信息技术概述.9市公开课金奖市赛课一等奖课件

第1章信息技术概述

1.1信息与信息技术1.2数字技术基础1.3微电子技术介绍第1页1.1.1信息与信息处理1.1.2信息技术和信息产业1.1.3信息化与信息社会1.1信息与信息技术1.1信息与信息技术第2页信息是什么？信息是指“事物运动状态及状态改变方式”信息与物质和能量一样主要，它是人们认识世界、改造世界一个基本资源信息有各种表现形式，语言、文字、声音、图片等都是信息表现形式(载体)1.1信息与信息技术第3页什么是信息处理？信息处理指是与以下内容相关行为和活动：信息搜集(如信息感知、测量、获取、输入等)信息加工(如信息分类、计算、分析、转换等)信息存放(如书写、摄影、录音、录像等)信息传递(如邮寄、电报、电话等)信息施用(如控制、显示等)1.1信息与信息技术第4页人工进行信息处理过程人工信息处理不足：

算不快记不住传不远看（听）不清信息技术（IT）1.1信息与信息技术信息获取(感觉器官)信息施用(效应器官)事物客体信息获取(感觉器官)信息施用(效应器官)信息加工与存放(大脑)信息传递(神经系统)信息传递(神经系统)手/脚/身眼/耳/鼻/舌/身第5页1.1.1信息与信息处理1.1.2信息技术与信息产业

1.1.3信息化与信息社会1.1信息与信息技术1.1信息与信息技术第6页信息技术1.1信息与信息技术信息技术（InformationTechnology，或Information&CommunicationTechnology，简称IT或ICT）指是用来扩展人们信息器官功效、帮助人们更有效地进行信息处理一门技术。内容包含：扩展感觉器官功效感测(获取)技术扩展神经系统功效通信技术扩展大脑功效计算与存放技术扩展效应器官功效控制与显示技术扩展神经系统功效通信技术外部世界事物第7页信息技术发展历史◎语言形成和使用◎文字创造◎造纸技术出现◎印刷技术创造◎电报和电话通信◎广播、电视

◎雷达、卫星

◎计算机◎因特网···

第1次信息技术革命（35000～500之前）第3次信息技术革命第5次信息技术革命（20世纪40～60年代）第4次信息技术革命（19世纪30～20世纪40年代）（10之前）第2次信息技术革命（大约35之前）第8页当代信息技术主要特征：以数字技术为基础以计算机及其软件为关键采取电子技术（包含激光技术）内容：通信、广播、计算机、微电子、遥感遥测、自动控制、机器人等1.1信息与信息技术第9页信息产业1.1信息与信息技术信息技术孕育和催生了许多新兴产业，尤其是“信息产业”（InformationTechnologyIndustry）信息产业是指生产制造信息设备，以及利用这些设备进行信息采集、储存、传递、处理、制作与服务全部行业与部门总和信息产业信息技术产业信息内容产业信息服务产业芯片,计算机,手机,通信设备,数字电视,软件,电子器件等内容数字化,数字文化,教育科技,知识产业,数字娱乐,电子游戏等信息基础设施电子政务,商务,金融,物流,教育,医疗,小区,认证,娱乐,游戏等电信网络,广播电视网络,互联网络等第10页信息技术对社会和经济影响信息技术不停为传统产业升级改造注入新内涵，大大提升了传统产业劳动生产率；信息技术孕育和催生了许多新兴产业（包含信息产业），他们在经济增加中占显著地位；信息技术泛在兼容和深度渗透推进了管理扁平化和社会信息化信息技术推进了经济全球化发展，深入加紧了世界各国社会经济发展！

相关国内外信息产业发展情况阅读材料1.11.1信息与信息技术第11页1.1.1信息与信息处理1.1.2信息技术与信息产业

1.1.3信息化与信息社会1.1信息与信息技术1.1信息与信息技术第12页科技进步对人类社会发展影响在历史长河中，一些科学发觉和技术创造曾经引发了一个国家或民族跨越式发展和变革，进而造成了人类生活方式或国家根本性改变蒸汽机创造引发了第一次工业革命(从英国开始)蒸汽机创造，在很短时间内，改变了整个世界面貌(马克思)电动机和发电机创造引发了第二次工业革命电动机和发电机先后创造使电气化与工业化实现了有机结合，以美国为代表工业化国家利用这一结合取得了快速发展，实现了百年连续发展信息技术引发了第三次工业革命20世纪70年代后，美国面临以日本为代表工业化国家激烈竞争，甚至出现了短暂被动局面。从20世纪80年代起，美国利用信息技术实现了近30年连续快速发展，保持了综合实力领先地位1.1信息与信息技术第13页人类正进入信息社会信息社会信息技术革命信息资源信息与知识生产……工业社会工业革命资本与技术工业化生产……农业社会农业革命土地农产品种植……产业革命推进社会变革人类正进入信息社会信息技术不停创新信息产业连续发展信息网络广泛普及1.1信息与信息技术第14页什么是信息化“全球信息社会冲绳宪章”明确提出：

