信息技术第0章

《信息技术第0章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《信息技术第0章（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、课程名称:现代信息技术概论 教材名称:现代通信技术概论 （赵宏波、卜益明、陈凤娟编著，北京邮电大学出版社）教学目的：掌握现代信息技术的基本概念，了解电子信息技术的基本原理和基本方法任课教师：李国民 教授18629280103,,参考书： 1、教材P413-414所列。 2、解金山编著，社会信息化与信息化技术，人民邮电出版社，2011年9 月 3、周宏仁著，信息化概论，电子工业出版社，2009年10 月 4、杨武军等编著，现代通信网概论，西安电子科技大学出版社，2007年1月 5、毛京丽，数据通信原理 ，北京邮电大学出版社，2011年12月 6、崔良海,徐洁 主编 ，数据通信技术教程，北京大学出

2、版社， 2009年7月 7、秦国等编著，现代通信网概论，人民邮电出版社，2008年11 月 8、邢彦辰等编著，计算机网络与通信，人民邮电出版社，2008年10 月,考核办法：平时占20%（根据上课和作业完成情况）；期末占80%；总评不足55分不可能及格。 期末考核：闭卷考试。 考试时间：第8周或第9周，最后一周定。 答疑时间：周四下午5：00前，亦可通过短信、电话、邮件答疑。 答疑地点：16号教学楼315,补充内容消息（message) ：人的感官能感觉到的自然事物或机器能采集到的自然事物。人的感觉器官：耳朵、眼睛及其它感知器官。 信息(information)： 定义1：以适合于通信、存储或

3、处理的形式来表示的知识或消息。 定义2：陈原在社会语言学中：“按物理学的观念，信息只不过是被一定方式排列起来的信号序列。在社会交际活动中，这个定义还不够：信息还必须有一定的意义，或者说信息必须是意义的载体。” 定义3：指事物发出的消息、指令、数据、符号等所包含的内容。人通过获得、识别自然界和社会的不同信息来区别不同事物，得以认识和改造世界。,信息的简单含义：含有未知内容的消息。 信号（signal)：信息通过信号表现出来，被人或机器感知，所以说信号是信息的载体，或者说信号是信息的表现形式。如声音信号（语音信息），光信号（图像信息），电信号（数据信息） 电信号（electronic signal

4、)： 随时间变化的电压或电流，含有信息的电信号亦可称为电子信息。 函数（function):函数是描述自然界物理量相互关系的数学模型，代表某个物理量随其它物理量的定量变化关系。要分析了解电信号的变化规律，必须建立其数学模型，所以电信号的数学模型就是一个随时间变化的函数，即这种函数的自变量是时间，因变量是电压或电流。,信息技术：信息技术是指扩展人类信息器官功能的一类技术。电子信息技术就是用电的方式扩展人类的信息器官的功能。 人类的信息器官及其扩展的信息技术,信息技术分层 ： 信息技术群的主体它是人类信息功能的直接扩展，包括信息感测技术、通信技术、处理技术和控制技术。 信息技术群的支持性技术是各项

5、信息技术功能的必要手段，包括微电子技术、激光技术、生物技术和机械技术等。 信息技术群的基础性技术是发展和改进一切新的更优秀的支持技术的前提，包括新材料、新能量技术等。 信息技术群的应用技术在信息技术主体上，针对各种实用目的繁衍出来的具体技术，包括在工业、农业、国防、交通等一切人类活动领域的应用。,信息技术的社会作用 ： 推动社会产生力的变革 社会生产力主要包括劳动者、劳动工具和劳动对象三个基本要素。其中劳动工具是标志性要素，劳动工具的水平在很大程度上标志着社会生产力的发展状况。不同时代的劳动工具如下表,提高人类社会开发利用信息资源的能力 这是信息技术的根本作用 ，物质、能量和信息是构成客观世界

