1、,教师：吴 手机：13813931512 Ftp地址：ftp:/172.30.141.249 Ftp用户名：wlystu,计算机信息技术的巨大影响,对经济： 增长最快、最活跃的一个产业；改造和带动了其他产业 对社会： 渗透到人们工作、学习、生活、娱乐各个方面，人们已经离不开信息技术 对教育： 影响了几乎所有学科的研究方法与手段；几乎所有学科都需要使用计算机和网络 对个人： 必须具备的一种文化素养（Literacy）,computer literacy, internet literacy, information literacy,计算机基础教学进入第3阶段,第1阶段（上世纪80年代） 背景：
2、PC，DOS，Basic，dBase 特点：起步阶段，理工专业，从程序设计入手 第2阶段（上世纪90年代） 背景：Pentium + Windows + Office 特点：普及阶段，全面铺开，从办公应用技能入手 第3阶段（本世纪初） 背景：因特网 多媒体应用 特点：蓬勃发展，走向纵深，网络应用和信息技术入手,1997年发布加强非计算机专业基础教学工作的几点意见,2006年发布关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求,计算机基础教学的定位,涉及12个门类、71个一级学科、375个专业（二级学科）， 3000多万在校大学生 哲学 经济学 法学 文学 教育学 史学 理
3、学 工学 农学 医学 军事学 管理学,掌握现代科学技术的重要工具,计算机基础教学的定位,进入现代社会的必要手段与技能,可持续发展(终身学习)的必要保证,原则：面向应用，打好基础，培养能力 目标：明原理，会操作，能应用,关于大学计算机基础,大学计算机基础教学的“第1门”课程 以讲解计算机的基础知识为主，而将工具性、操作性的内容放到实验课中 以计算机软硬件的基本概念、组成与工作原理为主，还涉及信息技术、网络应用等方面的基础性内容 拓展学生的视野，使能在一个较高的层次上认识计算机和应用计算机，提高学生的信息素养。,大学计算机信息技术 课程的三个教学目标,比较熟练地掌握计算机软件、硬件和网络应用的基本
4、操作技能,为岗位就业做准备增加感性知识，有助于学习理论知识,“知其所以然”，使信息处理工具得到更有效的使用 打下继续学习(终身学习)的基础。,比较系统地了解计算机、网络、软件和多媒体的基础知识和基本概念,为后续的计算机相关课程打基础,提高专业课程的学习效率,理论课内容的组织,理论教学内容的层次,把理论教材内容划分为3个层次： 第1层次：正文，它们是教材的核心内容，大多属于基本概念和基础知识，教师在教学中给予重点保证 第2层次：正文中的“细节/枝节”部分，教师在教学中粗略提及 第3层次：阅读材料中正文内容的深入，阅读材料中的知识性、参考性材料，供同学课外阅读,第1章 信息技术概述,1.1 信息与
5、信息技术 1.2 数字技术基础 1.3 微电子技术简介,教学目的与要求,1了解信息和信息处理的含义 2掌握信息技术的含义，了解信息技术的基本类型，掌握现代信息技术的特征和主要领域，了解什么是信息产业 3掌握信息化的含义，了解信息社会的含义，了解我国信息化发展战略 4掌握比特的含义、特点和逻辑运算，了解比特的存储，掌握存储器容量的计量单位及其含义，掌握比特传输速率的计量单位及其含义 5掌握二进制数的表示及其含义，掌握数的二进制表示及与十进制表示的相互转换，掌握二进制数的加减运算，掌握数的八进制、十六进制表示及与二进制表示的相互转换 6掌握整数在计算机内的表示，了解用浮点数表示实数,教学目的与要求
6、,7掌握ASCII字符集的内容及其在计算机内的表示，熟悉文字的编码表示概念，了解图像的编码表示思路 8了解电子电路使用的基础元件的演变和微电子技术的含义，掌握集成电路的含义 9熟悉集成电路的制造材料，熟悉集成度的含义和集成电路的分类 10了解集成电路的速度与晶体管尺寸及线宽的关系，熟悉Moore定律 11熟悉IC卡的功能与分类，了解接触式IC卡和非接触式IC卡的特点,1.1 信息与信息技术,（1）信息与信息处理 （2）信息技术和信息产业 （3）信息化与信息社会,信息是什么？(1),关于信息（information），至今并没有统一的定义 日常生活中比较笼统和模糊的几种解释是： 语言、文字、图画
