第一章信息技术基础复习资料.docx
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第一章信息技术基础复习资料
第一章信息技术基础
【知识点1】：
1、信息技术
信息技术是研究信息的获取、传输和处理的技术，由计算机技术、通信技术、微电子技术结合而成，有时也叫做“现代信息技术”。
例如雷达、卫星遥感等感测与识别技术使人们的感知范围、感知精度和灵敏度大为提高；电话、电视、因特网（Internet）等通信技术与光、电、磁等信息存储技术几乎消除了人们交流信息的空间和时间障碍；计算机、机器人等信息处理和控制技术大大增强了人们的信息加工处理和控制能力。
2、信息处理系统
信息处理系统就是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。
它能为人们更多更好地获得和使用信息服务。
从自动化程度来看，有人工的、半自动的和全自动的；
从技术手段来看，有机械的、电子的和光学的；
从适用范围来看，有专用的和通用的；
【典型考题】：
61．现代信息技术是以__数字__技术为基础，以计算机及其软件为核心，采用电子技术、激光技术进行信息的收集、传递、加工、存储、显示与控制。
81．信息技术是指用来取代人的信息器官功能，代替人类进行信息处理的一类技术。
（×）
61．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，电子计算机从一开始就采用了该技术。
2．用于扩展人的神经网络系统和记忆器官的功能，消除信息交流的空间障碍和时间障碍的信息技术是__D_。
A．感侧与识别技术B．控制与显示技术C．计算与处理技术D．通信与存储技术
61．现代信息技术的主要特征是以数字技术为基础，以__计算机及其软件__为核心。
【知识点2】：
微电子技术是发展电子信息产业和各项高技术的基础，是关键性的技术。
晶体管成为集成电路技术发展的基础，现代微电子技术就是以集成电路为核心。
集成电路的特点：
体积小、重量轻、可靠性高、工作速度快。
衡量微电子技术进步的标志要在三个方面：
一是缩小芯片中器件结构的尺寸，即缩小加工线条的宽度；
二是增加芯片中所包含的元器件的数量，即扩大集成规模；
三是开拓有针对性的设计应用。
集成电路是采用多层布线或遂道布线的方法将元器件组合成完整的电子电路。
集成电路根据它所包含的电子元件如晶体管、电阻等，数目可以分为小规模、中规模、大规模、超大规模和极大规模集成电路。
通常集成度小于100的集成电路称为小规模集成电路（SSI）；集成度在100～3000个电子元件之间的集成电路称为中规模集成电路（MSI）；集成度在3000～10万个电子元件的集成电路称为大规模集成电路（ISI）；集成度达10万～100万个电子元件的集成电路称为超大规模集成电路（VLSI）；集成度超过100万个电子元件的集成电路称为极大规模集成电路（ULSI），通常并不严格区分VLSI和ULSI,而是统称为VLSI。
集成电路芯片是微电子技术的结晶，它是计算机和通信设备的硬件核心，是现代信息产业的基础。
【知识点3】：
集成电路按其功能、结构的不同，可以分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。
集成电路按制作工艺可分为半导体集成电路和膜集成电路。
膜集成电路又分类厚膜集成电路和薄膜集成电路。
集成电路按导电类型可分为双极型集成电路和单极型集成电路。
集成电路按用途可分为通用集成电路和专用集成电路。
Moore定律，每个18-24个月集成电路的集成度就会翻一番。
今后的十年将继续遵循这个规律，但是不会永远成立。
根据美国半导体协会预测到2010年将能达到18英寸晶圆和0.07～0.05μm的工艺水平。
【典型考题】：
1．下列关于集成电路的叙述，正确的是___B___。
A．集成电路的集成度将永远符合Moore定律
B．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，通常尺寸越小，速度越快
C．集成电路是20世纪的重大发明之一，在此基础之上出现了世界上第一台电子计算机
D．集成电路是在金属基片上制作而成的
82．集成电路按用途可以分为通用集成电路与专用集成电路，存储器芯片属于通用集成电路。
（√）
【知识点4】：
集成电路卡称为IC卡。
它把集成电路芯片密封在塑料卡基片内部，使其成为能存储、处理和传递数据的载体。
比磁卡技术先进很多，能可靠地存储数据，并且不受磁场影响.
