1、第一章 信息技術概述考核目標1.1 信息與信息技術信息與信息技術1.2 微電子技術簡介微電子技術簡介1.3 通信技術入門通信技術入門1.4 數字技術基礎數字技術基礎1.1 信息與信息技術信息與信息技術p什么是信息什么是信息p信息處理與信息技術信息處理與信息技術p信息處理系統信息處理系統 信息的定義信息的定義 n信息同物質和能源一樣，是人們賴以生存與發展的重要資源。人信息同物質和能源一樣，是人們賴以生存與發展的重要資源。人類通過信息認識各種事物，借助信息的交流溝通人與人之間的聯類通過信息認識各種事物，借助信息的交流溝通人與人之間的聯系，互相協作，從而推動社會前進。系，互相協作，從而推動社會前進。

2、 n從客觀上看，信息事物運動的狀態及狀態變化的方式從客觀上看，信息事物運動的狀態及狀態變化的方式 。n從主觀上看，信息是認識主體所感知或所表述的事物運動及其變從主觀上看，信息是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、內容和效用。化方式的形式、內容和效用。 信息的認識信息的認識l中國大百科全書的解釋：從認識論層次來看，信息是指認識主體中國大百科全書的解釋：從認識論層次來看，信息是指認識主體所感知或主體所表述的所感知或主體所表述的 “ “事物運動的狀態及狀態變化的方式事物運動的狀態及狀態變化的方式” ” l信息因它所表達的內容而有一定的價值，也因能相互交流而體現信息因它所表達的內容而有

3、一定的價值，也因能相互交流而體現其作用其作用l信息有多種表現形式，語言、文字、聲音、圖片等都是信息的表信息有多種表現形式，語言、文字、聲音、圖片等都是信息的表現形式現形式( (載體載體) )l信息與物質和能量同樣重要，它是人們認識世界、改造世界的一信息與物質和能量同樣重要，它是人們認識世界、改造世界的一種基本種基本資源資源日常生活中信息的幾種解釋：日常生活中信息的幾種解釋：語言、文字、圖畫、照片等表示的內容（新聞、消息或知識）語言、文字、圖畫、照片等表示的內容（新聞、消息或知識）讀書、上課、交談等所學習和了解的知識、方法、事實和情況讀書、上課、交談等所學習和了解的知識、方法、事實和情況為了做判

4、斷、訂計劃或求解問題等所需要的數據、資料為了做判斷、訂計劃或求解問題等所需要的數據、資料.信息的主要特征信息的主要特征u可傳遞性和共享性可傳遞性和共享性u 信息必須依附于載體信息必須依附于載體u 信息的可處理性信息的可處理性信息處理信息處理l信息處理指的是與下列內容相關的行為和活動：信息處理指的是與下列內容相關的行為和活動：l信息的收集信息的收集( (如信息的感知、測量、獲取、輸入等如信息的感知、測量、獲取、輸入等) )l信息的加工信息的加工( (如信息的分類、計算、分析、轉換等如信息的分類、計算、分析、轉換等) )l信息的存儲信息的存儲( (如書寫、攝影、錄音、錄像等如書寫、攝影、錄音、錄像

5、等) )l信息的傳遞信息的傳遞( (如郵寄、電報、電話等如郵寄、電報、電話等 ) )l信息的施用信息的施用( (如控制、顯示等如控制、顯示等) ) 人工進行信息處理的過程人工進行信息處理的過程l人工信息處理的不足：l 算不快l 記不住l 傳不遠l 看（聽）不清事物客體事物客體信息獲取信息獲取(感覺器官感覺器官)信息加工與信息加工與存儲存儲(大腦大腦)信息傳遞信息傳遞(神經系統神經系統)信息施用信息施用(效應器官效應器官)信息傳遞信息傳遞(神經系統神經系統)手手/腳腳/身身眼眼/耳耳/鼻鼻/舌舌/身身信息技術（信息技術（IT）信息技術信息技術l信息表示形式：信息表示形式：l 數據、文字、圖像、聲

6、音和視頻。數據、文字、圖像、聲音和視頻。l信息技術定義：信息技術定義：l 信息技術指的是用來擴展人們信息器官功信息技術指的是用來擴展人們信息器官功能、協助人們更有效地進行信息處理的一門技能、協助人們更有效地進行信息處理的一門技術。術。基本信息技術基本信息技術人的信息器官及功能：人的信息器官及功能：l 感覺器官（眼耳鼻舌身）感覺器官（眼耳鼻舌身）獲取信息獲取信息l 神經網絡神經網絡傳遞信息傳遞信息l 思維器官（大腦）思維器官（大腦）處理信息并再生信息處理信息并再生信息l 效應器官（手腳）效應器官（手腳）施用信息施用信息基本信息技術基本信息技術l感知與識別技術感知與識別技術擴展擴展感覺感覺器官功能

7、器官功能, , 提高人們的感知范圍、提高人們的感知范圍、感知精度和靈敏度感知精度和靈敏度l通信技術與存儲技術通信技術與存儲技術擴展擴展神經網絡功能神經網絡功能, , 消除人們交流信息消除人們交流信息的空間和時間障礙的空間和時間障礙l計算處理技術計算處理技術擴展擴展思維器官功能思維器官功能, , 增強人們的信息加工處理增強人們的信息加工處理能力能力l控制與顯示技術控制與顯示技術擴展擴展效應器官功能效應器官功能，增強人們的信息控制能，增強人們的信息控制能力力信息技術的發展歷史信息技術的發展歷史語言的形成和使用語言的形成和使用 文字的創造文字的創造 印刷技術的發明印刷技術的發明 望遠鏡、顯微鏡望遠鏡

8、、顯微鏡 電報和電話通信電報和電話通信 廣播、電視廣播、電視 雷達、衛星（遙感感測）雷達、衛星（遙感感測） 計算機、機器人計算機、機器人 因特網（因特網（Internet） 現代信息技術現代信息技術l3大特征：大特征：采用電子技術（包括激光技術）采用電子技術（包括激光技術）進行信息的收集、傳遞、加工、存儲、進行信息的收集、傳遞、加工、存儲、顯示與控制顯示與控制以數字技術（計算機）為基礎以數字技術（計算機）為基礎以軟件為核心以軟件為核心l領域領域:微電子、通信、廣播、計算機、遙感遙測、自動控制、機器人等微電子、通信、廣播、計算機、遙感遙測、自動控制、機器人等l現代信息技術的三大核心技術：現代信息

