淺談?dòng)?jì)算機(jī)技術(shù)的電子信息控制與處理
時(shí)間:2022-01-08 03:16:12
導(dǎo)語:淺談?dòng)?jì)算機(jī)技術(shù)的電子信息控制與處理一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。
1計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向與前景
計(jì)算機(jī)技術(shù)是當(dāng)今信息時(shí)展最快的科學(xué)技術(shù)之一,產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代,功能日益強(qiáng)大,技術(shù)日益尖銳化。當(dāng)前計(jì)算機(jī)正朝著多極化、微型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展,計(jì)算機(jī)本身的性能越來越優(yōu)越,應(yīng)用范圍也越來越廣泛,從而使計(jì)算機(jī)成為工作、學(xué)習(xí)和生活中必不可少的工具。多極化發(fā)展。21世紀(jì)個(gè)人計(jì)算機(jī)已經(jīng)遍布于世界上的每個(gè)人,但是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷深入發(fā)展,科學(xué)、軍事等領(lǐng)域?qū)扌蜋C(jī)、大型機(jī)等的需求也不斷壯大。在天文、地質(zhì)、氣象、軍事等領(lǐng)域因?yàn)榫扌蜋C(jī)與大型機(jī)具有更加優(yōu)越的性能,計(jì)算能力超強(qiáng),所以巨型機(jī)和大型機(jī)也得到較好的發(fā)展。小型機(jī)與微型機(jī)相對(duì)于大型機(jī)雖然性能沒有那么優(yōu)越,但是,它們具有攜帶方便、售價(jià)較低、安裝方便、使用便捷等特點(diǎn),所以在各大企業(yè)得到更加廣泛的應(yīng)用。所以,計(jì)算機(jī)技術(shù)正朝著巨型化、大型化、小型化、微型化的多極趨勢(shì)發(fā)展。多極化將是電子信息發(fā)展對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)需要的必然要求。智能化發(fā)展。所謂的智能化就是賦予計(jì)算機(jī)以人的能力,可以模擬人的感覺和思維過程,這是下一代計(jì)算機(jī)所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。這里的智能化研究包括模式與圖像的識(shí)別,信息的自動(dòng)控制和處理,語言的自動(dòng)生成和理解,程序的自動(dòng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行,智能機(jī)器人等。目前,已經(jīng)研制出了具有部分人的智能的機(jī)器人。后面的主要任務(wù)是研制出具有信息自動(dòng)控制與處理智能的現(xiàn)代化機(jī)器人。網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。單機(jī)計(jì)算機(jī)工作的時(shí)代早已結(jié)束,單機(jī)走向聯(lián)機(jī)工作是計(jì)算機(jī)發(fā)展的必然趨勢(shì),這是21世紀(jì)信息時(shí)代的必然要求。網(wǎng)絡(luò)化的概念實(shí)質(zhì)上就是指通過現(xiàn)代的通信技術(shù)將所有處于單機(jī)工作的計(jì)算機(jī)連接在一起共同交互工作,組合成一個(gè)大規(guī)模,具有強(qiáng)大功能的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。Internet可以將全球的計(jì)算機(jī)連接在一起,共享資源,達(dá)到資源的最大化利用。電子信息領(lǐng)域通過Internet可以實(shí)現(xiàn)電子信息的全面控制和及時(shí)處理,這是信息時(shí)代賦予計(jì)算機(jī)技術(shù)的必然職責(zé)。多媒體發(fā)展。多媒體技術(shù)是目前世界上最高新的技術(shù)之一,它是將計(jì)算機(jī)、大眾傳播以及通信等技術(shù)綜合在一起而形成的計(jì)算機(jī)技術(shù)。多媒體計(jì)算機(jī)可以用來處理各種媒體信息(如信息、圖像、視頻、聲音和文字等)。這種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)的交互操作,實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)的真正互動(dòng),可以全面改善人機(jī)交互界面??梢允褂?jì)算機(jī)朝著全方位控制電子信息和處理信息的方向發(fā)展。
2電子信息技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)
