第二章信息技術基礎

1、第二章第二章 信息技術基礎信息技術基礎信息科技與信息技術部分信息科技與信息技術部分導引：信息科學與信息技術導引：信息科學與信息技術 信息科學信息科學：是研究信息現象及其運動規(guī)律和應用方法的科學，它是以信息論、控制論、系統(tǒng)論為理論基礎，以電子計算機等為主要工具的一門新興學科。信息科學涉及與信息有關的一切領域，其外延十分廣泛。 研究對象研究對象信息。 科學方法論體系：科學方法論體系：包括信息分析綜合法、行為功能模擬法，以及系統(tǒng)整體優(yōu)化法。 注：申農于1948年10月發(fā)表于貝爾系統(tǒng)技術學報上的論文A Mathematical Theory of Communication（通信的數學理論）作為現代信

2、息論研究的開端。 三大論三大論 系統(tǒng)論的創(chuàng)始人是美籍奧地利生物學家貝塔朗菲。系統(tǒng)論要求把事物當作一個整體或系統(tǒng)來研究，并用數學模型去描述和確定系統(tǒng)的結構和行為。 控制論是著名美國數學家維納創(chuàng)始的?？刂普撌茄芯肯到y(tǒng)的調節(jié)與控制的一般規(guī)律的科學，其任務是實現系統(tǒng)的穩(wěn)定和有目的的行動。 信息論是由美國數學家申農創(chuàng)立的，它是用概率論和數理統(tǒng)計方法，從量的方面來研究系統(tǒng)的信息如何獲取、加工、處理、傳輸和控制的一門科學。 三者的關系信息論研究的是如何認識信息和度量信息。而系統(tǒng)論和控制論是研究如何利用信息，系統(tǒng)論是利用信息來實現系統(tǒng)最優(yōu)化，控制論是利用信息來實現系統(tǒng)的有目的最佳控制。 導引：信息科學與信息技

3、術導引：信息科學與信息技術凡是應用信息科學原理和方法，并與信息作用的技術都稱為信息技術。 這是指有關信息的產生、檢測、交換、存儲、傳輸、處理、顯示、識別、提取、控制和利用的技術。人的信息器官主要包括感覺器官、傳導神經網絡 、思維器官 、效應器官四大類。與此相對應，信息技術的基本內容包括感測技術、通信技術、智能技術及控制技術，這是信息技術的四基元。信息技術的沿革 (1)信息技術=計算機硬件。 (2)信息技術=計算機硬件+軟件技術。 (3)信息技術=計算機硬件+軟件技術+通信技術 (4)信息技術=計算機硬件+軟件技術+通信技術+控制技術導引：重量級人物導引：重量級人物一、信息技術的界定一、信息技術

4、的界定 哲學層面的界定（廣義）信息技術是指能充分利用與擴展人類信息器官功能的各種方法、工具與技能的總和。該定義強調的是從哲學上闡述信息技術與人的本質關系。 功能或過程層面的界定（中義）信息技術是指對信息進行采集、傳輸、存儲、加工、表達的各種技術之和。該定義強調的是人們對信息技術功能與過程的一般理解。 技術層面的界定（狹義）信息技術是指利用計算機、網絡、廣播電視等各種硬件設備、軟件工具與科學方法，對文、圖、聲、像等各種信息進行獲取、加工、存儲、傳輸與使用的技術之和。該定義強調的是信息技術的現代化與高科技含量。一、信息技術的界定一、信息技術的界定 信息技術的內涵包括兩個方面。一方面是手段，即各種信

5、息媒體，是一種物化形態(tài)的技術。例如印刷媒體、電子媒體、計算機網絡等。另一方面是方法，即運用信息媒體對各種信息進行采集、加工、存儲、交流、應用的方法，是一種智能形態(tài)的技術。 信息技術就是由信息媒體和信息媒體應用的方法兩個要素所組成的。二、信息技術的發(fā)展二、信息技術的發(fā)展 發(fā)展信息技術的兩大驅動力 對客觀物理世界的模擬，從real space到cyberspace。 對人腦的模擬（信息科學的本質任務） 基于物理學的數字電子技術已相對成熟 基于腦科學的信息科學還剛剛開始三、信息技術的分類三、信息技術的分類 按表現形態(tài)分類：硬技術(物化技術)與軟技術(非物化技術)兩種； 按工作流程中的基本環(huán)節(jié)分類信息

