现代信息技术概述.doc

《现代信息技术概述.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代信息技术概述.doc（26页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、现代信息技术概述第一节 信息技术的基本概念一、信息技术20世纪40年代以来，以信息技术为代表的新技术革命对人类社会的发展进程产生了重大影响，信息技术本身也取得了长足的进步。似乎一夜之间，信息、信息处理、信息传播、信息存储这些词汇闯入了人们的生活，20年前，计算机在工厂、实验室里被视为高档贵重仪器设备，需要由专业技术人员小心翼翼地“服侍”，而今已进入寻常百姓家。至于录音机、电视机、录像机、电话等电子设备，更是早已成为人们离不开的日常生活工具。这一切都在说明：信息技术创造了一个崭新的20世纪，人们还将利用它创造一个更加辉煌灿烂的21世纪。信息技术使信息的传播不再仅仅依赖人际之间的口头传播或书信往来

2、，使信息的处理不再依靠大量人力的消耗，使信息的存储不再仅仅依赖于纸和笔，它向世人宣告：一个新的时代已经到来。对于信息技术目前还没有一个十分统一的定义，一般认为，信息技术就是获取、处理、传递、储存、使用信息的技术。从广义上讲，凡是与上述诸方面相关的技术都可以叫做信息技术，一般可分为四类，即感测技术、通信技术、计算机技术和控制技术。所谓感测技术，是指对信息的传感、采集技术；通信技术是传递信息的技术；计算机技术是处理、存储信息的技术；控制技术则是使用与反馈信息的技术。从这四类信息技术的功能可以看出，它与人体信息器官的功能十分类似，它们分别对应着人体的感觉器官、传导神经网络、思维器官和效应器官。因此，

3、有的信息学家提出了如下的框图（见金建著：当代信息技术产业化与技术进步第2页，经济管理出版社1997年版。）来说明信息技术的基本概念：图2-1 信息技术的概念框图从另外的角度讲，信息技术的应用性很强，因此又常被称作“3C”技术、“3A”技术等等。所谓3C，就是指通信（Communication）、计算机（Computer）、控制（Control）三种技术，它们的英文名称的第一个字母都是“C”，所以简称3C技术。3A是指工厂自动化（Factory Automation）、办公自动化（Office Automation）和家庭自动化（Home Automation）。显然，这是信息技术在人类生产活动

4、和生活过程中的典型应用。此外还有“3D”之说，就是指数字传输（Digital Transmission）、数字交换（Digital Switching）、数字处理（Digital Processing）三种数字技术。这都是信息技术在不同领域中的具体应用。二、信息技术的分类按照不同的分类标准，人们对信息技术有不同的分类方法。一种逻辑分类方法是按照信息技术构成的内部结构将其划分为信息技术的基础技术、信息技术的支撑技术、信息技术的主体技术和信息技术的应用技术四大类。其中基础技术主要是指新材料技术和新能量技术；支撑技术主要是指电子技术、微电子技术、激光技术和生物技术等等；主体技术包括感测技术、通信技术

5、、控制技术等等；应用技术则是指信息技术在人类生产和生活中的各种具体应用，如办公自化系统、管理信息系统及各类专家系统等等。这种分类方法，可以使人们看到信息技术的全貌，明确其整个体系的构架。在此基础之上，每一大类又可以细分出许多具体的信息技术。三、信息技术发展的基本规律信息技术是怎样一步步发展起来的呢？为什么在我们所生活的这个时代中会发生这样一场意义深远的新技术革命呢？首先让我们看一看信息技术发展的规律。任何事物的发展都是有规律的，技术也是如此。人们经过长期的社会实践和科学研究发现了技术发展的三条规律，即技术辅人律、技术拟人律和人机共生律。信息技术也是遵循着这样的三条规律不断发展的。（一）技术辅人

6、律在人类的最初发展阶段，可以说是没有科学技术可言的。人们生活在蒙昧之中，仅仅依靠自身的体力与自然抗争，采食果腹、抵御野兽。然而，在漫长的发展进程中，人类终于学会了使用和制造工具。这是人与动物的根本区别所在，也是技术的起源。那么人类利用和制造工具的最终目的是什么呢？显然是因为人的自身条件太有限，各种器官的功能不足以应付生存和发展的需要，而必须利用和制造工具则能帮助人们克服这些困难。所以说，技术是用来辅助人类的，它能帮助人类克服困难，争取到更多的自由与解放。正因为如此，人类在创造了最初的工具、掌握了最初的技术之后，还要不断地发展技术，使自身不断得到辅助和发展。也就是说，技术是用以辅助人类的，这是技

