大学计算机信息技术教程

按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,1,第1章 信息技术概述,大学计算机信息技术教程,主讲：顾大明,我的联,系,系方式,顾大明,Email：,电话,：,：13851058879,MSN,：,：limy_0,QQ,：,：4354170,第1章,信,信,息,息技术,概,概述,1.1,信,信,息,息与信,息,息技术,1.2,微,微,电,电子技,术,术简介,本章学,习,习目标,与,与要求,1.,了,了解什,么,么是信息，什么,是,是信息处,理,理，什么,是,是信息技,术,术,2.,了,了解什,么,么是微电子,技,技术，它的,作,作用和,意,意义,3.,描,描述通信技,术,术的分类,和,和通信,技,技术的,发,发展前,景,景,4.,描,描述计算机,信,信息处,理,理的特点,5.,解,解释,什,什么是,信,信息化,，,，信息化,建,建设有哪些,主,主要内,容,容,6.,了,了解信息化,指,指标体,系,系的内容,与,与意义,1.1,信,信,息,息与信,息,息技术,（1）,什,什么是,信,信息,（2）,信,信息处,理,理与信,息,息技术,（3）,信,信息处,理,理系统,信息是,什,什么？,(,(1),关于信,息,息（information），,至,至今并,没,没有统,一,一的定,义,义,日常生,活,活中比,较,较笼统,和,和模糊,的,的几种,解,解释是,：,：,语言、,文,文字、,图,图画、,照,照片等,表,表示的,内,内容（,新,新闻、,消,消息或,知,知识）,读书、,上,上课、,交,交谈等,所,所学习,和,和了解,的,的知识,、,、方法,、,、事实,和,和情况,为了做,判,判断、,订,订计划,或,或求解,问,问题等,所,所需要,的,的数据,、,、资料,信息定,义,义,信息就,是,是信息,，,，它既不是物质也不是能量。,N.Wiener（,控,控制论,创,创始人,）,）,事物运,动,动的状态及,状,状态变,化,化的方式。,客,观,观事物,立,立场,认识主,体,体所感,知,知或所,表,表述的,事,事物运,动,动及其,变,变化方,式,式的形式、,内,内容和,效,效用。,认,识,识主体,立,立场,信息是,什,什么？,(,(2),中国大,百,百科全,书,书的解,释,释：从,认,认识论,层,层次来,看,看，信,息,息是指,认,认识主,体,体所感,知,知或主,体,体所表,述,述的,“,“事物运,动,动的状,态,态及状,态,态变化,的,的方式”,信息因,它,它所表,达,达的内,容,容而有,一,一定的,价,价值，,也,也因能,相,相互交,流,流而体,现,现其作,用,用,信息有,多,多种表,现,现形式,，,，语言,、,、文字,、,、声音,、,、图片,等,等都是,信,信息的,表,表现形,式,式(载体),信息与,物,物质和,能,能量同,样,样重要,，,，它是,人,人们认,识,识世界,、,、改造,世,世界的,一,一种基,本,本资源,什么是,信,信息处,理,理？,信息处,理,理指的,是,是与下,列,列内容,相,相关的,行,行为和,活,活动：,信息的,收,收集(如信息,的,的感知,、,、测量,、,、获取,、,、输入,等,等),信息的,加,加工(如信息,的,的分类,、,、计算,、,、分析,、,、转换,等,等),信息的,存,存储(如书,写,写、摄,影,影、录,音,音、录,像,像等),信息的,传,传递(如邮,寄,寄、电,报,报、电,话,话等,),),信息的,施,施用(如控,制,制、显,示,示等),人工进,行,行信息,处,处理的,过,过程,人工信,息,息处理,的,的不足,：,：,算不快,记不住,传不远,看（听,）,）不清,事物,客体,信息获取,(感觉器官),信息加工与,存储(大脑),信息传递,(神经系统),信息施用,(效应器官),信息传递,(神经系统),信息技术（IT）,手/脚/身,眼/耳,/,/鼻/,舌,舌/身,什么是,信,信息技,术,术？