信息技术发展史及其趋势.doc

信息技术发展史及其趋势0 引言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。现代信息技术具有强大的社会功能，是21世纪推动生产力发展和经济增长的重要因素。信息技术改变产业结构,对人的思想观念、思维方式和生活方式产生着重大影响。1 信息技术发展史1.1 信息技术简介信息技术的研究包括科学，技术，工程以及管理等学科，这些学科在信息的管理，传递和处理中的应用，相关的软件和设备及其相互作用。信息技术的应用包括计算机硬件和软件，网络和通讯技术，应用软件开发工具等。互联网普及以来，计算机是生产、处理、交换和传播各种形式的信息（如书籍、商业文件、报刊、唱片、电影、电视节目、语音、图形、影像等）主要工具。信息技术体系结构是为达成战略目标而采用和发展信息技术的综合结构。它包括管理和技术的成分。其管理成分包括使命、职能与信息需求、系统配置、和信息流程；技术成分包括用于实现管理体系结构的信息技术标准、规则等。1.2 信息技术定义信息技术的定义，因其使用的目的、范围、层次不同而有不同的表述： 信息技术是指有关信息的收集、识别、提取、变换、存贮、传递、处理、检索、检测、分析和利用等的技术。信息技术包含通信、计算机与计算机语言、计算机游戏、电子技术、光纤技术等。现代信息技术以是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。信息技术是指在计算机和通信技术支持下获取、加工、存储、变换、显示和传输文字、数值、图像以及声音信息，包括提供设备和提供信息服务两大方面的方法与设备的总称。信息技术是人类在生产斗争和科学实验中认识自然和改造自然过程中所积累起来的获取信息，传递信息，存储信息，处理信息以及使信息标准化的经验、知识、技能和体现这些经验、知识、技能的劳动资料有目的的结合过程。信息技术是管理、开发和利用信息资源的有关方法、手段与操作程序的总称。信息技术是指能够扩展人类信息器官功能的一类技术的总称。信息技术是指应用在信息加工和处理中的科学，技术与工程的训练方法和管理技巧；上述方法和技巧的应用；计算机及其与人、机的相互作用，与人相应的社会、经济和文化等诸种事物。信息技术包括信息传递过程中的各个方面，即信息的产生、收集、交换、存储、传输、显示、识别、提取、控制、加工和利用等技术。广义而言，信息技术是指能充分利用与扩展人类信息器官功能的各种方法、工具与技能的总和。该定义强调的是从哲学上阐述信息技术与人的本质关系。中义而言，信息技术是指对信息进行采集、传输、存储、加工、表达的各种技术之和。该定义强调的是人们对信息技术功能与过程的一般理解。狭义而言，信息技术是指利用计算机、网络、广播电视等各种硬件设备及软件工具与科学方法，对文图声像各种信息进行获取、加工、存储、传输与使用的技术之和。该定义强调的是信息技术的现代化与高科技含量。1.3 信息技术发展简史人类通信历史很悠久。远古时期，人们通过简单的语言、壁画等方式交换信息。千百年来，人们用语言、图符、钟鼓、烟火、竹简、纸书、烽火狼烟、飞鸽、驿马等传递信息。现在还有一些国家的原始部落，保留着击鼓鸣号的古老通信方式。现代社会中交警的指挥手语、航海的旗语等是古老通信方式发展的结果。这些信息传递的基本方都是依靠人的视觉与听觉。信息技术发展的历程：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 。文字的创造这是信息第一次打破时间、空间的限制。陶器上的符号：原始社会母系氏族繁荣时期（河姆渡和半坡原始居民）甲骨文：记载商朝的社会生产状况和阶级关系，文字可考的历史从商朝开始，金文（也叫铜器铭文）：商周一些青铜器，常铸刻在钟或鼎上，又叫“钟鼎文”第三次信息技术的革命是印刷的发明，印刷术的发明约在公元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)。汉朝以前使用竹木简或帛做书材料，直到东汉（公元105年）蔡伦改进造纸术，这种纸叫“蔡侯纸”。从后唐到后周，封建政府雕版刊印了儒家经书，这是我国官府大规模印书的开始。印刷中心：成都、开封、临安、福建阳。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。 19世纪中叶以后，随着电报、电话的发明，电磁波的发现，通信领域产生了根本性的变革，实现了金属导线上电脉冲传递信息及通过电磁波来进行无线通信。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，文字就可以经电线传送出去了，实现了长途电报通信。