信息技术的内容
人们需要信息,就要搜集传递信息,传递信息需使用一定的技术方法。信息技术包括信息的表述、存储、收集、处理、传播和利用等多方面。从古老的象形文字到现代的二进制代码,从原始的竹简到今天的光盘,都是信息技术的组成部分。
(1)信息的表述技术。任何信息都具有一定的内容、表述形式和物质载体。有些书把表述形式称为信息的第一载体,它包括文字、图画、电磁波形,以及二进制代码等。这些又以纸张、胶片、电磁材料、电磁波等物质为载体与传播媒介,所以上述物质为第二载体。在古代,先有结绳记事。绳结的大小和不同的排列方式各具含义,成为最早的信息表述形式。此后,又出现了图画记事,进而演变成比较简单、固定的符号体系。这些图画符号与语言符号结合,就形成了最原始的文字——象形文字。其后又发展成了今天的表意文字和表声文字。造纸术和印刷术的发明,为文字信息的大量传播积累创造了条件。直到今天,语言文字仍然是我们记录和传播信息的主要方式。
进入20世纪90年代,电子技术开始应用于信息的传播领域。莫尔斯电码和电报的出现,使人们传播信息的能力又有了新的进步。电子计算机的发明与广泛应用使二进制代码作为一种新的信息表述方式,重要性日益增加。二进制代码是由一系列“0”与“1”构成的。在电子技术中,可以方便地用电磁脉冲表示和处理,因此构成计算机技术和现代通讯技术的基础。二进制代码不仅可以用于表示数值,还可以通过一定的编码规则来表示各种文字符号。如计算机技术中的ASCII码、BCD码,以及中文编码等。除此,二进制代码还可以用于声音和图象的表示,是多媒体技术开展的基础。二进制代码的出现,使得信息的存储、处理和传播更加方便,促进了计算机和通信技术广泛、深入地运用,使当代社会于进入了信息时代。
(2)信息传播技术。信息只有传播才有价值。信息传播技术就是将信息从一地传向另一地的技术。人们已经利用了多种传播信息方式。广义地说,语言就是最常见的信息传播方式,它通过声波在空气中的传播实现信息的传递。但由于声音传播距离有限,人们又设计了许多通信方式。如我国古代使用的烽火台,利用火光和烟雾来传递通报敌情。此外,为了传递比较复杂的书面信息,各国还分别设立了邮驿制度,利用人畜接力方式传递书信,并发展成现代的邮政体系。
从19世纪起,电和电磁波开始作为通信的媒介,人类开始进入现代通信的阶段。现在,通信技术一般指基于电子技术的信息传播技术。电报是现代通讯的先驱,其后,又发明电话。随着无线电技术的发展,电视与广播也日益普及起来。进入20世纪中期,电子计算机的出现以及卫星信息和光纤通信的应用,使得通信技术发生了巨大而深刻的变化。
通信技术可接照多种方式进行分类。按传播的内容,可分为声音、图像和数据通信; 按传输信号的形式,可分为数字通信和模拟通信; 按传输的介质,又可分为有线通信、无线通信和光通信。现在,通信技术正进入一个新的阶段。一方面,原有的电话、电报、传真、电视等技术的不断完善。另一方面,计算机技术、微波通信、光纤通信、卫星通信等新技术也不断的结合进来,使通信技术向着综合化、数字化和计算计化、网络化的方向发展。
(3)信息存储技术。信息存储技术是信息技术的重要组成部分,包括纸和印刷技术、照相技术、半导体存储技术、磁存储技术、光存储技术等。现代社会最重要、最普遍的信息存储手段是各种纸质文献。早期是通过书写将信息存储下来。印刷术的发明,使纸质文献蓬勃发展,极大的提高了人类存储信息的能力。纸质文献比较稳定,使用方便,而且又不断有新的改进,在相当长的时间内仍将是信息存储的主要方式之一。信息存储技术的另一个重要方面是声音和图象信息的存储。能够记录声音的最早的工具是留声机,此后又出现了录音机。
