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1、第十九章 走进信息时代19.1 19.1 感受感受信息信息 信息是指对人们有用的消息。天气预报是关于天气变化信息是指对人们有用的消息。天气预报是关于天气变化的信息，商业广告是关于商品销售的信息。信息很多，它存的信息，商业广告是关于商品销售的信息。信息很多，它存在于我们生产和生活的各个方面。比如：经济信息、文化信在于我们生产和生活的各个方面。比如：经济信息、文化信息、军事信息、体育信息、科技信息等。现代社会已进入信息、军事信息、体育信息、科技信息等。现代社会已进入信息时代，信息已成为人们工作学习生活的重要组成部分。息时代，信息已成为人们工作学习生活的重要组成部分。一、信息的记录一、信息的记录和和
2、存储存储1.1.信息信息语言语言、符号符号和和图像图像是人类特有的三种信息是人类特有的三种信息2.2.信息记录的发展进程信息记录的发展进程 大脑是天然的信息储存器，最初人们只是凭借大脑来记录信息，但大脑是天然的信息储存器，最初人们只是凭借大脑来记录信息，但是仅凭大脑记忆是不够的，人类必须寻找其他办法来帮助记录和存储信是仅凭大脑记忆是不够的，人类必须寻找其他办法来帮助记录和存储信息，早期的结绳记事仅能起到提醒记忆的作用。息，早期的结绳记事仅能起到提醒记忆的作用。早期的结绳记事早期的结绳记事 文字的出现使人类的信息记文字的出现使人类的信息记录方式产生了根本性的变革，文录方式产生了根本性的变革，文字
3、是代表某种内容的符号，它逐字是代表某种内容的符号，它逐渐从形象化走到了抽象化，人们渐从形象化走到了抽象化，人们将文字记录在竹、木、帛、骨等将文字记录在竹、木、帛、骨等物品上，缓慢、吃力的手工劳作，物品上，缓慢、吃力的手工劳作，笨重且体积庞大的记录材料，限笨重且体积庞大的记录材料，限制了信息的传播。制了信息的传播。埃及象形文字埃及象形文字我国西周初期的文字我国西周初期的文字商代牛骨刻辞商代牛骨刻辞木椟木椟竹简竹简 我们的祖先发明的造纸术和印刷术加速了信息的传播，实现了人类我们的祖先发明的造纸术和印刷术加速了信息的传播，实现了人类第三次信息变革，从而使信息被人类共享。第三次信息变革，从而使信息被人
4、类共享。造纸术造纸术活字印刷术活字印刷术 随着科技的进步，有了磁记录、光记录等大信息量的记录方式，人随着科技的进步，有了磁记录、光记录等大信息量的记录方式，人类发明了磁带、磁盘、光盘、硬盘、类发明了磁带、磁盘、光盘、硬盘、U U盘等，使信息的记录容量越来越盘等，使信息的记录容量越来越大，速度越来越快，也越来越准确、便捷，使人类的信息传播进入了新大，速度越来越快，也越来越准确、便捷，使人类的信息传播进入了新的时代。的时代。磁记录介质磁记录介质硬盘硬盘光记录介质光记录介质光盘光盘磁磁 带带人类经历了五次信息变革人类经历了五次信息变革获得语言获得语言创造文字创造文字发明造纸和印刷术发明造纸和印刷术应
5、用电报、电视和电话应用电报、电视和电话应用网络技术应用网络技术二、信息的传播二、信息的传播1.1.古代古代信息的传递信息的传递烽火烽火信鸽信鸽驿马驿马雁鸟雁鸟击鼓击鼓风筝风筝烽火台烽火台 在中国古代，为了传递军事情报，人在中国古代，为了传递军事情报，人们曾设立过烽火台，利用火与烟传递信们曾设立过烽火台，利用火与烟传递信息。烽火台白天烧狼粪，夜间点柴草。息。烽火台白天烧狼粪，夜间点柴草。传说烧狼粪时有很大的浓烟直冲蓝天，传说烧狼粪时有很大的浓烟直冲蓝天，在白天比火光更易被人发现，因此烽火在白天比火光更易被人发现，因此烽火有时又被称为有时又被称为“狼烟狼烟”。当发现敌情时，。当发现敌情时，燃起烽火
