书城科普读物青少年知识博览4
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第24章 信息高速公路(11)

当然,要建立中微子通信系统,需要大量的昂贵的设备,如高能质子加速器等等,所以目前还不能普遍采用,然而它是一种很有前途的新型通信手段。

集成电路

一块集成电路,小的只有一二平方毫米,大的不过以平方厘米计。这种小芯片却以其信息含量大、发展迅捷和渗透力强,成为当今信息技术的核心和本世纪最重要和最有影响力的产品。在它问世之初,人们根本没有想到,这个不起眼的小东西,竟会引发一场真正的信息革命。

1948年6月30日,美国贝尔实验室发明了世界上第一台晶体管收音机。时隔十年,1958年,美国人基尔比,用硅材料做了三个电阻,一个硅功率晶体管,另用涂敷金属的方法,做了一个电容器。再把它们用很细的金属丝连接起来,安装在一块很小的锗半导体片上。这一发明,为以后日渐精密的集成电路奠定了基础。

从第一块集成电路诞生以来,集成电路平均每三年更新一代,集成度则提高四倍。与此相伴的,是以集成电路为主要元件的其它电子产品,体积相应大大缩减,成本不断降低,从而得到更广泛地普及。

IBM公司新近推出的一种便携式电脑,兼有大哥大和电脑笔记本功能,重量却只有510克。照此下去,不远的将来,钢笔式大哥大、袖珍收音机般的电脑,完全可以实现。

最有希望的新技术,是“纳米技术”。研究如何应用原子、分子现象及其结构信息的高技术。这一技术将把大规模集成电路线条宽度从微米级降到纳米量度,制造出高密度的存储器,并用此制出“纳米计算机”。

通信网

迄今为止,通信网已经历了电报、电话、数据和综合数据网四代。智能试制正在进行中。

1969年,美国国防部的“ARPA”分组交换实验网建成,它便是今天现代化交互式网络的先驱。

由于网络技术的迅速发展,新兴的电信服务项目突增。电子邮件、资料检索、家庭购物、可视电话、还有交互电视、数据通信、电子数据交换、可视图文通信……给今天人类带来无穷无尽的方便和乐趣。

多媒体信息

人们直接接触客观世界时,感觉器官所接受到的外部信息,其实就是多媒体。人们调动眼、耳、鼻、舌、身,通过看、听、闻、尝、触,感知丰富多彩的信息。然而,当人们想遥知远处的信息时,自身的器官便有很大的局限性。于是,千百年来,无数的科学家在人与外部世界之问建立信息沟通的桥梁上,绞尽脑汁。电报、电话、电视、广播、计算机、传真机、光导纤维……极大地延伸了人们的感觉器官,使人们与外部世界的联系更加密切。

由于技术的局限性,过去的通信手段,只能传递单媒体信息。例如电报只能传文字,电话仅供通声音等等。

计算机,特别是微机的发展,给多媒体带来了新曙光。计算机不仅可以处理数据、文字、声音,而且还能通过高清晰度的视屏,处理图像。

多媒体信息,由于其中包括了信息量较大的图像,传送时流量很大,一般通道窄。光导纤维具有无与伦比的带宽,可供多媒体纵横驰聘。而宽带综合业务数字网的问世,更为多媒体的流动扫除了最后的重大障碍。

多媒体具有综合处理音频、视频、图像、文字等多类信息的功能,包括计算机、电视机、录像机、录音机、游戏机、传真机等许多电子新产品的性能,从而真正实现了图文一体化、视听一体化。另外,它还可以形成人机互动、互相交流的操作环境及身临其境的场景,使人产生强烈的参与感、操作感。有了多媒体技术,计算机便朝着人类更易接受和处理信息最自然的方式发展,实现了人机的融合。

国家信息基础设施——NII

1993年2月22日,当选后的克林顿和戈尔一起在硅谷访问一家技术公司时强调,建设信息高速公路是新政府技术政策的中心,被置于白宫科技议事日程的最突出位置。9月1日,戈尔和商务部长布朗正式宣布了建设全国信息基础设施(NII),即“信息高速公路”的行动计划。

美国计划中的“信息高速公路”主要有以下几个部分组成:建设一个覆盖全国的宽带高速信息通信网;信息资源的开发和利用;以微电子技术为基础的信息设备的开发与制造;通信和信息系统软件、应用软件和各类技术标准的研究开发;培养和造就大量的信息技术人才。政府的目标是:先把100万户家庭联结起来,五年之内使全国大部分家庭入网;在本世界末实现多媒体的普及化;到2010年,使所有的地区、所有的经济阶层及普通公民获得以各种形式进行信息交流的机会。

国家信息基础设施(NII)计划对信息基础结构作了详细阐明。从直观上看,国家信息基础结构是一些看得见、摸得着的物理设备。它们包括摄象机、扫描设备、键盘、电话、传真机、计算机、光盘、声像磁带、电缆、电线、卫星、光纤传输线、转换器、电视机、监视器、打印机等等。

NII还包括如下内容:

(1)各种形式的信息。电视节目、科研和商业数据库、图像、录音磁带、图书馆档案等等。

(2)应用系统和软件。它们可以帮助用户使用、处理、组织和整理由国家信息基础结构提供的大量激增信息。

(3)网络标准和传输编码。这些标准和编码可促进网络之间的互联和兼容,保证网络的安全性和可靠性。

(4)人。主要指那些在民间企业产生信息、开发应用与服务系统、建造设施并培训其他人开发国家信息基础结构潜力的人们。

建设国家信息基础结构,必须全面地、协调地发展其中的每一个组成部分,使之发挥出整体效应。NII计划是一个社会系统工程。

把上述各部分的作用充分地发挥出来,信息基础结构才能最大限度地发挥出功能。这正如用于交通的高速公路一样,既要有“路”——光纤卫星网络及各种终端设备等;有“车”——多媒体;有“货”——有关的网络标准;有“司机”——开发与使用信息基础设施的人们,现代化的信息高速公路才能有效地运行起来,成为支撑人类社会高速运转的“动脉”。