9、技術的三大核心技術： 微電子技術微電子技術 、通信技術和計算機技術、通信技術和計算機技術信息處理系統信息處理系統l用于輔助人們進行信息用于輔助人們進行信息獲取、傳遞、存儲、加獲取、傳遞、存儲、加工處理、控制及顯示工處理、控制及顯示的綜合使用各種信息技術的綜合使用各種信息技術的系統的系統，可以通稱為信息處理系統，可以通稱為信息處理系統通信通信/存儲存儲信息加工信息加工通信通信/存儲存儲控制與顯示控制與顯示感測與識別感測與識別信息處理系統結構信息處理系統結構輸入輸入 輸出輸出信息處理系統舉例信息處理系統舉例u雷達雷達：以感測與識別為主要目的：以感測與識別為主要目的u電視電視/ /廣播廣播：以單向、

10、點到多點（面）的信息：以單向、點到多點（面）的信息傳遞為主要目的傳遞為主要目的u電話電話：以雙向、點到點的信息交互為主要目的：以雙向、點到點的信息交互為主要目的u銀行銀行：以處理金融信息為目的：以處理金融信息為目的u圖書館圖書館：以信息收藏和檢索為主要目的：以信息收藏和檢索為主要目的u因特網因特網：跨越全球的多功能信息處理系統：跨越全球的多功能信息處理系統 課堂例題講解課堂例題講解一、判斷題一、判斷題1、信息處理過程就是人們傳遞信息的過程。（信息處理過程就是人們傳遞信息的過程。（ ）2、基本的信息技術應該包括感測（獲取）與識別、基本的信息技術應該包括感測（獲取）與識別技術、通信與存儲技術、計算

11、（處理）技術和控技術、通信與存儲技術、計算（處理）技術和控制與顯示技術。（制與顯示技術。（ ）3、信息是指認識主體所感知或所表述的事物運動、信息是指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、內容和效用。（及其變化方式的形式、內容和效用。（ ）課堂例題講解課堂例題講解4、現代信息技術涉及眾多領域，例如通信、廣、現代信息技術涉及眾多領域，例如通信、廣播、計算機、微電子、搖撼遙測、自動控制、播、計算機、微電子、搖撼遙測、自動控制、機器人等。（機器人等。（ ） 二、填空題二、填空題5、信息處理指的是信息的收集、傳遞、加工、信息處理指的是信息的收集、傳遞、加工、 和顯示與控制。和顯示與控制。課

12、堂例題講解課堂例題講解三、單選題三、單選題6 6、信息處理系統是綜合使用信息技術的系統。下面敘、信息處理系統是綜合使用信息技術的系統。下面敘述中錯誤的是述中錯誤的是 。A. A. 信息處理系統從自動化程度來看，有人工的、半自信息處理系統從自動化程度來看，有人工的、半自動化和全自動化的動化和全自動化的B. B. 應用領域很廣泛。例如銀行是一種以感知與識別為應用領域很廣泛。例如銀行是一種以感知與識別為主要目的的系統主要目的的系統C. C. 信息處理系統是用于輔助人們進行信息獲取、傳遞、信息處理系統是用于輔助人們進行信息獲取、傳遞、存儲、加工處理及控制的一種系統存儲、加工處理及控制的一種系統D. D

13、. 從技術手段上來看，有機械的、電子的和光學的。從技術手段上來看，有機械的、電子的和光學的。從適用范圍來看，有專用的和通用的從適用范圍來看，有專用的和通用的課堂例題講解課堂例題講解四、多選題四、多選題7、信息處理是指為了更多、更有效地獲取和使、信息處理是指為了更多、更有效地獲取和使用信息而施加于信息的各種操作，包括用信息而施加于信息的各種操作，包括 的全過程。的全過程。 A信息收集信息收集 B信息加工和存儲信息加工和存儲 C信息傳輸信息傳輸 D信息維護及使用信息維護及使用8、現代信息技術主要包括、現代信息技術主要包括 。 A微電子技術微電子技術 B機械技術機械技術 C通信通信技術技術 D計算機

14、技術計算機技術真題講解1、 現代信息現代信息技術的主要特征是以數字技術為基技術的主要特征是以數字技術為基礎，以礎，以 為核心。為核心。（2007年）年）2、當代電子信息技術的基礎有兩項：一項是微、當代電子信息技術的基礎有兩項：一項是微電子與光纖技術；另一端是電子與光纖技術；另一端是 技術，電子技術，電子計算機從一開始就采用了該技術。計算機從一開始就采用了該技術。（2008年）年） 計算機及其軟件計算機及其軟件數字數字真題講解3、用于擴展人的神經網絡系統和記憶器官的功、用于擴展人的神經網絡系統和記憶器官的功能，消除信息交流的空間障礙和時間障礙的信能，消除信息交流的空間障礙和時間障礙的信息技術是息

15、技術是_。 （2008年）年） A感測與識別技術感測與識別技術 B控制與顯示技術控制與顯示技術 C計算與處理技術計算與處理技術 D通信與存儲技術通信與存儲技術4、信息技術是指用來取代人的信息器官功能，、信息技術是指用來取代人的信息器官功能，代替人類進行信息處理的一類技術。（代替人類進行信息處理的一類技術。（ ） （2009年）年）D真題講解5、下列關于信息系統的敘述，錯誤的是、下列關于信息系統的敘述，錯誤的是 。 （2010年）年） A電話是一種雙向的、點對點的、以信息交互為電話是一種雙向的、點對點的、以信息交互為主要目的的系統主要目的的系統 B網絡聊天室一種雙向的、以信息交互為主要目網絡聊天