7、术发展的根本法则和目的。这就是技术辅人律的由来。（二）技术拟人律技术的进步不是无规律的，不是谁头脑一热就可以想出来的，而是随着人类的发展逐步发展进步的。人类在发展演进的过程中对自身的某些器官的功能提出了新的要求，但是人的这些器官功能却不是可以无限发展的。于是人就有了通过应用某种工具和技术来达到延长自身器官功能这一目的的要求。经过长期的实践，人类会逐渐掌握这些工具和技术，但是，又会对自身器官的功能水平提出新的要求。人类经过创造新技术进而掌握新技术，使人类对自然的认识达到一个新的水平，使技术的更新不断出现，不断向更高水平发展。就这样周而复始，不断演进，在前进中提高人类认识自然、改造自然的能力。也就

8、是说，技术的发展是遵循延长人类器官功能这一规律进行的。通过模拟和延长人体器官的功能，达到技术的进步。这就是技术拟人律，它能为我们揭示技术发展的方向和路线。（三）人机共生律技术是人类创造出来的，机器是技术物化的成果。随着技术的进步，机器的功能越来越强大，在某些方面远远超过了人。人操纵着这样机器，认识和改造自然的能力势必大大增强。很难想象，现代的人如果离开了先进的技术和机器将怎样面对这个世界。但是，由于技术发展日新月异，以电子计算机为代表的“超级机器”已渗透到各个领域，做起了许多原来靠人来做的工作。那么是否有一天机器会超过人的智慧，反过来控制人呢？答案是否定的。因为无论机器如何发展，其智力来源都是

9、人。没有人的高级智慧活动，机器本身是做不出任何创造性劳动的。因此，人与机器的关系是共生的：一方面，人离不开机器，需要利用机器拓展自己的生存范围；另一方面，机器不能离开人的智慧去独立发展。在两者的关系中，人永远都居于主导地位。这就是人机共生律。技术辅人律、技术拟人律、人机共生律，是技术发展的基本规律。辅人律说明了技术的本质与功能，拟人律说明了技术发展的模式和途径，人机共生律则揭示了技术发展的前景。从远古到现代，人类社会每一次技术进步，都在体现和验证着技术发展的这些基本规律和法则。信息技术的发展当然也不例外。第二节 信息技术发展历程一、古代信息技术在遥远的古代，人类刚刚进入文明时期，用于实现信息传

10、播的方法是十分简单的。主要是以手势、喊叫、形体动作来沟通信息。大约距今四、五千年前，人类就已在陶器上刻画各种符号。古埃及人用纸草（尼罗河下游的一种植物）书写文字，还有的地区人们用泥版刻画符号。在三千多年前的我国商代，出现了刻在龟甲或兽骨上的文字，这就是著名的甲骨文。从19世纪末至今，我国考古工作者在殷墟（河南安阳）、陕西岐山、山东桓台等地都发现了大量刻有文字的甲骨。我国商代还开始在青铜器上刻字铸字，现称之为铭文。如毛公鼎铭文刻于西周晚期，长达497字。商代以后，中国人已懂得用竹片或木片作为信息载体。如1995年在发掘湖北荆门郭店一号楚墓的过程中，发现了老子等5部战国时期的典籍，共804片，上面

11、保存有1.6万字左右的篆文。此外，当时人们还把丝织品帛作为书写的载体。1973年在长沙马王堆三号汉墓中发现了约12万字的古代帛书，包括老子、战国策及多种兵书、历书等古籍。到了我国汉代，信息技术史上的伟大发明造纸术问世了。造纸术作为我国古代四大发明之一，对世界文明的进步产生了重大作用。根据考古发现，早在西汉时期，纸作为书写载体已经出现。到了东汉，蔡伦和工匠们总结了前人的造纸经验，用树皮、麻头、破布、旧鱼网为原料，更新工艺，创造出了新的造纸方法。因此通常认为造纸术为蔡伦等人所发明。纸的发明，使得信息的记载和传递有了轻便好用的载体，对于科学技术的传播和世界文化交流产生了巨大的作用。到了我国隋唐年间，

