高新电子信息技术的发展方向21562.pptx
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1、第三章 当代高新技术的发展第三节 电子信息技术主要内容信息技术概述微电子技术的应用及发展计算机应用技术及发展 网络与通信技术发展人工智能及其发展 一、信息技术概述一、信息技术概述信息:信息:信息就是消息,一切存在都有信息信息就是消息,一切存在都有信息对人类而言,人的五官是信息的接收器,对人类而言,人的五官是信息的接收器,它们所感受到的一切,都是信息。它们所感受到的一切,都是信息。大量的信息是五官不能直接感受的,人类大量的信息是五官不能直接感受的,人类正通过各种手段,发明各种仪器来感知、正通过各种手段,发明各种仪器来感知、发现它们。发现它们。信息的十大基本特征信息的十大基本特征可量度可量度:信息
2、可采用某种度量单位进行度量,并进行信信息可采用某种度量单位进行度量,并进行信息编码。如现代计算机使用的二进制息编码。如现代计算机使用的二进制可识别可识别:信息可采取直观识别、比较识别和间接识别等多信息可采取直观识别、比较识别和间接识别等多种方式来把握。种方式来把握。可转换可转换:信息可以从一种形态转换为另一种形态。如自然信息可以从一种形态转换为另一种形态。如自然信息可转换为语言、文字和图像等形态,也可转换为电信息可转换为语言、文字和图像等形态,也可转换为电磁波信号或计算机代码。磁波信号或计算机代码。可存储可存储:信息可以存储。大脑就是一个天然信息存储器。信息可以存储。大脑就是一个天然信息存储器
3、。人类发明的文字、摄影、录音、录像以及计算机存储器人类发明的文字、摄影、录音、录像以及计算机存储器等都可以进行信息存储。等都可以进行信息存储。可处理可处理:人脑就是最佳的信息处理器。人脑的思维功能可人脑就是最佳的信息处理器。人脑的思维功能可以进行决策、设计、研究、写作、改进、发明、创造等以进行决策、设计、研究、写作、改进、发明、创造等多种信息处理活动。计算机也具有信息处理功能。多种信息处理活动。计算机也具有信息处理功能。信息的十大基本特征信息的十大基本特征可传递可传递:信息传递是与物质和能量的传递同时进行信息传递是与物质和能量的传递同时进行的。语言、表情、动作、报刊、书籍、广播、电视、的。语言
4、、表情、动作、报刊、书籍、广播、电视、电话等是人类常用的信息传递方式。电话等是人类常用的信息传递方式。可再生可再生:信息经过处理后,可以其他形式再生。如信息经过处理后,可以其他形式再生。如自然信息经过人工处理后,可用语言或图形等方式自然信息经过人工处理后,可用语言或图形等方式再生成信息。输入计算机的各种数据文字等信息,再生成信息。输入计算机的各种数据文字等信息,可用显示、打印、绘图等方式再生成信息。可用显示、打印、绘图等方式再生成信息。可压缩可压缩:信息可以进行压缩,可以用不同的信息量信息可以进行压缩,可以用不同的信息量来描述同一事物。人们常常用尽可能少的信息量描来描述同一事物。人们常常用尽可
5、能少的信息量描述一件事物的主要特征。述一件事物的主要特征。可利用可利用:信息具有一定的实效性和可利用性。信息具有一定的实效性和可利用性。可共享可共享:信息具有扩散性,因此可共享。信息具有扩散性,因此可共享。人类信息活动的五次变革人类信息活动的五次变革人类的进化史也是一部人类信息活动的演进史人类的进化史也是一部人类信息活动的演进史五次巨大的变革五次巨大的变革语言:语言:标志着人类信息活动的范围和效率的飞跃性提高,人标志着人类信息活动的范围和效率的飞跃性提高,人类的信息活动从具体走向抽象。类的信息活动从具体走向抽象。文字:文字:文字打破了时间和空间的限制,使信息可以传得更久,文字打破了时间和空间的
6、限制,使信息可以传得更久,传得更远,实现了信息的共享传得更远,实现了信息的共享印刷术:印刷术:印刷术的发明使人类信息传递的速度和范围急剧地印刷术的发明使人类信息传递的速度和范围急剧地扩展,人类信息的存储能力进一步加强,并初步实现了广泛扩展,人类信息的存储能力进一步加强,并初步实现了广泛的信息共享的信息共享利用电磁波:利用电磁波:电信革命的实现,是人类划时代的进步电信革命的实现,是人类划时代的进步计算机和网络技术:计算机和网络技术:新型计算机与网络技术的出现,以及与新型计算机与网络技术的出现,以及与通信技术的结合,使信息处理第一次达到了一体化和自动化通信技术的结合,使信息处理第一次达到了一体化和
