第二章信息技術(shù)基礎(chǔ)

1、第二章第二章 信息技術(shù)基礎(chǔ)信息技術(shù)基礎(chǔ)信息科技與信息技術(shù)部分信息科技與信息技術(shù)部分導(dǎo)引：信息科學(xué)與信息技術(shù)導(dǎo)引：信息科學(xué)與信息技術(shù) 信息科學(xué)信息科學(xué)：是研究信息現(xiàn)象及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律和應(yīng)用方法的科學(xué)，它是以信息論、控制論、系統(tǒng)論為理論基礎(chǔ)，以電子計(jì)算機(jī)等為主要工具的一門新興學(xué)科。信息科學(xué)涉及與信息有關(guān)的一切領(lǐng)域，其外延十分廣泛。 研究對象研究對象信息。 科學(xué)方法論體系：科學(xué)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(nóng)于1948年10月發(fā)表于貝爾系統(tǒng)技術(shù)學(xué)報(bào)上的論文A Mathematical Theory of Communication（通信的數(shù)學(xué)理論）作為現(xiàn)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(xué)家貝塔朗菲。系統(tǒng)論要求把事物當(dāng)作一個(gè)整體或系統(tǒng)來研究，并用數(shù)學(xué)模型去描述和確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為。 控制論是著名美國數(shù)學(xué)家維納創(chuàng)始的。控制論是研究系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與控制的一般規(guī)律的科學(xué)，其任務(wù)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定和有目的的行動(dòng)。 信息論是由美國數(shù)學(xué)家申農(nóng)創(chuàng)立的，它是用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)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(xué)。 三者的關(guān)系信息論研究的是如何認(rèn)識(shí)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)化，控制論是利用信息來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的有目的最佳控制。 導(dǎo)引：信息科學(xué)與信息技

3、術(shù)導(dǎo)引：信息科學(xué)與信息技術(shù)凡是應(yīng)用信息科學(xué)原理和方法，并與信息作用的技術(shù)都稱為信息技術(shù)。 這是指有關(guān)信息的產(chǎn)生、檢測、交換、存儲(chǔ)、傳輸、處理、顯示、識(shí)別、提取、控制和利用的技術(shù)。人的信息器官主要包括感覺器官、傳導(dǎo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 、思維器官 、效應(yīng)器官四大類。與此相對應(yīng)，信息技術(shù)的基本內(nèi)容包括感測技術(shù)、通信技術(shù)、智能技術(shù)及控制技術(shù)，這是信息技術(shù)的四基元。信息技術(shù)的沿革 (1)信息技術(shù)=計(jì)算機(jī)硬件。 (2)信息技術(shù)=計(jì)算機(jī)硬件+軟件技術(shù)。 (3)信息技術(shù)=計(jì)算機(jī)硬件+軟件技術(shù)+通信技術(shù) (4)信息技術(shù)=計(jì)算機(jī)硬件+軟件技術(shù)+通信技術(shù)+控制技術(shù)導(dǎo)引：重量級(jí)人物導(dǎo)引：重量級(jí)人物一、信息技術(shù)的界定一、信息技術(shù)

4、的界定 哲學(xué)層面的界定（廣義）信息技術(shù)是指能充分利用與擴(kuò)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(qiáng)調(diào)的是從哲學(xué)上闡述信息技術(shù)與人的本質(zhì)關(guān)系。 功能或過程層面的界定（中義）信息技術(shù)是指對信息進(jìn)行采集、傳輸、存儲(chǔ)、加工、表達(dá)的各種技術(shù)之和。該定義強(qiáng)調(diào)的是人們對信息技術(shù)功能與過程的一般理解。 技術(shù)層面的界定（狹義）信息技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、廣播電視等各種硬件設(shè)備、軟件工具與科學(xué)方法，對文、圖、聲、像等各種信息進(jìn)行獲取、加工、存儲(chǔ)、傳輸與使用的技術(shù)之和。該定義強(qiáng)調(diào)的是信息技術(shù)的現(xiàn)代化與高科技含量。一、信息技術(shù)的界定一、信息技術(shù)的界定 信息技術(shù)的內(nèi)涵包括兩個(gè)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(shù)。例如印刷媒體、電子媒體、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等。另一方面是方法，即運(yùn)用信息媒體對各種信息進(jìn)行采集、加工、存儲(chǔ)、交流、應(yīng)用的方法，是一種智能形態(tài)的技術(shù)。 信息技術(shù)就是由信息媒體和信息媒體應(yīng)用的方法兩個(gè)要素所組成的。二、信息技術(shù)的發(fā)展二、信息技術(shù)的發(fā)展 發(fā)展信息技術(shù)的兩大驅(qū)動(dòng)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(xué)的本質(zhì)任務(wù)） 基于物理學(xué)的數(shù)字電子技術(shù)已相對成熟 基于腦科學(xué)的信息科學(xué)還剛剛開始三、信息技術(shù)的分類三、信息技術(shù)的分類 按表現(xiàn)形態(tài)分類：硬技術(shù)(物化技術(shù))與軟技術(shù)(非物化技術(shù))兩種； 按工作流程中的基本環(huán)節(jié)分類信息