16、室一種雙向的、以信息交互為主要目的的系統的的系統 C廣播是一種點到面的、雙向信息交互系統廣播是一種點到面的、雙向信息交互系統 D因特網是一種跨越全球的多功能信息系統因特網是一種跨越全球的多功能信息系統C真題講解l6、現代信息技術是以、現代信息技術是以_技術為基礎，技術為基礎， 以計算機及其軟件為核心，采用電子技術、激以計算機及其軟件為核心，采用電子技術、激光技術進行信息的收集、傳遞、加工、存儲、光技術進行信息的收集、傳遞、加工、存儲、顯示與控制。顯示與控制。 （2010年）年） 數字數字1.2 微電子技術簡介微電子技術簡介u 微電子技術與集成電路微電子技術與集成電路u 集成電路的制造集成電路的

17、制造u 集成電路的發展趨勢集成電路的發展趨勢u IC卡卡一、微電子技術與集成電路一、微電子技術與集成電路l微電子技術是信息技術領域中的關鍵技術，是微電子技術是信息技術領域中的關鍵技術，是發展電子信息產業和各項高技術的基礎發展電子信息產業和各項高技術的基礎l微電子技術的核心是集成電路技術微電子技術的核心是集成電路技術l現代集成電路使用的半導體材料主要是現代集成電路使用的半導體材料主要是硅硅，也，也可以是化合物半導體如可以是化合物半導體如砷化鎵砷化鎵。電子電路中元器件的發展演變電子電路中元器件的發展演變晶體管晶體管(1948)(1948)中中/ /小規模小規模集成電路集成電路(1950(1950s

18、)s)微電子技術是以微電子技術是以集成電路集成電路為核心的電子技術，它是在電子元器件小為核心的電子技術，它是在電子元器件小型化、微型化的過程中發展起來的。型化、微型化的過程中發展起來的。大規模大規模/ /超大規模超大規模集成電路集成電路(1970(1970s)s)電子電子管管(1904)什么是集成電路？什么是集成電路？n集成電路集成電路 (簡稱簡稱IC)：n以以半導體單晶片半導體單晶片作為基片作為基片,采用平面工采用平面工藝，將晶體管、電阻、電容等元器件藝，將晶體管、電阻、電容等元器件及其連線所構成的電路制作在基片上及其連線所構成的電路制作在基片上所構成的一個微型化的電路或系統。所構成的一個微

19、型化的電路或系統。n集成電路的優點：集成電路的優點：l體積小、重量輕體積小、重量輕l功耗小、成本低功耗小、成本低l速度快、可靠性高速度快、可靠性高超大規模集成電路超大規模集成電路小規模集成電路小規模集成電路集成電路的分類集成電路的分類n按用途分：按用途分：l通用集成電路（通用集成電路（如：微處理器、存儲如：微處理器、存儲器芯片器芯片）l專用集成電路（專用集成電路（ASIC）n按電路的功能分：按電路的功能分：l數字集成電路數字集成電路l模擬集成電路模擬集成電路n按晶體按晶體管結構、電路和工藝分：管結構、電路和工藝分：l雙極型（雙極型（Bipolar）電路）電路l金屬氧化物半導體金屬氧化物半導體(

20、MOS)電路電路ln按集成度按集成度(芯片中包含的元器件數芯片中包含的元器件數目目)分分:集成電路規模集成電路規模元器件數目元器件數目小規模集成電小規模集成電路（路（SSI）100中規模集成電中規模集成電路（路（MSI）1003000大規模集成電大規模集成電路（路（LSI）300010萬萬超大規模集成超大規模集成電路（電路（VLSI）10萬萬100萬萬極大規模集成極大規模集成電路（電路（ULSI）100萬萬二、二、集成電路的制造集成電路的制造l集成電路的制造工序繁多，從原料熔煉開始到集成電路的制造工序繁多，從原料熔煉開始到最終產品包裝大約需要最終產品包裝大約需要400多道工序，工藝復多道工序，

21、工藝復雜且技術難度非常高，有一系列的關鍵技術。雜且技術難度非常高，有一系列的關鍵技術。許多工序必須在恒溫、恒濕、超潔凈的無塵廠許多工序必須在恒溫、恒濕、超潔凈的無塵廠房內完成。房內完成。l 目前興建一個有兩條生產線能加工目前興建一個有兩條生產線能加工8英寸晶圓英寸晶圓的集成電路工廠需投資人民幣的集成電路工廠需投資人民幣10億元以上。億元以上。 集成電路的制造流程集成電路的制造流程單晶硅錠經切單晶硅錠經切割、研磨和拋割、研磨和拋光后制成鏡面光后制成鏡面一樣光滑的圓一樣光滑的圓形薄片，稱為形薄片，稱為“硅拋光片硅拋光片”硅平面工藝包括氧化、光刻、硅平面工藝包括氧化、光刻、摻雜和互連等工序，最終在摻

22、雜和互連等工序，最終在硅片上制成包含多層電路及硅片上制成包含多層電路及電子元件的集成電路。通常電子元件的集成電路。通常每一硅拋光片上可制作成百每一硅拋光片上可制作成百上千個獨立的集成電路，這上千個獨立的集成電路，這種整整齊齊排滿了集成電路種整整齊齊排滿了集成電路的硅片稱作的硅片稱作“晶圓晶圓”對晶圓上的每個對晶圓上的每個電路進行檢測，電路進行檢測，然后將晶圓切開然后將晶圓切開成小片，把合格成小片，把合格的電路分類，再的電路分類，再封裝成一個個獨封裝成一個個獨立的集成電路立的集成電路進行成品測試，進行成品測試，按其性能參數按其性能參數分為不同等級，分為不同等級，貼上規格型號貼上規格型號及出廠日期

23、等及出廠日期等標簽，成品即標簽，成品即可出廠可出廠硅拋光片硅拋光片單晶單晶硅錠硅錠集成電路的封裝集成電路的封裝集成電路封裝目的：集成電路封裝目的： 電功能、散熱功能、機械與化學保護功能電功能、散熱功能、機械與化學保護功能 常見的封裝方式：常見的封裝方式：l 單列直插式（單列直插式（SIP） l 雙列直插式雙列直插式 （DIP）l 陣列式（陣列式（PGA）l 塑料有引線芯片載體（塑料有引線芯片載體（PLCC）l 扁平貼片式扁平貼片式( QFP) l 小外形封裝（小外形封裝（SOP） 集成電路的封裝形式集成電路的封裝形式FC-PGA2 FC-PGA2 封裝方式封裝方式（Pentium 4 Pent

