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1、第一章 信息技术概述1.1信息与信息技术 1.2微电子技术简介引入随着计算机科学技术的日新月异，新概念、新原理、新技术、新产品层出不穷，计算机的应用也越来越广泛和深入。作为一个高校学生必须学好计算机应用这门课程，在今后的生活中灵活运用学到的知识。主要知识点1.1信息与信息技术1.1.1信息与信息处理 1.1.2信息技术1.1.3信息处理系统1.2微电子技术简介1.2.1微电子技术与集成电路 1.2.3集成电路的发展趋势1.2.4 IC卡讲授内容前言一、为什么我们要学习计算机应用课程1每个合格的大专生都必须要通过国家计算机等级考试国家计算机等级考试分为三个等级：一级、二级和三级。我们这学期开设的
2、计算机应用课程就是针对等级考试的一级学习的。2计算机技术应用广泛随着计算机科学技术的发展，新概念、新技术、新产品层出不穷，计算机的应用也越来越广泛和深入。当前，我国社会信息化的步伐正在加快，各行业、各部门对高校毕业生在计算机基础知识和使用技能方面的要求也越来越高，这就促使我们必须将这门课程学好学精。计算机与我们的生活息息相关，人们对计算机的依赖越来越大，人们的学习、工作和生活都离不开计算机和网络，熟悉、掌握计算机信息处理技术的基本知识和技能已经成为适应社会发展的必备条件。所以无论是计算机专业的还是非计算机专业的学生都应该掌握计算机的相关知识，学会一些基本的重要的计算机应用，掌握一些技能，这样才
3、会使得自己在社会上更有自信，有更强的竞争力。二、使用教材的介绍本课程分为两个部分：（1）理论知识部分，介绍计算机信息处理方面的基本概念、原理和技术，采用课堂教学的形式。（2）实践部分，计算机的操作以及常用软件的使用，采用实习或试验课的形式。通过本课程的学习，我们能够掌握关于计算机硬件、软件、网络、多媒体和信息系统中100200个基本的概念和知识，了解1020种最普遍和最重要的计算机应用。这学期我们所使用的教材是大学计算机信息技术教程，参考书是大学计算机信息技术实验指导。1.1信息与信息技术1.1.1信息与信息处理一、信息的定义世间一切事物都是运动的，都具有一定的运动状态，这些运动状态都按照某种
4、方式发生变化，因而都在产生信息。所以可以说哪里有运动的事物，哪里就存在信息。信息是一种资源，它和人类的生存发展有着密切的关系。（1）信息就是信息，它既不是物质也不是能量控制论创始人维纳（2）事物运动的状态以及状态变化的方式 客观事物立场（3）认识主体所感知或表述的事物运动及其变化方式的形式、内容和效用认识主体立场提问：有没有同学能够列举出一些信息的例子？信息与数据的区别及关系：数据是直接用于承载（表示）信息的载体，而信息是数据的内涵。当数据向人们传递了某种含义时，它就变成了信息。如：在灯泡的包装盒上标注的40W，向人们传递了“灯泡功率”这个特定的含义，这个数据就变成了信息。二、信息处理的过程1
5、信息处理过程信息处理是指为获取有效的信息而施加于初始信息的所有操作，包括这些过程：信息收集，信息加工和存储，信息传输，信息维护和使用。如图1.1：事物客体信息获取(感觉器官)信息加工(大脑)信息传递(神经系统)信息施效(效应器官)信息传递(神经系统)图1.1 人工进行信息处理的过程2信息处理有关的行为和活动信息收集感知、测量、识别、获取、输入等；信息加工分类、计算、分析、综合、转换、检索、管理等；信息存储；信息传递；信息施用控制、显示等。3信息处理的特点计算机信息处理具有以下特点：（1）能高速度、高质量地完成各种数据加工任务。（2）提供友善的使用方式和多种多样的信息输出形式。（3）具有庞大的信
