第一講信息技術(shù)概述

第一講信息技術(shù)概述第一頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日本章學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求1.了解什么是信息，什么是信息處理，什么是信息技術(shù)2.了解什么是微電子技術(shù)，它的作用和意義3.描述通信技術(shù)的分類和通信技術(shù)的發(fā)展前景4.描述計(jì)算機(jī)信息處理的特點(diǎn)5.解釋什么是信息化，信息化建設(shè)有哪些主要內(nèi)容6.了解信息化指標(biāo)體系的內(nèi)容與意義第二頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日1.1信息與信息技術(shù)第三頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日1.1.1信息與信息處理第四頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日信息定義信息就是信息，它既不是物質(zhì)也不是能量。

——N.Wiener（控制論創(chuàng)始人）事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)及狀態(tài)變化的方式。

——客觀事物立場認(rèn)識(shí)主體所感知或所表述的事物運(yùn)動(dòng)及其變化方式的形式、內(nèi)容和效用。

——認(rèn)識(shí)主體立場

第五頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日“信息”和“數(shù)據(jù)”，這2個(gè)術(shù)語的概念在計(jì)算機(jī)信息處理中是既有區(qū)別又有聯(lián)系的。計(jì)算機(jī)是一種基于二進(jìn)制運(yùn)算的信息處理機(jī)器，任何需要由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理的信息，都必須進(jìn)行一定程度的形式化，并表示成二進(jìn)制編碼的形式。這就引進(jìn)了數(shù)據(jù)的概念。第六頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO：

“數(shù)據(jù)是計(jì)算機(jī)中對(duì)事實(shí)、概念或指令進(jìn)行描述的一種特殊格式，這種（特殊）格式適合于使用計(jì)算機(jī)及其相關(guān)設(shè)備自動(dòng)地進(jìn)行傳輸、翻譯（轉(zhuǎn)換）或加工處理。”

在這個(gè)定義中，首先強(qiáng)調(diào)的是數(shù)據(jù)表達(dá)了一定的內(nèi)容，即“事實(shí)、概念或指令”，這就是數(shù)據(jù)的語義；其次，數(shù)據(jù)具有一定的格式（即數(shù)據(jù)的語法），其目的是使計(jì)算機(jī)能自動(dòng)進(jìn)行加工處理、通信傳遞以及翻譯轉(zhuǎn)換。

數(shù)據(jù)的定義第七頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日與信息處理相關(guān)的行為和活動(dòng)信息收集——感知、測量、識(shí)別、獲取、輸入等信息加工——分類、計(jì)算、分析、綜合、轉(zhuǎn)換、檢索、管理等信息存儲(chǔ)信息傳遞信息施用——控制、顯示等第八頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日1.1.2信息技術(shù)第九頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日信息技術(shù)信息技術(shù)：用來擴(kuò)展人的信息器官功能、協(xié)助人們進(jìn)行信息處理的一類技術(shù)。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(luò)——傳遞信息思維器官（大腦）——處理信息并再生信息效應(yīng)器官（手腳）——施用信息第十頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日基本信息技術(shù)感知與識(shí)別技術(shù)——擴(kuò)展感覺器官功能,提高人們的感知范圍、感知精度和靈敏度通信技術(shù)與存儲(chǔ)技術(shù)——擴(kuò)展神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能,消除人們交流信息的空間和時(shí)間障礙計(jì)算處理技術(shù)——擴(kuò)展思維器官功能,增強(qiáng)人們的信息加工處理能力控制與顯示技術(shù)——擴(kuò)展效應(yīng)器官功能，增強(qiáng)人們的信息控制能力第十一頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日1.1.3信息處理系統(tǒng)第十二頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日信息處理系統(tǒng)

用于輔助人們進(jìn)行信息獲取、傳遞、存儲(chǔ)、加工處理、控制及顯示的綜合使用各種信息技術(shù)的系統(tǒng)。信息加工通信/存儲(chǔ)控制與顯示通信/存儲(chǔ)感知與識(shí)別信息處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第十三頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日信息處理系統(tǒng)分類依據(jù)自動(dòng)化程度——人工的、半自動(dòng)的、全自動(dòng)的依據(jù)技術(shù)手段——機(jī)械的、電子的、光學(xué)的依據(jù)通用性——專用的、通用的……第十四頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日信息處理系統(tǒng)實(shí)例雷達(dá)是一種以感知與識(shí)別為主要目的的系統(tǒng)電視/廣播系統(tǒng)是一種單向的、點(diǎn)到多點(diǎn)（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(diǎn)到點(diǎn)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(wù)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)

第十五頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日1.2電子信息技術(shù)簡介第十六頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日概述現(xiàn)代信息技術(shù)的特點(diǎn)：采用電(光)子技術(shù)：進(jìn)行信息的收集、傳遞、加工、存儲(chǔ)、顯示與控制以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)（computer_based）以軟件為核心（software_centric）現(xiàn)代信息技術(shù)領(lǐng)域：微電子、通信、廣播、計(jì)算機(jī)、遙感遙測、自動(dòng)控制、機(jī)器人等第十七頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日1.2.1微電子技術(shù)第十八頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日微電子技術(shù)與集成電路微電子技術(shù)：以集成電路為核心的電子技術(shù)是在電子電路和系統(tǒng)的超小型化和微型化過程中逐漸形成和發(fā)展起來的。

第十九頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日電子線路使用的基礎(chǔ)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)模集成電路第二十頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日電子線路使用的基礎(chǔ)元件的演變真空電子管