,信息技,术,术（Information Technology,，,，简称IT）,指,指的是,用,用来扩,展,展人们,信,信息器,官,官功能,、,、协助,人,人们更,有,有效地,进,进行信,息,息处理,的,的一门,技,技术。,信息技,术,术包括,：,：,扩展感,觉,觉器官,功,功能的感测(获取)与识别,技,技术,扩展神,经,经系统,功,功能的通信技,术,术,扩展大,脑,脑功能,的,的计算(处理)与存储,技,技术,扩展效,应,应器官,功,功能的控制与,显,显示技,术,术,信息技,术,术的发,展,展历史,语言的,形,形成和,使,使用,文字的,创,创造,印刷技,术,术的发,明,明,望远镜,、,、显微,镜,镜,电报和,电,电话通,信,信,广播、,电,电视,雷达、,卫,卫星（,遥,遥感感,测,测）,计算机、机器,人,人,因特网,（,（Internet,）,）,现代信,息,息技术,3大特,征,征：,采用电,子,子技术,（,（包括,激,激光技,术,术）,以数字,技,技术（,计,计算机,）,）为基,础,础,以软件,为,为核心,内容：,计算机、微电子、通信、广播,、,、遥感,遥,遥测、,自,自动控,制,制、机,器,器人等,什么是,信,信息处,理,理系统,？,？,用于辅,助,助人们,进,进行信,息,息获取,、,、传递,、,、存储,、,、加工,处,处理、,控,控制及,显,显示的综合使,用,用各种,信,信息技,术,术的系,统,统，可以,通,通称为,信,信息处,理,理系统,信息处,理,理系统,的,的结构,：,：,通信/存储,信息加工,通信/存储,控制与显示,感测与识别,信息处,理,理系统,举,举例,雷达：,以,以感,测,测与识,别,别为主,要,要目的,电视/广播：以单向,、,、点到,多,多点的,信,信息传,递,递为主,要,要目的,电话：以双,向,向、点,到,到点的,信,信息交,互,互为主,要,要目的,银行：以处理,金,金融信,息,息为目,的,的,图书馆,：,：以信息,收,收藏和,检,检索为,主,主要目,的,的,因特网：跨越,全,全球的,多,多功能,信,信息处,理,理系统,1.2,微,微,电,电子技,术,术简介,（1）,微,微电子,技,技术与,集,集成电,路,路,（2）,集,集成电,路,路的制,造,造,（3）,集,集成电,路,路的发,展,展趋势,（4）IC卡,(1),微,微电子,技,技术与,集,集成电,路,路,微电子,技,技术是,信,信息技,术,术领域,中,中的关,键,键技术,，,，是发,展,展电子,信,信息产,业,业和各,项,项高技,术,术的基,础,础,微电子,技,技术的,核,核心是,集,集成电,路,路技术,电子电,路,路中元,器,器件的,发,发展演,变,变,晶体管,(1948),中/小规模,集成电路,(1950,s),微电子,技,技术是,以,以集成电,路,路为核心,的,的电子,技,技术，,它,它是在,电,电子元,器,器件小,型,型化、,微,微型化,的,的过程,中,中发展,起,起来的,。,。,大规模/超大规模,集成电路(1970,s),电子管,(1904),什么是,集,集成电,路,路？,集成电,路,路(IntegratedCircuit，简,称,称IC,),)：,以半导,体,体单晶,片,片作为,基,基片,采,采用平,面,面工艺,，,，将晶,体,体管、,电,电阻、,电,电容等,元,元器件,及,及其连,线,线所构,成,成的电,路,路制作,在,在基片,上,上所构,成,成的一,个,个微型,化,化的电,路,路或系,统,统,集成电,路,路的优,点,点：,体积小,、,、重量,轻,轻,功耗小,、,、成本,低,低,速度快,、,、可靠,性,性高,超大规模集成电路,小规模集成电路,集成电,路,路的分,类,类,按用途,分,分：,通用集,成,成电路,专用集,成,成电路,（,（ASIC）,按电路,的,的功能,分,分：,数字集,成,成电路,模拟集,成,成电路,按晶体,管,管结构,、,、电路,和,和工艺,分,分：,双极型,（,（Bipolar）,电,