信息技术与计算机硬件综述VIP免费

第1章信息技术概述本章备考要点本章基本概念比较多，而且相互联系比较紧密，需要考生理解概念并建立起概念之间的联系。本章常考知识点主要有：1.信息、信息处理、信息技术的概念2.微电子技术与集成电路3.现代通信的含义4.了解有线载波通信、光纤通信、微波通信、卫星通信本章五基详解1.1信息技术基本概念1.1.1信息信息是指事物运动的状态及状态变化的方式，是认识主体所感知或所表述的事物运动及其变化方式的形式、内容和效用。与信息处理相关的行为和活动：信息收集，信息加工（计算、分析、检索等），信息存储，信息传递和信息施用（控制、显示等）。1.1.2信息技术信息技术：用来扩展人的信息器官功能、协助人们进行信息处理的一类技术。1.1.3信息处理系统用于辅助人们进行信息获取、传递、存储、加工处理、控制及显示的综合使用各种信息技术的系统。1.2微电子技术现代信息技术中的三大核心技术：微电子技术、通信技术和计算机技术。现代信息技术的主要特征：以数字技术为基础，以计算机为核心。1.2.1基本概念微电子技术：以集成电路为核心的电子技术，是在电子电路和系统的超小型化和微型化过程中逐渐形成和发展起来的。1.2.2微电子技术的基础元件演变基础元件原理与应用电子管在这个阶段产生了广播、电视、无线电通信、仪器仪表、自动化技术和第一代电子计算机。晶体管1948年发明，再加上印制电路组装技术的使用，使电子电路在小型化方面前进了一大步，产生了第二代计算机。集成电路(IntegratedCircuit，简称IC)20世纪50年代出现，以半导体单晶片作为材料，经平面工艺加工制造，将大量晶体管、电阻等元器件及互连线构成的电子线路集成在基片上，构成一个微型化的电路或系统。现代集成电路使用的半导体材料通常是硅(Si)，也可以是化合物半导体如砷化镓(GaAs)等。小规模集成电路，使得电子电路进一步缩小，产生了第三代计算机。超大规模集成电路，使得电子电路微型化，产生了第四代计算机。我们目前所使用的计算机都属于第四代计算机。1.2.3集成电路的分类(1)按晶体管数目分类①小规模(SSI)：小于100个电子元件②中规模(MSI)：100～3000③大规模(LSI)：3000～10万④超大规模(VLSI)：10万～100万⑤极大规模(ULSI)：大于100万(2)按结构、工艺分类双极型(bipolar)、金属-氧化物-半导体(MOS)型和双极-MOS型(bi-MOS)。(3)按功能分类数字集成电路和模拟集成电路。(4)按用途分类通用集成电路和专用集成电路(ASIC，ApplicationSpecificIntegratedCircuit)。专用集成电路是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。目前用CPLD（复杂可编程逻辑器件）和FPGA（现场可编程逻辑阵列）来进行ASIC设计是最为流行的方式之一，它们的共性是都具有用户现场可编程特性，都支持边界扫描技术，但两者在集成度、速度以及编程方式上具有各自的特点。1.2.4集成电路的制造集成电路是在硅衬底上制作而成的。单晶硅——硅抛光片——硅平面工艺过程——晶圆——芯片。1.2.5集成电路的发展趋势集成电路特点：体积小、重量轻、可靠性高。集成电路的工作速度主要取决于组成逻辑门电路的晶体管的尺寸，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。芯片上电路元件的线条越细，相同面积的晶片可容纳的晶体管就越多，功能就越强，速度也越快。提高集成度，关键在缩小门电路面积。Moore定律：单块集成电路的集成度平均每18～24个月翻一番（Intel公司创始人GordonE.Moore，1965年）。但是，当晶体管的基本线条小到纳米（nm）级，线路的电流微弱到仅有几十个甚至几个电子流动时，晶体管已逼近其物理极限，它将无法正常工作。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。当前技术前沿是探索量子世界的“纳米芯片技术”，同时发展光子学，研制集成光路，或把电子与光子并用，实现光电子集成。综上，当前单块集成电路的集成度是有极限的，因此，Moore定律不可能永远成立。1.3通信技术1.3.1基本概念1.概念辨析从广义角度来说，各种信息的传递均可称之为通信。现代通信则专指使用电波或光波传递信息的技术。如广播、电视、电报、电话、传真等。电信专指双向通信。如网...