（G-8:“OkinawaCharteronGlobalInformationSociety”）信息化本质是利用信息技术帮助社会个人和群体有效利用知识和新思想，从而能建成充分发挥人潜力，实现其理想信息社会。信息化---由信息技术驱动经济和社会变革信息技术是影响二十一世纪发展最强劲驱动力量1.1信息与信息技术第15页我国信息化建设历程1956～1966“艰辛创业”阶段1958年研制成第1台电子计算机，1964年人造地球卫星上天，1965年第1块集成电路问世1966～1978“波折发展”阶段研制成集成电路计算机，彩色电视机，通信卫星 1978～1999“改革开放开创新局”阶段研制成巨型计算机，推广汉字信息处理应用，建设“金桥”、“金卡”、“金关”等重大信息系统 起“全方位高效益推进”阶段信息化建设进入全方位、高效益、深层次发展新时代，年公布“国家信息化发展战略”1.1信息与信息技术第16页信息化发展总目标：综合信息基础设施基本普及信息技术自主创新能力显著增强，信息产业结构全方面优化国民经济和社会信息化取得显著成效，新型工业化发展模式初步确立国家信息化发展制度环境和政策体系基本完善，国民信息能力显著提升为迈向信息社会奠定坚实基础！国家信息化发展战略总目标习题选讲1.1信息与信息技术第17页让科技引领中国可连续发展

——温家宝11月3日早晨

我国发展新兴战略性产业，具备一定比较优势和辽阔发展空间，完全能够有所作为。一要高度重视新能源产业发展，创新发展可再生能源技术、节能减排技术、清洁煤技术及核能技术，大力推进节能环境保护和资源循环利用，加紧构建以低碳排放为特征工业、建筑、交通体系。要努力走在全球新能源汽车发展前列，尽快确定新能源汽车技术路线和市场推进办法，推进中国汽车工业跨越发展。二要着力突破传感网、物联网关键技术，及早布署后ＩＰ时代相关技术研发，使信息网络产业成为推进产业升级、迈向信息社会“发动机”。三要加紧微电子和光电子材料和器件、新型功效材料、高性能结构材料、纳米技术和材料等领域科技攻关，尽快形成含有世界先进水平新材料与智能绿色制造体系。四要利用生命科学推进农业和医药产业发展。主动发展转基因育种技术，努力提升农产品产量和质量。突破创新药品和基本医疗器械关键关键技术，形成以创新药品研发和先进医疗设备制造为龙头医药研发产业链条。五要大胆探索空间、海洋和地球深部，实施好载人航天计划和嫦娥计划，有效进入并和平利用空间，切实加强海岸带可连续发展研究，促进海洋资源合理开发和海洋产业发展，努力提升地球深部资源探测水平，充分挖掘和利用好各种资源。

移动互联网、传感网、物联网、RFID云计算、虚拟化、绿色数据中心智慧地球、智能电网、数字医疗……第18页1.2.1信息基本单位—比特1.2.2比特与二进制数1.2.3信息在计算机中表示1.2.4比特运算1.2.5小结1.2数字技术基础

1.2数字技术基础第19页信息基本单位—比特什么是比特：数字技术处理对象，其英文为“bit”，是binarydigit缩写，汉字意译为“二进位数字”或“二进位”，可简称为“位”。它只有两种状态（取值）：或者是数字0，或者是数字1比特是计算机和其它数字系统处理、存放和传递信息最小单位，普通用小写“b”表示。另一个稍大些数字信息计量单位是“字节”（byte,binary

term缩写），普通用大写字母“B”表示。一个字节包含8个比特：b5b4b7b6b1b0b3b21.2数字技术基础第20页比特存放在计算机等数字系统中，比特存放经常使用一个称为触发器双稳态电路来完成一个触发器能够存放1个比特，一组（比如8个或16个）触发器能够存放1组比特，它们称为“存放器”，计算机中央处理器中就有几十个甚至上百个存放器存放比特方法还有很多。如电容器、磁盘和光盘（第2章介绍）存放器和半导体存放器在电源切断以后所存放信息将会改变它们称为易失性存放器，而磁盘和光盘属于非易失性存放器1.2数字技术基础第21页存放容量计量单位计算机内存放器容量计量单位：KB:1KB=210字节=1024B（千字节）MB:1MB=220字节=1024KB（兆字节）GB:1GB=230字节=1024MB（吉字节、千兆字节）TB:1TB=240字节=1024GB（太字节、兆兆字节）外存放器容量经常使用10幂次来计算：1MB＝103KB

