影响生活的信息技术发明
信息来自:第一文库网(www.wenku1.com) · 作者: · 日期:07-12-2016

 

计算机的发明

人类在各项活动中都离不开数,人类进行数的记载和计算比使用文字还早,我们的祖先曾创造出各式各样的计算工具来从事数据处理工作。原始社会人们运用石子、绳结计数;周朝使用算筹;公元前6世纪战国时期发明了珠盘;到了公元7世纪唐朝初期开始了现代式样的算盘。随着生产水平的逐步发展,人类又制造出许多较先进的计算工具,如计算机、计算尺等等。到了20世纪40年代,生产和科学技术迅猛发展,特别是第二次世界大战军事上的需要使电子元器件,脉冲及自动控制技术的发展而导致了电子计算机的出现。(背景)

电子计算机一经问世就立即显示出它是一个强有力的工具,第一台计算机(ENIAC)于1946年2月,在美国宾夕法尼亚大学研制的诞生。提出程序存储的是美国的数学家冯•诺依曼, 在美国陆军部的资助下,与1943年开始了ENIAC的研制,1946年完成,正式使用。它用了18000个电子管,1500多个继电器,耗电150千瓦,占地达170平方米,重30吨,运算速度每秒钟5000次。

电子计算机已经历了四个阶段,称为“四代”。

第一代:(1946—1958年)以电子管为主要元件,使用机器语言,存储虽小,运算速度每秒几千次到几万次,主要用于科学计算。

第二代:(1958—1964年)以晶体管为主要元件,使用高级程序设计语言,运算速度每秒几万次到几十万次,除用于科学计算办,还扩大到数据处理和工业控制方面。

第三代:(1964—1970年)以中、小规模集成电路为主要元件,机种多样化;系列化,外部设备不断增加,尤其是终端设备和远程通讯设备迅速发展;软件功能进一步完善,运算速度每秒几十万次到几百万次,已广泛运用于各个领域。

第四代:(1970年开始)采用大规模集成电路和半导体存储器。体积更小,出现了由多台计算机组成的综合信息网络,深人到社会生活的各个方面。此时运算速度每秒几千万次,最高达每秒几亿次。

近年来,正在研制第五代电子计算机——巨型化、微型化、网络化和智能化计算机,采用超大规模集成电路及其他新的物理器件为主要元件,能处理声音、文字、图像和其他非数值数据,并有推理、联想和学习、智能会话和使用智能库等人工智能方面的功能。

电子计算机发展日新月异,有关资料分析,每5—8年电子计算机运算速度提高10倍,体积缩小10倍,成本降低10倍。现在新出现一些新型计算机有:生物计算机、光子计算机、量子计算机等。

“天河一号”由国防科技大学于2009年10月研制推出,目前“天河一号”小系统已在国家级超级计算天津中心投入运营,为天津市乃至环渤海地区的生物制药、新能源新材料、航空航天装备研制等新兴产业服务。待今年年底“天河一号”全面部署完毕后,天津将成为我国首个具有千万亿次计算能力的区域,形成年产值100亿元以上的信息产业集群。

计算机用途广泛,归纳起来有以下几个方面。

金融、物流、通信、娱乐、监控、科研、视频会议、网络教育、传媒、医疗、旅游、电子政务和电子商务等领域,计算机应用无处不在,改变了人的生活,计算机离我们的工作、学习、生活越来越近甚至密不可分,它可以帮助我们完成更为复杂的工作,简化工作流程,节省大量工作时间。计算机的重要性在于它能完成大量的数据远程传输并能远程索取信息。信息本身是很重要的,它能提供公共服务、娱乐和消遣

⑴数值计算

数值计算即科学计算。数值计算是指应用计算机处理科学研究和工程技术中所遇到的数学计算。应用计算机进行科学计算,如卫星运行轨迹,水坝应力,气象预报,油田布局,潮汐规律等等,可为问题求解带来质的进展,使往往需要几百名专家几周、几月甚至几年才能完成的计算,只要几分钟就可得到正确结果。

