信息技术及其发展.doc

信息技术及其发展一 现代信息技术发展现代信息技术是借助以微电子学为基础的计算机技术和电信技术的结合而形成的手段，对声音的、图像的、文字的、数字的和各种传感信号的信息进行获取、加工、处理、储存、传播和使用的能动技术。它的核心是信息学。现代信息技术包括ERP、GPS、RFID等，可以从ERP知识与应用、GPS知识与应用、EDI的知识与应用中了解和学习。现代信息技术是一个内容十分广泛的技术群，它包括微电子技术、光电子技术、通信技术、网络技术、感测技术、控制技术、显示技术等。现代信息技术对城市发展如城市规划、城市产业机构、城市空间布局结构、城市职能、城市交通、城市建筑、城市管理、城市居民生活方式的正面影响，同时也分析了现代信息技术对城市发展所带来的一些负面影响。蒸汽机的发明，导致了最初的产业革命和城市化发展；汽车的普及，则引起了城市郊区化。以计算机及其网络技术和现代通信技术等为代表的现代信息技术是当代科学技术发展的主导领域。现代信息技术正以其它技术从未有过的速度向前发展，并以其它任何一种技术从未有过的深度和广度介入到社会的方方面面。信息技术是学习活动的认知工具，信息技术可以作为课程学习内容和学习资源的获取工具、作为情境探究和发现学习工具、作为协作学习和交流讨论的通讯工具、作为知识建构和创作实践工具。要充分利用信息技术作为高级思维训练工具，信息技术的应用将从目前大家更多关注电脑、网络、网上学习的操作模式等，发展到利用信息技术培养的高级思维能力，构建知、情、意融合的高智慧学习体系。二第三代数字蜂窝移动通信系统（3G）蜂窝移动通信是采用蜂窝无线组网方式，在终端和网络设备之间通过无线通道连接起来，进而实现用户在活动中可相互通信。其主要特征是终端的移动性，并具有越区切换和跨本地网自动漫游功能。蜂窝移动通信业务是指经过由基站子系统和移动交换子系统等设备组成蜂窝移动通信网提供的话音、数据、视频图像等业务。移动通信的发展历史可以追溯到19 世纪。1864 年麦克维斯从理论上证明了电磁波的存在；1876 年赫兹用实验证实了电磁波的存在；1900 年马可尼等人利用电磁波进行远距离无线电通信取得了成功，从此世界进入了无线电通信的新时代。现代意义上的移动通信开始于20 世纪20 年代初期。1928 年，美国Purdue 大学学生发明了工作于2MHz 的超外差式无线电接收机，并很快在底特律的警察局投入使用，这是世界上第一种可以有效工作的移动通信系统；20 世纪30 年代初，第一部调幅制式的双向移动通信系统在美国新泽西的警察局投入使用；20 世纪30 年代末，第一部调频制式的移动通信系统诞生，试验表明调频制式的移动通信系统比调幅制式的移动通信系统更加有效。在20 世纪40 年代，调频制式的移动通信系统逐渐占据主流地位，这个时期主要完成通信实验和电磁波传输的实验工作，在短波波段上实现了小容量专用移动通信系统。这种移动通信系统的工作频率较低、话音质量差、自动化程度低，难以与公众网络互通。在第二次世界大战期间，军事上的需求促使技术快速进步，同时导致移动通信的巨大发展。战后，军事移动通信技术逐渐被应用于民用领域，到20 世纪50 年代，美国和欧洲部分国家相继成功研制了公用移动电话系统，在技术上实现了移动电话系统与公众电话网络的互通，并得到了广泛的使用。遗憾的是这种公用移动电话系统仍然采用人工接入方式，系统容量小。第三代数字蜂窝移动通信(简称3G移动通信)业务是指利用第三代移动通信网络提供的话音、数据、视频图像等业务。第三代数字蜂窝移动通信业务主要特征是可提供移动宽带多媒体业务，其中高速移动环境下支持144kb/s速率，步行和慢速移动环境下支持384kb/s速率，室内环境支持2Mb/s速率数据传输，并保证高可靠服务质量。第三代数字蜂窝移动通信业务包括第二代蜂窝移动通信可提供的所有的业务类型和移动多媒体业务。第三代数字蜂窝移动通信业务的经营者必须自己组建3G移动通信网络，所提供的移动通信业务类型可以是一部分或全部。提供一次移动通信业务经过的网络，可以是同一个运营者网络设施，也可以由不同运营者的网络设施共同完成。提供移动网国际通信业务，必须经过国家批准设立的国际通信出入口。移动网络正在经历一个动态的转型过程。网络融合的实现，以及对宽带和“绿色”通信的需求，成为促进移动网络未来演进的关键要素。同时，降低支出的需求突出了发展规模经济的重要性。