信息技术概要复习

第一章、信息技术概要复习一、信息（1）信息的定义从客观上看，信息事物运动的状态及状态变化的方式。从主观上看，信息是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。（2）信息处理相关的行为和活动：信息的收集(如信息的感知、测量、获取、输入等)；信息的加工(如信息的分类、计算、分析、转换等)；信息的存储(如书写、摄影、录音、录像等)；信息的传递(如邮寄、电报、电话等)信息的施用(如控制、显示等)；（3）信息表示形式：数据、文字、图像、声音和视频。二、信息技术（1）信息技术的定义指的是用来扩展人们信息器官功能、协助人们更有效地进行信息处理的一门技术。（2）信息技术包括：扩展感觉器官功能的感测(获取)与识别技术扩展神经系统功能的通信技术扩展大脑功能的计算(处理)与存储技术扩展效应器官功能的控制与显示技术（3）信息处理系统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，可以通称为信息处理系统（4）信息处理系统的分类雷达：以感测与识别为主要目的电视/广播：以单向、点到多点（面）的信息传递为主要目的电话：以双向、点到点的信息交互为主要目的银行：以处理金融信息为目的图书馆：以信息收藏和检索为主要目的因特网：跨越全球的多功能信息处理系统（5）现代信息技术的主要特征：以数字技术为基础、以计算机及其软件为核心、采用电子技术（包括激光技术）进行信息的收集、传递、加工、存储、显示与控制。它包括通信、广播、计算机、微电子、遥感遥测、自动控制、机器人等诸多领域。（6）现代信息技术的三大核心技术：微电子技术、通信技术和计算机技术三、数字技术基础（1）当代电子信息技术的基础有两项:微电子与光纤技术、数字技术注：数字技术就是用0和1两个数字表示、处理、存储和传输一切信息的技术。（2）信息的基本单位——比特数字技术的处理对象是比特；比特是计算机和其他数字系统处理、存储和传输信息的最小单位。比特有两种状态：0和1；比特没有大小和重量，没有颜色。比特是组成数字信息的最小单位。西文字符需要用8个比特，汉字需要用16个字符。1字节=8比特；（3）比特的运算逻辑加:(“∨”、“OR”或“+”）----“或运算”逻辑乘:(“∧”、“AND”或“·”）-----“与运算”取反：（“NOT”或“﹣”）-----“非运算”：“0”取反后是“1”，“1”取反后是“0”注意：逻辑运算按位独立进行，即每一位不受同一信息的其它位影响。（4）比特的存储“千字节”(KB),1KB=210字节=1024B(K字节)“兆字节”(MB),1MB=220字节=1024KB(兆字节)“吉字节”(GB),1GB=230字节=1024MB(千兆字节)“太字节”(TB),1TB=240字节=1024GB(兆兆字节)（5）比特的传输千比特/秒(kb/s)，1kb/s=103b/s=1000b/s兆比特/秒(Mb/s)，1Mb/s=106b/s=1000kb/s吉比特/秒(Gb/s)，1Gb/s=109b/s=1000Mb/s太比特/秒(Tb/s)，1Tb/s=1012b/s=1000Gb/s（6）二进制数每一位使用两个不同数字表示（0、1），即每一位使用1个“比特”表示低位与高位的关系是：逢2进1各位的权值是2的整数次幂（基数是2）标志：尾部加B二进制和十进制的互换a、二进制数和十进制数的转换例：(101.01)2=1×22＋0×21＋1×20＋0×2-1＋1×2-2=(5.25)10b、十进制数转换成二进制数：整数部分除以二取余法，小数部分乘二取整法。c、二进制的优点①因为它只有0、1两个数码，在数字电路中利用一个具有两个稳定状态且能相互转换的开关器件就可以表示一位二进制数，因此采用二进制数的电路容易实现，且工作稳定可靠。②算术运算规则简单。二进制数的算术运算和十进制数的算术运算规则基本相同，惟一区别在于二进制数是“逢二进一”及“借一当二”。（8）八进制数每一位使用八个不同数字表示（0、1、2、3、4、5、6、7）低位与高位的关系是：逢8进1各位的权值是8的整数次幂（基数是8）标志：尾部加Q（9）十六进制数每一位使用十六个数字和符号表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F）逢16进1,基数为16各位的权值是16的整数次幂（基数是16）标志：尾部加H（10）定点数计算机的数的类型a、整数（定点数）：1、无符号整数：8位（0~28-1）；16位（0~216-1）32位（0~232-1）2、带符号整数：8位（-27～27-1）16位（-215～215-1）32位（-231～231-1）64位（-263～263-1）b、实数（浮点数）：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）c、无符号整数表示表示采用“自然码”表示：取值范围由位数决定：–8位：可表示0～255(28-1)范围内的所有正整数–16位：可表示0～65535(216-1)范围内的所有正整数–n位：可表示0～2n-1范围内的所有正整数d、有符号整数表示符号表示用最高位表示，“0”表示正号(+),“1”表示负号(-)数值部分如何表示？