电路,金属氧,化,化物半,导,导体(MOS,),)电路,按集成,度,度(,芯片中,包,包含的,元,元器件,数,数目),分：,集成电路规模,元器件数目,小规模集成电路（SSI）,100,中规模集成电路（MSI）,1003000,大规模集成电路（LSI）,300010万,超大规模集成电路（VLSI）,10万100万,极大规模集成电路（ULSI）,100万,附：常,见,见集成,电,电路产,品,品的类,型,型,(2),集,集成电,路,路的制,造,造(选,学,学),集成电,路,路的制,造,造工序,繁,繁多，,从,从原料,熔,熔炼开,始,始到最,终,终产品,包,包装大,约,约需要400,多,多道工,序,序，工艺,复,复杂且,技,技术难,度,度非常,高,高，有,一,一系列,的,的关键,技,技术。,许,许多工,序,序必须,在,在恒温,、,、恒湿,、,、超洁,净,净的无,尘,尘厂房,内,内完成,。,。,目前兴,建,建一个,有,有两条,生,生产线,能,能加工8英寸,晶,晶圆的,集,集成电,路,路工厂,需,需投资,人,人民币10亿,元,元以上,。,。,集成电,路,路的制,造,造流程,硅抛光片,单晶硅锭,单晶硅锭经切割、研磨和抛光后制成镜面一样光滑的圆形薄片，称为“硅抛光片”,晶圆,硅平面工艺,硅平面工艺包括氧化、光刻、掺杂和互连等工序，最终在硅片上制成包含多层电路及电子元件的集成电路。通常每一硅抛光片上可制作成百上千个独立的集成电路，这种整整齐齐排满了集成电路的硅片称作“晶圆”,芯片,检测、分类,集成电路,封装,对晶圆上的每个电路进行检测，然后将晶圆切开成小片，把合格的电路分类，再封装成一个个独立的集成电路,成品测试,成品,进行成品测试，按其性能参数分为不同等级，贴上规格型号及出厂日期等标签，成品即可出厂,集成电,路,路的封,装,装,集成电,路,路封装,目,目的：,电功能,、,、散热,功,功能、,机,机械与,化,化学保,护,护功能,常见的,封,封装方,式,式：,单列直,插,插式（SIP,）,）,双列直,插,插式,（,（DIP）,阵列式,（,（PGA）,塑料有,引,引线芯,片,片载体,（,（PLCC）,扁平贴,片,片式(PQFP,),),球栅阵,列,列封装(BGA),小外形,封,封装（SOP,）,）,FC-PGA2 封装方式,（Pentium 4 处理器）,集成电路插座,集成电,路,路的封,装,装形式,(3)集成电,路,路的发,展,展趋势,集成电,路,路的工,作,作速度,主,主要取,决,决于晶,体,体管的,尺,尺寸。,晶,晶体管,的,的尺寸,越,越小，,其,其极限,工,工作频,率,率越高,，,，门电,路,路的开,关,关速度,就,就越快,，,，相同,面,面积的,晶,晶片可,容,容纳的,晶,晶体管,数,数目就,越,越多。,所以从,集,集成电,路,路问世,以,以来，,人,人们就,一,一直在,缩,缩小晶,体,体管、,电,电阻、,电,电容、,连,连接线,的,的尺寸,上,上下功,夫,夫。,IC集成度,提,提高的,规,规律,Moore定律：单块,集,集成电,路,路的集,成,成度平,均,均每18个月,翻,翻一番,(Gordon E,.,.Moore,1965年,),),1970,1975,1980,1985,1990,1995,2000,1,000,10,000,100,000,1,000,000,10,000,000,100,000,000,4004,8008,8080,8086,80286,80386,80486,Pentium,Pentium II,Pentium III,Pentium 4,晶体管数,例,：,Intel,微处理器集成度的发展,安腾Itanium 2,（,（2002）221M晶,体,体管,安腾双,核,核Itanium 2Dual-Core（2006,）,）1,.,.7B,晶,晶,体,体管,集成电,路,路技术,的,的发展,趋,趋势,1999,2001,2004,2008,2014,工艺(,m),0.18,0.1