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1、信息科学技术概论课程报告姓 名:吴建谷专 业:2011级电子信息工程学 号:1115102042日 期 2013年 2 月26日2013年 4 月 26日 华侨大学信息科学与工程学院目录一、 信息科学技术概论的含义二、 课程的目的与任务三、 课程内容主要涉及面四、 发展趋势与展望五、 课程体会总结信息科学技术概论的含义要理解信息科学技术，首先就要了解“信息”这个概念。信息是人类对自然世界的了解的物化形式。举个例子：1996年美国的出生数是4.9百万，将该数据与前40年的出生率相比，我们可以得到一个有用的信息1950年代和1960年代早期“婴儿高潮”中出生的人正在变老，正在其生育年龄结束前做最后
2、的生育努力。信息科学是以信息作为主要研究对象、以信息的运动规律作为主要研究内容、以信息科学方法论为主要研究方法、以扩展人的信息功能（特别是其中的智力功能）作为主要研究目标的一门科学。以信息作为主要研究对象，这是信息科学区别于其他科学的最根本的特点之一，也是信息科学之所以能够成为一门独立学科的最根本的前提。 信息科学技术正悄悄地改变人们生活方式，如通信交流的方式、处理信息的方式，学习工作和研究的方式，医疗保健等。它是以微电子、计算机、软件、通信技术为主导。其中微电子是基础，计算机及通信设施是载体，而软件是核心，是计算机的灵魂。信息产业已经成为世界第一大产业。 20世纪发展形成了七大高技术领域。包
3、括信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、空间技术、海洋技术以及环境科学技术。其中信息技术发展最为迅速，特别是信息网络技术无疑是当代科技发展最快的技术，以网络经济为代表的新经济和以信息技术、数字技术为先导的新技术的迅速发展将强化信息产业作为国民经济的先导和支柱产业地位。美国正在加速建设比现在的因特网快1000倍的第二代因特网。开展先进网络技术研究，建立基于新型网络的试验基地，进而开发全新网络应用领域。计划完成后，将彻底更新遍布全美的计算机网络系统，实现声音、图像信号的实时传递。 信息技术主要指信息的获取、传递、处理等技术。它是高技术的前导，是关键技术，是一个国家经济社会发达程度的标志。信息
4、技术包括通信技术、自动化技术、微电子技术、光电子技术、光导技术、计算机技术和人工智能技术。课程的目的与任务1、 系统的掌握本专业的技术理论知识适应电子和信息工程方面广泛的工作范围；2、 掌握电子电路的基本理论和实践技术，具备分析和设计电子设备的基本能力；3、 掌握信息获取、处理的基本理论和应用的一般方法，具有设计、集成、应用及计算机模拟信息系统的基本能力；4、 了解电子设备和信息系统的理论前沿，具有研究开发新系统、新技术的初步能力；5、 了解信息产业的基本方针、政策和法规，了解企业管理的基本知识。课程内容主要涉及方面1、 计算机科学与技术计算机科学与技术是研究计算机的设计与制造，和利用计算机进
5、行信息获取、表示、存储、处理、控制的理论、原理、方法和技术的学科。它包括科学与技术两个方面。其中科学侧重研究现象与揭示规律，技术则侧重研制计算机及使用计算机进行信息处理的方法与技术手段。因此计算机科学技术既具有较强的科学性，也具有很强的工程性，是一门科学性与工程性并重的学科。计算系统结构分为七个层：信息层、硬件层、层序设计层、操作系统层、应用程序层和通信层。计算机的历史1946年美国宾夕法尼亚大学经过几年的艰苦努力6，研制出世界上第一台电子计算机尼阿克。随着科学技术的进步，计算机不断更新。速度快的计算机1111秒钟能计算几十万亿次。计算机的大小也发生了很大的变化，世界上第一台计算机大约有一间房