1）IC卡按卡中所镶嵌的集成电路芯片可分为存储器卡和智能卡：
⑴存储器卡。
这种卡封装的集成电路为存储器，其容量大约为几KB到几十KB，信息可长期保存，也可通过读卡器改写。
存储卡结构简单，使用方便，读卡器不需要联网就可工作。
主要用于安全性要求不高的场合。
如电话卡、水电费卡、公交卡、医疗卡等。
还有一种带加密逻辑的存储器卡,这种IC卡除了存储器外，还专设有加密电路，安全性能好，因此用于安全性要求高的场合。
⑵智能卡，也称为CPU卡。
卡上集成了中央处理器（CPU）、程序存储器和数据存储器，还配有操作系统。
这种卡处理能力强，保密性好。
常用于作为证件和信用卡使用的重要场合。
手机中使用的SIM卡就是一种特殊的CPU卡,它不但存储了用户的身份信息，而且可将电话号码、短消息等也存储在卡上。
2）IC卡按使用方式可分为两种接触式IC卡和非接触式IC卡：
⑴接触式IC卡（如电话IC卡），其表面有一个方型镀金接口，通过金属触点传输数据。
这种IC卡多用于存储信息量大、读写操作比较复杂的场合。
接触式IC卡易磨损、怕油污，寿命不长。
⑵非接触式IC卡又称为射频卡、感应卡,它采用电磁感应方式无线传输数据，操作方便、快捷。
这种IC卡记录的信息简单，读写要求不高，常用于身份验证等场合。
此卡采用全密封胶固化，防水、防污，使用寿命长。
IC卡不但可以作为电子证件，用来记录持卡人的数据，作为身份识别之用，也可以作为电子钱包使用，具有广泛的应用前景。
非接触式IC卡的原理及应用
卡内的一个LC串联谐振电路（其谐振频率与读卡器发射的频率相同）便产生电磁共振，使电容充电，为卡内其他电路提供2V左右的工作电压。
我国第二代居民身份证就是采用非接触式IC卡制成的。
与第一代证的区别在于，第二代证内部嵌入了一枚指甲盖大小的非接触式集成电路芯片，实现了"电子防伪"和"数字管理"两大功能。
第二代居民身份证在“防伪”方面有多种措施。
1）第二代证除证件表面采用防伪膜和印刷防伪技术
2）内藏集成电路芯片，将个人数据和图像经过编码、加密后存储在芯片中，需要时可通过非接触式读卡器读取卡内存储的信息进行验证。
3）今后甚至还可以将人体生物特征如指纹等保存在芯片中，进一步改善防伪性能。
第二代证的芯片是由公安部监制的专用芯片，大大的杜绝了伪造的可能性。
4）第二代居民身份证更大的应用价值还在于居民身份信息的数字化。
证件信息的存储和证件查询采用了数据库和网络技术，既可实现全国联网快速查询和身份识别，也可进行公安机关与政府其他行政管理部门的网络互查，实现信息共享，使第二代证在公共安全、社会管理、电子政务、电子商务等方面发挥重要作用。
【典型考题】：
3．下列关于IC卡的叙述，错误的是_____c_____。
A．IC卡按卡中镶嵌的集成电路芯片不同可分为存储器卡和CPU卡
B．现在许多城市中使用的公交IC卡属于非接触式IC卡
C．只有CPU卡才具有数据加密的能力
D．手机中使用的SIM卡是一种特殊的CPU卡
【知识点5】：
1）现代通信指的是使用电波或光波传递信息的技术，通常称为电信（telecommunication）。
电报、电话、传真等。
通常人们利用书、报、杂志、磁带、光盘等传递信息均不属于现代通信的范围。
2）广播和电视也使用电波传递信息，不过它们是一种单点向多点发送信息的单向通信。
通信的任务就是传递信息。
由三个要素组成：
信息的发送者（称为信源）
信息的接收者（称为信宿）
信息的传输通道（称为信道）
3）模拟通信
模拟传输技术是模拟通信的基础。
模拟传输技术指的是直接用连续信号来传输信息或者通过用连续信号对载波进行调制来传输信息的技术。
由于导体存在电阻，电信号直接传输的距离有限。
高频振荡的正弦波信号在长距离通信中能够比其他信号传送得更远。
因此可以把这种正弦波信号作为携带信息的“载波”，在信息传输时，利用信源信号去调整载波的参数（幅度、频率或相位），称为“调制”，所使用的设备称为“调制器”。
