我国信息科学与技术.ppt

我国信息科学与技术 基础研究和重要领域概况,刘志勇 国家自然科学基金委员会信息科学部 2005年4月9日,1,概要介绍,1-1, 国家自然科学基金委员会 基础研究和部分应用基础研究 科学和技术 成果，人才培养 经费来源 组织结构,机制 科学、民主、创新、竞争 评审原则 依靠专家、发扬民主、择优支持、公正合理 工作方针 尊重科学、发扬民主、提倡竞争、促进合作、激励创新、引领未来 项目结构 项目（面上、重点、重大；重大研究计划） 人才,原则： 实质性合作研究 强调共同利益和兴趣 资源和成果共享 形式 实质性合作研究项目 国际会议与合作交流 来华讲学 与RGC的项目合作,鼓励和支持国际合作,Established An Extensive Cooperative Relationship,Signed 55 Cooperative Agreements with Institutions in 38 Countries and Regions,NSFC,Annual budget increase Unit: 100 million yuan,Statistics of Annual Budget Increase,1-2, 信息科学部所支持的领域,电子学和信息系统 计算机 自动化 半导体器件 光学和光电子学,信息科学部项目申请情况,2001年突破 2000项，2002年增19% 2003年增23%，突破 3000项 2004年增长39%，收到 4500项申请 信息处理领域523项,增长 126% （2003年增长79%） 网络与信息安全增长59%（2003年增长58%） 2005年已收到申请5100项，尚有两个重大研究计划及一个合作项目类待接受申请 资助率,申请应注意的问题（基础研究，强调创新,鼓励创新,宽容失败）,处理好背景 vs 要解决的问题 勿太一般化（所要研究的问题） 重要性 vs 难度 强调意义和重要性（学科发展、社会） 创新性 vs 完整性 强调创新点（原始性、优越性）,新兴研究领域 vs 较熟悉的研究领域 注意综述研究现状（已有成果的引用） 年轻研究人员（青年基金） 注意形式审查,，我国信息领域现状与趋势,信息化水平IBS应用（美国） （UC Berkeley Hal Varian 研究报告IBS对美国经济的影响） （抽样2065公司）61%实施IBS， 超过5000员工的公司83%实施IBS 自1998年以来3年内节约了1552亿美元成本，增加4439亿美元的收入 IBS促进美国年均增长0.36个百分点，2001-2011年间占美国预期生产力增长的40%,信息化水平联网计算机和上网人数,2002年9月全球上网人数6亿多 北美1.83亿，欧洲1.91亿，亚太1.87亿, 拉美0.33亿, 非洲0.06亿, 中东0.05亿 2004年5月10日-9.45亿 预计2005年达到13亿，2010年达到22亿？ 2001年7月, 联网计算机数量1.26亿台 全世界6%人口上网？（NITRD Blue Book 2002) 北美60%人口上网 ? (NITRD Blue Book 2002),高端计算机 TOP500总计算能力 375TFLOPS （2003年6月） (美国：安装：系统51%，总性能55%；生产：92%) TOP5 70TFLOPS - 19TFLOPS PEAK (Nov. 2004) TOP3 日本NEC Earth Simulator 40-36TFLOPS (Nov. 2004) NEC SX-8, 65TFLOPS (Oct. 2004) TOP2 NASA/Ames/SGI Columbia 51.87 TFGLOPS (Nov. 2004) TOP1 DOE/LLNL/IBM BlueGene/L 70.72 TFLOPS (Nov. 2004) 美国的百万亿计划和千万亿次计算机研究计划,半导体和芯片技术,0.1微米和0.09微米工艺技术0.05 1.6G 和 3.2G 主频 64位微处理器（2001年） 亿只十亿只百亿只晶体管 千亿只晶体管的DRAM SOC,我国的情况 固定电话用户： 2002年底2.14亿 2003年底2.63亿 2004年3月2.81亿 移动电话用户： 2002年底2.06亿 2003年底2.69亿 2004年3月2.90亿,互联网络联机数 2002年12月底2083万台 与一年前同期相比： 一年增长66.1%, 68倍于1997年10月的29.9万台 2003年12月底3089万台 一年增长48.3% 103.3倍于1997年10月的29.9万台,上网用户数 2002年12月底 5910万人 半年增长35.9%, 一年增长72.8% 95倍于1997年10月的62万人 5910万/13亿=4.5% （世界平均10%） 2003年12月底7950万人 半年增长16.9%, 一年增长34.5% 128.2倍于1997年10月的62万人 7950万/13亿=6.1%,芯片技术 0.18微米芯片0.13微米0.09微米（2007？） 500M主频 1G主频 2-3G 主频 （2007？） 32位微处理器64位微处理器 规模（千万只管子）和品种 DRAM ？ SOC 整机 高端计算机 工作站 PC机,3，进展与差距,较大的进展 某些产品产量世界首位或名列前茅 电信用户、互联网规模 一些自主知识产权的关键技术 差距 产业规模 高端产品研发 基础研究，科学发现和技术创新（技术、系统） 加强基础研究 基础研究成果（知识形态的）的作用广泛而长远 基础研究活动对人思维、治事方法的训练 国民创造能力对国家地位的提高,4，“十五”优先领域概括,下一代通讯系统和网络 网络计算与信息安全 高性能计算 新型信息处理 新型技术手段和器件技术,（）网络与信息安全 可扩展性 方便地共享资源 无处不在、无时不在的计算， 服务质量保证 安全性 对网络的行为特性的认识,（2） 高性能计算 计算模型（PRAM, LogP, BSP,-?) 体系结构（MPP, Cluster, SMP, VM, GRID -?) 高性能算法与计算理论（调度，通讯，粒度） 计算环境 基于新技术的计算机系统（量子，超导，生物，光）,（3）芯片与器件技术 小尺寸器件工艺 散热 SOC 功能到结构的映射 测试与验证,5，NSFC “十五”优先领域,5-1-1，网络计算与信息安全 网络信息系统模型 新一代网络体系结构及协议 网络环境下的信息安全 网络计算及应用 电子商务系统,5-1-2，半导体集成化芯片系统基础 芯片系统的集成方法学； 芯片系统的综合、验证与测试理论； 用于芯片系统的集成微传感系统； 面向芯片系统的小尺寸MOS 器件科学问题； 适于芯片系统的新材料及新器件。