在图象的存储技术中,最重要的是照相。从1839年照相技术发明以来,在各个领域得到了广泛的运用,并在此基础上产生了电影技术和缩微技术。1955年又发明了录像技术,可以方便地记录动态图象信息。
磁存储技术广泛用于录音、录像和计算机信息存储,主要有磁带、软磁盘、硬磁盘等。
半导体存储技术则主要作计算机的内部存储器。按其可采用的元件类型可分为两大类:一类是双极型半导体存储器,其特点是速度快功耗大,集成度较低,所以主要用作大型机的高速缓冲储器; 另一类MOS存储器,其特点是集成度高、功耗小、速度较低,适合作各类计算机的主存储器。从功能角度看,半导体存储可分为三类:一类是随机存储器PAM,可以随时向其任一存储单元写入信息或读出信息,使用灵活,用作计算机的主存储器,但断电后所存储的信息会消失; 第二类是串行存取存储器SAM,其读写过程是逐步串行进行的,存取时间与信息所在的位置有关,主要用于串行数字系统和存取速度要求比较低的场合; 第三类是只读存储器ROM,所存储的信息是比较固定的,能随时读出任一存储单元的信息,而且断开电源后,所储信息不会丢失,用于存储固定的程序和数据。
光盘是在20世纪70年代发展起来的一种新型信息存储技术。光盘的特点是:
❶存储密度高、容量大。光盘的存储密度是目前大密量存储器中最高的,不仅可用计算机数据和文字信息的存储,也广泛用于声音和图象信息的存储。
❷价格低廉,便于复制。光盘价格仅仅是同容量磁盘的千分之一,而且体积小得多。如果将录有信息的光盘制成凹凸模板就可以象压印唱片一样大量复制,其价格也与普遍唱片一样。
坚固耐用,存储寿命较长。光盘密封较好,不易受尘土、有害气体及电磁场的影响。而且它利用激光来进行非接触性存取,不仅可以快速随机存取,而且不存在光盘的磨损情况。使用寿命可长达10年以上。光盘的缺点是误码率比较高,核对误码须占20-30%的光盘空间。
按功能可以将光盘分为三大类:第一类是只读式光盘,这种光盘只能读取原有信息,而不能追加记录或擦涂重写。目前广泛应用的CD—ROM即属于此类,激光唱盘和视盘也属于这类光盘。第二类是写后只读式光盘,这种光盘用户不仅可以读出信息,而且可以记录信息,但只能记录一次,不能改写。第三类是可擦重写光盘,可以反复写入信息,但技术难度较大。
以上几种信息存储技术,尽管各有优缺点,但总的来看,其发展的趋势都是存储越来越大,价格越来越低,存取方便,可靠性高,信息更新容易。
(4)信息处理技术。它主要指计算机技术。第一台电子计算机ENIAC于1946年问世。此后,人们提到计算机,一般就是指电子计算机。ENIAC共用了18800个电子管,重30吨,占地170平方米,运算速度每秒钟5000次。在其后的40年里,计算机技术迅速发展,从第一代的电子管计算机到第四代大规模集成电路计算机,性能和可靠性迅速提高,价格迅速下降。
到目前为止,各种计算机在性能、规模和运用上尽管有很大区别,但采用的都是冯·诺依曼体系结构。其基本思想是:存储程序和二进制。存储程序原理认为:一切复杂的运算都可以分解为一 系统简单的操作步骤,计算机的运用过程就是不断地调用存储在计算机里的指令和数据的过程。只要存入不同的程序,计算机就能完成不同的任务。二进制的含义即是计算机中的指令和数据均以二进制编码的形式出现。冯·诺依曼体系统构是计算机能够高速、自行运转的基础,但它同时限制了计算机的智能性。
今后计算机发展趋势:
❶巨型化,通过采用并行处理等科学技术,发展高速,大容量的巨型计算机;
❷微型化,从而扩展计算机的应用范围;
❸网络化,就是在广大的地理范围上,将分布在不同地点的计算机和外部设备用通信线路连接起来,形成网络系统,使计算机之间能够方便地传递信息,实现设备与信息资源的共享。目前正在研制的第五代计算机,将突破冯·诺依曼体系结构的限制,使计算机模拟人的思维过程,具备逻辑推理、学习、证明等功能、增强其信息处理能力。
