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1、第第1章章 信息技术概述信息技术概述1.1 信息与信息技术信息与信息技术1.2 微电子技术简介微电子技术简介2第1章 信息技术概述同方2010专转本1.1 信息与信息技术信息与信息技术（1）什么是信息）什么是信息（2）信息技术）信息技术（3）信息处理系统）信息处理系统3第1章 信息技术概述同方2010专转本信息是什么？信息是什么？(1)n关于信息（关于信息（information），至今并没有统一的定），至今并没有统一的定义义n日常生活中比较笼统和模糊的几种解释是：日常生活中比较笼统和模糊的几种解释是：n语言、文字、图画、照片等表示的内容（新闻、消息语言、文字、图画、照片等表示的内容（新闻、消
2、息或知识）或知识）n读书、上课、交谈等所学习和了解的知识、方法、事读书、上课、交谈等所学习和了解的知识、方法、事实和情况实和情况n为了做判断、订计划或求解问题等所需要的数据、资为了做判断、订计划或求解问题等所需要的数据、资料料n4第1章 信息技术概述同方2010专转本n鸡叫蛙鸣？鸡叫蛙鸣？n发短信？发短信？n日升月落？日升月落？5第1章 信息技术概述同方2010专转本信息是什么？信息是什么？(2)n中国大百科全书的解释：从认识论层次来看，信息是指中国大百科全书的解释：从认识论层次来看，信息是指认识主体所感知或主体所表述的认识主体所感知或主体所表述的“事物运动的状态及状事物运动的状态及状态变化的
3、方式态变化的方式”n信息因它所表达的内容而有一定的价值，也因能相互交信息因它所表达的内容而有一定的价值，也因能相互交流而体现其作用流而体现其作用n信息有多种表现形式，语言、文字、声音、图片等都是信息有多种表现形式，语言、文字、声音、图片等都是信息的表现形式信息的表现形式(载体载体)n信息与物质和能量同样重要，它是人们认识世界、改造信息与物质和能量同样重要，它是人们认识世界、改造世界的一种基本世界的一种基本资源资源6第1章 信息技术概述同方2010专转本什么是信息处理？什么是信息处理？n信息处理指的是与下列内容相关的行为和活动：信息处理指的是与下列内容相关的行为和活动：n信息的收集信息的收集(如
4、信息的感知、测量、获取、输入等如信息的感知、测量、获取、输入等)n信息的加工信息的加工(如信息的分类、计算、分析、转换等如信息的分类、计算、分析、转换等)n信息的存储信息的存储(如书写、摄影、录音、录像等如书写、摄影、录音、录像等)n信息的传递信息的传递(如邮寄、电报、电话等如邮寄、电报、电话等)n信息的施用信息的施用(如控制、显示等如控制、显示等)7第1章 信息技术概述同方2010专转本人工进行信息处理的过程人工进行信息处理的过程 n人工信息处理的不足：人工信息处理的不足：n 算不快算不快n 记不住记不住n 传不远传不远n 看（听）不清看（听）不清事物事物客体客体信息获取信息获取(感觉器官感
5、觉器官)信息加工与信息加工与存储存储(大脑大脑)信息传递信息传递(神经系统神经系统)信息施用信息施用(效应器官效应器官)信息传递信息传递(神经系统神经系统)信息技术（信息技术（IT）手手/脚脚/身身眼眼/耳耳/鼻鼻/舌舌/身身8第1章 信息技术概述同方2010专转本什么是信息技术？什么是信息技术？n信息技术（信息技术（Information Technology，简称，简称IT）指）指的是用来扩展人们信息器官功能、协助人们更有效的是用来扩展人们信息器官功能、协助人们更有效地进行信息处理的一门技术。地进行信息处理的一门技术。n信息技术包括：信息技术包括：n扩展感觉器官功能的扩展感觉器官功能的感测
6、感测(获取获取)与识别技术与识别技术n扩展神经系统功能的扩展神经系统功能的通信技术通信技术n扩展大脑功能的扩展大脑功能的计算计算(处理处理)与存储技术与存储技术n扩展效应器官功能的扩展效应器官功能的控制与显示技术控制与显示技术9第1章 信息技术概述同方2010专转本什么是信息处理系统？什么是信息处理系统？n用于辅助人们进行信息获取、传递、存储、加工处理、用于辅助人们进行信息获取、传递、存储、加工处理、控制及显示的控制及显示的综合使用各种信息技术的系统综合使用各种信息技术的系统，可以通称，可以通称为信息处理系统为信息处理系统n信息处理系统的结构：信息处理系统的结构：通信通信/存储存储信息加工信息