7、自动化自然界和人类社会的一切活动都在产生信息。信息是自然界和人类社会的一切活动都在产生信息。信息是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式,客观事物状态和运动特征的一种普遍形式,是人类社是人类社会会、经济活动的重要资源、经济活动的重要资源信息科学技术的发展改变了人们的生产、生活方式,信息科学技术的发展改变了人们的生产、生活方式,真正实现了真正实现了“天涯若比邻天涯若比邻”的理想的理想社会的各个部分通过网络系统连接成一个整体,由高社会的各个部分通过网络系统连接成一个整体,由高速大容量光纤和通讯卫星群以光速和宽频带地传送信速大容量光纤和通讯卫星群以光速和宽频带地传送信息,从而使社会信息化、网络化和数字
8、化。息,从而使社会信息化、网络化和数字化。实现社会信息化的网络及其关键部件是各种计算机或实现社会信息化的网络及其关键部件是各种计算机或通讯机通讯机信息技术:信息社会的基石信息技术:信息社会的基石目前,全世界计算机不包括微机在内有几百万台,微目前,全世界计算机不包括微机在内有几百万台,微机总量约机总量约6 6亿台,每年由计算机完成的工作量超过亿台,每年由计算机完成的工作量超过40004000亿人年工作量亿人年工作量汉诺威电子博览会汉诺威电子博览会.wmv.wmv国际消费电子展国际消费电子展.wmv.wmv几乎所有的传统产业与信息技术结合,用电子信息技几乎所有的传统产业与信息技术结合,用电子信息技
9、术进行智能改造,都可以使传统产业重新焕发青春术进行智能改造,都可以使传统产业重新焕发青春全国各行业的风机、水泵的总耗电量约占了全国发全国各行业的风机、水泵的总耗电量约占了全国发电量的电量的30%30%,仅仅对风机、水泵采用变频调速等电子,仅仅对风机、水泵采用变频调速等电子技术进行改造,每年即可节电技术进行改造,每年即可节电500500亿度以上,相当于亿度以上,相当于三个葛洲坝电站的发电量三个葛洲坝电站的发电量(157(157亿度亿度/年年)对白炽灯进行高效节能改造,并假设推广应用对白炽灯进行高效节能改造,并假设推广应用30%30%,所节省的电能相当于三座大亚湾核电站的发电量所节省的电能相当于三
10、座大亚湾核电站的发电量(139(139亿度亿度/年年)信息技术对传统产业的渗透与带动作用信息技术对传统产业的渗透与带动作用装备的更新换代都基于信息技术的进步,其灵巧的程度都依赖于信息技术的“智慧”程度和使用程度 数控机床数控机床数字化技术改造数字化技术改造价格相差价格相差10倍倍信息信息技术技术整机系统整机系统高附加值高附加值在成长期进入在成长期进入市场,增强市市场,增强市场竞争力场竞争力普通机床普通机床2020年世界最大的年世界最大的30个市场领域:其中与信息技术相关的个市场领域:其中与信息技术相关的 24个市场,个市场,5万亿美元万亿美元电子信息产业的战略重要性电子信息产业的战略重要性信息
11、技术面临的问题信息技术面临的问题人类已经进入人类已经进入“信息化社会信息化社会”或或“数字化社会数字化社会”。信息爆炸,信息存量指数递增。信息爆炸,信息存量指数递增。处理能力处理能力的增长远远赶的增长远远赶不上信息量的增长。不上信息量的增长。信息不但在量上呈爆炸趋势,而且信息信息不但在量上呈爆炸趋势,而且信息结构结构越来越复杂,越来越复杂,处理越来越困难。处理越来越困难。信息越来越多,但是信息的信息越来越多,但是信息的利用率利用率越来越低,人们被埋越来越低,人们被埋没的数据和信息的海洋之中,不知所措。没的数据和信息的海洋之中,不知所措。InternetInternet的发展开拓了人类的的发展开