“CHINA”——中国高速信息网计划

近年来,中国一批信息专家,站在历史的高度,经过周密调查研究,根据中国现有国情,提出了中国的“高速信息网计划”。英文缩写为“CHINA”。

中国的“CHINA”计划,其技术目标是:

(1)研制大量的适合各种用途的高性能价格低的感测系统。其中包括各种传感系统、测量系统、遥感遥测系统等。

(2)智能系统。即各种专家系统、计算机系统以及相应的数据库系统、知识库系统等。

(3)控制与显示系统。各种自动化系统,如工业自动化系统、办公自动化系统、家庭自动化系统、武器自动控制系统、医疗自动监护系统等。

(4)建设一个覆盖全国的能把大量上述信息技术系统或网络融为有机整体的先进的国家通信网。

专家们还提出,实现上述计划的原则应是:及早启动,长期努力;抓住重点,顾及其余;微观放活,宏观有序;现实起步,放眼长远;研究建设,协调推进;军民结合,内外合作。

受中国科学院委托,中科院院士、著名电信专家叶培大和陈俊亮领导的一个研究小组,通过调查研究,更具体地提出了分两步走的战略方案。第一步,到2000年,初步建成国家高速信息网的骨干网;第二步,到2020年,基本建成覆盖全国的国家高速信息网,大部分节点都采用先进交换系统、大部分地区都可进行高速传输。

从通信落后状态一跃进入信息时代,中国面临着一个巨大的历史机遇和挑战,相信我们一定会成功。

第五次信息革命

在漫长的人类文明发展史中,已经经历了4次信息革命。

第一次建立了语言。这是人类进化和文明发展的一个重要里程碑。语言的出现促进了人类思维能力的提高,并为人们相互交流思想、传递信息提供了有效的工具。

第二次创造了文字。使用文字作为信息的载体,可以使知识、经验长期得到保存,并使信息的交流开始能够克服时间、空间的障碍,可以长距离地或隔代地传递信息。

第三次发明了印刷术,产生了书刊报纸。这极大地促进了信息的共享和文化的普及。

1844年5月24日,美国人莫尔斯通过实验线路发出了人类有史以来第一封电报。虽然这封电报的传输距离只有40英里,但它标志着第四次信息革命开始了。此后,电信事业得到了飞速发展。电话、广播、电视等信息传播手段的广泛普及,已经使人类的经济和文化生活发生了革命性的变化。

目前人类正面临着第五次信息革命。第五次信息革命的标志是电子计算机的数据处理技术与新一代通信技术的有机结合。

专家们认为,高度信息化的社会必须有高级信息通信网的支持。所谓高级信息网就是采用数字技术,使现代通信技术与电子计算机结合起来,有效和经济地传送、存储和处理各种通信业务信息的统一的网络体系。国际上把这样的系统称为综合业务数字网或ISDN。

目前在一些发达国家,ISDN已经能够或即将能够提供下列服务:

(1)话音业务。

伴静止图像传输的通话:相隔万里的两个人,在通电话的同时,可以看到对方通话时的静态形象。

伴书写的电话会议:在电话会议的同时可以把一些文字材料传输给与会各方,并显示在他们的电话屏幕上。

防窃听数字编码通话业务:根据需要,使用加密数字编码。使得非通话双方无法窃听通话内容。

(2)数据类型业务。

电子邮件。在计算机上“书写”、编辑信息(文件),经统一的数字交换技术传输给对方的计算机。电子邮件的特点是快速、可靠。而且可以方便的存储。接收的一方可以在适当的时候检索来函,避免不时地接电话而打乱工作安排。电子邮件可以提高办事效率,它以磁媒体(例如磁盘)代替纸张来存储档案、文件,既缩小了存储空间,又便于检索。可以预言,电子邮件将会逐渐替代现有的通信邮递服务系统。

此外数据类型业务还包括数据的安全存取与防窃、遥测、遥控数据传输等。

(3)可视型业务。

可视类型业务主要是指静止或动态的图像传输、电视节目的分配与传送,高清晰度电视等。

人类社会的第五次信息革命正在进行中,虽然还有许多技术问题有待突破,但仅从现有的进展来看,它已向世人展现了美妙的前景。

无线寻呼业务的种类

无线寻呼机广泛应用到我们生活的各个领域。它尽管只具有单向找人通信的本领,但是种类繁多的无线寻呼业务仍然给我们的生活、学习、工作带来诸多方便。由于其业务多样、价格低廉,所以受到人们的普遍青睐。近年来在全世界以15%~20%的速度递增。到1993年6月,我国开通无线寻呼的城市有1500个,到93年底用户达560万,无线寻呼网规模仅次于美国和日本。无线寻呼业务的种类可分为如下几种:

优先呼。寻呼台可不按先后次序,优先将主人声明发出的信息发出。

紧急呼。这是主呼人有紧急事时通知持机人的一种方式。这时BP机会发出与以往不同的响声,并且寻呼台会在众多寻呼信息中优先发出,而过几分钟还要加呼一次。

定时呼。BP机携带者可以打普通电话给寻呼台,如在几点钟定时呼叫。

特种服务。服务的对象只能是拥有汉显BP机的用户。它是寻呼台开设的服务项目,如天气预报、电视节目预报、新闻、股市行情等等。

伴随着寻呼业务的发展,出现了自动寻呼,实现了电话交换网和无线寻呼台的自动接换。既避免了口音造成的错误又节省了人力。