進(jìn)入新世紀(jì)以來,世界上幾乎所有的創(chuàng)新型國家都將發(fā)展電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為國家的經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略目標(biāo)。隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展和普及,電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國信息技術(shù)的支柱產(chǎn)業(yè),規(guī)模已經(jīng)屈居世界第二。黨的“十六大”明確強(qiáng)調(diào):“優(yōu)先發(fā)展信息產(chǎn)業(yè),在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用信息技術(shù)?!边@是在新時(shí)期黨的重大戰(zhàn)略部署。雖然我國改革開放以來,電子信息技術(shù)發(fā)展非常迅速,在各個(gè)領(lǐng)域取得重大突破。但經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),我國雖然對(duì)于電子信息技術(shù)應(yīng)用比較廣泛,但是真正掌握的核心技術(shù)與手段還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后與其它的電子信息發(fā)展強(qiáng)國。究其原因就是,我國的電子信息技術(shù)的發(fā)展還是相對(duì)比較緩慢,僅僅掌握的是一些基本的技術(shù)手段。大部分的核心技術(shù)與手段依然引進(jìn)的國外先進(jìn)研究成果。如果這種情況得不到改善,對(duì)于新時(shí)期大力發(fā)展電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)將非常不利,沒有自主研發(fā)的技術(shù)和產(chǎn)品是不會(huì)在電子信息技術(shù)領(lǐng)域立足的。所以我們需要盡快改變電子信息核心技術(shù)和手段受控于人的不利局面。下面從世界電子信息技術(shù)的發(fā)展規(guī)模等內(nèi)容為背景,重點(diǎn)從微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)四個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)闡述,總結(jié)電子信息技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。
2.1微電子技術(shù)處于向極限挑戰(zhàn)的轉(zhuǎn)型期。微電子是信息產(chǎn)業(yè)的核心和基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)社會(huì)信息化的網(wǎng)絡(luò)及其關(guān)鍵部件不管是計(jì)算機(jī)或者通訊機(jī),他們的基礎(chǔ)都是微電子。面對(duì)微電子技術(shù)即將進(jìn)入納米尺寸和System-on-Chip時(shí)代,CPU時(shí)鐘進(jìn)入GHz。中國具有較強(qiáng)整機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力,SOC時(shí)代的到來是我國IC產(chǎn)業(yè)跨越發(fā)展的機(jī)遇。但是中國微電子行業(yè)面對(duì)以下現(xiàn)狀:微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模和科學(xué)技術(shù)水平是衡量一個(gè)國家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。然而,我國目前仍然處于社會(huì)主義初級(jí)階段,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平相對(duì)于發(fā)達(dá)國家仍然處于落后一方。如何快速發(fā)展科學(xué)技術(shù)水平,掌握科學(xué)技術(shù)核心技術(shù),是目前我國目前要解決的重要問題。IT行業(yè)的發(fā)展停留在裝配水平之上,掙得都是“辛苦錢”。我國的IT行業(yè)缺乏甚至是根本就沒有尖端技術(shù)人才,IT專業(yè)的教育水平處于機(jī)械式的傳導(dǎo)水平。眾所周知,IT行業(yè)是一個(gè)技術(shù)不斷更新?lián)Q代的尖端技術(shù)行業(yè)。由于我國IT行業(yè)的人才匱乏,IT行業(yè)的核心技術(shù)只能引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù),而我們的IT行業(yè)的“人才”只是像“搬運(yùn)工”一樣進(jìn)行機(jī)械式的裝配安裝,導(dǎo)致我國IT技術(shù)停留在裝配水平之上。在國際分工中,我們將只能處于低附加值的低端上。正如IT行業(yè)一樣,微電子核心技術(shù)落后的我們?cè)趪H合作制作或者創(chuàng)造微電子產(chǎn)品中只能提供一些低端技術(shù),得到一些低的附加值。有人戲稱:“你們說中關(guān)村是硅谷,但是一個(gè)無“芯”的硅谷,產(chǎn)品不可能有競爭力?!痹跊]有集成電路產(chǎn)業(yè)的情況下,我們的高新技術(shù)的發(fā)展命脈掌握在他人的手中。