现代科技概论与知识产权第5章

内容提要：本章首先介绍了信息技术、微电子技术、计算机技术、通信技术。在信息技术中介绍了信息、信息技术、信息化与信息高速公路等基本概念，介绍了现代信息技术的基本内容、研究热点、作用、未来发展趋势；然后在微电子技术中介绍了微电子技术基本概念、应用、发展方向；在计算机技术中介绍了计算机发展、类型、应用；在通信技术中介绍了通信技术的发展过程、几种典型的现代通信技术、互联网技术。本章重点：现代信息技术与互联网，微电子技术在现代信息、计算机网络通信中的重要作用。本章共四节

第一节现代信息技术

第二节微电子与计算机技术

第三节现代通信技术

第四节信息与计算机通信技术发展趋势

思考题一、信息二、信息技术三、信息化与信息高速公路四、信息技术在社会进步中的作用第一节现代信息技术一、信息1．信息的定义信息是在自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性。2．信息、数据、消息、信号和知识(1)数据。数据是指客观世界中记录下来的各种各样的物理符号及其组合，是信息的具体表现形式或含义，它反映了信息的内容。(2)知识。知识将某语境中的信息和在不同语境中得到的信息相关联，信息中包含着知识，知识在于创新，信息不具有创新性。第一节现代信息技术一、信息(3)信息和消息的区别。信息一定是消息，但是消息不一定都是信息。消息中有意义、有价值的知识内容才是信息。(4)信息和信号区别。信号是信息的传输载体，信息经过编码后变为信号。3．信息的主要特征信息具有可传递性、共享性、依附于载体、可处理性、时效性和价值性等主要特征。4．信息系统四大要素人员、机器、数据库和网络。第一节现代信息技术一、信息5．信息存储技术信息存储技术主要有三大类：磁存储技术、光磁存储技术和光存储技术。6．信息时代的特征(1)信息时代的教育和知识获取的特征(2)信息时代的经济特征

第一节现代信息技术

第一节现代信息技术

第一节现代信息技术二、信息技术1．信息技术的发展信息技术至今可以说信息技术经历了五次技术革命：1)第一次信息技术革命—语言的产生。2)第二次信息技术革命—文字的创造。3)第三次信息技术革命—印刷术的发明。4)第四次信息技术革命—电信、广播与电视使用与普及。5)第五次信息技术革命—现代信息技术。也可将信息技术划分为古代的信息技术、近代信息技术和现代信息技术三个不同的发展时期。第一节现代信息技术二、信息技术2．现代信息技术的内容

(1)信息基础技术;(2)信息系统技术;(3)信息应用技术。3．现代信息技术的研究热点(1)人工智能技术;

(2)多媒体技术或超媒体(Hypermedia)技术;(3)卫星通信技术。

第一节现代信息技术三、信息化与信息高速公路1．信息化信息化是全面地发展和利用现代信息技术创造的智能工具，去改造、更新和装备各个部门和社会活动的各个领域，以提高人类社会的生产、学习、生活的效率和创造力，使物质财富和精神文明得到提高。2．信息高速公路信息高速公路是以光纤为主的通信网络和通讯设备构成的通信“道路”和“海量”的多媒体信息资源成为行使在道路上的“车辆”组成。