24、ium 4 處理器）處理器） 三、集成電路的發展趨勢三、集成電路的發展趨勢n集成電路的工作速度主要取決于晶體管的尺寸。集成電路的工作速度主要取決于晶體管的尺寸。晶體管的尺寸越小，其極限工作頻率越高，門晶體管的尺寸越小，其極限工作頻率越高，門電路的開關速度就越快，相同面積的晶片可容電路的開關速度就越快，相同面積的晶片可容納的晶體管數目就越多。納的晶體管數目就越多。n 所以從集成電路問世以來，人們就一直在縮所以從集成電路問世以來，人們就一直在縮小晶體管、電阻、電容、連接線的尺寸上下功小晶體管、電阻、電容、連接線的尺寸上下功夫。夫。 ICIC集成度提高的規律集成度提高的規律Moore定律：定律：單塊

25、集成電路的集成度平均每單塊集成電路的集成度平均每1824個月翻一番個月翻一番 (Gordon E.Moore,1965年年)但是，集成電路不可能一直以這樣的速度發展下去，但是，集成電路不可能一直以這樣的速度發展下去，Moore定律也不可定律也不可能永遠成立能永遠成立 。19701975198019851990199520001,00010,000100,0001,000,00010,000,000100,000,0004004800880808086802868038680486PentiumPentium IIPentium IIIPentium 4晶體管數晶體管數例例：Intel微處理器集

26、成度的發展微處理器集成度的發展集成電路技術的發展趨勢集成電路技術的發展趨勢19992001200420082014工藝(m)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678910晶圓直徑(英寸)1212141618引腳數目7009573350功耗（w）90130183進一步提高集成度的問題與出路進一步提高集成度的問題與出路l問題：問題：l線寬進一步縮小后，晶體管線條小到線寬進一步縮小后，晶體管線條小到納米級納米級時，其電流微弱到僅時，其電流微弱到

27、僅有幾十個甚至幾個電子流動，晶體管將逼近其物理極限而無法正有幾十個甚至幾個電子流動，晶體管將逼近其物理極限而無法正常工作常工作l出路：出路：l在在納米尺寸納米尺寸下，納米結構會表現出一些新的下，納米結構會表現出一些新的量子現象和效應量子現象和效應，人，人們正在利用這些量子效應研制具有全新功能的們正在利用這些量子效應研制具有全新功能的量子器件量子器件，使能開，使能開發出新的發出新的納米芯片納米芯片和和量子計算機量子計算機l同時，同時，人們還在研究將自然界傳播速度最快的人們還在研究將自然界傳播速度最快的光光作為信息的載體，作為信息的載體，發展光子學，研制發展光子學，研制集成光路集成光路，或把電子與

28、光子并用，實現，或把電子與光子并用，實現光電子光電子集成集成集成電路的發展趨勢集成電路的發展趨勢光子計算機光子計算機光能夠像電一樣來傳遞信息，甚至效果更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好。而且，更重要的一個特點在于它不會和周圍環境發生相互干擾的作用。圍環境發生相互干擾的作用。四、四、ICIC卡簡介卡簡介幾乎每個人每天都與幾乎每個人每天都與IC卡打交道，例如我們的身卡打交道，例如我們的身份證、手機份證、手機SIM卡、交通卡、飯卡等等，什么卡、交通卡、飯卡等等，什么是是IC卡？它有哪些類型和用途？工作原理大致卡？它有哪些類型和用途？工作原理大致是怎樣的？

29、下面是簡單介紹。是怎樣的？下面是簡單介紹。什么是什么是 IC卡？卡？lIC卡卡(chip card、smart card)，又稱為集成電路卡，它是把集成電，又稱為集成電路卡，它是把集成電路芯片密封在塑料卡基片內，使其成為能存儲信息、處理和傳遞路芯片密封在塑料卡基片內，使其成為能存儲信息、處理和傳遞數據的載體數據的載體l特點：特點：l存儲信息量大存儲信息量大l保密性能強保密性能強l可以防止偽造和竊用可以防止偽造和竊用l抗干擾能力強抗干擾能力強l可靠性高可靠性高l應用舉例：應用舉例：l作為作為電子證件電子證件，記錄持卡人的信息，用作身份識別（如身份證、考，記錄持卡人的信息，用作身份識別（如身份證、

30、考勤卡、醫療卡、住房卡等）勤卡、醫療卡、住房卡等）l作為作為電子錢包電子錢包（如電話卡、公交卡、加油卡等）（如電話卡、公交卡、加油卡等）IC卡的類型卡的類型(按芯片分類按芯片分類)n存儲器卡存儲器卡：封裝的集成電路為存儲器，信息可長期保存，也可通：封裝的集成電路為存儲器，信息可長期保存，也可通過讀卡器改寫。結構簡單，使用方便。用于安全性要求不高的場過讀卡器改寫。結構簡單，使用方便。用于安全性要求不高的場合，如電話卡、水電費卡、公交卡、醫療卡等合，如電話卡、水電費卡、公交卡、醫療卡等（帶加密邏輯的存（帶加密邏輯的存儲器卡儲器卡增加了加密電路）增加了加密電路）nCPU卡卡：封裝的集成電路為中央處理

31、器（：封裝的集成電路為中央處理器（CPU）和存儲器，還配）和存儲器，還配有操作系統有操作系統(Chip Operating System)，處理能力強，保密性更好，處理能力強，保密性更好，常用作證件和信用卡使用。手機中使用的常用作證件和信用卡使用。手機中使用的SIM卡就是一種特殊的卡就是一種特殊的CPU卡。卡。IC卡的類型卡的類型(按使用方式分類按使用方式分類)n接觸式接觸式IC卡卡(如電話如電話IC卡卡)l表面有方型鍍金接口，共表面有方型鍍金接口，共8個或個或6個鍍金觸點。個鍍金觸點。使用時必須將使用時必須將IC卡插入讀卡機，通過金屬觸點卡插入讀卡機，通過金屬觸點傳輸數據。傳輸數據。l用于信

