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第20章 通信传播(3)

频率与波长:电磁波的电场(或磁场)随时间变化,具有周期性。在一个振荡周期中传播的距离,即相邻电波之间的距离,叫做波长。每秒发出电波的次数称频率。频率在收音机调节刻度上以千赫(每秒发出无线电波1000次)或兆赫标明。不同的频道采用不同的频率。

小知识

收音机

收音机由机械、电子、磁铁等构造而成,用电能将电波信号转换为声音,收听广播电台发射的电波信号的机器。又名无线电、广播等。

收音机的原理,是把从天线接收到的高频信号经检波(解调)还原成音频信号,送到耳机或喇叭变成音波。由于科技进步,天空中有了很多不同频率的无线电波。如果把这许多电波全都接收下来,音频信号就会像处于闹市之中一样,许多声音混杂在一起,结果什么也听不清了。为了设法选择所需要的节目,在接收天线后就有一个选择性的电路,它的作用是把所需的信号(电台)挑选出来,并把不要的信号“滤掉”,以免产生干扰。这就是我们在收听广播时所使用的“选台”按钮。

选择性电路的输出是选出某个电台的高频调幅信号,利用它直接推动耳机(电声器)是不行的,还必须把它恢复成原来的音频信号。这种还原电路称为解调,把解调的音频信号送到耳机,就可以收到广播了。

电影的出现

电影是一种把活动影像用摄影机记录在胶片上,通过放映机将这些影像投射在荧幕上供观众欣赏的艺术。

电影是根据“视觉残留”原理,以数千幅的静态图像快速放映而成。1895年,法国的卢米埃尔兄弟用改良过的电影放映机放映了几部自制短片,标志着电影的诞生。

事实上,一部影片由一长条数以千计幅的静态相片相连构成的。影片卷在卷轴上,然后放入放映机,再将每一个画面投射到银幕上。由于画面以很快的速度(每秒钟24格)呈现,因此可将画面融合成顺畅、生动的动作。

制作影片用的感光材料称为电影胶片,是将感光乳剂涂布在透明柔韧的片基上制成的感光材料,包括电影摄影用的负片、印拷贝用的正片、复制用的中间片和录音用的声带片等。这些胶片的结构大致相同,都由能感光的卤化银明胶乳剂层和支持它的片基层两部分组成。

将影片上记录的影像和声音配合银幕和扩音机等还原出来的机械设备,称为电影放映机。电影放映机通常分为固定式和移动式两类。按放映影片的宽度,可分为70毫米、35毫米、16毫米、8.75毫米和8毫米等不同的放映机,为一些特殊形式的电影还装备了立体、全景、环幕、穹幕、巨幕等放映机。一般固定式放映机由传动、输片、光学、还音、机体和电器等部分组成。移动式放映机上没有扩音机、扬声器等。

电视技术

电视技术是利用电子设备传送活动图像的技术。利用人眼的视觉残留效应显现一幅幅渐变的静止图像,形成视觉上的活动图像,使得电视成为一种重要的广播和通信方式。

电视首先应用于广播,后又在工业、军事、通信、医疗和科研等方面被逐步推广。通过电视,人们可以看到远距离处、不可到达的深海或核反应堆内部的即时景像。在没有光照或光照极微之处,微光电视或红外电视也能把人眼觉察不出的景像显示成为可见的电视图像。

广播电视:广播电视和卫星电视的信息均以电磁波形式在空间传播。广播电视属于超短波的范围,具有光波直线传播的特点,但由于电视台的发射天线高度有限,更由于地球表面弯曲,能直接达到用户天线的距离一般限于五六十千米,因此各个广播电视台发射的电波覆盖面积都很有限。

闭路电视:一种图像通信系统。其信号从源点只传给预先安排好的与源点相通的特定电视机。广泛用于大量不同类型的监视工作、教育、电视会议等。

最简单的闭路电视,是用一部摄像机将拍摄信号通过电视电缆送到监视器上,也可将拍摄信号经过多路分配放大器送到多个监视器上使用。

闭路电视监控系统是一种先进的、防范能力极强的综合系统,它可通过遥控摄像机及其辅助设备如镜头直接观看被监视场所的所有情况。

电视摄像机:电视摄像机工作原理是将景物的光像聚焦在摄像管的光敏或光导靶面上,靶面各点的光电子的激发或光电导的变化情况随光像各点的亮度不同。当用电子束对靶面扫描,就会产生一个幅度正比于各点景物光像亮度的电信号。传送到电视接收机中使显像管屏幕的扫描电子束随输入信号的强弱而产生变化。当和发送端同步扫描时,显像管的屏幕上随即显现发送的原始图像。

