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第20章 信息技术(2)

硬件。指组成电子计算机的一切设备,包括运算器、控制器、存储器、输入和输出设备五个部分。运算器是进行运算的部件,除了数值四则运算外,还可进行逻辑运算,如逻辑加、逻辑乘、逻辑除等。由于自然界中两态元件易于实现,所以计算机中的数值运算是用二进制,即逢二进一。计算机中运算的数实际上是一种信息载体,同样一个数值,既可以代表一种东西的数量,也可以代表一种运动速度,还可以代表一种介质温度等。即使形式相同,所代表的信息也各异。因此,运算器根据人的意图进行数值运算,也就是进行信息加工。控制器是指包括运算在内的计算机各个部分工作的器件,通过发出一系列控制信号实施指挥,是计算机的“司令部”。随着大规模集成电路的发展,现代计算机往往把运算器和控制器做在一起,称作微处理器。存储器是存储计算机的程序、数据以及在运算中产生的中间结果和最后结果的器件。存储器也是大规模集成电路,其内部组织活像一个大仓库,有许多大小不同的房间用以存放要处理的信息。输入和输出设备。输入设备是把人的意图传达给机器的一种人和机器联系的部分,由键盘输入器、光敏放大器组成,输入的方式包括手键输入和直接代码输入两种;输出设备是把机器的工作情况和计算结果报告给有关人员的一种机器和人联系的部分,包括显示器和打印机等。

软件。指计算机能执行的程序的总和,分为系统软件和应用软件两大类。系统软件是指一种特殊的管理计算机系统或为计算机服务的程序,包括操作系统、语言编译系统、服务性程序等,承担计算机内部的管理、维护、控制、运行以及计算机程序的翻译、编译等任务。应用软件是用以解决某一领域的具体问题而编制的程序,如用于经济核算、档案管理、情报检索、工程设计、交通指挥、宇航控制、大地测量等领域的专用软件。其中通用化和商品化了的部分称作软件包。目前,国内外十分重视软件研究,投入了大量人力、物力。如美国软件人员与硬件人员的比例高达3∶1甚至4∶1,软件投资额占软、硬件投资总额的80%以上。

衡量电子计算机的主要性能指标是什么

衡量计算机性能的主要指标包括:

字长。由于计算机是二进制的,所以计算机以多少个二进制位计为信息处理单元,就成为标志计算机性能的主要指标,如8位、16位、32位、64位机等,这个位数就叫计算机的字长。如用16位机二进位数代表信息,就有216=65 536种组合。显而易见,位数越多,字长越长,进行数值计算的精度也就越高。

容量。存储器的容量也就是计算机存储程序和数据的“仓库”,它的大小是标志计算机性能的另一个重要指标。机器越大,存储容量也就越大。为计算方便,我们通常把8位二进制作为一个单位来计算存储器的容量,取名字节;把1 024个字节(实际为1 024×8=8 192个二进制位)称作1K字节。现在,微型机存储器的集成度越来越高,计算机内存储量已上升了一个数量级,以兆(即M,1M=1 024K)字节计,如1兆字节、4兆字节、16兆字节等。如今已达到1 000兆字节以上。

运算速度。通常是指计算机执行加减乘除四则运算的平均速度,也是表示计算机性能的一个主要技术指标;每秒钟完成运算的次数越多,其运算速度越快,性能也越先进。

信息传递技术包括几部分,什么是数字程控交换技术

信息传递技术包括数字程控交换技术、综合业务数字通信网技术、光纤通信技术和数字微波、卫星通信技术等。

数字程控交换技术。从电话接通到通话结束,都离不开电话线路的交换与接续的设备。1965年世界上第一部用电子计算机控制的电话交换机诞生,它利用预先编好的程序来控制电话的交换与接续。这就是“存储程序控制”,简称“程控”;用程控交换机接续的电话机称作“程控自动电话”,即我们通常所说的程控电话。

程控交换机是现代通信网所用的主要设备,通过它对电话系统的运行进行控制。它的突出优点在于,只要改变程序的指令即可改变交换系统的操作,从而不仅使交换系统具有更大的灵活性、适应性和开放性,而且还便于开发新的通信业务,能灵活方便地为用户提供多种服务功能。

20世纪70年代发展起来的“数字程控交换机”是一种传输离散数字信号的交换机。它能把数字传输系统直接接到数字程控交换机上,使长途通信网设备简化,传输质量大大提高,传输容量也大大增加。目前,中国开通程控交换机的城市已达上千个,省会城市的交换数字化比率高达100%。

