第一章信息技術概述第1頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月第一章信息技術概述1.1信息與信息技術1.2微電子技術簡介1.3通信技術入門1.4數(shù)字技術基礎第2頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1信息與信息技術什么是信息、信息處理？4個基本的信息技術？信息處理系統(tǒng)？

本節(jié)重點：第3頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1.1信息與信息處理

信息是什么？

信息就是信息，它既不是物質(zhì)也不是能量。

——N.Wiener（控制論創(chuàng)始人）事物運動的狀態(tài)及狀態(tài)變化的方式?！陀^事物立場認識主體所感知或所表述的事物運動及其變化方式的形式、內(nèi)容和效用。

——認識主體立場

信息普遍存在，是一種基本資源實際應用中，人們更關心的是認識論層次的信息。例如：中國人口有13億多，且每年以6%比例增長。第4頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月什么是數(shù)據(jù)“數(shù)據(jù)是對未經(jīng)組織的事實、概念或指令的一種特殊表達形式，這種特殊的表達形式可以用人工或自動化的裝置對其進行通信，翻譯轉換或加工處理?！薄猧so定義。數(shù)據(jù)的語義是數(shù)據(jù)表達的“事實、概念或指令”。數(shù)據(jù)的語法是數(shù)據(jù)具有特殊的表達形式。第5頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)與信息的聯(lián)系是：信息是對人有用的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將可能影響到人們的行為與決策。信息和數(shù)據(jù)通常并不嚴格加以區(qū)分(在不引起混淆時)；當數(shù)據(jù)向人們傳遞了某些含義時，數(shù)據(jù)就變成了信息。在信息處理領域中，信息指的是人們要解釋的那些數(shù)據(jù)的含第6頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月2．信息的屬性(1)事實性(2)等級性(3)共享性(4)轉換性(5)擴散性(6)可壓縮性(7)增值性(8)可存儲性(9)可再生性第7頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月3．信息的分類(1)按信息的內(nèi)容分為：政治，軍事，文化，科技，市場(2)按信息的表示形式分為：數(shù)據(jù)、文字、圖像、聲音、視頻。(3)按信息的作用分為：有用的，無用的，有害的。(4)按信息的邏輯性分為：真實的，虛假的。(5)按信息的載體分為：電信號，光信號等。（6）按信息處理時的電信號的形式分：離散的，連續(xù)的第8頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1.1信息與信息處理人工進行信息處理的過程信息施效（效應器官）信息獲?。ǜ杏X器官）信息傳遞（神經(jīng)系統(tǒng)）信息加工（大腦）信息傳遞（神經(jīng)系統(tǒng)）事物客體第9頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1.1信息與信息處理信息處理？

信息收集——感知、測量、識別、獲取、輸入等信息傳遞

信息加工——分類、計算、分析、轉換、檢索、管理

信息存儲

信息傳遞

信息維護

信息施用——控制、顯示等第10頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1.2信息技術信息技術：用來擴展人的信息器官功能、協(xié)助人們進行信息處理的一類技術。人的信息器官及功能：感覺器官（眼耳鼻舌身）——獲取信息神經(jīng)網(wǎng)絡——傳遞信息思維器官（大腦）——處理信息并再生信息效應器官（手腳）——施用信息第11頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1.2信息技術基本信息技術(四個)

感知與識別技術——擴展感覺器官功能,提高人們的感知范圍、感知精度和靈敏度(雷達、衛(wèi)星遙感）通信技術——擴展神經(jīng)網(wǎng)絡功能,消除人們交流信息的空間和時間障礙計算與存儲技術——擴展思維器官功能,增強人們的信息加工處理能力控制與顯示技術——擴展效應器官功能，增強人們的信息控制能力第12頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1.3信息處理系統(tǒng)信息處理系統(tǒng)：指用于輔助人們進行信息獲取、傳遞、存儲、加工處理、控制及顯示的綜合使用各種信息技術的系統(tǒng)。信息加工通信/存儲控制與顯示通信/存儲感知與識別信息處理系統(tǒng)結構第13頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1.3信息處理系統(tǒng)信息處理系統(tǒng)分類依據(jù)自動化程度——人工的、半自動的、全自動的依據(jù)技術手段——機械的、電子的、光學的依據(jù)通用性——專用的、通用的……第14頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1.3信息處理系統(tǒng)信息處理系統(tǒng)實例雷達是一種以感知與識別為主要目的的系統(tǒng)電視/廣播系統(tǒng)是一種單向的、點到多點（面）的以信息傳遞為主要目的的系統(tǒng)電話是一種雙向的、點到點的以信息交互為主要目的的系統(tǒng)銀行是一種以處理金融業(yè)務為主的系統(tǒng)圖書館是一種以信息收藏和檢索為主的系統(tǒng)Internet是一種跨越全球的多功能信息處理系統(tǒng)第15頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月第一章信息與信息技術1.1信息與信息技術1.2微電子技術簡介1.3通信技術入門1.4數(shù)字技術基礎第16頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2微電子技術簡介什么是微電子技術集成電路按所含電子元件數(shù)目的分類集成電路按所用晶體管結構、電路和工藝的分類摩爾定律IC卡的分類與應用

