現(xiàn)代信息技術(shù)概述

1、現(xiàn)代信息技術(shù)概述/cmjj/works/xxzy/xx4.htm第一節(jié) 信息技術(shù)的基本概念一、信息技術(shù)20世紀(jì)40年代以來，以信息技術(shù)為代表的新技術(shù)革命對人類社會的發(fā)展進(jìn)程產(chǎn)生了重大影響，信息技術(shù)本身也取得了長足的進(jìn)步。似乎一夜之間，信息、信息處理、信息傳播、信息存儲這些詞匯闖入了人們的生活，20年前，計(jì)算機(jī)在工廠、實(shí)驗(yàn)室里被視為高檔貴重儀器設(shè)備，需要由專業(yè)技術(shù)人員小心翼翼地“服侍”，而今已進(jìn)入尋常百姓家。至于錄音機(jī)、電視機(jī)、錄像機(jī)、電話等電子設(shè)備，更是早已成為人們離不開的日常生活工具。這一切都在說明：信息技術(shù)創(chuàng)造了一個(gè)嶄新的20世紀(jì)，人們還將利用它創(chuàng)造

2、一個(gè)更加輝煌燦爛的21世紀(jì)。信息技術(shù)使信息的傳播不再僅僅依賴人際之間的口頭傳播或書信往來，使信息的處理不再依靠大量人力的消耗，使信息的存儲不再僅僅依賴于紙和筆，它向世人宣告：一個(gè)新的時(shí)代已經(jīng)到來。對于信息技術(shù)目前還沒有一個(gè)十分統(tǒng)一的定義，一般認(rèn)為，信息技術(shù)就是獲取、處理、傳遞、儲存、使用信息的技術(shù)。從廣義上講，凡是與上述諸方面相關(guān)的技術(shù)都可以叫做信息技術(shù)，一般可分為四類，即感測技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)。所謂感測技術(shù)，是指對信息的傳感、采集技術(shù)；通信技術(shù)是傳遞信息的技術(shù)；計(jì)算機(jī)技術(shù)是處理、存儲信息的技術(shù)；控制技術(shù)則是使用與反饋信息的技術(shù)。從這四類信息技術(shù)的功能可以看出，它與人體信息器

3、官的功能十分類似，它們分別對應(yīng)著人體的感覺器官、傳導(dǎo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、思維器官和效應(yīng)器官。因此，有的信息學(xué)家提出了如下的框圖（見金建著：當(dāng)代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)化與技術(shù)進(jìn)步第2頁，經(jīng)濟(jì)管理出版社1997年版。）來說明信息技術(shù)的基本概念：圖2-1 信息技術(shù)的概念框圖從另外的角度講，信息技術(shù)的應(yīng)用性很強(qiáng)，因此又常被稱作“3c”技術(shù)、“3a”技術(shù)等等。所謂3c，就是指通信（communication）、計(jì)算機(jī)（computer）、控制（control）三種技術(shù)，它們的英文名稱的第一個(gè)字母都是“c”，所以簡稱3c技術(shù)。3a是指工廠自動化（factory automation）、辦公自動化（office automat

4、ion）和家庭自動化（home automation）。顯然，這是信息技術(shù)在人類生產(chǎn)活動和生活過程中的典型應(yīng)用。此外還有“3d”之說，就是指數(shù)字傳輸（digital transmission）、數(shù)字交換（digital switching）、數(shù)字處理（digital processing）三種數(shù)字技術(shù)。這都是信息技術(shù)在不同領(lǐng)域中的具體應(yīng)用。二、信息技術(shù)的分類按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，人們對信息技術(shù)有不同的分類方法。一種邏輯分類方法是按照信息技術(shù)構(gòu)成的內(nèi)部結(jié)構(gòu)將其劃分為信息技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)、信息技術(shù)的支撐技術(shù)、信息技術(shù)的主體技術(shù)和信息技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)四大類。其中基礎(chǔ)技術(shù)主要是指新材料技術(shù)和新能量技術(shù)；支撐

5、技術(shù)主要是指電子技術(shù)、微電子技術(shù)、激光技術(shù)和生物技術(shù)等等；主體技術(shù)包括感測技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)等等；應(yīng)用技術(shù)則是指信息技術(shù)在人類生產(chǎn)和生活中的各種具體應(yīng)用，如辦公自化系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)及各類專家系統(tǒng)等等。這種分類方法，可以使人們看到信息技術(shù)的全貌，明確其整個(gè)體系的構(gòu)架。在此基礎(chǔ)之上，每一大類又可以細(xì)分出許多具體的信息技術(shù)。三、信息技術(shù)發(fā)展的基本規(guī)律信息技術(shù)是怎樣一步步發(fā)展起來的呢？為什么在我們所生活的這個(gè)時(shí)代中會發(fā)生這樣一場意義深遠(yuǎn)的新技術(shù)革命呢？首先讓我們看一看信息技術(shù)發(fā)展的規(guī)律。任何事物的發(fā)展都是有規(guī)律的，技術(shù)也是如此。人們經(jīng)過長期的社會實(shí)踐和科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了技術(shù)發(fā)展的三條規(guī)律，即技術(shù)輔

