16、微电子技术的作用 集成电路从出现到今天,仅30余年,发展的速度却是惊人的,对生产、生活的影响也是深远的。1946年出现的世界上第一台电子计算机ENIAC,占地150平方米,重达30多吨,耗电几百千瓦,其所完成的计算,今天高级一点的袖珍计算器皆可完成。这就是微电子技术和集成电路所创造的奇迹! 微电子技术的发展,集成电路的出现,首先引起了计算机技术的巨大变革。由于计算机的逻辑部件特别是计算机的心脏——中央处理器的集成化,命名微型计算机应运而生。并在70~80年代间得到迅速发展,特别是IBM PC个人计算机出现以后,打开了计算机普及的大门,促进了计算机在各行各业的应用,五六十年代,价格昂贵、体积庞大、耗能惊人的计算机,只能在少数大型军事或科研设施中应用,今天由于采用了大规模集成电路,计算机已经进人普通的办公室和家庭。而计算机应用领域的拓宽,反过来更促进了集成电路芯片的研制和生产。 微电子技术对电子产品的消费市场也产生了深远的影响。价廉、可靠、体积小、重量轻的微电子产品,使电子产品面貌一新;微电子技术产品和微处理器不再是专门用于科学仪器世界的贵族,而落户于各式各样的普及型产品之中,进人普通百姓家。例如电子玩具、游戏机、学习机及其他家用电器产品等。就连汽车这种传统的机械产品也渗透进了微电子技术,采用微电子技术的电子引擎监控系统。汽车安全防盗系统、出租车的计价器等已得到广泛应用,现代汽车上有时甚至要有十几个到几十个微处理器。 现代的广播电视系统更是使微电子技术大有用武之地的领域,集成电路代替了彩色电视机中大部分分立元件组成的功能电路,使电视机电路简捷清楚,维修方便,价格低廉。由于采用微电子技术的数字调谐技术,使电视机可以对多达100个频道任选,而且大大提高了声音、图像的保真度。 总之,微电子技术已经渗透到诸如现代通信、计算机技术、医疗卫生、环境工程在源、交通、自动化生产等各个方面,成为一种既代表国家现代化水平又与人民生活息息相关的高新技术。 17、电子计算机 计算机是人类制造出来的信息加工工具。如果说人类制造的其他工具是人类双手的延伸,那么计算机作为代替人脑进行信息加工的工具,则可以说是人类大脑的延伸。 计算机不同于一般的工具,其内部有一个信息加工的部件,这就是运算器。它就如同一个算盘,用来进行数值运算,获得运算结果。计算机中运算的数,实际上是一种信息载体。同样一个数值10,也许代表一种东西的数量,也许代表一种运动体的速度,也许代表一种介质的温度。就是说,形式一样,所代表的信息却不同。所以说数值计算也是一种信息加工。运算器根据人的意图进行数值运算也就是进行信息加工。 运算器只管运算,它的数来源于何处?产生的结果送到哪里?必须有个指挥其工作的部件,这就是计算机中的第二个部件——控制器。控制器就像是计算机的司令部,指挥着计算机各个部分的工作,它的指挥是靠发出一系列控制信号完成的。 随着大规模集成电路的发展,现代计算机多把运算器和控制器做在一起,叫做微处理器。计算机是自动进行计算机的,自动计算的根据就是存储于计算机中的程序。计算机的程序、数据以及在运算中产生的中间结果以及最后结果都要有个存储的地方,这就是计算机的第三个基本部件一存储器。存储器也是大规模集成电路,它的内部组织就好象一个在仓库,里面有许多大小相同的房间用来存放要处理的信息。 微处理器(里面包含运算器和控制器)增以一定规模的存储器就构成计算机的本体。仅有微处理器和存储器的计算机还不够,因为计算机内部的小世界和人类的大世界的差别还很大。人类希望用自己方便的方式将信息处理的意图告诉计算机,而且希望计算机以人类习惯的形式给出处理结果。所以还要解决计算机的小世界和人类的大世界的“接口”问题。人能使用的计算机,必.须配有一定的外部设备,例如将程序和数据输计算机的键盘,把计算机处理结果以数字或文字形式显示的荧光屏显示器等。所以完整的计算机应该包括微处理器,存储器和输人/输出接口电路。这几部分的总和叫计算机的主机,一般我们看到的长方形的箱子就是主机。主机配上键盘、显示器、磁盘驱动器等外部设备组成了计算机系统。 现代计算机的软件花样繁多。软件指计算机能执行的程序的总合。软件根据其所起的作用分成系统软件和应用软件两大类。所谓系统软件就是指一种特殊的管理计算机或为计算机系统服务的程序。操作系统就是典型的系统软件。它是管理计算机所有软便件资源的一种程序。不同的计算机系统都有其所能运行的操作系统。
