第三章信息管理的技术基础.pptx
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1、第三章第三章 信息管理的技信息管理的技术术基础基础鞠红鞠红信息技术概论信息技术概论信息处理技术信息处理技术通信技术通信技术信息技术带来的问题信息技术带来的问题 信息技术概论信息技术概论信息技术的概念范围信息技术的概念范围信息技术发展简史信息技术发展简史信息技术的类型信息技术的类型信息技术的社会作用信息技术的社会作用信息技术的发展规律信息技术的发展规律信息技术的概念范围信息技术的概念范围广义上,凡是涉及到信息的产生、获取、检测、识别、变换、传递、处理、存储、显示、控制、利用和反馈等与信息活动有关的、以增强人类信息功能为目的的技术都可以叫做信息技术。人体的信息器官人体的信息器官人体信息器官的功能人
2、体信息器官的功能扩展信息器官功能的信息扩展信息器官功能的信息技术技术感觉器官获取信息感测技术神经系统传递信息通信技术思维器官加工/再生信息信息处理技术效应器官施用信息控制技术信息技术发展简史信息技术发展简史语言的产生语言的产生文字的出现文字的出现造纸术和印刷术的发明造纸术和印刷术的发明电报、电话、电视的问世电报、电话、电视的问世电子计算机和现代通信技术的结合电子计算机和现代通信技术的结合信息搜集技术信息搜集技术 信息搜集技术主要是各种传感技术,包括遥感、信息搜集技术主要是各种传感技术,包括遥感、遥测以及各种高性能的传感器,如卫星遥感技术、遥测以及各种高性能的传感器,如卫星遥感技术、红外遥感技术
3、、次声和超生遥感技术、热敏、光敏、红外遥感技术、次声和超生遥感技术、热敏、光敏、味敏、嗅敏传感器及各种智能传感系统等。味敏、嗅敏传感器及各种智能传感系统等。信息存储技术信息存储技术纸存储技术纸存储技术磁存储技术磁存储技术缩微技术缩微技术光存储技术光存储技术信息技术的类型信息技术的类型信息处理技术信息处理技术信息系统技术信息系统技术 信息系统技术是以计算机为中心,以数据信息系统技术是以计算机为中心,以数据库和通信网络技术为依托实现对信息处理的库和通信网络技术为依托实现对信息处理的技术。技术。数据库技术数据库技术检索技术检索技术信息传播技术信息传播技术信息技术的社会作用现在信息技术已经成为第四种社
4、会性技术。所谓社会性技术是指从根本上改变人类社会面貌的技术,一般认为应具备三个条件,一是以创新的核心技术为中心,与其他革新技术相结合,形成了时代的综合性技术。二是这些时代特征的综合性技术普及到人类社会的各个角度并扎根生长。三是这些技术应用的结果产生了空前的社会生产力。推动产业机构的变革 主要体现在三个方面:一是现代信息技术促使了一批新兴产业的产生,二是加速了传统工业的改造,三是信息服务业蓬勃发展。提高人类社会开发利用信息资源的能力改变人类社会的生产和生活方式信息技术的发展规律信息技术辅人律以满足人类需要为中心信息技术拟人律以节约物质和能量为动力 普朗克把熵增加原理描述为:“在任何自然的(不可逆
5、的)过程中,凡参与这个过程的物体的熵的总和永远是增加的。”信息技术共生律以人类信息运动规律为依据 在信息技术的发展过程中,必须根据人类信息运动的客观规律求得人与信息技术的和谐统一,实现人机共生。信息技术倍增律以摩尔定律为标志 工艺技术的不断进步会使计算机性能保持几何级数增长。信息处理技术计算机技术的发展计算机应用技术计算机技术的发展第一代(19461958):电子管数字计算机1945年,由美国生产了第一台全自动电子数字计算机“埃尼阿克”(英文缩写词是ENIAC,即ElectronicNumericalIntegratorandCalculator,中文意思是电子数字积分器和计算器)。它是美国奥
