第二章_信息技术与信息产业

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,现代高新技术,及其产业发展,第二讲,Thursday,October 31,2024,第二章 信,息,息技术与信息,产,产业,计算机技术,现代通信技术,微电子技术,多媒体技术,先进制造与自,动,动化技术,网络技术,激光技术,信息产业及其,发,发展,软件产业及其,发,发展,第一节 计算,机,机技术,一、电子计算,机,机的发展阶段,1、,计,计算,机,机发,展,展历,经,经了5个,阶,阶段,电,子,子管,时,时代,第一,台,台电,子,子计,算,算机,是,是1946年,在,在美,国,国研,制,制成,功,功的,，,

2、，名,叫,叫“,电,电子,数,数值,积,积分,计,计算,机,机”,，,，简,称,称“ENIAC”,。,。,晶,体,体管,时,时代,中,小,小规,模,模集,成,成电,路,路时,代,代,大,规,规模,集,集成,电,电路,时,时代,开始,朝,朝两,个,个方,向,向发,展,展：,一,一是,发,发展,微,微型,计,计算,机,机；,二,二是,发,发展,大,大型,计,计算,机,机。,超,大,大规,模,模集,成,成电,路,路和,2、前四代计算机是按构成计算机的,主要器件,的变革划分的。第五代计算机可能是光计算机，也可能是人工智能计算机，甚至可能发展到生物计算机。,第一,台,台计,算,算机,二、,计,计算,机,

3、机技,术,术发,展,展的,主,主潮,流,流与,未,未来,趋,趋势,1、目前,计,计算,机,机的,主,主要,发,发展,趋,趋势,1）,巨,巨型,化,化2）,小,小型,化,化和,微,微型,化,化,3）,网,网络,化,化4）,智,智能,化,化,2、,今,今后,的,的计,算,算机,及,及技,术,术,1）,精,精简,指,指令,系,系统,计,计算,机,机2）,并,并行,处,处理,技,技术,3）,多,多媒,体,体技,术,术4）,光,光计,算,算机,5）,超,超导,计,计算,机,机6）,模,模糊,计,计算,机,机,7）,人,人工,大,大脑8,）,）生,物,物计,算,算机,三、,计,计算,机,机应,用,用的,主

4、,主要,领,领域,计算机的应用领,域,域主要包括：数值计算、过,程,程控制、信息处,理,理、计算机辅助,设,设计与制造、人,工,工智能等。,四、电子计算机,的,的构成,电子计算机由硬,件,件与软件两部分,组,组成。,1、硬件,计算机硬件的组,成,成：中央处理器、,存,存贮器、输入输,出,出装置三大部分,。,。,（1）,中,中央处,理,理器：,又称CPU，,由,由运算,器,器与控,制,制器组,成,成，是,计,计算机,最,最核心,的,的部件,。,。,运算,器,器：是,对,对信息,进,进行加,工,工、运,控制器：是控制程序的执行，基本功能是从内存取指令和执行指令。,（2）存储器,作用：用来保存计算机

5、工作所必需的程序和数据。,单位,：,：最小,单,单位是二进制,位,位(bit)，基本,单,单位是字节（,Byt,e），更大,的,的单位,有,有千字节,（,（KB,）,）、兆字节,（,（MB,）,）和千兆字,节,节（GB），它们,之,之间的,换,换算关,系,系为：1Byte=8bit、1KB=1024B、1MB=1024KB、1G=1024MB。,分类,：,：主存,储,储器(,内,内存),、,、辅助,存,存储器(外存)、缓,a、主存储器是计算机直接存取程序和数据的地方，因此，计算机在执行程序前必须将程序装入内存中。,b、外存中的数据必需先送入内存中才能由CPU处理。,常用的外存有：磁盘、光盘和磁

6、带等。,磁盘分为硬盘和软盘。硬盘使用要有适宜的温度和湿度，应防尘、防震，不可随意拆卸。,光盘主,要,要有三,类,类：只,读,读性光,盘,盘、一,次,次写入,性,性光盘,、,、可擦,写,写性光,盘,盘。只,读,读性光,盘,盘（CDR,c、缓冲存储器用在两个不同工作速度的部件之间，在交换信息过程中起缓冲作用。,（3）输入和输出设备,输入设备：用来接受用户输入的原始数据和程序，并将它们变为计算机能识别的形式存放到内存中。,主要包括键盘、鼠标、光笔、扫描仪、摄像机、语音与文字输入系统等。,输出设备：用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式。,常用的输出设备有显示设备、打印机、音箱、