⑵信息处理

信息处理是对原始数据进行收集、整理、分类、选择、存储、制表、检索、输出等的加工过程。信息处理是计算机应用的一个重要方面,涉及的范围和内容十分广泛。如自动阅卷、图书检索、财务管理、生产管理、医疗诊断、编辑排版、情报分析等等。

⑶实时控制

实时控制是指及时搜集检测数据,按最佳值对事物进程的调节控制,如工业生产的自动控制。利用计算机进行实时控制,既可提高自动化水平,保证产品质量,也可降低成本,减轻劳动强度。

⑷辅助设计

计算机辅助设计为设计工作自动化提供了广阔的前景,受到了普遍的重视。利用计算机的制图功能,实现各种工程的设计工作,称为计算机辅助设计。即CAD。如桥梁设计、船舶设计、飞机设计、集成电路设计、计算机设计、服装设计等等。当前,人们已经把计算机辅助设计、辅助制造(CAM)和辅助测试(CAT)联系在一起,组成了设计、制造、测试的集成系统,形成了高度自动化的“无人”生产系统。

⑸智能模拟

智能模拟亦称人工智能。利用计算机模拟人类智力活动,以替代人类部分脑力劳动,这是一个很有发展前途的学科方向。第五代计算机的开发,将成为智能模拟研究成果的集中体现;具有一定“学习、推理和联想”能力的机器人的不断出现,正是智能模拟研究工作取得进展的标志。智能计算机作为人类智能的辅助工具,将被越来越多地用到人类社会的各个领域。

因特网

Internet起源于美国、现在已连通全世界的一个超级计算机互联网络。它连接着所有的计算机,人们可以从互联网上找到不同的信息,有数百万对人们有用的信息,你可以用搜索引擎来找到你所需的信息。搜索引擎帮助我们更快更容易的找到信息,只需输入一个或几个关键词,搜索引擎会找到所有符合要求的网页,你只需要点击这些网页。

因特网功能:

1、电子邮箱(E-mail)电子邮箱是Internet的一个基本服务。通过电子邮箱,用户可以方便、快捷地交换电子信件,提取信息,加入有关的公告、讨论等。

2、浏览检索(Browsing)利用相应的软件,通过电子计算机的屏幕可看到各种各样的信息,内容涉及教育、科研、军事、医学、体育、音乐、美术、摄影、音像、旅游、烹饪、时装、游戏等,包罗万象。应用此项服务时,不但可以浏览文字内容,还可按需提取图象和声音。

3、远程访问(Telnet)它是一个允许用户本身的计算机访问远端的另一台计算机的软件程序。用户可以通过应用这个软件,使自己的计算机成为远程计算机的一个终端。目前,最普遍的应用是接入世界各地的大学的数据库,查阅图书馆的卡片目录。

4、大众论坛(Newsgroup)是一个交流信息的场所,人们可以根据各自的兴趣爱好参加不同的小组讨论,提出问题或解答问题。

5、文件传递(FTP)可以用这项功能将国际计算机互联网上感兴趣的信息(包括各种免费软件)拷贝(复制)到自己的电脑中来。

6、信息服务Homepage是一种可以让政府、企业、工厂和商家等单位、部门接入国际计算机互联网发布信息的服务。政府、企业、工厂和商家可以在国际计算机互联网上建立自己的信息窗,使其有机会以较低的成本向国际市场发布信息、做广告、作宣传、以最直接的方式建立一条通向国际的信息高速公路,从而扩大自己的影响。信息服务内容非常丰富,范围涉及人类生活的各个方面:邮电业务查询,如电话号码查询、电信业务费用查询、邮政业务咨询等。文化教育,包括网上学校、科技资料、网上书店、各高校网站、科研机构等。新闻报道,联结各大新闻媒体,及时报道国内外新闻,提供深层次的新闻背景分析。影音点播,可以在网上点播视频、音频节目,甚至可以实时地控制节目的内容,参与节目的制作。其他内容,如餐饮旅游、网络技术、网络游戏、天气预报等。

