1.3信息技术 (2).ppt

1 3信息技术 问题 2010年国庆节 通过电视大家都看到了一个振奋人心的场面 在西昌卫星发射中心 我国成功的发射了嫦娥二号月球探测卫星 卫星准确进入预定轨道 卫星经过五天的飞行 准确定点于100公里环月正圆轨道上 对月球表面展开科学探测 并源源不断地向地面接收站发回数据 我们为什么不直接派遣科学家到月球上去进行科学考察呢 对于月球这样离我们很遥远 不能直接观察的事物 我们要对它进行深入研究 该怎么办 1 信息技术及其应用 广义 凡是能延长或扩展人的信息功能的方法和手段 统称为信息技术 所谓信息功能 指的是人类接收 存储 处理和传送信息的功能 这些方法和手段主要用来完成信息的产生 获取 检索 识别 变换 传递 处理 显示 控制 利用和反馈等 狭义 信息技术是应用信息科学的原理和方法 对信息进行采集 处理 传输 存储 表达和使用等的技术 是一门综合技术 现代信息技术主要包括微电子技术 通信技术 计算机技术 传感技术 多媒体技术 数字化技术等方面 信息技术的含义 传感技术 用来解决获取信息方面的问题 延长人的所有感觉器官收集信息的功能 数字化技术 用来解决信息数字化编码的问题 即将计算机不能直接识别和处理的问题转化为可处理的问题的技术 通信技术 用来解决传递信息效率方面的问题 延长人的神经系统传递信息的功能 计算机技术 用来解决信息的存储 加工处理等方面的问题 延长人的大脑处理信息和决策的功能 多媒体技术 用来解决信息的表达问题 即如何使信息的呈现更符合人的认知心理和思维习惯 控制技术 用来解决如何有效利用信息的技术 想一想 自20世纪初始 出现了的广播 电报 电话 无线通信 卫星通信 移动通信 光纤通信 雷达 电视 遥控 遥感 GPS定位 计算机网络等新的信息技术 是对人类哪些器官功能的延伸和扩展 大多数信息技术是对人类听觉和视觉功能的延伸和扩展 信息技术的应用 四通八达 覆盖城乡的电话网络以及移动通信的发展 使人们能够随时随地保持联系 互通信息 借助于录音机 数码相机 摄像机等设备 人们不但能用文字 符号记录在自己身边发生的各种事件 还能用音视频设备将事件以声音 图片 影像资料的形式记录下来 真实再现事件发生的过程 卫星传送的广播电视节目覆盖全国 使偏远地区的人们也能够象在城市一样 毫不费力地获取各种新闻和娱乐信息 了解世界各地发生的重大事件 覆盖全球的因特网 使入网的计算机可以方便快捷地与世界各地联系 从浏览网上信息 收集资料 收发电子邮件 在线讨论 到网上购物 网上学习 视频聊天和召开视频会议 信息技术的应用 实时高效的GPS定位与导航系统 手持 车载 舰船载 网络化视频监控系统 学校 公共场所 交通路口 基于网络的信息传输 表达 交流 聊天 电子邮件 论坛等 数字化出版 电子图书越来越多 使图书馆的形态和阅读方式发生了根本性的变化 数字化图书馆 手机 MP4 电子书阅读器 平板电脑等手持设备成为主流阅读方式 声音 图像 视频的获取 存储 处理 播放 手机 MP4 数码相机 数码摄像机 摄像头等 所谓 信息高速公路 是指利用大容量 高速率的光纤作为传播媒体 建立起覆盖全国光纤网络 通过计算机系统 电视 电话和传真等通信手段 把各级政府部门 各大学 研究机构 企业 事业单位 医院以至普通家庭之间都连接起来 使公务员 教师 学生 医生 家长及其他人员能够随时随地得到他们所需要的信息 入网用户可以在任何时间 任何地点以文字 声音 数据 图像或影像等多媒体方式相互传递信息 构成信息高速公路的核心 是以光缆作为信息传输的主干线 采用支线光纤和多媒体终端 用交互方式传输数据 电视 话音 图像等多种形式信息的高速数据网 信息高速公路的路面是用光纤铺成的 光纤的频带特别宽 一根细如发丝的光纤能够同时传送500个电视频道的图像信号 或者50万路电话的语音信号 一根光纤丝的信息容量 可以顶得上几千根金属导线 此外 光纤的抗干扰能力特别强 信号通过时的衰减特别小 信息高速公路的建成 将改变人们的生活 工作和相互沟通的方式 加快信息交流与共享 提高工作效率和质量 享受影视娱乐 远程医疗 实施远程教育 举行视频会议 实现网上购物等 在人类社会演化和发展的历史进程中 曾经发生过五次信息处理的工具和手段的根本性变革 每一次都给人类利用信息的能力带来了飞跃式的进步 从而对人类社会的发展产生了巨大的推动力 