6、息存储容量和极快的信息存取速度。（4）计算机网络使得世界变“小”，距离已不再是限制信息传播的屏障，每个信息用户都可以作在自己的工作台边上，或者使用手提便携式电脑，与全国范围乃至世界范围内的伙伴进行信息的交流与共享。（5）计算机在辅助开发新的信息处理应用方面能提供有力的支持。例如，开发一个信息管理系统，从系统调查、系统分析、系统设计、软件的编码、调试与测试、系统的评估与性能分析、系统的维护等一系列环节，都可以由相应的工具或开发环境予以辅助实现。1.1.2 信息技术一、什么是信息技术信息技术是指用来扩展人们信息器官功能、协助人们进行信息处理的一类技术。基本的信息技术包括：1感测与识别技术扩展感觉器
7、官功能，提高人们的感知范围、感知精度和灵敏度；解决信息的获取与识别问题。如：利用红外线，紫外线，次生波，超声波，传感器等感测技术。2通信技术扩展神经网络功能，消除人们交流信息的空间和时间障碍；如：电话，电视，因特网等通信技术。3计算处理技术与存储技术扩展思维器官功能，增强人们的信息加工处理能力；如：在计算机中调程序，把数据存储在计算机的数据库中。4控制与显示技术扩展效应器官功能，增强人们的信息控制能力。如：汽车站使用的电子大屏幕。二、现代信息技术的特点以数字技术为基础，以计算机为核心，采用电子技术进行信息的收集、传递、存储、显示与控制，它包括通信、广播、计算机、微电子、遥控感测、自动控制、机器
8、人等领域。1.1.3信息处理系统一、信息处理系统的定义用于辅助人们进行信息获取、传递、存储、加工处理、控制及显示的的综合使用各种信息技术的系统，可以通称为信息处理系统。“使用现代信息技术”和“具有信息处理能力”是信息处理系统中的关键点。如图1.2：通信/存储信息加工通信/存储控制与显示感测与识别图1.2 信息处理系统示意图二、信息处理系统的分类（1）依据自动化程度人工的、半自动的、全自动的；（2）依据技术手段机械的、电子的、光学的；三、信息处理系统举例（1）雷达是一种以感知与识别为主要目的的系统；（2）银行是一种以处理金融业务为主的系统。如图1.3所示：工行ATM银行的中央处理系统工行ATM刷
9、卡,吃饭示刷卡,存钱输入输出图1.3银行处理系统提问：哪位同学能够说出一些现实生活中常见的信息处理系统。1.2微电子技术简介1.2.1微电子技术与集成电路一、什么是微电子技术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。微电子技术是实现电子电路和电子系统的超小型化及微型化的技术，它以集成电路为核心。二、电子线路使用的基础元件的演变真空电子管 -晶体管-中小规模集成电路-大规模超大规模集成电路，如图1.4所示：(c) 小规模集成电路(b) 晶体管(a) 电子管(d) 超大规模集成电路图1.4电子管、晶体管与集成电路三、集成电路芯片简介集成电路是一种具有特定功能的、经
10、过封装的、包含了大量的有源元件及无源元件的微型化的电子电路。现代基础电路制造中通常使用的材料主要是硅，也可以是化合物半导体砷化镓。集成电路芯片是微电子技术的结晶，它们是计算机和通信设备的核心。先进的微电子技术-高集成度芯片-高性能的计算机-利用计算机进行集成电路的设计、生产过程控制及自动测试，又能制造出性能高、成本更低的集成电路芯片。四、集成电路的集成度及规模集成度是指单个集成电路所包含电子元件的数据。根据集成度，集成电路可分为以下几种规模： 集成电路规模集成度（个电子元件）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
11、路（VLSI）10万100万极大规模集成电路（ULSI）100万五、集成电路的分类1根据所用晶体管结构、电路和工艺分为：双极型（Bipolar）集成电路、金属-氧化物-半导体(MOS) 集成电路、双极金属-氧化物-半导体集成电路（Bi-MOS）等；2根据集成电路的功能分为：数字集成电路、模拟集成电路；3根据用途分为：通用集成电路、专用集成电路（ASIC）。1.2.3集成电路的发展趋势一、工作速度主要取决于：组成逻辑门电路的晶体管的尺寸。晶体管尺寸越小，其极限工作频率越高，逻辑门电路的开关速度就越快，集成电路的工作速度就越快。总的来说，芯片上电路元件的线条越来越细，相同面积的晶片可以容纳的晶体管
