自然科学概论课件第七章.ppt

第八章当代技术发展的重要前沿第一节电子信息技术,一、微电子技术1、电子信息技术：是实现信息获取、传递、存储、处理和使用功能的所有技术的总称。2、微电子技术：现代微电子技术是指以研究、开发和生产以集成电路为核心的电子元器件技术。,3、微电子技术的特点：A、能使电子技术微型化。B、大大提高了设备的可靠性。 集成度：是在一定尺寸芯片上能做多少晶体管 或门电路。,3、微电子技术的发展前景： A、量子功能元件； B、三维集成电路； C、砷化镓微电子技术； D、以硅为基础的光电子技术； E、超导电子技术。,二、电子计算机技术 1、电子计算机系统的组成： 计算机系统包括：硬件系统和软件系统 A、硬件系统：主机（运算器、存储器、控制器）、外部设备（输入、输出设备和外存储器）。,B、软件系统：为了完成管理计算机本身，或针对不同的信息处理任务而编制的程序。 C、操作系统：是管理计算机系统资源、协调计算机各部分功能的一些程序。 D、应用软件：是为解决特定的实际问题，针对不同信息处理任务而编制的程序。,2、电子计算机的应用 A、科学与工程计算； B、企业经营管理自动化； C、办公自动化； D、计算机控制； E、应用于新产品的制造； F、计算机辅助设计。,3、网络：是指在地理上分散布置的多台独立计算机通过通信线路互连构成的系统。分：局域网、城域网和广域网。 4、计算机病害 A、计算机病害：是指能起破坏作用的计算机程序或指令。 B、计算机病害的防范措施：一是用户提高警惕；二是加强法制；三是使用“计算机疫苗”；四是清除病害。,三、现代通信技术 通信技术：又称电信技术，是利用电信设备进行传输、发送和接收的技术。1、通信系统的组成:是信源、信道、信宿。它是由通信终端设备、传输设备和交换设备等三部分组成。,2、通信系统的分类 A、按信源和信宿的性质不同分：电话通信、传真通信、计算机通信等； B、按信道性质不同分：光纤通信、卫星通信、微波通信； C、按终端的性质分：固定通信、移动通信； D、按通信终端对象分：普通通信、个人通信； E、按通信的信息媒体分：单媒体通信和多媒体通信。,3、通信技术的发展 A、数字通信：用电信号来传递信息；优点：一是抗干扰能力强，二是能实现远距离传送，三是数字信号能同时适应各种通信业务。 B、光纤通信：是指声音、图像、数据等形式的电信号调制到光载波上，通过由若干条光纤组成光缆传送到接收端，经过处理还原成原来的信息的过程。 C、卫星通信。,4、现代通信技术的特点： 智能化、宽带化、个人化、数字化、信息高速公路网络化。,第二节 生物技术 现代生物技术：是指利用生物体或其细胞组织成分的特性和功能，与工程技术原理相结合，进行生产加工，为人们提供产品和服务的一门高新技术。,一、细胞培养技术 1、细胞培养技术：选取农作物的优良品种，从上面切取或提取一小片组织、花粉或单细胞，在人工培养基上进行离体培养，形成有分裂能力的细胞团，再放入试管进行培养，使其发育成胚状体，进而分化出根、茎、叶，最后长成新的植株。 优势：不受土地的限制、不受季节影响、育苗速度快、节省种子。,2、细胞融合技术：是把两种或两种以上遗传性不同的生物细胞，进行人工融合，得到杂交细胞的技术。 3、胚胎移殖技术：从动物体内取出卵细胞，在试管里进行受精，并培养成胚胎，然后再植入母体输卵管内，孕能产仔。 4、细胞核移殖技术：是将一个细胞的细胞核，移植到另一个细胞里，形成具有新的遗传基因的生物个体。,二、基因工程 基因工程：生物的遗传信息承载于细胞里的DNA上，将带有遗传信息的DNA片段在体外或体内进行重新组合，再把它转移到另一生物体内，创造出人类所需的生物新品种，又称遗传工程。,1、培育农作物新品种。2、研制食用疫苗。3、培育“超级鼠”和“超级猪”。4、蛋白质工程：通过基因工程技术，了解蛋白质的NA编码序列；对蛋白质进行分离纯化；对蛋白质的序列和结构功能进行分析，对蛋白质结晶进行动力学分析；计算机辅助设计突变区对蛋白质的DNA进行突变改造等。5、基因调控研究。6、基因疗法。,三、酶工程 1、酶及酶的提取 酶工程：包括各种酶的提取、生产，酶的分离和纯化，酶的固定化技术，酶反应器的研制，以及酶的应用等。 2、酶工程的应用：食品、轻工、医药、环境保护、能源开发等。,四、微生物工程 微生物工程：又称发酵工程，是指利用微生物的某些特性，通过现代工程技术手段，生产工业产品，或直接把微生物的应用纳入工业生产体系中。