20世纪信息科学技术的发展与未来展望
20
世 纪信 息 科 学 技术 的
发 展 与未来展 望
信息 产 业 部 电 r 第 I!: 研究 所 副 所 长 (引 ( l ) j ) ) (
_
孔学 东 (教授 级 高 「 副 所 长 )
、
摘
要 : 剖析 f 信息 科 学 技 术的现 状 及其 对社 会
,
、
经 济 和 科技 的 重 要 影 响 人动 力
。
,
指 出政 府 的扶 持
、
技
术的 推 动
几 七s
an ar e
T 需求 和投 资 的 拉 动 是 I 产 业发 展 的
几
关键 词 : 信息 技 术
t怕
c
o
通信
n fi f o
.
软件
网络
te e h n o
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en
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信息 技术革命的 迅猛 发展 对 全球 经 济和 社 会正 在 产
生 巨 大 的影 响
,
! 代 力 在 信息 l寸 的 国 际 舞 台 「发 挥 积极 的影 响 面 对经 济
,
_
,
引 钵 世 界进 人 信息 1 寸 代
:
。
信息 科学技 术
.
个 球 化 的浪 潮 在 国 际 竟争 , !, 获 得相 对 优 势 的 地 位
一
,
就必
的 发展 使社 会生 产 力出 现
J
’
跃 新的 巨 人 匕
,
成 为带 动 川
须 l 确认 识 信 息 利学 技术 在 国 家综 合国 力与国 际 竟争 , }, { I 的地 位 和作 用
,
一
世 纪 全球 经 济 和 产 业 升级 的 龙 头 大 调 整 的 历 史性 机遇
。
带 来 了 全球 经 济结 构
,
一
重视 和 积极 推 动 电 r 信 息 技术 的 发 展 建
,
随着 科 学技术的 不 断 发 展
增 为 厂 强 本 }啪 勺 合 国 力 综
.
个
认和 加 强 国 家 现 代 化 信息 基 础设 施 体 系
,
提高 f 息 技 术 言
、
国 家 信 息 科 学 技 术 发 展 水 平的 高 低 已 成 为衡 量 该国 综 台
在 全 社 会的 应 用 水 平
、
。
国 力竟 争 的 重要 尺 度
。
,
在1
信 自科 学 是 以 信 息 和 信 息 系 统 为 主 要研 究 对 象
以
趋 激烈的 闰 际 竟 争 } 取得有 利的战略 地位
‘ ’
,
各 国 都在 竟
,
信息 的 运 动规律 为 主 要研究 内容
主 要研究方 法
、
、
以 信 息科学 方法论 为
。
相 调整 各白的 国家 战 略 把 发展 信息 技 术 提 高本国 信
,
以 扩 展 人的 信 息 功 能 (特 别是 智 能功 能 )
息 化 程度 作 为 兴 国强 军 的战 略 重点 和 关键 举措
「 未 来综 合国 力优 势 的 制 高点 空 泽 民 同志 指 出
。
以争 夺
”
要 为 !二 研 究 目标 的综 合性 基础学科
二 现 象 和信息 过 程 为 l 汗特 征 的 系
统
信息 系统 是 以信息 信 息 科学 所 涉 及 的
、 、
:
国际间
。
的竟争 竞争
度
, ”
,
说到 底 是 综 合 国 力 的竞 争
”
,
关键 是 科 技 技术 的
。
信息论
、
识别 沦 通 信 沦
、
、
钾能 论 决 策 沦 控制 论
,
、
、
系
;
实现 四 个 现 代化
’
‘
,
哪
化 也离 不 开信息化
”
。
我
统 沦 等基 础 理 沦研究 的 不断 深 入 发 展
,
揭 示了 信息运 动
