第二章 信息技术基础.ppt

1、,第二章 信息技术基础,信息科技与信息技术部分,导引：信息科学与信息技术,信息科学：是研究信息现象及其运动规律和应用方法的科学，它是以信息论、控制论、系统论为理论基础，以电子计算机等为主要工具的一门新兴学科。信息科学涉及与信息有关的一切领域，其外延十分广泛。 研究对象信息。 科学方法论体系：包括信息分析综合法、行为功能模拟法，以及系统整体优化法。注：申农于1948年10月发表于贝尔系统技术学报上的论文A Mathematical Theory of Communication（通信的数学理论）作为现代信息论研究的开端。,三大论,系统论的创始人是美籍奥地利生物学家贝塔朗菲。系统论要求把事物当作一

2、个整体或系统来研究，并用数学模型去描述和确定系统的结构和行为。 控制论是著名美国数学家维纳创始的。控制论是研究系统的调节与控制的一般规律的科学，其任务是实现系统的稳定和有目的的行动。 信息论是由美国数学家申农创立的，它是用概率论和数理统计方法，从量的方面来研究系统的信息如何获取、加工、处理、传输和控制的一门科学。 三者的关系 信息论研究的是如何认识信息和度量信息。而系统论和控制论是研究如何利用信息，系统论是利用信息来实现系统最优化，控制论是利用信息来实现系统的有目的最佳控制。,导引：信息科学与信息技术,凡是应用信息科学原理和方法，并与信息作用的技术都称为信息技术。 这是指有关信息的产生、检测、

3、交换、存储、传输、处理、显示、识别、提取、控制和利用的技术。人的信息器官主要包括感觉器官、传导神经网络 、思维器官 、效应器官四大类。与此相对应，信息技术的基本内容包括感测技术、通信技术、智能技术及控制技术，这是信息技术的四基元。信息技术的沿革 (1)信息技术=计算机硬件。 (2)信息技术=计算机硬件+软件技术。 (3)信息技术=计算机硬件+软件技术+通信技术 (4)信息技术=计算机硬件+软件技术+通信技术+控制技术,导引：重量级人物,一、信息技术的界定,哲学层面的界定（广义） 信息技术是指能充分利用与扩展人类信息器官功能的各种方法、工具与技能的总和。 该定义强调的是从哲学上阐述信息技术与人的

4、本质关系。 功能或过程层面的界定（中义） 信息技术是指对信息进行采集、传输、存储、加工、表达的各种技术之和。 该定义强调的是人们对信息技术功能与过程的一般理解。 技术层面的界定（狭义） 信息技术是指利用计算机、网络、广播电视等各种硬件设备、软件工具与科学方法，对文、图、声、像等各种信息进行获取、加工、存储、传输与使用的技术之和。 该定义强调的是信息技术的现代化与高科技含量。,一、信息技术的界定,信息技术的内涵包括两个方面。 一方面是手段，即各种信息媒体，是一种物化形态的技术。例如印刷媒体、电子媒体、计算机网络等。 另一方面是方法，即运用信息媒体对各种信息进行采集、加工、存储、交流、应用的方法，

5、是一种智能形态的技术。 信息技术就是由信息媒体和信息媒体应用的方法两个要素所组成的。,二、信息技术的发展,发展信息技术的两大驱动力 对客观物理世界的模拟，从real space到cyberspace。 对人脑的模拟（信息科学的本质任务） 基于物理学的数字电子技术已相对成熟 基于脑科学的信息科学还刚刚开始,三、信息技术的分类,按表现形态分类： 硬技术(物化技术)与软技术(非物化技术)两种； 按工作流程中的基本环节分类 信息技术按工作流程中的基本环节可分为信息获取技术、信息传递技术、信息存储技术、信息加工技术及信息标准化技术； 按使用的信息设备分类 信息技术按使用的信息设备分为电话技术、电报技术、

6、广播技术、电视技术、复印技术、卫星技术、计算机技术及网络技术等。 按技术的功能层次分类 主体技术层次、应用技术层次、外围层次（支撑技术层次、基础技术层次）,三、信息技术的分类,按技术的功能层次分类 主体层次 信息技术的主体层次是信息技术的核心部分，主要是指直接地、具体地增强或延伸人类信息器官，提高或扩展人类信息能力的技术。例如显微镜、望远镜、X光机、雷达、激光、红外线、超声、气象卫星、行星探测器、温度计及湿度计等。目前，信息获取技术中起中坚作用的是传感技术、遥测技术和遥感技术等。 应用层次 信息技术的应用层次是信息技术的延伸部分，主要是指主体层次的信息技术在工业、农业、商业贸易、国防、运输、科

7、学研究、文化教育、体育运动、文学艺术及家庭生活等各个领域应用时所生成的各种具体的实用信息技术。 外围层次 信息技术的外围层次是指与信息技术相关的各类技术。一方面，信息技术在性能水平方面的进步来源于新材料技术和新能源技术的进步，即基础层次的信息技术。另一方面，信息的获取、存储、处理及传输控制等需要借助机械的、电子的(或微电子的)、激光的及生物的等技术手段来实现，即支撑层次的信息技术。,四、信息技术的发展,信息技术发展趋势一：越来越友好的人机界面,Dos操作界面,鼠标/图形用户界面,虚拟现实技术,虚拟驾驶飞机模拟器,3D游戏,家居三维立体照片,虚拟青蛙实验,电子宠物,语音技术,智能代理技术,机器人

8、,机器人,胃镜1,胃镜2,机器狗,信息技术发展趋势二：越来越个性化的功能设计,PC,MP3,软件,智能手机,信息技术发展趋势三：越来越高的性能价格比,配置越来越好，但价格越来越低,信息技术深入到人类社会的所有领域：政治、经济、科学、技术、军事、文化等 形成了众多三级学科方向： 信息处理 图象处理 计算机视觉 图形学 人工智能 计算机辅助技术：CAD、CAM、CAI、CAX 计算机仿真 科学计算可视化 虚拟现实 多媒体计算 ,案：人工智能,石黑浩教授制造的“ReplieeR1”是模拟自己女儿的机器人，当时的技术不成熟，被他自己称为是“会动的僵尸”。儿童对于这个机器小姑娘的反应有些紧张。,案：人工

9、智能,对未来50年技术发展趋势的猜测,信息技术,产业发展对 社会的影响,时间,2020,2050,2010,智能技术,基于物理学的 数字电子技术,生物技术,四、计算机技术,计算机技术是信息技术发展的龙头 计算机技术的创新主要体现在系统级 以人为本（计算机和网络围绕着人转） 环境不是突出计算机的存在而是感觉不到计算机,计算机技术发展阶段,大型机-终端,客户机-服务器 微机-局域网,互联网,按需/普适计算,第一阶段,第二阶段,第三阶段,第四阶段,初期普及阶段更多专家以及一般用户开始使用，用户要很好地使用需要深入了解计算机知识。,对国民经济和 社会发展的影响,我们目前 所处阶段,专家阶段 计算机仅供少数专家和专业人员使用，社会公众很难用上。,公众认识阶段因特网和Web时代，信息技术已在公众中流行起来，但用户仍然需要知道一些计算机和信息技术的知识。,广泛普及阶段用户已经看不见技术，也不需要知道技术，只要看得到技术带来的好处。,时间,本 章 结 束,