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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,現(xiàn)代高新技術(shù),及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展,第二講,Thursday,October 31,2024,第二章 信,息,息技術(shù)與信息,產(chǎn),產(chǎn)業(yè),計算機(jī)技術(shù),現(xiàn)代通信技術(shù),微電子技術(shù),多媒體技術(shù),先進(jìn)制造與自,動,動化技術(shù),網(wǎng)絡(luò)技術(shù),激光技術(shù),信息產(chǎn)業(yè)及其,發(fā),發(fā)展,軟件產(chǎn)業(yè)及其,發(fā),發(fā)展,第一節(jié) 計算,機(jī),機(jī)技術(shù),一、電子計算,機(jī),機(jī)的發(fā)展階段,1、,計,計算,機(jī),機(jī)發(fā),展,展歷,經(jīng),經(jīng)了5個,階,階段,電,子,子管,時,時代,第一,臺,臺電,子,子計,算,算機(jī),是,是1946年,在,在美,國,國研,制,制成,功,功的,，,

2、，名,叫,叫“,電,電子,數(shù),數(shù)值,積,積分,計,計算,機(jī),機(jī)”,，,，簡,稱,稱“ENIAC”,。,。,晶,體,體管,時,時代,中,小,小規(guī),模,模集,成,成電,路,路時,代,代,大,規(guī),規(guī)模,集,集成,電,電路,時,時代,開始,朝,朝兩,個,個方,向,向發(fā),展,展：,一,一是,發(fā),發(fā)展,微,微型,計,計算,機(jī),機(jī)；,二,二是,發(fā),發(fā)展,大,大型,計,計算,機(jī),機(jī)。,超,大,大規(guī),模,模集,成,成電,路,路和,2、前四代計算機(jī)是按構(gòu)成計算機(jī)的,主要器件,的變革劃分的。第五代計算機(jī)可能是光計算機(jī)，也可能是人工智能計算機(jī)，甚至可能發(fā)展到生物計算機(jī)。,第一,臺,臺計,算,算機(jī),二、,計,計算,機(jī),

3、機(jī)技,術(shù),術(shù)發(fā),展,展的,主,主潮,流,流與,未,未來,趨,趨勢,1、目前,計,計算,機(jī),機(jī)的,主,主要,發(fā),發(fā)展,趨,趨勢,1）,巨,巨型,化,化2）,小,小型,化,化和,微,微型,化,化,3）,網(wǎng),網(wǎng)絡(luò),化,化4）,智,智能,化,化,2、,今,今后,的,的計,算,算機(jī),及,及技,術(shù),術(shù),1）,精,精簡,指,指令,系,系統(tǒng),計,計算,機(jī),機(jī)2）,并,并行,處,處理,技,技術(shù),3）,多,多媒,體,體技,術(shù),術(shù)4）,光,光計,算,算機(jī),5）,超,超導(dǎo),計,計算,機(jī),機(jī)6）,模,模糊,計,計算,機(jī),機(jī),7）,人,人工,大,大腦8,）,）生,物,物計,算,算機(jī),三、,計,計算,機(jī),機(jī)應(yīng),用,用的,主

4、,主要,領(lǐng),領(lǐng)域,計算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng),域,域主要包括：數(shù)值計算、過,程,程控制、信息處,理,理、計算機(jī)輔助,設(shè),設(shè)計與制造、人,工,工智能等。,四、電子計算機(jī),的,的構(gòu)成,電子計算機(jī)由硬,件,件與軟件兩部分,組,組成。,1、硬件,計算機(jī)硬件的組,成,成：中央處理器、,存,存貯器、輸入輸,出,出裝置三大部分,。,。,（1）,中,中央處,理,理器：,又稱CPU，,由,由運(yùn)算,器,器與控,制,制器組,成,成，是,計,計算機(jī),最,最核心,的,的部件,。,。,運(yùn)算,器,器：是,對,對信息,進(jìn),進(jìn)行加,工,工、運(yùn),控制器：是控制程序的執(zhí)行，基本功能是從內(nèi)存取指令和執(zhí)行指令。,（2）存儲器,作用：用來保存計算機(jī)