6、伯丁武器试验场为了满足计算弹道需要而研制成的。主要发明人是电气工程师普雷斯波埃克特(J.PrespenEckert)和物理学家约翰莫奇勒博士(JohnW.Mauchly)。这台计算机1946年2月交付使用,共服役9年。它采用电子管作为计算机的基本元件,每秒可进行5000次加减运算。它使用了18000只电子管,10000只电容,7000只电阻,体积3000立方英尺,占地170平方米,重量30吨,耗电140150千瓦,是一个名副其实的“庞然大物”。ENIAC并不具备储存程序的能力,程序要通过外接电路板输入。1945年,美国普雷斯顿高级研究院的冯诺依曼等人提出了一个有关储存程序的通用电子计算机方案E
7、DVAC,明确了计算机的5个组成部分:(1)计算机CA;(2)逻辑控制装置CC;(3)存储器M;(4)输入I;(5)输出O。1946年,冯诺依曼等人又建议:(1)计算机可采用二进制;(2)计算机的指令及数据可储存在机内。在EDVAC的启发下,世界上第一台储存程序的计算机EDSAC(电子延时存储自动计算机)由英国剑桥大学数学实验室教授维尔克斯于1949年研制成功。之后,1946年,ENIAC的发明人莫克利和厄克特创立了他们自己的公司,着手研制通用自动计算机UNIVAC。第二代(19581964):晶体管数字计算机1956年,晶体管在计算机中使用,晶体管和磁芯存储器导致了第二代计算机的产生。第二代
8、计算机体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。首先使用晶体管技术的是早期的超级计算机,主要用于原子科学的大量数据处理,这些机器价格昂贵,生产数量极少。第二代计算机与第一代计算机的不同之处在于,它一开始就是为非科研计算方面的信息处理需要而设计的。1960年,出现了一些成功地用在商业领域、大学和政府部门的第二代计算机。出现现代计算机的一些部件:打印机、磁带、磁盘、内存、操作系统等。在这一时期出现了更高级的COBOL(CommonBusiness-OrientedLanguage)和FORTRAN(FormulaTranslator)等语言,以单词、语句和数学公式代替了含混晦涩的二进制机器码,使计算机编
9、程更容易。高级程序设计语言的出现使计算机的应用大为方便,新的职业(程序员、分析员和计算机系统专家)和整个软件产业由此诞生。第三代(19641971):集成电路数字计算机1958年德州仪器的工程师JackKilby发明了集成电路(IC),将三种电子元件结合到一片小小的硅片上。科学家使更多的元件集成到单一的半导体芯片上。于是,计算机变得更小,功耗更低,速度更快。这一时期的发展还包括使用了操作系统,使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时运行许多不同的程序。1964年,IBM宣称制成了360系列的混合固体逻辑集成电路计算机,标志着第三代计算机的诞生。第三代计算机继续向着电路元件小型化方向发展,实现了
10、降低制造费用与提高计算速度和存储效率的双重要求。计算机的应用范围进一步扩展到办公室事务处理和工业控制等领域。第四代(1971年以后):大规模集成电路数字计算机1971年英特尔公司发明的微处理器4004和德克萨斯仪器公司生产的超级计算机“高级科学计算机”,标志着计算机的发展进入了第四代。第四代计算机的逻辑元件和主存储器都采用了大规模集成电路(LSI)。所谓大规模集成电路是指在单片硅片上集成10002000个以上晶体管的集成电路,其集成度比中、小规模的集成电路提高了12个以上数量级。这时计算机发展到了微型化、耗电极少、可靠性很高的阶段。巨型机的发展微型机的出现与发展个人计算机的诞生计算机的发展趋势
