2023年2月转换成八进制时三位一组。（3合1）转换成十六进制时四位一组。（4合1）分组方法：从小数点向两边三（四）位一组，

位数不足整数前补0，小数后补0。(11

0110

1110.1101

01)2=(36E.D4)1636ED4(1

101

101

110.110

101)2=(1556.65)8155665后面补两个0，变成01001.4.2比特与二进制数第101页，课件共109页，创作于2023年2月

1.4.3整数（定点数)的表示整数的定点表示

整数在计算机内有两种表示：无符号整数带符号整数m位无符号数的取值范围：0~2m-1m位带符号数的取值范围：-2m-1+1~+2m-1-1符号位在最高位：0表示正，1表示负第102页，课件共109页，创作于2023年2月

1.4.3整数（定点数)的表示原码、反