信息技术的内容
人们需要信息,就要搜集传递信息,传递信息需使用一定的技术方法。信息技术包括信息的表述、存储、收集、处理、传播和利用等多方面。从古老的象形文字到现代的二进制代码,从原始的竹简到今天的光盘,都是信息技术的组成部分。
1.信息的表述技术
任何信息都具有一定的内容、表述形式和物质载体。有些书把表述形式称为信息的第一载体,它包括文字、图画、电磁波形,以及二进制代码等。这些又以纸张、胶片、电磁材料、电磁波等物质为载体与传播媒介,所以上述物质为第二载体。在古代,先有结绳记事。绳结的大小和不同的排列方式各具含义,成为最早的信息表述形式。此后,又出现了图画记事,进而演变成比较简单、固定的符号体系。这些图画符号与语言符号结合,就形成了最原始的文字——象形文字。其后又发展成了今天的表意文字和表声文字。造纸术和印刷术的发明,为文字信息的大量传播积累创造了条件。直到今天,语言文字仍然是我们记录和传播信息的主要方式。
进入20世纪90年代,电子技术开始应用于信息的传播领域。莫尔斯电码和电报的出现,使人们传播信息的能力又有了新的进步。电子计算机的发明与广泛应用使二进制代码作为一种新的信息表述方式,重要性日益增加。二进制代码是由一系列“0”与“1”构成的。在电子技术中,可以方便地用电磁脉冲表示和处理,因此构成计算机技术和现代通讯技术的基础。二进制代码不仅可以用于表示数值,还可以通过一定的编码规则来表示各种文字符号。如计算机技术中的ASCⅡ码、BCD码,以及中文编码等。除此,二进制代码还可以用于声音和图像的表示,是多媒体技术开展的基础。二进制代码的出现,使得信息的存储、处理和传播更加方便,促进了计算机和通信技术广泛、深入地运用,使当代社会进入了信息时代。
2.信息传播技术
信息只有传播才有价值。信息传播技术就是将信息从一地传向另一地的技术。人们已经利用了多种传播信息方式。广义地说,语言就是最常见的信息传播方式,它通过声波在空气中的传播实现信息的传递。但由于声音传播距离有限,人们又设计了许多通信方式。如我国古代使用的烽火台,利用火光和烟雾来传递通报敌情。此外,为了传递比较复杂的书面信息,各国还分别设立了邮驿制度,利用人畜接力方式传递书信,并发展成现代的邮政体系。
从19世纪起,电和电磁波开始作为通信的媒介,人类开始进入现代通信的阶段。现在,通信技术一般指基于电子技术的信息传播技术。电报是现代通讯的先驱,其后,又发明电话。随着无线电技术的发展,电视与广播也日益普及起来。进入20世纪中期,电子计算机的出现以及卫星信息和光纤通信的应用,使得通信技术发生了巨大而深刻的变化。
通信技术可按照多种方式进行分类。按传播的内容,可分为声音、图像和数据通信;按传输信号的形式,可分为数字通信和模拟通信;按传输的介质,又可分为有线通信、无线通信和光通信。现在,通信技术正进入一个新的阶段。一方面,原有的电话、电报、传真、电视等技术的不断完善。另一方面,计算机技术、微波通信、光纤通信、卫星通信等新技术也不断的结合进来,使通信技术向着综合化、数字化和计算机化、网络化的方向发展。
3.信息存储技术
信息存储技术是信息技术的重要组成部分,包括纸和印刷技术、照相技术、半导体存储技术、磁存储技术、光存储技术等。现代社会最重要、最普遍的信息存储手段是各种纸质文献。早期是通过书写将信息存储下来。印刷术的发明,使纸质文献蓬勃发展,极大的提高了人类存储信息的能力。纸质文献比较稳定,使用方便,而且又不断有新的改进,在相当长的时间内仍将是信息存储的主要方式之一。信息存储技术的另一个重要方面是声音和图像信息的存储。能够记录声音的最早的工具是留声机,此后又出现了录音机。