第一节现代信息技术四、信息技术在社会进步中的作用1．信息技术加速了社会的现代化2．信息技术正在改变我们的社会3．信息技术也带来负面影响第一节现代信息技术微电子与计算机技术的发展历史是一个不断创新的过程，这种创新包括原始创新、技术创新和应用创新等。每一项创新都能开拓出一个新的领域，带来新的巨大的市场，对我们的生产、生活方式产生重大的影响。第二节微电子与计算机技术一、微电子技术二、计算机技术第二节微电子与计算机技术一、微电子技术微电子技术是20世纪人类最伟大的发明之一，人类在硅片上创造的这一奇迹是进入信息社会的重要技术基础。1．微电子技术含义微电子技术是微小型电子元器件和电路的研制和生产以及形成具有特定功能的电子系统的技术领域，它是20世纪50年代后随着集成电路技术，特别是大规模集成电路技术的发展而逐渐兴起的新技术。2．微电子技术的应用与市场从晶体管到集成电路，微电子技术的应用与市场发生了革命性的变化。第二节微电子与计算机技术二、计算机技术1．计算机计算机是一种能够接收和存储信息，并按照存储在其内部的程序（这些程序是人们意志的体现）对输入的信息进行加工、处理，得到人们所期望的结果，然后把处理结果输出的高度自动化的电子设备。计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分硬件组成。第二节微电子与计算机技术二、计算机技术2．计算机的发展依据计算机采用的主要元器件和性能，一般将计算机的发展分为五个阶段或时代。第一代：电子管计算机(从20世纪40年代中期到20世纪50年代末期)。第二代：晶体管计算机(从50年代中后期到60年代中期)。第二节微电子与计算机技术二、计算机技术2．计算机的发展第三代：小规模集成电路计算机(60年代中期到70年代初期)。第四代：大、超大规模集成电路计算机（70年代中期以来）。第五代：智能电子计算机，它是一种有知识、会学习、能推理的计算机。第二节微电子与计算机技术二、计算机技术3．计算机的特点计算机具有快速的运算速度（每秒已能进行上亿万次的加法计算）、很高的计算精度（一般能达到15位有效数字，通过一定技术手段，可以实现任何精度要求）、超强的记忆力（海量）、复杂的逻辑判断能力（如：能解决数学中的“四色问题”）和按程序自动工作的能力。第二节微电子与计算机技术二、计算机技术4．计算机的分类(1)按计算机处理数据的方式分3大类：模拟计算机（AnalogComputer）、数字计算机（DigitalComputer）、混合计算机（HybridComputer）。(2)按计算机的使用范围分2大类：专用计算机、通用计算机。(3)按计算机的类型与用途分6大类：小型主机、大型主机、巨型机、工作站、服务器和PC机。第二节微电子与计算机技术二、计算机技术5．计算平台结构的演变/计算机应用模式的变迁从单机结构、主/从结构、客户机/服务器结构、机群结构、网络结构向Internet结构演变／变迁第二节微电子与计算机技术二、计算机技术6．计算机技术的应用(1)科学计算与多媒体计算(MultimediaComputing)与教学管理。

(2)系统集成(SystemIntegration)与计算机网络。

(3)信息处理与办公自动化(OA)。(4)自动控制与工业自动化(IA)。第二节微电子与计算机技术第二节微电子与计算机技术世界上第一台电子数字计算机(1946)－ENIAC第二节微电子与计算机技术

这就是我国自行设计和研制的第一台每秒运算速度达亿次的巨型计算机———“银河—I”。它的诞生，使我国成为继美国、日本之后第三个能独立设计和研制巨型计算机的国家。第二节微电子与计算机技术计算机技术的应用:条形码第二节微电子与计算机技术Pentium-CPU的更新换代第二节微电子与计算机技术未来电脑什么样?

越来越小、越来越快、越来越聪明神经元计算机是模仿人脑神经网络原理的一种新型计算机

第二节微电子与计算机技术

系统名称：银行管理系统功能：利用帐号进行存款、取款操作。其它需求：响应时间不超过2秒。……需求文档计算机软件一般指计算机系统中的程序及其文档。软件是系统逻辑的体现，必须依附于一定的载体第二节微电子与计算机技术计算机软件第二节微电子与计算机技术计算机软件第二节微电子与计算机技术计算机软件第二节微电子与计算机技术一、通信、通信技术和现代通信技术二、通信技术的发展过程三、通信系统的分类四、几种典型的现代通信技术五、互联网技术六、虚拟现实技术第三节现代通信技术一、通信、通信技术和现代通信技术1．通信通信是人与人沟通，通信就是互通信息。2．通信技术解决人与人沟通的方法的技术就是通信技术。3．现代通信技术如何采用最新的技术不断优化通信的技术就是现代通信技术，如3G技术。第三节现代通信技术二、通信技术的发展过程(1)1962年7月，第一次跨大西洋（美国－英国－法国）的电视转播和多路电话试验成功。(2)1963年7月，美国发射“同步2号”（SyncomⅡ）通信卫星。(3)1965年“国际通信卫星组织”，即著名的INTELSAT组织成立。(4)1965年“晨鸟”（EarlyBird），又称为“国际通信卫星-Ⅰ发射，同步卫星通信时代的开始。(5)1999年开通全球海上遇险和安全系统(GMDSS)在全世界各航运国家全面启用。第三节现代通信技术三、通信系统的分类1．按照传输媒质分类(1)有线通信;