6、人律、技術(shù)擬人律和人機(jī)共生律。信息技術(shù)也是遵循著這樣的三條規(guī)律不斷發(fā)展的。（一）技術(shù)輔人律在人類的最初發(fā)展階段，可以說是沒有科學(xué)技術(shù)可言的。人們生活在蒙昧之中，僅僅依靠自身的體力與自然抗?fàn)帲墒彻?、抵御野獸。然而，在漫長的發(fā)展進(jìn)程中，人類終于學(xué)會了使用和制造工具。這是人與動物的根本區(qū)別所在，也是技術(shù)的起源。那么人類利用和制造工具的最終目的是什么呢？顯然是因?yàn)槿说淖陨項(xiàng)l件太有限，各種器官的功能不足以應(yīng)付生存和發(fā)展的需要，而必須利用和制造工具則能幫助人們克服這些困難。所以說，技術(shù)是用來輔助人類的，它能幫助人類克服困難，爭取到更多的自由與解放。正因?yàn)槿绱?，人類在?chuàng)造了最初的工具、掌握了最初的技術(shù)之

7、后，還要不斷地發(fā)展技術(shù)，使自身不斷得到輔助和發(fā)展。也就是說，技術(shù)是用以輔助人類的，這是技術(shù)發(fā)展的根本法則和目的。這就是技術(shù)輔人律的由來。（二）技術(shù)擬人律技術(shù)的進(jìn)步不是無規(guī)律的，不是誰頭腦一熱就可以想出來的，而是隨著人類的發(fā)展逐步發(fā)展進(jìn)步的。人類在發(fā)展演進(jìn)的過程中對自身的某些器官的功能提出了新的要求，但是人的這些器官功能卻不是可以無限發(fā)展的。于是人就有了通過應(yīng)用某種工具和技術(shù)來達(dá)到延長自身器官功能這一目的的要求。經(jīng)過長期的實(shí)踐，人類會逐漸掌握這些工具和技術(shù)，但是，又會對自身器官的功能水平提出新的要求。人類經(jīng)過創(chuàng)造新技術(shù)進(jìn)而掌握新技術(shù)，使人類對自然的認(rèn)識達(dá)到一個(gè)新的水平，使技術(shù)的更新不斷出現(xiàn)，不斷

8、向更高水平發(fā)展。就這樣周而復(fù)始，不斷演進(jìn)，在前進(jìn)中提高人類認(rèn)識自然、改造自然的能力。也就是說，技術(shù)的發(fā)展是遵循延長人類器官功能這一規(guī)律進(jìn)行的。通過模擬和延長人體器官的功能，達(dá)到技術(shù)的進(jìn)步。這就是技術(shù)擬人律，它能為我們揭示技術(shù)發(fā)展的方向和路線。（三）人機(jī)共生律技術(shù)是人類創(chuàng)造出來的，機(jī)器是技術(shù)物化的成果。隨著技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)器的功能越來越強(qiáng)大，在某些方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人。人操縱著這樣機(jī)器，認(rèn)識和改造自然的能力勢必大大增強(qiáng)。很難想象，現(xiàn)代的人如果離開了先進(jìn)的技術(shù)和機(jī)器將怎樣面對這個(gè)世界。但是，由于技術(shù)發(fā)展日新月異，以電子計(jì)算機(jī)為代表的“超級機(jī)器”已滲透到各個(gè)領(lǐng)域，做起了許多原來靠人來做的工作。那么是否有一

9、天機(jī)器會超過人的智慧，反過來控制人呢？答案是否定的。因?yàn)闊o論機(jī)器如何發(fā)展，其智力來源都是人。沒有人的高級智慧活動，機(jī)器本身是做不出任何創(chuàng)造性勞動的。因此，人與機(jī)器的關(guān)系是共生的：一方面，人離不開機(jī)器，需要利用機(jī)器拓展自己的生存范圍；另一方面，機(jī)器不能離開人的智慧去獨(dú)立發(fā)展。在兩者的關(guān)系中，人永遠(yuǎn)都居于主導(dǎo)地位。這就是人機(jī)共生律。技術(shù)輔人律、技術(shù)擬人律、人機(jī)共生律，是技術(shù)發(fā)展的基本規(guī)律。輔人律說明了技術(shù)的本質(zhì)與功能，擬人律說明了技術(shù)發(fā)展的模式和途徑，人機(jī)共生律則揭示了技術(shù)發(fā)展的前景。從遠(yuǎn)古到現(xiàn)代，人類社會每一次技術(shù)進(jìn)步，都在體現(xiàn)和驗(yàn)證著技術(shù)發(fā)展的這些基本規(guī)律和法則。信息技術(shù)的發(fā)展當(dāng)然也不例外。第