在這個(gè)階段產(chǎn)生了廣播、電視、無線電通信、儀器儀表、自動(dòng)化技術(shù)和第一代電子計(jì)算機(jī)晶體管

1948年發(fā)明，再加上印制電路組裝技術(shù)的使用，使電子電路在小型化方面前進(jìn)了一大步，產(chǎn)生了第二代計(jì)算機(jī)第二十一頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日電子線路使用的基礎(chǔ)元件的演變集成電路(IntegratedCircuit，簡稱IC) 20世紀(jì)50年代出現(xiàn)，以半導(dǎo)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(gòu)成的電子線路集成在基片上，構(gòu)成一個(gè)微型化的電路或系統(tǒng)。 現(xiàn)代集成電路使用的半導(dǎo)體材料通常是硅(Si)，也可以是化合物半導(dǎo)體如砷化鎵(GaAs)等超大規(guī)模集成電路小規(guī)模集成電路第二十二頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日集成電路的規(guī)模根據(jù)所包含的晶體管數(shù)目分為：集成電路規(guī)模集成度（個(gè)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）＞100萬第二十三頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日集成電路分類根據(jù)所用晶體管結(jié)構(gòu)、電路和工藝分為：

雙極型（Bipolar）集成電路、

金屬-氧化物-半導(dǎo)體(MOS)集成電路

雙極－金屬-氧化物-半導(dǎo)體集成電路（Bi-MOS）等第二十四頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日集成電路分類根據(jù)集成電路的功能分為：

數(shù)字集成電路（如邏輯電路、存儲(chǔ)器、微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器等）

模擬集成電路（又稱為線性電路，如信號(hào)放大器、功率放大器等）

第二十五頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日集成電路分類根據(jù)用途分為：

通用集成電路

專用集成電路（ASIC）第二十六頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日微電子技術(shù)與集成電路集成電路芯片是微電子技術(shù)的結(jié)晶，它們是計(jì)算機(jī)的核心。 先進(jìn)的微電子技術(shù)→→高集成度芯片→→高性能的計(jì)算機(jī)→→利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行集成電路的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程控制及自動(dòng)測試，又能制造出性能高、成本更低的集成電路芯片第二十七頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日集成電路的發(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，晶體管的尺寸越小，其極限工作頻率越高，門電路的開關(guān)速度就越快。芯片上電路元件的線條越細(xì)，相同面積的晶片可容納的晶體管就越多，功能就越強(qiáng)，速度也越快。第二十八頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日集成電路的發(fā)展趨勢提高集成度，關(guān)鍵在縮小門電路面積集成電路特點(diǎn)：體積小、重量輕、可靠性高M(jìn)oore定律 單塊集成電路的集成度平均每18～24個(gè)月翻一番

——GordonE.Moore,1965年Intel公司創(chuàng)始人第二十九頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日集成電路的發(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)第三十頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日集成電路的發(fā)展趨勢光子計(jì)算機(jī)

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(gè)特點(diǎn)在于它不會(huì)和周圍環(huán)境發(fā)生相互干擾的作用。因?yàn)楫?dāng)電子計(jì)算機(jī)芯片越來越趨向于0.18μm時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生很多的問題,而光子計(jì)算機(jī)就可以避免。第三十一頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日集成電路的發(fā)展趨勢量子計(jì)算機(jī)

是運(yùn)用量子力學(xué)來設(shè)計(jì)的，它們的特點(diǎn)是其潛在的運(yùn)算速度將更大于電子計(jì)算機(jī)。從理論上說，它們的速度提高可以說是沒有止境的，因?yàn)榱孔佑?jì)算技術(shù)可以在同一時(shí)間內(nèi)執(zhí)行各種操作，同時(shí)有足夠的能力來完成現(xiàn) 在電子計(jì)算機(jī)還很難完成的任務(wù)， 比如說完成密碼的破譯和語音的識(shí) 別等等。因此，歐洲已經(jīng)成立了量 子計(jì)算機(jī)研究所，現(xiàn)在估計(jì)，量子 計(jì)算機(jī)可能會(huì)在今后的十五年左右 出現(xiàn)。圖為一種可瞬間進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)計(jì)算的光電計(jì)算機(jī)第三十二頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日集成電路的發(fā)展趨勢分子計(jì)算機(jī)

現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出來一種能夠由氮?dú)夂投然紒黹_動(dòng)和閉關(guān)的分子計(jì)算機(jī)，這種超高速的微型計(jì)算機(jī)離現(xiàn)實(shí)已經(jīng)很近了。這種技術(shù)將會(huì)導(dǎo)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(jì)算機(jī)來解決目前晶體管的物理局限，使得未來的計(jì)算機(jī)的功能大大的增加，尺寸大大的縮小。第三十三頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日集成電路的發(fā)展趨勢生物計(jì)算機(jī)

實(shí)際上就是隨著生物技術(shù)的發(fā)展，人們將模仿人的大腦制造一種用基因?qū)W的機(jī)制來開發(fā)的新一代計(jì)算機(jī)。

現(xiàn)在生物計(jì)算機(jī)的模型已經(jīng)出來。以色列的科學(xué)家制造了一個(gè)有可能會(huì)比單個(gè)活細(xì)胞還要小的計(jì)算機(jī)的模型。這么微小的計(jì)算機(jī)也可能將在我們的體內(nèi)漫游，監(jiān)視我們的健康。也許會(huì)糾正它所發(fā) 現(xiàn)人體內(nèi)哪個(gè)地方脂肪的堆積，幫 助解決問題。其實(shí)每一個(gè)細(xì)胞實(shí)際 上都是一個(gè)復(fù)雜的生物機(jī)件，一個(gè) 系統(tǒng)。用這么一種仿生技術(shù)來制造 生物計(jì)算機(jī)。第三十四頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日集成電路的發(fā)展趨勢閱讀文獻(xiàn)：《奮起迎接納米科技爭奪戰(zhàn)》網(wǎng)址：《生物芯片將怎樣改變我們的生活》網(wǎng)址：第三十五頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日1.2.2通信技術(shù)第三十六頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日概述通信：各種信息的傳遞現(xiàn)代通信：使用電波或光波雙向傳遞信息的技術(shù)（電信）第三十七頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日概述通信三要素：

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）通信系統(tǒng)模型：信源（宿）編碼器（解碼器）復(fù)用（分路）信道復(fù)用（分路）編碼器（解碼器）信源（宿）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第三十八頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日概述通信系統(tǒng)（電信網(wǎng)）組成：

