计算机导论(金海).ppt

信息科学发展趋势 金海 服务计算技术与系统教育部重点实验室 华中科技大学计算机学院 参考文献 目 录 1、信息科学技术的辉煌 2、对信息科学技术的新认知 3、信息科学技术面临重大突破 4、我国的战略机遇 5、总结 一、信息科学技术的辉煌 信息技术的发展水平影响着国家的核心竞争力,信息技术是当今世界经济社会发展的重要驱动力 信息技术由计算机技术、通信技术、微电子技术、光电子技术、信息安全技术、智能技术与软件技术等组成 计算机技术与通信技术作为信息技术的基础和关键技术，在微电子技术的推动下，引领着信息技术的高速发展与广泛应用，成为推动当今世界经济与社会发展的重要动力 一、信息科学技术的辉煌 在推进信息化的过程中需要大量的计算机设备、网络设备、通信设备与各种软件，需要有信息服务业的技术支持，这促使信息产业高速发展 到了21世纪，互联网已经和电力、电话、高速公路一样，成为一个国家或地区重要的基础设施 今天人类所享受的一切现代文明，无一不直接或间接地与信息技术相关 当代的经济与社会发展在很大程度上都取决于信息产业的发展 一、信息科学技术的辉煌 当代科学技术的创新性研究在很大程度上依赖于信息技术 2005年，美国总统信息技术顾问委员会提交了一份题为《计算科学确保美国的竞争力》的报告 这份报告将计算科学提升到影响国家核心竞争力的高度 报告指出：利用计算科学先进的计算能力和方法来理解和解决复杂问题，是提高科学研究水平、增强产业竞争力和确保国家安全的关键 一、信息科学技术的辉煌 信息科学技术取得了辉煌的成就 从2006年起，信息产业成为世界第一大产业 信息改变着人类的生产方式、工作方式、学习方式与思维方式。离开计算机、网络、手机、电视等电子信息产品人们将无法生活和工作 信息成为最活跃的生产要素和战略资源 信息论、控制论、系统论、图灵机、冯诺依曼、计算理论等理论支撑了信息科学技术几十年的辉煌 图灵计算模型 基本假设 信息可编码到纸带上 度量指标 时间复杂度 空间复杂度 变形与推广 Oracle图灵机 概率图灵机 一、信息科学技术的辉煌 信息技术的基础理论大部分是20世纪60年代以前完成的，近40年来信息科学没有取得重大突破 1945年，“计算机之父”冯·诺伊曼提出的计算机体系结构，仍然是今天我们设计计算机必须遵从的基本设计原则 1950年，“人工智能之父”图灵提出了人工智能的基本概念，以及判断计算机是否具有智能的“图灵测试”方法。人工智能技术诞生的时间可追溯到20世纪50年代中期 一、信息科学技术的辉煌 信息技术的基础理论大部分是20世纪60年代以前完成的，近40年来信息科学没有取得重大突破 1969年，光计算机的研究出现。量子计算的概念是20世纪70年代提出的。1983年开始了生物计算机的研制 20世纪60年代末出现的Pascal语言是计算机语言发展史上的一个重要里程碑。面向对象程序设计语言是20世纪70年代初出现的 可穿戴计算的概念是20世纪60年代提出的。嵌入式系统的研究开始于20世纪70年代 一、信息科学技术的辉煌 信息技术的基础理论大部分是20世纪60年代以前完成的，近40年来信息科学没有取得重大突破 计算机网络的核心概念“分组交换”是1964年提出的。互联网的雏形ARPANET于1969年开始组建和运行。TCP/IP协议在1980年开始正式成为网络协议标准。无线分组网的研究开始于1972年 移动通信技术的研究开始于20世纪20年代。1978年蜂窝移动通信网问世 1945年，科学家提出了利用卫星进行通信的设想。1962年，第一颗可以用于电话和电视传输的通信卫星发射成功 一、信息科学技术的辉煌 信息技术的基础理论大部分是20世纪60年代以前完成的，近40年来信息科学没有取得重大突破 1833年，科学家发现了半导体性质，1931年提出了能带理论，1939年发明了纯净晶体的生长技术和掺杂技术。1947年第一个点接触型晶体管诞生。1950年单晶锗结型晶体管诞生。1958年世界上第一块集成电路问世 1966年光导纤维通信理论提出。1981年第一个光纤通信系统问世 二、对信息科学技术的新认知 1、从重视信息科学技术的内涵转向更重视其外延 信息科学技术已经成为一种通用技术，而且是与很多学科相关的交叉型科学技术 与社会、健康、能源、材料等领域的联系更加紧密 二十一世纪，信息科学技术更像能源一样，成为人类社会的基础之一。就像水、电、油一样，与所有行业、所有人都相关，成为一种基础资源、基础设施 二、对信息科学技术的新认知 美国工程院列出21世纪工程科技14项重大挑战 建立人体健康信息系统 提升虚拟世界的实体感 利用核聚变能量 提高人类自学能力 太阳能的普遍应用 可持续