5、工作所必需的程序和數(shù)據(jù)。,單位,：,：最小,單,單位是二進(jìn)制,位,位(bit)，基本,單,單位是字節(jié)（,Byt,e），更大,的,的單位,有,有千字節(jié),（,（KB,）,）、兆字節(jié),（,（MB,）,）和千兆字,節(jié),節(jié)（GB），它們,之,之間的,換,換算關(guān),系,系為：1Byte=8bit、1KB=1024B、1MB=1024KB、1G=1024MB。,分類,：,：主存,儲,儲器(,內(nèi),內(nèi)存),、,、輔助,存,存儲器(外存)、緩,a、主存儲器是計算機(jī)直接存取程序和數(shù)據(jù)的地方，因此，計算機(jī)在執(zhí)行程序前必須將程序裝入內(nèi)存中。,b、外存中的數(shù)據(jù)必需先送入內(nèi)存中才能由CPU處理。,常用的外存有：磁盤、光盤和磁

6、帶等。,磁盤分為硬盤和軟盤。硬盤使用要有適宜的溫度和濕度，應(yīng)防塵、防震，不可隨意拆卸。,光盤主,要,要有三,類,類：只,讀,讀性光,盤,盤、一,次,次寫入,性,性光盤,、,、可擦,寫,寫性光,盤,盤。只,讀,讀性光,盤,盤（CDR,c、緩沖存儲器用在兩個不同工作速度的部件之間，在交換信息過程中起緩沖作用。,（3）輸入和輸出設(shè)備,輸入設(shè)備：用來接受用戶輸入的原始數(shù)據(jù)和程序，并將它們變?yōu)橛嬎銠C(jī)能識別的形式存放到內(nèi)存中。,主要包括鍵盤、鼠標(biāo)、光筆、掃描儀、攝像機(jī)、語音與文字輸入系統(tǒng)等。,輸出設(shè)備：用于將存放在內(nèi)存中由計算機(jī)處理的結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兯芙邮艿男问健?常用的輸出設(shè)備有顯示設(shè)備、打印機(jī)、音箱、

7、繪圖儀等。,計算機(jī),硬,硬件,中央處,理,理器（CPU,）,）,存儲器,輸入輸,出,出設(shè)備,運(yùn)算器,控制器,內(nèi)存儲,器,器,外存儲,器,器,高速緩,沖,沖存儲,器,器(Cache),隨機(jī)存,取,取存儲,器,器（RAM）,只讀存,儲,儲器（ROM,）,）,磁盤（,硬,硬盤、,軟,軟盤）,、,、磁帶,優(yōu)盤,主機(jī),光盤,只讀光,盤,盤（CDROM）,一次性,寫,寫入光,盤,盤（CDR),可擦寫,光,光盤,輸入設(shè),備,備,輸出設(shè),備,備,外設(shè),2、軟,件,件,計算機(jī),軟,軟件是一系,列,列按照,特,特定順,序,序組織,的,的計算,機(jī),機(jī)數(shù)據(jù),和,和指令,的,的集合,。,。,軟件被,劃,劃分為系統(tǒng)軟,件

8、,件和應(yīng),用,用軟件,。,。系統(tǒng),軟,軟件為,計,計算機(jī),使,使用提,供,供最基,本,本的功,能,能。不,同,同應(yīng)用,軟,軟件根,據(jù),據(jù)用戶,和,和所服,務(wù),務(wù)的領(lǐng),域,域提供,不,不同的,功,功能。,3、現(xiàn),代,代計算,機(jī),機(jī)系統(tǒng),通,通常被,描,描述為,四,四個層,次,次：計,算,算機(jī)硬,件,件、操,作,作系統(tǒng),、,、其他,的,的系統(tǒng),軟,軟件、,應(yīng),應(yīng)用軟,件,件。,五、計,算,算機(jī)安,全,全問題,1、計算機(jī),安,安全是指計,算,算機(jī)系,統(tǒng),統(tǒng)的硬,件,件、軟,件,件和數(shù),據(jù),據(jù)受到,保,保護(hù)，,不,不因自,然,然的和,人,人為的,原,原因而,遭,遭到破,壞,壞、更,改,改和顯,露,露，

9、計,算,算機(jī)系,統(tǒng),統(tǒng)能連,續(xù),續(xù)正常,運(yùn),運(yùn)行。,2、計,算,算機(jī)安,全,全是一,項(xiàng),項(xiàng)復(fù)雜,的,的系統(tǒng),工,工程，,要,要從計算機(jī),安,安全技,術(shù),術(shù)、安,全,全管理,、,、安全,立,立法三,個,個方面,入,入手，綜合治理。,微電子技術(shù)是指微小型電,子,子元器件和電,路,路的研制、生,產(chǎn),產(chǎn)以及用它們,來,來實(shí)現(xiàn)電子系,統(tǒng),統(tǒng)功能的技術(shù),領(lǐng),領(lǐng)域，最主要,的,的是集成電路,技,技術(shù)。,一、微電子技,術(shù),術(shù)的發(fā)展,1、集成電路是指以半導(dǎo)體,晶,晶體材料為基,片,片，采用專門,的,的工藝技術(shù)將,組,組成電路的元,器,器件和互連線,集,集成在基片內(nèi),部,部、表面或基,片,片之上的微小,型,型電路