12、一种新的信息技术印刷术诞生了。早期的印刷技术为雕版印刷，就是将文字反刻在一块平整的木板或其它板材上，然后上墨印刷的方法。关于雕版印刷术的发明时间，有着不同的说法，一般认为始于公元7世纪的唐朝贞观年间。盛唐时代，雕版印刷主要用于印刷佛教经书。如在敦煌发现的印于公元868年的金刚经是现有纪年的最早雕版印本，印制十分精美。到了宋代，雕版印刷十分兴盛，印出了大量书籍。然而雕版印刷有它的自身不足，即印一页须雕一块版，刻版工作量很大。宋代庆历年间，平民毕升经过不断摸索，终于在世界上首先发明了泥活字印刷术。其主要步骤是：制活字、排版、印刷，与现代铅字排版印刷基本相同，因此称得上信息技术史上的一次革命。后来，

13、又出现了木活字印刷术。德国的谷登堡于1438年至1450年间发明了金属活字印刷术。他用铅合金铸字，还研制出铸字盒、木制印刷机、印刷油墨等等，形成了一整套印刷工艺。印刷术的应用对世界文明发展影响巨大。它在短短的时间内，使世界上的书籍数量激增，把知识和文化传播到了各个国家和地区。马克思对此有很高的评价，他说：“印刷术总的来说变成科学复兴的手段，变成精神发展创造必要前提的最强大杠杆。”可见，印刷术在世界文明史和信息技术史上具有十分重要的地位。全面考察古代的信息技术，就有必要了解古代的通信方法。视觉通信和听觉通信，是人类最原始的通信方式。在中国西周时期，烽火成为通信手段，被用来传递紧急军情。在点燃烽火

14、的同时，往往还通过击鼓来传递信息，与烽火配合使用。在历史上，人们信息传递的一个很主要的渠道是通过邮驿，即通过设置驿站传递政府文书和各类邮件。此外，古人还使用信鸽和其它特殊方法来传递一些信件或特殊信息。二、近代信息技术下面以几种典型的信息技术为例，介绍近代产生的信息技术及其发展。（一）摄影技术早在2000多年以前，我国人民就发现了小孔成像现象。在欧洲文艺复兴时期，出现了供绘画成像用的暗箱。后来，人们又发现了具有感光性能的硝酸银等物质。1826年，法国工匠尼埃普斯将一种沥青溶化后涂在金属板上，经暗像曝光后获得一张街景的照片。1837年，法国人达盖尔发明了“银版摄影法”。1839年，法国政府买下该发

15、明的专利权，并于同年8月19日正式公布，因此这一天被定为摄影术的诞生日。当时，用这一方法拍摄时需要20-30分钟的曝光。1851年，英国人阿彻尔发明了湿版摄影术，使人像摄影缩短至只需几秒种，从而成为现代摄影术的开端。摄影技术所使用的主要工具是照相机和感光材料。早先的照相机十分粗笨。1889年美国的伊斯曼发明了世界上第一台使用胶卷的相机。1913年，德国莱卡公司研制出第一台135型照相机。1929年，德国罗莱公司推出双镜头反光120相机。“二战”以后，电子测光照相机问世，单镜头反光照相机得到了长足发展。80年代以后，全自动的“傻瓜”照相机、一次成像照相机等迅速普及，各类特殊用途的照相机也层出不穷

16、。在感光材料方面，1871年，英国人马杜多斯发明了溴化银乳剂，1889年美国柯达公司开始生产世界上最早的胶卷，这种胶卷以硝化纤维素为片基。20世纪30年代后，醋酸纤维素软片被推向市场。之后，又出现了彩色胶片。70年代以后，胶片技术更加成熟，油溶性彩片、高温快速的II型胶片以及超高速的VR、HR等彩色胶片纷纷面世。这些摄影底片所用的感光材料，都是碘化银乳剂和醋酸涤纶片基。1996年4月，柯达、佳能、尼康等五家公司合作开发出的“先进照相系统（APS）”正式推向市场。该新系统所采用的照相机、胶卷和冲印设备都是全新的，新胶卷为24毫米，在同一胶卷上能同时拍摄传统规格、广角规格和超长构图3种尺寸的照片。