6、技術(shù)按工作流程中的基本環(huán)節(jié)可分為信息獲取技術(shù)、信息傳遞技術(shù)、信息存儲(chǔ)技術(shù)、信息加工技術(shù)及信息標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)； 按使用的信息設(shè)備分類信息技術(shù)按使用的信息設(shè)備分為電話技術(shù)、電報(bào)技術(shù)、廣播技術(shù)、電視技術(shù)、復(fù)印技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。 按技術(shù)的功能層次分類主體技術(shù)層次、應(yīng)用技術(shù)層次、外圍層次（支撐技術(shù)層次、基礎(chǔ)技術(shù)層次）三、信息技術(shù)的分類三、信息技術(shù)的分類按技術(shù)的功能層次分類主體層次主體層次 信息技術(shù)的主體層次是信息技術(shù)的核心部分，主要是指直接地、具體地增強(qiáng)或延伸人類信息器官，提高或擴(kuò)展人類信息能力的技術(shù)。例如顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、X光機(jī)、雷達(dá)、激光、紅外線、超聲、氣象衛(wèi)星、行星探測器、溫度計(jì)及

7、濕度計(jì)等。目前，信息獲取技術(shù)中起中堅(jiān)作用的是傳感技術(shù)、遙測技術(shù)和遙感技術(shù)等。應(yīng)用層次應(yīng)用層次 信息技術(shù)的應(yīng)用層次是信息技術(shù)的延伸部分，主要是指主體層次的信息技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)貿(mào)易、國防、運(yùn)輸、科學(xué)研究、文化教育、體育運(yùn)動(dòng)、文學(xué)藝術(shù)及家庭生活等各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)所生成的各種具體的實(shí)用信息技術(shù)。外圍層次外圍層次 信息技術(shù)的外圍層次是指與信息技術(shù)相關(guān)的各類技術(shù)。一方面，信息技術(shù)在性能水平方面的進(jìn)步來源于新材料技術(shù)和新能源技術(shù)的進(jìn)步，即基礎(chǔ)層次的信息技術(shù)。另一方面，信息的獲取、存儲(chǔ)、處理及傳輸控制等需要借助機(jī)械的、電子的(或微電子的)、激光的及生物的等技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)，即支撐層次的信息技術(shù)。四、信息技術(shù)

8、的發(fā)展四、信息技術(shù)的發(fā)展信息技術(shù)發(fā)展趨勢一：越來越友好的人機(jī)界面信息技術(shù)發(fā)展趨勢一：越來越友好的人機(jī)界面 Dos操作界面鼠標(biāo)/圖形用戶界面虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 虛擬駕駛飛機(jī)模擬器3D游戲家居三維立體照片虛擬青蛙實(shí)驗(yàn)電子寵物語音技術(shù) 智能代理技術(shù) 機(jī)器人機(jī)器人胃鏡1胃鏡2機(jī)器狗信息技術(shù)發(fā)展趨勢二：越來越個(gè)性化的功能設(shè)計(jì)信息技術(shù)發(fā)展趨勢二：越來越個(gè)性化的功能設(shè)計(jì) 信息技術(shù)發(fā)展趨勢三：信息技術(shù)發(fā)展趨勢三：越來越高的性能價(jià)格比越來越高的性能價(jià)格比 年份年份CPUCPU主頻主頻硬盤硬盤內(nèi)存內(nèi)存顯示器顯示器價(jià)格價(jià)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(jià)格越來越低配置越來越好，但價(jià)格越來越低 信息技術(shù)深入到人類社會(huì)的所有領(lǐng)域：信息技術(shù)深入到人類社會(huì)的所有領(lǐng)域： 政治、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、技術(shù)、軍事、文化等形成了眾多三級(jí)學(xué)科方向：形成了眾多三級(jí)學(xué)科方向： 信息處理 圖象處理 計(jì)算機(jī)視覺 圖形學(xué) 人工智能 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)：CAD、CAM、CAI、CAX 計(jì)算機(jī)仿真

10、科學(xué)計(jì)算可視化 虛擬現(xiàn)實(shí) 多媒體計(jì)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(jī)器人，當(dāng)時(shí)的技術(shù)不成熟，被他自己稱為是“會(huì)動(dòng)的僵尸”。兒童對于這個(gè)機(jī)器小姑娘的反應(yīng)有些緊張。案：人工智能案：人工智能對未來50年技術(shù)發(fā)展趨勢的猜測信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對社會(huì)的影響時(shí)間202020502010智能技術(shù)基于物理學(xué)的數(shù)字電子技術(shù)生物技術(shù)四、四、計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在系統(tǒng)級(jí)以人為本（計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)圍繞著人轉(zhuǎn)）環(huán)境不是突出計(jì)算機(jī)的存在而是感覺不到計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展階段計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展階段 大型機(jī)大型機(jī)-終端終端客戶機(jī)客戶機(jī)-服務(wù)器服務(wù)器微機(jī)微機(jī)-局域網(wǎng)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)按需按需/普適計(jì)算普適計(jì)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(jì)要深入了解計(jì)算機(jī)知識(shí)。算機(jī)知識(shí)。 對對國國民民經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)和和社社會(huì)會(huì)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(jì)算機(jī)僅供少計(jì)算機(jī)僅供少數(shù)專家和專業(yè)數(shù)專家和專業(yè)人員使用，社人員使用，社會(huì)公眾很難用會(huì)公眾很難用上。上。 公眾認(rèn)識(shí)階段公眾認(rèn)識(shí)階段因特網(wǎng)和因特網(wǎng)和WebWeb時(shí)時(shí)