終端設(shè)備（例如：電話機(jī)）傳輸設(shè)備（例如：電話線）交換設(shè)備（例如：程控交換機(jī)）第三十九頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日通信系統(tǒng)（電信網(wǎng)）分類按業(yè)務(wù)種類：電話網(wǎng)、電報(bào)網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、傳真通信網(wǎng)、圖像通信網(wǎng)等按服務(wù)區(qū)域范圍：本地電信網(wǎng)、農(nóng)村電信網(wǎng)、長途電信網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)、國際電信網(wǎng)等按信息信號(hào)形式：模擬通信網(wǎng)、數(shù)字通信網(wǎng)、數(shù)字模擬混合網(wǎng)等第四十頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日通信系統(tǒng)（電信網(wǎng)）分類按傳輸媒體分類：

電纜通信網(wǎng)光纜通信網(wǎng)短波通信網(wǎng)微波通信網(wǎng)衛(wèi)星通信網(wǎng)低軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信網(wǎng)

第四十一頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日通信系統(tǒng)（電信網(wǎng)）分類數(shù)據(jù)通信模型及有關(guān)的基本概念信道調(diào)制解調(diào)（編碼器：調(diào)制，解碼器：解調(diào)）多路復(fù)用（主干信道）交換信源（宿）編碼器（解碼器）復(fù)用（分路）信道復(fù)用（分路）編碼器（解碼器）信源（宿）第四十二頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日信道的基本概念信道的定義：向某個(gè)方向傳輸信息的媒體。一條通信線路通常包含一個(gè)發(fā)送信道和一個(gè)接收信道。第四十三頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日信道的基本概念根據(jù)信號(hào)在信道上的傳輸方向單工通信半雙工通信全雙工通信第四十四頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日信道的基本概念單工通信（單向通信）發(fā)送端接收端信道數(shù)據(jù)監(jiān)視信號(hào)第四十五頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日信道的基本概念半雙工通信（雙向交替通信）發(fā)送端信道數(shù)據(jù)監(jiān)視信號(hào)接收端發(fā)送端接收端開關(guān)開關(guān)第四十六頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日信道的基本概念全雙工通信（雙向同時(shí)通信）信道數(shù)據(jù)監(jiān)視信號(hào)發(fā)送端接收端發(fā)送端接收端信道數(shù)據(jù)監(jiān)視信號(hào)第四十七頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日信道的種類按傳輸?shù)男盘?hào)類型可將信道分為：模擬信道：傳輸連續(xù)的模擬信號(hào)的信道 特點(diǎn)：頻帶窄，信道利用率高；受噪聲干擾大 例如：傳輸語音信號(hào)的架空明線、雙絞線，傳輸廣播電視信號(hào)的寬帶同軸電纜數(shù)字信道：傳輸離散的數(shù)字信號(hào) 特點(diǎn)：信號(hào)不失真，準(zhǔn)確性高；數(shù)字設(shè)備可大規(guī)模集成，價(jià)格便宜；易于加密；要求頻帶寬，信道利用率低 例如：傳輸計(jì)算機(jī)通信所用的信號(hào)的基帶同軸電纜、光纜等第四十八頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日信道兩類數(shù)字信號(hào)：基帶信號(hào)：用兩種不同的電壓值表示數(shù)字1和0的信號(hào)，需在數(shù)字信道上傳輸。寬帶信號(hào)：將基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，將其頻譜搬移到較高的頻率處而形成的模擬信號(hào)，這種模擬信號(hào)可以采用頻分復(fù)用技術(shù)在模擬信道上傳輸。按信號(hào)的傳輸媒體分類：有線信道：電纜、光纜無線信道：自由空間第四十九頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日調(diào)制解調(diào)基本概念調(diào)制（Modulation）將基帶數(shù)字信號(hào)的波形變換為適合于模擬信道傳輸?shù)哪M信號(hào)波形。（將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)）解調(diào)（Demodulation）將由調(diào)制器變換過的模擬信號(hào)波形恢復(fù)成原來的基帶數(shù)字信號(hào)波形。（將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)）基本調(diào)制方法：

調(diào)幅，調(diào)頻，調(diào)相第五十頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日幅移鍵控法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)制波形第五十一頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日多路復(fù)用基本概念多路復(fù)用 為了提高線路利用率，總是設(shè)法在一條傳輸線路上，傳輸多個(gè)模擬信號(hào)（例如，話路信息）或數(shù)字信號(hào)，這就是多路復(fù)用。多路復(fù)用技術(shù)通常有： 頻分復(fù)用，時(shí)分復(fù)用，碼分復(fù)用，波分復(fù)用

信道多路復(fù)用器多路復(fù)用器終端終端終端終端終端終端終端終端第五十二頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日多路復(fù)用基本概念頻分多路復(fù)用將傳輸線路的頻帶分成N部分，每一個(gè)部分均可作為一個(gè)獨(dú)立的傳輸信道使用。這樣在一對(duì)傳輸線路上可有N對(duì)話路信息傳送，而每一對(duì)話路所占用的只是其中的一個(gè)頻段。頻分制通信又稱載波通信，它是模擬通信的主要手段。

第五十三頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日多路復(fù)用基本概念傳輸多路模擬信號(hào)將各路模擬信號(hào)按不同數(shù)值升頻，使每個(gè)通道占用的頻帶都不相同，它們便可以合并在一個(gè)信道上被傳輸傳輸多路數(shù)字信號(hào)每一路基帶數(shù)字信號(hào)的頻譜可以搬移到不同頻段，合在一起時(shí)互相不會(huì)干擾，可以在同一傳輸媒體上同時(shí)傳輸多路這樣的信號(hào)第五十四頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日多路復(fù)用基本概念時(shí)分多路復(fù)用把一個(gè)傳輸通道進(jìn)行時(shí)間分割以傳送若干話路的信息。把N個(gè)話路設(shè)備接到一條公共的通道上，按一定的次序輪流的給各個(gè)設(shè)備分配一段使用通道的時(shí)間。當(dāng)輪到某個(gè)設(shè)備時(shí)，這個(gè)設(shè)備與通道接通，執(zhí)行操作。與此同時(shí)，其它設(shè)備與通道的聯(lián)系均被切斷。待指定的使用時(shí)間間隔一到，則通過時(shí)分多路轉(zhuǎn)換開關(guān)把通道聯(lián)接到下一個(gè)要連接的設(shè)備上去。時(shí)分制通信也稱時(shí)間分割通信，它是數(shù)字電話多路通信的主要方法，因而PCM通信常稱為時(shí)分多路通信。