12、就越多，功能就越强，速度也越快，集成电路的规模也越来越大。二、Moore定律单块集成电路的集成度平均每1824个月翻一番。图1.5展示了30年来微处理器集成度的发展情况：19701975198019851990199520001,00010,000100,0001,000,00010,000,000100,000,0004004800880808086802868038680486PentiumPentium IIPentium IIIPentium 4晶体管数图1.5 30年来微处理器集成度的发展三、目前集成电路生产的主流技术12英寸晶圆、0.18微米工艺，并正在向14英寸晶圆、 0.09微
13、米工艺过渡。美国半导体协会(SIA)预测，到2010年将能达到18吋晶圆和0.070.05微米的工艺。四、问题与出路1线宽进一步缩小、线路间的距离越来越窄以后，干扰将越益严重。解决方法：可以采取减小电流，降低电压的方法来解决。2当晶体管的基本线条小到纳米级，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。解决方法：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，可以利用这些量子效应研制具有新功能的量子器件，从而把芯片的研制推向量子世界的新阶段纳米芯片技术。1.2.4 IC卡一、IC卡IC卡是集成电路卡的简称，是指把集成电路芯片密封在塑料卡片内部，使
14、其成为能存储，处理和传递数据的载体。二、IC卡的分类按所镶嵌的集成电路芯片可以分为：1存储卡。如电话卡，公交卡，饭卡等。2CPU卡。如SIM卡。按使用方式可以分为：1接触式IC卡。如电话卡。2非接触式IC卡。如公交卡，饭卡。课后作业1.1节课后习题11.2节课后习题1,2881.3通信技术入门引入现代社会人与人之间的交流方式已经越来越多了，通信已经是现代生活中必不可少的一部分，可以这样说，通信与网络已经成为知识经济时代的重要工具和载体，它使人们的生产和生活发生了重大的变化。因此有必要理解并掌握通信技术方面的相关知识。主要知识点1.3通信技术入门1.3.1概述 1.3.2模拟通信1.3.3数字通
15、信 1.3.4传输介质1.3.5移动通信授课内容1.3.1概述一、通信的定义通信广义上是指各种信息之间的传递。现代通信是指使用电波或光波传递信息的技术，通常称为电信，如电话、传真等等。二、通信的三要素通信的基本任务是传递信息，因而通信至少需要有三个要素组成，即信息的发送者（信源）、信息的接受者（信宿）以及信息的传输媒介（信道）。信宿（源）信 道信源（宿） 图1.6 通信系统的简单模型三、通信系统的分类通信系统也称为电信网，它连接着大量的用户，由终端设备、传输设备、交换设备等组成。 按业务的种类分：电话网、电报网、数据通信网等电信网的分类 按服务区域范围分：本地电信网、农村电信网等按传输媒介种类
16、分：电缆通信网、光缆通信网等 按传输的信号形式分：模拟通信网、数字通信网等四、通信系统的基本原理1信道通信信道是传输数据的一个物理路径或者是一种载波信号频率。传输介质可以承载一个或者多个通信信道。向某个方向传输信息的媒体，一条通信线路通常包含一个发送信道和一个接收信道。按信号的传输方向，数据通信可分为：单工通信，半双工通信，全双工通信。（1）单工:单工只支持数据在一个方向上传输。（2）半双工:单工只支持数据在一个方向上传输，在某一时间内,只允许数据在一个方向上传输，而半双工通信的一种可切换方向的单工通信。信宿信源（3）全双工:全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输, 因此全双工通信是两个单
