第1章信息技术概述

•信息加工 •（大脑）
•事物客体
•信息传递 •（神经系统）
•信息施用 •（效应器官）
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第1章信息技术概述
信息技术
什么是信息技术？
信息技术是指用来扩展人们信息器官功能、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
（c）相移键控法
•V
•调频信号
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•频率调制
•时间（s）
第1章信息技术概述
2.多路复用技术
多路复用技术
为了提高通信线路传送信息的效率，通常采用在一条物 理线路上建立多条通信信道的多路复用 （Multiplexing）技术，多路复用技术使得在同一传 输介质上可传输多个不同信源发出的信号，从而可充 分利用通信线路的传输容量，提高传输介质的利用率。
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第1章信息技术概述
•信息处理系统
•通信/存储
•信息加工
•通信/存储
•感知与识别
•控制与显示
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•输入
信息处理系统结构
•输出
第1章信息技术概述
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；
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第1章信息技术概述
•二、集成电路的制造*
•晶圆与 芯片
•封装后的 集成电路
•集成电路成品
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第1章信息技术概述
三、集成电路的发展趋势
• 集成电路的特点: 体积小、重量轻、可靠性高。 • 集成电路的工作速度: 主要取决于晶体管的尺寸。 • Moore定律: 单块集成电路的集成度平均每18～24个
•V •原 始 模 拟 信 号
•时 间 （ s ）
•V
•重叠的原始模拟信号
•载波信号 •时 间 （ s ）
•幅度调制
•时间（s） •幅度调制信号
第1章信息技术概述
数据通信基础
• 00110100010 00110100010 0011010 0 0 10 •
•（a）幅移键控法
（b）频移键控法
•数字数据的模拟信号调制
•接收器
•终点
•输出 •数据
•输出 •信息
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第1章信息技术概述
1.调制与解调
调制（Modulation）
在发送端，需要将二进制数据变换成能在电话线或其他传输 线路上传输的模拟信号，即所谓的调制（modulation）
解调（Demodulation）
而在接收端，则需要将收到的模拟信号重新还原成原来的二 进制数据，即所谓的解调（demodulation）
•超大规模集 成电路
第1章信息技术概述
微电子技术与集成电路
集成电路芯片是微电子技术的结晶，它们是计算 机的核心。 先进的微电子技术→高集成度芯片→高性能的 计算机→利用计算机进行集成电路的设计、生 产过程控制及自动测试，又能制造出性能高、 成本更低的集成电路芯片
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第1章信息技术概述
集成电路的分类
信息处理做什么？
信息处理指的是与下列内容相关的行为和活动：
• 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
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第1章信息技术概述
信息处理过程
•信息传递 •（神经系统）
•信息获取 •（感觉器官）
•1.3 通信技术入门
1.3.1 概述
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）
通信三要素：
•信源
•通信线路 •信道
•信宿
信源（信息的发送者）
•产生和发送信息的一端
•接收信息的一 端
信宿（信息的接收者）
•噪声
信道（信息的载体与传播媒介）
•外界扰的干
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第1章信息技术概述
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第1章信息技术概述
基本信息技术
基本信息技术(包括四个方面)
• 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
• 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
• 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
• 控制与显示技术——扩展效应器官功能，增强人们的信息
1. 频分多路复用技术
当介质的有效带宽超过被传输的信号带宽时，可以把多个信号
调制在不同的载波频率上，从而在同一介质上实现同时传送
多路信号，即将信道的可用频带（带宽）按照频率不同，把
传输频带分成若干个互不交叠的频段，每个信号占据其中一
•Pentium 4 •Pentium III
•Pentium II •Pentium
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•晶体管数 •100,000,000
•10,000,000
•1,000,000
•100,000
•1990
•1995
•10,000 •1,000 •2000
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Intel公司微处理器集成度的发展
第1章信息技术概述
• 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。
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第1章信息技术概述
•1.2 微电子技术简介
一、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。
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第1章信息技术概述
二、集成电路的制造*
1. 将单晶硅经切割、研磨、抛光，制成硅抛光片。 2. 经氧化、光刻、掺杂、互连等工艺，制成含有成
百上千独立集成电路的晶圆。 3. 将晶圆切开，剔除废品，就成了一批芯片。 4. 将芯片安装在陶瓷基座上，将芯片与插脚连线并
加盖封装，就成了集成电路。 5. 将成品进行测试、分级并打印标签，包装出厂。
在输入端，多路复用器将若干个彼此无关的输入信号合 并为在一条物理线路上传输的复合信号，从而多个数 据源共享同一个传输介质，就像每个数据源都有自己 的信道一样。而在输出端，则由多路解复用器将复合 信号按通道号分离出来。
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第1章信息技术概述
2.多路复用技术
当前采用的多路复用方式有频分多路复用（ Frequency Division Multiplexing，简称FDM）、时分多路复用（Time Division Multiplexing，简称TDM）和波分复用(Wavelength Division Multiplexing ，简称WDM)等。