第五十五頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日多路復(fù)用基本概念碼分多路復(fù)用

用于無線移動(dòng)通信。所有移動(dòng)站點(diǎn)（例如手機(jī)）在整個(gè)頻段上進(jìn)行傳輸，多路信號(hào)同時(shí)傳輸時(shí)采用不同的編碼原理加以區(qū)分。例如，每個(gè)站點(diǎn)有一個(gè)唯一的m位代碼（芯片序列），當(dāng)需要發(fā)送比特1時(shí)，站點(diǎn)發(fā)送其芯片序列；當(dāng)需要發(fā)送比特0時(shí)，站點(diǎn)發(fā)送其芯片序列的補(bǔ)碼。第五十六頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日多路復(fù)用基本概念信道使用的雞尾酒會(huì)原理

在一個(gè)大房間里（一個(gè)信道），有許多對(duì)人在交談（多路信號(hào)傳輸）：時(shí)分復(fù)用——不同對(duì)的人輪流交談，一對(duì)交談結(jié)束后 另一對(duì)再接上。頻分復(fù)用——不同對(duì)的人分成不同的組，每組獨(dú)立占 用房間內(nèi)的一小塊區(qū)域，各組人同時(shí)進(jìn) 行自己的交談，互不干擾。碼分復(fù)用——不同對(duì)的人分別用不同語言進(jìn)行交談， 其它語言只當(dāng)作噪音不予理會(huì)。第五十七頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日多路復(fù)用基本概念波分多路復(fù)用在單一光纖內(nèi)同步傳輸多個(gè)不同波長的光波，使得數(shù)據(jù)傳輸速度和容量獲得倍增第五十八頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日交換的基本概念交換：

在廣域網(wǎng)的情況下，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是部分連接，沒有直接互聯(lián)的節(jié)點(diǎn)間的通信，必須經(jīng)過中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)換才能實(shí)現(xiàn)。這種由中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)參與的通信和電話系統(tǒng)中兩個(gè)電話用戶間的通話必須經(jīng)由電話交換機(jī)的現(xiàn)象類似，也稱為交換。中轉(zhuǎn)的節(jié)點(diǎn)稱為交換節(jié)點(diǎn)。 交換技術(shù)能為需要通信的計(jì)算機(jī)建立一個(gè)臨時(shí)的通信鏈路，通信結(jié)束后再拆除鏈路。第五十九頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日交換的基本概念電路交換（線路交換）為發(fā)送端和接收端建立一條臨時(shí)的實(shí)際物理通道，供通信雙方使用，通信完畢后，交換機(jī)內(nèi)的連線被拆除。 例如：電話交換機(jī) 優(yōu)點(diǎn)：交換方式簡單，適合遠(yuǎn)距離成批數(shù)據(jù)傳輸，建立一次連接可傳送大量數(shù)據(jù)。 缺點(diǎn)：線路利用率低，通信成本高第六十頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日交換的基本概念分組交換（包交換） 把需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊分割成若干小塊，然后為每個(gè)小塊數(shù)據(jù)加上有關(guān)的地址信息及分組信息，組成一個(gè)數(shù)據(jù)包（也稱為“分組”）。數(shù)據(jù)包的長度通常為幾十到幾百個(gè)字節(jié)。這些數(shù)據(jù)包按照類似于流水線的方式在網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過緩沖、轉(zhuǎn)發(fā)而到達(dá)目的地。通信網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)結(jié)點(diǎn)為其相連的每條鏈路準(zhǔn)備了一個(gè)緩沖區(qū)，每個(gè)數(shù)據(jù)包按照去向不同送入各個(gè)緩沖區(qū)排隊(duì)，當(dāng)某一條鏈路空閑時(shí)，就從相應(yīng)的緩沖區(qū)中取出一個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送到下一結(jié)點(diǎn)，下一結(jié)點(diǎn)再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，直至數(shù)據(jù)包到達(dá)接收端。接收端的計(jì)算機(jī)按照數(shù)據(jù)包的編號(hào)，將它們重新組裝成為原來形式的數(shù)據(jù)塊。第六十一頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日交換的基本概念分組交換（包交換） 優(yōu)點(diǎn)：線路利用率高；收發(fā)雙方不需同時(shí)工作，當(dāng)接收方忙碌時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都可以作為它的緩沖；可以給數(shù)據(jù)包建立優(yōu)先級(jí)，使得一些重要應(yīng)用的數(shù)據(jù)包能優(yōu)先傳遞。 缺點(diǎn)：延時(shí)長，不宜用于實(shí)時(shí)通信或交互通信。

第六十二頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日交換的基本概念異步傳輸模式（ATM，信元中繼交換） 吸收了電路交換和分組交換的優(yōu)點(diǎn)，是一種快速分組交換技術(shù)。由于使用了固定長度（53個(gè)字節(jié)）的短信元作為分組單位，一方面保持了信道利用率高的優(yōu)點(diǎn)，另一方面由于固定長度短信元便于采用高速硬件對(duì)信頭進(jìn)行識(shí)別和交換處理，因而使傳輸控制大大簡化，形成了一種嶄新的高速交換技術(shù)，比較適合于聲音、視頻等多媒體數(shù)據(jù)的通信。

