《高技术概论》PPT课件.ppt

第三章 高技术概论,第三章 高技术概论,教学目的： 1、掌握高技术的含义、特征以及构成，了解我国“863”计划。 2、重点掌握信息技术、生物技术、新能源和新材料技术、空间技术的现状和发展，理解高技术对人类社会的影响。 3、了解海洋技术，认识海洋资源的重要性，树立蓝色国土意识；了解高技术在军事中的应用，进行国防教育,教学重点： 高技术的含义、特征以及构成；信息技术、生物技术、新能源和新材料技术、空间技术的现状和发展，理解高技术对人类社会的影响；高技术在军事中的应用,第一节 高技术的含义与特征,一、高技术含义,高技术：是建立在新科学成就基础上的、能形成新兴产业的、对经济和社会发展具有重大影响的先进技术群体。 高科技：高技术和与其密切相关的并成为其理论基础的自然科学的基础学科。 以高技术产品开发和生产为主导的产业，叫高技术产业。 包括：,信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、空间技术、海洋技术,一般认为，1942年12月2日由费米领导的世界上第一座核核反应堆在美国芝加哥大学建成并运行，标志着当代高技术的产生。,1995年5月6日中共中央、国务院关于加速科学技术进步的决定明确指出：“国家产业政策和发展规划要把发展高技术产业摆到优先位置，在政策上给予重点扶持。”到2000年，我国的高技术产业产值要力争达到工业总产值的15，2010年提高到25左右，接近美国90年代初期水平。,二、高技术的特征,1、高战略性 2、高创新性 3、高增殖性 4、高渗透性 5、高风险性，失败率达80%。 6、高竞争性 7、高时效性 8、高投入性,三、我国的高技术发展,1983年，美国，李根，战略防御倡议（SDI），“星球大战计划” 西欧，“尤里卡（EUREKA）计划” 苏联， 日本，,1986年3月，王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允四位老科学家向中共中央提出了跟踪世界先进水平、发展我国高技术的建议。,863计划包括七大项目：,生物技术 航天技术 信息技术 先进防御技术 自动化技术 能源技术 新材料,第二节 信息技术,信息技术:是信息的获取、传递、存储、处理、显示、分配等技术的总体。现代计算机技术和现代通信技术是信息技术的两大支柱。,一、计算机技术 计算机技术发展的过程,1642年机械式加法计算机,1674年乘法计算机,1822年在欧洲出现的差分机,1834年出现的分析机,1836年出现的手摇计算机,1930年在美国出现了电动机械式计算机,1941年美国Z-3型计算机世界上第一种电子管计算机,1943年美国巨人计算机,1946年2月14日，第一台电子计算机ENIAC,在ENIAC内部，总共安装了17468只电子管，7200个二极管，70000多电阻器，10000多 只电容器和6000只继电器，电路的焊接点多达50万个；在机器表面，则布满电表、电线和 指示灯。机器被安装在一排2.75米高的金属柜里，占地面积为170平方米左右，总重量达到30吨。,1、微电子技术,微电子技术是使电子元器件、电子设备和电子系统微型化的电子技术。,1904年，弗莱明研制出一种能够充当交流电整流和无线电检波的特殊灯泡“热离子阀”，从而催生了世界上第一只电子管，也就是人们所说的真空二极管。1906年美国工程师德福雷斯特（D.Forest）发明真空三极管。,1947年12月23日贝尔实验室科学家布拉顿、巴丁和肖克利用一些金箔、一些半导体材料和一个弯曲的别针发明了晶体管，数字化革命诞生。肖克利、布拉顿和巴丁分享了1956年诺贝尔物理奖。1955年，贝尔实验室研制出世界上第一台全晶体管计算机TRADIC， 装有800只晶体管，仅100瓦功率，占地也只有3立方英尺。,1959年2月6日，基尔比向美国专利局申报由半导体元件构成的微型固体组合件“集成电路”（IC）的专利。,1964年，仙童公司的摩尔（G. Moore）博士，预言，集成电路上能被集成的晶体管数目，将会以每18个月翻一番的速度稳定增长。 1968年，诺依斯、摩尔和格罗夫（A. Grove）毅然退出“仙童”，根据摩尔的建议，把新建公司取名为“英特尔”（英文缩写INTEL），寓意着“集成电子”。 1971年，英特尔公司霍夫小组首创了世界上第一个微处理器芯片，在34毫米面积上集成晶体管2250个，每秒运算速度达6万次。它意味着电脑CPU已经缩微成一块集成电路，意味着“芯片上的电脑”诞生。英特尔公司命名它为4004，就是 “386”、“486”等计算机俗称的最早源头。 1972年4月， 霍夫小组研制出另一型号的微处理器8008。1975年有史以来最成功的8位微处理器8080。1981年8月12日，IBM在纽约宣布IBM PC个人电脑出世，采用英特尔8088微处理器。1993年INTEL推出了80586芯片，开辟了“奔腾机”的新时代。根据这一档次CPU芯片的开发时间与相关技术指标，分别为PI、PII、PIII、PIV。,1980年， 当IBM“国际象棋”专案组需要为PC电脑配套操作系统软件时，找到了微软公司， 可当时他们并不擅长编写这种软件。于是，比尔盖茨介绍IBM到以研制CP/M操作系统闻名的数字研究（DR）公司联系。