6、间那么大，现在有台式电脑、笔记本电脑，还有掌上电脑。 2、 电子科学与技术电子科学与技术是以近代物理学、数学和计算机技术到等为基础，以电子产品的开发、设计、生产、维护和电子信息产品研发、维护与管理为主要内容的学科。现代的电子科学技术主流为：微电子技术与光电子技术。微电子产业是基础性产业，之所以发展得如此之快，除了技术本身对国民经济的巨大贡献之外，还与它极强的渗透性有关。另外，现代战争将是以集成电路为关键技术、以电子战和信息战为特点的高技术战争。光电子技术又分为光盘技术、激光技术、光纤技术等。我国光电子行业在科研上起步较早，也有一批水平较高的应用成果，其中光纤通信的发展尤快。 3、 信号与信息处
7、理信号与信息处理是以研究信号与信息的处理为主体，包含信息获取、变换、存储、传输、交换、应用等环节中的信号与信息的处理，是信息科学的重要组成部分，其主要理论和方法已广泛应用于信息科学的各个领域。研究主要领域有：信息管理与集成、实时信号处理与应用、DSP应用、图像传输与处理、光纤传感与微弱信号检测、电力系统中特殊信号处理等。还开展了FPGA的应用、公共信息管理与安全、电力设备红外热像测温等领域的研究，形成了本学科的研究特色，力争在某些学科方向达到国内领先水平。除上述主要领域外，还开展了基于场景的语音信号处理，指纹识别技术以及图像识别等多方面的研究工作，目前也取得了一定的成果。4、 电磁场与微波技术
8、电磁场与微波技术涉及电磁场理论、微波毫米技术、天线技术等。在日常生活中的应用是非常广泛的，如变压器、电磁炉、微波炉等。其研究的主要方向有：天线理论与技术、微波毫米波理论与技术、计算电磁学与电磁仿真技术、电磁兼容与生物电磁学等。 除了以上四个还涉及到个人移动数据系统，现代微电子技术与微电机系统，生物医学信息，现代天线技术等等。发展趋势与展望1、 潜在需求是信息科学技术发展的强大动力众所周知，信息技术已进入广泛普及阶段，但目前的信息技术并不能实现广泛普及的目标，因为过去几十年，信息技术追求的目标主要是高性能，而广泛普及更加需要低成本、低功耗、易使用的技术。用户使用信息产品有一个从满足基本需求到专业
9、化和个性化的不断升级的过程，目前的用户大多数还处在满足基本需求和使用一般商品的水平，今后的信息产品要满足数以几亿计的广大民众的个性化需求。普及信息技术可能比普及电力技术更困难，需要更长时间。目前农村和城市每百人的PC拥有量相差十几倍，缩小和消除信息鸿沟是我国的重大战略需求。 反映20世纪信息技术发展最主要的标志是摩尔定律。21世纪信息技术的一个重要目标，就是使用户看见的信息系统，包括专业应用软件、解决方案和服务。也能够有效地产生规模效应，从而使得软件业和服务业也产生类似摩尔定律的走势。比如。同样功能和性能的软件开发成本平均每两年降50同样质量的服务所需成本每两年降低50。今后几十年内如果能够使
10、得软件业和服务业也能做到按上述“摩尔定律”发展，无疑将会引发一场革命。 上世纪40年代。香农提出了以信息熵和互信息量为基础的信息度量和信息传输理论，为20世纪通信技术的大发展奠定了基础。从上世纪70年代开始。数字技术已成为信息领域的主流技术。今后几十年内模拟计算应该成为受人重视的研究方向。我们在重视数字技术的同时还需要探索模拟量处理的新途径以及数模混合处理的新方法。2、20年内现有信息技术的改进将遇到难以逾越的障碍 笼统而言，科学技术的进步可分为两大类。一类是基本创新，如蒸气机和内燃机、发电机和马达、电子计算机与集成电路等。另一类是在现有通用技术平台上的技术改进即应用创新或渐进创新，渐进的技术