17、工通信方式的结合, 它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。 T1信宿信源 T2 （a）单工通信 （b）半双工通信信宿信源 （c）全双工通信图1.7通信的分类2数据通信系统及数据传输过程数据通信是指的是数据（一连串的比特）从信源传输到信宿。数据传输系统发送器接收器信 源信 宿图1.8数据通信系统及数据传输过程1.3.2模拟通信一、模拟传输技术模拟传输系统是指直接用连续的信号来传输信息或者通过连续的信号对载波进行调制来传输信息的技术。数据在信道中是以电信号来传输的，电信号分为模拟信号和数字信号。在传输过程中常常要进行两者之间的互换，这就需要使用调制/解调技术。如图1.9所示：图1.9模
18、拟信号和数字信号1调制的概念把正弦波作为携带信息的“载波”，在信息传输时，利用信源信号去调制载波的某个参数，这个过程称为调制。也就是说按照调制信号（原来的信号）的变化规律去改变载波的某些参数的过程。2载波的概念参数按照一定规律而变化的信号称为载波。可分为两种，一种是用正弦信号作为载波，称为模拟调制；一种是用脉冲串或一组数字信号作为载波，称为数字编码。本书所讲的全部是采用正弦波来作为载波的。3调制的目的：通过调制，可以把原来的调制信号转换成适合于模拟信道传输的已调信号。4调制的分类：模拟调制和数字调制。在模拟调制中，调制信号的取值是连续的；而数字调制中的调制信号的取值是离散的。二、调制与解调模拟
19、信号传输的基础是载波，载波具有三大要素：幅度、频率和相位，模拟数据可以针对载波的不同要素或它们的组合进行调制。1AM(调幅)，正弦波的幅度随着调制信号变化，适合于广播。2PM（调相），正弦波的瞬时相位随着调制信号变化，是一种中间调制方式。3FM（调频），正弦波的瞬时频率随着调制信号变化，适合广播，微波通信，卫星通信。1.3.3 数字通信一、数字传输技术数字传输技术是指直接用数字信号来传输信息或者通过用数字信号对载波进行调制来传输信息的技术。二、基带传输技术直接使用数字信号来传输信息的技术。数字信号不经过调制就直接在信道上传输，就是基带传输。当远距离传输的时候，需要对原来的数字信号进行调制或者是
20、码型的转换，将原来的数字信号转换成适合于在信道中传输的信号。三、频带传输技术1举例说明为什么进行数字调制：计算机处理的是数字信号，不能直接用传统的模拟通信方式进行传输。要想通过模拟数据通信方式传送数字信号，就要用调制解调器(modem)作为数据信号转换器。2调制的方法数字信号的模拟调制（数字数据用模拟信号表示，用模拟信号的形式来传递数字数据）一般来说有振幅键控法（ASK）、移频键控法（PSK）和移相键控法（PSK）三种基本调制方式。如图1.10所示：振幅键控法：载波的振幅随着调制信号的值进行有规律的变化。移频键控法：载波的频率随着调制信号的值进行有规律的变化。移相键控法：载波的相位随着调制信号
21、的值进行有规律的变化。图1.10 正弦载波的三种键控波形提问：为什么要使用调制技术？有哪些调制技术？四、常用的多路复用技术（1）时分复用TDM（2）频分复用FDM（3）码分复用CDM：在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波，使得数据传输速度和容量获得倍增。比喻：在一个大房间里（一个信道），有许多对人在交谈（多路信号传输）：时分复用 不同对的人占用不同的时间，轮流交谈，一对交谈结束后，另一对再接上。频分复用 不同对的人占用房间内的一小块区域，各组人同时进行自己的交谈，互不干扰。码分复用不同对的人分别用不同语言进行交谈，其它语言只当作噪音不予理会。五、数字通信系统的性能指标1信道带宽在数字通信系统
22、中，信道容量表示一个信道的最大数据传输速率，单位：位/秒(bps)。2数据传输速率：每秒传输二进制信息的位数，单位为位/秒，记作bps或b/s。信道容量与数据传输速率的区别是，前者表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限，而后者是实际的数据传输速率。像公路上的最大限速与汽车实际速度的关系一样。3误码率二进制数据位传输时出错的概率。它是衡量数据通信系统在正常工作情况下的传输可靠性的指标。在计算机网络中，一般要求误码率低于10-6，若误码率达不到这个指标，可通过差错控制方法检错和纠错。误码率公式：误组率：即误码组率，某些数据通信中，以码组为信息传输单元。误组率=收信误组数/传输的全部码