10、二節(jié) 信息技術(shù)發(fā)展歷程一、古代信息技術(shù)在遙遠(yuǎn)的古代，人類剛剛進(jìn)入文明時(shí)期，用于實(shí)現(xiàn)信息傳播的方法是十分簡單的。主要是以手勢、喊叫、形體動作來溝通信息。大約距今四、五千年前，人類就已在陶器上刻畫各種符號。古埃及人用紙草（尼羅河下游的一種植物）書寫文字，還有的地區(qū)人們用泥版刻畫符號。在三千多年前的我國商代，出現(xiàn)了刻在龜甲或獸骨上的文字，這就是著名的甲骨文。從19世紀(jì)末至今，我國考古工作者在殷墟（河南安陽）、陜西岐山、山東桓臺等地都發(fā)現(xiàn)了大量刻有文字的甲骨。我國商代還開始在青銅器上刻字鑄字，現(xiàn)稱之為銘文。如毛公鼎銘文刻于西周晚期，長達(dá)497字。商代以后，中國人已懂得用竹片或木片作為信息載體。如199

11、5年在發(fā)掘湖北荊門郭店一號楚墓的過程中，發(fā)現(xiàn)了老子等5部戰(zhàn)國時(shí)期的典籍，共804片，上面保存有1.6萬字左右的篆文。此外，當(dāng)時(shí)人們還把絲織品帛作為書寫的載體。1973年在長沙馬王堆三號漢墓中發(fā)現(xiàn)了約12萬字的古代帛書，包括老子、戰(zhàn)國策及多種兵書、歷書等古籍。到了我國漢代，信息技術(shù)史上的偉大發(fā)明造紙術(shù)問世了。造紙術(shù)作為我國古代四大發(fā)明之一，對世界文明的進(jìn)步產(chǎn)生了重大作用。根據(jù)考古發(fā)現(xiàn)，早在西漢時(shí)期，紙作為書寫載體已經(jīng)出現(xiàn)。到了東漢，蔡倫和工匠們總結(jié)了前人的造紙經(jīng)驗(yàn)，用樹皮、麻頭、破布、舊魚網(wǎng)為原料，更新工藝，創(chuàng)造出了新的造紙方法。因此通常認(rèn)為造紙術(shù)為蔡倫等人所發(fā)明。紙的發(fā)明，使得信息的記載和傳遞

12、有了輕便好用的載體，對于科學(xué)技術(shù)的傳播和世界文化交流產(chǎn)生了巨大的作用。到了我國隋唐年間，一種新的信息技術(shù)印刷術(shù)誕生了。早期的印刷技術(shù)為雕版印刷，就是將文字反刻在一塊平整的木板或其它板材上，然后上墨印刷的方法。關(guān)于雕版印刷術(shù)的發(fā)明時(shí)間，有著不同的說法，一般認(rèn)為始于公元7世紀(jì)的唐朝貞觀年間。盛唐時(shí)代，雕版印刷主要用于印刷佛教經(jīng)書。如在敦煌發(fā)現(xiàn)的印于公元868年的金剛經(jīng)是現(xiàn)有紀(jì)年的最早雕版印本，印制十分精美。到了宋代，雕版印刷十分興盛，印出了大量書籍。然而雕版印刷有它的自身不足，即印一頁須雕一塊版，刻版工作量很大。宋代慶歷年間，平民畢升經(jīng)過不斷摸索，終于在世界上首先發(fā)明了泥活字印刷術(shù)。其主要步驟是：

13、制活字、排版、印刷，與現(xiàn)代鉛字排版印刷基本相同，因此稱得上信息技術(shù)史上的一次革命。后來，又出現(xiàn)了木活字印刷術(shù)。德國的谷登堡于1438年至1450年間發(fā)明了金屬活字印刷術(shù)。他用鉛合金鑄字，還研制出鑄字盒、木制印刷機(jī)、印刷油墨等等，形成了一整套印刷工藝。印刷術(shù)的應(yīng)用對世界文明發(fā)展影響巨大。它在短短的時(shí)間內(nèi)，使世界上的書籍?dāng)?shù)量激增，把知識和文化傳播到了各個(gè)國家和地區(qū)。馬克思對此有很高的評價(jià)，他說：“印刷術(shù)總的來說變成科學(xué)復(fù)興的手段，變成精神發(fā)展創(chuàng)造必要前提的最強(qiáng)大杠桿?！笨梢?，印刷術(shù)在世界文明史和信息技術(shù)史上具有十分重要的地位。全面考察古代的信息技術(shù)，就有必要了解古代的通信方法。視覺通信和聽覺通信，