从根本上讲，驱动运营商网络需求的因素包括：成本、业务交付环境、面向未来的演进，及可持续性发展能力等。这些因素决定了未来移动网络的特征：网络趋于采用SDR(SoftwareDefinedRadio，软件无线电)、网络IP化、绿色网络。三 蓝牙技术 蓝牙技术即蓝牙。蓝牙，是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。 蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。其程序写在一个9 x 9 mm的微芯片中。例如，如果把蓝牙技术引入到移动电话和膝上型电脑中，就可以去掉移动电话与膝上型电脑之间的令人讨厌的连接电缆而通过无线使其建立通信。打印机、PDA、桌上型电脑、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其它的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。除此之外，蓝牙无线技术还为已存在的数字网络和外设提供通用接口以组建一个远离固定网络的个人特别连接设备群。蓝牙工作在全球通用的2.4GHzISM (即工业、科学、医学）频段。蓝牙的数据速率为1Mb/s。时分双工传输方案被用来实现全双工传输。 使用IEEE802.15协议。ISM频带是对所有无线电系统都开放的频带，因此使用其中的某个频段都会遇到不可预测的干扰源。例如某些家电、无绳电话、汽车开门器、微波炉等等，都可能是干扰。为此，蓝牙特别设计了快速确认和跳频方案以确保链路稳定。跳频技术是把频带分成若干个跳频信道（hop channel），在一次连接中，无线电收发器按一定的码序列（即一定的规律，技术上叫做“伪随机码”，就是假的随机码）不断地从一个信道跳到另一个信道，只有收发双方是按这个规律进行通信的，而其他的干扰不可能按同样的规律进行干扰；跳频的瞬时带宽是很窄的，但通过扩展频谱技术使这个窄带宽成百倍地扩展成宽频带，使干扰可能的影响变成很小。与其它工作在相同频段的系统相比，蓝牙跳频更快，数据包更短，这使蓝牙比其它系统都更稳定。FEC（Forward Error Correction，前向纠错）的使用抑制了长距离链路的随机噪音。应用了二进制调频（FM）技术的跳频收发器被用来抑制干扰和防止衰落。四 信息技术发展历程 信息技术的发展历程分五个阶段：第一次是语言的使用，语言成为人类进行思想交流和信息传播不可缺少的工具。(时间：后巴别塔时代)。第二次是文字的出现和使用，使人类对信息的保存和传播取得重大突破，较大地超越了时间和地域的局限。(时间：铁器时代，约公元前14世纪)第三次是印刷术的发明和使用，使书籍、报刊成为重要的信息储存和传播的媒体。(时间：第六世纪中国随代开始有刻板印刷，至15世纪才进入臻于完善的近代印刷术) 第四次是电话、广播、电视的使用，使人类进入利用电磁波传播信息的时代。(时间：19世纪) 第五是计算机与互连网的使用，即网际网络的出现。(时间：现代，以1946年电子计算机的问世为标志）第一次信息技术革命是语言的使用。发生在距今约35 000年50 000年前。第二次信息技术革命是文字的创造。大约在公元前3500年出现了文字第三次信息技术的革命是印刷的发明。大约在公元1040年，我国开始使用活字印刷技术(欧洲人1451年开始使用印刷技术)。第四次信息革命是电报、电话、广播和电视的发明和普及应用。1837年美国人莫尔斯研制了世界上第一台有线电报机。电报机利用电磁感应原理(有电流通过，电磁体有磁性，无电流通过，电磁体无磁性)，使电磁体上连着的笔发生转动，从而在纸带上画出点、线符号。这些符号的适当组合(称为莫尔斯电码)，可以表示全部字母，于是文字就可以经电线传送出去了。1844年5月24日，人类历史上的第一份电报从美国国会大厦传送到了40英里外的巴尔的摩城。1864年英国著名物理学家麦克斯韦发表了一篇论文(电与磁)，预言了电磁波的存在。1876年3月10日，美国人贝尔用自制的电话同他的助手通了话。1895年俄国人波波夫和意大利人马可尼分别成功地进行了无线电通信实验。1894年电影问世。1925年英国首次播映电视。第五次信息技术革命是始于20世纪60年代，其标志是电子计算机的普及应用及计算机与现代通信技术的有机结合。