本節(jié)重點：第17頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代信息技術的主要特征是采用電(光)子技術進行信息的收集、傳遞、加工、存儲、顯示與控制；以計算機為基礎，以軟件為核心；現(xiàn)代信息技術領域包括微電子、通信、廣播、計算機、遙感遙測、自動控制、機器人等諸多領域。其中，微電子技術、通信技術和計算機技術是現(xiàn)代信息技術的三大核心技術第18頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.1微電子技術與集成電路微電子技術：是實現(xiàn)電子電路和電子系統(tǒng)超小型化和微型化的技術，它以集成電路為核心。電子技術使用的基礎元件的演變：真空電子管

晶體管

中小規(guī)模集成電路

大規(guī)模超大規(guī)模集成電路現(xiàn)代PC機所使用的處理器、芯片組、圖形加速器芯片等都是哪種規(guī)模集成電路？第19頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.1微電子技術與集成電路在這個階段產(chǎn)生了廣播、電視、無線電通信、儀器儀表、自動化技術和第一代電子計算機真空電子管：第20頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.1微電子技術與集成電路1948年發(fā)明，再加上印制電路組裝技術的使用，使電子電路在小型化方面前進了一大步，產(chǎn)生了第二代計算機晶體管：第21頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.1微電子技術與集成電路小規(guī)模集成電路集成電路:超大規(guī)模集成電路20世紀50年代出現(xiàn)，以半導體單晶片作為材料，經(jīng)平面工藝加工制造，將大量晶體管、電阻等元器件及互連線構成的電子線路集成在基片上，構成一個微型化的電路或系統(tǒng)?，F(xiàn)代集成電路使用的半導體材料通常是硅(Si)，也可以是化合物半導體如砷化鎵(GaAs)等第22頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.1微電子技術與集成電路集成電路的分類：按所包含的晶體管數(shù)目分按所用晶體管結構、電路和工藝分按集成電路的功能分按用途分第23頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.1微電子技術與集成電路

根據(jù)所包含的晶體管數(shù)目分為：集成電路規(guī)模集成度（個電子元件）小規(guī)模集成電路（SSI）＜100中規(guī)模集成電路（MSI）100~3000大規(guī)模集成電路（LSI）3000~10萬超大規(guī)模集成電路（VLSI）10萬~100萬極大規(guī)模集成電路（ULSI）＞100萬第24頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.1微電子技術與集成電路集成電路的分類：按所包含的晶體管數(shù)目分按所用晶體管結構、電路和工藝分按集成電路的功能分按用途分第25頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.1微電子技術與集成電路

根據(jù)所用晶體管結構、電路和工藝分為：雙極型（Bipolar）集成電路金屬-氧化物-半導體(MOS)集成電路雙極－金屬-氧化物-半導體集成電路（Bi-MOS）等第26頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.1微電子技術與集成電路集成電路的分類：按所包含的晶體管數(shù)目分按所用晶體管結構、電路和工藝分按集成電路的功能分按用途分第27頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.1微電子技術與集成電路根據(jù)集成電路的功能分為：數(shù)字集成電路（如邏輯電路、存儲器、微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器等）