7、多媒体通信多媒体通信的具体应用可分为以下几个大类:

(1)科学计算及信息处理。利用异地主机的FTP文件交换或用TELNET仿真终端接入,完成远程异地科学计算及信息处理,实现世界范围的计算机资源共享。

(2)网上通讯。包括收发电子邮件、网上可视电话、网上会议等。网上通信的推出,极大丰富了人们的联络方法,大幅度降低了通信费用,是对传统通信的强劲挑战。

(3)电子商务。可广泛应用于房租、水、电、暖、电信、罚款、税务等费用的在线查询、在线征收。

(4)多媒体远程医疗。如远程医疗手术示范、远程专家会诊、高清晰医疗图像传送、讨论处方等。

(5)事务处理。应用于证券行情查询和交易、外汇行情查询和交易,各种订票业务、客房预约、房地产交易等。

因特网在中国的发展也非常迅速,目前我国已拥有中国公用计算机互联网(CHINANET,163)、中国教育和科研计算机网(CERNET)、中国金桥信息网(CHINAGBN)、中国公众多媒体通信网(CNINFO,中国科技网(CSTNET)等骨干网,因特网用户已超过一千万。

电子邮件

电子邮件(electronic mail,简称E-mail,标志:@,也被大家昵称为“伊妹儿”)又称电子信箱、电子邮政,它是—种用电子手段提供信息交换的通信方式。是Internet应用最广的服务:通过网络的电子邮件系统,用户可以用非常低廉的价格(不管发送到哪里,都只需负担电话费和网费即可),以非常快速的方式(几秒钟之内可以发送到世界上任何你指定的目的地),与世界上任何一个角落的网络用户联系,这些电子邮件可以是文字、图像、声音等各种方式。同时,用户可以得到大量免费的新闻、专题邮件,并实现轻松的信息搜索。

1969年10月世界上的第一封电子邮件是由计算机科学家Leonard K.教授发给他的同事的一条简短消息。据《互联网周刊》报道世界上的第一封电子邮件是由计算机科学家Leonard K.教授发给他的同事的一条简短消息(时间应该是1969年10月),这条消息只有两个字母:“LO”。Leonard K.教授因此被称为电子邮件之父。

电子邮件安全技术新方向

电子邮件泄密事件频繁发生,个人邮箱用户也成为了泄密的牺牲品。企业和政府的邮箱受到攻击也屡见不鲜,造成了巨大的损失和影响。事实表明即往的加密技术已经不能满足人们对于电子邮件安全性的需要。电子邮件的安全最主要的解决的两个问题就是,一、防止别人在网路上截获邮件信息;二、防止别人破解自己的邮箱后查看到邮件内容。IBC技术的提出是在密码学领域的一次重大突破。它彻底简化了公钥管理,使得各种使用公钥技术的通信非常容易实现和使用。

手机

1973年4月的一天,一名男子站在纽约街头,掏出一个约有两块砖头大的无线电话,并打了一通,引得过路人纷纷驻足侧目。这个人就是手机的发明者马丁•库帕。当时,库帕是美国著名的摩托罗拉公司的工程技术人员从1973年手机注册专利,一直到1985年,才诞生出第一台现代意义上的、真正可以移动的电话。它是将电源和天线放置在一个盒子中,重量达3公斤,非常重而且不方便,使用者要像背包那样背着它行走,所以就被叫做“肩背电话”。

与现在形状接近的手机,诞生于1987年。与“肩背电话”相比,它显得轻巧得多,而且容易携带。尽管如此,其重量仍有大约750克,与今天仅重60克的手机相比,像一块大砖头。