第六十三頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日幾種通信系統(tǒng)有線載波通信光纖通信微波通信衛(wèi)星通信移動(dòng)通信有線傳輸無線傳輸?shù)诹捻?，共一百三十二頁?022年，8月28日有線載波通信有線載波通信：主要傳輸電話，電報(bào)、傳真、數(shù)據(jù)也可傳輸廣播、可視電話、電視節(jié)目依據(jù)所用的傳輸介質(zhì)，有線載波通信可分為：

明線載波系統(tǒng)對(duì)稱電纜載波系統(tǒng)同軸電纜載波系統(tǒng)第六十五頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日有線載波通信采用的傳輸介質(zhì)：架空明線，對(duì)稱電纜，同軸電纜傳輸?shù)男盘?hào)：電信號(hào)（模擬信號(hào)，數(shù)字信號(hào)）第六十六頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日特點(diǎn)傳輸信號(hào)種類：模擬信號(hào)(例如，話音)

頻帶窄(300Hz～

3400Hz)，傳輸容量有限（3～12路電話）易受氣候變化的影響，通信質(zhì)量不穩(wěn)定，因而多用于業(yè)務(wù)量較小的次要傳輸線路。

常見應(yīng)用電話系統(tǒng)架空明線（2線制標(biāo)準(zhǔn)電話線路）第六十七頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日有屏蔽雙絞線（STP）無屏蔽雙絞線（UTP）種類與傳輸速率

三類線：10Mb/s

五類線：100Mb/s

六類線：200Mb/sRJ45接頭對(duì)稱電纜（4對(duì)雙絞線）第六十八頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日對(duì)稱電纜（4對(duì)雙絞線）特點(diǎn)： 數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)均可傳輸

各線對(duì)采用雙扭線，減少了線對(duì)之間的串?dāng)_ 頻帶較電話線寬，每對(duì)線可傳輸60路電話信號(hào)，多線對(duì)能提供上千個(gè)話路，適用于干線通信缺點(diǎn)：

容易受到外部高頻電磁波干擾，且線路本身會(huì)產(chǎn)生一定噪聲，誤碼率較高 如用作數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，每隔一定距離需要使用中繼器或放大器常見應(yīng)用

電話系統(tǒng)（模擬信號(hào)） 局域網(wǎng)（數(shù)字信號(hào)）第六十九頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日同軸電纜具有良好的傳輸特性和屏蔽特性可以構(gòu)成大容量的載波通信系統(tǒng)一對(duì)小同軸管可提供數(shù)千個(gè)話路一對(duì)中同軸管可提供上萬個(gè)話路多管同軸電纜電路則能提供相當(dāng)大的傳輸容量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(hào) 寬帶同軸電纜（75Ω）：傳輸模擬信號(hào)第七十頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日同軸電纜傳輸速率：取決于電纜長度例如：1km的同軸電纜其數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到：1Gb/s～

2Gb/s常見應(yīng)用有線電視系統(tǒng)（模擬信號(hào)）局域網(wǎng)（數(shù)字信號(hào)）第七十一頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日同軸電纜利用頻率分割原理，實(shí)現(xiàn)在有線信道上的多路復(fù)用過程：發(fā)信端的各路信號(hào)對(duì)不同載波頻率進(jìn)行調(diào)制，分別搬移到不同頻帶后，同時(shí)在同一線路上傳輸。收信端對(duì)線路信號(hào)放大后，按上述相反順序用濾波器分開各路信號(hào)，經(jīng)過解調(diào)恢復(fù)原來的信息。 例如：有線電視信號(hào)，它通過同軸電纜入戶，這個(gè)電纜同時(shí)承載有多個(gè)電視臺(tái)的信號(hào)，家里的多個(gè)電視機(jī)可以接受相同的或者不相同電視臺(tái)信號(hào)，每臺(tái)電視機(jī)接受什么信號(hào)由該臺(tái)電視機(jī)的選臺(tái)器決定。在同軸電纜中，不同的電視信號(hào)占用不同的頻率，互不干擾。第七十二頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日有線載波通信又如我們把房子的地基看承載體，房子的高度就可以看作頻率，樓層的高度就是頻道，每一樓層（頻道）都可以承載人或者物，在它的空間中（頻率范圍內(nèi)）也可以進(jìn)行各種活動(dòng)。又如多層集裝箱車在公路行駛第七十三頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日光纖通信傳輸介質(zhì)：光纖（光纜）傳輸?shù)男盘?hào)：光信號(hào)（數(shù)字信號(hào)，有光脈沖相當(dāng)于1，無光脈沖相當(dāng)于0）傳輸速率：1Gb/s以上包層纖芯光纖的構(gòu)成第七十四頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日光纜示意圖光纖通信第七十五頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日光纖通信光波在纖芯中的傳輸原理

當(dāng)光線的入射角足夠大時(shí)，就 會(huì)出現(xiàn)全反射，重復(fù)此過程， 光就沿著光纖傳播下去光纖種類

多模：纖芯直徑為50或62.5μm

，可以存在許多條入射角不同的光線，各自以不同的反射角全反射傳播下去（即：每一個(gè)光線有一個(gè)不同的模式）。

單模：纖芯直徑為8—10μm（一個(gè)光波波長），光線不出現(xiàn)反射，直接向前傳輸

。衰耗小，在2.5Gb/s

的高速率下傳輸數(shù)十公里而不必采用中繼器。光線光波在光纖中的傳播第七十六頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日光纖通信光纖通信系統(tǒng)