模擬集成電路（又稱為線性電路，如信號放大器、功率放大器等）

第28頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.1微電子技術與集成電路集成電路的分類：按所包含的晶體管數(shù)目分按所用晶體管結構、電路和工藝分按集成電路的功能分按用途分第29頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.1微電子技術與集成電路根據(jù)用途分為：通用集成電路：微處理器和存儲器芯片專用集成電路：按某種應用的特定要求而專門設計、定制的集成電路。第30頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.1微電子技術與集成電路微電子技術與集成電路的關系：1、集成電路芯片是微電子技術的結晶，它們是計算機的核心，是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的基礎。2、據(jù)預測：未來十年內(nèi)世界半導體的年平均增長率將達15%以上，2010年全世界半導體的年銷售額可達到6000~8000億美元，將支持4~5萬億美元的電子裝備市場?，F(xiàn)代集成電路使用的半導體材料通常是？第31頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.2集成電路的制造集成電路的制造：400多道工序硅襯底晶圓芯片硅平面工藝剔除、分類集成電路封裝成品成品測試第32頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.3集成電路的發(fā)展趨勢集成電路的工作速度

主要取決于組成邏輯門電路的晶體管的尺寸、生產(chǎn)工藝和電路設計水平，晶體管的尺寸越小，其極限工作頻率越高，門電路的開關速度就越快。芯片上電路元件的線條越細，相同面積的晶片可容納的晶體管就越多，功能就越強，速度也越快。第33頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.3集成電路的發(fā)展趨勢集成電路的發(fā)展趨勢

提高集成度，關鍵在縮小門電路面積（數(shù)據(jù)）集成電路特點：體積小、重量輕、可靠性高Moore定律

單塊集成電路的集成度平均每18～24個月翻一番

——GordonE.Moore,1965年Q：Moore定律會永遠成立嗎？第34頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.3集成電路的發(fā)展趨勢Intel公司微處理器集成度的發(fā)展19701975198019851990199520001,00010,000100,0001,000,00010,000,000100,000,0004004800880808086802868038680486PentiumPentiumIIPentiumIIIPentium4晶體管數(shù)第35頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.3集成電路的發(fā)展趨勢19992001200420082014工藝(μm)0.180.130.090.060.014晶體管(M)23.847.61355393500時鐘頻率(GHz)1.21.62.02.65510面積(mm2)340340390468901連線層數(shù)678910晶圓直徑（mm）300300350400450引腳數(shù)目7009573350功耗（w）90130183第36頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.3集成電路的發(fā)展趨勢目前集成電路生產(chǎn)的主流技術：12吋晶圓、0.18微米工藝，并正在向14吋晶圓、0.09微米工藝過渡

IntelP4：采用0.13μm工藝制造生產(chǎn)，部分型號已采用45nm工藝。AMD：在其Athlon64X2雙核臺式機處理器中首次采用了其65nm工藝技術。1（μm微米）＝1/1,000,000（米）美國半導體協(xié)會(SIA)預測，到2010年將能達到18吋晶圓和0.07～0.05微米的工藝。在未來十年時間里，集成電路的技術還將繼續(xù)遵循Moore定律得到進一步的發(fā)展第37頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月酷睿雙核的物理特性全新的Core架構，徹底拋棄了Netburst架構全部采用65nm和45nm制造工藝全線產(chǎn)品均為雙核心，L2緩存容量提升到4MB晶體管數(shù)量達到2.91億個，核心尺寸為143平方毫米性能提升40%能耗降低40%，主流產(chǎn)品的平均能耗為65瓦特第38頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.3集成電路的發(fā)展趨勢問題與出路：線寬進一步縮小、線路間的距離越來越窄以后，干擾將越益嚴重。為了減少這種干擾，可以采取減小電流，降低電壓的方法來解決。

但是，當晶體管的基本線條小到納米級，線路的電流微弱到僅有幾十個甚至幾個電子流動時，晶體管已逼近其物理極限，它將無法正常工作。在納米尺寸下，納米結構會表現(xiàn)出一些新的量子現(xiàn)象和效應，可以利用這些量子效應研制具有新功能的量子器件，從而把芯片的研制推向量子世界的新階段——納米芯片技術。同時，人們還在研究將自然界傳播速度最快的光作為信息的載體，發(fā)展光子學，研制集成光路，或把電子與光子并用，實現(xiàn)光電子集成。第39頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.3集成電路的發(fā)展趨勢光子計算機