所以,集成電路產(chǎn)業(yè)是我國微電子行業(yè)需要發(fā)展起來的首當(dāng)任務(wù)。從圖1我們可以看到我國當(dāng)前對(duì)于發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的重視。高級(jí)工程技術(shù)人才和設(shè)計(jì)人才的短缺已經(jīng)成為制約我國微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素。這里有一個(gè)不爭的事實(shí),美國現(xiàn)在的微電子行業(yè)的設(shè)計(jì)人才已達(dá)40多萬,而我們僅僅有幾萬人而已。教育是百年大計(jì),人才才是發(fā)展根本。面對(duì)以上微電子的發(fā)展現(xiàn)狀,想要從目前的微電子發(fā)展水平進(jìn)入納米尺寸和System-on-Chip時(shí)代,這必定是一種轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)?,F(xiàn)在以半導(dǎo)體為主的微電子技術(shù)已達(dá)到了極微小狀態(tài),但到了45鈉米(0.045微米)以下,半導(dǎo)體物理特性可能不會(huì)維持了,摩爾定律必將被打破。未來微電子技術(shù)是要以單獨(dú)原子作為單位的,,也就是要以鈉米尺寸度來計(jì)算了,換句話說,現(xiàn)有半導(dǎo)體制造工藝技術(shù)將被納米材料技術(shù)所取代。這對(duì)象中國這樣的新型工業(yè)國家是天賜良機(jī),因?yàn)榘l(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家在這個(gè)領(lǐng)域基本上處于同條起跑線。
2.2計(jì)算機(jī)技術(shù)正面臨體系結(jié)構(gòu)的瓶頸期1)Einstein瓶頸。機(jī)器的信號(hào)傳輸速度低于光速的2∕3,傳輸速度達(dá)不到理想要求,即為Einstein瓶頸,這是物理制約。2)Babbage瓶頸與VonNeuman瓶頸。前者是因?yàn)镃PU的速度與訪問操作速度相差太大引起的,后者是因?yàn)榇锌刂埔鸬膯栴}。二者都導(dǎo)致了馮結(jié)構(gòu)資源的利用不充分,屬于結(jié)構(gòu)制約。3)Feigenbaum瓶頸。即如何將現(xiàn)實(shí)世界的知識(shí)存入計(jì)算機(jī)以便有效利用,只是一種知識(shí)獲取的制約。
2.3通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正處于各種技術(shù)不斷突破的融合期。通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的初期主要是以語音業(yè)務(wù)為主,到后來網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn),數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量暴漲。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)慢慢由電路交換變?yōu)榘粨Q,現(xiàn)在包交換技術(shù)已經(jīng)處于網(wǎng)絡(luò)中的主導(dǎo)地位。將電路交換轉(zhuǎn)換為包交換可以節(jié)省大量資金,而且新網(wǎng)絡(luò)性能和服務(wù)的競爭可以導(dǎo)致新的資金分流,在這兩大力量的趨勢(shì)之下,導(dǎo)致通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷融合。
2.4軟件技術(shù)處于比例不斷增大的發(fā)展期。隨著社會(huì)信息化、網(wǎng)絡(luò)化,軟件的發(fā)展趨勢(shì)可以概括為智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、服務(wù)化、工程化、可信化、融合化,而且軟件技術(shù)會(huì)不斷地壯大,需求更加多樣化,會(huì)有自己的新內(nèi)涵與新特點(diǎn)。電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是:信息技術(shù)的重點(diǎn)正由硬件制造向軟件及其服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型,軟件產(chǎn)業(yè)即將成為信息產(chǎn)業(yè)的老大。SaaS和云計(jì)算的發(fā)展使軟件開發(fā)模式和商業(yè)模式進(jìn)入全面開放組合的新時(shí)代。信息技術(shù)向其他領(lǐng)域的滲透更加明顯。三網(wǎng)融合不斷加深;各種技術(shù)的邊界越來越模糊;分不清是計(jì)算機(jī),通信還是廣播;分不清是整機(jī)還是元器件;分不清是雷達(dá)、通信還是電子戰(zhàn);分不清是天線還是信號(hào)處理。網(wǎng)絡(luò)寬帶和容量的劇增,使我們正由一個(gè)人機(jī)的二元世界,走向人機(jī)物的三元世界。各種分布式協(xié)同的系統(tǒng)將不斷出現(xiàn)。數(shù)字家庭,數(shù)字醫(yī)療,智慧交通,IPTV已經(jīng)開始來到我們身邊,我們將從E社會(huì)走向U社會(huì)。