7、、照片等表示的内容（新闻、消息或知识） 读书、上课、交谈等所学习和了解的知识、方法、事实和情况 为了做判断、订计划或求解问题等所需要的数据、资料 ,信息是什么？(2),中国大百科全书的解释：从认识论层次来看，信息是指认识主体所感知或主体所表述的 “事物运动的状态及状态变化的方式” 信息因它所表达的内容而有一定的价值，也因能相互交流而体现其作用 信息有多种表现形式，语言、文字、声音、图片等都是信息的表现形式(载体) 信息与物质和能量同样重要，它是人们认识世界、改造世界的一种基本资源,什么是信息处理？,信息处理指的是与下列内容相关的行为和活动： 信息的收集(如信息的感知、测量、获取、输入等) 信息
8、的加工(如信息的分类、计算、分析、转换等) 信息的存储(如书写、摄影、录音、录像等) 信息的传递(如邮寄、电报、电话等 ) 信息的施用(如控制、显示等),人工信息处理,人们用眼睛、耳朵、鼻子、手等感觉器官直接获取外界的各种信息，然后经神经系统传递到大脑，再经过大脑的分析、归纳、综合、比较、判断等处理后，能产生更有价值的信息，并且采用说话、写字、动作、表情等方式输出信息。,人工进行信息处理的过程,人工信息处理的不足：算不快记不住传不远看（听）不清,手/脚/身,眼/耳/鼻/舌/身,什么是信息技术？,信息技术（Information Technology，简称IT）指的是用来扩展人们信息器官功能、协
9、助人们更有效地进行信息处理的一门技术。 信息技术包括： 扩展感觉器官功能的感测(获取)与识别技术 扩展神经系统功能的通信技术 扩展大脑功能的计算(处理) 与存储技术 扩展效应器官功能的控制与显示技术,信息技术的发展历史,语言的形成和使用文字的创造印刷技术的发明望远镜、显微镜电报和电话通信广播、电视雷达、卫星（遥感感测）计算机、机器人因特网（Internet）,现代信息技术,3大特征： 以数字技术（计算机）为基础 以计算机及其软件为核心 采用电子技术（包括激光技术） 内容： 计算机、微电子、通信、广播、遥感遥测、自动控制、机器人等,信息技术孕育和催生了许多新兴产业，特别是“信息产业”（Infor
10、mation Technology Industry） 信息产业是指生产制造信息设备，以及利用这些设备进行信息采集、储存、传递、处理、制作与服务的所有行业与部门的总和,关于信息产业,关于信息产业,信息产业是全球第一大产业 我国的信息产业（2009）： 电子信息产业收入占全部工业收入的10.0%，利润占全部工业的 6.0%，税金占全部工业的 8.4%，从业人员占全部工业的 9.0%(755万)，进出口占全国外贸 35.0% 手机、微型计算机、彩电、数码相机、激光视盘机产量分别占全球产量的49.9%、60.9%、48.3%、80%、85%，电子信息产品贸易额占全球的15%以上 IT产业规模连续5年
11、居世界前二位,“大” “强”,“中国制造”实为“世界制造”,我国信息产业存在哪些问题？,(1)核心技术、关键设备和元器件受制于人（高端芯片、核心软件、关键元器件、高端设备以及专用设备等） (2)产业结构亟需优化（信息产业位于国际产业分工的价值链低端，加工组装的比重高，经济效益低，主要依靠降价销售参与市场竞争） (3)信息技术应用水平不高 (4)体制机制有待完善,富士康公司的故事,富士康公司(FOXCONN)全球3C电子(计算机、通讯、消费性电子) 代工领域中规模最大的国际集团 ，专注于电子代工服务(总裁郭台铭) 2008年出口总额556亿美元，占中国大陆出口总额的3.9，连续7年雄居大陆出口榜
12、首；财富2009年全球企业500强第109位 拥有60余万员工，全球最大的电子产品专业制造商：,遍布亚、美、欧三大洲的专业研发网络，在精密模具、关键零组件、机电整合模组、纳米科技、精密光学、平面显示、工业量测等领域取得累累硕果。2008年，实现专利申请13200项，美国财富杂志评鉴入选为全球最佳声望标竿电子企业15强。,全球最大手机和相机模块代工厂；iPod、iPhone和多种品牌笔记本电脑的代工 在珠三角、长三角、环渤海地区、中西部地区均有布点 深圳市企业营业收入前十强和纳税前十强，每年为深圳税收贡献超百亿元,信息化与信息社会,什么是信息化？ 我国的信息化发展战略,什么是信息化?,什么是信息