1.3.2 数据通信基础
•数 字 比 特 流
•数据通信系统
•模拟信号
•模拟信号
•公用电话网
•数 字 比 特 流
•PC机
•Modem
•Modem
•PC机
•源系统
•传输系统
•目的系统
•源点
•发送器
•输入 •信息
•输入 •数据
•发送的 •信号
•传输系统 器
•接收的 •信号
•图 3.3 数据通信系统的模型
●按晶体管数目分：
集成电路规模 小规模集成电路（SSI）
集成度（个电子元件） ＜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
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第1章信息技术概述
集成电路的分类
●按结构、工艺分：
握office的日常使用，计算机等级考试证书(学习
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目标)
第1章信息技术概述
•序 言
•
二、本课程的学习要求
•
1. 多读：课本与参考材料、分析程序
•
2. 多练：课外练习与上机训练
•
3. 多交流：师生、学生之间要有相互学习，
共同提高
•
4. 按时完成作业、实验报告
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第1章信息技术概述
控制能力
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第1章信息技术概述
信息处理系统
1.什么是信息处理系统？
信息处理系统是用于人们进行信息获取、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。
2. 信息处理系统的分类
按自动化程度分：人工的、半自动的、全自动的。 按技术手段分：机械的、电子的和光学的。 按通用性分：专用的和通用的。
月翻一番。集成度是有极限的，因此，Moore定律不 可能永远成立。
• 集成电路的发展：朝着纳米技术、集成光路、光电子
集成方向。
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第1章信息技术概述
三、集成电路的发展趋势
•8086
•80286
•80386
•8080 •8008
•4004
•1970
•1975
•1980
•1985
•80486
1945年，冯·诺依曼首先提出了“存储程序”的概念和二进 制原理，后来，人们把利用这种概念和原理设计的电子计 算机系统统称为“冯.诺曼型结构”计算机。冯.诺曼结构 的处理器使用同一个存储器，经由同一个总线传输。
冯.诺曼结构处理器具有以下几个特点： 1：必须有一个存储器；2：必须有一个控制器；3：必
须有一个运算器，用于完成算术运算和逻辑运算；4：必 须有输入设备和输出设备，用于进行人机通信。另外，程 序和数据统一存储并在程序控制下自动工作
第1章信息技术概述
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2020/11/25
第1章信息技术概述
•序 言
•
一、本课程的地位与意义
•
1. 本课程是一门重要的技术基础课，各高校
都十分重视，是学校的重要窗口课程
•
2. 计算机是当今信息化社会的重要工具之一，
计算机信息处理能力已成为胜任本职工作的必备
条件之一
•
3. 计算机应用能力要达到一定的水平——掌
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第1章信息技术概述
现代电子计算机之父：冯·诺依曼
1931年，28岁的冯·诺依曼成为了美国普林斯顿大学第一批 终身教授。l933年，刚过而立之年的前德国大学兼职讲师 的冯·诺依曼又与爱因斯坦一起成为普林斯顿高等研究院 的6位教授之一。 最简单的来说，他的精髓贡献是2点：数字计算机的数制 采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行。
1. 双极型 2. MOS型 3. 双极-MOS型
●按功能分：
1. 数字集成电路 2. 模拟集成电路
●按用途分：
1. 通用集成电路 2. 专用集成电路
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第1章信息技术概述
二、集成电路的制造*
集成电路的制造：400多道工序
•硅衬底•硅平面工艺
•晶圆
•剔除、分 类
•芯片 •封装 •集成电路•成品测试 •成品
第1章 信息技术概述
1.1 信息与信息技术 1.2 微电子技术简介 1.3 通信技术入门 1.4 数字技术基础
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第1章信息技术概述
本章学习目标与要求
1. 了解什么是信息，什么是信息处理，什么是信息技术。 2. 了解什么是微电子技术，它的作用和意义。 3. 初步理解通信系统的组成和数据通信的基本原理。 4. 了解通信系统的分类和通信技术的发展前景。 5. 理解什么是比特和比特的运算,掌握二进制与十进制、八
进制数据、十六进制数的关系，熟悉整数和实数在计 算机内的表示法。
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第1章信息技术概述
信息化时代
信息化时代按照托夫勒的观点，第三次浪潮是信 息革命，大约从20世纪50年代中期开始，其代表 性象征为“计算机”，主要以信息技术为主体， 重点是创造和开发知识。随着农业时代和工业时 代的衰落，人类社会正在向信息时代过渡，跨进 第三次浪潮文明，其社会形态是由工业社会发展 到信息社会。第三次浪潮的信息社会与前两次浪 潮的农业社会和工业社会最大的区别，就是不再 以体能和机械能为主，而是以智能为主。
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第1章信息技术概述
•1.1 信息与信息技术
信息是什么？
信息就是信息，它既不是物质也不是能量。 ——N.Wiener（控制论创始人）
事物运动的状态及状态变化的方式。 ——客观事物立场
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。 ——认识主体立场
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第1章信息技术概述
调制解调器(MODEM) 基本调制方法：调幅，调频，调相
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第1章信息技术概述
•基本调制技术
•
数据 0
1
0
0
1
0
• （1）调幅
• （2）调频
•F1
F2
F1
F2
F1
• （3）调相
•0相起始 π相起始 0相起始
π相起始 0相起始
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第1章信息技术概述
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数据通信基础
集成电路(Integrated Circuit，简称IC):以半导体单晶片作为 材料，经平面工艺加工制造，将大量晶体管、电阻等元器 件及互连线构成的电子线路集成在基片上，构成一个微型 化的电路。
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第1章信息技术概述
电子管、晶体管与集成电路
•电子 管
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•晶体管
•小规模集 成电路