23、组数。4端到端的延时指数据从信源传送到信宿所花费的时间。1.3.4 传输介质传输介质是传输信息的媒介，一般可分为有线的传输介质和无线的传输介质。有线：双绞线，同轴电缆，光纤。如有线载波通信，光纤通信。无线：无线电波，微波，红外线，激光。如微波通信，卫星通信。一、金属导体1双绞线双绞线（Twisted pair，缩写为TP）是一种常用做电信电缆的铜导线。双绞线通常是由两对或四对相互缠绕的铜线组成。那么为什么要把线缠绕着呢？由于铜是电子传递的非常好的导体，所以它对电磁信号没有任何限制。但是两根非常接近的铜线都在传导电信号时就会出现一定的电磁干扰，这种干扰称为“串音”。但如果相邻的导体的电流方向是一
24、致的话，那彼此的干扰就会重叠；但如果是电流方向相反的话，就会彼此抵消。因此把两条线相互旋转缠绕着的话，一来可以更容易确保其电流方向是相反的，同时相互间产生的干扰也会因缠绕而抵消得更彻底。而一对或者多对双绞线安置在一个套桶中时，便成为了双绞线电缆。双绞线电缆又分为非屏蔽双绞线电缆和屏蔽双绞线电缆。其唯一分别是STP 有一层导电金属膜将每对双绞线包裹起来提供更透彻的抗干扰能力。当然，STP 比 UTP 要贵多了，但在一些 UTP 实在应付不来的场合，还是物有所值的。图1.11 双绞线特点：线路损耗大，传输速率低，传输距离受到限制，但价格便宜，易于安装，主要用于局域网中。举例：家里的电话线，局域网也
25、通常采用双绞线作为传输介质。2同轴电缆同轴电缆(Coaxial Cable)是由绕同一轴线的两个导体组成的，因此称为同轴。它的具体构造是中央是一条被隔离层保护着的铜导芯其外隔着一层绝缘体还有一层导体金属网，在最外层则是保护外皮。它有更好的屏蔽能力，如果您需要比双绞线更高的抗干扰要求，但又用不起光纤的话，Coaxial 可以说是最佳选择。同轴电缆的特点是：同轴电缆阻抗特性均匀，电磁干扰屏蔽性能极好，误码率低，适用于各种局域网；容量比较大，它的速率介于双绞线和光纤之间。衰减比双绞线要小得多。图1.12同轴电缆二、光导纤维我们所介绍的都是以电子方式传递的介质，而光缆（Fiber Optic Cabl
26、e）则是以光为传递方式的介质，它完全是不受电波干扰的。在这种网线上，光只在塑料或玻璃纤维里面传导，其外面则由一层薄薄的被称为 cladding 的外衣保护着，然后整根或多根导线则隔着一层绝缘材料被包裹在塑料外套里面。如图1.13：光缆要比铜导线小得多也轻得多，所以，大型光缆能比同样尺寸的铜线的传导作用更好。光缆本质上可以是多模或单模的。1传输介质：光纤（光缆）。2传输的信号：光信号（数字信号，有光脉冲相当于1，无光脉冲相当于0）3传输速率：1 Gb/s 以上4光波在纤芯中的传输原理：当光线的入射角足够大时，就会出现全反射，重复此过程，光就沿着光纤传播下去。5光纤种类多模：多模下则提供多条通道。
27、多模下的光纤物理层特性控制了不同模的速度。纤芯直径为 50 或 62.5m ，可以存在许多条入射角不同的光线，各自以不同的反射角全反射传播下去（即：每一个光线有一个不同的模式）。单模：单模时它只提供一条光通道，纤芯直径为 810 m（一个光波波长），光线不出现反射，直接向前传输。衰耗小，在 2.5 Gb/s 的高速率下传输数十公里而不必采用中继器。单模光纤具有更大的容量，但制造的成本比多模光纤要昂贵得多。6优缺点优点是传输速率高，可达 155Mbps 或更高；误码率低，抗干扰性强，安全无辐射保密性好，尺寸小重量轻，弯曲性能好。所以光缆一般都会用来做高速网络的骨干(Backbone)，因为也更难