13、化?利用现代信息技术对人类社会的信息和知识的生产与传播进行全面的改造，使人类社会生产体系的组织结构和经济结构发生全面变革的一个过程，是一个推动人类社会从工业社会向信息社会转变的社会转型的过程信息化建设的主要目标是在经济和社会活动中，通过普遍采用现代信息技术和有效地开展和利用信息资源，推动经济发展和社会进步，逐步使信息产业以及由于利用了信息技术和信息资源而创造的劳动价值在国民生产总值中的比重不断上升直至占主导地位,国家信息化发展战略,指一个国家对其国内信息产业等所做的发展规划 全球信息化正在引发当今世界的深刻变革，重塑世界政治、经济、社会、文化和军事发展的新格局，加快信息化发展，已经成为世界各国
14、的共同选择 发达国家正出现向信息社会转型的趋向 中国信息化发展战略概括为：以信息化促进工业化，以工业化带动信息化，走出中国特色的信息化道路。(国家信息化发展战略(20062020)中对此有详细说明),国家信息化发展战略（20062020）,文中明确指出:信息化是当今世界发展的大趋势，是推动经济社会变革的重要力量。大力推进信息化 ，是覆盖我国现代化建设全局的战略举措，是贯彻落实科学发展观、全面建设小康社会、构建社会主义和谐社会和建设创新型国家的迫切需要和必然选择。,2020年我国信息化发展的总目标,综合信息基础设施基本普及 信息技术自主创新能力显著增强，信息产业结构全面优化 国民经济和社会信息化
15、取得明显成效，新型工业化发展模式初步确立 国家信息化发展的制度环境和政策体系基本完善，国民信息技术应用能力显著提高,信息技术指的是用来扩展人们信息器官功能、协助人们更有效地进行信息处理的一类技术。在下列基本信息技术中，用于扩展人的效应器官功能的是_。 A . 计算与存储技术 B. 控制与显示技术 C . 感测与识别技术 D . 通信技术,题解,附：等级考试真题,信息技术指的是用来扩展人们信息器官功能、协助人们更有效地进行信息处理的一类技术。在下列有关信息技术的叙述中，错误的是 _。 2008秋A.现代信息技术的主要特征之一是以数字技术和电子技术为基础B.遥感遥测技术、自动控制技术等均属于现代信
16、息技术C.微电子技术是信息技术领域的关键技术，它以集成电路为核心D .利用磁带、光盘、电话、传真等进行信息传递均属于现代通信,1.2 数字技术基础,1.2.1 比特1.2.2 比特与二进制数1.2.3 信息在计算机中的表示1.2.4 比特的运算1.2.5 小结,1.2.1 信息的基本单位 比特(bit),（1）什么是比特 （2）比特的存储 （3）比特的传输,什么是比特？,比特（bit，binary digit的缩写）中文翻译为“二进位数字”、“二进位” 或简称为 “位” 比特只有 2 种取值：0，1 如同DNA是人体组织的最小单位、原子是物质的最小组成单位一样，比特是组成数字信息的最小单位 数
17、值、文字、符号、图像、声音、命令都可以使用比特来表示，其具体的表示方法就称为“编码”或“代码”,比特在计算机中如何表示？,在计算机中表示二进位的方法： 电路的高电平状态或低电平状态(CPU) 电容的充电状态或放电状态(RAM) 两种不同的磁化状态(磁盘) 光盘面上的凹凸状态(光盘) ,例1：CPU内部二进位信息的表示,CPU内部通常使用高电平表示1，低电平表示0,磁盘表面微小区域中，磁性材料粒子的两种不同的磁化状态分别表示0和1,例2：磁盘存储器中比特的表示,例3：CD/DVD盘片上比特的表示,光盘表面的凹、凸状态用于表示和存储二进位信息,CD光盘表面 DVD光盘表面,比特的存储（1）,存储(
18、记忆)1个比特需要使用具有两种稳定状态的元器件，例如：开关、灯泡等。,在计算机的CPU中，比特使用一种称为“触发器”的双稳态电路来存储 触发器有两个状态，可分别用来记忆0和1，1个触发器可存储1个比特 一组（例如8个或16个）触发器可以存储1组比特，称为“寄存器” CPU中有几十个甚至上百个寄存器,断电后信息不再保持！,比特的存储（2）,计算机存储器中用电容器存储二进位信息：当电容的两极被加上电压，它就被充电，电压去掉后，充电状态仍可保持一段时间，因而1个电容可用来存储1个比特,信息存储原理电容C处于充电状态时，表示1电容C处于放电状态时，表示0,集成电路技术可以在半导体芯片上制作出以亿计的微
