信息技术的发展及其应用.ppt

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1、信息技术的发展与应用中国工程院院士清华大学信息学院教授孙家广2000年8月24日1.概述IT是研究生物、人类和计算机如何获取、识别、转换、存储、传递、再生以及控制掌握各种信息的规律及其应用的科学技术。信息、生物和新材料将是下世纪产业革命的热点。一、信息技术（IT）的发展信息是依存、依附、依赖于物质的一种文化知识表达形式。信息业不能取代工农商业，只是倍增工农商业。IT技术主要包括微电子、计算机及软件、网络通信、光电子、人工智能和信息的获取与应用技术；其中微电子是细胞、通信网络是神经、计算机是大脑、软件是灵魂。2.应用驱动IT的产生第二次世界大战对通信和火炮控制的需求

2、促使了通信理论和第一台计算机的诞生。1946年美国研制出第一台电子管计算机；1947年美国三位科学家发明第一只半导体晶体管；1948年美国应用数学家申农发表了“通信的数学理论”，奠定了现代信息论的理论基础；1948年美国科学家维纳出版了“控制论”一书，将事物的运动看成不确定的随机过程，采用统计和时序列方法处理信息和控制问题。3.信息的形式定义信息是系统内部建立联系的特殊形式，是系统确定程度（特殊程度、知识或有序程度，与外界联系程度）的标记。维纳和申农都给出了一致的数学描述：（比特/信息）H为每个消息的平均信息量，k为波尔兹曼常数，Pi为各事件出现的概率，比特是以2

3、为底的对数时信息的单位；H反映了物质运动状态和变化程度，是物质的基本属性之一。4.微电子0.18μm技术已于1999年投入大规模生产，如：PⅢ600；0.13μm技术估计2000年投产；DRAM产品已达4GB，正向16GB突破；CPU产品已达600MH，正向1GH进展；0.1μm技术估计2006年投产；0.05μm技术估计2012年投产；ASIC专用芯片应用到多个领域；集成电路已发展为集成系统。5.光电子密集波分复用技术（DWDM）在同一根光纤内传输多路不同波长的光信号；掺铒光纤放大器技术（EDFA）可将光信号直接放大，具有输出功率高、噪声小、增益带宽等优点；已投

4、入应用，若干光纤网可工作在2.5Gbps和10Gbps带宽，已有80Gbps的演示设备；全光实时交换系统将逐步实用。6.计算机客户机：网络计算机、智能网络浏览器、联网的PDA、算通机、电话/手机、电视等；服务器：高性能、可扩展、高可靠；2001年30亿次浮点运算/秒；2004年100万亿次浮点运算/秒；用DVD做存储器1MB/1美分；120mn光盘容量达18GB；7.软件8.网络通信计算机网、电信网和电视网三网合一，并向宽带化、综合化、分组化、和个性化发展；未来的通信信息网络结构将由干线网/本地网结构模式转变为干线网/接入网，接入网的变革是关键。超高速网、网络互连

5、、用户接入、无线通信和网络集成技术飞速发展；基于TCP/IP协议因特网，是一种IP网，带宽每半年翻一番；我国电话普及12%，发达国家60-80%；因特网用户300万/1999年，全球1亿用户/1999年；2001年有80×80Gbps的DWDM系统上市，单根光纤传输速率达6.4Tbps；美国骨干网带宽1.2Tbps/1996年，21Tbps/1999年，99Tbps/2001年，100Mbps/1Gbps到家庭；以波分复用技术为主线的全光通信将在未来的核心网中发挥重要作用。如果采用具有100个波分的DWDM技术，每个波长传送10Gbit/s的信息，则每根光纤的15

6、50nm波长窗口可传送1Tbit/s的信息量，也就是每一对光纤可传送1200万路电话，可供近2500万人同时交换信息，传送10万路以上的电视节目。除了有线通信网络向宽带化发展外，无线移动通信的宽带化发展方向也引人瞩目。宽带WCDMA将是移动通信中非常有发展前途的通信手段。二、信息技术的应用1.信息技术时代的远程教育(1)网络教育的必要性与必然性①国家教育的振兴与发展，要靠教育体制、教育方法的改革，要靠教学内容、教学手段的更新将信息时代的高科技手段充分地应用于教育教学当中，将信息技术与学习过程有机融合，形成交互式网络教育，构建终身学习体系。②满足国家政治、经济发展对

7、教育、对人才的需求网络教育将加速我国的教育模式从工业时代向信息时代转化的步伐，以此缩短我们与世界上教育发达国家之间的差距。(2)网络教育的教育体制①以计算机网络技术、通讯技术、多媒体技术等高新技术为主要手段②不受时间、空间和地域的限制，自由宽松的学习方式③丰富的教育资源可以通过网络实现共享④真正意义上的自主学习和终身教育(3)网络教育体系结构①卫星电视教育网、INTERNT、Cernet、网络支撑平台②远程教学支持平台③远程教育教学资源库④远程教育信息资源管理网络教育平台资源管理Cernet、卫星接入、Internet教学资源库教学支撑平台(4)现代远程教育资源体

8、系结构图远