32、息量大、讀寫操作比較復雜的場合用于信息量大、讀寫操作比較復雜的場合,但但易磨損、怕臟、壽命短易磨損、怕臟、壽命短n非接觸式非接觸式IC卡卡(射頻卡、感應卡射頻卡、感應卡)l采用電磁感應方式無線傳輸數據，解決了無源采用電磁感應方式無線傳輸數據，解決了無源（卡中無電源）和免接觸問題（卡中無電源）和免接觸問題l操作方便，快捷，采用全密封膠固化，防水、操作方便，快捷，采用全密封膠固化，防水、防污，使用壽命長防污，使用壽命長l用于讀寫信息較簡單的場合，如身份驗證等用于讀寫信息較簡單的場合，如身份驗證等 接觸式接觸式IC卡卡接觸式接觸式IC卡的結構卡的結構非接觸式非接觸式IC卡卡非接觸式非接觸式IC卡在身

33、份證中的使用卡在身份證中的使用l第二代身份證使用非接觸式第二代身份證使用非接觸式CPU卡，可實現卡，可實現“電子防偽電子防偽”和和“數字管理數字管理”兩大功能兩大功能 ：l電子防偽措施：個人數據和人臉圖像經過加密后存儲在芯片中，需要時電子防偽措施：個人數據和人臉圖像經過加密后存儲在芯片中，需要時可通過非接觸式讀卡器讀出進行驗證。需要時還可以將人體生物特征如可通過非接觸式讀卡器讀出進行驗證。需要時還可以將人體生物特征如指紋等保存在芯片中，以進一步提高防偽性能指紋等保存在芯片中，以進一步提高防偽性能l數字管理功能：數字管理功能：l存儲器能儲存多達幾兆字節的信息，采用分區存儲，按不同安全等級授權讀寫

34、存儲器能儲存多達幾兆字節的信息，采用分區存儲，按不同安全等級授權讀寫l采用數據庫和網絡技術，實現全國聯網快速查詢和身份識別，將使二代證在公采用數據庫和網絡技術，實現全國聯網快速查詢和身份識別，將使二代證在公共安全、社會管理、電子政務、電子商務等方面發揮重要作用共安全、社會管理、電子政務、電子商務等方面發揮重要作用 真題講解1、根據摩爾（根據摩爾（Moore）定律，單塊集成電路的）定律，單塊集成電路的集成度平均每集成度平均每 翻一番。翻一番。 （2007年）年） A.814個月個月 B.1824個月個月 C.2834個月個月 D.3844個月個月2、集成電路按用途可以分為通用集成電路與專集成電路

35、按用途可以分為通用集成電路與專用集成電路，存儲器芯片屬于通用集成電路。用集成電路，存儲器芯片屬于通用集成電路。（ ） （2007年）年）3、下列關于集成電路的敘述，正確的是下列關于集成電路的敘述，正確的是 。 （2009年）年） A. 集成電路的集成度將永遠符合集成電路的集成度將永遠符合Moore定律定律 B. 集成電路的工作速度主要取決于組成邏輯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，通常尺寸越小，門電路的晶體管的尺寸，通常尺寸越小， 速度越快速度越快 C.集成電路是集成電路是20世紀的重大發明之一，在此世紀的重大發明之一，在此 基礎上出現了世界上第一臺電子計算機基礎上出

36、現了世界上第一臺電子計算機 D. 集成電路是在金屬基片上制作完成的集成電路是在金屬基片上制作完成的4、下列關于下列關于IC卡的敘述，錯誤的是卡的敘述，錯誤的是 。（2010年）年） A. IC卡按卡中鑲嵌的集成電路芯片不同可卡按卡中鑲嵌的集成電路芯片不同可 分為存儲卡和分為存儲卡和CPU卡卡 B. 現在許多城市中使用的公交卡屬于非接現在許多城市中使用的公交卡屬于非接 觸式觸式IC卡卡 C. 只有只有CPU卡具有數據加密的能力卡具有數據加密的能力 D. 手機中使用的手機中使用的SIM卡是一種特殊的卡是一種特殊的CPU卡卡1.3 通信技術入門通信技術入門 通信的基本原理通信的基本原理模擬通信與數字

37、通信模擬通信與數字通信光纖通信和無線通信光纖通信和無線通信移動通信移動通信通信的基本原理通信的基本原理n 通信系統的基本模型通信系統的基本模型n 調制與解調調制與解調n 多路復用技術多路復用技術什么是通信什么是通信(communication)？l通信就是信息的通信就是信息的(遠距離遠距離)傳遞與交流傳遞與交流l現代通信現代通信使用使用電波或光波傳遞信息電波或光波傳遞信息的技術，也稱的技術，也稱為電信（為電信（telecommunication），如電報、電話、傳真、），如電報、電話、傳真、電子郵件、電子郵件、BBS、QQ等等l通信的發展歷史：通信的發展歷史：l1836年，英國建成第一條電報線

38、路年，英國建成第一條電報線路(Morse電報電報)l1876年，美國人年，美國人A.G.Bell研制成可供實用的電話研制成可供實用的電話l20世紀初，馬可尼實現了跨越大西洋的無線電報通信世紀初，馬可尼實現了跨越大西洋的無線電報通信l1918年出現收音機和無線電廣播年出現收音機和無線電廣播l1938年第一個電視臺開始播出年第一個電視臺開始播出l1940s 出現彩色電視出現彩色電視l1960s 出現計算機網絡出現計算機網絡對通信系統的一般要求對通信系統的一般要求n遠距離：傳輸距離要遠遠距離：傳輸距離要遠n低成本：傳輸成本要低低成本：傳輸成本要低n高速度：從發生到接收延遲時間要短高速度：從發生到接收