7、加工通信通信/存储存储控制与显示控制与显示感测与识别感测与识别10第1章 信息技术概述同方2010专转本1.2 微电子技术简介微电子技术简介（1）微电子技术与集成电路）微电子技术与集成电路（2）集成电路的制造）集成电路的制造（3）集成电路的发展趋势）集成电路的发展趋势（4）IC卡卡11第1章 信息技术概述同方2010专转本现代信息技术现代信息技术n3大核心技术：大核心技术：n采用微电子技术采用微电子技术n通信技术通信技术n计算机技术计算机技术n主要特征：主要特征：n以数字技术为基础以数字技术为基础n以计算机为核心以计算机为核心(1)(1)微电子技术与集成电路微电子技术与集成电路 微电子技术是信
8、息技术领域中的关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键技术，是发展电子信息产业和各项高技术的基础高技术的基础 微电子技术的核心是集成电路技术微电子技术的核心是集成电路技术13第1章 信息技术概述同方2010专转本电子电路中元器件的发展演变电子电路中元器件的发展演变晶体管晶体管(1948)中中/小规模小规模集成电路集成电路(1950s)微电子技术是以微电子技术是以集成电路集成电路为核心的电子技术，为核心的电子技术，它是在电子元器件小型化、微型化的过程中发它是在电子元器件小型化、微型化的过程中发展起来的。展起来的。大规模大规模/超大规模超大规模集成电路集成电路(1970s
9、)电子电子管管(1904)14第1章 信息技术概述同方2010专转本什么是集成电路？什么是集成电路？n集成电路集成电路(Integrated Circuit，简称，简称IC)：概念略概念略n集成电路的优点：集成电路的优点：n体积小、重量轻体积小、重量轻n功耗小、成本低功耗小、成本低n速度快、可靠性高速度快、可靠性高超大规模集成电路超大规模集成电路小规模集成电路小规模集成电路15第1章 信息技术概述同方2010专转本集成电路的分类集成电路的分类n按用途分：按用途分：n通用集成电路通用集成电路n专用集成电路（专用集成电路（ASIC）n按电路的功能分：按电路的功能分：n数字集成电路数字集成电路n模拟
10、集成电路模拟集成电路n按晶体管结构、电路和工艺分：按晶体管结构、电路和工艺分：n双极型（双极型（Bipolar）电路）电路n金属氧化物半导体金属氧化物半导体(MOS)电路电路nn按集成度按集成度(芯片中包含的元器件芯片中包含的元器件数目数目)分：分：集成电路规模集成电路规模元器件数目元器件数目小规模集成电小规模集成电路（路（SSI）100中规模集成电中规模集成电路（路（MSI）1003000大规模集成电大规模集成电路（路（LSI）300010万万超大规模集成超大规模集成电路（电路（VLSI）10万万100万万极大规模集成极大规模集成电路（电路（ULSI）100万万(2)(2)集成电路的制造集成
11、电路的制造17第1章 信息技术概述同方2010专转本集成电路的制造流程集成电路的制造流程硅抛光片硅抛光片晶圆晶圆晶圆晶圆硅平面工艺硅平面工艺硅平面工艺硅平面工艺芯片芯片芯片芯片检测、分类检测、分类检测、分类检测、分类集成电路集成电路集成电路集成电路封装封装封装封装成品测试成品测试成品测试成品测试成品成品成品成品(3)(3)集成电路的发展趋势集成电路的发展趋势 集成电路的工作速度主要取决于晶体管的尺寸。集成电路的工作速度主要取决于晶体管的尺寸。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，相同面积的晶片可容纳的晶体的开关速度就越快，相同
12、面积的晶片可容纳的晶体管数目就越多。管数目就越多。所以从集成电路问世以来，人们就一直在缩小晶所以从集成电路问世以来，人们就一直在缩小晶体管、电阻、电容、连接线的尺寸上下功夫。体管、电阻、电容、连接线的尺寸上下功夫。19第1章 信息技术概述同方2010专转本IC集成度提高的规律集成度提高的规律Moore定定律律：单单块块集集成成电电路路的的集集成成度度平平均均每每18个个月月翻一番翻一番 (Gordon E.Moore,1965年年)20第1章 信息技术概述同方2010专转本进一步提高集成度的问题与出路进一步提高集成度的问题与出路n问题：问题：n线线宽宽进进一一步步缩缩小小后后，晶晶体体管管线线
13、条条小小到到纳纳米米级级时时，其其电电流流微微弱弱到到仅仅有有几几十十个个甚甚至至几几个个电电子子流流动动，晶晶体体管管将将逼逼近近其其物物理理极极限限而无法正常工作而无法正常工作n出路：出路：n在在纳纳米米尺尺寸寸下下，纳纳米米结结构构会会表表现现出出一一些些新新的的量量子子现现象象和和效效应应，人人们们正正在在利利用用这这些些量量子子效效应应研研制制具具有有全全新新功功能能的的量量子子器器件件，使能开发出新的使能开发出新的纳米芯片纳米芯片和和量子计算机量子计算机n同同时时，正正在在研研究究将将光光作作为为信信息息的的载载体体，发发展展光光子子学学，研研制制集集成光路成光路，或把电子与光子并用，实现，或把电子与光子并用，实现光电子集成光电子集成