、
们 要进
・
步 把 大 力推 J 应 川 电 r 信 息技 术提 高 到 战 略高
过 程 的 规 律 片在 不同的 领 域 形 成 r 包括 电 t 学 微 电 子 ’
气 和纳 米 电 J 学
、
充 分 发摔 电 子 信 息技 术 对经 济 的倍 增 作 用
,
电
气 J信
光 户 ’了 电 f 学 学 光
、
、
计算机 科学
自动化
息技术 是 当 代高 科 技 最 有 代 表性 的 卜钵技 术
的 创 新性
,
、 、
、 、
具有 高 度
,
技 术 科学 人
、
、
l一V 能
、
激 光技 术 科学 等分 支学 科 信息 科
,
,
f 增 值 性 带 动 性 控 制 性 知 识密 集 和 发 展 l
, ,
学 以 分 析 综 合 进 化 为毕 本 方 法 按 照 现 代 自然 科 学 技 术 的 信息 能
f
-
持 续性 以 及 适 应 性和 渗透 性 强 发挥 作 用 人的 特 点 对
经 济 运 作 效 率 的提 高 展 起着 重 要 作 用
, ,
一 能量
、
一 物 质 二 位 体 准 则和 结构 一 功
,
・
产 业 结 构 的 调 整 和 新兴 产 业 的 发
、
一 了 为互 相 联 系 准 则
、
在 对信 自运 动 过 程 进 行深 人 研
,
、
对 人 们的 生 活
,
!; 作
、
娱 乐 方式 的 变
究 和 设 计 改进 优 化 各种 信息 系统 以 帮助 人 类 更 好地 认 识 世界 和优 化 !仕界的过程 中 产 生 r 一 系列的 信息技 术
一
革也产生 着卜 人 的影 响 对 国防科 技的 发展 和武器装 备
现 代 化有 举 足 轻 重的 作 用
。 ,
。
是 关系 国 家 整体 竟 争 实 力的
,
” ) 般 来说 信息 技 术 ( l f 是一 个范围相 当J 泛 的概 念
,
’
,
’ 产 战略 性 技 术 从 卜 力和 经 济 基 础 的实 质 变 化 趋 势 来 肴
从 技 术角 度 看
,
,
! f 包括
’
・
切有 关 信息 获取
,
、
传输
、
处理
现 代社 会经 济 的 发 展
变
,
,
是从 物 质 型 经 济 向 信息 型经 济 转
j 控制
、
储 存 显 示 应 用 等 方面的 技 术 可分为信息 基
. 信 息 系统 技 术和 信息 应 川 技 术 : 个 q 几 关联 的 相
、
、
、
一 个国 家 要 想 抓 手 世界 范 围 内经 济 形 态 向 信息 化转 仁
,
础技 术 层次
,
、
一
变 的 重大 机 遇
持 续 地甚 至跨 越 式 地增 强 国 家 的 经 济实
构 成 了以感 测 技 术 通 信技 术 计算 机 技 术 控 制
、
、
、
.
技术和 信息 系 统工 程 技术 为主 体
、
,
并 且有 广 泛的基
础技
一 系列 元 器件基 础产 品的发 展
。
术 支撑技术和 应 用 技术外延 的综合性 很强 的技术群 ; 从
产业 角 度看
,
微电子技术的发展也 推动了通 信技术的 发展
,
。
19 6 5
T I 主 要 包 括计 算机 产 业
、
(硬 件 软件
、 、
、
系
0 年第 一 部程 控交换 机 的诞 生 和 7 年 代 数字程控 交 换 机 的 应 用 使通信技 术开 始向数 字 化 发 展 集 成 电路 芯 片 技术
统 集 成 与 信息服 务 业 ) 通信 产 业 (通 信 设 备业
营 业 和通 信增 值 业 务 ) 广 播 电 视设 备 业
、
通 信运
、
互联 网 和 电子
的应 用 促 进 了各 种通 信 设 备 的数 字 化 微 型 化 自动 化 和