CP/M设计者加里基尔多（G. Kildall）是美国海军研究生院教授，那天恰好不在家，而他太太又不愿在保密协定上签字，IBM代表只好请微软公司帮助解决。比尔盖茨想起了西雅图软件天才帕特森（T.Paterson）曾编写过一个QDOS软件，正好可以改造为PC机的操作系统。微软公司购买到QDOS版权，并且在帕特森帮助下，完成了这件影响深远的磁盘操作系统MS-DOS软件。 MS-DOS伴随IBM PC电脑出征，由于所有PC个人电脑（包括其他厂商生产的兼容机）都需要安装MS-DOS，其用户后来竟超过3000万。,2、电子计算机的组成与应用,硬件,运算器,控制器,存储器,输入设备,输出设备,软件系统软件、应用软件,电子计算机的应用： 数值计算 数据处理 过程控制,3、虚拟现实技术,4、电子计算机的发展趋势,（1）、高速化 第一代：电子管计算机 第二代：晶体管计算机 第三代：集成电路计算机 第四代：大规模集成电路计算机 第五代：特大规模集成电路计算机,（2）、微型化,（3）、网络化 1962年，美国国防部为了保证美国本土防卫力量和海外防御武装在受到苏联第一次核打击以后仍然具有一定的生存和反击能力，认为有必要设计出一种分散的指挥系统：它由一个个分散的指挥点组成，当部分指挥点被摧毁后，其它点仍能正常工作，并且这些点之间，能够绕过那些已被摧毁的指挥点而继续保持联系。为了对这一构思进行验证，1969年，美国国防部国防高级研究计划署（DOD/DARPA）资助建立了一个名为ARPANET（即“阿帕网”）的网络，这个网络把位于洛杉矶的加利福尼亚大学、位于圣芭芭拉的加利福尼亚大学、斯坦福大学，以及位于盐湖城的犹它州州立大学的计算机主机联接起来，位于各个结点的大型计算机采用分组交换技术，通过专门的通信交换机（IMP）和专门的通信线路相互连接。这个阿帕网就是Internet最早的雏形。,计算机网络的功能与分类,1974年，IP（Internet Protocol，Internet协议）和TCP（Transport Control Protocol，传输控制协议）问世，合称TCP/IP协议。这两个协议定义了一种在电脑网络间传送报文（文件或命令）的方法。随后，美国国防部决定向全世界无条件地免费提供TCP/IP，即向全世界公布解决电脑网络之间通信的核心技术，TCP/IP协议核心技术的公开最终导致了Internet的大发展。,（4）智能化,下一代计算机有几种可能：神经网络计算机模拟人的大脑思维，生物计算机运用生物工程技术，蛋白分子作芯片，光计算机用光作为信息载体，通过对光的处理来完成对信息的处理。新一代计算机与以前计算机的本质区别是：计算机的主要功能将从信息处理上升为知识处理，使计算机具有人类的某些智能，所以又称为人工智能计算机。,二、通信技术,1、光电子技术 （1）激光技术 激光的优点：颜色单纯、方向性好、相干性好、亮度大 一台激光器是由激光物质、光学谐振腔和激励源组成,（2）光纤通信,光导纤维 原理 优点：通信容量大 双向传输 损耗低 抗干扰,2、移动通信,蜂窝式无线寻呼“BP”机 公用移动无线电话网“全球通”。这是在地面移动中的电话通信系统。它的基本原理是依靠无线电技术和常规有线电话系统实现联网，使移动电话用户之间，或移动与固定电话用户之间进行通话。 卫星移动通信：卫星电话的优势在于没有地域的限制，它直接利用卫星信号进行通讯，具有长距离、随时随地、受约束性最小的一种通讯手段，填补了其他通讯手段的局限性。,三、多媒体技术,四、信息高速公路 1993年，也就是克林顿入主白宫的第一年，克林顿政府提出了建设国家信息基础设施（NII）的报告，目标是建设美国的“信息高速公路”，并成立了由副总统戈尔领导的国家信息基础设施顾问委员会。,信息高速公路的组成和四个要素,信息高速公路的意义 我国的信息高速公路建设1993年底 “三金”工程 金桥工程 属于信息化的基础设施建设，是中国信息高速公路的主体。金桥网是国家经济信息网，它以光纤、微波、程控、卫星、无线移动等多种方式形成空、地一体的网络结构，建立起国家公用信息平台。其目标是：覆盖全国，与国务院部委专用网相联，并与31个省、市、自治区及500个中心城市、1.2万个大中型企业、100个计划单列的重要企业集团以及国家重点工程联结，最终形成电子信息高速公路大干线，并与全球信息高速公路互联。,金关工程 即国家经济贸易信息网络工程，可延伸到用计算机对整个国家的物资市场流动实施高效管理。它还将对外贸企业的信息系统实行联网，推广电子数据交换（EDI）业务，通过网络交换信息取代磁介质信息，消除进出口统计不及时、不准确，以及在许可证、产地证、税额、收汇结汇、出口退税等方面存在的弊端，达到减少损失，实现通关自动化，并与国际EDI通关业务接轨的目的。 金卡工程 即从电子货币工程起步，计划用10多年的时间，在城市3亿人口中推广普及金融交易卡，实现支付手段的革命性变化，从而跨入电子货币时代，并逐步将信用卡发展成为个人与社会的全面全面信息凭证，如个人身份、经历、储蓄记录、刑事记录等。,其他信息化建设的“金字工程”还有： 金智工程 :主体部分是“中国教育和科研计算机网示范工程”（即CERNET），1994年12月由国家计委正式批复立项实施,由教育部主