在图像的存储技术中,最重要的是照相。从1839年照相技术发明以来,在各个领域得到了广泛的运用,并在此基础上产生了电影技术和缩微技术。1955年又发明了录像技术,可以方便地记录动态图像信息。
磁存储技术广泛用于录音、录像和计算机信息存储,主要有磁带、软磁盘、硬磁盘等。
半导体存储技术则主要作计算机的内部存储器。按其可采用的元件类型可分为两大类:一类是双极型半导体存储器,其特点是速度快功耗大,集成度较低,所以主要用作大型机的高速缓冲储器;另一类MOS存储器,其特点是集成度高、功耗小、速度较低,适合作各类计算机的主存储器。从功能角度看,半导体存储可分为三类:一类是随机存储器PAM,可以随时向其任一存储单元写入信息或读出信息,使用灵活,用作计算机的主存储器,但断电后所存储的信息会消失;第二类是串行存取存储器SAM,其读写过程是逐步串行进行的,存取时间与信息所在的位置有关,主要用于串行数字系统和存取速度要求比较低的场合;第三类是只读存储器ROM,所存储的信息是比较固定的,能随时读出任一存储单元的信息,而且断开电源后,所储信息不会丢失,用于存储固定的程序和数据。
光盘是在20世纪70年代发展起来的一种新型信息存储技术。光盘的特点是:
❶存储密度高、容量大。光盘的存储密度是目前大密量存储器中最高的,不仅可用计算机数据和文字信息的存储,也广泛用于声音和图像信息的存储。
❷价格低廉,便于复制。光盘价格仅仅是同容量磁盘的千分之一,而且体积小得多。如果将录有信息的光盘制成凹凸模板就可以像压印唱片一样大量复制,其价格也与普遍唱片一样。
❸坚固耐用,存储寿命较长。光盘密封较好,不易受尘土、有害气体及电磁场的影响。而且它利用激光来进行非接触性存取,不仅可以快速随机存取,而且不存在光盘的磨损情况。使用寿命可长达10年以上。光盘的缺点是误码率比较高,核对误码须占20%~30%的光盘空间。
按功能可以将光盘分为三大类:第一类是只读式光盘,这种光盘只能读取原有信息,而不能追加记录或擦涂重写。目前广泛应用的CD—ROM即属于此类,激光唱盘和视盘也属于这类光盘。第二类是写后只读式光盘,这种光盘用户不仅可以读出信息,而且可以记录信息,但只能记录一次,不能改写。第三类是可擦重写光盘,可以反复写入信息,但技术难度较大。
4.信息处理技术
它主要指计算机技术。第一台电子计算机ENIAC于1946年问世。此后,人们提到计算机,一般就是指电子计算机。ENIAC共用了18800个电子管,重30吨,占地170平方米,运算速度每秒钟5000次。在其后的40年里,计算机技术迅速发展,从第一代的电子管计算机到第四代大规模集成电路计算机,性能和可靠性迅速提高,价格迅速下降。
到目前为止,各种计算机在性能、规模和运用上尽管有很大区别,但采用的都是冯·诺依曼体系结构。其基本思想是:存储程序和二进制。存储程序原理认为:一切复杂的运算都可以分解为一系列简单的操作步骤,计算机的运用过程就是不断地调用存储在计算机里的指令和数据的过程。只要存入不同的程序,计算机就能完成不同的任务。二进制的含义即是计算机中的指令和数据均以二进制编码的形式出现。冯·诺依曼体系统构是计算机能够高速、自行运转的基础,但它同时限制了计算机的智能性。
今后计算机发展趋势: (1) 巨型化,通过采用并行处理等科学技术,发展高速,大容量的巨型计算机; (2)微型化,从而扩展计算机的应用范围; (3)网络化,就是在广大的地理范围上,将分布在不同地点的计算机和外部设备用通信线路连接起来,形成网络系统,使计算机之间能够方便地传递信息,实现设备与信息资源的共享。目前正在研制的第五代计算机,将突破冯·诺依曼体系结构的限制,使计算机模拟人的思维过程,具备逻辑推理、学习、证明等功能、增强其信息处理能力。