、
、
T 商务 家用 电子 和 自动 化技术 产 品 业 以及 种类 繁 多 的 I
、
,
智 能化 通 信技术 已 形成 了数 字 微 波接 力 通 信 卫 星 通 信
和 光 纤通 信 三 种 主 要 方 式
,
。
、
基 础 产 品业
。
并 向数据 网络 通 信
、
、
移 动通
T 在 I 体 系 中 微 电 子技术 是 基 础
,
,
计 算 机硬 件 及 通
。
信
,
同步 数 字 系 列 (S D )高 速 H
大容 量
、
、
长距 离 光 传输技
、
信 设备 是 载 体
,
而 计 算 机 软件 技术 和 网络 是 应 用 的核 心
术 异步 传 输 模式(AT M)宽 带交 换 技术 以 及建 立 宽 带化
、
从 这几 项 重 要 信息 技术 的发展 可 以看 出信 息产 业 的 发 展
I 智能 化和 个人化 的综合业 务数字网 (B
P一 1 sD N 方 向 速发 迅 )
过程
。
T l 的发展 是 2 世 纪 后期世 界 经 济 和科 技 发展 中最 0
,
展
。
通 信 技术的 高速发 展使 得 通信产 业 也在 不 断地 发展
,
引 人注 目的现象 之 一
EN AC I
从 1 9 4 6 年 第 一 台 通 用 电 子计 算机
和 调整
数据 业 务将逐步 取代传统 的 话音业 务成 为 通信
, ,
8 问世和 1 9 4 7 年底发 明晶 体管到 1 9 5 年 发 明集成 电
的主 要 业 务 各种通 信业 务的 交 融 通 信技术与计 算机 技
术在 T c P/ l
主流
。
路
,
T I 业 随着 计 算机 和微 电子 技术的发展 而进 人 高 速 发
。 ,
P 互 联 网协 议 基 础 上 的结 合 成为 通 信产 业 发展
展 期 硅 芯 片集 成 电路 三 十 多年 来 一 直遵 循摩 尔定 律 集
8 成度 平 均 每 1 个 月 增 长
,
1倍
,
特 征 尺 寸每
3
.
年缩 小 1 /
2
2
软 件 作为 l 的 核心 和 灵 魂 T
。
,
是 1 竞争的一个重要制 T
,
、
倍 已 从 中小 规 模 发 展 到超 大 规 摸 集 成 电路 其功 能 价 格
高 点 软 件 技 术 的 发展 在 系 统 软 件领 域 面 向对 象
、
、 、
可视
、
随着 技 术 的 成熟 和 批 量 化 生 产 而 不 断 下 降
,
,
带 动 了 以集
,
。
化 基 于 网 络的程 序 设 计 语 言和 开 放性 标 准化 友善 性 支持 网
络 分布的 操作 系统 已 成 为 主 要 发展 趋 势
已 形 成 垄 断 的 W IND Ow S 等操作 系统
,
成电路为 基 础 的 信息技 术产 业 以 同样 的 规 律 飞 速 发 展
,
相对 于
T 创 造 了 I 产 品性 能 不 断提高 而价格 不 断 下 降 的奇 迹 目 2 前 超 大 规 模 集 成 电路 芯 片 工 业 生 产水 平 已 达 到 1 英 寸
,
L INu X 操作 系统 通过
基 于 网 络 的开放 源代 码 的软 件 发 展模式取 得成 功 ; 在 支撑
晶片
、
0
.
8 1 微 米 工 艺 的水 平
工 TEL N
,
D R M 存储器 芯 片容量 达 到 A
软 件 领域 数据 库软件 网 络与 通 讯 软 件 组 件 化应 用软
件 开 发 平 台 系统 发展 迅 速 ; 在 应 用软 件 领 域
MI S
、
,
、
、
G l 位
,
最近美国
V 公司 推 出的 奔腾 I 高性 能 微 处 理
1 SGH z
.