光能夠像電一樣來傳遞信息，甚至效果更好。而且，更重要的一個特點在于它不會和周圍環(huán)境發(fā)生相互干擾的作用。因為當電子計算機芯片越來越趨向于0.18μm時，就會產(chǎn)生很多的問題,而光子計算機就可以避免。第40頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.3集成電路的發(fā)展趨勢量子計算機 是運用量子力學來設計的，它們的特點是其潛在的運算速度將更大于電子計算機。從理論上說，它們的速度提高可以說是沒有止境的，因為量子計算技術可以在同一時間內(nèi)執(zhí)行各種操作，同時有足夠的能力來完成現(xiàn)在電子計算機還很難完成的任務，比如說完成密碼的破譯和語音的識別等等。因此，歐洲已經(jīng)成立了量子計算機研究所，現(xiàn)在估計，量子計算機可能會在今后的十五年左右出現(xiàn)。圖為一種可瞬間進行圖像數(shù)據(jù)計算的光電計算機第41頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.3集成電路的發(fā)展趨勢分子計算機

現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出來一種能夠由氮氣和二氯化碳來開動和閉關的分子計算機，這種超高速的微型計算機離現(xiàn)實已經(jīng)很近了。這種技術將會導致只需要利用立體和光線就能夠產(chǎn)生新的、甚至能夠思考的計算機來解決目前晶體管的物理局限，使得未來的計算機的功能大大的增加，尺寸大大的縮小。第42頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.3集成電路的發(fā)展趨勢生物計算機實際上就是隨著生物技術的發(fā)展，人們將模仿人的大腦制造一種用基因?qū)W的機制來開發(fā)的新一代計算機。

現(xiàn)在生物計算機的模型已經(jīng)出來。以色列的科學家制造了一個有可能會比單個活細胞還要小的計算機的模型。這么微小的計算機也可能將在我們的體內(nèi)漫游，監(jiān)視我們的健康。也許會糾正它所發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)哪個地方脂肪的堆積，幫助解決問題。其實每一個細胞實際上都是一個復雜的生物機件，一個系統(tǒng)。用這么一種仿生技術來制造生物計算機。第43頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.4IC卡IC卡分類按內(nèi)部集成電路芯片分類按使用方式分類第44頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.4IC卡按內(nèi)部集成電路芯片：存儲器卡：這種卡封裝的集成電路為存儲器，其容量大約為幾KB到幾十KB，信息可以長期保存，也可通過讀卡器改寫。CPU卡：也叫智能卡，卡上集成了CPU、程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，還配有操作系統(tǒng)。如手機上的SIMM卡。第45頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月IC卡分類按內(nèi)部集成電路芯片分類按使用方式分類1.2.4IC卡第46頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2.4IC卡按使用方式分類：接觸式IC卡：使用時必須將IC卡插入讀機卡口內(nèi)，通過金屬點傳輸數(shù)據(jù)。多用于存儲信息量大、讀寫操作復雜的場合，易磨損、怕油污、壽命不長。非接觸式IC卡：采用電磁感應方式無線傳輸數(shù)據(jù)，解決了無源和免接觸這一難題，操作方便、快捷。這種卡記錄的信息簡單，讀寫要求不高，常用于身份驗證等場合。由于采用全密封膠固化，防水、防污，所以使用壽命長。第47頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月第一章信息與信息技術1.1信息與信息技術1.2微電子技術簡介1.3通信技術入門1.4數(shù)字技術基礎第48頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3通信技術入門什么是通信？調(diào)制與解調(diào)多路復用技術數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標移動通信本節(jié)重點：第49頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3通信技術入門什么是通信？

通信：各種信息的傳遞

現(xiàn)代通信：使用電波或光波進行雙向

傳遞信息的技術（電信）第50頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.1通信的基本原理通信三要素：信源（信息的發(fā)送者）信宿（信息的接收者）信道（信息的載體與傳播媒介）

信道所采用的傳輸技術有兩種：模擬傳輸技術和數(shù)字傳輸技術（連續(xù)形式的模擬信號和離散形式的數(shù)字信號）產(chǎn)生和發(fā)送信息的一端信源信宿通信線路信道噪聲外界的干擾接收信息的一端1、通信系統(tǒng)的簡單模型第51頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.1通信的基本原理

研究發(fā)現(xiàn)，高頻振蕩的正弦波信號作為長距離通信較好。因此，可以把這種正弦波信號作為攜帶信息的“載波”。2、怎樣遠距離傳輸信息第52頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.1通信的基本原理