11、现代计算机技术总的发展趋势是体积不断缩小,速度不断提高,费用不断下降,可靠性不断增强。计算机应用技术人工智能技术(ArtificialIntelligence)1955年末,Newell和Simon做了一个名为逻辑专家(LogicTheorist)的程序.这个程序被许多人 认为是第一个AI程序.它将每个问题都表示成一个树形模型,然后选择最可能得到正确结论的那一枝来求解 问题.数据库技术第一代数据库的代表是1969年IBM公司研制的层次模型的数据库管理系统IMS和70年代美国数据库系统语言协商CODASYL下属数据库任务组DBTG提议的网状模型。第二代数据库的主要特征是支持关系数据模型(数据结构
12、、关系操作、数据完整性)。第三代数据库。主要有以下特征:1.支持数据管理、对象管理和知识管理;2.保持和继承了第二代数据库系统的技术;3.对其它系统开放,支持数据库语言标准,支持标准网络协议,有良好的可移植性、可连接性、可扩展性和互操作性等。第三代数据库支持多种数据模型(比如关系模型和面向对象的模型),并和诸多新技术相结合(比如分布处理技术、并行计算技术、人工智能技术、多媒体技术、模糊技术),广泛应用于多个领域(商业管理、GIS、计划统计等),由此也衍生出多种新的数据库技术。多媒体技术多媒体技术就是将文字、声音、图形、静态图像、动态图像等信息媒体与计算集成在一起,使计算机应用由单纯的文字处理进
13、入文、图、声、影集成处理的技术,其核心特性是信息媒体的多样性/集成性和交互性。通信技术有线通信无线通信电信网数据通信计算机网国际互联网有线通信电报 塞缪尔莫尔斯电话贝尔电缆 同轴电缆通信是从20世纪50年代开始实用化的有线通信技术。同轴电缆由偶数根同轴管组成,同轴管又是由铜芯线、金属包络管和塑料绝缘层以及外皮构成的,由于外导体是空心金属管,管内无线电波不会外泄,外界各种干扰也不易进入,故信号传输质量较高。每根同轴电缆中的同轴管数目越多,可通话路越多。由18根同轴管组成的同轴电缆可通10800路电话,传输频带宽达60MHz。这比架空明线和对称电缆的通信容量要高出许多。同时,同轴电缆还具有结构简单
14、,连接、铺设容易,稳定性强且价格较低等优点。因此,同轴电缆是目前传输高质量的电报、电话、传真、电视信号等各种中远距离通信的主要介质。光缆 光纤一般由两层组成。里面一层称为内芯,直径只有几微米到几十微米(甚至比头发丝还要细);外面一层称为包层。内芯中传输的光信号波长范围为0816微米(在近红外区域内)。光纤通信具有频率高、损耗低、频带宽、容量大的特点。一根细细的光纤理论上可通上亿路电话或10万路电视,相当于1千万对架空明线或2万根直径65厘米的中同轴电缆。用光缆取代电缆,不仅能节省大量的金属资源,而且光缆的线路损耗低、传送距离远、速度快、耐腐蚀。光缆是数字通信理想的传输介质,将成为有线通信网的骨
15、干。无线通信利用无线电波来传递信息就是无线通信。无线通信的优点是速度快、范围广,不足之处是人类的感官对它不敏感,只有靠人类的智慧才能创造出各种精密的仪器去感知和控制它.无线电波的开发利用麦克斯韦集成并发展了法拉第关于电磁相互作用的思想,并于1864年发表了著名的电磁场动力学理论的论文,将所有电磁现象概括为一组偏微分方程组,预言了电磁波的存在,并确认光也是一种电磁波,从而创立了经典电动力学。赫兹对人类最伟大的贡献是用实验证实了电磁波的存在。马可尼实现无线电通信。作为大气层研究的先驱,阿普顿不仅证实了前人对电离层存在的科学判断,发现了新的电离层,而且创造了一系列用无线电波探测电离层的方法。微波通信
16、在电信领域通常把330吉赫(1吉赫=1000兆赫)频段的通信,称微波通信。微波通信属于视距通信直线传输,即两个微波站间是直通的中间应无任何阻档才能形成良好的无线电波传播条件。微波通信具有以下特点:(1)长、中、短波波段总共带宽不超过30兆赫,而微波波段带宽达30000兆赫,频带宽度约为长、中、短波带宽的1000倍可容纳大量的通信波道,每个波道可通电话几千路或几十路电视。(2)电工业干扰以及太阳黑子的活动对微波通信影响很小可以不予考虑。(3)微波具有与光波一样沿直线传播的特性,由于地球曲率的影响,两站间的距离不能很长。微波是在空气对流层中传播,由于地球表面的反射以及对流层气象参数的变化而产生衰落