我们称这五次变革为信息技术革命 第一次信息技术革命是语言的产生 语言规则的形成 标志着人类传递 交流和处理信息的能力有了一个质的飞跃 是人类区别于其他动物的本质标志 但是在这个阶段上信息的交流只能是近距离的面谈 信息的传播受时间 空间因素的限制 靠人脑进行加工处理和贮存 信息传播的范围十分狭小 人类的经验和知识积累十分缓慢 2 信息技术的发展历程 第二次信息技术革命是文字的创造与广泛应用 文字的应用首次使信息的存储和传播跨越了时间和空间的限制 得以在较大范围中传播 交流 极大地促进了社会 经济 文化 教育的发展 信息的载体也由人脑扩展到各种简陋的书写材料 如龟甲 兽骨 树皮 简牍 皮革等 但在纸张和印刷术的发明之前 由于书写速度的限制和书写材料不便于携带与保管 使信息的传播仍受到极大的限制 第三次信息技术革命是造纸术和印刷术的发明和应用 造纸术和印刷术的发明 使知识的积累和传播突破了时空的界限 人们能够简单快捷地大量复制与扩展知识 编辑书报等便携式信息载体 在更广阔的范围 几乎是全球范围 传播信息 但有一个很大的缺憾是信息传播存在较大的时滞性 第四次信息技术革命是以电报电话 广播 电视的发明和普及应用为标志 使远距离大范围及时传播信息成为现实 它几乎实现了信息多元化 立体化的同步传播 文字 声音 图像 视频以及逼真的色彩更加赏心悦目 人们开发出了更多的信息载体 但是在这个阶段上信息传播仍受限于单向性 如广播 电视 简单双向性 如电报 电话 第五次信息技术革命以计算机的普及应用与国际互联网的快速发展和广泛应用为标志 它就是以存储量巨大 体积小巧 处理高效 复制更方便 传播神速 成本低廉的计算机多媒体技术为基础的二进制数码信息传播 它基本上能够实现全方位 全球性 综合性 实时性 多向互动性及个性化 为人类的交流 沟通 协作提供了极大地便利 练习1 思考并回答 1 举例说明在你的日常生活 学习中使用了哪些信息技术 在日常生活 学习中我们用到的信息技术很多 如记笔记 听讲座 看电视 听MP3 听收音机 跟复读机练口语听力 查词典 阅读报纸杂志 看电影电视录像 打电话 发传真 收发电子邮件 用QQ聊天 玩网络游戏 参与论坛讨论 网上学习 购物 收集资料等 2 请你认真阅读课本P13 P15 信息技术发展的历程 一节 概括在各个历史时期有哪些比较典型的信息技术 主要特点是什么 填写下表 结绳记事 甲骨文 邮驿 烽火台 飞鸽传书 造纸术 印刷术 指南针 信函 电话 手机短信 广播 电视 网络 通信卫星 移动通信 邮局投递 电话 传真 电报 广播 电视 电影 摄影 邮局投递 以人力 畜力 简单设备传递 以实物为主 方式单一 以电信号传送信息为主 辅以实物信函 信息以模拟信号为主 信息发送方式多元化 传递高效快捷 保密性好 信息呈现人性化 以数字化信息为主 传递速度慢 效率低 保密性差 传递速度较快 可供选择的方式较多 交互性较差 传递速度很快 可供选择的方式很多 交互性较好 数字化 2 信息技术的发展历程 古代的信息技术 在远古时代 人类主要通过手势 表情 声音和各种形体动作来沟通信息 并用石器与大自然的斗争中发展出了最初级的信息技术 人们通过 结绳记事 刻木记事 使用算筹 在居住的洞穴石壁上画上各种象形符号等手段 突破自身器官功能的限制 借助于各种 身外之物 帮助自己存储信息 处理信息 语言和文字的出现是信息技术史上的重大事件 在三千多年前的我国商代 出现了刻在龟甲或兽骨上的文字 即甲骨文 商代还开始在青铜器上刻字铸字 称为金文 商代以后 中国人已学会使用竹简 木牍和丝织品作为纪录文字图画的载体 秦始皇在建立起第一个中央集权的封建王朝的同时 统一文字 这对信息传播 信息交流 信息存储有着重大意义 作为我国古代四大发明之一的造纸术 作为信息技术史上的伟大发明 出现在汉代 它对世界文明的进步产生了重大影响 纸的发明 使得信息的记载和传递有了质轻廉价的载体 对于科学技术的传播和文化交流起到了巨大的作用 隋唐年间出现了雕版印刷术 到了宋代庆历年间 毕昇经过不断摸索总结 在前人的基础上发明了泥活字印刷术 印刷术的应用 人们能够简单快捷地大量复制与扩展知识 编辑书报等便携式信息载体 极大的促进了知识与文化的广泛传播 西周时期 烽火成为一种通信手段 被用来传递紧急军情 在古代 政府还通过设置驿站的方式来传递政府文书和各类邮件 