3計(jì)算機(jī)技術(shù)在電子信息控制與處理中的應(yīng)用
所謂電子信息技術(shù)就是在計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和高密度存儲(chǔ)技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的用于信息的存儲(chǔ)、傳播與應(yīng)用等方面的技術(shù),它是信息業(yè)未來的發(fā)展方向。其中計(jì)算機(jī)技術(shù)是其發(fā)展的核心部分。電子信息技術(shù)的發(fā)展,打破了長期以來以紙制載體存儲(chǔ)、傳播信息的傳統(tǒng)。而實(shí)現(xiàn)電子信息技術(shù)的載體就是計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)。所以計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是電子信息技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。電子系統(tǒng)。它是由若干相互連接、相互作用的基本電路組成的具有特定功能的電路整體。有數(shù)字型和模擬性兩種或者二者的混合形式。規(guī)模較小、功能單一的是單元電路,而由若干單元電路組成的是電子系統(tǒng)。一個(gè)完整的電子系統(tǒng)一般有輸入、輸出與信息處理三部分,用來實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的控制和處理。而控制這些電子系統(tǒng)輸入、輸出與信息處的是計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。在現(xiàn)代信息技術(shù)如此發(fā)達(dá)的社會(huì),如果沒有計(jì)算機(jī)軟件實(shí)施控制,一切將無從談起??仗祀娮蛹夹g(shù)?,F(xiàn)在空間科學(xué)迅速發(fā)展,面向航天電子信息領(lǐng)域的微波遙感以及空間電子信息傳輸與處理等技術(shù)都是利用大型或者巨型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的。包括航天電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和管理等工作都是借助于計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)或者管理軟件實(shí)現(xiàn)的。電磁場與微波技術(shù)。天線、微波、電波傳播和電磁兼容的設(shè)計(jì)、仿真及測(cè)量等都是在計(jì)算機(jī)軟機(jī)的輔助下完成的,如果沒有計(jì)算機(jī),天線、電磁場與微波技術(shù)的研究以及應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也就更本無從談起。信息處理技術(shù)。進(jìn)行信息處理理論研究以及信息處理軟硬件的設(shè)計(jì),電子信息系統(tǒng)信息的獲取與處理,以及各種信息系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì),制造管理都是通過計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)的或者由計(jì)算機(jī)軟件輔助完成的。綜上所述,在電子工程領(lǐng)域電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)是一起融入發(fā)展的,二者必不可分。電子信息的控制與處理要通過計(jì)算機(jī)的編程程序或者計(jì)算機(jī)軟件等實(shí)現(xiàn),而計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展是以電子技術(shù)為依托的。如下圖2信息技術(shù)的領(lǐng)域所示,說明電子信息技術(shù)是信息領(lǐng)域的關(guān)鍵支撐技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù)是信息領(lǐng)域的核心技術(shù)。
4結(jié)束語
作為現(xiàn)代科技革命重要標(biāo)志的電子信息技術(shù)方興未艾,已經(jīng)滲透在社會(huì)生產(chǎn)、生活等各個(gè)領(lǐng)域。而作為信息技術(shù)的核心計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)朝著智能化、多極化、媒體化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展,在如此利好的形勢(shì)下,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行電子信息技術(shù)的控制與處理已成為我國信息技術(shù)發(fā)展的良好機(jī)遇,也是提高我國信息科學(xué)的重要手段,可以進(jìn)一步提高我國的國際競爭力。
本文作者:靳娜工作單位:韓山師范學(xué)院