17、同时它采用的电子影像处理系统能使APS照片方便地转为电视信号。据称该项新技术是35毫米照相机问世以来摄影领域最重大的技术突破。作为近代产生的一种信息技术棗摄影术使人类活动和自然界变化过程中的图景得以留存，它克服了以往只能依赖文字、符号、绘画等手段记录信息的不足。（二）电影技术1889年美国的伊斯曼发明了将感光乳剂涂布在赛璐璐长条上的感光胶片。随后爱迪生发明了能应用胶片进行连续拍摄的摄影机。法国的卢米埃尔兄弟在伊斯曼和爱迪生二人发明的基础上，于1895年研制成电影放映机并获得专利。1895年12月28日被定为电影诞生日。最早的电影是黑白、无声电影。1926年，美国上映了用感光法制作的有声电影。2

18、0世纪50年代以后，磁性录音技术开始应用于电影的生产过程中。彩色电影的技术基础则是1932年在美国出现的染印法和后来诞生的多层乳剂彩色胶片。电影的诞生使人类掌握了一种全新的传播媒体，也获得了一种新的娱乐形式。它拓展了人类的思维空间，激发了人的想象力。电影能带给人们艺术美的享受，也能真实地记录社会的发展变迁。作为一种新的信息传播技术，电影为人类的文明进步做出了贡献。（三）电报1837年，美国人莫尔斯发明了有线电报机。1844年，美国华盛顿至巴尔的摩之间的电报线路架设完成投入使用。1875年，法国的巴特发明了多路电报，它能通过一根导线传送8路电报。1915年美国人甘培尔和德国人瓦格纳发明了滤波器，

19、使一条导线传送几十路电报成为可能。电报发明之后，迅速普及。1845年，世界上最早的通讯社法国的哈瓦斯通讯社开始使用巴黎至里昂的电报线路传送新闻。这表明，电报在其诞生早期就介入了新闻传播。无线电报的技术原理是电磁波理论。1864年，英国理论物理学家麦克斯韦预言电磁场以波的形式传播。后来，德国物理学家赫兹证明了电磁波的存在，并测出了其波长。1895年，意大利人马可尼进行的无线电通信试验获得成功，并在英国取得发明专利。与此同时，俄国人波波夫也独立地完成了无线电通信试验。1902年，马可尼进行了横跨大西洋传送无线电信号的试验并取得成功。无线电报的发明，使人类远距离高速信息传播进入到一个新的境界。无线电

20、波承载着信息，在瞬间就可以传到远隔万水千山的异地。人们再也不必为了一封短信，奔走跋涉，日夜兼程；也不必为一封家书，苦候数月，祈盼平安。电报的发明、无线电信息技术的应用，极大地提高了人类认识自然、改造自然的能力，在世界科技史上占有重要的地位。（四）电话19世纪前半叶，人们对电磁现象的研究逐渐走向深入，发现了电磁现象的许多规律。电话就是根据电磁感应的原理研制成的。1876年，美国人贝尔发明了电话机，并于当年在费城博览会上做了公开展示。贝尔的电话机原理是将线圈绕在磁铁芯上，旁边悬置一片金属振动膜,当声音发出时，由声波引起的振动膜的振动导致穿过送话器线圈的磁场发生变化，这一变化又引起导线中电流的变化。

21、变化的电流通过受话器线圈时引起磁场的相应变化，使受话器的薄膜发生振动，从而复原了送话者的声音。1877年贝尔成立了电话公司，着手生产和改进电话机。1878年，著名发明家爱迪生研制出一种性能优良的新型电话机，该项专利随即被贝尔公司买下。同年贝尔在相距300公里的波士顿和纽约之间进行了首次长途电话实验。电话的发明，使一个人的声音可以跨越千山万壑甚至远隔重洋，清晰地响彻在另一个人的耳畔。“顺风耳”的神话变成了现实。它极大地“延长”了人的口与耳的功能，使信息技术向前迈进了一大步。（五）广播无线广播的基本原理仍是无线电波的发送和接收。它利用代表声音信号的电流来调制负载电波的振幅（或频率），并以被调制的无

22、线电波为载体，将声音信号发传出去。在接收端，收音机通过调谐，将一定频率的广播信号接收下来，然后经过检波，将代表声音信号的电流还原出来，进而变成声音播放出来。1904年，英国人弗莱明发明了二极管，它具有检波和整流功能。1906年美国人德 福雷特又发明了能将弱小电流放大为较强电流的三极管。德福雷斯特还利用三极管研制成电子管振荡器，用它可以产生频率较高的电磁波。后来，他将多个放大三极管极联起来，制成多级放大器，再配以振荡器，就制成了功率较大的无线电发射机。1906年，德律风根公司研制成功无线电话。1907年，德福雷斯特在纽约进行了无线电广播实验。1920年，美国匹兹堡市的KDKA广播电台开始播音，成