17、为了获得比较稳定的传播特性,相邻两站的距离一般在3050公里,以接力的方式实现远距离通信的目的。(4)由于频率很高波长很短可以制成方向性很强,尺寸又小的天线不仅架设方便,而且大大减小了发信功率,大大减轻了相互之间的干扰。一条微波接力通信线路,通常由终端站、枢纽站、分路站(也有不设分路站的)和若干个中继站(也称再生站)组成,长度在几百公里甚至长达一、二千公里。终端站:处在微波通信线路的两端,一般都设在省会以上的大城市。它将数字复用设备送来的基带信号或从电视台送来的电视信号,经微波设备处理后由微波发信机发射给中继站同时将微波接收机接收到的信号,经微波设备处理后变成基带信号送给数字复用设备。或经数字
18、解码设备处理后还原成电视信号传送给电视台。枢纽站:大都设在省会以上大城市,处在微波通信线路的中间,有二条以上微波通信线路的汇接的城市。这样不仅可以进行本线路的用户间信息交换,也可以与其他线路的用户进行信息交流构成通信网。用户间的信息交流就更加方便。分路站:又称上下话路站,为了适应一些地方的小容量的信息交换而设置的,设备简单,投资小,这样可满足一些中小城市与省会以上城市进行信息交流,这种站型一般很少设置。中继站:是微波通信线路数量最多的站型,一般都有几个到几十个。中继站的作用是将信号进行再生、放大处理后,再转发给下一个中继站,以确保传输信号的质量。所以,中继站又叫再生站。由于中继站的作用才使得微
19、波通信将信号传送到几百公里甚至几千公里之外。整个电信网分为三个部分:传输网、交换网和接入网。缺少那一部分是不可能完成电信业务的传输。微波接力通信系统是电信传输网的一个重要组成部分。在实际工程建设时确定站间的距离时的一个重要因素就天线高度(也就是铁塔高度),确定铁塔高度时不仅要考虑地球表面的突起,还要考虑地形、地物(建筑物、树林)以确保两站间要满足视距要求。站距离太长使铁塔增高提高造价。要经过多方面的因素综合平衡。在平原地区站距离一般在3045公里,铁塔高度在5060米,才能满足视距的要求。有时候在使用和维护方面满足要求时为节省投资往往把微波站设在山头上。一点对多点的通信系统在大型工矿企业和城市
20、郊区广泛应用;市话局间的中继传输、移动通信基站间的中继传输也得到广泛应用。还有近年来的无线网络。卫星通信卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星在空中起中继站的作用,即把地球站发上来的电磁波放大后再返送回另一地球站。地球站则是卫星系统与地面公众网的接口,地面用户通过地球站出入卫星系统形成链路。由于静止卫星在赤道上空35800Km,它绕地球一周时间恰好与地球自转一周(23小时56分4秒)一致,从地面看上去如同静止不动一般。三颗相距120度的卫星就能覆盖整个赤道圆周。故卫星通信易于实现越洋和洲际通信。最适合卫星通信的频率是1-10GHZ频段,即微波频段。卫星通信的主要特点如下:优点方面()通信范
21、围大,只要卫星发射的波束覆盖的范围均可进行通信。()不易受陆地灾害影响。()建设速度快。()易于实现广播和多址通信。()电路和话务量可灵活调整。()同一信道可用于不同方向和不同区域。缺点方面:()由于两地球站向电磁波传播距离有72000KM,信号到达有延迟。()10GHZ以上频带受降雨雪的影响。()天线受太阳噪声的影响。时分多址技术,即每一地球站占用同一频带,但占用不同的时隙,它比频分多址有一系列优点,如不会产生互调干扰,不需用上下变频把各地球站信号分开,适合数字通信,可根据业务量的变化按需分配,可采用数字话音插空等新技术,使容量增加5倍。码分多址(CDMA),即不同地地球站占用同一频率和同一
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