11、改进对提高效率和市场竞争力具有累积效应，其累进的总效果可能超过一次大的创新。因此我们不能忽视渐进创新，包括引进消化后的再创新。 以CMOS工艺为主的集成电路就是一个明显的案例。被评为材料科学领域50年问最大进展的“国际半导体技术路线图”(ITRS)2008年预测2022年以前的半导体工艺发展。已经不再仅仅是线宽的缩小，而是提出了3个发展方向：一是延续摩尔定律，即继续等比例缩小CMOS器件的工艺特征尺寸。二是扩展摩尔定律，即从Geometrical Scaling转向Functional Scaling，着眼于一块芯片集成尽可能多的功能；三是超越CMOS，即探索非CMOS的新原理、新器件，如碳基
12、纳米器件、自旋电子、单电子、量子、分子器件等。现在，芯片性能倍增时间已从过去的一年半延长到两年半。到2020年左右，摩尔定律将不再有效。我们必须寻找新的出路也就是说集成电路正在逐步进入“后摩尔时代”。 超级计算机的发展与集成电路有密切关系，采用CMOS器件. IBM已经有研制Exa级超级计算机的计划。预计2018年左右推出，功耗可能会超过100MW。近30年来，每隔11年左右。超级计算机的性能提高l 000倍(处理器芯片性能提高100倍左右。系统规模提高10倍左右)。除了功耗限制外,超级计算机系统的可靠性也是难以逾越的障碍。 Internet网的设计者绝不会想到今天全球有十几亿人上网，互联网会
13、成为不可或缺的信息基础设施，更不会想到音视频内容会成为网上的主要流量，需要保证实时的服务质量。互联网的开放宗旨和信任上网用户的原始假定也导致今天很难解决网络安全问题。为了构造安全可信、高效方便的信息基础设施，可能需要1020年时间才能彻底突破TCPP协议的局限。 其他的信息技术，例如存储和显示等。大约20年之后也会遇到类似的技术壁垒。预计到2030年左右，传统的磁记录技术也将走到极限新的原子级存储技术将逐步为主流。在存储与显示领域，光子可能会逐步取代电子，成为主流的信息载体。3、21世纪上半叶信息科学可望取得重大突破 就信息领域而言，20世纪下半叶是以技术创新和产业大发展为标志的时代，信息科学
14、本身并没有本质性的大突破。然而，21世纪上半叶有望兴起一场以网络科学、学科交叉、计算思维和数据知识化为主要方向的信息科学革命。在网络科学和智能科学取得重大突破以后。2l世纪下半叶基于信息科学突破的新的信息技术将取得比20世纪下半叶更大的发展诚然，未来的科学技术进步将表现出群体突破的态势。起核心作用的已不是一两门技术，而是由信息科学技术、生物科学技术、纳米科学技术、认知科学与智能技术、新材料科学与先进制造技术、航空航天技术、新能源与环保科学技术等构成的交叉科学技术群体。科学技术将进入到一个前所未有的群体集聚、协同进化的时代。信息科学还是一门年轻的科学。有人认为信息科学还处在“伽利略时代”。许多重
15、要的信息科学基本理论问题并没有解决。我们还在从事伽利略那样的观察和总结工作。希望21世纪上半叶信息科学能进入“牛顿时代”。从长远来看，发展信息科学技术前景光明灿烂。课程体会总结 接触这门课程时，我还不是很了解它要学习什么内容。也不理解为什么要学习这门课程。刚开始以为只是一些单纯的科技讲座，在经过了九周的学习后（尽管时间很短），我不仅仅对自己所学的专业有了更深的理解，更重要的是我清楚的明白了电子信息工程这门专业需要我们学习哪方面的知识。曾经的我认为只要能把单片机学好就可以了，后来经过老师介绍才发现，我们要学的东西太多太多了。软件方面要学习Keil、WAVE、MPLAB等（C语言）；仿真方面则是要学习Proutues、Multisim等；设计电路板时，要学习Protel、AD、Power PCB等。之后还要接触到AVR、FPGA、DSP等等。 21世纪是信息时代，社会对电子产品的依赖越来越强，然而现在却面临着一边是大学生找不到工作，一边是企业出现招工难的现象，所以我们必须尽量向社会对人才的需求靠拢，社会缺哪种人才，我们就重点学习这方面的知识，当然有时间应该也要学习其他方面的技能知识，尽量做到多方面发展，只对一门专业精通也是很容易被社会淘汰的。大学四年是最好的学习黄金段，我们应该努力把握。学