調(diào)制與解調(diào)調(diào)制（Modulation）

在信息傳輸時，利用信源信號去調(diào)整載波（正弦波）的某個參數(shù)（幅度、頻率或相位）的過程。

所使用的設備稱為“調(diào)制器”。

解調(diào)（Demodulation）

經(jīng)過調(diào)制后的載波攜帶著被傳輸?shù)男盘栐谛诺乐羞M行長距離傳輸，到達目的地時，接收方再把載波所攜帶的信號檢測出來恢復為原始信號的形式，這個過程稱為“解調(diào)”。

所使用的設備稱為“解調(diào)器”。第53頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.1通信的基本原理幅移鍵控法ASK——調(diào)幅頻移鍵控法FSK——調(diào)頻相移鍵控法PSK——調(diào)相

數(shù)據(jù) 0 1 0 0 1 0（1）AM調(diào)幅（2）FM調(diào)頻（3）phM調(diào)相F1 F2 F1 F2 F10相起始π相起始 0相起始 π相起始0相起始各種調(diào)制方法的調(diào)制波形第54頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月3、怎樣低成本傳輸信息

多路復用：為了提高線路利用率，總是設法在一條傳輸線路上，傳輸多個模擬信號（例如，話路信息）或數(shù)字信號，這就是多路復用。多路復用技術有兩種：

頻分復用，時分復用信道多路復用器多路復用器終端終端終端終端終端終端終端終端1.3.1通信的基本原理第55頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.1通信的基本原理頻分多路復用（FDM）

將每個數(shù)據(jù)終端發(fā)送的信號調(diào)制在不同頻率的載波上，通過頻分多路復用器將它們復合成為一個信號，然后在同一傳輸線路上進行傳輸，到達接收端后，借助分路器把不同頻率的信號送到不同的接收設備，從而實現(xiàn)了傳輸線路的復用。第56頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.1通信的基本原理時分多路復用（TDM）各終端設備（計算機）以事先規(guī)定的順序輪流使用同一傳輸線路進行數(shù)據(jù)傳輸。多路復用器可將輪轉一周的時間劃分為若干時間片，每個終端分配固定的一片時間用來傳輸一組數(shù)據(jù)，依次輪流進行傳輸。第57頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.2數(shù)字通信模擬通信技術指的是直接傳輸信源產(chǎn)生的模擬信號或者通過用連續(xù)信號對載波進行調(diào)制來傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g。優(yōu)點：結構簡單、成本低缺點：容易受到噪聲信號的干擾，傳輸質(zhì)量不夠穩(wěn)定模擬通信已越來越多的被數(shù)字通信所取代。1、模擬通信與數(shù)字通信第58頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)字傳輸技術指的是：將信源產(chǎn)生的模擬信號轉換為數(shù)字信號，然后直接用數(shù)字信號來傳輸信息或者通過數(shù)字信號對載波進行調(diào)制來傳輸信息的技術。與模擬通信相比的優(yōu)點1.3.2數(shù)字通信第59頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月抗干擾能力強，差錯可控制，沒有噪聲積累，可以實現(xiàn)長距離、高質(zhì)量的傳輸。靈活性好?？梢灾苯佑捎嬎銠C進行存儲、管理和處理。通信的安全性更容易得到保證。更容易用超大規(guī)模集成電路實現(xiàn)，有利于通信設備的小型化、微型化、也降低了功耗。1.3.2數(shù)字通信第60頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.2數(shù)字通信數(shù)字傳輸技術在長途電話系統(tǒng)中的應用模擬聲音信號在中繼線和長途線（采用光纖）上進行遠距離傳輸之前，先變換為數(shù)字形式，后經(jīng)時分多路復用和數(shù)字調(diào)制，再進行傳輸。到達目的地后再使用分路器把不同的話路分開，經(jīng)解碼器還原成模擬聲音信號后傳輸至接聽方的電話機。2、數(shù)字通信的應用第61頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.2數(shù)字通信使用數(shù)字頻帶傳輸技術傳輸電視信號人們收看的衛(wèi)星電視也采用了數(shù)字傳輸技術。由于衛(wèi)星通信傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，因此電視臺的節(jié)目在發(fā)送到衛(wèi)星去傳輸之前，先要把圖像和伴音信號進行數(shù)字化，還要進行數(shù)據(jù)壓縮，然后經(jīng)數(shù)字調(diào)制后由衛(wèi)星傳輸?shù)侥康牡氐牡孛娼邮照?，地面對接收到的信號進行解調(diào)、解碼后恢復為模擬信號，然后經(jīng)由有線電纜送到用戶家。第62頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.2數(shù)字通信主要用以下幾個指標來衡量：信道帶寬數(shù)據(jù)傳輸速率誤碼率端－端延遲3、數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標第63頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.3光纖通信和無線通信1、傳輸介質(zhì)通信中的傳輸介質(zhì)有三類：金屬導體（利用電流傳輸信息）光導纖維（通過光波來傳輸信息）無線電波（使用電磁波來傳輸信息）第64頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.3光纖通信和無線通信通信中使用的金屬導體主要有兩種雙絞線同軸電纜第65頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.3光纖通信和無線通信雙絞線種類與傳輸速率：有屏蔽雙絞線（STP）和無屏蔽雙絞線（UTP）特點：各線對采用雙扭線，減少了線對之間的串擾缺點：易受外部高頻電磁波干擾，且線路本身會產(chǎn)生一定噪聲，誤碼率較高。通常在建筑物內(nèi)部使用。常見應用：電話系統(tǒng)（模擬信號） 局域網(wǎng)