A、人造丝；B、降解塑料；C、新品巧克力和人造肉；D、从”石油树“到”绿色石油“；E、治理环境污染和采矿。,第三节 新能源技术一、人类社会与能源 1、能源的分类 能源技术：是研究如何有效地开发、生产、保存、传递能源并通过形式的转换来有效利用能源的技术。,A、按形成过程分：一次能源、二次能源。 B、按能源的性质分：燃烧能源、非燃烧能源。2、人类开发利用能源的历史 A、社会主导能源的演进； B、全球性能源问题。,二、新能源的开发和利用 1、原子能的开发及其应用 原子能包括原子核裂变能、原子核聚变能、原子核辐射能和原子湮没时释放出的能源。 A、核裂变和核聚变； B、原子能的应用； C、核能发电的优点。,2、太阳能的开发及其应用 A、太阳能转变成热能（光/热转换）；B、太阳能转变为电能（光/电转换）；C、太阳能转变成化学能（不/化学转 换）。,3、地热能的开发及其应用 4、海洋能的开发及其应用 A、潮汐发电； B、海浪发电； C、海水温差发电； D、海流能发电； E、氢能的开发研究； F、煤炭的气化和液化技术；,煤的气化：是把经过适当处理的煤送入反应器，在一定的温度和压力下通过气化剂以一定的流动方式转化成气体。煤的液化：将煤转化为碳氧化物和氢等气体，再合成液态煤。,第四节 新材料技术一、人类社会与材料 材料科学技术：是研究材料的结构、性能、性质和用途，从而开发和应用新材料的科学技术。,1、材料是社会发展的标志2、材料是科学技术进步的支柱 A、计算机； B、光纤； C、超导体； D、航空技术； E、日常生活； F、高分子材料。,二、材料的分类 1、金属材料 A、黑色金属材料； B、有色金属材料。2、无机非金属材料 A、陶瓷材料； B、玻璃材料； C、水泥材料。,3、有机高分子材料 A、塑料材料； B、合成橡胶； C、合成纤维。4、复合材料 A、第一代复合材料； B、第二代复合材料； C、第三代复合材料。,5、几种新型功能材料 A、电子与光电子材料； B、新能源材料； C、智能材料。,三、新材料的未来 1、新材料的设计宏观设计和微观设计 2、新材料技术的未来发展趋势 A、进一步探索材料的组成、结构和性能，不断改善现有材料的各种性能，以便有效地加以利用； B、不断探索和发展具有特殊性能的新材料，使之趋于高功能化、超高性能化、复杂化和智能化； C、新材料微型化与轻型化。,第五节 自动化技术与激光技术一、自动化技术 自动化技术：是指在无人直接参与下，机器设备、生产管理、行政管理和家务劳动等通过自动检测、信息处理、分析判断，自动地实现预期操作或自行实现某种过程的技术。,1、自动化技术发展史 A、单机自动化； B、最优控制与局部自动化 C、系统控制与管理自动化； D、智能自动化。,2、自动化技术的基本原理 A、传感器：负责感受周围物体和情况，或收集信息和传递信息； B、控制器：负责指挥或处理信息； C、执行机构：是执行命令、采取行动。,3、自动化技术的应用 A、工业自动化； B、农业自动化； C、交通自动化； D、办公自动化； E、军事自动化； F、家庭自动化。,4、人工智能 人工智能：是计算机科学、控制论、信息论、神经心理学、心理学、语言学等多种学科互相渗透而发展起来的一门综合性新学科。 A、自然语言理解； B、数据库的智能检索； C、专家咨询系统； D、智能机器人。,二、激光技1、激光的特性 A、亮度高； B、方向性强； C、单色性好； D、相干性好。2、激光原理3、激光器的组成：工作物质、激励电源、谐振腔。,4、激光的应用 A、在工业上的应用； B、在农业上的应用； C、在医学上的应用； D、在军事上的应用。,第六节 空间技术和海洋技术一、空间技术 空间技术：是指探索、开发和利用太空以及地球以外天体的综合性工程。,1、空间技术的特点及其发展历程 A、空间技术的特点：特异性、宏遥性、综合性、系统性、全球性； B、空间技术的发展历程。,2、空间技术的应用 A、通信卫星； B、对地观测卫星； C、空间技术的应用； D、科学卫星和空间探测器； E、空间技术的应用前景展望。,二、海洋技术 1、海洋资源与海洋开发的兴起 A、海洋人类的资源宝库； B、海洋矿产资源； C、海洋能源。2、海洋开发的主要内容 A、传统产业的进一步发展； B、新兴产业的迅速崛起。,