(2)无线通信。2．按照传输信号分类(1)数字通信系统;(2)模拟通信系统。第三节现代通信技术四、几种典型的现代通信技术1．程控数字交换技术2．卫星通信技术3．数字通信技术4．视觉听觉信息处理技术5．移动通信技术6．光纤通信技术第三节现代通信技术五、互联网技术1．网络的含义一般来讲，计算机网络是指以通信技术将分散在不同地点的，具有独立信息处理功能的多台计算机系统，按照一定的方式并依据一定的通信协议连接起来，能实现资源共享的集合系统。第三节现代通信技术五、互联网技术2．计算机网络发展的四个阶段1)面向终端的计算机联机阶段;2)资源共享网络阶段;3)网络互联阶段;4)信息高速公路阶段。3．网络的硬件组成主要包括：主计算机系统、通信线路、终端和其它增强设备（如调制解调器、通信处理机、集中器等）第三节现代通信技术五、互联网技术4．网络类型主要有1)集中型网络;2)环形网络;3)分布型网络;4)树型结构和总线型结构等网络形式。5．主要网络(1)LAN网络;(2)Internet网络。6．互联网技术现状随着3G通信的实现，“无时无刻无地不联网”的时代确实到来，互联网用户继续快速增长。第三节现代通信技术

第三节现代通信技术

卫星通信：卫星通信是通过通信卫星与卫星地面站的联系、地面站与地面电话网络(有线的和运动的)联系而实现的。通信卫星上有两个碟形天线系统。一个碟形天线系统接收来自地面的微波信号，通过由太阳能电池供电的放大器将信号放大后，传给另一个碟形天线系统发送给卫星地面站中的接收机。卫星地面站通过大型的碟形天线，跟踪卫星，接收卫星发回地面的信号，同时将接收的信号传送给地面的电话网络系统或者地面的移动通信系统。

第三节现代通信技术

第三节现代通信技术

第三节现代通信技术

第三节现代通信技术第三节现代通信技术第三节现代通信技术第三节现代通信技术第三节现代通信技术工业生产流水线上的机器人第三节现代通信技术清洗与擦拭机器人

第三节现代通信技术

虚拟现实系统：远程外科手术第三节现代通信技术由昆虫的视觉激发的灵感而创作的有视觉的机器人

第三节现代通信技术微型机器人

第三节现代通信技术微型飞机第三节现代通信技术我国自行研制的新一代机器人第三节现代通信技术机器人第三节现代通信技术各式各样机器人第三节现代通信技术修理地球人造卫星的机器人第三节现代通信技术第三节现代通信技术第三节现代通信技术第三节现代通信技术机场安全检测第三节现代通信技术机场安全检测第三节现代通信技术一、信息技术的发展趋势二、微电子技术的发展趋势三、计算机发展趋势第四节信息与计算机通信技术发展趋势一、信息技术的发展趋势(1)在信息存储方面，预计存储密度的增长率不会低于摩尔定律。(2)在信息显示方面，显示器件将不断向高亮度、高分辨率、大信息量、平板化、柔性化及集成化方向发展。

(3)将以光、电为信息载体的信息获取技术，以及多种信息传感技术，已成为信息科学技术的前沿领域之一。第四节信息与计算机通信技术发展趋势一、信息技术的发展趋势(4)信息安全积极防御技术、信息应用服务技术和量子技术在信息安全中的应用都将大大提高信息的自动防病毒能力、提高信息的保密性等安全性。

(5)未来的信息技术将更加数字化(各种信息都以数字的方式表达。第四节信息与计算机通信技术发展趋势二、微电子技术的发展趋势

(1)由正在研制各种可能的新器件，包括超导器件、单电子晶体管、量子隧道器件、分子器件等，向接近毫微米，即纳米（10-9米）数量级的纳电子器件发展。

(2)与微机电系统及微光电机系统结合，将信息获取、处理与执行功能集成在一个芯片上，使一块芯片上不仅有“电脑”，而且有“五官”与“四肢”。微电子器件不仅向着越来越精细的方向发展，而且变得越来越灵巧。

(3)是从电路集成发展到系统集成，即从片上