信息技术基础

1.1信息技术基础概念

一、信息定义：信息事物运动状态及状态改变方法 (客观)；认识主体所感知或所表述事物运动及其改变方法形式、内容和效用(主观)

二、信息处理活动：搜集、加工、存放、传输、施用

三、信息技术扩展类型：

扩展感觉器官功效【感测(获取)和识别技术】

扩展神经系统功效【通信技术】

扩展大脑功效【计算(处理) 和存放技术】

扩展效应器官功效【控制和显示技术】

四、信息处理系统实例：

雷达：以感测和识别为关键目标

电视/广播：以单向、点到多点(面)信息传输为关键目标

电话：以双向、点到点信息交互为关键目标

因特网：跨越全球多功效信息处理系统

五、现代信息技术基础和关键：两项基础(电子技术和数字技术)；一项关键(计算机)

1.2 微电子技术

一、微电子技术关键：集成电路技术

二、现代集成电路使用半导体材料关键是硅和砷化镓。

三、现代计算机发展四代(电子元器件)：电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模和超大规模集成电路

四、集成电路分类：

按用途分类：专用型和通用型(计算机CPU、内存全部属通用型)

按集成度分：SSI(小)、MSI(中)、LSI(大)、VLSI(超大)ULSI(极大)

五、集成电路组成：门电路——组成逻辑门电路尺寸越小，集成度越高，速度越快。

六、Moore定律：单块集成电路集成度平均每18~24个月翻一番 ，不会永远成立。

七、IC卡分类：

按芯片分类：存放器卡、CPU卡(有处理器和操作系统)

按使用方法分类：接触式IC和非接触式IC

1.3通信技术

一、通信信号类型：电信号和光信号

二、通信三要素：信源、信宿、信道

三、多路复用：让成千上万路信号沿着同一个信道传输，以提升信道利用率。

类型：时分(网络信号)、频分(音视频信号)、波分(光信号)

四、调制解调器：英文名称MODEM，用以实现模拟和数字信号间转换。

调制器：数字转模拟，用来发送信息

解调器：模拟转数字，用来接收信息

调制技术：调幅、调频、调相

五、数据通信系统性能指标

(1)信道带宽(最高传输率)

(2)数据传输速率 (实际数据速率)

(3)误码率=错误值/传输总量

(4)端-端延迟

六、传输介质

有线介质：

同轴电缆：

双绞线：传输距离短、易干扰，适合在建筑物内部使用，带宽为10-100Mb/S。关键有5类双绞线，连接接口为RJ45。

光缆：距离远，保密性强、成本高，带宽可达千兆，能够弯曲，每隔10-20公里需要中继

无线介质：

蓝牙：一个短距离、低速率信息传输系统

微波：波长最短、直线传输。分为：地面接力、卫星、对流层通讯三种

七、移动通信

组成：移动台(通信终端)、基站、移动电话交换中心

1.4 数字技术

一、进制转换

二、运算

算术运算：逢R进一

逻辑运算：逻辑加、逻辑乘、取反

三、数值表示

定点数(整数)、浮点数(实数)、原码(正数)、补码(负数)

原码和补码转换：取反加一，符号位不变

数值组合：最大为正数，第一位为0，1靠左排；最小为负数，第一位为1，1靠右排。

计算机硬件

硬件概述

硬件和软件关系：

硬件是软件基础和前提；软件是硬件延伸和拓展

冯.诺依曼存放程序控制原理五大部件：运算器、控制器、存放器、输入设备、输出设备。

嵌入式计算机：把运算器、控制器、存放器等设备集成在一块芯片上，应用于其它设备中

1.2主机

一、CPU

计算机中处理能够有多个，用于实现系统软件和应用软件处理处理器叫中央处理器，简称CPU

1、组成

运算器：算术运算和逻辑运算

控制器：取指令、指令译码、产生控制信号、统计内部状态

寄存器组：临时存放参与运算数据和得到中间结果

2、任务：实施指令

指令：二进制代码，由操作码和操作数地址组成

指令系统：一个CPU所能实施全部指令，即机器语言，可移值性差

3、性能指标：每秒钟实施指令数目(MIPS：百万条定点指令/秒)

主频：时钟频率

Cache：高速缓存，用以缓解CPU和内存速度差，按命中率访问

字长：一次性处理二进制位数

指令系统

前端总线

4、多处理器系统：由多个CPU实现并行处理系统

二、存放器

1、分类和特点：

内存(主存)：速度快、容量小、断电后内容丢失、半导体材料、和CPU直接交换数据

外存(辅存)：速度慢、容量大、内容不会丢失、磁性材料、必需调入内存才能被CPU实施

2、速度架构：寄存器>Cache>主存>硬盘>光盘>软盘

SRAM(静态存放器)：速度快，用于Cache3、

SRAM(静态存放器)：速度快，用于Cache

RAM(随机存放器)

RAM(随机存放器)

DRAM(动态存放器)：速度慢，用于内存ROM(只读存放器)内存

DRAM(动态存放器)：速度慢，用于内存