第一章 信息技术概述,1.1 信息技术基本概念,与信息处理相关的行为和活动：信息 收集 ，信息 加工 （计算、分析、检索等），信息 存储 ，信息 传递 和信息 施用 （控制、显示等）。,多选,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。,P 1,1.2 微电子技术,微电子技术的基础元件演变 电子管产生第一代电子计算机 晶体管产生第二代计算机 集成电路(Integrated Circuit，简称IC)20世纪50年代出现，以半导体单晶片作为材料。现代集成电路使用的半导体材料通常是硅(Si)，也可以是化合物半导体如砷化镓(GaAs)等。产生了第三代计算机。超大规模集成电路的出现产生了第四代计算机。,集成电路的分类 :,按晶体管 数目分类,P 2,集成电路的发展趋势 集成电路特点：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。提高集成度，关键在缩小门电路面积。 Moore定律：单块集成电路的集成度平均每1824个月翻一番（Intel公司创始人 Gordon E.Moore，1965年）。,P 2,按结构、工艺分类 : 双极型(bipolar)、金属-氧化物-半导体(MOS)型和双极-MOS型(bi-MOS)。 按功能分类： 数字集成电路和模拟集成电路,IC卡 基本概念 IC卡是“集成电路卡”的简称，把集成电路芯片密封在塑料卡基片内部，使其成为能存储、处理和传输数据的载体。与磁卡相比，IC卡不受磁场干扰，而且还能可靠地存储数据。 IC卡按集成电路芯片分类 存储器卡主要用于数据的存储，应用领域广泛，如电话卡、公交卡、医疗卡、饭卡等。 CPU卡也叫智能卡，具有存储、处理数据的功能，安全性能和智能化程度高。如SIM卡。 IC卡按使用方式分类 接触式IC卡如电话卡，卡上通常含有一个金属触点，用于相应的读写系统进行操作。 非接触式IC卡采用电磁感应方式无线传输数据，方便、快捷。,1.3 通信技术,现代通信则专指使用电波或光波传递信息的技术。如广播、电视、电报、电话、传真等。 通信专指双向通信。如网络、电话等。 通信系统也称通信网，它连接着大量用户，由终端设备（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）等组成。,P 3,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）。,多路复用技术 为了提高线路利用率，总是设法在一条传输线路上，传输多个模拟信号（例如，语音信息）或数字信号，这就是多路复用。 多路复用技术通常有：频分复用，时分复用，波分复用,必要性,P 3,典型通信技术介绍 调制与解调技术 调制（Modulation）：将基带数字信号的波形变换为适合于模拟信道传输的模拟信号波形。（将数字信号转换成模拟信号） 解调（Demodulation）：将由调制器变换过的模拟信号波形恢复成原来的基带数字信号波形。（将模拟信号转换成数字信号）,频分多路复用 将传输线路的频带分成N部分，每一个部分均可作为一个独立的传输信道使用。这样在一对传输线路上可有N对话路信息传送，而每一对话路所占用的只是其中的一个频段。频分制通信又称载波通信，它是模拟通信的主要手段。,时分多路复用 把一个传输通道进行时间分割以传送若干话路的信息。把N个话路设备接到一条公共的通道上，按一定的次序轮流的给各个设备分配一段使用通道的时间。当轮到某个设备时，这个设备与通道接通，执行操作。与此同时，其它设备与通道的联系均被切断。待指定的使用时间间隔一到，则通过时分多路转换开关把通道联接到下一个要连接的设备上去。,P 3,波分多路复用,交换技术 交换：在任意两个需要进行通信的计算机之间建立一个临时的通信链路，通信结束后再拆除链路，称为交换技术。由中转节点参与的通信，中转的节点称为交换节点。 电路交换（线路交换） 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。,P 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”）。通信网络中每个结点为其相连的每条链路准备了一个缓冲区，每个数据包按照去向不同送入各个缓冲区排队，当某一条链路空闲时，就从相应的缓冲区中取出一个数据包发送到下一结点，下一结点再进行转发，直至数据包到达接收端。接收端的计算机按照数据包的编号，将它们重新组装成为原来形式的数据块。 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。,（理解原理）,数据包（分块）数据地址信息分组信息,P 4,常见通信系统介绍,光纤通信 利用光纤传导光信号进行通信的一种技术。 发端：实现信号的电-光转换。 收端：实现信号的光-电转换。 全光网（AON）：不进行光-电、电-光转换，速度提高，成本降低，它是信息高速公路的基础。 优点：可靠性强，传输频带非常宽，通信容量大（速度最快）；抗雷电和电磁干扰、抗辐射能力强；无串音干扰，保密性强，不易被窃听或截取数据；传输损耗小，通讯距离长。 缺点：精确连接两根光纤比较困难。超长距离传输会有信号损耗，因此要加入光中继器。,P 4,联系光电鼠的例子！,微波通信 无线电波可以按频率（或波长）分成中波、短波、超短波和微波。不用波段按照自身特性用于不同的通信系统。,卫星通信 中、低轨道卫星：相对于地面是运动的，覆盖范围小，地面天线必须跟踪卫星。但损耗小、延时少。 同步定点卫星：位于赤道上空大约36，000公里，相对于地面固定不动，覆盖范围大，三颗卫星几乎可以覆盖地球全部面积。 卫星通信的特点：通信距离远，频带宽，容量大，干扰小，较稳定。但造价高、技术复杂，有一定延时。,移动通信系统 移动通信是指处于移动状态的对象之间的通信，它包括蜂窝移动、集群调度、无绳电话、寻呼系统和卫星系统。 第一代移动通信采用模拟技术。 第二代移动通信广泛采用数字技术（GSM，CDMA，JDC，IS-95）。 第三代移动通信实现目标：全球漫游；适应多种环境；提供高质量多媒体业务；提供大容量、高保密性和优质服务,P ,移动通信系统组成： 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。 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。 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。 基站和移动交换中心之间通过微波或有线交换信息进行彼此联系，移动交换中心再与共公电话网进行连接。每个基站的有效区域既相互分割，又彼此有所交叠，整个移动通信网就像是蜂窝，所以也称为“蜂窝式移动通信”。,P ,计算机技术,计算机中单位换算基础 位（bit，比特）：表示信息的最小单位。1bit简写为1b(注意是小写英文字母b)。 字节（Byte）：最常用的信息基本单位。1Byte简写为1B（注意是大写英文字母B） 字长：计算机一次能处理的二进制的位数，或指运算器和寄存器的宽度，如字长是32位的CPU所在的计算机又称为32位机，这里的32位就是字长，通常也可称为双字。,掌握以下基本换算： 1B=8b 1字=2字节 字节（B） （Byte）1B = 8bit 千字节(KB) （千，KiloByte）字节 1KB = 1024 Byte = 210 Byte 兆字节(MB) （兆，MegaByte) 字节1MB = 1024 KB = 220 Byte 千兆字节(GB)（京，GigaByte）字节 1GB = 1024 MB = 230 Byte 兆兆字节(TB)（垓，TeraByte）字节 1TB = 1024 GB = 240 Byte 1kb=1000b 1KB=8Kb 1B/s=8bps（b/s） 1KB/s=8Kbps（Kb/s） 1MB/s=8Mbps（Mb/s） 提示：字节与位之间进行单位换算的时候，要注意B与b的大小写问题。 补充： 通常存储容量的单位用B（字节）为单位；网速的单位通常用bps，有时候在不同的地方也用Bps来表示网速；前者ISP常用，后者用户常用。计算机硬件的带宽（如总线带宽内存带宽等）单位通常用B/s。,