14、是人類最原始的通信方式。在中國西周時(shí)期，烽火成為通信手段，被用來傳遞緊急軍情。在點(diǎn)燃烽火的同時(shí)，往往還通過擊鼓來傳遞信息，與烽火配合使用。在歷史上，人們信息傳遞的一個(gè)很主要的渠道是通過郵驛，即通過設(shè)置驛站傳遞政府文書和各類郵件。此外，古人還使用信鴿和其它特殊方法來傳遞一些信件或特殊信息。二、近代信息技術(shù)下面以幾種典型的信息技術(shù)為例，介紹近代產(chǎn)生的信息技術(shù)及其發(fā)展。（一）攝影技術(shù)早在2000多年以前，我國人民就發(fā)現(xiàn)了小孔成像現(xiàn)象。在歐洲文藝復(fù)興時(shí)期，出現(xiàn)了供繪畫成像用的暗箱。后來，人們又發(fā)現(xiàn)了具有感光性能的硝酸銀等物質(zhì)。1826年，法國工匠尼埃普斯將一種瀝青溶化后涂在金屬板上，經(jīng)暗像曝光后獲得一

15、張街景的照片。1837年，法國人達(dá)蓋爾發(fā)明了“銀版攝影法”。1839年，法國政府買下該發(fā)明的專利權(quán)，并于同年8月19日正式公布，因此這一天被定為攝影術(shù)的誕生日。當(dāng)時(shí)，用這一方法拍攝時(shí)需要20-30分鐘的曝光。1851年，英國人阿徹爾發(fā)明了濕版攝影術(shù)，使人像攝影縮短至只需幾秒種，從而成為現(xiàn)代攝影術(shù)的開端。攝影技術(shù)所使用的主要工具是照相機(jī)和感光材料。早先的照相機(jī)十分粗笨。1889年美國的伊斯曼發(fā)明了世界上第一臺使用膠卷的相機(jī)。1913年，德國萊卡公司研制出第一臺135型照相機(jī)。1929年，德國羅萊公司推出雙鏡頭反光120相機(jī)?！岸?zhàn)”以后，電子測光照相機(jī)問世，單鏡頭反光照相機(jī)得到了長足發(fā)展。80年

16、代以后，全自動的“傻瓜”照相機(jī)、一次成像照相機(jī)等迅速普及，各類特殊用途的照相機(jī)也層出不窮。在感光材料方面，1871年，英國人馬杜多斯發(fā)明了溴化銀乳劑，1889年美國柯達(dá)公司開始生產(chǎn)世界上最早的膠卷，這種膠卷以硝化纖維素為片基。20世紀(jì)30年代后，醋酸纖維素軟片被推向市場。之后，又出現(xiàn)了彩色膠片。70年代以后，膠片技術(shù)更加成熟，油溶性彩片、高溫快速的ii型膠片以及超高速的vr、hr等彩色膠片紛紛面世。這些攝影底片所用的感光材料，都是碘化銀乳劑和醋酸滌綸片基。1996年4月，柯達(dá)、佳能、尼康等五家公司合作開發(fā)出的“先進(jìn)照相系統(tǒng)（aps）”正式推向市場。該新系統(tǒng)所采用的照相機(jī)、膠卷和沖印設(shè)備都是全新

17、的，新膠卷為24毫米，在同一膠卷上能同時(shí)拍攝傳統(tǒng)規(guī)格、廣角規(guī)格和超長構(gòu)圖3種尺寸的照片。同時(shí)它采用的電子影像處理系統(tǒng)能使aps照片方便地轉(zhuǎn)為電視信號。據(jù)稱該項(xiàng)新技術(shù)是35毫米照相機(jī)問世以來攝影領(lǐng)域最重大的技術(shù)突破。作為近代產(chǎn)生的一種信息技術(shù)棗攝影術(shù)使人類活動和自然界變化過程中的圖景得以留存，它克服了以往只能依賴文字、符號、繪畫等手段記錄信息的不足。（二）電影技術(shù)1889年美國的伊斯曼發(fā)明了將感光乳劑涂布在賽璐璐長條上的感光膠片。隨后愛迪生發(fā)明了能應(yīng)用膠片進(jìn)行連續(xù)拍攝的攝影機(jī)。法國的盧米埃爾兄弟在伊斯曼和愛迪生二人發(fā)明的基礎(chǔ)上，于1895年研制成電影放映機(jī)并獲得專利。1895年12月28日被定為