电视接收机:电视频道传送的电视信号主要包括亮度、色度、色同步、复合同步、伴音五种信号,这些信号或可通过频率域,或可通过时间域相互分离出来。电视接收机是能将所接收到的高频电视信号还原成视频、低频伴音信号,并能在其荧屏上重现图像,在其扬声器上重现伴音的电子设备。

通信网络

在不同地方的用户之间传递信息的系统,就是通信网络。

通信网络的功能是适应用户需要,以用户满意的程度沟通网中任意两个或多个用户之间的信息交流。现代社会,通信已经成为人们交往的纽带。从海底、地下光缆到地面电话线、卫星地球站,再到空间的通信卫星,它们构成了庞大的立体通信网络。

模拟通信网:根据信号方式的不同,通信可分为模拟通信和数字通信。在电话通信中,用户线上传送的电信号随着用户声音大小的变化而变化。这个变化的电信号无论在时间或幅度上都是连续的,这种信号称为模拟信号。在用户线上传输模拟信号的通信方式,称为“模拟通信”。

数字通信网:数字信号是一种离散的、脉冲有无的组合形式,是负载数字信息的信号。电报信号就属于数字信号。数字通信是指用数字信号作为载体来传输信息,或者用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。它是在20世纪60年代出现的一种新型通信业务。数字通信网的传输量和传输性能远高于模拟通信网。

计算机技术

计算机是一种能按事先存储的程序,自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备。通常人们说“世界上的第一台电子数字计算机”,指的是1946年面世的“Eniac”,主要用于计算弹道,由美国宾夕法尼亚大学研究制造。

计算机的构成:从系统组成看,计算机由输入设备、控制器、运算器、存储器和输出设备五个部分组成。常见的计算机从外观上看由键盘、鼠标、主机、显示器和打印机等组成。

键盘是计算机最常见的输入设备,通过敲键,可以与计算机进行对话或命令计算机工作;鼠标也是计算机的一种输入设备,通过拖动鼠标、单击或双击按键命令计算机工作;主机是计算机的核心,由存储器、运算器与控制器等电子元器件组成,它能进行复杂的算术运算,处理和保存各种数据,其中运算器与控制器又合称为中央处理器(CPU);显示器是计算机的输出设备,貌似电视机,能显示输入计算机的信息、计算机的工作过程和计算机处理后的结果。

中央处理器:中央处理器简称为CPU,也称微处理器。

CPU是计算机的核心,负责处理、运算计算机内部的所有数据,而主板芯片组控制着数据的交换。CPU的种类决定操作系统和相应软件。

CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成,是PC的核心,再配上储存器、输入/输出接口和系统总线,组成为完整的PC。寄存器组用于在指令执行过后存放操作数和中间数据,由运算器完成指令所规定的运算及操作。

存储器:计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。计算机中的全部信息,包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果等,都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器,计算机才有记忆功能,才能保证正常工作。

按用途分,存储器可分为主存储器(内存)和辅助存储器(外存)。外存通常是磁性介质或光盘等,能长期保存信息;内存指主板上的存储部件,用来存放当前正在执行的数据和程序,但仅用于暂时存放程序和数据,关闭电源或断电,数据就会丢失。

软件系统:计算机系统中由软件组成的部分,包括操作系统、语言处理系统、数据库系统、分布式软件系统和人机交互系统等。

操作系统用于管理计算机的资源和控制程序的运行;语言处理系统用于处理软件语言等的软件;数据库系统用于支持数据管理和存取的软件;分布式软件系统包括分布式操作系统、分布式程序设计系统、分布式文件系统、分布式数据库系统等;人机交互系统则是提供用户与计算机系统之间按一定约定进行信息交互的软件系统。

程序:为使电子计算机执行一个或多个操作,或执行某一任务,按序设计的计算机指令的集合,用汇编语言、高级语言等开发编制出来的可以运行的文件,在计算机中称可执行文件(后缀名一般为.exe)。程序由程序计数器控制,一般分为系统程序和应用程序两类。

小知识

计算机的发展

电子计算机诞生后,已经历了四个发展阶段。第一代,是从1946年到20世纪50年代末的真空电子计算机;第二代,是从20世纪50年代末到60年代中的晶体管电子计算机;第三代,是20世纪60年代中到70年代初的集成电路电子计算机;第四代,是从20世纪70年代至今的大规模集成电路计算机。

1946年2月15日,世界上第一台可进行高次数学运算的计算机诞生于美国宾夕法尼亚大学,名为“埃尼亚克”,它是由美国物理学家莫奇利和埃克脱共同完成的。

“埃尼亚克”重达30吨,装有1.8万个真空管、7万多只电阻和50万个手工焊接点。当时,这台计算机被二战中的美国陆军用以计算炮弹射程。

能对声音、图像、视频等多媒体信息进行综合处理的计算机,被称为多媒体计算机。

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