（數(shù)字信號）第66頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.3光纖通信和無線通信同軸電纜（圖）具有良好的傳輸特性和屏蔽特性，用于主要傳輸干線同軸電纜種類：基帶同軸電纜（50Ω）：傳輸數(shù)字信號寬帶同軸電纜（75Ω）：傳輸模擬信號

用于計算機局域網(wǎng)，距離約為200～500m，傳輸速率可達50Mb/s；即常用的有線電視電纜，帶寬可達300～400MHz，主要用于傳輸電視信號，最大傳輸距離可達幾km甚至幾十km。第67頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.3光纖通信和無線通信第68頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月2、光纖通信（1）光纖的結構與分類

傳輸介質(zhì)：光纖（光纜）包層纖芯光纖的構成1.3.3光纖通信和無線通信第69頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月光纜示意圖第70頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月光纖的分類

單模：光線不出現(xiàn)反射，直接向前傳輸

。傳輸距離遠，速率高，適合遠程通信中使用。

多模：傳輸距離近、速率低，一般在局域網(wǎng)中使用。光線光波在光纖中的傳播1.3.3光纖通信和無線通信第71頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.3光纖通信和無線通信（2）光纖通信原理

原理：在發(fā)信端，由需要傳輸?shù)臄?shù)字信號（電信號）去驅(qū)動一個光源，并對發(fā)出的光信號進行調(diào)制。信號經(jīng)發(fā)大后由光檢測器進行檢測、解調(diào)，轉換成電信號之后輸出。

光纖主要用于傳輸數(shù)字信號。

為了補償光纖線路的損耗，消除信號失真和噪聲干擾，每隔一定的距離要介入中繼器。

第72頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.3光纖通信和無線通信波分多路復用技術能在一根光纖內(nèi)同時傳輸多個不同波長的光波，讓數(shù)據(jù)傳輸速度和容量獲得倍增。第73頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.3光纖通信和無線通信光纖通信優(yōu)點傳輸頻帶寬，通信容量大抗雷電和電磁干擾、抗輻射能力強幾乎不漏光，保密性強（不易被竊聽或截取數(shù)據(jù)）傳輸損耗小，通訊距離長重量輕，便于運輸和鋪設光纖通信缺點精確連接兩根光纖比較困難第74頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.3光纖通信和無線通信3、無線通信無線電波可以按照頻率分成：中波、短波、超短波和微波中波：主要沿地面?zhèn)鞑?，繞射能力強，適應于廣播和海上通信。短波：具有較強的電離層反射能力，適應于環(huán)球通信。超短波和微波：繞射能力較差，可作為視距或超視距中繼通信第75頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月通信衛(wèi)星對流層不均勻體微波：一種具有較高頻率(300MHz～300GHz)的電磁波。波長很短，通常為1米至1毫米。微波通信是眾多無線通信形式中的一種。它的傳播方式？微波通信方式：地面微波接力通信對流層散射通信衛(wèi)星通信在空間以直線傳播，也可以從物體上得到反射。但會被地面吸收，會穿透電離層。1.3.3光纖通信和無線通信第76頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.3光纖通信和無線通信衛(wèi)星通信利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉發(fā)無線電信號，實現(xiàn)兩或多個地球站之間的通信。