＝1000KB1GB＝106KB

＝1000000KB1TB＝109KB=1000000000KB计算机内存外存容量度量单位差异阅读材料1.21.2数字技术基础第22页比特传输在数据通信和计算机网络中，传输速率表示每秒钟可传输二进位数目，也使用10幂次进行计算，惯用单位是：“比特／秒”(b/s)，也称“bps”。如：9600bps(9600b/s)“千比特／秒”(kb/s)，1kb/s=103比特／秒=1000b/s“兆比特／秒”(Mb/s)，1Mb/s=106比特／秒=1000Kb/s“吉比特／秒”(Gb/s)，1Gb/s=109比特／秒=1000Mb/s“太比特／秒”(Tb/s)，1Tb/s=1012比特／秒=1000Gb/s1.2数字技术基础第23页1.2.1信息基本单位—比特1.2.2比特与二进制数1.2.3信息在计算机中表示1.2.4比特运算1.2.5小结1.2数字技术基础

1.2数字技术基础第24页比特与二进制数（R）进制数十进制数与二进制数(八进制与十六进制)进制数运算——算术进制之间相互转换1.2数字技术基础第25页任意（R）进制数R进制数三要素：基数——每种进位制都有数符个数,R规则——逢R进一,按基数进位或借位位权——基数若干次幂,Ri任一R进制数: （KnKn－1...K1K0．K－1K－2...K－m）R ＝Kn×Rn＋Kn－1×Rn－1＋...＋K1×R1＋K0×R0 ＋K－1×R－1＋K－2×R－2+…＋K－m×R－m二、八、十、十六进制(分别用字母B、Q、D、H表示)1.2数字技术基础第26页十进制数十进制（Decimal）基数是“10”，使用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9这十个数字符号，逢十进一，10i203.49＝2×102＋0×101＋3×100＋4×10－1＋9×10－2普通地说，一个十进制数：S＝KnKn－1

...K1K0.K－1K－2...K－m所代表实际数值是：S＝Kn×10n＋Kn－1×10n－1＋...＋K1×101＋K0×100＋K－1×10－1＋K－2×10－2+…＋K－m×10－m1.2数字技术基础第27页二进制数使用比特来表示数称为二进制数（Binary）

。二进制基数是“2”，使用0和1两个不一样数字符号，逢二进一，2i

(101.01)2＝1×22＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2＝(5.25)10普通地说，一个二进制数S＝KnKn－1...K1K0.K－1K－2...K－m所代表实际数值是：S=Kn×2n

＋Kn－1×2n－1＋…＋K1×21＋K0×20

＋K－1×2－1＋K－2×2－2＋…＋K－m×2－m1.2数字技术基础第28页计算机中只使用二进位制一个计数制，并不使用其它计数制（注意!）使用八进制和十六进制原因二进制数太长，书写、阅读、记忆均不便八进制、十六进制像十进制数一样简练、易写易记为了开发程序、阅读机器内部代码和数据时方便使用不一样进制原因1.2数字技术基础第29页八进制数和十六进制数八进制数（Octonary）使用0、1、2、3、4、5、6、7八个符号，逢八进一，8i(365.2)8=3×82＋6×81＋5×80＋2×8－1=(245.25)10十六进制数（Hexadecimal）使用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F十六个符号，其中A、B、C、D、E、F分别代表十进制10、11、12、13、14、15。逢十六进一，16i(F5.4)16=15×161＋5×160＋4×16－1=(245.25)101.2数字技术基础第30页二进制数运算1位二进制数加、减法运算规则：被加数加数和进位0000011010101101（a）加法规则被减数减数差借位0000011110101100（b）减法规则2个多位二进制数加、减法运算举例：01011001+0100－010010010101由低位到高位逐位进行！有进位和借位1.2数字技术基础八和十六进制数运算一样第31页十进制数与二进制数转换（1）十进制整数<==>二进制整数：=>除以２取余法(推广:十进制整数=>R进制整数)<=位权相加法，计算按权展开式和（2）十进制小数<==>二进制小数：=>乘以２取整法<=位权相加法，计算按权展开式和转换举例：11101.1011B<==>29.6875例题1.2数字技术基础第32页十进制数二进制数转换方法：