6、技術按工作流程中的基本環(huán)節(jié)可分為信息獲取技術、信息傳遞技術、信息存儲技術、信息加工技術及信息標準化技術； 按使用的信息設備分類信息技術按使用的信息設備分為電話技術、電報技術、廣播技術、電視技術、復印技術、衛(wèi)星技術、計算機技術及網絡技術等。 按技術的功能層次分類主體技術層次、應用技術層次、外圍層次（支撐技術層次、基礎技術層次）三、信息技術的分類三、信息技術的分類按技術的功能層次分類主體層次主體層次 信息技術的主體層次是信息技術的核心部分，主要是指直接地、具體地增強或延伸人類信息器官，提高或擴展人類信息能力的技術。例如顯微鏡、望遠鏡、X光機、雷達、激光、紅外線、超聲、氣象衛(wèi)星、行星探測器、溫度計及

7、濕度計等。目前，信息獲取技術中起中堅作用的是傳感技術、遙測技術和遙感技術等。應用層次應用層次 信息技術的應用層次是信息技術的延伸部分，主要是指主體層次的信息技術在工業(yè)、農業(yè)、商業(yè)貿易、國防、運輸、科學研究、文化教育、體育運動、文學藝術及家庭生活等各個領域應用時所生成的各種具體的實用信息技術。外圍層次外圍層次 信息技術的外圍層次是指與信息技術相關的各類技術。一方面，信息技術在性能水平方面的進步來源于新材料技術和新能源技術的進步，即基礎層次的信息技術。另一方面，信息的獲取、存儲、處理及傳輸控制等需要借助機械的、電子的(或微電子的)、激光的及生物的等技術手段來實現，即支撐層次的信息技術。四、信息技術

8、的發(fā)展四、信息技術的發(fā)展信息技術發(fā)展趨勢一：越來越友好的人機界面信息技術發(fā)展趨勢一：越來越友好的人機界面 Dos操作界面鼠標/圖形用戶界面虛擬現實技術 虛擬駕駛飛機模擬器3D游戲家居三維立體照片虛擬青蛙實驗電子寵物語音技術 智能代理技術 機器人機器人胃鏡1胃鏡2機器狗信息技術發(fā)展趨勢二：越來越個性化的功能設計信息技術發(fā)展趨勢二：越來越個性化的功能設計 信息技術發(fā)展趨勢三：信息技術發(fā)展趨勢三：越來越高的性能價格比越來越高的性能價格比 年份年份CPUCPU主頻主頻硬盤硬盤內存內存顯示器顯示器價格價格1992199216MHz16MHz40MB40MB1M1M1212寸單顯寸單顯80008000元左

9、元左右右19981998200MHz200MHz4.3GB4.3GB32M32M1414寸彩顯寸彩顯60006000元左元左右右200720072000MHz2000MHz160GB160GB1024M1024M1919英寸液晶顯英寸液晶顯示器示器50005000元左元左右右配置越來越好，但價格越來越低配置越來越好，但價格越來越低 信息技術深入到人類社會的所有領域：信息技術深入到人類社會的所有領域： 政治、經濟、科學、技術、軍事、文化等形成了眾多三級學科方向：形成了眾多三級學科方向： 信息處理 圖象處理 計算機視覺 圖形學 人工智能 計算機輔助技術：CAD、CAM、CAI、CAX 計算機仿真

10、科學計算可視化 虛擬現實 多媒體計算 案：人工智能案：人工智能 石黑浩教授制造的“ReplieeR1”是模擬自己女兒的機器人，當時的技術不成熟，被他自己稱為是“會動的僵尸”。兒童對于這個機器小姑娘的反應有些緊張。案：人工智能案：人工智能對未來50年技術發(fā)展趨勢的猜測信息技術產業(yè)發(fā)展對社會的影響時間202020502010智能技術基于物理學的數字電子技術生物技術四、四、計算機技術的創(chuàng)新主要體現在系統(tǒng)級以人為本（計算機和網絡圍繞著人轉）環(huán)境不是突出計算機的存在而是感覺不到計算機計算機技術發(fā)展階段計算機技術發(fā)展階段 大型機大型機-終端終端客戶機客戶機-服務器服務器微機微機-局域網局域網互聯網互聯網按需按需/普適計算普適計算第一階段第一階段第二階段第二階段第三階段第三階段第四階段第四階段初期普及階段初期普及階段更多專家以及更多專家以及一般用戶開始一般用戶開始使用，用戶要使用，用戶要很好地使用需很好地使用需要深入了解計要深入了解計算機知識。算機知識。 對對國國民民經經濟濟和和社社會會發(fā)發(fā)展展的的影影響響我們目前所處階段 專家階段專家階段計算機僅供少計算機僅供少數專家和專業(yè)數專家和專業(yè)人員使用，社人員使用，社會公眾很難用會公眾很難用上。上。 公眾認識階段公眾認識階段因特網和因特網和WebWeb時時