从那以后,手机的发展越来越迅速。1991年时,手机的重量为250克左右;1996年秋,出现了体积为100立方厘米、重量100克的手机。此后又进一步小型化、轻型化,到1999年就轻到了60克以下。也就是说,一部手机比一枚鸡蛋重不了多少了。

移动电话(Mobile),通常称为手机,日本及港台地区通常称为手提电话、手电、携带电话,早期又有大哥大的俗称,是可以在较广范围内使用的便携式电话终端。目前已发展至3G(第三代移动通讯技术)时代。目前在全球范围内使用最广是所谓的第二代手机(2G),它们都是数字制式的,除了可以进行语音通信以外,还可以收发短信(短消息、SMS)、MMS(彩信、多媒体短信)、无线应用协议(WAP)等。在中国大陆及台湾以GSM最为普及,CDMA和小灵通(PHS)手机也很流行。目前整个行业正在向第三代手机(3G)迁移过程中。电话键盘部分手机除了典型的电话功能外,还包含了PDA、游戏机、MP3、照相机、摄影、录音、GPS、上网等更多的功能。

未来手机

未来的手机将偏重于安全和数据通讯。一方面加强个人隐私的保护,另一方面加强数据业务的研发,更多的多媒体功能被引入进来,手机将会具有更加强劲的运算能力,成为个人的信息终端,而不是仅仅具有通话和文字消息的功能。

手机会更加智能化,微型化,安全化,多功能化。

彩色电视

“电视”这个字眼,在21世纪的今天已经是家喻户晓,再普通不过了,然而在19世纪,“电视”还只是一种奇妙的幻想。早在古代,民间就广泛流传着有关“千里眼”的种种美丽神话故事。看“千里之外的事”,在科学技术不发达的古代,当然只能是一种美好的愿望。随着科学技术的发展,电视的出现,使千里眼的幻想变成了现实。正如人们常说的:足不出户,纵览天下。但你们可曾知道为了把“幻想”变成“现实”,古今中外的科学家为此付出了无限的辛劳。

英国电器工程师约翰•洛吉•贝尔德发明了电视。1928年,英国工程师贝德做成彩色电视显像管。1940年,美国古尔马研制出机电式彩色电视系统。1957年5月17日,美国公开播放彩色电视,效果良好。

彩色电视颜色的构成

彩色电视的色彩是由红绿蓝三色构成的。

如今的电视不仅用于收看电视节目,同时又可以是家用计算机、电子游戏机并可以预制录像带。人们不仅利用电视消息,而且可以通过卫星和电视进行遥感式诊病,使用家用电视控制家里的电器,进行电视报警、购物、记录、学习等等。此外,立体声电视、超大屏幕电视、高清晰度电视、激光视盘、家庭数据库等也不断地发展起来。也就是说,现代电视已经从一种公共媒介的收看工具,变成了包含众多信息系统的家庭视频系统中心。电视的发明深刻地改变了人们的生活,它不但使人们的休闲时间得到前所未有的充实,更重要的是它加大了信息传播空度和信息量,使世界开始变小。如今,电视已成为普及率最高的家用电器之一,而电视新闻、电视娱乐、电视广告、电视教育等已形成了巨大的产业。电视作为一项伟大的发明,给人类带来了视觉革命。