整数和小数分开转换整数部分：除以2逆序取余小数部分：乘以2次序取整比如：29.6875

11101.1011B

注意：十进制小数（如0.63）在转换时会出现二进制无穷小数，这时只能取近似值129371421222200111余数低位高位整数部分小数部分0.6875×21.37500.75001.50001.0000×2×2×2高位低位1.2数字技术基础第33页二进制数十进制数转换方法：二进制数每一位乘以其对应权值，然后累加即可得到它十进制数值例：11101.1011B

=1×24＋1×23＋1×22＋0×21＋1×20＋1×2－1＋0×2－2＋1×2－3＋1×2－4

=29.6875

1.2数字技术基础第34页转换方法：以小数点为界，3位一换，不足补0转换表八进制数二进制数八进制数二进制数00004100100151012010611030117111二进制数转换为八进制数举例：

001101001110.110100B

→1516.64Q八进制数转换为二进制数举例：2467.32Q

→010100110111.011010B

八进制数与二进制数转换1.2数字技术基础第35页十六进制数与二进制数转换转换方法：以小数点为界，4位一换，不足补0十六进制数二进制数十六进制数二进制数

0000081000

1000191001

20010A1010

30011B1011

40100C1100 50101D1101 60110E1110 70111F1111二进制数转换为十六进制数举例：

001101001110.11001100B

→34E.CCH十六进制数转换为二进制数举例：35A2.CFH

→0011010110100010.11001111B1.2数字技术基础第36页1.2.1信息基本单位—比特1.2.2比特与二进制数1.2.3信息在计算机中表示1.2.4比特运算1.2.5小结1.2数字技术基础

1.2数字技术基础第37页信息在计算机中表示1.2数字技术基础带符号整数表示浮点数(实数)表示无符号整数表示（1）数值表示（2）(西文)字符表示（3）(黑白)图像表示第38页无符号整数表示采取“自然码”表示：取值范围由位数决定：8位：

可表示0～255(28-1)范围内全部正整数16位：

可表示0～65535(216-1)范围内全部正整数n位：

可表示0～2n-1范围内全部正整数。十进制数

8位无符号整数

00000000010000000120000001030000001140000010050000010125211111100253111111012541111111025511111111······1.2数字技术基础第39页带符号整数表示（1）表示方法：用一位表示符号，其余用来表示数值部分符号用最高位表示：“0”表示正号(+),“1”表示负号(-)(1)原码表示法：

数值以二进制码表示(2)补码表示法： 负数使用补码表示，符号位也是“1”，

数值是原码每一位取反后再在末位加“1”···符号位数值部分最低位最高位原码表示举例：

[+43]8位原码为：00101011[-43]8位原码为：101010111.2数字技术基础第40页

带符号整数表示（2）例1:[-43]用8位补码表示所以：[-43]8位补码为：11010101例2：[-64]用8位补码表示所以：[-64]8位补码为：1100000043=>0101011取反：1010100加1：101010164=>1000000取反：0111111加1：10000001.2数字技术基础第41页为何要引入补码？补码计算规则：[X±Y]原码=[[X]补码＋[±Y]补码]补码补码计算举例：

5-2=32–

5=-3[5]补码

=00000101[2]补码=00000010+[-2]补码=11111110[-5]补码=11111011[3]补码=00000011[-3]补码=11111101补码表示法中“－0”与“＋0”无区分，都表示为全“0”。相同位数二进制补码，可表示数(个数)范围比原码多一个数，即最小负数（－128）。1.2数字技术基础减法用加法完成乘法能够用加法完成除法能够用减法完成全部算术运算都能够经过加法完成例题第42页带符号整数表示（3）原码可表示整数范围8位原码：-(27-1)～27-1（-127～127）16位原码：-(215-1)～215-1（-32767～32767）n位原码：-(2n-1-1)～2n-1-1补码可表示整数范围

8位补码：-27～27-1（-128～127)