7、绘图仪等。,计算机,硬,硬件,中央处,理,理器（CPU,）,）,存储器,输入输,出,出设备,运算器,控制器,内存储,器,器,外存储,器,器,高速缓,冲,冲存储,器,器(Cache),随机存,取,取存储,器,器（RAM）,只读存,储,储器（ROM,）,）,磁盘（,硬,硬盘、,软,软盘）,、,、磁带,优盘,主机,光盘,只读光,盘,盘（CDROM）,一次性,写,写入光,盘,盘（CDR),可擦写,光,光盘,输入设,备,备,输出设,备,备,外设,2、软,件,件,计算机,软,软件是一系,列,列按照,特,特定顺,序,序组织,的,的计算,机,机数据,和,和指令,的,的集合,。,。,软件被,划,划分为系统软,件

8、,件和应,用,用软件,。,。系统,软,软件为,计,计算机,使,使用提,供,供最基,本,本的功,能,能。不,同,同应用,软,软件根,据,据用户,和,和所服,务,务的领,域,域提供,不,不同的,功,功能。,3、现,代,代计算,机,机系统,通,通常被,描,描述为,四,四个层,次,次：计,算,算机硬,件,件、操,作,作系统,、,、其他,的,的系统,软,软件、,应,应用软,件,件。,五、计,算,算机安,全,全问题,1、计算机,安,安全是指计,算,算机系,统,统的硬,件,件、软,件,件和数,据,据受到,保,保护，,不,不因自,然,然的和,人,人为的,原,原因而,遭,遭到破,坏,坏、更,改,改和显,露,露，

9、计,算,算机系,统,统能连,续,续正常,运,运行。,2、计,算,算机安,全,全是一,项,项复杂,的,的系统,工,工程，,要,要从计算机,安,安全技,术,术、安,全,全管理,、,、安全,立,立法三,个,个方面,入,入手，综合治理。,微电子技术是指微小型电,子,子元器件和电,路,路的研制、生,产,产以及用它们,来,来实现电子系,统,统功能的技术,领,领域，最主要,的,的是集成电路,技,技术。,一、微电子技,术,术的发展,1、集成电路是指以半导体,晶,晶体材料为基,片,片，采用专门,的,的工艺技术将,组,组成电路的元,器,器件和互连线,集,集成在基片内,部,部、表面或基,片,片之上的微小,型,型电路

10、或系统,。,。集成度是体现集成电,路,路水平的重要,标,标志。,2、1958,年,年，美国试制,成,成功世界上第,一,一块集成电路,。,。20世纪60年代中期，,中,中规模集成电,路,路。20世纪70年代，大,规,规模集成电路,。,。20世纪80年代，超,大,大规模集成电,路,路。目前，集,成,成度达到1000万晶体管,以,以上。,二、SOC技,术,术对集成电路,产,产业的影响,1、SOC：,将,将一个完整的,电,电子系统在单,个,个的芯片上来,实,实现，这就是系统芯片（SOC）。,2、SOC技,术,术主要包含3个关键的支,持,持技术：软硬件的协,同,同设计技术，IP核生成及,复,复用技术和超

11、,深,深亚微米集成,电,电路技术。,3、SOC技,术,术对集成电路产,业,业的影响。,SOC技,术,术对设计者知,识,识结构的要求,促,促使集成电路,整,整机企业与集,成,成电路设计企,业,业更紧密的结,合,合。,SOC技,术,术的出现促使,集,集成电路设计,业,业进一步分工,，,，微电子产业,进,进入智力竞争,和,和知识产权竞,争,争的高级阶段,。,。,SOC技,术,术的出现直接,导,导致IP核的,商,商业化，从而,对,对集成电路知,识,识产权保护提,出,出了更高的要,求,求。,三、集成电路,工,工艺装备的研,究,究现状和发展,趋,趋势,1、集成电路,核,核心装备目前,只,只有少数发达,国,