,
CA D
、
软件
、
器芯 片 的时 钟 速 率 已 达 到
、
。
微 电 子 技术 的发 展还
IC )
、
软件
、
字 表 处理软 件
、
、
ER P
和 商 务 管理 软 件
教 育软
表现 在 系 统 级芯 片 (S O ) 专 用 集 成 电 路 芯 片 (A S C 芯
多
件 排 版软 件 以 及 文 字 和 语 文 识 别 软件 等 涉 及 社会 的各
片组 装 (MCM)
、
真 空 微 电 子 技 术 以 及基 于 纳 米 加 工 技
,
、
个 方 面 发 展 空 间 巨 大 软 件 技 术 发展 的 规 律是 凡 有助
于 消 除 人 机 隔 阂 建 立 和 谐 人 机 环境 的理 论 方 法
, 。
,
。
,
术的微 电子 机 械 系统 (ME MS 等 技 术 的 出 现 和 发展 )
世纪 信息 技 术 的新 突 破 奠 定 了 基础
。
为2 1
、
、
、
技术
和 产 品 都 具有 强 大 的 生命 力 今 后几年 值 得特 别 关 注的
微 电 子 技术 的高 速 发展 为 计 算 机 技 术的 发 展注 人 了
强 大 的动 力
,
。
是 软 件体 系结构 和 构 架 / 构件 技 术 基 于 网络的通 信与
、
由于 集 成 电路 芯 片 技 术的进 步 和 并 行 处 理
,
分 布协 同 计算技 术 海 量 信息存 储 和 处 理 技术 超高速信
、
、
技术 的 发 展 使计 算机 的运 算 速度 呈几何 级 数增 长 据 称
美 国 的 巨 型 机运 算 速度 已 达 到 浮 点 运算 每 秒 1 0
,
息 处 理技 术等的发 展
,
’・
。
T I 的 飞 速 发展
,
形 成 了对 软 件 产
”
万亿 次 ;
,
品 的 巨 大 需求 客观 上要 求软 件 产 业 必须 按 照 工 业 化 的
,
另 一方 面 集 成 电路 芯 片技 术 的进 步 和 软 件 技 术 的 发 展
,
软 件 工 厂 生 产 模 式 进 行 这 将 成 为符 合 国际 潮 流 的 未来 软 件产 业 发 展趋 势
。
C 使 个 人微 机 (P )的多 媒 体技术 功 能越 来越 强 大 价 格 越来
网 络软件 的 发展 和 基 于 网 络 的软件
、 、
越便 宜 计 算 机 进 入 了千 家 万 户 应 用领域 覆 盖 了社 会 各 个方
面 嵌人 式 微 处理器使得 各 种 家 用 电子 产 品 办 公 室
设 备 和 工 业控 制设 备 实 现 了智 能化 会 的形 成 准 备 了条件 机
、
,
,
产 业 动 作 模 式 的 出 现 标 志着 当 前软件 产 业 发展 面 临 新 的 战 略 转折 点 未 来 的软件 产 业 格局
。
、
产 品 形 态 传播 方 式
、
自动化 为信 息 化社
,
等 将 发 生 全 局性 的转 折
,
,
即 由生 产 和销 售 有 价 的知 识 拷
。
计 算 机 技术的发 展 还 使 传统 的 主
、
贝 变 为 生 产 和销 售 原 始 知 识 创新 及 服务 ; 由面 向个 人 计
终 端 系统 和 大 型 机
中型 机 小 型机 的 概 念 被 面 向系
、
算 平 台 的软 件 变 为 存 在于 网 络 全 社 会 共 享 的 虚拟 计算
,
、
统 的服 务器 和 面 向用 户的 客户机 构成的 客户 机 / 服 务器
(c s 结 构 体 系代 替 / )
,
环 境 中的软件 构件 ; 由通 过 许 可证 发 行 拷 贝 获利变为 通过
网 络 把 原始 构件 传播 给数 字 化 设 备
,
并带 动 了 计 算 机 硬件
,
软件产业和
用 户有 偿 使 用 原 始
.