19、型电容器，从而构成了可存储大量二进位信息的半导体存储器芯片,断电后信息不再保持！,比特的存储（3）,磁盘：利用磁介质表面区域的磁化状态来存储二进位信息,光盘：通过“刻”在光盘片表面上的微小凹坑来记录二进位信息,断电后信息可以保持！,存储容量的计量单位,8个比特1个字节（byte，用大写B表示） 计算机内存储器容量的计量单位： KB（千字节）: 1 KB=210字节=1024 B MB（兆字节）: 1 MB=220字节=1024 KB GB （吉字节、千兆字节） : 1 GB=230字节=1024 MB TB （太字节、兆兆字节） : 1 TB=240字节=1024 GB 外存储器容量经常使用1
20、0的幂次来计算： 1MB103 KB 1 000 KB 1GB106 KB 1 000 000 KB 1TB109 KB 1 000 000 000 KB,现 象,160GB 的移动硬盘,为什么160GB的硬盘显示出来的容量只有149.05GB？8GB的U盘显示出来的容量只有7.46GB？,原 因:,相同的符号，有两种不同的含义！,厂商标注的容量使用十进制前缀,操作系统显示的容量使用二进制前缀,不同进位制前缀的使用场合,内存、cache、半导体存储器芯片的容量均使用二进制前缀： 512MB的内存条（其中 1M220 ） 256KB 的cache（其中 1K 210 ） 文件和文件夹的大小使用二
21、进制前缀 频率、传输速率等使用十进制前缀： 主频 1GHz（1G109） 传输速率 100Mbps（其中 1M106） 外存储器（硬盘、DVD光盘、U盘、存储卡等）容量： 厂商标注的容量使用十进制前缀 操作系统显示的容量使用二进制前缀,解决方案：使用两种不同的前缀符号,已经采用IEC建议符号的有： Mozilla Firefox，BitTornado，Linux，以及其他一些GNU自由软件 尚未采用IEC建议符号的有：微软公司等,比特的传输,数据传输速率 实际进行数据传输时单位时间内传送的二进位数目 数据传输速率的计量单位 b/s（比特/秒）：也称bps kb/s（千比特/秒）：1kb/s=1
22、03比特/秒=1000 b/s Mb/s（兆比特/秒）：1Mb/s=106比特/秒=1000 kb/s Gb/s（吉比特/秒）：1Gb/s=109比特/秒=1000 Mb/s Tb/s（太比特/秒）：1Tb/s=1012比特/秒=1000 Gb/s,1.2.2 比特与二进制数,（1）不同进位制数的表示和含义 （2）二进制数的算术运算 （3）不同进位制数的相互转换,不同进位制数的表示和含义,“数”是一种信息，它有大小（数值），可以进行四则运算。“数”有不同的表示方法。日常生活中人们使用的是十进制数，但计算机使用的是二进制数，程序员还使用八进制和十六进制数，它们怎样表示？其数值如何计算？,十进制数
23、,每一位可使用十个不同数字表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9） 低位与高位的关系是：逢10进1 各位的权值是10的整数次幂（基数是10 ） 标志： 尾部加“D”或缺省 例： 204.96=21020101410091016102,二进制数,每一位使用两个不同数字表示（0、1），即每一位使用 1 个“比特”表示低位与高位的关系是：逢2进1各位的权值是 2 的整数次幂（基数是2 ）标志： 尾部加B 例： 101.01 B =122021120 021122 5.25,八进制数,每一位使用八个不同数字表示（0、1、2、3、4、5、6、7） 低位与高位的关系是：逢8进1 各位的权值是8的整数
24、次幂（基数是8 ） 标志：尾部加Q 例：365.2Q = 382+ 681+ 580 + 281 = 245.25,十六进制数,每一位使用十六个数字和符号表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F ） 逢16进1, 基数为16 各位的权值是16的整数次幂（基数是16 ） 标志：尾部加H 例：F5.4H=15161 + 5160 + 4161 = 245.25,二进制数的算术运算,1位二进制数的加、减法运算规则：,2个多位二进制数的加、减法运算举例：,不同进位制数的比较,不同进制数的相互转换,熟练掌握不同进制数相互之间的转换，在编写程序和设计数字逻辑电路时很有用。只要学
