第1章 信息技术概述

1.1信息技术

1.2集成电路

1.3通信技术

1.4数字技术基础

第1章信息技术概述一、信息的含义1.信息论：信息是在通信的一端（信源）精确地或近似地复现另一端（信宿）所挑选的消息。2.控制论：信息就是信息，不是物质，也不是能量。

3.客观立场：事物存在的方式和运动状态的表现形式。4.认识立场：主体所感知或表述的事物存在的方式和运动状态。1.1信息技术二、信息的特征1.依附性2.共享性3.多样性4.普遍性5.客观性6.可传递性1.1信息技术三、信息的处理1.1信息技术信息采集信息输入信息加工信息存储信息输出四、信息技术（一）概念1：利用电子计算机和现代通讯手段获取、传递、存储、处理、显示信息和分配信息的技术。

概念2：利用科学的原理、方法及先进的工具及手段，有效地开发和利用信息资源的技术体系。

概念3：一种用来扩展人类信息器官功能的技术。

概念4：对信息的收集、加工、存储、传递和应用的技术。1.1信息技术四、信息技术（二）基本的信息技术：1.感测与识别技术——扩展感觉器官功能2.通信技术——扩展神经系统功能3.计算与存储技术——扩展思维器官功能4.控制与显示技术——扩展效应功能1.1信息技术五、现代信息技术1.以数字技术为基础2.以计算机技术为核心3.采用电子技术4.集智能技术、通信技术、感测技术、控制技术于一体1.1信息技术一、集成电路的发展历史1952年：英国科学家达默提出了电路集成化的最初设想。1958年：美国德克萨斯仪器公司的工程师基尔比，按照达默的设想，制成了世界上第一块集成电路。

1958年：美国仙童电子公司宣称研制成功集成电路。

1959年：美国德克萨斯仪器公司首先宣布建成世界上第一条集成电路生产线。

1962年：世界上出现了第一块集成电路正式商品。

不久，世界范围内掀起了集成电路的研制热潮。。。。。。。1.2集成电路二、集成电路的特点1.集成度高2.成本低3.速度高4.可靠性高1.2集成电路三、集成电路的分类（一）1.按集成度1.2集成电路类别电子元器件数小规模集成电路（SSI）10~100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）>100万三、集成电路的分类（二）2.按用途（1）专用集成电路（2）通用集成电路3.按导电类型（1）双极型（2）单极型4.按功能结构（1）数字集成电路（2）模拟集成电路1.2集成电路四、我国集成电路产业的发展2006年：我国集成电路市场销售额为4862.5亿元，同比增长27.8%。2007年：我国集成电路市场销售额为5623.7亿元，同比增长18.6%。目前：我国集成电路产业已经形成了集成电路设计、制造、封装测试三业及支撑配套业共同发展的较为完善的产业链格局。今后：集成电路设计和芯片制造业所占比例将迅速上升。1.2集成电路五、IC卡（一）1.概念：又叫集成电路卡，把具有存储、运算等功能的集成电路芯片压制在塑料片上，使其成为能存储、转载、传递、处理数据的载体。2.应用（1）银行领域（2）医疗领域（3）公交领域（4）其他领域1.2集成电路五、IC卡（二）3.分类（1）按使用方式接触式IC卡非接触式IC卡（2）按功能存储卡智能卡1.2集成电路（3）按应用领域金融卡非金融卡五、IC卡（三）4.IC卡的特点（1）可靠性高（2）安全性好（3）灵活性强（4）存储容量大（5）使用寿命长1.3通信技术一、通信的基本原理（一）1.通信系统简单模型1.2集成电路2.通信系统一般模型一、通信的基本原理（二）3.通信系统的分类1.2集成电路1.按信号（1）模拟通信系统（2）数字通信系统2.按传输介质（1）有线通信系统（2）无线通信系统3.按调制方式（1）基带通信系统（2）宽带通信系统4.按通信方式（1）单工通信系统（2）半双工通信系统（3）全双工通信系统5.按复用方式（1）频分复用通信系统（2）时分复用通信系统（3）码分复用通信系统二、模拟通信系统1.模拟通信系统模型1.2集成电路2.模拟通信系统的性能指标（1）有效性（2）可靠性三、数字通信系统1.数字通信系统模型1.2集成电路2.数字通信系统的性能指标（1）信道带宽（2）数据传输速率（3）端-端延迟（4）误码率四、传输介质（一）1.双绞线（1）3类线（2）5类线（3）超5类线（4）6类线1.3通信技术四、传输介质（二）2.同轴电缆（1）按直径分粗缆细缆（2）按传输频带分基带宽带1.3通信技术四、传输介质（三）3.光纤（1）分类单模多模1.3通信技术（2）特点频带宽损耗低重量轻抗干扰能力强保真度高工作性能可靠成本不断下降五、无线通信1.无线电波2.微波3.红外线1.3通信技术六、移动通信1.移动通信系统组成（1）移动台（2）基站（3）移动电话交换中心1.3通信技术六、移动通信2.移动通信的分类（1）集群移动通信（2）蜂窝移动通信（3）卫星移动通信（4）无绳电话1.3通信技术六、移动通信3.移动通信系统的分代（1）第一代移动通信（1G）（2）第二代移动通信（2G）（3）第三代移动通信（3G）1.3通信技术一、比特1.概念(1)比特（bit，binarydigit的缩写）中文翻译为“二进位数字”、“二进位”或简称为“位”(2)比特只有2种取值：0，1(3)如同DNA是人体组织的最小单位、原子是物质的最小组成单位一样，比特是组成数字信息的最小单位(4）数值、文字、符号、图像、声音、命令······都可以使用比特来表示，其具体的表示方法就称为“编码”或“代码”1.4数字技术基础用比特表示图像一、比特2.比特的运算（1）逻辑加（也称“或”运算，用符号“OR”、“∨”或“＋”表示（2）逻辑乘（也称“与”运算，用符号“AND”、“∧”或“·”表示，也可省略）（3）取反（也称“非”运算，用符号“NOT”或上横杠“¯”表示）1.4数字技术基础1.4