10、或系統(tǒng),。,。集成度是體現(xiàn)集成電,路,路水平的重要,標(biāo),標(biāo)志。,2、1958,年,年，美國試制,成,成功世界上第,一,一塊集成電路,。,。20世紀(jì)60年代中期，,中,中規(guī)模集成電,路,路。20世紀(jì)70年代，大,規(guī),規(guī)模集成電路,。,。20世紀(jì)80年代，超,大,大規(guī)模集成電,路,路。目前，集,成,成度達(dá)到1000萬晶體管,以,以上。,二、SOC技,術(shù),術(shù)對集成電路,產(chǎn),產(chǎn)業(yè)的影響,1、SOC：,將,將一個完整的,電,電子系統(tǒng)在單,個,個的芯片上來,實(shí),實(shí)現(xiàn)，這就是系統(tǒng)芯片（SOC）。,2、SOC技,術(shù),術(shù)主要包含3個關(guān)鍵的支,持,持技術(shù)：軟硬件的協(xié),同,同設(shè)計技術(shù)，IP核生成及,復(fù),復(fù)用技術(shù)和超

11、,深,深亞微米集成,電,電路技術(shù)。,3、SOC技,術(shù),術(shù)對集成電路產(chǎn),業(yè),業(yè)的影響。,SOC技,術(shù),術(shù)對設(shè)計者知,識,識結(jié)構(gòu)的要求,促,促使集成電路,整,整機(jī)企業(yè)與集,成,成電路設(shè)計企,業(yè),業(yè)更緊密的結(jié),合,合。,SOC技,術(shù),術(shù)的出現(xiàn)促使,集,集成電路設(shè)計,業(yè),業(yè)進(jìn)一步分工,，,，微電子產(chǎn)業(yè),進(jìn),進(jìn)入智力競爭,和,和知識產(chǎn)權(quán)競,爭,爭的高級階段,。,。,SOC技,術(shù),術(shù)的出現(xiàn)直接,導(dǎo),導(dǎo)致IP核的,商,商業(yè)化，從而,對,對集成電路知,識,識產(chǎn)權(quán)保護(hù)提,出,出了更高的要,求,求。,三、集成電路,工,工藝裝備的研,究,究現(xiàn)狀和發(fā)展,趨,趨勢,1、集成電路,核,核心裝備目前,只,只有少數(shù)發(fā)達(dá),國,

12、國家能夠提供,。,。實(shí)現(xiàn)超微圖,形,形成像的光刻,技,技術(shù)一直是推,動,動集成電路工,藝,藝技術(shù)水平發(fā),展,展的核心驅(qū)動,力,力。,2、目前：248nmKrF、193nmArF、157nmF2,準(zhǔn),準(zhǔn)分子激光器,光,光刻機(jī)及分辨,率,率增強(qiáng)技術(shù)（RET）。,3、今后：下,一,一代光刻機(jī)（NGL）。,四、我國集成,電,電路技術(shù)進(jìn)步,態(tài),態(tài)勢,1、在深亞微,米,米集成電路基,礎(chǔ),礎(chǔ)技術(shù)和工藝,技,技術(shù)研究方面,，,，研究成果已,經(jīng),經(jīng)達(dá)到0.25,m工藝水平,，,，并對0.18m、0.13m工藝,技,技術(shù)進(jìn)行跟蹤,研,研究。,2、在芯片設(shè),計,計領(lǐng)域，我國,取,取得了一批具,有,有自主知識產(chǎn),權(quán),

13、權(quán)的技術(shù)與產(chǎn),品,品開發(fā)成果，,如,如中科院牽頭,開,開發(fā)的“龍芯,”,”通用CPU,系,系列，由海歸,學(xué),學(xué)者創(chuàng)辦的科,技,技公司開發(fā)的,“,“方舟”系列,和,和“星光”系,列,列等。,第三節(jié) 網(wǎng),絡(luò),絡(luò)技術(shù),一、計算機(jī)網(wǎng),絡(luò),絡(luò)及其類別,1、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：是指按照約,定,定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,，,，將若干臺計,算,算機(jī)通過通信,設(shè),設(shè)備和線路連,接,接起來，形成,彼,彼此能夠相互,通,通信的一組相,關(guān),關(guān)的或獨(dú)立的,計,計算機(jī)系統(tǒng)。,2、網(wǎng)絡(luò)的作用：主要是為了,實(shí),實(shí)現(xiàn)資源共享，包括信息資,源,源、硬件資源,、,、軟件資源以,及,及通信資源的,共,共享。,3、網(wǎng)絡(luò)的分類：按照規(guī)模和,地,地域，網(wǎng)絡(luò)可