18、電影誕生日。最早的電影是黑白、無聲電影。1926年，美國上映了用感光法制作的有聲電影。20世紀(jì)50年代以后，磁性錄音技術(shù)開始應(yīng)用于電影的生產(chǎn)過程中。彩色電影的技術(shù)基礎(chǔ)則是1932年在美國出現(xiàn)的染印法和后來誕生的多層乳劑彩色膠片。電影的誕生使人類掌握了一種全新的傳播媒體，也獲得了一種新的娛樂形式。它拓展了人類的思維空間，激發(fā)了人的想象力。電影能帶給人們藝術(shù)美的享受，也能真實(shí)地記錄社會的發(fā)展變遷。作為一種新的信息傳播技術(shù)，電影為人類的文明進(jìn)步做出了貢獻(xiàn)。（三）電報(bào)1837年，美國人莫爾斯發(fā)明了有線電報(bào)機(jī)。1844年，美國華盛頓至巴爾的摩之間的電報(bào)線路架設(shè)完成投入使用。1875年，法國的巴特發(fā)明了多

19、路電報(bào)，它能通過一根導(dǎo)線傳送8路電報(bào)。1915年美國人甘培爾和德國人瓦格納發(fā)明了濾波器，使一條導(dǎo)線傳送幾十路電報(bào)成為可能。電報(bào)發(fā)明之后，迅速普及。1845年，世界上最早的通訊社法國的哈瓦斯通訊社開始使用巴黎至里昂的電報(bào)線路傳送新聞。這表明，電報(bào)在其誕生早期就介入了新聞傳播。無線電報(bào)的技術(shù)原理是電磁波理論。1864年，英國理論物理學(xué)家麥克斯韋預(yù)言電磁場以波的形式傳播。后來，德國物理學(xué)家赫茲證明了電磁波的存在，并測出了其波長。1895年，意大利人馬可尼進(jìn)行的無線電通信試驗(yàn)獲得成功，并在英國取得發(fā)明專利。與此同時(shí)，俄國人波波夫也獨(dú)立地完成了無線電通信試驗(yàn)。1902年，馬可尼進(jìn)行了橫跨大西洋傳送無線電

20、信號的試驗(yàn)并取得成功。無線電報(bào)的發(fā)明，使人類遠(yuǎn)距離高速信息傳播進(jìn)入到一個(gè)新的境界。無線電波承載著信息，在瞬間就可以傳到遠(yuǎn)隔萬水千山的異地。人們再也不必為了一封短信，奔走跋涉，日夜兼程；也不必為一封家書，苦候數(shù)月，祈盼平安。電報(bào)的發(fā)明、無線電信息技術(shù)的應(yīng)用，極大地提高了人類認(rèn)識自然、改造自然的能力，在世界科技史上占有重要的地位。（四）電話19世紀(jì)前半葉，人們對電磁現(xiàn)象的研究逐漸走向深入，發(fā)現(xiàn)了電磁現(xiàn)象的許多規(guī)律。電話就是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理研制成的。1876年，美國人貝爾發(fā)明了電話機(jī)，并于當(dāng)年在費(fèi)城博覽會上做了公開展示。貝爾的電話機(jī)原理是將線圈繞在磁鐵芯上，旁邊懸置一片金屬振動膜,當(dāng)聲音發(fā)出時(shí)，由

21、聲波引起的振動膜的振動導(dǎo)致穿過送話器線圈的磁場發(fā)生變化，這一變化又引起導(dǎo)線中電流的變化。變化的電流通過受話器線圈時(shí)引起磁場的相應(yīng)變化，使受話器的薄膜發(fā)生振動，從而復(fù)原了送話者的聲音。1877年貝爾成立了電話公司，著手生產(chǎn)和改進(jìn)電話機(jī)。1878年，著名發(fā)明家愛迪生研制出一種性能優(yōu)良的新型電話機(jī)，該項(xiàng)專利隨即被貝爾公司買下。同年貝爾在相距300公里的波士頓和紐約之間進(jìn)行了首次長途電話實(shí)驗(yàn)。電話的發(fā)明，使一個(gè)人的聲音可以跨越千山萬壑甚至遠(yuǎn)隔重洋，清晰地響徹在另一個(gè)人的耳畔?！绊橈L(fēng)耳”的神話變成了現(xiàn)實(shí)。它極大地“延長”了人的口與耳的功能，使信息技術(shù)向前邁進(jìn)了一大步。（五）廣播無線廣播的基本原理仍是無線