28、遭到窃听，所以也多用来传送机密通讯。缺点：精确连接两根光纤比较困难。光缆最大的坏处是价钱高，而且架设费用也很高。不过近年来随着光缆的普及，其造价也急跌许多，相信不久的将来，光缆的应用会越来越广泛。图1.13 光缆三、无线电波1微波通信微波一种具有较高频率(300MHz300GHz)的电磁波。波长很短，通常为1米至1毫米。利用电磁波可以在空间自由传播的特性，通过调节电磁波的振幅、频率或相位实现远距离传输信息。三种方式：地面微波接力通信，卫星通信，对流层散射通信，优点： 容量大，可靠性高，建设费用低，抗灾能力强。有人认为未来只有两种通信手段：光纤：用于所有固定设备（电话、传真机、计算机）通信；无线
29、通信：用于所有移动通信。 2卫星通信（1）概念利用人造地球卫星作为中继站转发无线电信号，实现两或多个地球站之间的通信。是微波接力通信技术与空间技术相结合的产物。（2）特点优点：通信距离远、频带宽、容量大、抗干扰强、通信稳定缺点：造价高（卫星本身，发射卫星的火箭）、技术复杂、通信天线口径大、有较大延时、同步轨道卫星数目有限1.3.5 移动通信一、概念处于移动状态的对象之间的通信，包括寻呼系统，蜂窝移动电话（俗称手机），集群调度，无绳电话和卫星系统。 二、系统组成1移动台：是移动的通信终端，它是接收无线信号的接收机，包括手机，呼机，无绳电话等。2基站：是与移动台联系的一个固定收发机，它接收移动台的
30、无线信号，每个基站负责与一个特定区域（10km 20km的区域）的所有的移动台进行通信。3移动交换中心：与基站之间通过无线微波、电缆或光缆交换信息，移动交换中心再与公共电话网进行连接。每个基站的有效区域既相互分割，又彼此有所交叠，整个移动通信网就像是蜂窝，所以也称为“蜂窝式移动通信”。 三、发展1第一代：传输模拟信号，使用频段800/900MHz；2第二代：传输数字信号，使用频段900MHz1800MHz。标准如下：GSM（欧洲全数字移动通信系统，全球可移动通信系统，全球通）IS-54（美国移动通信系统，数字系统并兼容模拟系统）JDC（日本移动通信系统，数字系统并兼容模拟系统）TDMA时分多址
31、CDPD蜂窝数字分组数据CDMA码分多址3第三代：使用频段2GHz，IMT-2000，意指在2000年左右开始商用并工作在2000MHz频段上的国际移动通信系统。课后作业课后习题1、2、3、41.4数字技术基础引入 大家在日常生活中有没有听过数字技术这几个字呢，有哪些日常用品和数字技术有关的呢？比如数字摄像机，数字摄像头,mp3，这些产品中都利用到了数字技术。另外计算机从一开始就采用了数字技术，在通信和其他很多信息系统中都大量采用了数字技术，如苏州从2007年8月开始全面启动了数字电视对传统有线电视的切换活动，免费去领一个机顶盒，然后就可以由原来的模拟电视切换到数字电视，并且可以暂时保留8套传
32、统的节目。所以说在当代这样一个信息化的社会，数字技术到处可见，与我们的生活息息相关，使用数字技术来构造和开发各种信息系统是信息技术发展的总趋势，也是信息技术发展的一种必然。我们有必要学习这方面的相关知识，掌握了数字技术的内涵才可以更好的理解当代信息技术的含义。我们这节课将主要讲述数字技术方面的相关知识。 主要知识点1.4.1信息的基本单位比特1.4.2比特与二进制数1.4.3 整数（定点数）的表示1.4.4 实数（浮点数）的表示 讲授内容当代电子信息技术的基础有两项：一项是微电子与光纤技术，另一项是数字技术。数字技术就是用有限个状态(0和1两个数字)来表示、处理、存储和传输一切信息的技术。在1
33、.1节学习过，信息有很多种，如数字，文字，声音等，这些多种多样的信息在计算机中是如何被表示，处理、存储和传输的呢。计算机不象我们人类，认识文字，懂得各种语言，计算机只能认识0和1，所以说任何形式的信息，不论是数字、文字、声音、图形还是其他类型的信息，他们都必须在转换成二进制形式的编码（0或1）表示后，才能由计算机进行处理、存储和传输。1.4.1信息的基本单位比特一、比特的概念比特（bit）：是计算机中处理、存储、传输信息的最小单位。数字技术的处理对象是比特，简称为“位”。比特只有两种状态：0或者1。0和1这两个值不是数量上的概念，而是表示两种不同的状态。比特是组成信息的最小单位。很多情况下比特