39、延遲時間要短n可靠：傳輸的信息不能有錯誤可靠：傳輸的信息不能有錯誤n方便：任何時間和地點都能通信方便：任何時間和地點都能通信n安全：傳輸的信息要保密，不能泄漏安全：傳輸的信息要保密，不能泄漏通信系統的三要素通信系統的三要素l通信的三要素：信信 道道信源信源(宿宿)信宿信宿(源源)信信號號信信號號l舉例:信息的載體與傳播媒介。信道信息的載體與傳播媒介。信道的任務是迅速、可靠而準確地的任務是迅速、可靠而準確地將信號從信源傳輸到信宿將信號從信源傳輸到信宿被傳輸的信息都必須以被傳輸的信息都必須以某種電某種電(或光或光)信號的形信號的形式才能進行傳輸式才能進行傳輸發送信息發送信息的設備的設備接收信息接收

40、信息的設備的設備有線電話移動電話計算機通信信源/信宿電話座機手機計算機信號話音經電話機轉換成為變化的電流信號話音經電話機轉換成為壓縮編碼后的數字信號編碼、打包后的數字信號信道電話線和中繼器等傳輸設備無線電波、基站等雙絞線、集線器、路由器、光纖等信道的種類信道的種類按傳輸的信號類型可將信道分為：按傳輸的信號類型可將信道分為：l模擬信道：傳輸連續的模擬信號的信道模擬信道：傳輸連續的模擬信號的信道，即通過連，即通過連續變化的物理量（如信號的幅度）來表示信息，例續變化的物理量（如信號的幅度）來表示信息，例如人們打電話或者播音員播音時聲音經話筒如人們打電話或者播音員播音時聲音經話筒(麥克麥克風風)轉換得

41、到轉換得到 的電信號；的電信號；特點：頻帶窄，信道利用率高；受噪聲干擾大特點：頻帶窄，信道利用率高；受噪聲干擾大例如：傳輸語音信號的架空明線、雙絞線，傳輸廣例如：傳輸語音信號的架空明線、雙絞線，傳輸廣播電視信號的寬帶同軸電纜播電視信號的寬帶同軸電纜l數字信道：傳輸離散的數字信號，即數字信道：傳輸離散的數字信號，即使用有限個狀使用有限個狀態態( (一般是一般是2 2個狀態個狀態) )來表示（編碼）信息，例如電來表示（編碼）信息，例如電報機、傳真機和計算機發出的信號都是數字信號報機、傳真機和計算機發出的信號都是數字信號 。特點：信號不失真，準確性高；數字設備可大規模特點：信號不失真，準確性高；數字

42、設備可大規模集成，價格便宜；易于加密；要求頻帶寬，信道利集成，價格便宜；易于加密；要求頻帶寬，信道利用率低用率低例如：傳輸計算機通信所用的信號的基帶例如：傳輸計算機通信所用的信號的基帶 同軸電同軸電纜、光纜等纜、光纜等信道的種類信道的種類l按信號的傳輸媒體可將信道分為：l有線信道：電纜、光纜l無線信道：自由空間模擬信號如何傳輸？模擬信號如何傳輸？l近距離傳輸：l直接傳輸 (如：MP3播放器 耳機 ；計算機輸出信號 投影儀)l遠距離傳輸：l通過載波載波來傳輸模擬信號(如：廣播電臺收音機)l什么是載波載波？ l研究發現，高頻振蕩的正弦波信號在長距離通信中能夠比其他信號傳送得更遠。因此若把高頻振蕩的

43、正弦波信號作為攜帶信息的載波載波，把模擬信號放在(調制調制在)載波上傳輸，則可比直接傳輸遠得多模擬信號如何進行載波傳輸？模擬信號如何進行載波傳輸？調制后的調制后的載波信號載波信號傳輸傳輸信號信號調制器調制器載波信號載波信號調制后的調制后的載波信號載波信號傳輸傳輸信號信號解調器解調器載波信號載波信號調制信號調制信號(連續信號連續信號)調幅調幅(AM)調頻調頻(FM)調相調相(PM)載波信號載波信號(高頻正弦波高頻正弦波)實現信號調制與解調的設備分別稱為實現信號調制與解調的設備分別稱為“調制器調制器”和和“解調器解調器”：數字調制數字調制/ /解調技術解調技術l調制l解調l調制解調器l模擬調制的三

44、種方法： l （1）調幅l （2）調頻l （3）調相l多路復用多路復用l （1 1）頻分頻分多路復用多路復用l （2 2）時分時分多路復用多路復用l （3 3）波分波分多路復用多路復用l模擬傳輸技術的應用模擬傳輸技術的應用l 有線載波電話有線載波電話模擬通信的特點模擬通信的特點 l 優點優點: : 結構比較簡單，成本低結構比較簡單，成本低l 缺點：缺點：信號的調制和傳輸過程不可避免受信號的調制和傳輸過程不可避免受到噪音信號的干擾，傳輸質量不穩定。到噪音信號的干擾，傳輸質量不穩定。l 模擬通信已經越來越多被數字通信所取代。模擬通信已經越來越多被數字通信所取代。數字通信數字通信l將信源產生的模擬信

45、號轉換為數字信號（或信將信源產生的模擬信號轉換為數字信號（或信源直接產生數字信號）之后，直接進行傳輸或源直接產生數字信號）之后，直接進行傳輸或通過用數字信號對載波進行數字調制來傳輸信通過用數字信號對載波進行數字調制來傳輸信息的技術稱為息的技術稱為數字通信。數字通信。兩類數字信號兩類數字信號n基帶信號： 用兩種不同的電壓值表示數字1和0的信號，需在數字信道上傳輸。n寬帶信號： 將基帶信號進行調制，將其頻譜搬移到較高的頻率處而形成的模擬信號，這種模擬信號可以采用頻分復用技術在模擬信道上傳輸。數字信號如何傳輸？數字信號如何傳輸？雙絞線雙絞線計算機計算機計算機計算機NRZ 碼碼曼徹斯特曼徹斯特編碼編碼