未来彩色电视的发展趋势:集成化,轻便化,便携化,高清化,智能化,网络化,可触摸化!如在眼镜中可以收看节目,随时随地的观看节目。点播,保存,订购节目。

通讯卫星

通信卫星(communications satellite):用作无线电通信中继站的人造地球卫星。卫星通信系统的空间部分。通信卫星转发无线电信号,实现卫星通信地球站(含手机终端)之间或地球站与航天器之间的通信。通信卫星按轨道的不同分为地球静止轨道通信卫星、大椭圆轨道通信卫星、中轨道通信卫星和低轨道通信卫星;按服务区域不同分为国际通信卫星、区域通信卫星和国内通信卫星;按用途的不同分为军用通信卫星、民用通信卫星和商业通信卫星;按通信业务种类的不同分为固定通信卫星、移动通信卫星、电视广播卫星、海事通信卫星、跟踪和数据中继卫星;按用途多少的不同分为专用通信卫星和多用途通信卫星。一颗地球静止轨道通信卫星大约能够覆盖40%的地球表面,使覆盖区内的任何地面、海上、空中的通信站能同时相互通信。在赤道上空等间隔分布的3颗地球静止轨道通信卫星可以实现除两极部分地区外的全球通信。通信卫星是世界上应用最早、应用最广的卫星之一,美国、前苏联/俄罗斯和中国等众多国家都发射了通信卫星。

1946年, (美国)人尝试用雷达把电波发射到(月球),并第一次成功地收到它的回波

无线电通信中继站的人造地球卫星。通信卫星反射或转发无线电信号,实现卫星通信地球站之间或地球站与航天器之间的通信。通信卫星是各类卫星通信系统或卫星广播系统的空间部分。一颗静止轨道通信卫星大约能够覆盖地球表面的40%,使覆盖区内的任何地面、海上、空中的通信站能同时相互通信。在赤道上空等间隔分布的3颗静止通信卫星可以实现除两极部分地区外的全球通信。1958年12月美国发射世界上第一颗试验通信卫星。1963年美国和日本通过中继1号卫星第一次进行了横跨太平洋的电视传输。中国于1984年4月8日发射了一颗地球静止轨道试验通信卫星。通信卫星按轨道分为静止通信卫星和非静止通信卫星;按服务区域不同可分为国际通信卫星和区域通信卫星或国内通信卫星;按用途可分为专用通信卫星和多用途通信卫星,前者如电视广播卫星、军用通信卫星、海事通信卫星、跟踪和数据中继卫星等,后者如军民合用的通信卫星,兼有通信、气象和广播功能的多用途卫星等。

作为无线电通信中继站。通信卫星像一个国际信使,收集来自地面的各种“信件”,然后再“投递”到另一个地方的用户手里。由于它是“站”在36000 公里的高空,所以它的“投递”覆盖面特别大,一颗卫星就可以负责 1/3地球表面的通信。如果在地球静止轨道上均匀地放置三颗通信卫星,便可以实现除南北极之外的全球通信。当卫星接收到从一个地面站发来的微弱无线电信号后,会自动把它变成大功率信号,然后发到另一个地面站,或传送到另一颗通信卫星上后,再发到地球另一侧的地面站上,这样,我们就收到了从很远的地方发出的信号。

通信卫星一般采用地球静止轨道,这条轨道位于地球赤道上空 35786公里处。卫星在这条轨道上以每秒3075米的速度自西向东绕地球旋转,绕地球一周的时间为 23小时56分4秒,恰与地球自转一周的时间相等。因此从地面上看,卫星象挂在天上不动,这就使地面接收站的工作方便多了。接收站的天线可以固定对准卫星,昼夜不间断地进行通信,不必像跟踪那些移动不定的卫星一样而四处“晃动”,使通信时间时断时续。现在,通信卫星已承担了全部洲际通信业务和电视传输。中国于1970年4月24日成功地发射了第一颗人造卫星“东方红”1号。该星直径约1米,重173公斤,沿近地点439公里、远地点2384公里的椭圆轨道绕地球运行,轨道倾角68,5”,运行周期114分钟。发射“东方红”1号卫星的远载火箭为“长征”1号三级运载火箭,火箭全长29,45米,直径2.25米,起飞重量81.6吨,发射推力112吨。除上述国家外,英国、加拿大、意大利、澳大利亚、德国、荷兰、西班牙、印度和印度尼西亚等也在准备自行发射或已经委托别国发射了人造卫星。

 

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