12、拓了人类的“视界视界”和互相交流的范和互相交流的范围。但是其无序的成长和恶意产生的围。但是其无序的成长和恶意产生的“垃圾信息垃圾信息”给网给网上信息的利用带来很大的麻烦和困难。上信息的利用带来很大的麻烦和困难。海量信息分布在广阔的网上,各节点间为了使用它们必海量信息分布在广阔的网上,各节点间为了使用它们必须相互通信,而且人参与其中,使问题更加复杂化。须相互通信,而且人参与其中,使问题更加复杂化。信息的安全问题:国家安全、银行信息的安全问题:国家安全、银行/金融系统的安全、金融系统的安全、个人通信的安全、个人通信的安全、促进信息技术发展的需求促进信息技术发展的需求在物理实现上不断探求新思想、新原
13、理和新方法,在物理实现上不断探求新思想、新原理和新方法,使各种信息领域元器件的性能不断提高(使各种信息领域元器件的性能不断提高(电子技电子技术)术)计算机、网络等的体系结构和处理逻辑不断改进,计算机、网络等的体系结构和处理逻辑不断改进,发明和设计出各种新型的发明和设计出各种新型的硬件系统硬件系统。创造优良的信息处理方法和高效的计算方法,以创造优良的信息处理方法和高效的计算方法,以便不断提高系统的便不断提高系统的处理效率处理效率。软件的理论和技术迅速改进,设计和实现切实可软件的理论和技术迅速改进,设计和实现切实可用的软件系统,包括各种用的软件系统,包括各种系统软件、应用软件系统软件、应用软件。信
14、息要求在广阔的范围内快速、可靠、安全、随信息要求在广阔的范围内快速、可靠、安全、随时随地地传输时随地地传输(通信技术)(通信技术)新数字传送系统新数字传送系统.wmv.wmv要为不断增长的、海量的、各种类型的信息提供要为不断增长的、海量的、各种类型的信息提供快速、可靠和安全的存储设备快速、可靠和安全的存储设备(存储技术)(存储技术)研究人的视觉、听觉、生理、心理等机制,以及研究人的视觉、听觉、生理、心理等机制,以及大脑结构和功能,在计算机上进行模拟,制造出大脑结构和功能,在计算机上进行模拟,制造出机器感知和人工智能,使信息处理技术更加智能机器感知和人工智能,使信息处理技术更加智能化(化(智能科
15、学)智能科学)机器人数字神经系统机器人数字神经系统1.wmv1.wmv机器人数字神经系统机器人数字神经系统2.wmv2.wmv促进信息技术发展的需求促进信息技术发展的需求信息技术的研究内容信息技术的研究内容研究信息的获取(收集)、表示(组织)、研究信息的获取(收集)、表示(组织)、存储、处理、传输(包括发送、路由、接存储、处理、传输(包括发送、路由、接收)收)集数学、物理学、电子学、通信技术、计集数学、物理学、电子学、通信技术、计算机科学技术、智能科学技术以及控制理算机科学技术、智能科学技术以及控制理论与技术等于一体的交叉学科。论与技术等于一体的交叉学科。信息技术的领域信息技术的领域信息安全信
16、息安全信息管理信息管理基础:基础:软件、微电子与光电子软件、微电子与光电子关键技术:微电子与光电子、软件、计算机和通信关键技术:微电子与光电子、软件、计算机和通信信息获取信息处理信息传输、交换信息存储信息的随动执行和应用核心和基础核心和基础微电子微电子电电子子学学微电子学微电子学二、微电子技术发展及应用二、微电子技术发展及应用微电子学:微电子学:MicroelectronicsMicroelectronics微电子学微电子学微型电子学微型电子学核心核心集成电路集成电路微电子学(Microelectronics):一门研究集成一门研究集成电路设计、制造、测试、封装等全过程的学科电路设计、制造、测
17、试、封装等全过程的学科半导体(Semiconductor):内涵及外延均与微电内涵及外延均与微电子类似,是早期的叫法子类似,是早期的叫法集成电路IC(Integrate Circuit):通过一系列通过一系列特定的加工工艺,将晶体管、二极管等有源器件和特定的加工工艺,将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件,按照一定的电路互连,电阻、电容等无源器件,按照一定的电路互连,“集成集成”在一块半导体单晶片(如硅或砷化镓)上,在一块半导体单晶片(如硅或砷化镓)上,封装在一个外壳内,执行特定电路或系统功能封装在一个外壳内,执行特定电路或系统功能芯片(chip):没有封装的集成电路,但通常也与没有
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