数字技术基础逻辑加：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=NOTA

A:NOT0 NOT1F: 1 0两个多位的二进制信息进行逻辑运算时，按位独立进行，即每一位都不受其它位的影响：例1 A: 0110 B:∨ 1010

F: 1110例2 A: 0110 B:∧1010

F: 0010一、比特3.比特的存储8个比特＝1个字节（byte，用大写B表示）（1）计算机内存储器容量的计量单位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）（2）外存储器容量经常使用10的幂次来计算1MB＝103KB

＝1000KB1GB＝106KB

＝1000000KB1TB＝109KB=1000000000KB1.4数字技术基础一、比特4.比特的传输传输速率的单位是每秒多少比特，写成b/s，还有更大一些的比特传输单位Kb/s、Mb/s、Gb/s、Tb/s等。它们之间的换算关系为：1Kb/s=1000b/s1Mb/s=1000Kb/s1Gb/s=1000Mb/s1Tb/s=1000Gb/s

1.4数字技术基础二、计算机的数制1.数的概念（1）“数”是一种信息，它有大小（数值），可以进行四则运算（2）“数”有不同的表示方法。日常生活中人们使用的是十进制数，但计算机使用的是二进制数，程序员还使用八进制和十六进制数，它们怎样表示？其数值如何计算？1.4数字技术基础二、计算机的数制2.十进制（1）数码为：0～9；基数是10（2）运算规律：逢十进一，即：9＋1＝10（3）十进制数的按权展开式：1.4数字技术基础103、102、101、100称为十进制的权。各数位的权是10的幂。５５５５５×１０３＝５０００５×１０２＝５００５×１０１＝５０５×１００＝５＝５５５５＋任意一个十进制数都可以表示为各个数位上的数码与其对应的权的乘积之和，称按权展开式。二、计算机的数制2.十进制（4）同样的数码在不同的数位上代表的数值不同。即：(5555)10＝5×103

＋5×102＋5×101＋5×100(209.04)10＝2×102

＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4×10－2（5）标志：尾部加D1.4数字技术基础二、计算机的数制3.二进制（1）数码为：0、1；基数是2（2）逢二进一，即：1＋1＝10（3）二进制数的按权展开式：如：(101.01)2＝1×22

＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2

＝(5.25)101.4数字技术基础各数位的权是２的幂（4）尾部加B二、计算机的数制4.八进制（1）数码为：0～7；基数是8（2）运算规律：逢八进一，即：7＋1＝10（3）标志：尾部加Q（4）八进制数的权展开式：如：(207.04)10＝2×82

＋0×81＋7×80＋0×8－1＋4×8－2＝(135.0625)101.4数字技术基础各数位的权是8的幂二、计算机的数制4.十六进制（1）数码为：0～9、A～F；基数是16（2）运算规律：逢十六进一，即：F＋1＝10（3）标志：尾部加H（4）十六进制数的权展开式：如：(D8.A)2＝13×161

＋8×160＋10×16－1＝(216.625)101.4数字技术基础各数位的权是16的幂二、计算机的数制5.数制转换（1）二、八、十六进制转十进制

按权展开，即可以转换为十进制数（2）二进制与八进制相互转换1.4数字技术基础八进制数二进制数

八进制数

二进制数

000041001001510120106110301171111位八进制数与3位二进制数的对应关系：二进制数转换为八进制数：将二进制数由小数点开始，整数部分向左，小数部分向右，每3位分成一组，不够3位补零，则每组二进制数便是一位八进制数。二、计算机的数制5.数制转换（2）二进制与八进制相互转换1.4数字技术基础二进制数转换为八进制数：将二进制数由小数点开始，整数部分向左，小数部分向右，每3位分成一组，不够3位补零，则每组二进制数便是一位八进制数。1101010.01000＝(152.2)8八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用3位二进制数表示。=011111100.010110(374.26)8二、计算机的数制5.数制转换（3）二进制与十六进制相互转换1.4数字技术基础十六进制数二进制数十六进制数二进制数

0000081000

1000191001

20010A1010

30011B1011

40100C110050101D110160110E111070111F11111位十六进制数与4位二进制数的对应关系二、计算机的数制5.数制转换（3）二进制与十六进制相互转换1.4数字技术基础二进制数转换为十六进制数：将二进制数由小数点开始，整数部分向左，小数部分向右，每4位分成一组，不够4位补零，则每组二进制数便是一位十六进制数。十六进制数转换为二进制数：将每位十六进制数用4位二进制数表示。＝(1E8.6)16111010100.0110000=101011110100.01110110(AF4.76)16二、计算机的数制5.数制转换（4）十进制转二进制1.4数字技术基础转换原则：整数部分:用除以2逆序取余小数部分:用乘以2顺序取整以二进制为例：215.6875D整数部分:

除基数取余,取余时,由下而上11010111二、计算机的数制5.数制转换（4）十进制转二进制1.4数字技术基础小数部分:乘基数取整(只乘小数部分)

取整时,由上而下0.1011(215.6875)10=(11010111.1011)2

几种进制数之间的对应关系十进制数二进制数八进制数十六进制数0123456789101112131415000000000100010000110010000101001100011101000010010101001011011000110101110011110123456710111213141516170123456789ABCDEF二、计算机的数制5.数制转换（5）十进制转八、十六进制先转成二进制，然后由二进制转八、十六进制1.4数字技术基础三、数值型信息的表示1.4数字技术基础计算机中的数整数(定点数)实数(浮点数)无符号整数带符号整数32位（单精度浮点数）64位（双精度浮点数）128位（扩充精度浮点数）

8位(0～28-1)16位(0～216-1)32位(0～232-1)32位(-231～231-1)短整数64位(-263～263-1)长整数16位(-215～215-1)16位整数

8位(-27～27-1)小数点固定隐含在个位数右面小数点不固定都采用二进制表示，有不同类型和不同长度不同类型和不同长度的数各有不同的用途1.取值范围由位数决定（1）8位： 可表示0～255(28-1)范围内的所有正整数（2）16位：可表示0～65535(216-1)范围内的所有正整数（3）n位：可表示0～2n-1范围内的所有正整数。

十进制数8位无符号整数

00000000010000000120000001030000001140000010050000010125211111100253111111012541111111025511111111······三、数值型信息的表示1.4数字技术基础2.表示方法：用1位表示符号，其余用来表示数值部分