此外 古人还使用信鸽等方式来传递信件 文字 纸和印刷术的使用是人类信息技术历史上的一次重大飞跃 从此 人类有了独立于自身头脑之外的 可靠稳定的 不受时空限制的 共同的信息存储载体 近代的信息技术 近代信息技术以电报 电话 传真 广播 电视的发明和普及应用为主要标志 使远距离大范围及时传播信息成为现实 它几乎实现了信息多元化 立体化的同步传播 文字 声音 图像 视频以及逼真的色彩更加赏心悦目 人们开发出了更多的信息载体 电视传播声像并茂 形象生动 能够实现现场实况远距离直播 千里眼 顺风耳 的神话成为现实 摄影技术以图像方式真实记录下人类活动和自然景象变化过程中的场景 它克服了以往只能依赖文字 符号 绘画等手段记录信息的局限性 电影技术以活动影像方式真实记录社会生活变迁 科技发明创造 重大历史事件等的一种图文声像并茂的信息表达方式 同时也是一种重要的信息记录与传播技术 现代的信息技术 现代信息技术以微电子和光电子技术为基础 以计算机技术和通信技术为支撑技术 以多媒体技术为主要表达方式的一门综合技术 微电子技术是以大规模集成电路为核心的电子电路微小型化的技术总称 集成电路体积小 重量轻 可靠性高 工作速度快 功能越来越强大 当今的各种电器中几乎都有微电子产品的踪迹 光电子技术是以光电子学原理和光器件为基础的面向信息通信 材料加工和能量传输等的应用技术 它利用激光作为载体 进行信息传输 信息处理 信息存储 图文显示 自动控制 军事监测 光电对抗 武器制导等 光通信是当今光电子技术中发展最快 应用最广的一个领域 计算机技术计算机是一种能快速 精确地进行信息处理的电子设备 它是20世纪最重大发明之一 对人类社会有着极深刻的影响 计算机诞生至今 计算机技术和它的应用的发展都极为迅速 已渗透到科学技术 国民经济 社会生活的各个领域 通信技术使信息以物理信号的形式实现快速 可靠 安全的传递 电报 电话 广播 电视等应用显示了通信技术早期的发展成果 它使人们能够进行点对点 点对面的简单通信 随着数字通信 卫星通信 微波通信 移动通信 光纤通信等通信技术的发展 信息传递的速度更快 范围更广 质量更高 能力更强 计算机网络网络为实现资源共享和信息交换创造了条件 它的出现和使用改变着人们生产 生活 学习和社会活动的方式 从电子邮件到电视会议 从网上浏览到网上购物 网上银行等丰富多彩的服务 无不是计算机与通信技术融合的成果 3 信息技术的展望 更快速 更高效 更便捷而准确地获取 处理 传递 交流和表达信息 是人类始终如一的追求 目前的计算机性能的提高以减小微处理器中晶体管的尺寸和提高集成度为主要手段 但随着集成度的提高 元件间的连接越来越复杂 电磁干扰加剧 量子效应突显 目前的集成电路技术已接近它的物理极限 集成度很难有大的提高 必须另辟奚径 20世纪90年代以来 科学家们开始尝试寻找各种可能替代硅来制造芯片的材料 量子计算机 量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算 存储及处理量子信息的物理装置 当某个装置处理和计算的是量子信息 运行的是量子算法时 它就是量子计算机 光子计算机 光子计算机以光信号进行数字运算 逻辑操作 信息存贮和处理的新型计算机 它由激光器 光学反射镜 透镜 核镜等光学元件和设备构成 靠激光束进入反射镜和透镜组成的阵列进行信息处理 以光子代替电子 光运算代替电运算 光的并行 高速 天然地决定了光子计算机的并行处理能力很强 具有超高运算速度 生物计算机 研究表明 以蛋白质分子做材料制造的生物计算机 不仅体积小 重量轻 能耗小 环境适应性强 运算速度和存储能力比现有计算机要高出数亿倍 而且具有和人脑一样的分析 判断 联想 记忆等智能 具有一定的自我修复能力 如果用生物芯片制成计算机 其运算速度和存储能力远高于目前的计算机 数字地球 因特网2和下一代因特网 所谓数字地球就是将地球各处的资源 环境和生态信息 包括大气层 海洋和地球整体各圈层的信息 将它们与所在的地理位置联系起来 采用数字博物馆的方式把它们组织起来 使用计算机技术和网络技术实现整个地球的数字描绘 这是一个巨大的工程 涉及到许多关键技术 为解决当今因特网存在的信息传输效率不能满足需求 出现等待和拥挤的问题 世界各国 特别是美国政府 大学和企业正在致力于开发