第1章11~12信息与微电子技术
- 格式:pptx
- 大小:841.15 KB
- 文档页数:37
第1章绪论1.1 概述微电子技术与计算机技术的发展历史是一个不断创新的过程,这种创新包括原始创新、技术创新和应用创新等。
每一项创新都能开拓出一个新的领域,带来新的巨大的市场,对我们的生产、生活方式产生重大的影响。
自集成电路发明以后,集成电路芯片的发展基本上遵循了Intel公司创始人之一的Gordon EMoore 1965年预言的摩尔定律,即每隔3年集成度增加4倍,特征尺寸缩小1.4倍。
在集成电路(IC)发展初期,电路设计都是从器件的物理版图设计入手。
后来出现了集成电路单元库(Cell-Lib),使得集成电路设计从器件级进入逻辑级,极大地推动了IC产业的发展。
不过,集成电路只有安装在整机系统中才能发挥它的作用。
IC芯片是通过印刷电路板(PCB)等技术实现整机系统的。
尽管IC的速度可以很高,功耗可以很小,但由于PCB板中IC芯片之间的连线延时、PCB板可靠性及重量等因素的限制,整机系统的性能受到了很大的限制。
随着系统向高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化的发展,系统对电路的要求越来越高。
传统集成电路设计技术已无法满足性能日益提高的整机系统的要求。
同时,由于IC设计与工艺技术水平提高,集成电路规模越来越大,复杂程度越来越高,整个系统已可以集成在一个芯片上。
目前已经可以在一个芯片上集成108~109个晶体管。
SOC(System on Chip:片上系统)就是在这种条件下应运而生的。
SOC从整个系统的角度出发,把处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路,直至器件的设计紧密结合起来,在单个(或少数几个)芯片上完成整个系统的功能。
SOC的设计以IP核为基础,以分层次的硬件描述语言为系统功能和结构的主要描述手段,借助于以计算机为平台的EDA工具进行。
研究表明,与IC组成的系统相比,由于SOC设计能够综合并全盘考虑整个系统的各种情况,因而可以在同样的工艺技术条件下,实现更高性能的系统指标。
SOC技术,也大大促进了软硬件协同设计及计算机系统设计自动化的发展。
第1章计算机与信息技术概述1.1计算机概述计算是人类表达思维活动的一种方式,而计算工具则是人类思维活动的结晶。
从远古到现代,人类使用的计算工具先后经历了手工、机械和机电3个发展阶段,目前的电子计算机是人类计算工具的最新发展。
那什么是计算机呢?简单地说,计算机是一种能快速且高效地自动完成信息处理的电子设备。
它与以往的计算设备最大的区别在于,计算机实现了存储程序,即程序在计算机内部可以发生变化。
在本章中将首先简单介绍计算机的发展、特点和应用领域以及信息技术及计算机病毒等基本概念,然后重点介绍计算机中信息的表示与存储。
1.1.1计算机发展简史我国早在春秋战国时期就发明了算筹法,这使得后来的数学家祖冲之计算出了当时最精确的圆周率。
唐朝末期,标志着古老东方文明的算盘又在我国诞生。
1642年,法国数学家Pascal发明了能完成加、减运算的手摇式机械计算机。
1694年,德国数学家Leibnitz设计出了能完成加、减、乘、除和开方运算的手摇式机械计算机。
1820年,英国数学家Babbage提出了用卡片存储数据和让计算机根据条件决定下一步计算的设想。
1910年,美国IBM公司生产出了一种用卡片存储数据、用继电器完成计算的计算机。
1941年,美籍匈牙利数学家V on Neumann提出了3个非常重要的概念。
(1)存储程序:存储不仅要存储数据,而且要存储程序。
(2)采用二进制:计算机内部使用二进制。
(3)顺序控制:从存储器中取指令或数据,由控制器解释,由运算器完成计算。
这3个基本概念的提出为电子计算机的出现奠定了坚实的理论基础,而以它们为理论制造出来的计算机至今仍然是计算机体系结构的主流,V on Neumann也因此被誉为电子计算机之父。
1946年,世界上第一台电子数字积分式计算机——埃尼亚克(The Electronic Numerical Integrator And Computer,ENIAC)在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院诞生。
计算机应用基础(理论)课程教案教学过程新课导入:这是大学新生入学以来的有关第一门计算机基础课程,首先向同学们介绍这门课程的地位、主要内容、考核方式以及学习方法。
让学生了解该课程的重要性,并介绍江苏省计算机等级考试一级B的相关要求。
通过提问,调查了解学生的计算机水平,以及学生对计算机的兴趣。
信息技术在人们的生活和工作中正在起着越来越重要的作用,计算机、通信、数字信息、软件这些信息时代的主要组成部分到处可见。
举例:在教学上有远程教育;在企业有电子商务;在生活中有视频聊天等等。
提问:你能说说还有哪些应用么?新课讲授:1.1信息与信息技术1信息定义信息就是信息,它既不是物质也不是能量。
——N.Wiener(控制论创始人)事物运动的状态及状态变化的方式。
——客观事物立场认识主体所感知或所表述的事物运动及其变化方式的形式、内容和效用。
——认识主体立场计算机是一种基于二进制运算的信息处理机器,任何需要由计算机进行处理的信息,都必须进行一定程度的形式化,并表示成二进制编码的形式。
这就引进了数据的概念。
2 与信息处理相关的行为和活动信息收集——感知、测量、识别、获取、输入等信息加工——分类、计算、分析、综合、转换、检索、管理等信息存储信息传递信息施用——控制、显示等3信息技术:信息技术:用来扩展人的信息器官功能、协助人们进行信息处理的一类技术。
人的信息器官及功能:感觉器官(眼耳鼻舌身)——获取信息神经网络——传递信息思维器官(大脑)——处理信息并再生信息效应器官(手脚)——施用信息4 信息处理系统:用于辅助人们进行信息获取、传递、存储、加工处理、控制及显示的综合使用各种信息技术的系统。
5 信息处理系统实例雷达是一种以感知与识别为主要目的的系统电视/广播系统是一种单向的、点到多点(面)的以信息传递为主要目的的系统电话是一种双向的、点到点的以信息交互为主要目的的系统银行是一种以处理金融业务为主的系统图书馆是一种以信息收藏和检索为主的系统Internet是一种跨越全球的多功能信息处理系统6 信息化与信息社会信息产业是指生产制造信息设备,以及利用这些设备进行信息采集、存储、传递、处理、制作与服务的所有行业与部门的总和。