22、電波的發(fā)送和接收。它利用代表聲音信號的電流來調(diào)制負(fù)載電波的振幅（或頻率），并以被調(diào)制的無線電波為載體，將聲音信號發(fā)傳出去。在接收端，收音機(jī)通過調(diào)諧，將一定頻率的廣播信號接收下來，然后經(jīng)過檢波，將代表聲音信號的電流還原出來，進(jìn)而變成聲音播放出來。1904年，英國人弗萊明發(fā)明了二極管，它具有檢波和整流功能。1906年美國人德 福雷特又發(fā)明了能將弱小電流放大為較強(qiáng)電流的三極管。德福雷斯特還利用三極管研制成電子管振蕩器，用它可以產(chǎn)生頻率較高的電磁波。后來，他將多個(gè)放大三極管極聯(lián)起來，制成多級放大器，再配以振蕩器，就制成了功率較大的無線電發(fā)射機(jī)。1906年，德律風(fēng)根公司研制成功無線電話。1907年，德福

23、雷斯特在紐約進(jìn)行了無線電廣播實(shí)驗(yàn)。1920年，美國匹茲堡市的kdka廣播電臺開始播音，成為世界上第一家正式播出節(jié)目的私營廣播電臺。到1925年，已有20多個(gè)國家開辦了廣播電臺。無線電廣播利用電磁波的傳播，有多種實(shí)現(xiàn)形式。若按調(diào)制方式分，有調(diào)幅廣播、調(diào)頻廣播和調(diào)相廣播。同樣是調(diào)幅廣播，按使用的波長又可分為長波廣播、中波廣播和短波廣播。其中中波廣播和短波廣播又是最常用的廣播技術(shù)手段。中波廣播可沿地球表面?zhèn)鞑?，在功率較大的情況下，能夠覆蓋半徑為100多公里的地區(qū)，也能依靠電離層的反射傳播到幾百公里以外的地區(qū)。短波廣播主要是依賴電離層的反射。較大功率的短波廣播可傳播到幾千公里之外。國際廣播一般就利用短

24、波傳播。調(diào)頻廣播是20世紀(jì)40年代后產(chǎn)生的廣播形態(tài)，它與調(diào)幅中波廣播相比，具有聲音質(zhì)量高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此在世界上得到了較快的發(fā)展。無線電廣播作為最早出現(xiàn)的電子大眾傳媒，在人類社會生活中產(chǎn)生了巨大的影響。它率先實(shí)現(xiàn)了一點(diǎn)對多點(diǎn)的聲音信息傳播，使眾多新聞信息及時(shí)傳達(dá)到人們耳畔。有了廣播，人們對這個(gè)世界上剛剛發(fā)生的和正在發(fā)生的大事能夠及時(shí)獲知，及時(shí)做出自己的反應(yīng)。同時(shí)，廣播的出現(xiàn)，使人們擁有了能夠以低廉價(jià)格獲取各類信息的工具。這對推動社會的文明進(jìn)步，提高人們的教育水平，促進(jìn)文化交流都具有重要意義。（六）電視1884年，德國人尼普科夫研制出能進(jìn)行圖像掃描的機(jī)械圓盤。進(jìn)入20世紀(jì)以后，許多發(fā)明

25、家開始了對用電子方式傳送圖像的探索。1925年，英國人貝爾德發(fā)明了電視。1928年，貝爾德應(yīng)用機(jī)械掃描方式在倫敦與紐約之間進(jìn)行了電視圖像傳送實(shí)驗(yàn)，取得了對靜止圖像傳送的成功。1930年，實(shí)現(xiàn)了聲像同步播出。1933年，美國人茲沃雷金發(fā)明了能夠進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和電子掃描的攝像管，加快了電視走向?qū)嶋H應(yīng)用的步伐。在這一時(shí)期，法國、前蘇聯(lián)、德國、日本等國家都進(jìn)行了電視實(shí)驗(yàn)研究。1936年，英國廣播公司在世界上率先開辦電視廣播。1939年，美國、前蘇聯(lián)進(jìn)行了電視廣播實(shí)驗(yàn)。1941年，美國建立了自己的第一座電視臺，即美國全國廣播公司的紐約wnbt電視臺。在第二次世界大戰(zhàn)以前開辦電視的國家還有法國、德國、意大利

26、等國家，“二戰(zhàn)”期間它們的電視臺基本上處于停播或半停播狀態(tài)，到戰(zhàn)后才得到恢復(fù)和發(fā)展。到20世紀(jì)50年代末期，全世界開辦電視的國家已達(dá)50個(gè)左右。到70年代，多數(shù)國家都開辦了電視廣播。早先的電視系統(tǒng)是黑白電視系統(tǒng)。1953年，美國確定了自己的彩色電視制式ntsc制，并于1954年在世界上首次播出彩色電視節(jié)目。隨后，日本與加拿大的彩色電視制式也采用了ntsc制。1956年，法國提出了彩色電視secam制，1960年，聯(lián)邦德國提出pal制。自此，形成了3種彩色電視制式在世界上并存的局面。在節(jié)目攝制技術(shù)方面，早期的電視節(jié)目一般采用直接播出的辦法，其新聞節(jié)目都是用攝影機(jī)拍攝下來的。1957年，磁帶錄像機(jī)