6、的三大要素。信息技术的根本作用在于为人类的信息获取、传递、处理、存储和使用活动提供了更加有效的工具，从而极大地提高人类社会充分开发和合理利用信息资源的能力。在农业社会之前，人们主要是开发利用物质资源，18世纪后期爆发工业革命之后，人们才认识能量资源，对物质和能量资源大规模开发利用。直至20世纪中叶以后，随着信息技术，特别是通信技术和计算机技术革命的兴起和发展，人们才认识信息资源，将三种资源一起开发利用。,促进信息产业和信息经济的发展 过去，人类社会发展过程中存在着三种社会主导技术：即狩猎技术、农业技术和工业技术。今天，信息技术作为新的社会主导技术将成为推动信息产业和信息经济发展的核心技术。它不

7、但使信息产品的生产和流通迅猛发展，而且带来社会劳动生产率的大幅度提高，促进产业结构和就业结构的变革，推动信息产业的形成和信息经济的发展。 改变人类社会的生产和生活方式 在生产中随着信息技术的运用，将不断提高企业的信息化水平，实现生产过程自动化，管理决策智能化，商业贸易电子化。在家庭生活中，小型家庭办公室将越来越多，人们的活动会更强调个性化、人性化，人类社会的生活会变得更加美好,信息技术的发展规律 ： 信息技术辅人律以满足人类需要为中心 。即信息技术是用来辅助人类的。否则，信息技术就不会被人类创造出来，更不会有长足的发展。 信息技术拟人律以节约物质和能量为动力 。信息技术的发展，恰恰遵循着人类自

8、身进化的路线前进。这种巧妙地吻合默契，决非偶然，而是有其必然性，即省力法则和熵增加原理。 信息技术共生律以人类信息运动规律为依据 。人类的生存和发展需要信息技术的帮助，信息技术的发展更需要人类的指导，人与信息技术的功能是互补的。在信息技术的发展过程中，必须根据人类信息运动的客观规律求得人和信息技术的和谐统一，实现人机共生，这就是信息技术共生律。,信息技术倍增律以摩尔定律为标志。1965年，美国仙童半导体公司工程师戈登摩尔（Gordon Moore）提出，工艺技术的不断进步会使计算机性能保持几何级数增长。它的重要意义是把信息技术的发展归纳为遵循指数增长规律，从而给人以积极的预见性，它完全不同于经

9、济领域中流行于其他一切地方的稀缺与成本增长律。Intel公司的发展是最好的例证。1968年，摩尔和诺伊斯（Robert Noyce）与格罗夫（Andy Grove）创办Intel公司，1971年推出首枚内含2300个晶体管，时钟频率为1024kHz的4位微处理器4004，1998年研究出包含750万个晶体管，时钟频率为450MHz的32位微处理器Pentium ，速度提高233000倍。2001年把集成10亿个晶体管，时钟频率为1GHz的64位处理器投放市场，到2011年，预计推出内含10亿个晶体管，性能为10万MIPS的芯片。实际上Altera公司在2010开发集成39亿个晶体管的芯片。,作

10、业题： 1、谈一谈你对电子信息技术的了解。 2、什么是消息、信息、信号、函数？它们之间有什么关系？ 3、信息技术的社会作用是什么？ 4、信息技术的发展规律有哪些？,传感器,传感器transducer / sensor 的定义国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。,“传感器”在新韦式大

11、词典中定义为： “从一个系统接受功率，通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。 根据这个定义，传感器的作用是将一种能量转换成另一种能量形式，所以不少学者也用“换能器Transducer”来称谓“传感器Sensor”。,传感器首先是一种测量器件或装置，它的作用体现在测量上。例如我们常见的发电机，它是一种可以将机械能转变成电能的转换装置，从能量转换的角度看，它是一种发电设备，不能称之为传感器；但从另一个角度看，人们可以通过发电机发电量的大小来测量调速系统的机械转速，这时，发电机就可看成是一种用于测量转速的测量装置，是一种速度传感器，通常称之为测速发电机。 传感器定义中所谓“可用输出信号”是