n位补码：-2n-1～2n-1-1-128表示为10000000+127表示为011111111.2数字技术基础第43页浮点数(实数)表示方法现有整数部分又有小数部分，小数点位置不定任何一个实数总能够表示成一个乘幂和一个纯小数之积比如：56.725=0.56725×102－0.0034756=-0.34756×10－2实数表示方法（记阶法）：用3个部分表示乘幂中指数：表示实数中小数点位置纯小数部分(尾数)：表示实数中有效数字部分数正负(符号)比如：+1001.011=+2100×(0.1001011)－0.0010101=－2－10×(0.10101)第44页文字符号在计算机中表示日常使用书面文字由一系列称为“字符”(character)书写符号所组成计算机中惯用字符集合叫做“字符集”西文字符集汉字(汉字)字符集（参见第5章）最惯用西文字符集是ASCII(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)字符集，共有128个字符包含96个可打印字符和32个控制字符每个字符采取7个二进位进行编码计算机中使用1个字节存放1个ASCII字符1.2数字技术基础第45页图像在计算机中怎样表示？把图像离散成为M列、N行，这个过程称为图像取样经过取样之后，图像就分解成为M×N个取样点，每个取样点称为图像一个“像素”假如是黑白图像，每个像素只有2个值：黑(0)/白(1)，所以每个像素用一个二进位表示所以，一幅黑白图像可使用一个矩阵表示灰度图像和彩色图像表示比较复杂些(参见第5章)1.2数字技术基础第46页关于信息表示小结计算机（包含其它数字设备）中全部信息都使用比特（二进位）表示比如数值、文字符号、图像、声音、动画、温度、压力、运动等，包含指挥计算机工作软件（程序），也是用二进位表示只有使用比特表示信息计算机才能进行处理、存放和传输！1.2数字技术基础第47页1.2.1信息基本单位—比特1.2.2比特与二进制数1.2.3信息在计算机中表示1.2.4比特运算1.2.5小结1.2数字技术基础

1.2数字技术基础第48页比特三种基本逻辑运算比特运算使用逻辑代数，它有3种基本逻辑运算：逻辑加（也称“或”运算，用符号“OR”、“∨”或“＋”表示）逻辑乘（也称“与”运算，用符号“AND”、“∧”或“·”表示，也可省略）取反（也称“非”运算，用符号“NOT”或上横杠“¯”表示）1.2数字技术基础第49页逻辑运算规则逻辑加：F=A∨

BA: 0 0 1 1B:∨0

∨1

∨0

∨1F: 0 1 1 1逻辑乘：F=A·BA: 0 0 1 1B:∧0

∧1

∧0

∧1F: 0 0 0 1取反：F=NOTAA:NOT 0

NOT 1

F: 1 0两个多位二进制信息进行逻辑运算时，

按位独立进行：例1: A: 0110 B:∨1010

F: 1110例2: A: 0110 B:∧1010

F: 00101.2数字技术基础第50页逻辑加：

F=A∨

B逻辑乘：

F=A·B取反：

F=NOTA

EFABEFABAEFR逻辑运算能够用开关电路实现逻辑运算能够用开关电路实现！1.2数字技术基础第51页晶体管是一个电子开关使用机械开关实现逻辑操作速度太慢，工作也不可靠！晶体管好像是一个电子开关,它能够工作在两种状态：导通状态/绝缘状态，效果相当于A和B之间接通或断开用几个晶体管相互连接起来能够实现各种基本逻辑运算，这么电路称为“门电路”。相关门电路介绍开关断开AB开关接通ABABG晶体管两种状态由控制端G电压决定阅读材料1.41.2数字技术基础第52页1.2.1信息基本单位—比特1.2.2比特与二进制数1.2.3信息在计算机中表示1.2.4比特运算1.2.5小结1.2数字技术基础

1.2数字技术基础第53页小结：用比特表示信息优点比特只有0和1两个符号，制造双稳态电路要比制造有多个稳定状态电路轻易得多，而且很轻易实现高速处理二进位运算规则简单使用二进位不但能表示数值信息，而且能表示文字、符号、图像、声音等各种不一样形式信息信息使用比特表示后，能够经过各种方法进行“数据压缩”，从而能够大大降低信息传输和存放成本使用比特表示信息之后，只要再附加一些额外比特，就能够发觉甚至纠正信息传输和存放过程中所产生错误，大大提升了信息系统可靠性作业1.2数字技术基础第54页1.3.1微电子技术与集成电路1.3.2集成电路制造1.3.3集成电路发展趋势1.3.4IC卡1.3微电子技术介绍1.3微电子技术介绍第55页微电子技术与集成电路微电子技术是信息技术领域中关键技术，是发展电子信息产业和各项高技术基础微电子技术是实现电子电路和电子系统超小型化及微型化技术，它以集成电路为关键1.3微电子技术介绍第56页电子电路中元器件发展演变当代集成电路使用半导体材料主要是硅，也能够是化合物半导体如砷化镓等晶体管(1948)电子管(1904)1.3微电子技术介绍大规模/超大规模集成电路(1970’s)中/小规模集成电路(1950’s)第57页什么是集成电路集成电路

