专转本 计算机 第一章 信息技术概述

计算机基础第一章信息技术概述1.1信息与信息技术信息的定义1948年，美国数学家、信息论的创始人仙农在题为“通讯的数学理论”的论文中指出：“信息是用来消除随机不定性的东西”。1948年，美国著名数学家、控制论的创始人维纳在《控制论》一书中，指出：“信息就是信息，既非物质，也非能量。”信息具有多种特征和定义（从不同的角度）：(1)控制论创始人维纳：信息就是信息，它既有不是物质也不是能量。(2)客观事物立场：信息是事物运动的状态及状态变化的方式。(3)认识主体立场：信息是认识主体所感知或表述的事物运动及其变化方式的形式、内容和效用。(4)信息普遍存在，是一种基本资源。例1：（单选）信息是一种。A．物质B．能量C．资源D．知识•参考答案：C例2：（多选）下列关于信息的叙述，正确的有（）A.信息是指事物运动的状态及状态变化的方式B.信息就是数据C.信息往往以文字，图像，图形，声音等形式出现D.信息是人们认识世界，改造世界的一种基本资源•参考答案：ACD4、信息处理过程信息处理是指为获取有效的信息而施加于初始信息的所有操作。例：信息处理是指为了更多、更有效地获取和使用信息而施加于信息的各种操作，包括的过程有。A．信息收集B．信息加工和存储C．信息传输D．信息维护及使用•参考答案：ABCD1.1.2信息技术定义：信息技术是指能扩展人的信息器官功能、协助人们进行信息处理并改变事物状态的一类技术。例：（判断）信息技术是指用来取代人得信息器官功能，代替人类进行信息处理的一类技术。（）•参考答案：错（1）感测（获取）与识别技术：扩展感觉器官功能感测与识别技术主要解决信息的获取与识别问题。感测技术利用红外线、紫外线、次声波、超声波、传感器等手段以及遥感、遥测等技术来获取更多的信息。识别技术则对所获取的信息类别做出判断。感测与识别技术克服了人在感知与识别信息时具有的局限性，增强了信息感知的范围、精度和灵敏度，是人的感觉器官功能的扩展。（2）通信与存储技术：消除交流的空间和时间的障碍通信技术主要解决信息的传递问题。通信的实质是将信息附着于一个事物（称之为载体），并通过后者的运动将信息从空间上的一点传送到另一点。现代通信技术使用的载体是电波或光波。通信技术突破了人在交流信息时所受到的空间和时间上的限制。存储技术主要解决大量信息长期、可靠的存储问题，是人的记忆器官（大脑）的扩展。（3）计算（处理）技术：增强信息加工和控制能力计算（处理）技术主要解决信息的转换和加工处理问题，即对信息去粗取精、去伪存真，从初始信息中分析、推导、演算或抽象出可用的信息。计算（处理）技术克服了人在处理信息时具有的局限性，增强了信息加工处理和控制的能力，是人的思维器官（大脑）功能的扩展。（4）控制与显示技术：增强表现能力和改变控制对象状态和方式控制与显示技术主要解决信息的施效问题。控制的本质是根据输入的指令信息（决策信息）改变外部事物的运动状态和方式。控制显示技术克服了人在改变事物运动状态及再现信息时的局限性，是人的效应器官（手、脚、嘴等）功能的扩展。1.1.3信息处理系统2、分类（1）自动化程度：人工的、半自动的、全自动的（2）技术手段：机械的、电子的、光学的（3）通用性：专用的、通用的（4）应用领域：信息处理系统五花八门例如：雷达：以感测与识别为主要目的的系统电视广播：单向、点到多点（面）的，以信息传递为主要目的的系统电话：双向、点到点的，以信息交互为主要目的的信息系统银行：处理金融信息为主的系统图书馆：以信息收藏和检索为主的系统因特网：是一种跨越全国的多功能信息处理系统例：下列关于信息系统的叙述，错误的是（）A．电话是一种双向、点到点的，以信息交互为主要目的的信息系统B．网络聊天是一种双向的，以信息交互为目的的系统C．广播是一种点到面的，双向信息交互系统D．