6、，台台相传，一直传到军营。燃起烽火，台台相传，一直传到军营。在在27002700多年前，中国周朝时的烽火告警多年前，中国周朝时的烽火告警系统就已经很完备了。历史上曾流传着系统就已经很完备了。历史上曾流传着“幽王烽火戏诸侯幽王烽火戏诸侯”的故事。的故事。驿马驿马 文字的发明促进了人们的交往，通信文字的发明促进了人们的交往，通信因此产生。因此产生。中国远在周朝时就建立了专门中国远在周朝时就建立了专门传递官府文书的驿站，通过骑马将文书一传递官府文书的驿站，通过骑马将文书一个驿站接一个驿站地传递下去，同时建立个驿站接一个驿站地传递下去，同时建立了一套较为完整的驿邮制度，以实现快速、了一套较为完整的驿邮
7、制度，以实现快速、准确地通信。秦代统一六国后，就将驿站准确地通信。秦代统一六国后，就将驿站信息传递系统作为国家的行政机构确定下信息传递系统作为国家的行政机构确定下来。驿邮是骏马以每小时奔跑来。驿邮是骏马以每小时奔跑1515千米左右千米左右的速度传递信息来实现远距离快速通信的。的速度传递信息来实现远距离快速通信的。在当时这已经相当快了。在当时这已经相当快了。信鸽信鸽 为了传递信息，古时候的人们还想出为了传递信息，古时候的人们还想出了许多奇异的方法，比如漂流瓶、信号树、了许多奇异的方法，比如漂流瓶、信号树、信鸽和信猴等。在通信技术高度发达的今信鸽和信猴等。在通信技术高度发达的今天，信鸽仍有用武之地
8、。在战争中，通信天，信鸽仍有用武之地。在战争中，通信联络至关紧要。然而一旦爆发核战争，核联络至关紧要。然而一旦爆发核战争，核爆炸产生的强烈电磁辐射将使现有的各种爆炸产生的强烈电磁辐射将使现有的各种电子通信系统陷于瘫痪，但信鸽仍能自由电子通信系统陷于瘫痪，但信鸽仍能自由飞翔。瑞士军队训育出了能双向投书的信飞翔。瑞士军队训育出了能双向投书的信鸽。这些信鸽不再传送传统的文字书信，鸽。这些信鸽不再传送传统的文字书信，而是携带着装在胶囊里的计算机芯片，芯而是携带着装在胶囊里的计算机芯片，芯片中的密码情报也只能在专门的装置上阅片中的密码情报也只能在专门的装置上阅读，保密性极高。读，保密性极高。2.2.现代
9、信息的现代信息的传播传播电电 报报 1837 1837年，莫尔斯发明了实用的电报年，莫尔斯发明了实用的电报机，从此人们可以做到同时在两地之间机，从此人们可以做到同时在两地之间传递信息。早期的电报完全由人工操作，传递信息。早期的电报完全由人工操作，主要传送文字信息，经过不断改进，又主要传送文字信息，经过不断改进，又发展了机械式电报机，现在又发展到自发展了机械式电报机，现在又发展到自动化程序较高的电子式电报机，还有能动化程序较高的电子式电报机，还有能自动将电码译成汉字的中文电报译码机。自动将电码译成汉字的中文电报译码机。用电报传递信息具有经济、迅速、保密、用电报传递信息具有经济、迅速、保密、方便等
10、特点。方便等特点。电话的话筒与听筒电话的话筒与听筒1.1.话筒结构：话筒结构：话筒里有一个金属盒，里面装满碳粒，上话筒里有一个金属盒，里面装满碳粒，上面盖有一个膜片。面盖有一个膜片。2.2.话筒特点：话筒特点：碳粒之间的接触不紧密，整体的电阻随膜碳粒之间的接触不紧密，整体的电阻随膜片的压紧程度而改变。片的压紧程度而改变。3.3.话筒作用：话筒作用：把振动转变为强弱变化的电流。把振动转变为强弱变化的电流。话话 筒筒1.1.听筒结构：听筒结构：听筒里有一个永磁铁，它的两个磁极上套听筒里有一个永磁铁，它的两个磁极上套有螺线管，磁极前有薄铁片。有螺线管，磁极前有薄铁片。2.2.听筒特点：听筒特点：由于
11、永磁体的吸引，薄铁片有些弯向磁铁。由于永磁体的吸引，薄铁片有些弯向磁铁。3.3.听筒作用：听筒作用：变化的电流转化为声音振动变化的电流转化为声音振动听听 筒筒什么能让信息飞起来？什么能让信息飞起来？电磁波是怎样产生的？电磁波是怎样产生的？当导体中的电流迅速变化时当导体中的电流迅速变化时（既可以是方向变化，也可以是强弱（既可以是方向变化，也可以是强弱变化）变化），导体就会向四周发射一种波，这种波是由电磁现象产生的，导体就会向四周发射一种波，这种波是由电磁现象产生的，叫作电磁波。叫作电磁波。电磁波的定义：电磁波的定义：导体中迅速变化的电流在周围空间产生的波叫作电磁波。导体中迅速变化的电流在周围空间