34、只是一种符号而没有数量的概念。表示一个比特可以使用两种状态，如开关的开或关，灯泡的亮或是暗，睁开眼睛和闭上眼睛。其中一个状态表示0，另外一个状态表示1。提问本章自测题选择题第3题。字节(Byte)：是计算机中信息的基本编址单位，即衡量计算机所容纳信息量多少的单位。1 B = 8 b。二、比特的运算逻辑乘(与)、逻辑加(或)和取反(非)。运算规则如下：00=0，01=0，10=0，11=100=0，01=1，10=1，11=10取反为1，1取反为0。例110110111011110111111111110110111011110110011001三、比特的存储存储一个比特需要使用具有两种稳定状态
35、的器件，如开关、继电器、灯泡等。另一种存储比特的方法是使用电容器。现代微电子技术已经可以在一块半导体芯片上集成以亿计的微小的电容，他们构成了可存储大量二进位信息的半导体存储器。如磁盘和光盘。存储容量的基本单位是字节（B）。经常使用的存储容量的单位有：1KB = 210B =1024 B 1MB = 220 B = 1024 KB1GB = 230B =1024 MB 1TB = 240 B = 1024 GB在日常生活中我们可以经常看到这些单位，如软盘的大小是1.44MB，mp3的大小是512MB，光盘的容量是4.7GB。另外还有更大的单位，如P等，参考网站http:/www.opendige
36、st.org/article.php/339。四、比特的传输传输速率的度量单位是每秒多少比特，经常使用的比特传输速率的单位有：kb/s, 1kb/s=103比特/秒=1000b/sMb/s, 1kb/s=106比特/秒=1000kb/sGb/s, 1kb/s=109比特/秒=1000Mb/sTb/s, 1kb/s=1012比特/秒=1000Gb/s注意比较存储容量的单位和数据传输速率的单位的区别。（1）K,M,G,T的大小的区别。（2）存储容量的基本单位是字节（B），传输速率的度量单位是每秒多少比特，含义不同。1.4.2比特与二进制数一、十进制与二进制提问：以前有没有接触过其他进制，会不会与十
37、进制之间进行转换？先回忆十进制的按权展开的方法。如354.45代表的实际数值是：3*102+5*101+4*100+4*10-1+5*10-2一个十进制数的实际大小是：S=Kn*10n+Kn-1*10n-1+K1*101+K0*100+K-1*10-1+K-2*10-2+K-m*10-m其中10n，10n-1，101是各位的权值，基数是10。1二进制的概念二进制是一种计数制，其基数是2，只使用两个不同的数字符号即0和1，其特点是“逢二进一”例：(10101)2的大小可以表示为=124+023+122+021+120 其中, 24、23、22、21、20是各位的位权。表示形式：(10101)2
38、10101B2为什么计算机采用二进制？二进制中只含0和1，使用有两种稳定状态的物理器件就可表示；运算规则特别简单；可进行逻辑运算。3二进制与十进制之间的转换二进制转化为十进制： (10101.01)2=(124+023+122+021+120+02-1+12-2)10=(21.25)10十进制转化为二进制：（1）整数部分的转换整数部分的转换方法是“除基取余，上右下左”。 例： 将（835）10转换为二进制数 所以，(835) 10=(1101000011) 2（2）小数部分的转换小数部分的转换方法是“乘基取整，上左下右”。 例：将十进制小数0.34375转换为二进制小数。解： 整数部分 高位0