因特网是一种跨越全球的多功能的信息系统•参考答案：C1.2微电子技术1.2.1微电子技术与集成电路集成电路（IntegratedCircuit，简称IC）（1）定义（2）分类现在PC机种使用的微处理器，芯片组，图形加速芯片等都是超大规模和极大规模集成电路例：集成电路按用途可分为通用集成电路和专用集成电路，PC机中的存储器芯片属于专用集成电路。（）参考答案：错1.2.3集成电路的发展趋势1、集成电路特点体积小，重量轻，可靠性高2、集成电路的工作速度集成电路的工作速度取决于芯片中组成逻辑门电路的晶体管的尺寸。晶体管尺寸越小，其极限工作频率越高，逻辑门电路的开关速度就越快，集成电路的工作速度也就越快。从另一个角度来看，芯片中晶体管的尺寸越小，线路就越细，相同面积的芯片中可容纳的晶体管等电子元件的数量就越多（集成度越高），功能就越强，工作速度也就越快。Moore定律摩尔(G.E．Moore)在1965年预测：单块集成电路的集成度平均每18--24个月翻一番。其后30多年来，x86系列微处理器集成度的发展大体上是符合这个预测的，业界称其为Moore定律。实质上，Moore定律是对一段时期内集成电路制造技术发展的预测。1.2.4IC卡1、定义2、分类1）所镶嵌的集成电路芯片：存储器卡和CPU卡存储器卡：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，信息可长期保存，也可通过读卡器改写。存储卡结构简单，使用方便，读卡器不需要联网就可以工作。主要用于安全性不高的场合，如电话卡，水电费卡，公交卡，医疗卡等。还有一种带加密逻辑的存储卡器，，这种IC卡出了存储器外，还专设有加密电路，因此安全性强，常用于安全性要求高的场所。CPU卡：也叫智能卡。卡上集成了中央处理器（CPU），程序存储器和数据存储器，还配有操作系统。这种卡处理能力强，保密性更好，常用于作为证件和信用卡使用的重要场合，手机中使用的SIM卡就是一种特殊的CPU卡，他不但存储了用户的身份信息，而且可将电话号码，短消息等也存储在卡上。1.3.2通信系统的基本原理1、模拟通信（1）定义：直接传输信源产生的模拟信号或者通过模拟信号对载波调制后进行传输的通信技术称为模拟通信技术。（2）应用：传统的有线载波电话，无线电广播，模拟电视（3）优点：结构比较简单，成本低（4）缺点：在信号的调制和传输过程中不可避免地会受到噪音信号的干扰，传输质量不够稳定2、数字通信（1）定义：将信源产生的模拟信号转换为数字信号（或信源本身就是数字信号），然后直接传输数字信号或通过用数字信号对载波进行数字调制来传输信信息的技术称为数字通信技术。（2）数字通信的应用1）卫星电视2）数字有线电视5交换技术(1)电路交换为发送端和接收端建立一条临时的实际物理通道，供通信双方使用，通信完毕后，交换机内的连线被拆除。例如：电话交换机优点：交换方式简单，适合远距离成批数据传输，建立一次连接可传送大量数据。缺点：线路利用率低，通信成本高。(3)分组交换（包交换）把需要传输的数据块分割成若干小块，然后为每个小块数据加上有关的地址信息及分组信息，组成一个数据包（也称为“分组”）进行转发。例如：互联网络优点：线路利用率高；收发双方不需同时工作，当接收方忙碌时，整个网络都可以作为它的缓冲；可以给数据包建立优先级，使得一些重要应用的数据包能优先传递。缺点：延时长，不宜用于实时通信或交互通信.双绞线内导体芯线外套铜屏蔽箔屏蔽绝缘以箔屏蔽以减少干扰和串音3类、5类双绞线外没有任何附加屏蔽非屏蔽双绞线(UTP)屏蔽双绞线(STP)同轴电缆铜芯绝缘层外导体屏蔽层保护套光纤依靠光波承载信息高传送速率通信容量大传输损耗小适合长距离传输抗干扰性能好保密性好轻便单芯光缆玻璃封套塑料外套玻璃内芯多芯光缆玻璃内芯塑料外套玻璃封套外壳通用传输介质的类型，特点和应用介质类型特点应用金属导体双绞线成本低，易受外部高频电磁波干扰，误码率低；传输距离有限固定电话本地回路，计算机局域网等同轴电缆传输特性和屏蔽性良好，可作为传输干线长距离传输载波信号，但成本较高固定电话中继线路，有线电视接入等光导纤维光缆传输损耗小，通讯距离长，容量大，屏蔽性非常好，不易被窃听，重量轻，便于运输和铺设。