12、产生的波叫作电磁波。19.2 19.2 让让信息信息“飞飞”起来起来一、电磁波一、电磁波电磁波电磁波电磁波的形式多种多样电磁波的形式多种多样 射线、射线、X X射线、紫外线、红外线、微波、无线电波、可见光、激射线、紫外线、红外线、微波、无线电波、可见光、激光等都是电磁波。光等都是电磁波。除了自然界本身产生的电磁波外，人们还用专门仪器发射各种形除了自然界本身产生的电磁波外，人们还用专门仪器发射各种形式的电磁波用以式的电磁波用以传递信息和传递能量。传递信息和传递能量。我们生活在电磁波的海洋里。由于各种形式的电磁波的我们生活在电磁波的海洋里。由于各种形式的电磁波的性质性质各不各不相同相同,因而也有许
13、多不同的因而也有许多不同的用途用途。射线射线(-ray)-ray)是放射性是放射性物质发出的电磁波物质发出的电磁波,波长在波长在2 21010-10-10m m以下，是一种能量以下，是一种能量很大的光子流。在医疗上用很大的光子流。在医疗上用射线作为射线作为“手术刀手术刀”来切除来切除肿瘤肿瘤,叫作叫作刀刀,有很好的治疗有很好的治疗效果。效果。1.1.医学上用医学上用射线做脑手术射线做脑手术接受接受刀手术的病人刀手术的病人2.X2.X射线在医学上、工业中有广泛的应用射线在医学上、工业中有广泛的应用金金属属探探伤伤医医用用X X光光机机 （1 1）18951895年德国物理学家伦琴在研究阴极射线的
14、年德国物理学家伦琴在研究阴极射线的性质时性质时,发现阴极射线发现阴极射线(高速电子流高速电子流)射到玻璃壁上射到玻璃壁上,管管壁会发出一种看不见的射线壁会发出一种看不见的射线,伦琴把它叫做伦琴把它叫做X X射线。射线。（2 2）产生条件产生条件:高速电子流射到任何固体上高速电子流射到任何固体上,都都会产生会产生 X X射线。射线。（3 3）特性特性:穿透本领很强。穿透本领很强。（4 4）应用应用:医疗上透视人体。如用医疗上透视人体。如用X X光片判断光片判断是否骨折、做胸透、是否骨折、做胸透、CTCT、磁共振。工业上金属探伤、磁共振。工业上金属探伤3.3.用紫外线杀菌用紫外线杀菌 1801 1
15、801年德国的物理学家里特年德国的物理学家里特,发现在紫外区放置的照相底板感光发现在紫外区放置的照相底板感光,荧光物质发光。荧光物质发光。特性特性:主要作用是化学作用主要作用是化学作用,还有很强的荧光效应还有很强的荧光效应,杀菌消毒作用。杀菌消毒作用。应用应用:1.1.医院里病房和手术室的消毒。医院里病房和手术室的消毒。2.2.治疗皮肤病治疗皮肤病,硬骨病。硬骨病。3.3.照明和诱杀害虫的日光灯照明和诱杀害虫的日光灯,黑光灯。黑光灯。4.4.紫外照相紫外照相,可辨别出很细微差别可辨别出很细微差别,如可以清晰地分辨出留在纸如可以清晰地分辨出留在纸上的指纹。上的指纹。4.4.红外线的应用红外线的应
16、用(1)1)遥控器。遥控器。生活中的电视机、空调遥控器发射的都是红外线。生活中的电视机、空调遥控器发射的都是红外线。(2)2)红外线加热。红外线加热。这种加热方式优点是能使物体内部发热这种加热方式优点是能使物体内部发热,加热效率高加热效率高,效效果好。果好。(3)3)红外摄影。红外摄影。(远距离摄影远距离摄影,高空摄影高空摄影,卫星地面摄影卫星地面摄影)这种摄影不受白天这种摄影不受白天黑夜的限制。黑夜的限制。(4)4)红外线成像红外线成像(夜视仪夜视仪)。可以在漆黑的夜间看见目标。可以在漆黑的夜间看见目标。(5)5)红外遥感。红外遥感。可以在飞机或卫星上勘测地热可以在飞机或卫星上勘测地热,寻找
17、水源寻找水源,监测森林火情监测森林火情,估计农作物的长势和收成估计农作物的长势和收成,预报台风预报台风,寒潮。寒潮。5.5.微波在通信领域大显身手。微波在通信领域大显身手。6.6.无线电波，生活中、生产中、军事上都有应用。无线电波，生活中、生产中、军事上都有应用。生活中：生活中：电视机、收音机等。电视机、收音机等。生产中：生产中：远距离生产调度用电台等。远距离生产调度用电台等。军事上：军事上：雷达等雷达等根据波的传播情况将波分为两种。根据波的传播情况将波分为两种。横波：横波：传播方向与波源的振动方向垂直，这种波叫作横波。传播方向与波源的振动方向垂直，这种波叫作横波。电磁波是横波电磁波是横波纵波