39、.34375x20.68750 00.6875x21.3750 10.375x20.750 00.75x21.50 10.5x21.00 1 低位所以，（0.34375）10（0.01011）2课堂练习：把43.63转换为二进制。（101011.1010）2二、八进制与十六进制1八进制（Octal）有八个不同符号0，1，2，7构成基数为8，位权分别是8 0 、 81 、 82 、 表示形式：(37)8 37Q2十六进制（Hexadecimal）有十六个不同符号0，1，2，9，A，B，C，D，E，F基数为16，位权分别是16 0 、161 、 162 、 表示形式：(1A5)16 1A5H3转换
40、八进制和十六进制转为十进制数：(3215)8 = 383 + 282 + 181 + 580 =（1677）10(3A.C)16=(3161+10160+1216-1) 10 =(58.75) 10八进制和十六进制转换为二进制：(16.327 8=( 001 110 . 011 010 111 )2 =(1110.011010111) 2 （一分三）(4C.2E)16 = ( 0100 1100 . 0010 1110 ) 2 = (1001100.0010111) 2 （一分四）二进制转换为八进制和十六进制：(11101.01) 2 = ( 011 101 . 010 ) 2 = (35.2
41、) 8（三合一）(11101.01) 2 = ( 0001 1101 . 0100 ) 2 = ( 1D.4 ) 16（四合一）课堂练习：(13.724) 8=( 001 011 . 111 010 100 )2 =(1011.1110101) 2 （一分三）(2B.5E)16 = ( 0010 1011 . 0101 1110 ) 2 = (101011.0101111) 2 （一分四）(10011.01) 2 = ( 010 011 . 010 ) 2 = (23.2) 8（三合一）(11001.11) 2 = ( 0001 1001 . 1100 ) 2 = ( 19.C ) 16（四合
42、一）1.4.3整数（定点数）的表示计算机中的数值信息分为整数和实数。整数可分为不带符号的整数和带符号的整数，带符号的整数的最高位是符号位。一、不带符号的整数的取值范围用8个二进位表示时取值范围是0255(28-1) 16个二进位表示时取值范围是0 65535(216-1)二、带符号位整数的表示方法带符号位的整数的表示形式有原码、反码和补码。正整数其原码、反码和补码相同。1原码整数X的原码指：其符号位的0或1表示X的正或负，其数值部分就是X的绝对值的二进制表示。例：+43原 = 00101011，43原=10101011用8个二进位表示时取值范围是127 +127(27-1) 即28-1个数16
43、个二进位表示时取值范围是32767 +32767(215-1)注意：数0的原码 +0=00000000；-0=100000002反码整数X的反码指：正数的反码与其原码相同，负数的反码是原码除符号位外的各位取反。例： +43反= 00101011 ， 43反= 11010100用8个二进位表示时取值范围是127 +127(27-1) 注意：数0的反码 +0=00000000；-0=111111113补码整数X的补码指：正数的补码与其原码相同，负数的补码是原码除符号位外的各位取反，然后最低位加1。例： +43补= 00101011 ， 43补= 11010101用8个二进位表示时取值范围是128 +127(27-1) 注意：数0的补码 0=-0=00000000课后练习：（1）求78的原码，反码和补码。（2）一个带符号的整数表示为10100011，求他的实际大小。1.4.4 实数（浮点数）的表示实数一般有两种表示形式一、定点数表示法：小数点的位置是固定不变的。约定小数点在机器数最低位的右边，则表示整数；约定小数点在机器数数值位的左边符号位的右边，则表示纯小数。例：X补=11011000 小数点位置表示X为-40 X补= 0 1011000 小数点位置表示X为+0.6875