18、计算机病毒及其防范 计算机的应用越来越普及,计算机病毒的滋扰也越来越司空见惯,计算机操作员会眼睁睁地瞅着屏幕上的信息有如秋风扫落叶般地消失,字母从词中“掉”下,堆成了一撮,不一会儿,屏幕上的东西已经无法辨认了。这正是计算机病毒在作崇。 计算机“病毒”不同于一般的病毒,它不是一个生物体,不会把疾病传染给人类,只能在计算机之间传染。它是不怀好意的人故意编制的一小段巧妙而能扩散的程序。 计算机自己是不会工作的,只有当人们把事先编好了的程序“装’进计算机以后,它才能工作。程序让它干什么,它就干什么。如果有一小段“病毒”程序悄悄地混人了一个大的正常程序里,那么计算机就不能正常工作了。这就叫计算机染上了“病毒”。不同的“病毒”程序,危害程度不同,轻者使原有程序不能发挥作用,重者则销毁计算机中储存的所有资料信息。前者叫做“良性”病毒,后者叫做“恶性”病毒。在“良性”病毒中有许多是属于开玩笑性质的。比如使你的计算机突然发出一阵怪叫声,吓你一跳;或者使计算机荧光屏上出现“不要慌”、“跳舞吧”之类的废话;或者只是使你的计算机出现暂时性故障,过一会儿就恢复正常了。例如在1984年,当时有一个叫做“饼干怪物”的病毒程序在美国一些大学的校园里迅速扩散。学生们在计算机前的正常工作常常被打断,计算机的荧光屏上频频出现“我要饼干”的字样,弄得人们啼笑皆非。往往是操作者不得不在终端键盘上打上“饼干”的字样,这种闹剧才能收场。 “恶性”病毒所带来的危害往往是难以估量的。无怪乎美国的一些防卫专家惊呼,军用计算机一旦被病毒扰乱,就有可能导致爆发一场核大战。因为用来控制导弹的计算机系统所储存的资料信息一旦被毁,那么核导弹就会失去控制,其后果不堪设想! 究竟谁是制造计算机病毒的罪魁?众说纷坛,莫衷一是。有人说始作俑者是巴基斯坦一对自学成才的计算机工程师兄弟,是他们制作的病毒被引人美国之后,引起争相模仿。也有人说,有两种病毒是从德国“出口”到美国的,起初在美国的一些大学校内流传,后来由学生传到了美国各地。还有人说,计算机病毒实际上最初是由美国的一些计算机“神童”想出来的。这些孩子们从小喜欢摆弄计算机,最初只是编出一些恶作剧的程序来整一整自己的朋友,开个玩笑,借以开心。久而久之,这种“玩笑”越开越大,居然把病毒程序暗藏在软盘中。在与不知情的使用者交换软盘的过程中,就把病毒传播开了。这种恶作剧很快引起人们争相仿效,导致计算机病毒泛滥成灾。 多数的病毒程序都有一定的“发病潜伏期”,有的病毒编制者有意把它当成“定时炸弹”。比如国外有一种“特洛伊程序”,它与计算机内的时针相连,会在某日某时发作。有的程序编制者因不相信雇主会及时付给报酬,就故意在程序中设置“定时炸弹”。一旦他的劳动报酬不能及时兑现,“定时炸弹”就会爆炸开来,而且相互传染,非常迅速。 目前世界上已知的计算机病毒已达数千种之多,并且还在不断增加。对计算机病毒的肆虐,人们已经找到了一些防范的办法。 19、卫 星 通 讯 20世纪60年代以来,卫星通讯得到迅速发展。通讯卫星在距赤道上空的轨道上与地球的自转同步运行(同步是指卫星环绕地球运行一周的时间与地球自转一周的时间相同),而此轨道的平面与赤道平面的夹角保持为零度,使卫星相对地面静止不动,因此称为定点同步卫星。由于每一颗通讯卫星可俯视地球三分之一的面积,所以利用在定点同步轨道上等距离分布的三颗卫星,就能同全球进行通讯。