46、碼型碼型變換器變換器碼型碼型變換器變換器曼徹斯特曼徹斯特編碼編碼NRZ 碼碼（網卡）（網卡）（網卡）（網卡）二進位信號的二進位信號的曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼二進位信號的二進位信號的不歸零制不歸零制(NRZ)編碼編碼0 0 1 1 0 1含有直流成分，含有直流成分，不便于同步，不不便于同步，不適合直接傳輸適合直接傳輸 平均直流電平為平均直流電平為0，電平的變化可作電平的變化可作為同步信號為同步信號 電平從低到高表示0,從高到低表示1 l遠距離傳輸方法通過載波來傳輸數字信號(頻帶傳輸)l近距離傳輸方法基帶傳輸l近距離傳輸時：不加處理直接進行（如：USB連接）l較長距離傳輸：需作碼型轉換（如：以太網

47、中傳輸數字信號）數字信號的三種調制方法數字信號的三種調制方法幅移鍵控幅移鍵控頻移鍵控頻移鍵控 調制信號調制信號 (兩個狀態兩個狀態)相移鍵控相移鍵控載波信號載波信號(高頻正弦波高頻正弦波)數字調制、解調器：數字調制、解調器：調制后的調制后的載波信號載波信號傳輸傳輸信號信號解調器解調器載波信號載波信號調制后的調制后的載波信號載波信號傳輸傳輸信號信號調制器調制器載波信號載波信號數據通信系統的性能指標數據通信系統的性能指標l （1 1）信道帶寬）信道帶寬l （2 2）數據傳輸速率）數據傳輸速率 （數據速率）（數據速率）l （3 3）誤碼率）誤碼率l （4 4）端）端- -端延遲端延遲傳輸介質的類型與

48、特點介質介質類型類型特點特點應用應用金屬金屬導體導體雙絞線雙絞線成本低，易受外部高頻電磁波干成本低，易受外部高頻電磁波干擾，誤碼率較高；傳輸距離有限擾，誤碼率較高；傳輸距離有限固定電話本地回固定電話本地回路、計算機局域路、計算機局域網網同軸電纜同軸電纜傳輸特性和屏蔽特性良好，可作傳輸特性和屏蔽特性良好，可作為傳輸干線長距離傳輸載波信號，為傳輸干線長距離傳輸載波信號，但成本較高但成本較高固定電話中繼線固定電話中繼線路、有線電視接路、有線電視接入入光導光導纖維纖維光纜光纜傳輸損耗小，通訊距離長，容量傳輸損耗小，通訊距離長，容量大，大，屏蔽特性非常好，屏蔽特性非常好，不易被竊不易被竊聽，重量輕，便于

49、運輸和鋪設。聽，重量輕，便于運輸和鋪設。缺點是精確連接兩根光纖很困難缺點是精確連接兩根光纖很困難電話、電視等通電話、電視等通信系統的遠程干信系統的遠程干線，計算機網絡線，計算機網絡的干線的干線無線電波無線電波微波微波紅外線紅外線激光激光建設費用低，抗災能力強，容量建設費用低，抗災能力強，容量大，無線接入使得通信更加方便大，無線接入使得通信更加方便. .但易被竊聽、易受干擾但易被竊聽、易受干擾廣播，電視，移廣播，電視，移動通信系統，計動通信系統，計算機無線局域網算機無線局域網光纖的優點：l（1 1）傳輸頻帶非常寬，通信容量大（速度最快）；）傳輸頻帶非常寬，通信容量大（速度最快）；l（2 2）抗雷

50、電和電磁干擾、抗輻射能力強；）抗雷電和電磁干擾、抗輻射能力強；l（4 4）無串音干擾，保密性強，不易被竊聽或截取）無串音干擾，保密性強，不易被竊聽或截取數據；數據；l（3 3）傳輸損耗小，通訊距離長。）傳輸損耗小，通訊距離長。l光纖的缺點：光纖的缺點：精確連接兩根光纖比較困難。精確連接兩根光纖比較困難。l無線通信無線通信l 中波、短波、微波中波、短波、微波l微波通信特點：微波通信特點：l （1 1）直線傳播直線傳播，不能沿地球表面傳播，不能沿地球表面傳播（無繞射性），需要每隔幾十公里設立一個（無繞射性），需要每隔幾十公里設立一個中繼站。中繼站。l （2 2）容量大、可靠性高）容量大、可靠性高l

51、 （3 3）建設費用低）建設費用低l （4 4）抗災能力強）抗災能力強l微波通信應用微波通信應用l 長途電話、蜂窩移動電話、全數字高清晰度電視長途電話、蜂窩移動電話、全數字高清晰度電視（HDTVHDTV）等。）等。l微波通信的三種方式微波通信的三種方式l （1 1）地面微波接力通信）地面微波接力通信l （2 2）衛星通信）衛星通信l （3 3）對流層散射通信）對流層散射通信 衛星通信衛星通信l衛星通信: 中繼站在人造地球衛星上的一種微波通信l優點：通信距離遠、頻帶寬、容量大、抗干擾強、通信穩定l缺點：造價高、技術復雜、有較大延時、同步軌道衛星數目僅180顆赤道上方高度為赤道上方高度為35800

52、公里的地方為公里的地方為地球同地球同步軌道步軌道，衛星的運行周期與地球自轉一圈的衛星的運行周期與地球自轉一圈的周期相同周期相同，在地面上看這種衛星好似靜止不，在地面上看這種衛星好似靜止不動。一顆同步軌道衛星覆蓋約動。一顆同步軌道衛星覆蓋約120， 3顆顆同步定點軌道衛星同步定點軌道衛星可以覆蓋地球的幾乎全部可以覆蓋地球的幾乎全部面積，進行二十四小時的全天候通信面積，進行二十四小時的全天候通信l移動通信移動通信l 處于移動狀態的對象相互間的通信，如處于移動狀態的對象相互間的通信，如手機、無繩電話、尋呼系統等。手機、無繩電話、尋呼系統等。n 優點：優點：克服通信終端位置對用戶的限制，快克服通信終端