什么是综合业务数字通信网

所谓综合业务数字通信网(英文缩写为ISDN),它起源于1967年。原国际电话与电报顾问委员会,即现时的国际电信同盟。对ISDN是这样定义的:“ISDN是以IDN(Integrated Digital Network,综合数码电话网)为基础发展演变而成的通信网,能够提供端到端的数码连接,用来支持包括语音在内的多种电信业务,用户能够通过有限的一组标准化的多用途用户/网络接口接入网内。”它是把电话网、电报网、传真网、数据网、电视广播网等,利用数字程控交换机和光纤传输系统综合联结起来,从而实现信息收集、传递、处理和控制的一体化的计算机网。这是一种高度数字化、智能化和综合化的网络。综合业务数字通信网作为电信高技术的产物,在满足社会对用户传真、可视数据、可视电话、会议电视等非语音业务显示出神奇功能,因而成为各国激烈竞争的通信领域。窄带综合业务数字网(ISDN)传送速率为144kb/s的信息流,随着超大规模集成电路的发展和通信技术的不断进步,它已不能满足日益增加的通信容量和速度,必须采用压缩编码的技术,加宽频带。高清晰度电视、计算机辅助设计与计算机辅助制造所产生的信息,以及光纤高速局域网间信息的交换也都需要传送速率高的信息网,这就需要建立以光纤通信为基础的宽带综合业务数字网,简称B-ISDN。这是现代通信网发展的必然趋势。B-ISDN能使用户以150Mb/s的速率传递数据,它传输的视频图像清晰漂亮,可与精致的摄影作品媲美。

同时,随着通信技术与计算机技术的进一步结合,数字通信网不仅向宽带化发展,还将向智能化、综合化和个人化的方向发展。这样的通信网,将使人们能够有效地应用多媒体系统,进行全球性的竞争、经营、合作等商业活动。

何为光纤通信,其优点有哪些

光纤通信就是利用光波在光导纤维中传递信息。它是现代信息传输技术革命中的一朵艳丽之花。光纤是用石英玻璃制造的,由两层组成,里面一层叫内芯,直径一般为几十微米或几微米,比一根头发丝还要细;外面一层叫包层,为了保护光纤,包层外还往往覆一层塑料。光纤的抗拉强度大,使用时,通常把千百根光纤组合在一起并进行增强处理,制成像电缆一样的光缆,既提高了光纤强度,又使光纤系统的通信容量大大增加。与一般通信系统相比,其不同之处在于光纤通信系统增加了光端机,并以光纤取代了电线。发信端和收信端的光端机,起着光电变换的转换作用。以电话通信为例,当人讲话时,电话机把语音变成电信号,作用到发信光端机上,使发信光端机的激光器发光;光信号射入光纤中,经过光纤传到光端机;收信光端机再把信号变为电信号,由电话机将电信号还原为语音。

光纤通信的优点是:通信容量大。光波的频带宽,通信光纤的工作波长为10~17微米,从理论上讲,一根光纤可同时传送100亿路电话,100万套高质量电视节目。目前,商用单模光纤的通信潜力已达到200万路,比同轴电缆的通信潜力大1 000倍左右。同时,光纤可以在同一条通路上进行双向传输,利用这一特性,用户可以通过交互信息系统与对方对话。传输损耗低。据测算,光纤通信每千米损耗不到1分贝,比任何一种传统电缆的传输损耗都低。短距离通信可以不设中继站,远距离通信可少设中继站。经济轻便。铺设1万千米同轴电缆要用铜5 000吨,铅2万吨,而铺设同样路程的光缆,只需光导纤维几十千克。抗干扰能力强。由于光纤用石英制成,传输的是频率极高的光波,不怕雷电袭击,也不受强磁场干扰。保密性能好。携带信息的激光只能在光纤内部传输,不会溢出,不易旁路窃听,保密性极好,等等。正因为光纤通信具有以上优点,所以,各国竞相发展光纤通信。由美、英、法三国研制的世界第一条穿越大西洋海底的通信光缆,全长6 400千米,能同时让8万人在大西洋两岸打电话,同时进行资料、声音、数据和图像的综合传输,已投入使用。中国的光纤通信起步较晚,但发展迅速,1995年建成的总长为32万千米的光缆骨干网已覆盖祖国大地。2006年5月23日,由武汉邮科院承担的国家863计划重大科研项目"3Tnet可扩展到80×40GDWDM传输系统设备工程化与试验"在杭州成功通过国家科技部组织的验收。作为国家863计划高性能宽带信息网的重要组成部分,该项目成功地在上海-杭州之间建成了国际领先、国内首条大容量80×40GDWDM干线工程,这一事件不仅有力地见证了863计划实施以来的伟大成果,而且也清楚地表明了我国光纤通信产业已经达到世界领先水平。