(IntegratedCircuit，简称IC)： 以半导体单晶片作为基片,采取平面工艺，将晶体管、电阻、电容等元器件及其连线所组成电路制作在基片上所组成一个微型化电路或系统集成电路优点：体积小、重量轻功耗小、成本低速度快、可靠性高小规模集成电路超大规模集成电路1.3微电子技术介绍第58页集成电路分类按用途分：通用集成电路专用集成电路（ASIC）按电路功效分：数字集成电路模拟集成电路按晶体管结构、电路和工艺分：双极型（Bipolar）电路金属氧化物半导体(MOS)电路······按集成度(芯片中包含元器件数目)分：集成电路规模元器件数目小规模集成电路（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）＞100万1.3微电子技术介绍第59页IC是全部电子产品关键1.3微电子技术介绍第60页1.3.1微电子技术与集成电路1.3.2集成电路制造

1.3.3集成电路发展趋势1.3.4IC卡1.3微电子技术介绍1.3微电子技术介绍第61页集成电路制造集成电路制造：400多道工序,工艺复杂且技术难度非常高，有一系列关键技术生产、控制及测试设备也异常昂贵

集成电路制造过程阅读材料1.51.3微电子技术介绍第62页1.3.1微电子技术与集成电路1.3.2集成电路制造1.3.3集成电路发展趋势1.3.4IC卡1.3微电子技术介绍1.3微电子技术介绍第63页集成电路发展趋势1.3微电子技术介绍集成电路工作速度集成电路工作速度主要取决于晶体管尺寸。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，相同面积晶片可容纳晶体管数目就越多。所以从集成电路问世以来，人们就一直在缩小晶体管、电阻、电容、连接线尺寸上下功夫第64页集成电路发展趋势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企业创始人之一1.3微电子技术介绍第65页集成电路发展趋势1.3微电子技术介绍当前，世界上集成电路大生产主流技术已经到达12～14英寸晶圆、45或32nm（纳米）工艺水平。如Intel企业微处理器最新产品（COREi7）采取32nm工艺，晶体管超出10亿。10001970197519801985199019951000010000010610x106100x10640048008808080868028680386PentiumPentiumIIPentiumIIIPentium4晶体管数804861000x106CORE2DuoCORE2QuadCOREi7图1-8Intel企业微处理器集成度发展第66页集成电路发展趋势当前集成电路生产主流技术：

已经到达12~14英寸晶圆、45或32nm（纳米）工艺水平1（μm微米）＝10-6（米）1（nm纳米）＝10-9（米）在未来十年时间里，集成电路技术还将继续遵照Moore定律得到深入发展阅读材料1.51.3微电子技术介绍第67页1.3.1微电子技术与集成电路1.3.2集成电路制造1.3.3集成电路发展趋势1.3.4IC卡1.3微电子技术介绍1.3微电子技术介绍第68页IC卡IC卡(chipcard、smartcard)，又称为集成电路卡，它是把集成电路芯片密封在塑料卡基片内，使其成为能存放信息、处理和传递数据载体特点：存放信息量大保密性能强能够预防伪造和窃用抗干扰能力强可靠性高应用举例：作为电子证件，统计持卡人信息，用作身份识别（如身份证、考勤卡、医疗卡、住房卡等）作为电子钱包（如电话卡、公交卡、加油卡等）1.3微电子技术介绍第69页IC卡分类按卡中所镶嵌集成电路芯片可分为两大类存放器卡：主要用于安全性要求不高场所，如电话卡、水电费卡、公交卡、医疗卡等。带加密逻辑存放器卡：除了存放器外，还专设有加密电路，惯用于安全性要求高场所CPU卡：也叫智能卡。卡上集成了中央处理器、程序存放器和数据存放器，还配有操作系统。这种卡处理能力强，保密性更加好，惯用于作为证件和信用卡使用主要场所。如手机中使用用户识别卡（SIM）1.3微电子技术介绍第70页IC卡分类按使用方式可分为两种接触式IC卡：（如电话IC卡），多用于存放信息量大、读写操作比较复杂场所。易磨损、怕油污，寿命不长

非接触式IC卡：又叫射频卡、感应卡，采取电磁感应方式无线传输数据，操作方便，快捷。统计信息简单，读写要求不高，惯用于身份验证等场所。使用寿命很长非接触式IC卡原理及其在我国第二代居民身份证中应用(a)接触式IC卡(b)接触式IC卡结构(c)非接触式IC卡阅读材料1.6习题选讲1.3微电子技术介绍第一章结束第71页1.1习题选讲11.以下关于信息叙述错误是________。A.

信息是指事物运动状态及状态改变方式B.

信息是指认识主体所感知或所表述事物运动及其改变方式形式、内容和效用C.

信息是对人有用数据，这些数据将可能影响到人们行为与决议

D.信息是数据符号化表示第72页1.1习题选讲22.与信息技术中感测、存放、通信等技术相比，计算技术主要用于扩展人________器官功效。A.感觉B.

神经网络C.