,5-1-3，认知科学及其信息处理 知觉信息与注意信息的表达和整合； 基于脑成像技术的认知功能； 学习与记忆过程中的信息处理； 思维、语言模型与信息处理系统新原理； 群体智能的进化、自适应与现场认知。,5-1-4，量子信息学基础 量子信息学的基础理论； 量子通信； 量子计算机的基础实验研究。,5-2-1，新型无线宽带信息系统 无线宽带信息系统模型； 无线宽带信息系统理论； 无线宽带信息系统关键技术； 无线宽带信息网络与示范应用。 5-2-2，高速通信系统 下一代移动通信系统； 移动与多媒体通信技术； IP/DWDM宽带光网络系统与技术。,5-2-3，高性能计算 网络高性能计算体系结构与计算网（Computational Grid）； 高性能算法与并行计算模型； 高性能生物信息处理及科学与工程计算； 新型计算原理与体系结构。 5-2-4，计算机软件 软件开发方法； 基于开放源码的国产系统软件与高性能软件； 高可靠、安全的系统软件； 灵活、好用、可组装的应用软件； 可扩展的信息基础结构； 自然的人机界面与和谐的人机环境； 信息内容的智能处理。,5-2-5，智能化系统、理论与算法 智能传感器与智能化数据采集； 智能化信息处理； 智能计算与计算智能； 机器学习与智能化数据挖掘； 智能信息处理系统与智能控制系统。 5-2-6，光子基础与新型光子器件 光网络的关键基础器件； 光存储与显示的关键技术与器件； 微米纳米的四维空时结构的光学问题； 超高精度光学工艺技术； 有机发光与显示中的关键科学问题； 光子晶体材料中的关键科学问题。,5-2-7，纳米电子学的基本问题 纳米功能材料结构和器件的理论计算； 纳米电子器件； 新型超高密度信息存储薄膜； 碳纳米管等微结构的电特性与纳米尺度组装技术； 表征测量技术； 单电子器件集成电路； 磁微电子学材料、器件与集成电路。,5-3-1，信息功能材料 纳米材料与纳米技术； 光子与光电子信息材料与器件； 先进微电子技术相关材料与器件。 5-3-2，生命科学中的信息科学 基因组的信息结构与语言学； 基因组的调控序列分析与调控机理； 基因信息检测、辨识与处理； 生物信息处理、生物信息系统的机理与应用； 生物计算原理、算法与实现； 生物特征信息处理及其系统； 生物芯片与生物检测技术。,5-3-3，复杂系统与复杂性科学 复杂系统的结构、功能与行为； 复杂系统的演化、涌现、自组织、自适应与自相似机理； 复杂系统的度量、辨识与预测； 复杂系统动力学与建模； 复杂系统控制理论及其应用； 人工生命系统理论及其应用； 复杂系统与复杂性研究的典型方法学； 城市交通等大型复杂社会系统的建模、控制与管理。,5-3-4，21世纪制造科学中的信息技术 面向信息化制造的新理论与新技术； 支持新制造模式的自动化与信息技术； 流程制造过程的建模、优化、调度理论与算法； 面向应用的微系统以及微系统的测量与控制技术； 半导体微机械与微传感技术。,4，一些新发展的领域及时给以重视 可可信计算 深深空探测中的通讯与控制 大大功率高性能激光器 空空天地一体化网络 传传感器网络,6, 网络和信息安全重大研究计划,第一期4千万元，第二期1千2百万元 体系结构、协议，强调面向下一代互联网 QoS: Models, Mechanisms, Algorithms for Quality of Service Dynamic Behavior of Large Scale Networks 承载网，光网和无线网络 Optical Nodes and IP-Based Optical Networks Wireless Access, High Speed Transmission,网络管理 Platform for Network Management Systems Middleware Network-Based Data Mining and Content-Based Network Information Processing 网络和信息安全 Protocols for Information Security Network Attack Detection and Reaction Information Sharing Between Special and Public Networks 成绩：,7, NSFCNet,NSFC所支持的重大项目 (两千六百万元) 高速计算机网络 以宽带光波分复用为基础（ DWDM） 体系结构和协议研究 挑战性应用 学术界应用,(2) The NSFCNet 2.510Gbps 计算机网 200Gbps Optical DWDM Transmission (400KM) 所进行的实验 IPv6, QoS, Traffic Control, Native Multicast, Management,(3) NSFCNet上的应用系统 Tele-Conferencing, Remote-Education VOD Geographical Information System 3-D Data Base Astronomical Observatory Data Base Research on Activities of the Sun Virtual Research Environment,(4) 应用实例,SC2001 Interviewing International Students The PRAGMA Conference The APGrid Conference,PKU,GSR12012,GSR12008,POS OC-48 GE DPT Ring,CERNET,CSTNET,STAR TAP APAN,NSFCNET,TsinghuaU,STAR TAP,vBNS,Abilene,NSF,UCAID,CERNET/ CERNET2,CSTNET,APAN,Others,Connections to Abilene/vBNS/APAN from China,10M,Dragon TAP,10M,1G,1G,1G,JANET,2M,NSFCNET,Current Planned (2001),Europe,Australia,Korea,Japan,China,Thailand,Mala