信息技术群体

出处：按学科分类—工业技术 南京大学出版社《工程师实用手册》第409页（2429字）

信息技术是世界新技术革命的先导和核心。它不仅作为一项主导技术独立存在，还广泛渗透于其他技术领域，成为它们发展的依托和手段。信息技术是一个多层次多专业的复杂矩阵技术体系，在这个矩阵中，每个单元技术都高速发展，而且在预期的将来还会出现新的更大的突破，对社会、经济发展将会带来无可估量的影响。

1．信息基础技术

信息基础技术是以材料科学技术为基础，以器件物理技术为依托的多学科、多专业的技术体系。下面介绍有关技术的进展情况。

(1)微电子技术。微电子技术是电子技术的一个分支，它使电子元器件和由它组成的电子计算机微型化的技术。它包括大规模和超大规模集成电路技术、微细加工技术、计算机辅助设计技术等。微电子技术出现是当代电子技术的新突破，引起了电子领域的一场革命。

如果以1958年第一块集成电路的出现作为始点已有30多年。在这段时期里，集成度翻了20番，每个逻辑门电路的价格降低1万倍。与纺织工业相比，工业革命200多年来的价格只降低200倍。预计到本世纪末，随机动态存贮器的集成度可达256兆位，每片晶体管数将达到5亿个，设计规则将为0．25μm，(现为0．8μm)，届时每个门的价格可降低1000～10000倍。到本世纪末的集成度可达10亿个器件，如表13－1。

表13－1 微电子技术的发展

(2)光电子技术。光电子技术的发展依赖光－电和电－光转换，是光学与电子学的集成，核心是光电子器件。目前引人注目的激光器就是其中之一，从波长范围来说，各种激光器所能覆盖的波长从远红外、红外、可见、紫外直至真空紫外。X射线波段激光器也在研制之中；按工作物质来分，则有固体(液体)激光器、气体激光器、半导体激光器、化学激光器、自由电子激光器等；按输出方式则有连续、单脉冲、连续脉冲、调Q脉冲、锁膜脉冲、多膜、单横膜、单纵膜、可调谐激光器、稳频激光器等；输出功率自微瓦级起，最大达兆瓦级。激光应用范围极广，有的用于传统产业，有的用于尖端技术。以激光加工技术为例：工业上打孔、切割、焊接、表面热处理等方面取得了卓越的效果，配合必要的机械、电子控制设备，已形成新兴产业。用激光对卫星进行精密测轨，精度达到4cm左右，并可进一步提高。

半导体激光器以其体积小、效率高、调制快、寿命长而着称。在此基础上，近来发展很快的超晶体及量子阱技术，是半导体技术的一次飞跃。它对于光电子学、光电子器件、包括半导体激光器件的发展将起重要的推动作用。现在已成为光通信、光记录的主要信号源。

2．信息作业技术

这里所指的信息作业主要是信息的获取、传输、处理与控制的全部环节所需的技术，如图13－2。

图13－2

(1)信息获取技术。雷达、激光、红外线都属于复杂视觉传感大系统。近年来迅速发展的传感器是微系统，尤其是半导体传感器及其集成，将获得广泛应用。这种传感器根据检出对象可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。集成传感器由于体积小、精度高、批量大、性能可靠、价格便宜，并可附加信号处理电路以校正传感器非线性，具有多功能集成等优点，广泛应用于汽车、家用电器、医疗保健、制造(过程控制、机器人感觉、加速度)、通讯、空间等。

(2)信息传输技术。以光通信为例，现在已进入第三代，本世纪可能进入第四代，在21世纪将出现第五代。如表13－2所示。

表13－2 光纤传输特性

与光纤通讯形成直接竞争对手的是卫星通信。卫星通信自1965年第一颗国际通信卫星上天以来，已经进入了第六代。将在90年代初提供陆地移动通信业务(LMSS)。那时，所有移动通信用户通过一个小型低功率地面站与一个信关(gateway)地面站连通，并通过它与地面固定业务接口，或通过基地站与其他移动用户连通。

(3)信息处理技术。信息处理技术以计算机技术为核心，它经历了四代后将进入新一代，即适应人工智能的应用的第一代智能机，也叫第五代计算机。智能机的基本系统：问题求解和推理系统、知识库系统、智能化人机接口系统。人工智能所要解决的问题：模式识别、计算机视觉、自然语言处理、智能软件工程、专家系统(总结专家领域的专门知识和经验，用知识基本的形式存入计算机)、自动定理系统(自动证明数学的方法)、智能机器人(可动的自治装置，能理解指示命令，感知环境、识别对象、计划行动步骤以完成任务)。

(4)信息控制技术。自40年代的雷达自控由于应用了反馈技术，使控制技术得到了第一次飞跃，形成了自动控制的学科。60年代引入了性能指标判据，发展了使判据最少的最优控制；在此基础上又发展了自适应控制、自学习控制和智能控制。自动控制与智能控制如图13－3所示。

图13－3

机器人技术的发展如图13－4。

图13－4 机器人技术的发展