思维D.效应第73页1.1习题选讲3

3.当代信息技术关键技术主要是________。①微电子技术②机械技术③通信技术④计算机技术A.

①②③B.

①③④C.

②③④D.

①②④第74页1.1习题选讲44.信息处理过程可分若干个阶段，其第一阶段活动主要是________。信息搜集信息加工信息存放信息传递返回第75页1.2习题选讲1

进制及其相互转换：

1.以下数中最小数是______?A.

十进制数96B.

八进制数140C.

十六进制数5F.68D.

二进制数1011111.0011返回第76页1.2习题选讲22.已知X补码为10011000，则它原码是______。A.01101000B.01100111C.10011000D.111010003.Pentium处理器中一个16位带符号整数，假如它十六进制表示是(FFF0)16，那么它实际数值是______。（十进制表示）返回第77页1.3习题选讲

1.30年来，集成电路技术发展，大致遵照着单块集成电路集成度平均每18~24个月翻一番规律，未来十多年还将继续遵照这个规律，这就是著名Moore定律。2.集成电路按用途能够分为通用型与专用型，存放器芯片属于专用集成电路。3.非接触式IC卡中自带电池供电，以实现数据读写。

4.集成电路是20世纪重大创造之一，在此基础上出现了世界上第一台计算机ENIAC。

返回第78页1.2作业1.把以下二进制数分别转化成十进制数、八进制数和十六进制数：10111111.0011，11001111，0.11101，10000002.把以下十进制数转化成二进制数和十六进制数：128，0.675，1024，655353.在一个字长为8位机器中，采取补码表示，符号位占一位，请写出以下十进制数在机器中二进制表示：＋78,+3,-5,-128,+127返回第79页1.1信息产业及其发展概况第一章阅读材料第80页信息产业已是全球第一大产业

（数据起源：.1.28《中国电源博览》第107期：世界总产值达49.88万亿美元,同比增加3.6％；电子信息产业总产值达4.65万亿美元,同比增加9.5％,占世界总产值9.3％,居各产业之首；年：世界总产值达51.73万亿美元，同比增加3.7％；电子信息产业总产值达4.96万亿美元，同比增加6.6％,占世界总产值9.6％,预计20：世界总产值达52.86万亿美元,同比增加2.2％，电子信息产业达5.15万亿美元，同比增加3.8％,占世界总产值9.7％第81页我国信息产业情况怎样？（数据来源：2010.2.3工信部公布）规模以上电子信息产业主要指标情况：第82页我国电子信息产品数据（数据来源：2010.2.3工信部公布）第83页我国IT产业在国民经济中地位我国ICT产业占GDP百分比：GDP总值中6.52%来自信息产业；GDP增速中8.92%（即0.8个百分点）来自信息产业ICT产业对GDP增加率贡献电子信息产业收入占全部工业收入10.0%，利润占全部工业6.0%，税金占全部工业8.4%，从业人员占全部工业9.0%(755万)，进出口占全国外贸比重35.0%第84页我国电子信息产业规模居世界信息产业规模前二位从全球范围来看，自开始，中国电子信息产业规模已超出日本，仅次于美国连续5年位列世界第二，20起跃居世界首位。年：中国境内生产显示器、手机、彩电、激光视盘机、笔记本电脑分别占全球总产量50%、31%、43%、80%和40%20：手机、微型计算机、彩电、数码相机、激光视盘机产量分别占全球49.9%、60.9%、48.3%、80%、85%，电子信息产品贸易额占全球15%以上第85页“大”≠“强”第86页富士康企业故事富士康企业(FOXCONN)全球3C电子(计算机、通讯、消费性电子)代工领域中规模最大国际集团，专注于电子代工服务(总裁郭台铭)出口总额556亿美元，占中国大陆出口总额3.9％，连续7年雄居大陆出口榜首；《财富》年全球企业500强第109位。拥有60余万员工，全球最大电子产品专业制造商：遍布亚、美、欧三大洲专业研发网络，在精密模具、关键零组件、机电整合模组、纳米科技、精密光学、平面显示、工业量测等领域取得累累硕果。，实现专利申请13200项，美国财富杂志评鉴入选为全球最正确声望标竿电子企业15强。全球最大手机和相机模块代工厂；iPod、iPhone和各种品牌笔记本电脑代工在珠三角、长三角、环渤海地域、中西部地域都有布点深圳市企业营业收入前十强和纳税前十强，每年为深圳税收贡献超百亿元第87页我国信息产业存在哪些问题？(1)关键技术、关键设备和元器件受制于人（高端芯片、关键软件、关键元器件、高端设备以及专用设备等）(2)产业结构亟需优化（信息产业位于国际产业分工价值链低端，加工组装比重高，经济效益低，主要依靠降价销售参加市场竞争）(3)信息技术应用水平不高(4)体制机制有待完善第88页世界IT产业竞争力排名我国IT产业竞争力有显著进步,排名39位，上升11位（数据起源：11月商业软件联盟(BSA)公布）第89页已经并将采取哪些对策？（-）电子信息产业调整和振兴规划四项目标：实现产业稳定增加，未来三年继续保持二倍于GDP增速增加速度，力争准期完成“十一五”规划产业规模发展目标；结构优化取得成效，软件和信息服务比重提升到15%，加工贸易在出口总额中比重降至75%，初步赢得关键产业发展主动权；不停增强创新能力；产业本身发展对GDP增速贡献不低于0.7％，保持外贸出口稳定，占全国外贸出口百分比保持在1/3以上第90页已经并将采取哪些对策（2）