調(diào)制器發(fā)信電路激勵(lì)電路信息解調(diào)器收信電路放大電路信息光纜中繼器發(fā)信設(shè)備收信設(shè)備電光變換器光電變換器第七十七頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日光纖通信光纖通信優(yōu)點(diǎn)傳輸頻帶非常寬，通信容量大抗雷電和電磁干擾、抗輻射能力強(qiáng)無串音干擾，保密性強(qiáng)，不易被竊聽或截取數(shù)據(jù)傳輸損耗小，通訊距離長 數(shù)據(jù)速率為420Mbps、距離為119km、無中繼器時(shí)，誤碼率為10-8重量輕，便于運(yùn)輸和鋪設(shè)光纖通信缺點(diǎn)精確連接兩根光纖比較困難第七十八頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日光纖通信光纖通信的瓶頸之一是光信號(hào)的傳輸距離。焦點(diǎn)在“信號(hào)放大”。 普通光纖網(wǎng)絡(luò)中的信息在傳輸時(shí)每隔200km～500km間需加入電放大器，將光信號(hào)還原成電信號(hào)進(jìn)行放大，然后再轉(zhuǎn)換成光信號(hào)繼續(xù)傳輸。這不僅增加成本，還使進(jìn)一步提高帶寬變得越來越困難，超高速傳輸所帶來的經(jīng)濟(jì)效益將被昂貴的光/電和電/光轉(zhuǎn)換所抵消。全光網(wǎng)（AllOpticalNetwork）：光信息流在通信網(wǎng)絡(luò)中的傳輸及交換時(shí)始終以光的形式存在，不需要經(jīng)過光/電、電/光轉(zhuǎn)換。

全光網(wǎng)技術(shù)是光纖通訊領(lǐng)域的前沿技術(shù)，是21世紀(jì)真正的高速公路。第七十九頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日微波通信微波：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。有人認(rèn)為未來只有兩種通信手段：光纖：用于所有固定設(shè)備（電話、傳真機(jī)、計(jì)算機(jī)）通信無線通信：用于所有移動(dòng)通信。第八十頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日無線通信無線通信原理利用電磁波可以在空間自由傳播的特性，通過調(diào)節(jié)電磁波的振幅、頻率或相位實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸信息。電磁波的種類與頻率范圍：無線電波：104～108(Hz)微波：108～

1011(Hz)

紅外線：1011～

1014(Hz)可見光：1014(Hz)紫外線：1014～

1016(Hz)X射線：1016～1022(Hz)伽瑪射線：1022～

1024(Hz)第八十一頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日通信衛(wèi)星對(duì)流層不均勻體微波通信

微波通信方式：

地面微波接力通信衛(wèi)星通信對(duì)流層散射通信第八十二頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日微波通信地面微波接力通信

如終端站A，通過地面中繼站C，D，E,F，...，與另一終端站B進(jìn)行通信。中繼站之間的距離大致與塔高平方成正比。一般為50公里左右。衛(wèi)星通信

地球站G經(jīng)通信衛(wèi)星（空中微波中繼站）與另一地球站H進(jìn)行通信。是微波接力通信向太空的延伸。對(duì)流層散射通信

終端站X發(fā)出的微波信號(hào)經(jīng)對(duì)流層散射傳到另一終端站Y進(jìn)行通信。第八十三頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日微波通信

微波通信優(yōu)點(diǎn)：

容量大可靠性高建設(shè)費(fèi)用低抗災(zāi)能力強(qiáng)第八十四頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日衛(wèi)星通信

利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)兩或多個(gè)地球站之間的通信。 是微波接力通信技術(shù)與空間技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。第八十五頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日衛(wèi)星通信

通信衛(wèi)星工作原理

從地面站1發(fā)出的無線電信號(hào)，被衛(wèi)星通信天線接收后，首先在通信轉(zhuǎn)發(fā)器中進(jìn)行放大、變頻和功率放大，然后由衛(wèi)星的通信天線把放大后的信號(hào)重新發(fā)向地面站2，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)地面站或多個(gè)地面站的遠(yuǎn)距離通信。

通信衛(wèi)星地面站1地面站2地球第八十六頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日衛(wèi)星衛(wèi)星衛(wèi)星地球35800公里衛(wèi)星通信同步軌道衛(wèi)星(地球同步衛(wèi)星)

赤道上方高度為36000公里的地方，衛(wèi)星的運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)一圈的周期相同，因此在地面上看這種衛(wèi)星好似靜止不動(dòng)。三顆同步定點(diǎn)軌道

衛(wèi)星就可以覆蓋地球的幾乎全部面積，可以進(jìn)行二十四小時(shí)的全天候通信。天空中最多只能有180顆地球同步通信衛(wèi)星。第八十七頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日衛(wèi)星通信中、低軌道衛(wèi)星 運(yùn)行周期小于地球自轉(zhuǎn)一圈的周期，因此相對(duì)于地面是運(yùn)動(dòng)的，衛(wèi)星天線覆蓋的區(qū)域小，地面天線必須隨時(shí)跟蹤衛(wèi)星。

優(yōu)點(diǎn)：高度僅是同步軌道的二十分之一至八十分之一，路徑損耗低，傳播時(shí)延時(shí)大大縮短，對(duì)于手執(zhí)通信終端和話音通信非常有利。例如，摩托羅拉公司的一項(xiàng)計(jì)劃：發(fā)射66顆低軌道衛(wèi)星（高度750km）覆蓋整個(gè)地球，利用直接與衛(wèi)星通信的手持設(shè)備實(shí)現(xiàn)世界范圍內(nèi)的電信服務(wù)。第八十八頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日衛(wèi)星通信

衛(wèi)星通信特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：通信距離遠(yuǎn)、頻帶寬、容量大、抗干擾強(qiáng)、通信穩(wěn)定缺點(diǎn)：造價(jià)高（衛(wèi)星本身，發(fā)射衛(wèi)星的火箭）、技術(shù)復(fù)雜、通信天線口徑大、有較大延時(shí)、同步軌道衛(wèi)星數(shù)目有限第八十九頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日移動(dòng)通信移動(dòng)通信

處于移動(dòng)狀態(tài)的對(duì)象之間的通信，包括尋呼系統(tǒng)，蜂窩移動(dòng)電話（俗稱手機(jī)），集群調(diào)度，無繩電話和衛(wèi)星系統(tǒng)。