18、：纵波：传播方向与波源的振动方向相同，这种波叫作纵波。传播方向与波源的振动方向相同，这种波叫作纵波。声波是横波声波是横波二、波的特征二、波的特征波速：波速：波传播的快慢称为波速。波传播的快慢称为波速。电磁波不同于声波，它能在真空中传播（即电磁波不同于声波，它能在真空中传播（即电磁波的传电磁波的传播不需要介质播不需要介质）。在真空中传播的速度等于光速，即）。在真空中传播的速度等于光速，即c c3 310108 8m/sm/s.空气中的光速接空气中的光速接近于真空中的光速。近于真空中的光速。波长：波长：波长是相邻两个波峰（或波谷）波长是相邻两个波峰（或波谷）间的距离。间的距离。用字母用字母表示。波
19、长的表示。波长的国际单位是国际单位是m m。频率：频率：表示单位时间内振动的次数。表示单位时间内振动的次数。所有的波都有所有的波都有波速、波长、频率波速、波长、频率。电磁波也一样。电磁波也一样。波速（波速（c c）、波长（）、波长（）、频率（）、频率（）的关系：）的关系：c c 变式：变式：c cc c频率越高，波长越短频率越高，波长越短频率越低，波长越长频率越低，波长越长 波长与频率互成反比关系，频率越高，传递的信息量越大波长与频率互成反比关系，频率越高，传递的信息量越大 实验证明，所有电磁波的区别仅在于频率或波长的差别。为了对各种实验证明，所有电磁波的区别仅在于频率或波长的差别。为了对各种
20、电磁波有个全面的了解，人们电磁波有个全面的了解，人们按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来，这就是电磁波谱来，这就是电磁波谱。听说手机辐射很厉害呀听说手机辐射很厉害呀手机辐射对人的头部危害很大手机辐射对人的头部危害很大 科学测量发现手机接通瞬间释放的电磁辐射最大，因此在科学测量发现手机接通瞬间释放的电磁辐射最大，因此在手机响过一两秒后或电话两次铃声间歇时接听电话为好手机响过一两秒后或电话两次铃声间歇时接听电话为好.电视机电视机1.1.选择信誉好的电视机品牌选择信誉好的电视机品牌2.2.看电视节目时应保持一定看电视节目时应保持一定的观看距离的观看距离1.1
21、.开启和关闭电吹风时尽量离头开启和关闭电吹风时尽量离头部远一点部远一点2.2.使用时，最好将电吹风与头部使用时，最好将电吹风与头部保持垂直保持垂直 3.3.不要连续长时间使用，最好间不要连续长时间使用，最好间断停歇断停歇 电吹风电吹风什么是什么是“信息高速公路信息高速公路”信息高速公路是指可以交流各种信息的大容量、高速度的通信网络。信息高速公路是指可以交流各种信息的大容量、高速度的通信网络。19.3 19.3 踏踏上信息上信息高速公路高速公路一一、光纤、光纤u光导纤维简称光纤。光纤是传输光信号的介质。光导纤维简称光纤。光纤是传输光信号的介质。u光纤通信中用的是激光光纤通信中用的是激光。不是普通
22、的光。因为普通光源发出的。不是普通的光。因为普通光源发出的光中夹杂了许多频率的光，不但难以加载信息，而且通信质量差。光中夹杂了许多频率的光，不但难以加载信息，而且通信质量差。激光亮度高，单色性好，方向性好，能量始终集中在传播方向上，激光亮度高，单色性好，方向性好，能量始终集中在传播方向上，容易调制信号容易调制信号。XGXG光纤光纤光纤实物光纤实物光光纤纤转转换换器器光纤收发器光纤收发器 光纤中激光是以不断反射的形式向前传播的，因而光缆也可以不光纤中激光是以不断反射的形式向前传播的，因而光缆也可以不沿直线铺设。沿直线铺设。光在光纤中的传播光在光纤中的传播光纤的特点：光纤的特点：u信息容量大。信息