25、会二进制数与十进制数之间的转换，与八进制、十六进制数的转换就不在话下了。,十进制数 二进制数,转换方法：整数和小数分开转换 整数部分：除以2逆序取余小数部分：乘以2顺序取整 例如：29.6875 11101.1011 B注意：十进制小数（如0.95）在转换时会出现二进制无穷小数，这时只能取近似值,十进制小数转二进制,有时会出现无穷小数,0.95*2=1.90-1 0.90*2=1.80-1 0.80*2=1.60-1 0.60*2=1.20-1 0.20*2=0.40-0 0.40*2=0.80-0 0.80*2=1.60-1 0.60*2=1.20-1 0.20*2=0.40-0 0.40*
26、2=0.80-0 0.80*2=1.60-1 无限循环ing,二进制数 十进制数,转换方法：二进制数的每一位乘以其相应的权值，然后累加即可得到它的十进制数值 例： 11101.1011B = 124123122021120121022123124= 29.6875,八进制数与二进制数的互换,八进制二进制：把每个八进制数字改写成等值的3位二进制数，且保持高低位的次序不变 例： 2467.32Q 010 100 110 111 . 011 010 B 二进制八进制：整数部分从低位向高位每3位用一个等值的八进制数来替换，不足3位时在高位补0凑满3位；小数部分从高位向低位每3位用一个等值八进制数来替换
27、，不足3位时在低位补0凑满三位 例： 1 101 001 110.110 01 B 001 101 001 110.110 010 B 1516.62 Q,1位八进制数与3位二进制数的对应关系：,十六进制数与二进制数的互换,转换方法：与八、二进制互换的方法类似 例1：35A2.CFH 11 0101 1010 0010.1100 1111B 例2：11 0100 1110.1100 11B 34E.CCH,1位十六进制数与4位二进制数的对应关系：,进制的转换,十进制二、八、十六进制：整数和小数分开；整数部分除以2（或8或16）逆序取余；小数部分乘以2（或8或16）顺序取整。*本课程对十转八、十
28、六未做要求。 二、八、十六进制十进制：二、八、十六进制的每一位乘以其相应的权值，然后累加，得到十进制数值。 八、十六进制二进制：把每个八（或十六）进制数字改写成等值的3（或4）位二进制数。 二进制八、十六进制：整数部分从低向高每3（或4）位用一个等值的八（或十六）进制数来替换，不足时在高位补0凑满；小数部分从高向低处理，规则类似。 八进制 十六进制：以二进制为中介，进行转化。,1.2.3 信息在计算机中的表示,（1）数值信息的表示 （2）文字符号的表示 （3）图像等其他信息的表示,PC机中数的主要类型,都采用二进制表示，有不同类型和不同长度 不同类型和不同长度的数各有不同的用途,计算机中的数,
29、小数点固定隐含在个位数右面,小数点不固定,无符号整数的表示,采用“自然码”表示： 取值范围由位数决定： 8位： 可表示0255 (28-1)范围内的所有正整数 16位：可表示065535(216-1)范围内的所有正整数 n位： 可表示 02n-1范围内的所有正整数。,带符号整数的表示（1）,表示方法：用1位表示符号，其余用来表示数值部分,符号如何表示？用最高位表示，“0”表示正，“1”表示负 数值部分如何表示？(1) 原码表示：整数的绝对值以二进制自然码表示(2) 正整数的补码表示与原码一致,举例： +43的8位原码为： 00101011 -43的8位原码为： 10101011 +43的8位补
30、码为： 00101011,带符号整数的编码表示（2）,负整数的补码表示方法 先表示为原码 符号位不变，其它位取反，得到反码 在末位加“1”，得到补码 例1：-43用8位补码表示 所以：（-43）补=11010101 例2：-64用8位补码表示 所以：（-64）补=11000000,(-43)原 = 10101011 取反：11010100 加1： 11010101,(-64)原 = 11000000 取反：10111111 加1： 11000000,计算机内部，假设字长为8，那么整数39D，以无符号数表示，为何？ 39D=B？ 带符号数，正整数+39，负整数-39，以原码表示，为何？ +39D