现在通讯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路电视。 一个卫星通讯系统由通讯卫星和地球站组成。卫星通讯的特点是:不受地理条件的限制;组网灵活、迅速;通讯容量大、费用省。卫星通讯采用数字方式,由于电话、图像、电视等形式的信息都可以数字化,因此可采用统一的卫星数字通讯网,这样不仅能改善传输的质量,降低网路的建设费用,而且可使通讯效率大大提高。由于卫星通讯的上述特点,全世界至今已有166个国家与地区,总共建立了887个地球站,通过太平洋、印度洋、大西洋上空的国际通讯卫星,组成了一个全球通讯网。世界上全部电视转播业务和2/3的跨洋电信业务已由卫星通讯系统承担。通讯卫星使人类的通讯联络进人了崭新的阶段,广阔的地球变成了一个人在其中可随时联络的“小村落”。 通讯技术与空间技术的联系越来越紧密。这一特点在卫星通讯、电视转播、无线电导航、军事侦察及军事通讯等方面都已反映出来。卫星通讯在许多方面显示出日益重要的作用。 通讯卫星可用于传送卫星云图、监测森林或草原的火情及洪涝灾害、测算受灾地区的面积。我国利用气象卫星资料成功地进行冬小麦长势预测与估计。我国许多部门已陆续建立起专业卫星通讯网,在业务中发挥出巨大的作用。
20、移 动 通 讯 微电子技术及通讯技术的迅猛发展,使无线电通讯产生了革命性的变化。无线移动通讯的蓬勃发展,正是这种变化的一个标志。 移动体之间或移动体与固定体之间的无线电信息传输与交换,称为移动通讯。 在1978年后,美国、日本和瑞典等国先后开发出一种同频复用、大容量小区制的移动电话系统,它的工作频段是900兆赫,能在全地域自动接人公共电话交换网。 这种电话系统的网络由一个个边长为几千米到十几千米的正六边形小区组成,因形如蜂窝,故取名为蜂窝移动电话系统。在移动通讯网中的移动电话用户不仅能相互通话,而且能同公众电话网中的固定电话用户通话。除了蜂窝通讯系统外,现代移动通讯系统还包括多信道无中心选址通讯系统及集群通讯系统。 80年代又研制出数字式蜂窝移动通讯系统。数字移动电话能大大提高频道的容量,不仅通讯质量好,而且保密性好,还可以兼容多种通讯业务并具有国际漫游等功能。 移动电话使人们能在移动过程中进行通讯,适应了现代社会快节奏、人员流动性强的需要。至今全世界移动电话的用户已超过2200万户,预计到1996年将达到5400万户,目前在美国办公室与家庭中移动电话已开始逐步取代有线电话。 美国、日本已实现了移动通讯的全国漫游,欧洲各国已实现全欧漫游。移动通讯实现漫游,是迈向“个人全球通讯”的一个重要步骤。 无线寻呼电话和无绳电话,作为蜂窝移动电话的补充,也属于无线移动通讯的范畴。 无线寻呼通讯,一种单向型(只收不发)的移动通讯,由于快速、方便、价廉、易普及,受到人们的欢迎。我国自1984年开始使用无线寻呼电话(BP机)以来,至今已有2000多个城市开办了这种电话业务。无绳电话作为移动通讯的一种方式,发展也比较迅速。 21世纪是个人通讯的时代,“个人通讯”技术已列人我国“通讯技术发展计划”。 人们正设想建立环球移动卫星电话系统(简单称环球电话)。在这种系统建成后,在整个地球上,就不再存在一个地方因距离遥远而无法发送或接收电话、传真了。 环球电话系统所用的通讯卫星,是距地面只有几百公里的“低轨道”卫星。由于袖珍移动电话发出的信号微弱,为了使卫星收到信号,因此选用低轨道。但由于轨道“低”,卫星与地球就不同步,需要在多条轨道上各配备多颗低轨道卫星形成一个通讯卫星群。这样就使地球任一地方,在任何时刻都能通过这个系统中的至少一颗卫星同任何其他用户通讯。 环球电话系统与地面的移动通讯系统相结合,将形成一个全世界范围的立体化的移动电话通讯网“全球数字移动个人通讯”卫星系统。这种通讯系统将使用可随身携带的手持话机。环球通讯系统除了提供话音通讯外,还可用于传真及数据传输等多种通讯服务。人类个人通讯的理想将逐步变成现实。 |