23、容量大。一根光纤能同时传输相当于一根光纤能同时传输相当于1000010000根电话线的信息量。在根电话线的信息量。在光纤组成的信息高速公路上，可以同时传递光纤组成的信息高速公路上，可以同时传递500500个电视频道。个电视频道。u传输速度快。因为传输的是光信号。传输速度快。因为传输的是光信号。光纤是至今为止传输速度最快的光纤是至今为止传输速度最快的传输介质，能轻松达到传输介质，能轻松达到1000Mbps1000Mbps。u传输距离远。传输距离远。光纤很细（细如发丝），有内外两层，光在内层传播。光纤很细（细如发丝），有内外两层，光在内层传播。因此，光纤的抗干扰能力强，能减少信号衰减，适用于远距离
24、传播大量信因此，光纤的抗干扰能力强，能减少信号衰减，适用于远距离传播大量信息。息。u频带极宽。频带极宽。u抗干扰能力强。抗干扰能力强。光在内层传播，不受外界电磁干扰。光在内层传播，不受外界电磁干扰。u保密性强。保密性强。由于传输的是光束，所以本身不会向外幅射信号，有效由于传输的是光束，所以本身不会向外幅射信号，有效地防止了窃听。地防止了窃听。u经济。经济。节约金属，不怕潮湿，不怕腐蚀，使用年限长。节约金属，不怕潮湿，不怕腐蚀，使用年限长。二、现代电信网络二、现代电信网络卫星通信卫星通信是利用人造地球卫星作为中继是利用人造地球卫星作为中继站。卫星把地面站送来的信号接收下来，站。卫星把地面站送来的
25、信号接收下来，进行放大，然后转发给另外的地面站。进行放大，然后转发给另外的地面站。目前用来转发信号的通信卫星几乎目前用来转发信号的通信卫星几乎都是静止卫星或同步卫星，即卫星环绕都是静止卫星或同步卫星，即卫星环绕地球一周的时间恰好等于地球自转一周地球一周的时间恰好等于地球自转一周的时间，卫星相对于地球站来说是呈静的时间，卫星相对于地球站来说是呈静止状态的。止状态的。微波通信：微波通信：由于微波是沿直线传播的，而地球表面有一定的弧度，在实现远由于微波是沿直线传播的，而地球表面有一定的弧度，在实现远距离微波通信时，要每隔距离微波通信时，要每隔5050公里左右设一微波站。公里左右设一微波站。发射台发出
26、信号后，发射台发出信号后，经中间的微波站接收并放大信号后，再转发到下一微波站，就像接力经中间的微波站接收并放大信号后，再转发到下一微波站，就像接力赛跑一样，所以微波通信又称微波接力通信。赛跑一样，所以微波通信又称微波接力通信。微波接力通信的通信容微波接力通信的通信容量大，建设费用低，抗灾害性强，能满足各种电信业务的传输质量要量大，建设费用低，抗灾害性强，能满足各种电信业务的传输质量要求，是一种被广泛应用、具有强大生命力的通信方式。求，是一种被广泛应用、具有强大生命力的通信方式。移动通信移动通信 我国的移动通信采用我国的移动通信采用“小区制小区制”，即将整个覆盖区域划分成许多个六，即将整个覆盖区
27、域划分成许多个六边形的小区，一个个鳞次栉比，形成边形的小区，一个个鳞次栉比，形成蜂窝状结构，蜂窝状结构，“蜂窝移动电话蜂窝移动电话”也因也因此而得名此而得名。手持移动电话（手机）就是移动通信的成员之一。手持移动电话（手机）就是移动通信的成员之一。移动电话用微波信号与电话网络联系。移动电话用微波信号与电话网络联系。因特网因特网是从是从美国美国本土发展起来的，现在已成为世界范围的网本土发展起来的，现在已成为世界范围的网络。因特网之所以在世界各地被普遍接受和应用。络。因特网之所以在世界各地被普遍接受和应用。信息时代的利与弊信息时代的利与弊 l给人带来方便的同时，也给罪犯有许多可乘之机。如网络骗子、手给人带来方便的同时，也给罪犯有许多可乘之机。如网络骗子、手机短信骗子等。机短信骗子等。l电磁辐射。如手机、电脑对人体的辐射危害等。电磁辐射。如手机、电脑对人体的辐射危害等。l在传播有用信息的同时，假信息、不良信息、有害信息等也得以泛在传播有用信息的同时，假信息、不良信息、有害信息等也得以泛滥。如黄色、暴力影片、图片、文字等毒害青少年。滥。如黄色、暴力影片、图片、文字等毒害青少年。