○1原码表示：整数的绝对值以二进制自然码表示○2补码表示：正整数：绝对值以二进制自然码表示负整数：绝对值使用补码表示注意：在计算机中数据的处理不是以“原码”的形式，而是以“补码”的形式存在的。e、补码补码的求法：1、正数的补码和原码相同。2、负数的补码是在原码的基础上符号位不变，数值位逐位取反最末位加1。f、优缺点分析：（1）原码表示法优点：与日常使用的十进制表示方法一致，简单直观缺点：加法与减法运算规则不统一，增加了成本；整数0有“00000000”和“10000000”两种表示形式，不方便（2）补码表示法优点：加法与减法运算规则统一，没有“-0”,可表示的数比原码多一个缺点：不直观，使用不方便结论：在计算机内不采用“原码”而采用“补码”的形式表示！(11)数字通信技术a、定义：通信终端之间以数字信号的形式进行通信b、方式：○1终端设备发出和接收的都是数字信号，例如：计算机与计算机之间的通信、手机与手机之间的通信○2发送方发出的是模拟信号，但把它转换成数字信号后再进行传输；接收方把收到的数字信号转换成模拟信号后再予以处理和使用c、模拟信号与数字信号：通信系统中被传输的信息必须转换成某种电信号(或光信号)才能进行传输电信号(或光信号)有两种形式：○1模拟信号形式:通过连续变化的物理量（如信号的幅度）来表示信息，例如人们打电话或者播音员播音时声音经话筒(麦克风)转换得到的电信号；○2数字信号形式:使用有限个状态(一般是2个状态)来表示（编码）信息，例如电报机、传真机和计算机发出的信号都是数字信号d、优点：抗干扰能力强，差错可控制，无噪声积累，传输质量高灵活性好，能适应多种应用需求，声音、图像、数据均可传输传输的数字信号可以直接由计算机进行存储、管理和处理数字信号的加密比模拟信号容易，所以通信的安全性高数字电路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。四、微电子技术与集成电路（1）微电子的定义微电子技术是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技术；现代集成电路使用的半导体材料主要是硅，也可以是化合物半导体如砷化镓（2）集成电路的类型a、按类型分类小规模：＜100个元器件（SSI）中规模：100~3000个元器件（MSI）大规模:3000~10万个元器件（LSI）超大规模:10万~100万个元器件（VLSI）b、按晶体管结构、电路、工艺双极型集成电路金属氧化物半导体集成电路双极型——金属氧化物半导体集成电路c、按功能分类数字集成电路模拟集成电路d、按用途分：通用集成电路（如：微处理器、存储器芯片）专用集成电路（ASIC）注：现在PC机中使用的微处理器、芯片组、图形加速芯片等都是超大规模集成电路。微处理器和存储器芯片等都属于通用集成电路。（3）电子电路中元器件的发展演变微电子技术是以集成电路为核心的电子技术，它是在电子元器件小型化、微型化的过程中发展起来的。（4）集成电路(IntegratedCircuit，简称IC）a、定义：以半导体单晶片作为基片,采用平面工艺，将晶体管、电阻、电容等元器件及其连线所构成的电路制作在基片上所构成的一个微型化的电路或系统。b、特点：体积小、重量轻、功耗小、成本低、速度快、可靠性高；c、集成电路的发展趋势集成电路的工作速度主要取决于晶体管的尺寸。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，相同面积的晶片可容纳的晶体管数目就越多。d、IC集成度提高的规律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)（5）IC卡a、定义：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，使其成为能存储信息、处理和传递数据的载体b、特点：存储信息量大保密性能强可以防止伪造和窃用抗干扰能力强可靠性高c、类型：○1按芯片分类存储器卡：封装的集成电路为存储器，信息可长期保存，也可通过读卡器改写。结构简单，使用方便。用于安全性要求不高的场合，如电话卡、水电费卡、公交卡、医疗卡等CPU卡：封装的集成电路为中央处理器（CPU）和存储器，还配有操作系统(ChipOperatingSystem)，处理能力强，保密性更好，常用作证件和信用卡使用。手机中使用的SIM卡就是一种特殊的CPU卡。○2按使用方式分类接触式IC卡(如电话IC卡)–表面有方型镀金接口，共8个或6个镀金触点。使用时必须将IC卡插入读卡机，通过金属触点传输数据。–用于信息量大、读写操作比较复杂的场合,但易磨损、怕脏、寿命短非接触式IC卡(射频卡、感应卡)–采用电磁感应方式无线传输数据，解决了无源（卡中无电源）和免接触问题–操作方便，快捷，采用全密封胶固化，防水、防污，使用寿命长用于读写信息较简单的场合，如身份验证等。