53、位置對用戶的限制，快速和及時地傳遞信息速和及時地傳遞信息l我國使用的我國使用的2 2種標準種標準l （1 1）GSMGSM（全球移動通信）（全球移動通信）l （2 2）CDMACDMA（碼分多址）（碼分多址）l移動通信系統移動通信系統l 移動臺移動臺：是移動的通信終端，是接收無線信號的：是移動的通信終端，是接收無線信號的接收機，包括手機，呼機，無繩電話等。接收機，包括手機，呼機，無繩電話等。l 基站基站：是與移動臺聯系的一個固定收發機，它接：是與移動臺聯系的一個固定收發機，它接收移動臺的無線信號，每個基站負責與一個特定區域收移動臺的無線信號，每個基站負責與一個特定區域（10km 10km 20

54、km20km的區域）的所有的移動臺進行通信。的區域）的所有的移動臺進行通信。l 移動交換中心移動交換中心：與基站之間通過無線微波、電纜：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進行或光纜交換信息，移動交換中心再與公共電話網進行連接。連接。 l第一代移動通信第一代移動通信l 采用采用模擬模擬技術技術l第二代移動通信第二代移動通信l 采用采用數字數字技術技術l第三代移動通信第三代移動通信l 第三代移動通信實現目標：全球漫游；第三代移動通信實現目標：全球漫游；適應多種環境；提供高質量適應多種環境；提供高質量多媒體多媒體業務，包括業務，包括語音通信語音通信、數據通信數據通

55、信和和圖像通信圖像通信 ；提供大容；提供大容量、高保密性和優質服務。量、高保密性和優質服務。真題講解一、判斷題一、判斷題1、信息系統常常在信號的發送端用調制解調器信息系統常常在信號的發送端用調制解調器對發送的信號進行調制。調制只是改變了信息對發送的信號進行調制。調制只是改變了信息的表達方式，并沒有改變了信息的內容。（的表達方式，并沒有改變了信息的內容。（ ）（2007年）年）l2 2、移動通信指的是處于移動狀態的對象之間、移動通信指的是處于移動狀態的對象之間的通信，目前廣泛使用的的通信，目前廣泛使用的GSMGSM是第是第2 2代移動通信代移動通信系統。系統。 （ ） （20082008年）年）

56、l3.3.載波信號是頻率比被傳輸信號高得多的正弦載波信號是頻率比被傳輸信號高得多的正弦波。（）波。（） （20102010年）年）l二、單選題二、單選題l4 4下列關于多路復用技術的敘述，正確的是下列關于多路復用技術的敘述，正確的是_。（20082008年）年）l A A將多路信號沿同一信道傳輸，以提高利用率將多路信號沿同一信道傳輸，以提高利用率 l B B將多路信號沿多條線路傳輸，以減少干擾將多路信號沿多條線路傳輸，以減少干擾l C C將同一信號多次傳輸，以提高傳輸正確性將同一信號多次傳輸，以提高傳輸正確性l D D將同一信號沿多條線路傳輸，以提高可靠性將同一信號沿多條線路傳輸，以提高可靠性

57、l5. 5. 人們往往用人們往往用“我用的是我用的是10M10M寬帶上網來說明寬帶上網來說明自己計算機聯網的性能，這里的自己計算機聯網的性能，這里的10M10M指的是數指的是數據通信中的據通信中的 指標。指標。（20092009年）年）l A. A. 信道帶寬信道帶寬 B. B. 數據傳輸速率數據傳輸速率 l C. C. 誤碼率誤碼率 D. D. 端到端延遲端到端延遲l6 6所謂移動通信指的是處于移動狀態的對象所謂移動通信指的是處于移動狀態的對象之間的通信，下列之間的通信，下列 不是移動通信系不是移動通信系統的組成部分。統的組成部分。 （20092009年）年）l A. A. 移動臺移動臺 B

58、. B. 固定電話交換局固定電話交換局 l C. C. 移動電話交換中心移動電話交換中心D. D. 基站基站l三、多選題三、多選題l7.7. 微波是一種具有極高頻率的電磁波，波長很短。微波是一種具有極高頻率的電磁波，波長很短。利用微波可以進行遠距離通信，下列利用微波可以進行遠距離通信，下列 _為微為微波通信的幾種方式。波通信的幾種方式。（20082008年）年）l A A地面微波接力通信地面微波接力通信 B B衛星通信衛星通信l C C對流層散射通信對流層散射通信 D D光纖通信光纖通信l8.8.下列關于光纖通信的敘述，正確的是下列關于光纖通信的敘述，正確的是_。l （20102010年）年）

59、l A A光纖不會受高壓線和雷電電磁感應影光纖不會受高壓線和雷電電磁感應影響，抗核輻射能力強響，抗核輻射能力強l B B光纖有很大的通信容量光纖有很大的通信容量l C C由于光纖傳輸損耗很小，所以光纖通由于光纖傳輸損耗很小，所以光纖通信是信是l 一種無中繼通信方式一種無中繼通信方式l D D光纖幾乎不漏光，因此保密性強光纖幾乎不漏光，因此保密性強l四、填空題四、填空題l9 9、通信中使用的傳輸介質分為有線介質和無線介質。通信中使用的傳輸介質分為有線介質和無線介質。有線介質有有線介質有 、同軸電纜和光纖等，無線介、同軸電纜和光纖等，無線介質有無線電波、微波、紅外線和激光等。質有無線電波、微波、紅

60、外線和激光等。 （20072007年）年）l1010、使用、使用_技術后，同軸電纜、光線等傳技術后，同軸電纜、光線等傳輸線路可以同時傳輸成千上萬路不同信源的信號。輸線路可以同時傳輸成千上萬路不同信源的信號。 （20102010年）年）數字技術基礎數字技術基礎比特比特比特與二進制數比特與二進制數整數（定點數）的表示整數（定點數）的表示實數（浮點數）的表示實數（浮點數）的表示小結小結信息的基本單位信息的基本單位-比特比特(bit)u 什么是比特什么是比特u 比特的邏輯比特的邏輯u 比特的存儲比特的存儲什么是比特？什么是比特？l比特（bit，binary digit的縮寫）中文翻譯為“二進位數字”、