衛(wèi)星通信使用的頻段也屬于微波的范圍，它是微波接力通信技術與空間技術相結合的產(chǎn)物。第77頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.4移動通信移動通信：處于移動狀態(tài)的對象之間的通信，包括尋呼系統(tǒng)，蜂窩移動電話（俗稱手機），集群調(diào)度，無繩電話和衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展

第一代：采用模擬技術。第二代：采用數(shù)字傳輸技術。GSM（歐洲全數(shù)字移動通信系統(tǒng)，全球可移動通信系統(tǒng),全球通）、CMDA、GPRS系統(tǒng)都是第二代。第三代：3G，使用2GHz的頻段，目標是全球漫游。

第78頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月

蜂窩移動通信系統(tǒng)組成：移動臺、基站、移動電話交換中心（圖）移動臺：是移動的通信終端，它是接收無線信號的接收機，包括手機，呼機，無繩電話等?；荆菏桥c移動臺聯(lián)系的一個固定收發(fā)機，它接收移動臺的無線信號，每個基站負責與一個特定區(qū)域（10km～20km的區(qū)域）的所有的移動臺進行通信。移動交換中心：與基站之間通過無線微波、電纜或光纜交換信息，移動交換中心再與公共電話網(wǎng)進行連接。

1.3.4移動通信第79頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月

蜂窩移動通信系統(tǒng)組成：移動臺、基站、移動電話交換中心（概念）移動電話網(wǎng)基站的有效區(qū)域1.3.4移動通信第80頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.4移動通信每個基站的有效區(qū)域既相互分割，又彼此有所交疊，整個移動通信網(wǎng)就像是蜂窩，所以也稱為“蜂窩式移動通信”。第81頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月第一章信息與信息技術1.1信息與信息技術1.2微電子技術簡介1.3通信技術入門1.4數(shù)字技術基礎第82頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4數(shù)字技術基礎

本節(jié)重點：什么是比特？比特的算術和邏輯運算比特的存儲、傳輸進制轉換原

反

補碼轉換第83頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4.1信息的基本單位－比特1、什么是比特比特（英文是bit，是binarydigit的縮寫，中文譯為“二進位數(shù)字”或“二進位”，簡稱“位”）只有兩種狀態(tài)（取值）：0或1。許多情況下比特只是一種符號，而沒有數(shù)量的概念。比特是組成數(shù)字信息的最小單位另一種稍大的數(shù)字信息的計算單位是”字節(jié)“，一般用大寫的字母“B”表示，每個字節(jié)包含8個比特。第84頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4.1信息的基本單位－比特2、比特的運算算術運算

加法、減法邏輯運算

邏輯加（或運算）、邏輯乘（與運算）、取反（非運算）第85頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4.1信息的基本單位－比特算術運算按位運算有進位，借位常用運算種類：加，減0011+0+1+0+1（加法）01110（向高位進位）0011-0-1-0-1（減法）0110（向高位借位）第86頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4.1信息的基本單位－比特邏輯運算按位運算，無進位，借位常用運算種類：與，或，非非運算即為取反：0取反后是11取反后是00011^0^1^0^1（與運算）0001邏輯乘0011

0

1

0

1（或運算）0111邏輯加第87頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4.1信息的基本單位－比特3、比特的存儲存儲1個比特需要使用具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的設備，如開關、繼電器等在計算機系統(tǒng)中，經(jīng)常使用觸發(fā)器、磁芯、電容一個觸發(fā)器可以存儲1個比特，一組（8或16個）觸發(fā)器可以存儲1組比特，稱為“寄存器”。另一種存儲二進位信息的方法是使用電容器。存儲容量是一項很重要的性能指標。存儲容量使用2的冪次作為單位有助于存儲器的設計。常用的單位有：千字節(jié)（KB）、兆字節(jié)（MB）等第88頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4.1信息的基本單位－比特4、比特的傳輸傳輸速率單位：b/s、kb/s、Mb/s、Gb/s、Tb/sbps、Kbps、Mbps、Gbps、Tbps？1KB/S第89頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4.1信息的基本單位－比特最小單位：比特（bit），二進制的一位。運算和處理二進制信息時使用的單位(bit,Byte,Word)存儲二進制信息時的度量單位(B,KB,MB,GB,TB)傳輸二進制信息時的度量單位(傳輸速率)(bps,Kbps,Mbps,Gbps)