27、問世。它的誕生使電視節(jié)目有了適宜的記錄載體，使電視節(jié)目的制作和傳播進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。電視技術(shù)無疑是20世紀(jì)信息技術(shù)的一項(xiàng)重大成果。電視傳播聲像并茂，色彩生動，能夠遠(yuǎn)距離傳送，也能夠?qū)⑹澜缟险诎l(fā)生的事情原原本本地展現(xiàn)在每一位觀眾面前。它使人們獲取信息的方式發(fā)生了巨大的變化，對人類的社會生活產(chǎn)生著廣泛而深入的影響。三、現(xiàn)代信息技術(shù)“二戰(zhàn)”以后，特別是20世紀(jì)中葉以來，信息技術(shù)進(jìn)入了新的發(fā)展階段?，F(xiàn)代信息技術(shù)以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)技術(shù)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)為主要代表，包括信息獲取技術(shù)、信息處理技術(shù)、信息傳遞技術(shù)、信息存儲技術(shù)等方方面面的技術(shù)。對于計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)，將在以下的章節(jié)中做專

28、題介紹。在這里主要介紹微電子技術(shù)和傳感技術(shù)。（一）微電子技術(shù)微電子技術(shù)是隨著集成電路技術(shù)特別是大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，它包括系統(tǒng)與電路設(shè)計(jì)、器件物理、工藝技術(shù)、材料制備、自動測試與封裝等一系列專門技術(shù)。1948年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出了晶體管。它體積小、功耗低、可靠性強(qiáng)，其發(fā)明預(yù)示著微電子時(shí)代的到來，同時(shí)使電子工業(yè)系統(tǒng)又增添了一個(gè)新的部門半導(dǎo)體工業(yè)。晶體管工作的基本原理，在于通過給純凈的半導(dǎo)體中滲入極微量的外來雜質(zhì)時(shí)，其導(dǎo)電性能將發(fā)生很大的變化。因此，只要設(shè)法向一塊半導(dǎo)體片內(nèi)部各個(gè)區(qū)域滲入不同類型和數(shù)量的雜質(zhì)，人們就可以使一塊晶片內(nèi)部各個(gè)微小區(qū)域形成不同類型

29、和導(dǎo)電性能強(qiáng)弱不等的相應(yīng)區(qū)域。晶體管的誕生，使人們獲得了比電子管更小、更輕、更可靠、性能也更佳的電子器件。1958年，美國德克薩斯儀器公司的一名工程師設(shè)計(jì)出第一塊在一根半導(dǎo)體硅單晶上包含4個(gè)晶體管器件的相移震蕩器，實(shí)現(xiàn)了最早的“集成化”設(shè)想。同年，美國仙童公司也宣布制成世界上第一塊集成電路。集成電路的誕生，打破了傳統(tǒng)電子線路的結(jié)構(gòu)范疇，因?yàn)殡娮釉驯患稍谝粔K不可分離的單晶硅片上了。1959年底，德克薩斯儀器公司建成世界上第一條集成電路生產(chǎn)線，這標(biāo)志著集成電路已走出實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)入了工廠的大門。1971年，美國英特爾公司研制出世界上第一臺微處理器，這個(gè)中央處理器在一塊不足0.5平方厘米的硅片上制

30、成，能夠完成邏輯功能和運(yùn)算功能。集成電路的生產(chǎn)原料是硅、鋁、水和一些氣體，比較便宜，但其制造過程相當(dāng)復(fù)雜。一般生產(chǎn)一批集成電路要經(jīng)過400多個(gè)步驟，歷時(shí)3至4周。首先要對原料硅進(jìn)行一系列處理，把單晶棒切成許多薄晶片，晶片厚度約0.5毫米。而后要在整個(gè)硅表面上覆上一層所需要的材料，利用光刻法對半導(dǎo)體晶片表面進(jìn)行刻蝕加工，從而獲得極精細(xì)的晶體管電子電路。加工完成后，對每個(gè)電路進(jìn)行測試、包裝、制作完畢備用。集成電路有多種分類方法，按照其中的晶體管類型的不同可分為雙型集成電路和mos型集成電路；按電路工藝結(jié)構(gòu)的不同可分為半導(dǎo)體集成電路和混合集成電路；按集成電路的功能可分為模擬集成電路、數(shù)字集成電路和專