23、为世界上第一家正式播出节目的私营广播电台。到1925年，已有20多个国家开办了广播电台。无线电广播利用电磁波的传播，有多种实现形式。若按调制方式分，有调幅广播、调频广播和调相广播。同样是调幅广播，按使用的波长又可分为长波广播、中波广播和短波广播。其中中波广播和短波广播又是最常用的广播技术手段。中波广播可沿地球表面传播，在功率较大的情况下，能够覆盖半径为100多公里的地区，也能依靠电离层的反射传播到几百公里以外的地区。短波广播主要是依赖电离层的反射。较大功率的短波广播可传播到几千公里之外。国际广播一般就利用短波传播。调频广播是20世纪40年代后产生的广播形态，它与调幅中波广播相比，具有声音质量高

24、、抗干扰能力强等优点，因此在世界上得到了较快的发展。无线电广播作为最早出现的电子大众传媒，在人类社会生活中产生了巨大的影响。它率先实现了一点对多点的声音信息传播，使众多新闻信息及时传达到人们耳畔。有了广播，人们对这个世界上刚刚发生的和正在发生的大事能够及时获知，及时做出自己的反应。同时，广播的出现，使人们拥有了能够以低廉价格获取各类信息的工具。这对推动社会的文明进步，提高人们的教育水平，促进文化交流都具有重要意义。（六）电视1884年，德国人尼普科夫研制出能进行图像扫描的机械圆盘。进入20世纪以后，许多发明家开始了对用电子方式传送图像的探索。1925年，英国人贝尔德发明了电视。1928年，贝尔

25、德应用机械扫描方式在伦敦与纽约之间进行了电视图像传送实验，取得了对静止图像传送的成功。1930年，实现了声像同步播出。1933年，美国人兹沃雷金发明了能够进行光电转换和电子扫描的摄像管，加快了电视走向实际应用的步伐。在这一时期，法国、前苏联、德国、日本等国家都进行了电视实验研究。1936年，英国广播公司在世界上率先开办电视广播。1939年，美国、前苏联进行了电视广播实验。1941年，美国建立了自己的第一座电视台，即美国全国广播公司的纽约WNBT电视台。在第二次世界大战以前开办电视的国家还有法国、德国、意大利等国家，“二战”期间它们的电视台基本上处于停播或半停播状态，到战后才得到恢复和发展。到2

26、0世纪50年代末期，全世界开办电视的国家已达50个左右。到70年代，多数国家都开办了电视广播。早先的电视系统是黑白电视系统。1953年，美国确定了自己的彩色电视制式NTSC制，并于1954年在世界上首次播出彩色电视节目。随后，日本与加拿大的彩色电视制式也采用了NTSC制。1956年，法国提出了彩色电视SECAM制，1960年，联邦德国提出PAL制。自此，形成了3种彩色电视制式在世界上并存的局面。在节目摄制技术方面，早期的电视节目一般采用直接播出的办法，其新闻节目都是用摄影机拍摄下来的。1957年，磁带录像机问世。它的诞生使电视节目有了适宜的记录载体，使电视节目的制作和传播进入了一个崭新的阶段。

27、电视技术无疑是20世纪信息技术的一项重大成果。电视传播声像并茂，色彩生动，能够远距离传送，也能够将世界上正在发生的事情原原本本地展现在每一位观众面前。它使人们获取信息的方式发生了巨大的变化，对人类的社会生活产生着广泛而深入的影响。三、现代信息技术“二战”以后，特别是20世纪中叶以来，信息技术进入了新的发展阶段。现代信息技术以微电子技术为基础技术，以计算机技术和现代通信技术为主要代表，包括信息获取技术、信息处理技术、信息传递技术、信息存储技术等方方面面的技术。对于计算机技术和现代通信技术，将在以下的章节中做专题介绍。在这里主要介绍微电子技术和传感技术。（一）微电子技术微电子技术是随着集成电路技术