何谓数字移动通信

所谓数字移动通信,是移动体之间或移动体与固定体之间的无线电信息传输和交换。它安装方便,组网迅速,机动性、灵活性、经济效益均好,是无线通信中有强大生命力的领域。这种移动通信系统无线、可拨号、可移动、携带和使用都很方便的蜂窝状电话机,可以同市话局和长途电话局交换并用,不仅能打市内长途和国际电话,还可传输数据和图片,甚至可以上网冲浪。这种移动电话使人们能在移动中相互通信,适应了当今社会快节奏,人员流动性强的需要,因此,发展特别迅速。借助移动通信实现漫游,是迈向“个人全球通信”的一个重要步骤。目前,世界上许多国家已实现了移动通信的全国漫游,甚至全球漫游。美国办公室与家庭中的有线电话已为移动电话所取代。无线导呼机(BP机)作为蜂窝移动电话的补充,也属于无线移动通信,它是一种单向型即只收不发的移动通信工具。因其快速、方便、价廉和易普及等特点而受到消费者普遍欢迎。不过,随着移动通信工具的普及,这种通信工具已销声匿迹。

什么是卫星通信,它有何优点

卫星通信自20世纪60年代以来发展迅速。它是利用人造地球卫星作为中继站来转发或发射无线电信号,在两个或两个以上地面站之间所进行的通信。一个卫星通信系统由通信卫星和地球站组成。通信卫星在距赤道上空35 800千米的轨道上,与地球的自转同步运行,此轨道的平面与赤道平面的夹角保持零度,使卫星相对地面静止不动,故称为定点同步卫星。每颗地球卫星可俯视地球1/3的面积,所以,只要在定点同步轨道上等距离分布3颗卫星,即可实现全球范围的通信。目前,通信卫星已发展到第六代。一颗卫星有几十个转发器,可同时提供几万路电话线路或转发几十套电视节目。

所谓地球站,是指设在地球上的(包括装在飞机、船舶上的)用以接收、转发地球卫星发来的信息的地面设备。它由跟踪系统、天线设备、发射设备、接收设备以及控制设备、终端设备和电源设备等组成。地球站趋于小型化发展,20世纪80年代甚小卫星数据站的问世是卫星通信中具有重要意义的成就之一。由于卫星通信不受地理条件限制,组网灵活、迅速,通信容量大,费用低,质量好,若电话、电视或其他通信方式都统一采用卫星数字通信网,则既能改善传输质量,又能提高通信效率。卫星通信的这些优点引起了世界各国的强烈关注,卫星通信事业迅速发展。目前,全世界已有166个国家与地区共建了887个地球站,通过太平洋、印度洋和大西洋上空的国际通信卫星,组成了一个全球通信网。全世界的全部电视转播业务和2/3的跨海电信业务,已由这种高悬在赤道上空与地球同步运行的“信息岛”来承担。它把各种信息传递给居住在地球上各个角落的人们,人类栖息的“诺亚方舟”正在变成一个真正的“地球村”。

何谓信息爆炸

信息爆炸是形容信息数量极为迅速地增加和扩散。随着新闻、广播、电视、电报、计算机、互联网、通信卫星、信息工业等的接连出现,使得信息数量发生了爆炸性的增长;信息的利用率越来越高,越来越广泛;信息交流和传输的速度日趋自动化;信息产业在国民生产总值中所占的比重日益增加;信息知识比资本更为重要。这些标志着信息的急剧增加和扩散,标志着现代社会向一个新的社会,即信息社会不断迈进。

数字鸿沟是什么意思

数字鸿沟是指发达国家与发展中国家在信息通信技术发展中的差距现象。这种差距既存在于信息技术的开发领域,也存在于信息技术的应用领域,特别是由网络技术产生的差距。有条件者可以上网且能从网上得到更多的信息资源,无条件者只能徘徊在网络的大门外,从而造成信息化水平的巨大悬殊。据统计,占世界人口16%的发达国家拥有全球99%的网络主机,仅美国纽约拥有的网络主机就比整个非洲的拥有量还多。英国广播公司(BBC)的在线新闻则直接把数字鸿沟称为“信息富有者和信息贫困者之间的鸿沟”。在中国,也有借鉴“数字鸿沟”的含义表达地区间、群体间和认识上的差距。2006年3月,中国颁布实施的《2006—2020年国家信息化发展战略》的战略行动中即有“缩小数字鸿沟行动计划”。

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