12、指便于传输、转换及处理的信号，主要包括气、光和电等信号，现在一般就是指电信号(如电压、电流、电势及各种电参数等)，而“规定的测量量”一般是指非电量信号，主要包括各种物理量、化学量和生物量等，在工程中常需要测量的非电量信号有力、压力、温度、流量、位移、速度、加速度、转速、浓度等。正是由于这类非电量信号不能像电信号那样可由电工仪表和电子仪器直接测量，所以就需要利用传感器技术实现由非电量到电量的转换。,感器的输入和输出信号应该具有明确的对应关系，并且应保证一定的精度。 关于“传感器”这个词，在国外还有许多提法，如变换器(transducer)、转换器(converter)、检测器(detector)

13、和变送器(transmitter)等，而我们国家将传感器定名为sensor ；当传感器的输出信号为标准信号(1V 5V 、4mA 20mA) 时，称为变送器(transmitter)。,传感器功能传感器的功能就是采集信息，也就是扩展人的感知能力，或扩展人的感觉器官。常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟： 光敏传感器视觉声敏传感器听觉 气敏传感器嗅觉 化学传感器味觉 压敏、温敏、流体传感器触觉,传感器构成传感器的种类繁多，其工作原理、性能特点和应用领域各不相同，所以结构、组成差异也很大。但一般来说，传感器通常由敏感元件、转换元件、转换电路（测量电路）构成。有的文献也认为传感器通常由敏感元件和

14、转换部分组成；其中，敏感元件为传感器直接感受被测参量变化的部分，转换部分的作用通常是将敏感元件的输出转换为便于传输和后续环节处理的电信号。例如，半导体应变片式传感器能把被测对象受力后的微小变形感知出来，通过一定的桥路转换成相应的电压信号输出。这样，通过测量传感器输出电压便可知道被测对象的受力情况。这里应该说明，并不是所有的传感器均可清楚、明晰地区分敏感和转换两部分；有的传感器已将这两部分合二为一，也有的仅有敏感元件（如热电阻、热电偶）而无转换部分。,被测量 电量传感器结构,敏感元件直接感知被测量的变化，并输出与被测量成确定关系的某一物理量。敏感元件是传感器的核心，也是研究、设计和制作传感器的关

15、键。 转换元件将敏感元件输出的物理量转换成适于传输或测量的电信号。并不是所有的传感器都能明显地区分敏感元件和转换元件两部分，有的传感器转换元件不止一个，需要经过若干次的转换；有的则是二者合二为一。 测量电路又称转换电路或信号调理电路，它的作用是将转换元件输出的电信号进行进一步的转换和处理，如放大、滤波、线性化、补偿等，以获得更好的品质特性，便于后续电路实现显示、记录、处理及控制等功能。,传感器的类型通常，一种传感器可以检测多种参数，一种参数又可以用多种传感器测量，所以传感器的分类方法也很多，至今尚无统一规定，归纳起来一般有以下几种。 按照传感器工作原理的不同，传感器可分为电参数式传感器(包括电

16、阻式、电感式和电容式传感器)、压电式传感器、光电式传感器(包括一般光电式、光纤式、激光式和红外式传感器等)、热电式传感器、半导体式传感器、波式和辐射式传感器等。这些类型的传感器大部分是分别基于其各自的物理效应原理命名的。,按被测量分类按被测量的性质进行分类，有利于准确表达传感器的用途，对人们系统地使用传感器很有帮助。如位移、速度、加速度、力 、时间 、光、温度、湿度、浓度等等。 按结构分类按传感器的结构构成可分为结构型、物性型和复合型传感器。结构型传感器是依靠传感器结构参数(如形状、尺寸等)的变化，利用某些物理规律，实现信号的变换，从而检测出被测量，它的特点是其性能以传感器中元件相对结构(位置)的变化为基础，而与其材料特性关系不大。,物性型传感器则是利用某些功能材料本身所具有的内在特性及效应将被测量直接转换成电量的传感器。复合型传感器则是结构型和物性型传感器的组合，同时兼有二者的特征。 按能量转换关系分类按照传感器的能量转换情况，传感器可分为能量控制型和能量转换型传感器两大类。能量控制型传感器是指其变换的能量是由外部电源供给的，而外界的变化(即传感器输入量的变化)只起到控制的作用。能量转换型传感器，主要由能量变换元件构成，它不需要外电源。,