12、国家能够提供,。,。实现超微图,形,形成像的光刻,技,技术一直是推,动,动集成电路工,艺,艺技术水平发,展,展的核心驱动,力,力。,2、目前：248nmKrF、193nmArF、157nmF2,准,准分子激光器,光,光刻机及分辨,率,率增强技术（RET）。,3、今后：下,一,一代光刻机（NGL）。,四、我国集成,电,电路技术进步,态,态势,1、在深亚微,米,米集成电路基,础,础技术和工艺,技,技术研究方面,，,，研究成果已,经,经达到0.25,m工艺水平,，,，并对0.18m、0.13m工艺,技,技术进行跟踪,研,研究。,2、在芯片设,计,计领域，我国,取,取得了一批具,有,有自主知识产,权,

13、权的技术与产,品,品开发成果，,如,如中科院牵头,开,开发的“龙芯,”,”通用CPU,系,系列，由海归,学,学者创办的科,技,技公司开发的,“,“方舟”系列,和,和“星光”系,列,列等。,第三节 网,络,络技术,一、计算机网,络,络及其类别,1、计算机网络：是指按照约,定,定的网络协议,，,，将若干台计,算,算机通过通信,设,设备和线路连,接,接起来，形成,彼,彼此能够相互,通,通信的一组相,关,关的或独立的,计,计算机系统。,2、网络的作用：主要是为了,实,实现资源共享，包括信息资,源,源、硬件资源,、,、软件资源以,及,及通信资源的,共,共享。,3、网络的分类：按照规模和,地,地域，网络可

14、,分,分为局域网和,广,广域网。,局域网：是由,一,一组相互连接,的,的、具有通信,能,能力的微机和,其,其他设备所组,成,成的，用于有,限,限距离（如几,十,十米到几千米,）,）内的计算机,之,之间进行数据,和,和信息传递的,计,计算机网络。,广域网：是,利,利用已有的电,话,话线路、微波,通,通信线路进行,远,远距离数据传,输,输和资源共享,的,的计算机网络,体,体系。最大特,点,点是覆盖的地,理,理面积较为广,泛,泛。,二、国际互联,网,网及其发展,1、国际互联网(Internet)，也,称,称为因特网，,是,是利用通信设,备,备和线路将全,世,世界不同地理,位,位置的功能相,对,对独立

15、的数以,千,千万计的计算,机,机系统互联起,来,来，以功能完,善,善的网络软件,（,（网络通信协,议,议、网络操作,系,系统等）实现,网,网络资源共享,和,和信息交换的,数,数据通信网。,2、国际互联,网,网起源于美国ARPANET（阿帕网），TCP/IP,协,协议的诞生，标志,着,着因特网的形,成,成。,3、因特网的发展,趋,趋势：运营产业化,、,、应用商业化,、,、互联全球化,、,、互联宽带化,、,、多业务综合,平,平台化、智能,化,化,4、下一代互联网,特,特点：采用IPV6，能提供更,大,大地址空间；,数,数据传输速度,更,更快；更安全,可,可靠；支持大,规,规模实时交互,式,式的网络

16、视频,通,通信；支持大,规,规模移动和漫,游,游服务；更易,于,于管理。,三、信息高速,公,公路,1、信息高速公路描述的是现代,国,国家信息基础,设,设施，就是以,最,最新的数字化,光,光纤传输、智,能,能化计算机处,理,理和多媒体终,端,端服务技术装,备,备的地区、国,家,家或国际规模,的,的多用户、大,容,容量和高速度,的,的交互式综合,信,信息网络系统,。,。在这个系统,里,里要达到“四化”：传输高通量,化,化、网络普及,化,化、服务综合,化,化、系统智能,化,化。,2、信息高速,公,公路以光纤为,“,“路”，以电话、,电,电视、传真等,多,多媒体终端为,“,“车”，既能传输,语,语言和文字，,又,又能传输数据,和,和图像，使信,息,息的高速传递,、,、共享和增值,成,成为可能。,3、我国造出,世,世界上最宽的,信,信息高速公路,：,：“40G速率SDH光传输系,统,统”。,第四节 现代,通,通信技术,一、无线电通,信,信技术及其应,用,用,无线电报、无,线,线电话、广播,、,、电视、雷达,等,等。,二、数字程控,交,交换技术,1、交换机：,电,电话线路的交,换,换与接续设备,。