五 信息技术的演变公元3500年甲骨文的出现，公元105年蔡伦造纸术，公元1050年毕昇活字印刷术、1876贝尔发明了电话，1894年无声电影的出现，1906年收音机出现，1920年广播电视出现，1939年黑白电视问世，1948年彩色电视出现，1946年电子计算机，1993年信息高速公路，1999年政府机构开始上网，2006年中国网民达到1.23亿人次。六现代信息技术发展趋势 从人类信息交流和通信的演化进程可以清楚地体会信息技术的不断发展性.现代信息技术具有强大的社会功能,已经成为21世纪推动社会生产力发展和经济增长的重要因素.信息技术在改变社会的产业结构和生产的同时,也对人类的思想观念、思维方式和生活方式产生着重大而深远的影响.21世纪，信息技术将会朝着以下几方面发展：一、微电子向着高效能方向发展当代的计算机都是建立在微电子学基础上的。过去在微电子学方面有一个摩尔定律：即芯片集成晶体管数量每18个月左右增加一倍。据最新研究，其已被突破，达到每12个月增加一倍。20世纪50年代，面积为0.1平方英寸的硅片上只能装上1个电子元件，现在则高达3万多个。现在人们普遍认为微电子技术即将进入“后光刻时代”，未来随着纳米科技的发展可能将使计算机建立在更微观集成、更高速的基础之上，引起筛子领域的一次新的革命。其结果是：（1）效率更高。纳米技术能制造更节能、更便宜的微处理器，使计算机效率提高百万倍，可生产出更高效率的宽带网，海量存贮器，集传感、数据处理、通讯为一体的智能器件。（2）体积更小。纳米计算机可缩小到头发丝直径的千分之一。美国已利用纳米技术制造出了跳蚤大小的机器人，该项技术使用了微电脑，机器人具有初级逻辑思维能力。此外，该机器人还能在绝对危险或人类所不能及的环境条件下进行工作，用它可以完成核反应堆内的故障处理，此项技术也可用于原子的运送及原子的重新排列。（3）功能更奇。可把装有飞机驾驶程序的纳米芯片植入人体体内，通过细胞接受信息，不用培训你就能驾驶飞机。预计本世纪应用电子自旋、核自旋、光子技术和生物芯片的功能强大的计算机将要问世，可以模拟人的大脑，用于传感认识和思维加工。预计在未来十多年内可以产生存贮量达到每立方毫米100万G，而功耗仅仅为超大规模集成电路千万分之一的生物芯片。总之，可以预见，微电子与电子器件及集成结构功能将向着高集成度、高速度、低功耗、低成本方向发展。二、计算机向着多极化方向发展21世纪，计算机向着超高速度、小型化、并行处理（同时处理）、智能化方向发展。它的发展轨迹不同于自然界的“大鱼吃小鱼”，而是“快鱼吃慢鱼”，谁占领了市场先机谁就成为主导产品。目前在计算机领域有一个10倍速定律：即每57年速度增加10倍，体积减少10倍，价格下降10倍，这一定律也即将被突破。在超高速方面，IBM的高性能计算机峰值已达到每秒300万亿次以上。美国计划在2010年前研制出千万亿次计算机。从量子理论推出来的极限计算机，其速度将达1051次/秒，且内存可达1031比特。在小型化方面，日本在利用集成电路方面，将一家电视台（包括设备和信息采集存贮）压缩到纽扣小的芯片上，取得了初步成功。他们准备将其再压缩到药片大小，甚至设想将检查设备通过药片置入病人体内，以直接观察病人的病情。在智能化方面，冰箱电脑里事先存储了你的饮食习惯，零食、油米酱醋等吃完了，它会自动连接互联网，替你向超市订购；微波炉可以自动下载食谱，只要你事先把买回的鸡鸭鱼肉放进去，它便会在你预定的时间自动进行解冻，并做成香喷喷的美味佳肴。这些预测，实际为人们展现了信息技术无限广阔的发展前景，也说明信息技术离“成熟”还有很大的发展空间。三、网络向着高级化方向发展计算机技术属信息处理技术，通信技术属信息传输技术，在它们各自独立发展阶段，信息技术很难有大的突破。20世纪60年代以后，在计算机技术日臻完善、通信技术普遍数字化后，这两大信息技术在兼容与共存的基础上有机结合在一起，使信息技术进入了信息传输、处理、储存一体化的新时代，一方面实现了现代通信系统在计算机的控制下传播的自动化和高效化，各种通信方式一体化；另一方面，使计算机借助通信线路实现了网络化。总趋势是数据、话音和图像三种技术的融合。计算机联网后其发展趋势表现为：1普及无线联网通信技术与网络技术相互融合，进一步发展为以无线保真技术为基础的无线联网。它可以通过便携式电脑或其他运算器件随时随地高速联网，而无需电缆。