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，说明了电磁波与光具有相同的性质，都是以光速传播的。1875年，苏格兰青年亚历山大.贝尔发明了世界上第一台电话机，1878年在相距300千米的波世顿和纽约之间进行了首次长途电话实验获得成功。 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。 1888年，德国青年物理学家海因里斯.赫兹（H.R.Hertz）用电波环进行了一系列实验，发现了电磁波的存在，他用实验证明了麦克斯韦的电磁理论。这个实验轰动了整个科学界，成为近代科学技术史上的一个重要里程碑，导致了无线电的诞生和电子技术的发展。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。电磁波的发现产生了巨大影响，实现了信息的无线电传播，其他的无线电技术也如雨后春笋般的涌现：1920年美国无线电专家康拉德在匹兹堡建立了世界上第一家商业无线电广播电台，从此广播事业在世界各地蓬勃发展，收音机成为人们了解时事新闻的方便途径。1933年，法国人克拉维尔建立了英法之间的第一条商用微波无线电线路，推动了无线电技术的进一步发展。静电复印机、磁性录音机、雷达、激光器都是信息技术史上的重要发明。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。随着电子技术的发展，军制、科研、迫切需要解决的计算工具也大大得到改进，1946年由美国宾夕法尼亚大学研制的第一台电子计算机诞生了。19461958年 第一代电子计算机 19581964年第二代晶体管电子计算机 19641970年第三代集成电路计算机 197120世纪80年代第四代大规模集成电路计算机 至今正在研究第五代智能计算机。为了解决资源共享问题，单一计算机很快发展成计算机联网，实现了计算机之间的数据通信、数据共享。通信介质从普通导线、同轴电缆发展到双绞线、光纤导线、光缆；电子计算机的输入输出设备也飞速发展起来，扫描仪、绘图仪、音频视频设备等，可以处理更多的复杂问题。20世纪80年代末多媒体技术的兴起使计算机具备了综合处理文字、声音、图像、影视等各种信息的能力，人类由工业社会转入信息社会。2 信息技术发展趋势2.1 信息技术分类1）按表现形态的不同，信息技术可分为硬技术（物化技术）与软技术（非物化技术）。前者指各种信息设备及其功能，如显微镜、电话机、通信卫星、多媒体电脑。后者指有关信息获取与处理的各种知识、方法与技能，如语言文字技术、数据统计分析技术、规划决策技术、计算机软件技术等。2）按工作流程中基本环节的不同，信息技术可分为信息获取技术、信息传递技术、信息存储技术、信息加工技术及信息标准化技术。信息获取技术包括信息的搜索、感知、接收、过滤等。如显微镜、望远镜、气象卫星、温度计、钟表、Internet搜索器中的技术等。信息传递技术指跨越空间共享信息的技术，又可分为不同类型。如单向传递与双向传递技术，单通道传递、多通道传递与广播传递技术。信息存储技术指跨越时间保存信息的技术，如印刷术、照相术、录音术、录像术、缩微术、磁盘术、光盘术等。信息加工技术是对信息进行描述、分类、排序、转换、浓缩、扩充、创新等的技术。信息加工技术的发展已有两次突破：从人脑信息加工到使用机械设备（如算盘，标尺等）进行信息加工，再发展为使用电子计算机与网络进行信息加工。信息标准化技术是指使信息的获取、传递、存储，加工各环节有机衔接，与提高信息交换共享能力的技术。如信息管理标准、字符编码标准、语言文字的规范化等。3）日常用法中，有人按使用的信息设备不同，把信息技术分为电话技术、电报技术、广播技术、电视技术、复印技术、缩微技术、卫星技术、计算机技术、网络技术等。也有人从信息的传播模式分，将信息技术分为传者信息处理技术、信息通道技术、受者信息处理技术、信息抗干扰技术等。4）按技术的功能层次不同，可将信息技术体系分为基础层次的信息技术（如新材料技术、新能源技术），支撑层次的信息技术（如机械技术、电子技术、激光技术、生物技术、空间技术等），主体层次的信息技术（如感测技术、通信技术、计算机技术、控制技术），应用层次的信息技术（如文化教育、商业贸易、工农业生产、社会管理中用以提高效率和效益的各种自动化、智能化、信息化应用软件与设备）。 2.2 信息技术的发展动态1）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。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。