缺点是精确连接两根光纤很困难电话，电视等通信系统的远程干线，计算机网络的干线无线无线电波，微波，红外线，激光建设费用低，抗灾能力强，容量大，无线接入使得通信更加方便，但容易被窃听和受到干扰广播，电视，移动通讯的远程干线，计算机网络的干线地面微波接力两个地面站之间传送距离：50-100km地面站之间的直视线路微波传送塔地球地球同步卫星与地面站相对固定位置使用2个卫星覆盖全球22,200公里地球使用微波使用转发器来接收和转发例1：（判断）信息在光纤中传输时，每隔一定距离需要加入中继器，将信号放大后再继续传输。•例2：（单选）在下列网络的传输介质中，抗干扰能力最好的一个是（）A．光纤B.双绞线C.电话线D.同轴电缆•参考答案：对•参考答案：A例3：（单选）下列不属于无线电波的是（）A．中波B．短波C．次声波D．微波•参考答案：C1.3.5、移动通信系统组成：（1）移动台：是移动的通信终端，是接收无线信号的接收机，包括手机，呼机，无绳电话等。（2）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。（3）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。BS基站覆盖的无线电区域固定终端点（基站）和终端之间是无线链路BS基站用户计算机和终端二进制的运算规则•算术运算规则•加法规则：0+0=0；0+1=1；1+0=1；1+1=10（向高位有进位）•减法规则：0-0=0；10-1=1（向高位借位）；1-0=1；1-1=0•乘法规则：0×0=0；0×1=0；1×0=0；1×1=1•除法规则：0/1=0；1/1=1•逻辑运算规则•逻辑与运算（AND）：0∧0=0；0∧1=0；1∧0=0；1∧1=1•逻辑或运算（OR）：0∨0=0；0∨1=1；1∨0=1；1∨1=1•逻辑非运算（NOT）：•逻辑异或运算（XOR）：0⊕0=0；0⊕1=1；1⊕0=1；1⊕1=00110；1.4.2数制之间的转换1、R进制十进制对于任何一个二进制数、八进制数、十六进制数可以写出它的按权展开式，再进行计算即可。(1111.11)2=1×23+1×22+1×21+1×20+1×2-1+1×2-2=15.75(72)8=7×81+2×80=58(A10B.8)16=10×163+1×162+0×161+11×160+8×16-1=41227.52、十进制R进制整数部分：除以R取余数，直至商为0，得出的余数从下往上排列。小数部分：乘以R取整数，得出的整数从上往下排列。(100.345)10≈(1100100.01011)221000.3452500×222500.69002121×22600.3801230×22110.760001×20.5201×20.0401十进制化成二进制（整数）（185）10=（?）2（185）10=（10111001）2246………0223………0211………125………122………121………020………1185292………1余数十进制化成二进制(小数)（0.8125）10=(?)2（0.8125）10=(0.1101)20.812521.6250…10.625021.2500…10.250020.5000…00.500021.0000…1整数十进制化成八进制（185）10=（？）8（185）10=（271）882………780………2185823………1余数十进制化成十六进制（3981）10=(?)16（3981）10=（F8D）161615…….…8160……...15(F)398116248………13(D)余数(100)10=(144)8=(64)168100161008124166481406013、八进制、十六进制二进制每一个八进制数对应二进制的三位；每一个十六进制数对应二进制的四位。(7123)8=(111001010011)