经过调制后的载波携带着被传输的信号在信道中进行长距离传输，到达目的地时，接收方再把载波所携带的信号检测出来恢复为原始信号的形式，称为“解调”，所使用的设备称为“解调器”。
在多数情况下通信总是双向进行的，所以调制器与解调器需要同时使用，通常就把实现调制和解调功能的设备称为“调制解调器”（MODEM），俗称“猫”。
传统的有线载波电话以及目前还在广泛使用的无线电广播和模拟电视采用的都是模拟通信技术。
模拟通信的的主要优点是结构比较简单、成本低。
但是在信号的调制和传输过程中不可避免地会受到噪声信号的干扰，传输质量不稳定，目前已经越来越多地被数字通信所取代。
【典型考题】：
82．载波信号是频率比被传输信号高得多的正弦波。
（√）
2．下列关于信息系统的叙述，错误的是____c______。
A．电话是一种双向的、点对点的、以信息交互为主要目的的系统
B．网络聊天室一种双向的、以信息交互为主要目的的系统
C．广播是一种点到面的、双向信息交互系统
D．因特网是一种跨越全球的多功能信息系统
82．移动通信指的是处于移动状态的对象之间的通信，目前广泛使用的GSM是第2代移动通信系统。
（√）
81．现代通信系统常常在信号的发送端用调制解调器对发送的信号进行调制，调制只是改变了信息的表达方式，并没有改变信息的内容。
（√）
【知识点6】：
数字传输技术数是数字通信的基础。
数字传输技术指的是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。
数字传输技术比模拟传输技术有诸多的优点：
抗干扰能力强，差错可控制，没有噪声积累，可以实现长距离、高质量的传输。
灵活性好。
适应范围广，无论是电话、图像、数据均可以转换为统一的二进制数字信号在信道上进行传输，并实现综合处理。
传输的是数字信号，可放便地由计算机进行存储及管理。
对数字信号加密技术好，通信的安全性易得到保证。
数字通信中多数使用的是数字电路，易用超大规模集成电路实现，有利于通信设备的小型化、微型化，也降低了功耗。
基带传输与频带传输
数字设备互相通信时，需要传输的是来自计算机或数据终端输出的数字信号，这些信号具有高的低频成分，它们在计算机内部或者在相邻设备之间近距离传输时，可以不经过调制就在信道上直接进行，称为“基带传输”。
在需要远距离传输或无线传输的情况下，数字信号必须采用频带传输技术进行传输，即先用数字信号对特定频率的载波进行调制（称为数字调制），使其变为适合于传送的信号，然后再进行传输。
称为幅移键控（或频移键控、相移键控）。
【知识点7】：
多路复用技术：
为了提高传输线路的利用率，采用一条传输线路同时传输多路信号，称为多路复用技术。
数字传输采用的多路复用技术有两种。
“时分多路复用”（TDM）和“频分多路复用”（FDM）。
【典型考题】：
62．使用__多路复用_技术后，同轴电缆、光线等传输线路可以同时传输成千上万路不同信源的信号。
3．下列关于多路复用技术的叙述，正确的是_A__。
A．将多路信息沿同一信道传输，以提高利用率
B．将多路信号沿多条线路传输，以减少干扰
C．将同一信号多次传输，以提高传输正确性
D．将同一信号沿多条线路传输，以提高可靠性
【知识点8】:
数字通信系统的性能主要用以下几个指标来衡量：
（1）信道带宽。
一条物理传输线路可以承载一个或多个通信信道。
信道带宽与采用的传输介质、传输距离、多路复用方法、调制解调方法等密切相关，是数字通信系统的主要性能参数之一。
（2）数据传输速率，简称数据速率。
指实际进行数据传输时单位时间内传送的二进位数目，通常使用“千位/秒”（Kbps）、“兆位/秒”（Mbps）或“千兆位/秒”（Gbps）等作为计量单位。
（3）误码率。
指数据传输中规定时间内，出错数据占被传输数据总数的比例。