2）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。发展轨迹不同于“大鱼吃小鱼”，是“快鱼吃慢鱼”，谁占领了市场谁就成为主导。计算机领域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，日本利用集成电路将一家电视台（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，便会在预定的时间自动解冻，做成美味佳肴。这些预测，为人们展现了信息技术广阔的前景，也说明信息技术离“成熟”还有很大的发展空间。3）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”。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。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。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。未来的网络发展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，可以和任何用户保持任何方式的通信交流。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，在安全、规模、性能、提供业务能力方面都存在缺陷，未来网络将朝更大、更快、更及时、更安全、更方便的方向发展。中国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，确定了中国在世界下一代互联网中的领先地位，下一代互联网主干网在核心技术上实现了四大突破，确立了中国在下一代互联网领域的领先定位，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是网络地址资源有限，IPV4协议下的地址70%已分配光，理论上，使用的IP地址有43亿个，其中北美占有3/4，约30亿个，人口最多的亚洲只有不到4亿个，中国只有3000万多一点，IP地址不足，许多国家只有采用地址共享、拔号上网的方式，制约了这些国家互联网的应用和发展。下一代互联网将逐渐放弃IPV4，启用IPV6地址协议，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，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。更安全目前计算机网络存在大量安全隐患，下一代互联网将充分考虑安全问题，可以有效控制、解决网络安全问题。现代通信技术向着网络化，数字化，宽带化方向发展4）现代通信技术向着网络化，数字化，宽带化方向发展随着数字化技术的发展，音视频和多媒体技术突飞猛进音视频技术是当前最活跃，发展最迅速的高新技术领域。近年来，虽然模拟音频产品在市场上仍占主流，但数字化潮流正在迅猛冲击和变昔模拟领域，数字技术促进了音视频、通信和计算机技术的融合，出现了业务上相互渗透、汇合，在音频产品和技术方面，音频广播仍以模拟技术为主，但各国正在开展数字音频广播的研究和实施。组合音响也在向小型和微型的数字化和组合、多声道环绕声方向发展。视频产品和技术方面，家用电视机有逐渐朝向大屏幕发展的趋势。人们正迎来数字电视时代。对于电缆电视而言，有两个重要的发展趋势，即网络化和数字化，总的趋势是向综合信息业务网方向发展。通信传输在向高速大容量长距离发展，光纤传输速率越来越高，波长从1.3m发展到1.55m并已大量采用。一个波长段上用多个信道的波分复用技术已进入实用阶段；光放大器代替光电转换中继器已经实用；相干光通信，光弧子通信已取得重大进展。这将使无中继距离延长到几百甚至几千公里。随着光纤技术的逐渐成熟，光纤技术在通信中的广泛应用，通信技术的带宽正在变大，预计本世纪通信技术将向带宽化迈进以及家电产品信息化。5）信息技术将会促使遥感技术的蓬勃发展感测与识别技术作用是扩展人获取信息的感觉器官功能。包括信息识别、信息提取、信息检测等技术。这类技术的总称是“传感技术”，它几乎可以扩展人类所有感觉器官的传感功能。传感技术、测量技术与通信技术相结合而产生的遥感技术，更使人感知信息的能力得到进一步的加强。随着信息技术的迅速发展，通信技术和传感技术的紧密集合，可以预知：遥感技术将会在农田水利、地质勘探、气象预报、海洋开发、环境监测、地图测绘、土地利用调查、灾害性天气预报、森林防火，尤其在地质找矿、森林和土地利用调查、气象预报、地下水和地热调查、地震研究、水利建设、铁路选线、工程地质及城市规划与建设等方面发挥更大的作用。