28、特别是大规模、超大规模集成电路技术的发展而发展起来的一门新兴技术，它包括系统与电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试与封装等一系列专门技术。1948年，美国贝尔实验室研制出了晶体管。它体积小、功耗低、可靠性强，其发明预示着微电子时代的到来，同时使电子工业系统又增添了一个新的部门半导体工业。晶体管工作的基本原理，在于通过给纯净的半导体中渗入极微量的外来杂质时，其导电性能将发生很大的变化。因此，只要设法向一块半导体片内部各个区域渗入不同类型和数量的杂质，人们就可以使一块晶片内部各个微小区域形成不同类型和导电性能强弱不等的相应区域。晶体管的诞生，使人们获得了比电子管更小、更轻、更可靠、性能

29、也更佳的电子器件。1958年，美国德克萨斯仪器公司的一名工程师设计出第一块在一根半导体硅单晶上包含4个晶体管器件的相移震荡器，实现了最早的“集成化”设想。同年，美国仙童公司也宣布制成世界上第一块集成电路。集成电路的诞生，打破了传统电子线路的结构范畴，因为电子元件已被集成在一块不可分离的单晶硅片上了。1959年底，德克萨斯仪器公司建成世界上第一条集成电路生产线，这标志着集成电路已走出实验室，进入了工厂的大门。1971年，美国英特尔公司研制出世界上第一台微处理器，这个中央处理器在一块不足0.5平方厘米的硅片上制成，能够完成逻辑功能和运算功能。集成电路的生产原料是硅、铝、水和一些气体，比较便宜，但其

30、制造过程相当复杂。一般生产一批集成电路要经过400多个步骤，历时3至4周。首先要对原料硅进行一系列处理，把单晶棒切成许多薄晶片，晶片厚度约0.5毫米。而后要在整个硅表面上覆上一层所需要的材料，利用光刻法对半导体晶片表面进行刻蚀加工，从而获得极精细的晶体管电子电路。加工完成后，对每个电路进行测试、包装、制作完毕备用。集成电路有多种分类方法，按照其中的晶体管类型的不同可分为双型集成电路和MOS型集成电路；按电路工艺结构的不同可分为半导体集成电路和混合集成电路；按集成电路的功能可分为模拟集成电路、数字集成电路和专用集成电路。集成电路自诞生以来，主要经历了4个发展阶段：早期的集成电路十分简单，在60年

31、代初期，集成度还不到100。所谓集成度，就是指在一定尺寸的芯片上能做出晶体管电路的个数，它是衡量集成电路功能水平的重要指标。60年代初期所达到的集成度水平，称为小规模集成，到20世纪60年代中期，集成度达到了数百，称为中规模集成；70年代时集成度达到几千甚至上万，这个阶段为大规模集成阶段；80年代以后，进入到超大规模集成阶段，集成度突破100万，并以每3年增长3倍的速度提高。比较微电子技术与传统电子技术，可以看出两者有很大的差异。微电子技术以芯片、集成电路为研究重点，它将传统意义上的元件，例如晶体管和导线，都集成在硅片中以整体的形式联接和存在。其他元件一般都可以由晶体管构成。微电子技术的发展趋

32、势就是不断缩小电路元件的尺寸，提高集成度，使集成电路体积更小，重量更轻，更省电，功能也更加强大。微电子技术作为现代信息技术的基础技术，涉及到固体物理、化学、电子学、工艺学、机械工程学等诸多学科。同时，其应用在当今已遍及人们生活、生产的各个领域。在日常生活中，现代家庭的各种电器中几乎都有微电子产品的踪迹；在现代工业生产、医学和军事领域，微电子技术产品更是举足轻重。由于微电子技术的发展而引发的集成度的提高、微处理器价格的降低，使电子计算机的应用在全社会迅速普及。由此产生的社会影响是广泛而深远的。（二）传感技术现代传感技术是现代信息技术的重要组成部分。人类认识自然改造自然的过程，实际上也是一个不断地

33、从外界获取信息并对其进行加工处理，然后在此基础上对外界做出反应的过程。那么也就是说，没有有效地捕获信息的技术，人们对外界事物就谈不上认识和利用。传感技术就是人们借以采集信息的技术，它的发展源远流长。今天，我们所应用的各类传感器以及雷达、遥测、红外遥感等各类先进技术，就是传感技术的代表。传感器技术。传感器是将非电的物理量（如压力、温度、湿度、流量等量）转换为电量的装置。利用这种装置人们可以对某些物理量进行测量或处理。传感器有力敏传感器、热敏传感器、离子敏传感器、光传感器、生物传感器等多种类型。力敏传感器一般利用的是压阻效应、压电效应、声波表面效应等物理效应来完成力学量的转换。在目前的力敏传感器市