（4）端一端延迟。
指数据从信源传送到信宿所花费的时间。
【典型考题】：
2．人们往往会用“我用的是10M宽带上网”来说明自己计算机连网的性能。
这里的“10M”指的是数据通信中的___A____指标。
A．信道带宽B．数据传输速率C．误码率D．端到端延迟
【知识点9】:
传输介质
在通信线路中使用的传输介质通常有：
金属导体：
它利用电流传输信息；
光导纤维：
它通过光波来传输信息；
无线电波：
它不需要物理连接，而是使用电磁波来传输信息。
不同的传输介质具有不同的传输特性，连接的设备不一样，成本也有很大差别，因而适用的范围也不同。
1）金属导体
常用的金属导体主要有：
双绞线和同轴电缆。
⑴双绞线是相互绞合成均匀螺纹状的导线所组成的一条传输线路。
双绞线可以用于传输模拟信号，数字信号的基带传输。
双绞线有屏蔽双绞线（STP）和无屏蔽双绞线（UTP）两种，前者在双绞线外面加上了用金属丝编织成的屏蔽层，可以用于较远距离的数据传送，误码率低，但价格稍高，后者使用在计算机局域网中，距离大约100m左右。
根据种类与与传输速率可分为，三类线：
10Mb/s，质量更高些的五类线：
100Mb/s，六类线：
200Mb/s。
双绞线价格便宜且安装方便。
双绞线容易受到外部高频电磁波的干扰，线路本身也会产生一定的噪声，误码率较高，因此每隔一定距离就要使用中继器将信号进行放大、整形，通常只在建筑物内部使用。
⑵同轴电缆是一组同心圆，最外圈是绝缘保护层，紧贴着的是一圈起屏蔽作用的金属编织层，再里面是绝缘填料，用来分隔编织的外导体与内导体，内导体可以用单股实心线，或者多股绞合线。
目前广泛使用的同轴电缆有基带同轴电缆（特征阻抗50Ω）和宽带同轴电缆（特征阻抗75Ω）两种。
前者在计算机局域网中用于以基带传输方式传输数字信号，距离约为200～500m.传输速率可达50Mb/s，后者即常用的有线电视电缆，带宽可达300～400MHz,主要用于传输电视信号，最大传输距离可达几km甚至几十km。
2）光导纤维
⑴光导纤维的结构与分类
光导纤维也为称光纤，由折射率较高的纤芯和折射率略低的包层组成，包层外有涂覆层，为光纤提供物理保护，屏蔽外部光源的干扰。
光纤具有把光封闭在纤芯中并沿纤芯轴向进行传播的功能。
纤芯是直径大约为10～100μm的细石英玻璃丝，透明、纤细。
为了保护光纤，包层外通常还覆盖保护层和绝缘层等。
单芯光缆只有1根光纤，多芯光缆包含有多根光纤。
根据激光在光纤中的传输模式，光纤分为单模与多模两大类，前者传输距离远、速率高（例如100km距离时速率可达1OGbps），适合远程通信使用，后者传输距离近、速率低（例如1km距离内速率为lGbps）一般在局域网中使用。
⑵光导纤维工作原理
需要传输的数字信号（电信号）在发信端去驱动一个光源（半导体激光器或发光二极管），并对发出的光信号进行调制。
经过调制后的光信号通过光纤传送到接收端，信号经放大后由光检测器（半导体光电管）进行检测、解调，转换成电信号之后输出。
在传输时光纤线路有损耗，并伴有信号失真和噪声干扰，为此每隔一定的距离要接入中继器对信号进行修正。
光纤主要用于传输数字信号。
数字信号直接对光进行调制，即通过信号中的O或1来控制激光的通或断。
光波的频率为1014～1015Hz.波长为微米级，因此通信容量很大。
目前一束光每秒能携带2.5G或10G的二进位信号。
光导纤维是绝缘体，它除了具有大容量、数字传输的优点之外，还不会受高压线和雷电电磁感应的影响，抗核辐射的能力强。
光纤几乎可以做到不漏光，因此保密性强。
光纤的重量轻，便于运输和铺设，它的传输损耗很小，所以元中继通信的距离很长。
光纤通信具有很多种优点，因此从20世纪80年代起，各国开始大规模铺设光纤通信线路，光纤传输网已经成为几乎所有现代通信的基础平台。
3）无线电波