31、=B？ -39D=B？ 以补码表示，为何？ +39D=B？ -39D=B？,带符号整数的编码表示（3）,优缺点分析： 原码表示法 优点：与日常使用的十进制表示方法一致，简单直观 缺点：加法与减法运算规则不统一，增加了成本；整数0 有“00000000”和“10000000”两种表示形式，不方便 补码表示法 优点：加法与减法运算规则统一， 没有“-0”,可表示的数比原码多一个 缺点：不直观，人使用不方便 结论：带符号整数在计算机内不采用“原码”而采用“补码”的形式表示！,为什么要用补码,比如说有一个4位的CPU，表示2是0010，表示1是0001，用补码表示-1是1111。 这样，计算2+1，就
32、是0010+0001=0011，也就是3； 计算2-1，就是2+（-1）=0010+1111=0001（超过4位的高位舍弃），CPU不用区分是2-1还是2+1，只要把补码相加即可。,选讲： 带符号整数的表示（4）,原码可表示的整数范围 8位原码： - 27+127- 1（- 127127） 16位原码： - 215+1215- 1（- 3276732767） n 位原码： - 2n-1+12n-1- 1 补码可表示的整数范围8位补码：- 2727- 1 （- 128127 )n位补码：- 2n-12n-1- 1,- 128表示为 10000000 +127 表示为 01111111,- 2n-
33、1 表示为 10000000 2n-1- 1表示为 01111111,记住2n的值很有用！,21=2 22=4 23=8 24=16 25=32 26=64 27=128 28=256 29=512 210=1024,211=2048 212=4096 213=8192 214=16384 215=32768 216=65536 220=1M 230=1G 240=1T,记住常用二进制小数的值！,小结：3种整数的比较,计算机中整数有多种，同一个二进制代码表示不同类型的整数时，其含义（数值）可能不同一个代码它到底代表哪种整数（或其它东西），是由指令决定的,选讲： 实数的特点与表示方法,特点： 既
34、有整数部分又有小数部分，小数点位置不固定 整数和纯小数是实数的特例 任何一个实数总可以表达成一个乘幂和一个纯小数之积 例如： 56.725 = 0.567251020.0034756 = -0.34756102实数的表示方法（浮点表示法）：用3个部分表示 乘幂中的指数：表示实数中小数点的位置 纯小数部分(尾数)：表示实数中的有效数字部分 数的正负(符号),选讲： 二进制实数的浮点表示,与十进制实数一样，二进制实数也可用浮点表示例如： +1001.011B = + 0.1001011B2 100 0.0010101B = 0.10101B210 可见，任一个二进制实数 N 均可表示为：N=S2P
35、 （其中， 是该数的符号； S是N 的尾数；P是N的阶码） 因此，32位的单精度浮点数在计算机中可表示为：,文字符号的表示,西文符号在计算机中的表示 汉字在计算机中的表示（在第5章介绍）,字符、字符集及其码表,文字的基本元素是字母和符号，统称为“字符” (character)，它包括：字母、数字、符号等 字符集：一组特定字符的集合 不同的字符集包含的字符数目与内容不同，如： 中文字符集、西文字符集、日文字符集等 字符的编码： 字符集中每个字符都使用二进位表示，称为该字符的编码 不同的字符其编码各不相同 字符集中所有字符的编码的一览表，称为该字符集的码表,西文字符的编码ASCII码,西文是表音文
36、字（拼音文字），它由拉丁字母、数字、标点符号以及一些特殊符号所组成 美国标准信息交换码（American Standard Code for Information Interchange, 简称ASCII码） 目前计算机中使用得最广泛的西文字符集及其编码是ASCII字符集和ASCII码，它已被国际标准化组织（ISO）定为国际标准，在全世界通用 ASCII字符集包含96个可打印字符和32个控制字符 采用7个二进位进行编码 计算机中使用1个字节存储1个ASCII 字符,图像等其他信息的表示,图像：取样后分解为若干像素，像素最终也是由比特表示。 黑白图像：像素只有“黑”与“白”两种，每个像素只需要