第九十頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日移動(dòng)通信

蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)組成移動(dòng)臺(tái)、基站、移動(dòng)電話交換中心移動(dòng)電話網(wǎng)基站的有效區(qū)域第九十一頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日移動(dòng)通信移動(dòng)臺(tái)：是移動(dòng)的通信終端，它是接收無線信號(hào)的接收機(jī)，包括手機(jī)，呼機(jī)，無繩電話等?；荆菏桥c移動(dòng)臺(tái)聯(lián)系的一個(gè)固定收發(fā)機(jī)，它接收移動(dòng)臺(tái)的無線信號(hào)，每個(gè)基站負(fù)責(zé)與一個(gè)特定區(qū)域（10km～

20km的區(qū)域）的所有的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信。移動(dòng)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(dòng)交換中心再與公共電話網(wǎng)進(jìn)行連接。每個(gè)基站的有效區(qū)域既相互分割，又彼此有所交疊，整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)就像是蜂窩，所以也稱為“蜂窩式移動(dòng)通信”。

第九十二頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日移動(dòng)通信

地理上每10km～

20km的區(qū)域（單元,形似蜂窩）內(nèi)的中央有一個(gè)基站，該單元內(nèi)所有移動(dòng)電話都向其基站發(fā)送信號(hào)。所有基站都通過微波或電纜、光纜與一個(gè)移動(dòng)交換中心通信。每個(gè)移動(dòng)電話每一時(shí)刻處于一個(gè)特定單元，即在該單元的基站控制之下。每個(gè)單元使用一套信號(hào)傳送頻率，每個(gè)通話使用兩個(gè)頻率（雙向傳輸），不同的通話使用不同的頻率。第九十三頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日移動(dòng)通信

相鄰單元不允許使用相同的頻率，但允許重用附近（不相鄰）單元的頻率。因此，在100個(gè)相鄰的10km單元的地域內(nèi)，每個(gè)頻率上可以有5—10個(gè)通話。第九十四頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日移動(dòng)通信TDMA——時(shí)分多址CDPD——蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)CDMA——碼分多址第九十五頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日1.2.3計(jì)算機(jī)技術(shù)第九十六頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展對(duì)計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)的兩個(gè)人：阿倫·圖靈（AlanTuring）馮·諾依曼（JohnVonNeumman

）第九十七頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展BlaisePascal1623-1662年設(shè)計(jì)了加法器中國的算盤加法器第九十八頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展現(xiàn)代計(jì)算機(jī)已成為信息處理系統(tǒng)中最重要的一種工具，承擔(dān)著信息加工、信息存儲(chǔ)、信息傳遞、信息感測、信息識(shí)別、控制和顯示等任務(wù)。電驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)COLOSSUS：二次大戰(zhàn)時(shí)英國人為破譯德國的密碼而設(shè)計(jì)，英國數(shù)學(xué)家Turing協(xié)助設(shè)計(jì)，1934年開始使用。由于屬于軍事秘密，三十年后才公開。圖為AlanTuring第九十九頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展阿倫.圖靈英國數(shù)學(xué)家、哲學(xué)家、密碼破譯家

30年代初，發(fā)表了一篇著名的論文《論數(shù)字計(jì)算在決斷難題中的應(yīng)用》，他提出了一種十分簡單但運(yùn)算能力極強(qiáng)的理想計(jì)算裝置，用它來計(jì)算所有能想象得到的可計(jì)算函數(shù)。圖靈的思想奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)的理論基礎(chǔ)。

圖靈機(jī)——有限狀態(tài)自動(dòng)機(jī)/S-Z/details~z/Turning.htm第一百頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展MARK1：

1944年，美國哈佛大學(xué)的Aiken教授完成，大部分學(xué)者認(rèn)為它是第一臺(tái)電腦。第一百零一頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生ENIAC

：電子數(shù)字積分機(jī)與計(jì)算機(jī)（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer）時(shí)間：1946年2月地點(diǎn)：美國賓夕法尼亞大學(xué)用途：軍事計(jì)算運(yùn)算速度：5000次/秒體積價(jià)格：170平方米，30噸，140千瓦，40萬美元1943年由JohnBrainered領(lǐng)導(dǎo)ENIAC開始研究。圖為JohnMauchly及J.PresperEckert負(fù)責(zé)這計(jì)劃的執(zhí)行者第一百零二頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展1945年VonNeuuman、、發(fā)表了一篇論文《電子計(jì)算機(jī)裝置邏輯結(jié)構(gòu)初探》提出了兩個(gè)主要論點(diǎn): *使用二進(jìn)制*存儲(chǔ)程序和程序控制奠定了當(dāng)代計(jì)算機(jī)硬件由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備等組成的結(jié)構(gòu)體系馮·諾依曼教授（JohnVonNeumman）和他設(shè)計(jì)的“存儲(chǔ)程序式”計(jì)算機(jī)EDVAC（埃德瓦克）第一百零三頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展此后，計(jì)算機(jī)速度提高、功能增加、體積縮小、成本降低、應(yīng)用擴(kuò)大，其發(fā)展之快，不斷改寫預(yù)測。早期，8～10年其運(yùn)算速度就提高十倍，而成本和體積卻是原來的1/10。1980s開始，幾乎每三年計(jì)算機(jī)的性能就提高近四倍，成本卻下降一半。推動(dòng)力：微電子技術(shù)的進(jìn)展和計(jì)算機(jī)應(yīng)用需求為計(jì)算機(jī)劃代：按主機(jī)所使用的元器件第一百零四頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展以計(jì)算機(jī)使用的基本電子元件作為劃分依據(jù)，計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段。基本電子元件的演變：集成電路（IC）電子管晶體管中小規(guī)模集成電路芯片大規(guī)模超大規(guī)模集成電路芯片第一百零五頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展按主要元器件分代第一代（約1946-1957）電子管計(jì)算機(jī)