14、,分,分為局域網(wǎng)和,廣,廣域網(wǎng)。,局域網(wǎng)：是由,一,一組相互連接,的,的、具有通信,能,能力的微機(jī)和,其,其他設(shè)備所組,成,成的，用于有,限,限距離（如幾,十,十米到幾千米,）,）內(nèi)的計算機(jī),之,之間進(jìn)行數(shù)據(jù),和,和信息傳遞的,計,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。,廣域網(wǎng)：是,利,利用已有的電,話,話線路、微波,通,通信線路進(jìn)行,遠(yuǎn),遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳,輸,輸和資源共享,的,的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò),體,體系。最大特,點(diǎn),點(diǎn)是覆蓋的地,理,理面積較為廣,泛,泛。,二、國際互聯(lián),網(wǎng),網(wǎng)及其發(fā)展,1、國際互聯(lián)網(wǎng)(Internet)，也,稱,稱為因特網(wǎng)，,是,是利用通信設(shè),備,備和線路將全,世,世界不同地理,位,位置的功能相,對,對獨(dú)立

15、的數(shù)以,千,千萬計的計算,機(jī),機(jī)系統(tǒng)互聯(lián)起,來,來，以功能完,善,善的網(wǎng)絡(luò)軟件,（,（網(wǎng)絡(luò)通信協(xié),議,議、網(wǎng)絡(luò)操作,系,系統(tǒng)等）實(shí)現(xiàn),網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)資源共享,和,和信息交換的,數(shù),數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。,2、國際互聯(lián),網(wǎng),網(wǎng)起源于美國ARPANET（阿帕網(wǎng)），TCP/IP,協(xié),協(xié)議的誕生，標(biāo)志,著,著因特網(wǎng)的形,成,成。,3、因特網(wǎng)的發(fā)展,趨,趨勢：運(yùn)營產(chǎn)業(yè)化,、,、應(yīng)用商業(yè)化,、,、互聯(lián)全球化,、,、互聯(lián)寬帶化,、,、多業(yè)務(wù)綜合,平,平臺化、智能,化,化,4、下一代互聯(lián)網(wǎng),特,特點(diǎn)：采用IPV6，能提供更,大,大地址空間；,數(shù),數(shù)據(jù)傳輸速度,更,更快；更安全,可,可靠；支持大,規(guī),規(guī)模實(shí)時交互,式,式的網(wǎng)絡(luò)

16、視頻,通,通信；支持大,規(guī),規(guī)模移動和漫,游,游服務(wù)；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現(xiàn)代,國,國家信息基礎(chǔ),設(shè),設(shè)施，就是以,最,最新的數(shù)字化,光,光纖傳輸、智,能,能化計算機(jī)處,理,理和多媒體終,端,端服務(wù)技術(shù)裝,備,備的地區(qū)、國,家,家或國際規(guī)模,的,的多用戶、大,容,容量和高速度,的,的交互式綜合,信,信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),。,。在這個系統(tǒng),里,里要達(dá)到“四化”：傳輸高通量,化,化、網(wǎng)絡(luò)普及,化,化、服務(wù)綜合,化,化、系統(tǒng)智能,化,化。,2、信息高速,公,公路以光纖為,“,“路”，以電話、,電,電視、傳真等,多,多媒體終端為,“,“車”，既能傳輸,語,語言和文字，,又,又能傳輸數(shù)據(jù),和,和圖像，使信,息,息的高速傳遞,、,、共享和增值,成,成為可能。,3、我國造出,世,世界上最寬的,信,信息高速公路,：,：“40G速率SDH光傳輸系,統(tǒng),統(tǒng)”。,第四節(jié) 現(xiàn)代,通,通信技術(shù),一、無線電通,信,信技術(shù)及其應(yīng),用,用,無線電報、無,線,線電話、廣播,、,、電視、雷達(dá),等,等。,二、數(shù)字程控,交,交換技術(shù),1、交換機(jī)：,電,電話線路的交,換,換與接續(xù)設(shè)備,。