六大重点工程：集成电路产业技术水平和产能提升平板产业升级和彩电工业转型新一代移动通信（TD-SCDMA）产业完善数字电视推广应用和产业链建设计算机和下一代互联网应用软件及信息服务培育返回第91页1.2计算机存放容量度量单位第一章阅读材料第92页现象160GB移动硬盘实际容量＝160,041,885,696字节为何？1.2数字技术基础第93页原因:前缀名称前缀符号十进制前缀二进制前缀比值kilok/K103210=1,0240.976megaM106220=1,048,5760.954gigaG109230=1,073,741,8240.931teraT1012240=1,099,511,627,7760.909petaP1015250=1,125,899,906,842,6240.888exaE1018260=1,152,921,504,606,846,9760.867zettaZ1021270=1,180,591,620,717,411,303,4240.847yottaY1024280=

1,208,925,819,614,629,174,706,1760.827相同符号，有两种不一样含义！1.2数字技术基础第94页不一样进位制前缀使用场所内存、cache、半导体存放器芯片容量均使用二进制前缀：512MB内存条（1M＝220）256KBcache（1K＝210）文件和文件夹大小使用二进制前缀频率、传输速率等使用十进制前缀：主频1GHz（1G＝109）传输速率100Mbps（1M＝106）外存放器（硬盘、DVD光盘、U盘、存放卡等）容量：厂商标注容量使用十进制前缀操作系统显示容量使用二进制前缀1.2数字技术基础第95页处理方案：使用两种不一样前缀符号已经采取IEC提议符号有：MozillaFirefox，BitTornado，Linux，以及其它一些GNU自由软件还未采取IEC提议符号有：微软企业前缀名称前缀符号十进制值二进制值比值IEC提议二进制前缀符号kilok/K103210=1,0240.976kibi-KimegaM106220=1,048,5760.954mebi-MigigaG109230=1,073,741,8240.931gibi-GiteraT1012240=1,099,511,627,7760.909tebi-TipetaP1015250=1,125,899,906,842,6240.888pebi-PiexaE1018260=0.867exbi-EizettaZ1021270=0.847zebi-ZiyottaY1024280=

0.827yobi-Yi1.2数字技术基础返回第96页1.4门电路及其应用第一章阅读材料第97页

几个晶体管组合可完成逻辑运算ABC＝A+B“或”门C＝A·BAB“与”门2.9v0vOutInPN“非”门AA门电路：第98页逻辑运算是用“门”电路实现名称运算符号定义ABF门电路符号(国家标准)门电路符号(国外)与AB，A•BA∧B

000010100111或A+B,A∨B

000011101111非0110与非

001011101110或非

001010100110异或

0000111011101&≥1&≥1=1AA•BA+BA•B+A•B

第99页两个1位二进制数加法实现设被加数A，加数B，用半加器完成加法，产生和数S，进位CABSC0000011010101101

C=ABS=AB+AB=ABÅ半加器逻辑公式为：则半加器规则是：半加器逻辑结构为：（和数）（进位）返回第100页1.5.1集成电路制造过程第一章阅读材料第101页集成电路制造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集成电路制造：400多道工序第102页集成电路制造集成电路制造厂（晶圆厂）生产产品包含：晶圆切片（也简称为晶圆）超大规模集成电路芯片（可简称为芯片）晶圆芯片第103页晶圆厚度：不足1mm直径：6、8、12英寸晶棒单晶硅锭晶圆生产过程:晶棒制造，晶片制造

集成电路制造第104页集成电路制造芯片制造过程：晶圆处理、晶圆针测、 封装、成品测试等。

晶圆处理：

在晶圆上制作电路及电子元件，晶圆上就形成了一个个小格，即晶粒。 晶圆针测：

对每个晶粒检测其电气特征，并将不合格晶粒标上记号后，将晶圆切开