幾十次/秒—幾萬次/秒，

水銀延遲線內(nèi)存，千字

外設(shè)：磁鼓、紙帶、卡片、磁帶

機(jī)器語言編程第二代（約1957-1964）晶體管計(jì)算機(jī) 幾十萬次/秒， 匯編語言或高級(jí)語言編程

1948年Bell發(fā)明晶體管，磁芯十萬字，磁盤圖為美國于20世紀(jì)50年代生產(chǎn)的IBM704型采用電子管的第一代電子計(jì)算機(jī)圖為在第一代電子計(jì)算機(jī)中使用的磁鼓圖為晶體管圖為第一代電子計(jì)算機(jī)第一百零六頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展第三代（約1965-1972）中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)

(SSI,MSI--MediumScaleIntegration)

幾十萬次/秒—幾百萬次/秒

半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

匯編語言或高級(jí)語言編程第四代（1971年起）是大規(guī)模(LSI)和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)

(VeryLargeScaleIntegration)

幾百萬次/秒—億次/秒

匯編語言或高級(jí)語言編程第一百零七頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展過去很長時(shí)間人們都按照計(jì)算機(jī)主機(jī)所使用的元器件，為計(jì)算機(jī)劃代。代

別年

代主要元器件配置的軟件主要應(yīng)用第1代20世紀(jì)40年代中期～50年代末期CPU：電子管內(nèi)存：磁鼓

使用機(jī)器語言和匯編語言編寫程序科學(xué)計(jì)算和工程計(jì)算第2代50年代中后期～60年代中期CPU：晶體管內(nèi)存：磁芯

使用FORTRAN等高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言開始廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域第3代60年代中期～70年代初期CPU：SSI，MSI內(nèi)存：SSI，MSI半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等開始使用在科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用第4代20世紀(jì)70年代中期以來CPU：LSI、VLSI內(nèi)存：LSI、VLSI的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

軟件工程、分布式計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)軟件等開始廣泛使用深入到各行各業(yè)，家庭和個(gè)人開始使用計(jì)算機(jī)第一百零八頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)信息處理的特點(diǎn)（1）通用性強(qiáng)、速度高（2）提供友善的使用方式和多種多樣的信息輸出形式（3）具有龐大的信息存儲(chǔ)能力和極快的信息存取速度（4）打破時(shí)空限制，實(shí)現(xiàn)信息的共享與交流（5）計(jì)算機(jī)在輔助開發(fā)新的信息處理應(yīng)用方面能提供有力的支持第一百零九頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)的巨大作用（1）開拓了人類認(rèn)識(shí)自然、改造自然的新資源

（2）增添了人類發(fā)展科學(xué)技術(shù)的新手段

（3）提供了人類創(chuàng)造文化的新工具

（4）引起了人類的工作與生活方式的變化第一百一十頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)的應(yīng)用模式

集中計(jì)算模式分散計(jì)算模式網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式第一百一十一頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日1.3信息化與信息社會(huì)第一百一十二頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日1.3.1什么是信息化第一百一十三頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日信息化

工業(yè)社會(huì)向信息社會(huì)前進(jìn)的過程，亦即加快信息高科技發(fā)展及其產(chǎn)業(yè)化，提高信息技術(shù)在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)各領(lǐng)域的推廣應(yīng)用水平并推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的過程。

第一百一十四頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日信息化建設(shè)的主要目標(biāo)

在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)活動(dòng)中，通過普遍采用現(xiàn)代信息技術(shù)、有效地開發(fā)和利用信息資源，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，逐步使信息產(chǎn)業(yè)以及由于利用了信息技術(shù)和信息資源而創(chuàng)造的勞動(dòng)價(jià)值在國民生產(chǎn)總值中的比重不斷上升直至占主導(dǎo)地位。

第一百一十五頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日信息化成為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展趨勢信息技術(shù)突飛猛進(jìn)，成為新技術(shù)革命的領(lǐng)頭羊

信息產(chǎn)業(yè)（IT）高速發(fā)展，成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)大推動(dòng)力

信息網(wǎng)絡(luò)迅速崛起，成為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的重要依托世界各國正在積極應(yīng)對(duì)信息化的挑戰(zhàn)和機(jī)遇第一百一十六頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日1.3.2信息化建設(shè)的內(nèi)容第一百一十七頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日三個(gè)層面和六個(gè)要素

三個(gè)層面：

1.信息基礎(chǔ)設(shè)施與信息資源的開發(fā)、建設(shè)，這是信息化建設(shè)的基礎(chǔ)

2.信息技術(shù)與信息資源的應(yīng)用，這是信息化建設(shè)的核心與關(guān)鍵

3.信息產(chǎn)品制造業(yè)的不斷發(fā)展，這是信息化建設(shè)的重要支撐

六個(gè)要素：

1.信息基礎(chǔ)設(shè)施 2.信息資源

3.信息技術(shù)與應(yīng)用 4.信息產(chǎn)業(yè)

5.信息化法規(guī) 6.信息科技人才

第一百一十八頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日信息化建設(shè)的內(nèi)容信息基礎(chǔ)設(shè)施：1993年，美國政府發(fā)表“國家信息基礎(chǔ)設(shè)施：行動(dòng)計(jì)劃”（TheNationalInformationInfrastructure:AgendaforAction）NII的組成：信息資源系統(tǒng)用戶信息設(shè)備本地網(wǎng)絡(luò)和長途網(wǎng)絡(luò)NII≠信息高速公路（InformationSuperhighways）

信息高速公路只是高水準(zhǔn)NII的一個(gè)主要組成部分，而NII涉及的是信息活動(dòng)的全過程與全部環(huán)節(jié)。第一百一十九頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日信息化建設(shè)的內(nèi)容信息基礎(chǔ)設(shè)施（InformationInfrastructure）數(shù)字地球（DigitalEarth）數(shù)字圖書館（DigitalLibrary）電子政務(wù)（E-government）電子商務(wù)（E-business或E-commerce）第一百二十頁，共一百三十二頁，2022年，8月28日信息化建設(shè)的內(nèi)容數(shù)字地球（DigitalEarth） 以地球作為對(duì)象的、以地理坐標(biāo)為依據(jù)，具有多分辨力、海量的和多種數(shù)據(jù)融合的、并可用多媒體和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)