34、场中，半导体传感器已成为发展的主流，受到各国的高度重视。热敏传感器分为接触式和非接触式两大类，前者的主要代表是热敏电阻，它常用于高灵敏度的微小温差测量，其测量范围大多在常温区域；后者应用的是热辐射原理，其典型代表是激光温度传感器，该种传感器能够用于远程和特殊环境下的温度测量。离子敏传感器是一种微型化学敏感元件，它是电化学同微电子技术相结合的产物，具有体积小、重量轻、反应速度快、易实现集成化等优点，因而被广泛应用于环境监测、工业控制以及在生物体内进行离子活度的检测。光传感器是一种能够对光信号做出响应并可将光信号转换成电信号或相应控制信号的装置，其主要代表有光敏电阻器、光耦合器、硅光电池、硅太阳能

35、电池、红外传感器、电荷耦合器件等。目前光传感器应用十分广泛，如红外传感器已被应用到夜视、医疗检测、光通信等多个领域。生物传感器是以生物敏感元件为敏感单元构成的传感器（所谓生物敏感元件，就是以生物活性物质制作的元器件）。60年代中期，美国首先研制出葡萄糖传感器。80年代以后，生物传感器技术迅速发展，目前已广泛应用于医学检验、食品检验、环境监测等方面。雷达技术。雷达技术是一种重要的传感技术，它主要用于对飞行物的方位、距离进行测定。雷达主要由微波发射机、接收机和信息处理系统三部分组成。利用雷达发射信号与接收信号的时间差、相位差等数据，经过信息处理后即可确定飞行物的方位和距离。雷达于1935年问世，由

36、于它在军事及民用领域中的作用显著，许多国家大力发展这一技术。20世纪60年代以来，相控阵预警雷达、机载预警和火控雷达等纷纷面世。目前雷达技术发展的主要特点之一是相控阵技术的应用和全固态化。未来雷达将朝多目标、多功能、高可靠性、快速反应的方向发展。遥测技术。遥测技术是对被测对象的某些参数实施远距离测量的技术。传感器测出被测对象的某些参数后，通过变换器转变成电信号，并应用多路通信和数据传输技术将电信号传至远处的遥测终端，进行记录和处理。在石油、气象、电力、交通等许多国民经济部门中，由于距离远或其它特殊原因，人们无法靠近被测对象进行测定，这时候就需要应用遥测技术。例如，在城市公用事业监控系统中，人们

37、利用遥测技术监视自来水厂的水泵工作情况，监测水池水位、水压及流量大小；在医疗活动中，医务工作者可测运用遥测技术对病员的心电图、脉搏、呼吸、血压、体温等参数进行监测。红外遥感技术。遥感是20世纪60年代开始兴起的一门新的探测技术，它能利用遥感器探测到人眼看不到的物体或人耳听不到的声音。探测物体利用的是声波、电磁、力场等媒介，其中电磁能的应用最为普遍。通过遥感器把物体反射（或发射）的电磁能强度记录在胶片或磁带上，经处理就可得出物体数量、质量和其运动变化的信息。经过几十年的发展，红外遥感技术在许多领域，如环境生态领域、天文研究领域、资源利用领域以及军事领域都得到了广泛的应用。红外遥感技术的发展方向是

38、：提高分辨率、提高信噪比和信号处理能力。（三）其它现代信息技术信息存储技术。自古以来人类就有对信息进行存储的要求。由于人的大脑无法记住和同时处理发生在自然界和人类社会中的多得无法计量的信息，人们需要利用某种载体将一些有用的信息暂时或永久的记录下来，供以后处理。最原始的信息存储技术或许是结绳记事，人们利用绳结来存储信息；而后，文字符号的发明使人类能将信息刻录于石板、泥版、木片、树叶之上。纸的发明使人拥有了空前方便可靠的信息存储手段。而现代的磁存储技术、光存储技术、缩微存储技术则使信息存储技术达到了一个崭新的高度。其它现代信息技术还包括计算机技术、现代通信技术和网络技术。有关这些技术的详细论述，将在随后的章节中展开。