无线电波可以按频率（或波长）分成中波、短波、超短波和微波。
由于不同波段电磁波的传播特性不同，因此可以应用于不同的通信系统。
例如，中波主要沿地面传播，绕射能力强，适用于广播和海上通信，短波具有较强的电离层反射能力，适用于环球通信，超短波和微波的绕射能力较差，只能作为视距或超视距中继通信。
但电波通过自由空间时能量较分散，传输效率低。
另外，无线传输存在着易被窃听、易受干扰等缺点。
微波的波长很短，它具有极高频率（通常为300MHz～30OGHz）的电磁波，通常为lm至1mm。
微波具有类似光波的特性，在空间主要是直线传播,也可以从物体上得到反射。
它不能像无线电的中波那样沿地球表面传播，因为地面会很快把它吸收掉。
微波也不像短波那样，可以经电离层反射传播到地面上很远的地方，因为它会穿透电离层，进入宇宙空间而不再返回地面。
利用微波进行远距离通信的方式主要有:
（1）地面微波接力通信。
如终端站A通过中继站C.D.E.F.……与另一终端站B进行通信。
中继站之间的距离一般为50km左右。
（2）卫星通信。
地球站G经通信卫星与另一地球站H进行通信。
（3）对流层散射通信。
终端站X发出的微波信号经对流层散射传到另一终端站Y进行通信。
【知识点10】:
移动通信指的是处于移动状态的对象之间的通信，它包括蜂窝移动、集群调度、无绳电话、寻呼系统和卫星系统。
最有代表性的是手机,它属于蜂窝移动系统。
与固定通信相比，移动通信能克服通信终端位置对用户的限制，快速和及时地传递信息。
第1代个人移动通信采用的是模拟技术，使用频段为800/90OMHz.称之为蜂窝式模拟移动通信系统。
第2代移动通信系统在提供话音和低速数据业务方面已取得了很大的成功，而且技术还在发展。
例如，GSM提供了分组交换和分组传输方式的新的数据业务（称为GPRS），它可以在移动网内部或GPRS网与因特网之间进行数据传送，提供如浏览网页、收发电子邮件等服务。
第3代移动通信系统（3G）正在迅速兴起，它将实现高质量的多媒体通信。
包括话音通信、数据通信和图像通信等。
是将无线通信与互联网等多媒体通信相结合的新一代移动通信技术，其规范由国际电联（ITU）提出，称为IMT-2000意指在2000年左右开始商用并工作在200OMHz（2GHz）频段上的国际移动通信系统。
其目标有：
全球漫游，用户不再限制于一个地区和一个网络。
适应多种环境，将地面移动通信系统和卫星移动通信系统结合在一起。
提供高质量的多媒体业务，高质量的话音通信、数据通信和高分辨率的图像通信等。
提供足够的系统容量，具有高保密性和优质的服务。
3G技术的频谱利用率比2G高得多，频谱带宽成倍增长（1885MHz～2025MHL，211OMHz～2200MHz），数据传输能力将大幅度提高。
其数据传输速度的要求是：
室内环境达到2Mb/s，步行环境达到384kb/s，快速移动环境达到114kb/s。
这样，用户通过手机就能像使用电脑宽带上网一样，轻松实现网页浏览、网络游戏、观看在线视频、进行电子商务活动等。
这些业务在现有的2G网络上是根本无法想像的。
3G的话音质量优势突出，而成本只是2G的50%左右。
经国际电信联盟（ITU）批准的3G技术标准有3种：
WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。
前2种分别以欧、日和美、韩为主，第3种标准由我国独自制定。
TD-SCDMA的中文含义为时分一同步码分多址接入，它的无线传输方案灵活地综合了FDMA、TDMA和CDMA等多种传输方法的优点，在传输容量方面表现突出。
通过资源的最佳自适应分配和频谱效率最优化，它可支持所有的3G业务，实现与因特网直接相连。
【典型考题】：
3．所谓移动通信指的是处于移动状态的对象之间的通信。
下列_B_不是移动通信系统的组成部分。
