专转本计算机第一章+信息技术概述

第一章信息技术概述Chapter1TheSummaryofInformationTechnology1.1信息与信息技术InformationandInformationTechnology1.1.1信息与信息处理InformationandInformationProcessingCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan“信息”和“数据”，这2个术语的概念在计算机信息处理中是既有区别又有联系的。计算机是一种基于二进制运算的信息处理机器，任何需要由计算机进行处理的信息，都必须进行一定程度的形式化，并表示成二进制编码的形式。这就引进了数据的概念。InformationandDataCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan国际标准化组织ISO：“数据是计算机中对事实、概念或指令进行描述的一种特殊格式，这种（特殊）格式适合于使用计算机及其相关设备自动地进行传输、翻译（转换）或加工处理。”在这个定义中，首先强调的是数据表达了一定的内容，即“事实、概念或指令”，这就是数据的语义；其次，数据具有一定的格式（即数据的语法），其目的是使计算机能自动进行加工处理、通信传递以及翻译转换。数据的定义ThedefinitionofdataCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan信息处理过程信息施效（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TheProcedureofInformationProcessingCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan与信息处理相关的行为和活动信息收集——感知、测量、识别、获取、输入等信息加工——分类、计算、分析、综合、转换、检索、管理等信息存储信息传递信息施用——控制、显示等TheActionandActivityofInformationProcessing1.1.2信息技术InformationTechnologyCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan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InformationTechnologyCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan基本信息技术感知与识别技术——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（遥感,OCR,车载雷达）通信技术与存储技术——扩展神经网络功能,消除人们交流信息的空间和时间障碍（蜂窝，分布式网络）计算处理技术——扩展思维器官功能,增强人们的信息加工处理能力（DSP，个人电脑，大型计算机）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（工业控制，现代媒体）BasicInformationTechnology1.1.3信息处理系统InformationProcessingSystemCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan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InformationProcessingSystemCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan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……TheclassificationofInformationProcessingSystemCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan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TheInstanceofInformationProcessingSystem1.2电子信息技术简介TheIntroductionofelectronicInformationTechnologyCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan概述Summary现代信息技术的特点：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（computer_based）以软件为核心（software_centric）现代信息技术领域：微电子、通信、广播、计算机、遥感遥测、自动控制、机器人等1.2.1微电子技术Micro-electronicInformationTechnologyCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan微电子技术与集成电路微电子技术：以集成电路为核心的电子技术是在电子电路和系统的超小型化和微型化过程中逐渐形成和发展起来的。Micro-electronicTechnologyandIntegratedCircuitCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan电子线路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Thedevelopmentofelectronicbase-wareCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan真空电子管(vacuumtube)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晶体管(transistor)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Thedevelopmentofelectronicbase-wareCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan集成电路的规模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ThescaleofIntegratedCircuitCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan集成电路分类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TheClassificationofIntegratedCircuitCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan集成电路分类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）TheClassificationofIntegratedCircuitCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan集成电路分类根据用途分为：通用集成电路专用集成电路（ASIC）TheClassificationofIntegratedCircuitCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan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，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。TheTendencyofIntegratedCircuitDevelopmentCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan集成电路的发展趋势提高集成度，关键在缩小门电路面积集成电路特点：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Intel公司创始人TheTendencyofIntegratedCircuitDevelopmentCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan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TheTendencyofIntegratedCircuitDevelopment1.3通信技术入门TheIntroductionofCommunicationTechnologyCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan概述Summary通信：各种信息的传递现代通信：使用电波或光波双向传递信息的技术（电信）CollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan概述Summary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）通信系统模型：信源（宿）编码器（解码器）复用（分路）信道复用（分路）编码器（解码器）信源（宿）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CollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan概述Summary通信系统（电信网）组成：终端设备（例如：电话机）传输设备（例如：电话线）交换设备（例如：程控交换机）CollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan通信系统（电信网）分类按业务种类：电话网、电报网、数据通信网、传真通信网、图像通信网等按服务区域范围：本地电信网、农村电信网、长途电信网、移动通信网、国际电信网等按信息信号形式：模拟通信网、数字通信网、数字模拟混合网等TheClassificationofCommunicationSystemCollegeofComputerScience&TechnologyNanjingUniversitySevChan通信系统（电信网）分类按传输媒体分类：电缆通信网光缆通信