二進制信息的計量單位1K=210=10241M=220=1024K1G=2301T=240第90頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4.2比特與二進制數(shù)十進制數(shù)：3544個3百5十權：每個數(shù)位所固有的值。如1、10、100。354按權展開:3*100+5*10+4*11、十進制數(shù)與二進制數(shù)第91頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月十進制（D）十種狀態(tài)，逢十進一，(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9)二進制（B）兩種狀態(tài)，逢二進一，（0,1）八進制（Q）八種狀態(tài)，逢八進一，（0,1,2,3,4,5,6,7）十六進制（H）十六種狀態(tài)，逢十六進一（0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F）1.4.2比特與二進制數(shù)

各進制數(shù)之間的關系第92頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月十進制（D）二進制（B）八進制（Q）十六進制（H）0123456789101112131415011011100101110111100010011010101111001101111011110123456710111213141516170123456789ABCDEF1.4.2比特與二進制數(shù)第93頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）二進制轉換成十進制（按權展開法）只需將二進制的每一位乘上其對應的權值，再進行累加轉換方法:

1、判斷權值

2、標位。

從小數(shù)點向左右兩邊分別標注位數(shù)0,1,2,3……，-1、-2、-3

3、用每一個所在位的數(shù)值基數(shù)權值

再分別相加1.4.2比特與二進制數(shù)第94頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4.2比特與二進制數(shù)二進制(10101)2=1*24+0*23+1*22+0*21+1*20=21八進制(101)8=1*82+0*81+1*80=65十六進制(101A)16=1*163+0*161+1*160+10*160=4122第95頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月

練習：

將下列給進制轉換為十進制：(101.11)2

(71)8

(234B)16判斷下列進制的寫法正確和錯誤：(1001)2、

(81.25)8、(22G)16、(1234)5第96頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4.2比特與二進制數(shù)（2）十進制轉換成二進制（除以2逆序取余法）整數(shù)部分：除以r取余數(shù)，直到商為0，

余數(shù)從右到左排列。小數(shù)部分：乘以r取整數(shù)，

整數(shù)從左到右排列。不一定能精確轉換先得到的數(shù)總是緊靠小數(shù)點。第97頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月(100.345)10(1100100.01011)2(100)10=(144)8=(64)162100250022502121260230211010.345

20.690

21.380

20.760

21.520

21.040810081248140116100166406除以r取余數(shù)，直到商為0，余數(shù)從右到左排列。乘以r取整數(shù)，整數(shù)從左到右排列第98頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4.2比特與二進制數(shù)2、二進制的運算可以進行加、減、乘、除四則運算。

01111001+0110—01001101

0101第99頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月3、八進制與十六進制每一位八進制數(shù)對應三位二進制數(shù)。（1分3）每一位十六進制數(shù)對應四位二進制數(shù)。（1分4）(2C1D)16=(0010

1100

0001

1101)22C1D(64)16=(0110

0100)2(144)8=(001

100

100)264144(7123)8=(111

001

010

011)271231.4.2比特與二進制數(shù)第100頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月轉換成八進制時三位一組。（3合1）轉換成十六進制時四位一組。（4合1）分組方法：從小數(shù)點向兩邊三（四）位一組，

位數(shù)不足整數(shù)前補0，小數(shù)后補0。(11

0110

1110.1101

01)2=(36E.D4)1636ED4(1

101

101

110.110

101)2=(1556.65)8155665后面補兩個0，變成01001.4.2比特與二進制數(shù)第101頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.4.3整數(shù)（定點數(shù))的表示整數(shù)的定點表示

整數(shù)在計算機內(nèi)有兩種表示：無符號整數(shù)帶符號整數(shù)m位無符號數(shù)的取值范圍：0~2m-1m位帶符號數(shù)的取值范圍：-2m-1+1~+2m-1-1符號位在最高位：0表示正，1表示負第102頁，課件共109頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.4.3整數(shù)（定點數(shù))的表示原碼、反