A．移动台B．固定电话交换局C．移动电话交换中心D．基站
51．微波是一种具有极强频率的电磁波、波长很短。
利用微波可进行远距离通信，下列__ABC___为微波通信的几种主要方式。
A．地面微波接力通信B．卫星通信
C．对流层散射通信D．光纤通信
【知识点11】：
数字技术是采用有O和1两个数字来表示、处理、存储和传输信息的技术。
1.4.1
“比特”是数字技术的处理对象,其英文为“bit”,（binarydigit），中文意译为“二进位数字”或“二进位”，简称为“位”。
比特只有两种取值状态：
数字0,或者是数字1。
比特是组成数字信息的最小单位。
许多情况下比特只是一种符号而没有数量的概念。
这两个值不是数量上的概念，而是表示两种不同的状态。
比特是计算机和其他数字系统处理、存储和传输信息的最小单位，一般用小写的字母“b”表示。
另一种稍大些的数字信息的计量单位是“字节”（byte）,一般用大写字母“B”表示，每个字节包含8个比特。
【典型考题】：
81．计算机内部数据的运算可以采用二进制、八进制或十六进制。
1．关于比特的叙述，错误的是____d______。
A．存储（记忆）1个比特需要使用具有两种稳定状态的器件
B．比特的取值只有“0”和“1”
C．比特既可以表示数值、文字、也可以表示图像、声音
D．比特既没有颜色也没有重量，但有大小
【知识点12】：
比特的运算需要使用逻辑代数，也称为布尔代数。
逻辑代数中最基本的逻辑运算有三种：
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）以及取反（也称“非”运算，用符号“NOT”或“一”表示）运算。
它们的运算规则如下：
（逻辑加）
（逻辑乘）
取反运算最简单，“0”取反后是“1”，“1”取反后是“0”
当两个多位的二进制信息进行逻辑运算时，按位独立进行，即每一位不受同一信息的其他位影响。
例如，两个4位的二进制信息1100和0110进行逻辑加和逻辑乘的结果分别为：
【典型考题】：
51．下面有关比特的叙述中，正确的是_ABD__
A．比特是组成信息的最小单位B．表示比特需要使用具有两个稳定状态的物理器件
C．比特“1”大于比特“0”D．比特既可以表示数值或文字，也可以表示图像或声音
1．逻辑与运算：
11001010^00001001的运算结果是_A__。
A．00001000B．00001001C．11000001D．11001011
【知识点13】:
比特的存储
存储容量是一项很重要的性能指标。
经常使用的单位有：
千字节（Kilobyte.简写为KB）,1KB=210字节=1024B
兆字节（megabyte.简写为MB）,1MB=220字节=1024KB
吉字节（gigabyte.简写为GB）,1GB=230字节=1024MB（千兆字节）
太字节（terabyte.简写为TB）,1TB=240字节=1024GB（兆兆字节）
然而,由于kilo、mega、giga等单位在其他领域（如距离、频率的度量）中是以10的幕次来计算的，因此有些计算机设备（如磁盘）制造商也采用1MB=100OKB，1GB=10000OOKB。
这种差异已经带来了误解和混淆，这是需要引起注意的。
计算机中的存储单元以二进制位最小单位，以自己为基本单位，每一个字节有自己唯一对应的地址编号成为单元地址。
内存容量的换算以1024为单位，也就是210字节
【典型考题】：
2．下列关于“1KB”准确的含义是_C___
A．1000个二进制位B．1000个字节C．1024个字节D．1024个二进制位
【知识点14】:
4）比特的传输
近距离传输比特时可以直接传输（基带传输），远距离或者无线传输时就需要用数字数号（O、1）对载波进
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