37、1个二进位即可表示 灰度图像和彩色图像（第5章介绍） 声音、动画等：使用比特表示（第5章介绍） 计算机中存储、处理和传输的所有信息，都必须用比特表示，都是二进位信息。,例黑白图像比特表示,比特的运算,基本逻辑运算 逻辑运算的实现（不作要求）,比特的三种基本逻辑运算,比特的取值“0”和“l” 可表示两种不同的状态（例如电位的高或低、命题的真或假） 比特的运算使用逻辑代数，它有3种基本逻辑运算： 逻辑加（也称“或”运算，用符号“OR”、“”或“”表示） 逻辑乘（也称“与”运算，用符号“AND”、 “”或“ ”表示，也可省略） 取反（也称“非”运算，用符号“NOT”或上横杠“”表示）,逻辑运算的规则
38、,逻辑加： F = A BA: 0 0 1 1B: 0 1 0 1F: 0 1 1 1 逻辑乘： F = A BA: 0 0 1 1B: 0 1 0 1F: 0 0 0 1 取反： F = NOT AA: NOT 0 NOT 1 F: 1 0,两个多位的二进制信息进行逻辑运算时，按位独立进行，即每一位都不受其它位的影响： 例1A: 0110 B: 1010 F: 1110 例2A: 0110 B: 1010 F: 0010,小 结：用比特表示信息的优点,比特只有0和1两个符号，具有2个状态的器件和装置就能表示和存储比特，而制造两个稳定状态的电路又很容易 比特的运算规则很简单，使用门电路就能高速
39、度地实现二进制数的算术和逻辑运算 比特不仅能表示“数”，而且能表示文字、符号、图像、声音，可以毫不费力地相互组合，开发“多媒体”应用 信息使用比特表示以后，可以通过多种方法进行“数据压缩”，从而大大降低信息传输和存储的成本。 使用比特表示信息后，只要再附加一些额外的比特，就能发现甚至纠正信息传输和存储过程中的错误，大大提高了信息系统的可靠性,在下列有关数字技术的一些叙述中，错误的是 _。A数字技术是采用有限个状态（例如“0”和“1”）来表示、处理、存储和传输信息的B在逻辑代数中，1与1进行逻辑加（）和逻辑乘（）的结果相同C任何一个十进制数，均可以精确地转换成等值的二进制数D在PC机中，通常用原
40、码表示正整数、用补码表示负整数,题解,十进制数 二进制数,转换方法：整数和小数放开转换 整数部分：除以2逆序取余小数部分：乘以2顺序取整 例如：29.6875 11101.1011 B注意：十进制小数（如0.95）在转换时会出现二进制无穷小数，这时只能取近似值,十进制小数转二进制,有时会出现无穷小数,0.95*2=1.90-1 0.90*2=1.80-1 0.80*2=1.60-1 0.60*2=1.20-1 0.20*2=0.40-0 0.40*2=0.80-0 0.80*2=1.60-1 0.60*2=1.20-1 0.20*2=0.40-0 0.40*2=0.80-0 0.80*2=1.
41、60-1 无限循环ing,等级考试真题 2009a,3.与十六进制数AB等值的八进制数是_。A. 253 B.254 C.171 4.172,八进制数与二进制数的互换,八进制二进制：把每个八进制数字改写成等值的3位二进制数，且保持高低位的次序不变 例： 2467.32Q 010 100 110 111 . 011 010 B 二进制八进制：整数部分从低位向高位每3位用一个等值的八进制数来替换，不足3位时在高位补0凑满3位；小数部分从高位向低位每3位用一个等值八进制数来替换，不足3位时在低位补0凑满三位 例： 1 101 001 110.110 01 B 001 101 001 110.110
42、010 B 1516.62 Q,1位八进制数与3位二进制数的对应关系：,十六进制数与二进制数的互换,转换方法：与八、二进制互换的方法类似 例1：35A2.CFH 11 0101 1010 0010.1100 1111B 例2：11 0100 1110.1100 11B 34E.CCH,1位十六进制数与4位二进制数的对应关系：,十六进制数AB二进制数1010 1011 二进制数 010 101 011八进制数253,等级考试真题 2009s,最大的10位无符号二进制整数转换成八进制数是_。A.1023 B.1777C.1000 D.1024,最大的10位无符号二进制整数-1 111 111 11