31、用集成電路。集成電路自誕生以來，主要經(jīng)歷了4個(gè)發(fā)展階段：早期的集成電路十分簡單，在60年代初期，集成度還不到100。所謂集成度，就是指在一定尺寸的芯片上能做出晶體管電路的個(gè)數(shù)，它是衡量集成電路功能水平的重要指標(biāo)。60年代初期所達(dá)到的集成度水平，稱為小規(guī)模集成，到20世紀(jì)60年代中期，集成度達(dá)到了數(shù)百，稱為中規(guī)模集成；70年代時(shí)集成度達(dá)到幾千甚至上萬，這個(gè)階段為大規(guī)模集成階段；80年代以后，進(jìn)入到超大規(guī)模集成階段，集成度突破100萬，并以每3年增長3倍的速度提高。比較微電子技術(shù)與傳統(tǒng)電子技術(shù)，可以看出兩者有很大的差異。微電子技術(shù)以芯片、集成電路為研究重點(diǎn)，它將傳統(tǒng)意義上的元件，例如晶體管和導(dǎo)線，

32、都集成在硅片中以整體的形式聯(lián)接和存在。其他元件一般都可以由晶體管構(gòu)成。微電子技術(shù)的發(fā)展趨勢就是不斷縮小電路元件的尺寸，提高集成度，使集成電路體積更小，重量更輕，更省電，功能也更加強(qiáng)大。微電子技術(shù)作為現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)，涉及到固體物理、化學(xué)、電子學(xué)、工藝學(xué)、機(jī)械工程學(xué)等諸多學(xué)科。同時(shí)，其應(yīng)用在當(dāng)今已遍及人們生活、生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。在日常生活中，現(xiàn)代家庭的各種電器中幾乎都有微電子產(chǎn)品的蹤跡；在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)和軍事領(lǐng)域，微電子技術(shù)產(chǎn)品更是舉足輕重。由于微電子技術(shù)的發(fā)展而引發(fā)的集成度的提高、微處理器價(jià)格的降低，使電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用在全社會迅速普及。由此產(chǎn)生的社會影響是廣泛而深遠(yuǎn)的。（二）傳感技術(shù)現(xiàn)

33、代傳感技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的重要組成部分。人類認(rèn)識自然改造自然的過程，實(shí)際上也是一個(gè)不斷地從外界獲取信息并對其進(jìn)行加工處理，然后在此基礎(chǔ)上對外界做出反應(yīng)的過程。那么也就是說，沒有有效地捕獲信息的技術(shù)，人們對外界事物就談不上認(rèn)識和利用。傳感技術(shù)就是人們借以采集信息的技術(shù)，它的發(fā)展源遠(yuǎn)流長。今天，我們所應(yīng)用的各類傳感器以及雷達(dá)、遙測、紅外遙感等各類先進(jìn)技術(shù)，就是傳感技術(shù)的代表。傳感器技術(shù)。傳感器是將非電的物理量（如壓力、溫度、濕度、流量等量）轉(zhuǎn)換為電量的裝置。利用這種裝置人們可以對某些物理量進(jìn)行測量或處理。傳感器有力敏傳感器、熱敏傳感器、離子敏傳感器、光傳感器、生物傳感器等多種類型。力敏傳感器一般利

34、用的是壓阻效應(yīng)、壓電效應(yīng)、聲波表面效應(yīng)等物理效應(yīng)來完成力學(xué)量的轉(zhuǎn)換。在目前的力敏傳感器市場中，半導(dǎo)體傳感器已成為發(fā)展的主流，受到各國的高度重視。熱敏傳感器分為接觸式和非接觸式兩大類，前者的主要代表是熱敏電阻，它常用于高靈敏度的微小溫差測量，其測量范圍大多在常溫區(qū)域；后者應(yīng)用的是熱輻射原理，其典型代表是激光溫度傳感器，該種傳感器能夠用于遠(yuǎn)程和特殊環(huán)境下的溫度測量。離子敏傳感器是一種微型化學(xué)敏感元件，它是電化學(xué)同微電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，具有體積小、重量輕、反應(yīng)速度快、易實(shí)現(xiàn)集成化等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)控制以及在生物體內(nèi)進(jìn)行離子活度的檢測。光傳感器是一種能夠?qū)庑盘栕龀鲰憫?yīng)并可將光信號轉(zhuǎn)換成電信號或相應(yīng)控制信號的裝置，其主要代表有光敏電阻器、光耦合器、硅光電池、硅太陽能電池、紅外傳感器、電荷耦合器件等。目前光傳感器應(yīng)用十分廣泛，如紅外傳感器已被應(yīng)用到夜視、醫(yī)療檢測、光通信等多個(gè)領(lǐng)域。生物傳感器是以