构件 获 利
。
) 3 ( 计 算机 软件 从 不 兼 容软 件转 变 到开 放 系统 标准的软件 ; ) 4 ( 软 件的标准 要 求从 单媒体转变 到 多媒 体 (数 据
、
网 络 技术 的 发展 从 1 9 6 年 美 国 建立 用 于 军事 目的 的 8
AR PANE T 到 1 9 8 6
文本
、
年 NS FNE T 成 为 互联 网 (I
,
n
t
e r n e
t
)的 主 干
,
声音 和 图 像 ) ; ( 计算 机 产 品 的开 发 与 应用 关 系 从协 定 约 ) 5 束转 变 到平等协作 ( 计 算 机 软件 的 开 发从 手 工 转变 到 自 ) 6 动 化 ; ( 计 算机 的用 户 界面 从 单一 字符转变 到 图 形 多功 能 ) 7 ( ) 界面 ; 8 计 算机 软件 应 用从 单一 软件 应 用转 变 到综合软 件 ) 9 ) 0 l 应 用 ; ( 通 信技术从 模拟 技术转变 到数字技 术 ; ( 计算 ) l 1 机和通信 技术 从分 离的技术转 变 到在 网络 上 结合 的技 ; ( 电子 技术 从 电子产 品 的单一 应 用转 变到与其他技术和产 品
网并 向全 社 会开 放 以来 发 展 规模 与应 用 突 飞 猛 进 成 为
T I 发 展 过 程 中最 重大 的 转 变
,
T 给 I 产 业 乃 至 整 个社 会带
”
’,
来 了革命 性 的影 响
e ) 维网 (w b 的出现
,
、
。
因此
,
被称 为 互 联 网 时代
。
网络
,
TCP 技术的核心 是 传输 控制协议 ( )和 互联 网协议 (IP ) Ja
va
万
语 言的广泛 应 用 和 基 于 图形 的 网
。
络浏览器 的 发明 成 为 互联 网 发展 的 重 要 推动 力 由于 互
联 网 的结 构 开 放性
录 (T e l n e
、
,
a 由 网络 的 电 子 邮件 (E m
11
) 远程登
、
的广 泛 结 合 应 用
。
t
) 文 件传 送 服 务 (FT P 三 大 基 本 功 能衍 生 出 各 )
、
T I 应 用 广 泛 地 渗 透 到
社 会 经 济 和生 活的 各 个 方 面
、
种 应 用 资 源 和服 务 项 目 其 中最 为 重 要 的 是 电 子商 务应
用 的各 种 技 术解 决 方 案 目 前 互 联 网 正 以 极 高 的速 度 发
。
,
计 算 机 辅 助 设 计 (CA ) 计 算 机 辅 助 制造(CAM) 计算 机 集 D
、 、
,
成 制造 系统 (C IMS 等 先进 制造 技术 正 在彻 底地 改变 着 传 )
,
展
,
19 9 6
,
年 全球 上 网 人 数 尚不 足 4 0 0 0 万
3
.
,
而截 止 到 2 0 0 0
统 工 业 的 面 貌 ; 管 理 信 息 系 统 (M E (E I D )
、
S
)
、
电子数据 交换
,
年 3 月 全 球 上 网 人数 已 达
网 人数将 达 到 7
19 9 7
.
4 0 亿
,
估 计 2 0 0 5 年全 球 上
,
企 业 信 息 系统集 成
、
电子 商 务 等 技术
、
成为 提高
65
亿 互联 网上 的信息 量 也在 成 倍 增长
1
。
企 业 竟争 力的必 要 手 段 ; 遥感 技术 地 理 信息 系统 (G IS )
l G ) 和 全 球 定 位系统 ( PS 等信 息 获取与 处 理 技术 为人 类活
,
0 年 1 月万 维 网上 的 网页 数 量 才
亿
,
到了 2 0 0 0 年
1 9 99
月
,
其 网 页数 量 已 达 到
年的
1 7
.
10
亿
。
全 球 互 联 网设 备 的 总 数 从 年的
2 6
.