43、1 转换成八进制数-1 7 7 7,等级考试真题 2008a,二进制数10111000和11001010进行逻辑”与”运算，结果再与10100110进行逻辑”或”运算最终结果的16进制形式为_。A.A2 B.DE C.AE D.95,逻辑运算的规则,逻辑加： F = A BA: 0 0 1 1B: 0 1 0 1F: 0 1 1 1 逻辑乘： F = A BA: 0 0 1 1B: 0 1 0 1F: 0 0 0 1 取反： F = NOT AA: NOT 0 NOT 1 F: 1 0,两个多位的二进制信息进行逻辑运算时，按位独立进行，即每一位都不受其它位的影响： 例1A: 0110 B: 1
44、010 F: 1110 例2A: 0110 B: 1010 F: 0010,10111000与11001010=10001000 10001000或10100110=10101110 二进制1010 1110-十六进制AE,1.3 微电子技术简介,（1）微电子技术与集成电路 （2）集成电路的制造 （3）集成电路的发展趋势 （4）IC卡,(1)微电子技术与集成电路,微电子技术是信息技术领域中的关键技术，是发展电子信息产业和各项高技术的基础微电子技术的核心是集成电路技术,电子电路中元器件的发展演变,微电子技术是以集成电路为核心的电子技术，它是在电子元器件小型化、微型化的过程中发展起来的,电子管 (
45、1904),什么是集成电路？,集成电路 (Integrated Circuit，简称IC)：以半导体单晶片作为基片,采用平面工艺，将晶体管、电阻、电容等元器件及其连线所构成的电路制作在基片上所构成的一个微型化的电路或系统 集成电路的优点： 体积小、重量轻 功耗小、成本低 速度快、可靠性高,超大规模集成电路,小规模集成电路,集成电路的分类,按用途分： 通用集成电路 专用集成电路（ASIC） 按电路的功能分： 数字集成电路 模拟集成电路 按晶体管结构、电路和工艺分： 双极型（Bipolar）电路 金属氧化物半导体(MOS)电路 按集成度(芯片中包含的元器件数目)分：,(2)集成电路的制造,集成电路
46、的制造工序繁多，从原料熔炼开始到最终产品包装大约需要400多道工序，工艺复杂且技术难度非常高，有一系列的关键技术。许多工序必须在恒温、恒湿、超洁净的无尘厂房内完成目前兴建一个有两条生产线能加工8英寸晶圆的集成电路工厂需投资人民币10亿元以上,(3)集成电路的发展趋势,集成电路的工作速度主要取决于晶体管的尺寸。晶体管的尺寸越小，其极限工作频率越高，门电路的开关速度就越快，相同面积的晶片可容纳的晶体管数目就越多所以从集成电路问世以来，人们就一直在缩小晶体管、电阻、电容、连接线的尺寸上下功夫,IC集成度提高的规律,Moore定律：单块集成电路的集成度平均每1824个月翻一番 (Gordon E.Mo
47、ore,1965年),酷睿2双核 （2006） 291410M晶体管 酷睿2四核 （2007） 820M 晶体管 CORE i7 （2010） 超过10亿晶体管,集成电路技术的发展趋势,减小蚀刻尺寸，缩小晶体管、电阻、电容和连线的尺寸增大硅晶圆的面积：使每块晶圆能生产更多的芯片,进一步提高集成度的问题与出路,问题： 线宽进一步缩小后，晶体管线条小到纳米级时，其电流微弱到仅有几十个甚至几个电子流动，晶体管将逼近其物理极限而无法正常工作 出路： 在纳米尺寸下，纳米结构会表现出一些新的量子现象和效应，人们正在利用这些量子效应研制具有全新功能的量子器件，使能开发出新的纳米芯片和量子计算机 同时，正在研
48、究将光作为信息的载体，发展光子学，研制集成光路，或把电子与光子并用，实现光电子集成,(4)IC卡简介,几乎每个人每天都与IC卡打交道，例如我们的身份证、手机SIM卡、交通卡、饭卡等等，什么是IC卡？它有哪些类型和用途？工作原理大致是怎样的？下面是简单介绍。,什么是 IC卡？,IC卡(chip card、smart card)，又称为集成电路卡，它是把集成电路芯片密封在塑料卡基片内，使其成为能存储信息、处理和传递数据的载体 特点： 存储信息量大 保密性能强 可以防止伪造和窃用 抗干扰能力强 可靠性高 应用举例： 作为电子证件，记录持卡人的信息，用作身份识别（如身份证、考勤卡、医疗卡、住房卡等） 作为电子钱包（如电话卡、公交卡、加油卡等）,