2.3 信息技术发展趋势分析各方综合来看，信息技术有一些共同的发展趋势：（1）高速大容量。速度和容量是紧密联系的，随着要传递和处理的信息量越来越大，高速大容量是必然趋势。因此从器件到系统，从处理、存储到传递，从传输到交换无不向高速大容量的要求发展。（2）综合集成。社会对信息的多方面需求，要求信息业提供更丰富的产品和服务。因此采集、处理、存储与传递的结合，信息生产与信息使用的结合，各种媒体的结合，各种业务的综合都体现了综合集成的要求。（3）网络化。通信本身就是网络，其广度和深度在不断发展，计算机也越来越网络化。各个使用终端或使用者都被组织到统一的网络中，国际电联的口号“一个世界，一个网络”。虽然绝对了一些，但其方向是正确的。（4）数字化。一是便于大规模生产。过去生产一台模拟设备需要花很多时间，模拟电路每一个单独部分都需要进行单独设计单独调测。而数字设备是单元式的，设计非常简单，便于大规模生产，可大大降低成本。二是有利于综合。每一个模拟电路其电路物理特性区别都非常大，而数字电路由二进制电路组成，非常便于综合，要达到一个复杂的性能用模拟方式往往综合不起来。现在数字化发展非常迅速，各种说法也很多，如数字化世界、数字化地球等。而搞数字化最主要的优点就是便于大规模生产和便于综合这两大方面。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，信息技术也会成为各国研究和发展的重要对象。2.4 信息技术发展新亮点1）物联网物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网可以提高经济效益，节约成本。美国、欧盟等都在研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究，形成支持新一代信息技术发展的政策措施。物联网将会成为中国移动未来的发展重点。运用物联网技术，上海移动已为多个行业客户度身打造了集数据采集、传输、处理和业务管理于一体的整套无线综合应用解决方案。上海移动已将超过10万个芯片装载在出租车、公交车上，形式多样的物联网应用在各行各业大显神通，确保城市的有序运作。世博会期间，“车务通”全面运用于上海公共交通系统，以最先进的技术保障世博园区周边大流量交通的顺畅；面向物流企业运输管理的“e物流”，将为用户提供实时准确的货况信息、车辆跟踪定位、运输路径选择、物流网络设计与优化等服务。“物联网”普及以后，用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将大大超过手机的数量。物联网将会成为推进经济发展的又一个驱动器，按照目前对物联网的需求，在近年内就需要按亿计的传感器和电子标签，这将大大推进信息技术元件的生产，同时增加大量的就业机会。2）媒介融合网络、手机等新媒体的日益发达，对我们的传播环境产生了很大的冲击。当前iPhone、iPad等新的媒体平台成为公众关注的焦点。随着技术的发展，越来越多的媒体平台将在我们的生活中扮演重要的角色。这些智能化的多样化的媒体终端给受众带来了前所未有的视听冲击。“媒介融合”这一全新的词汇，越来越多地被学界和业界提起，它将是未来媒体发展的一个必然趋向。但目前而言，它还没有一个统一的定义。比较有代表性的观点是美国新闻学会媒介研究中心主任AndrewNachison关于媒介融合的定义：媒介融合是“印刷的、音频的、视频的、互动性数字媒体组织间的战略的、操作的、文化的联盟”。当前的融合媒介是以数字化网络为基础，融合新的传播功能的综合载体，例如媒介内容的融合、传播渠道的融合、接收终端的融合等，随着技术的不断进步，媒介融合的界定指标也会发生变化，最终将实现统一形态的媒体平台。从它的发展态势看，这种融合不仅包括媒介融合，而且包括媒体与受众的融合，这两者是深层交织的，未来会更加融合。从传播形式上看，媒介融合方向下的人际传播、组织传播和大众传播将趋于一体，成为一个综合意义的传播模式，作为传统媒体的普通受众，将在媒介融合的浪潮下变成一个个移动的媒体平台和信息互动终端。想象未来媒介融合的时代，先进的媒体终端在持有人的手中变得灵活丰富，每个人本身就是一个媒体平台，不仅接收着四面八方的信息，而且即时方便地传播着自己的见闻、思想、情感。随着传播技术的演进，媒体平台必将朝着移动化的方向发展，人在哪里，哪里就是一个媒体平台，这样每个人都是一个全新的媒体，不仅是新技术的推动者，更是被新技术深深地影响着。正如麦克卢汉