动 提供 了精 确 的 领域
,
、
T 数 字 化 的地 理 信息 ; I 进 人 消费 电子
,
19 98
、
亿 件 增加 到
19 9 9
亿件:
。
年学
形 成 巨 大 的消 费 市 场
加 速 了 社 会 信息 化 的进 程
,
,
校 家 庭 和 企 业安 装 的 个 人 微 机 已 近 4 亿 台 互 联 网的 发 展趋 势 是 信息高 速 公路 用 光 纤 和相 应 的硬 软 件 及 网 络
,
、
也 改 变 着 人 们 的生 活 方 式 互 联 网 的 兴 起 更 是 空前 地 加
T 速 了 I 的应 用 和 渗透
,
掀起 了全球 的信 息 化 热 潮
、
。
面向
技 术把 社 会 的各 方 面 以 及 普 遍 家 庭 联结 起 来
。
,
使人 们 拥
八 M 技术 T
、
T 个 人 和 家庭 的 多样 化 的 I 产 品
、
多 媒体技术
、
各种 新 的
有 最 好 的 信 息 交 流环 境 信 息 高 速 公 司 的 技 术 涉 及 通 信 网技术
,
智 能 化应 用 系 统 和 服 务 软 件 以 及 传统 信 息 服 务 的 多 样 化 趋势
,
包 括 宽带综合 业 务数 字 网 (
、
B一
Is D N
)
、
则创 造 了大 量 新 的 产业 发 展 机 会
T I
。
智能 网和个 人通 信 网 接 入 网技 术 等 高性 能 的计 算机 和
服 务器 与 分 布式 技术相 结合 ;
AT M 上 的 T c P P 协 议 或 多 八
,
T T 的 发展 带 动 了 I 产业 的形 成 和 发展 而 I 产 品 和
,
服 务 不 断满足 人们的 需求 又 刺激 新 需 求 的 不 断 产 生 这
T 反 过 来 又 促 进 I 的 发展
, ,
,
,
个协 议 的 协 同 ; 信息高 速 公路软件技术
、
包 括 高性 能 的
、
T 给 I 产业 注人 新 的活力
。
T I 产
,
网络操作 系统软件 数据
和 网络 管理 软 件 用 户 工 具 软件
业 的 发展 过 程 就 是 信息技 术突 破 带 动 I 产 业 的 发 展 从 T
而 加 剧 国 家间 和 企 业 间 的竟 争 引起 观 念 意 识 的 更 新 并
,
等 以及 信 息 安 全 技 术 互 联 网 将 计算 机 技 术 和 通 信 技 术
结合
,
。
,
T 广 泛 应 用 了这 两 个 I 领 域 的 前 沿 技 术
。
,
创 造 了巨
进 一 步 促 进 I 取得 新 的重 大 突 破 T
T 在 I 的开 发 和 扩散 过 程 中的 扶 持
,
。
在 这 个 过程 中
,
政府
大 的 l 应 用 空间 T
、
从 电子 邮 件 到 电 视会 议
、
、
从互联网传
,
以 及 消 费需 求 和 投 资
。
、
真到互联 网 电话 从 网上 浏 览到 网 上 购物 网上 银行 等 丰
富 多彩 的 信 息服 务 不 仅 方 便 了消 费者 为企 业 提 供 了 以 低廉 成 本 参 与全 球 竞 争 的机 会
的一 批 新 兴 服 务 产 业
。
T 对 I 产 业 的拉动 也 起 着 同样 重 要 的 作 用 政 府 的 扶持
,
,
技术 的推 动
三 大 动力
。
、
T 需 求和 投 资 的拉 动 可 以说 是 I 产 业 发 展 的
,
而 且 带 动 了 与 网 络有 关
浓
网络 新 技 术 还 引 发 了在 宽 带 网 络
技 术方 面 的竞 争 展
,
,
带 动 了 电子 商务等 一 系 列新 应 用 的 发
。
T 促 使 I 相 关产 业 趋 于 相 互 融 合
如 果 对 产生 重 要 变 革 性 影 响 的 当 代 信 息 技 术 的 技 术 转 变 作 了一 个 归 纳
,
我 们 可 以发 现 以 下 几 个 方面 是 关 键
性 的 : 川 微 电子 技 术 从 传 统 的 半 导 体 器件转 变 到微 处 理
器 系统 ; ( 计算 机 体 系 结构 从 主 机 系统 转 变 到 网络 系统 ) 2
;
.