无线保真技术将使个人拥有网络通信能力，这是一次深刻的社会进步。2能量无限扩充网络的出现，使信息资源真正成为了继物质、能源之后的第三大重要资源。计算机联网，特别是1994年因特网商业化以来，因特网带来的网络革命的冲击使世人震惊。用美国人的话来形容：变革之大犹如10次工业革命和基督教改革加在一起发生在一代人之内。因特网造就的电子空间正成为世界各国继陆地、海洋、天空之后争先抢占的“新边疆”，因为，谁在电子空间占有优势，谁就会在网络经济的发展中获得丰硕经济利益，美国近年来经济的发展就是一个实例。的确，网络技术的应用，使计算机的能量实现了无限扩充，信息资源得到了最充分的利用。因为，一个设计优良的网络能够把联机的累积力量植入每个单机；一部微机所联系的网络越大，它的用处越多，力量也越强；上网工作时，不是在使用个人的计算机，而是在使用一台能量无限扩充的庞大计算机。不仅如此，未来的网络发展是要将分布在地球各个角落宽带多媒体业务无缝地连接起来，用户可以在任何一个地方用任何一种接入方式，访问全球任何一个数据库和网络。同时可以和任何用户保持任何方式的通信交流。另外，网络将超越地球引入太阳系甚至更远的空间。3功能逐步完善传统网络由于技术和基础设施的局限，在网络安全、规模、性能、提供的业务能力方面都存在缺陷，未来的网络必将朝着更大、更快、更及时、更安全、更方便的方向发展。由中国自主研发的下一代互联网主干网核心技术2006年9月正式通过国家验收，这一成果确定了中国在世界下一代互联网中的领先地位，也标志着中国在世界下一代互联网研究与建设上占据了一席之地。下一代互联网主干网在核心技术上实现了四大突破，其中三项属于国际首创，这不仅确立了中国在下一代互联网领域的领先定位，有了话语权，更重要的是，彻底摆脱了对国外互联网关键技术及产品的依赖，在确保国家信息安全的同时，对中国互联网产业将产生重要影响。下一代互联网与现代互联网的区别：更快；更大；更安全；更及时；更方便。更快。下一代互联网将比现在的网络传输速度提高1000-10000倍。更大。目前，网络最大的问题就是网络地址资源有限，在目前的IPV4协议下，现有地址中的70%已分配光，明显制约着互联网的发展。从理论上讲，现在使用的IP地址有43亿个，其中北美占有3/4，约30亿个，而人口最多的亚洲只有不到4亿个，中国只有3000万多一点，由于IP地址不足，许多国家只有采用地址共享、拔号上网的方式利用互联网，严重制约了这些国家互联网的应用和发展。与现在的网络相比，下一代互联网将逐渐放弃IPV4，启用IPV6地址协议，下一代网络的最大优势就是网络地址近乎无限，每人可以拥有1600万个IP地址，几乎可以给你家庭中的每一个可能的东西分配一个自己的IP地址，每个用户的汽车、洗衣机、电话、冰箱等IP地址，在全球互联网上都是唯一的，让数字化生活变成现实。更安全。目前的计算机网络因为种种原因，存在大量安全隐患，下一代互联网将在建设之初就充分考虑安全问题，可以有效控制、解决网络安全问题。总之，人类将全面进入信息时代。信息产业无疑将成为未来全球经济中最宏大、最具活力的产业。信息将成为知识经济社会中最重要的资源和竞争要素。七未来信息技术研究主要方向 网络化,智能化,嵌入式,感应遥感自动控制等工程技术结合在一起,创造无处不在,方便、畅通、人性化的信息环境。生物识别技术大行其道，个人数据库将逐步从出生开始建立信息交互系统无所不在，大规模的各种类型平板显示取代纸张广告和传统电视广告。 八信息技术产生积极影响 （1）对社会发展的影响。科学技术是第一生产力，如今信息技术已经成为科学技术前沿，人类社会正在从工业社会步入信息社会。随着信息技术的广泛应用,它已经引起了社会各个方面,各个领域的深刻变革,加快了社会生产力的发展和人们的生活质量的提高. 信息资源成为继物质,能源之后将成为信息化社会的主要支柱产业之一. 信息技术的发展使得世界变成一个地球村,如今人们能够及时分享社会进步带来的成果,减少地域差别和经济发展造成的差异,这样不仅促进了不同国家,不同民族之间的文化交流与学习,还使文化更加开放化和大众化. (2)对科技进步的影响. 信息技术促进了新技术的变革,极大地推动了科学技术的进步.计算机技术的应用,帮助人们攻克了一个又一个科学难题,使得原本用人工需要花几十年甚至上百年才能解决的复杂的计算,用计算机可能几分钟就能完成;应用计算机仿真技术可以