淺談計算機技術(shù)的電子信息控制與處理

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1計算機技術(shù)的發(fā)展方向與前景

計算機技術(shù)是當(dāng)今信息時展最快的科學(xué)技術(shù)之一，產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，功能日益強大，技術(shù)日益尖銳化。當(dāng)前計算機正朝著多極化、微型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展，計算機本身的性能越來越優(yōu)越，應(yīng)用范圍也越來越廣泛，從而使計算機成為工作、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)個人計算機已經(jīng)遍布于世界上的每個人，但是隨著計算機技術(shù)的不斷深入發(fā)展，科學(xué)、軍事等領(lǐng)域?qū)扌蜋C、大型機等的需求也不斷壯大。在天文、地質(zhì)、氣象、軍事等領(lǐng)域因為巨型機與大型機具有更加優(yōu)越的性能，計算能力超強，所以巨型機和大型機也得到較好的發(fā)展。小型機與微型機相對于大型機雖然性能沒有那么優(yōu)越，但是，它們具有攜帶方便、售價較低、安裝方便、使用便捷等特點，所以在各大企業(yè)得到更加廣泛的應(yīng)用。所以，計算機技術(shù)正朝著巨型化、大型化、小型化、微型化的多極趨勢發(fā)展。多極化將是電子信息發(fā)展對計算機技術(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算機以人的能力，可以模擬人的感覺和思維過程，這是下一代計算機所要實現(xiàn)的目標(biāo)。這里的智能化研究包括模式與圖像的識別，信息的自動控制和處理，語言的自動生成和理解，程序的自動設(shè)計和運行，智能機器人等。目前，已經(jīng)研制出了具有部分人的智能的機器人。后面的主要任務(wù)是研制出具有信息自動控制與處理智能的現(xiàn)代化機器人。網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。單機計算機工作的時代早已結(jié)束，單機走向聯(lián)機工作是計算機發(fā)展的必然趨勢，這是21世紀(jì)信息時代的必然要求。網(wǎng)絡(luò)化的概念實質(zhì)上就是指通過現(xiàn)代的通信技術(shù)將所有處于單機工作的計算機連接在一起共同交互工作，組合成一個大規(guī)模，具有強大功能的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。Internet可以將全球的計算機連接在一起，共享資源，達到資源的最大化利用。電子信息領(lǐng)域通過Internet可以實現(xiàn)電子信息的全面控制和及時處理，這是信息時代賦予計算機技術(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，它是將計算機、大眾傳播以及通信等技術(shù)綜合在一起而形成的計算機技術(shù)。多媒體計算機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)可以實現(xiàn)人機的交互操作，實現(xiàn)人與計算機的真正互動，可以全面改善人機交互界面。可以使計算機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

進入新世紀(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”明確強調(diào)：“優(yōu)先發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)，在經(jīng)濟和社會領(lǐng)域廣泛應(yīng)用信息技術(shù)。”這是在新時期黨的重大戰(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，在各個領(lǐng)域取得重大突破。但經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，我國雖然對于電子信息技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，但是真正掌握的核心技術(shù)與手段還是遠遠落后與其它的電子信息發(fā)展強國。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)與手段依然引進的國外先進研究成果。如果這種情況得不到改善，對于新時期大力發(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，重點從微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)四個方面進行詳細闡述，總結(jié)電子信息技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

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)，實現(xiàn)社會信息化的網(wǎng)絡(luò)及其關(guān)鍵部件不管是計算機或者通訊機，他們的基礎(chǔ)都是微電子。面對微電子技術(shù)即將進入納米尺寸和System-on-Chip時代，CPU時鐘進入GHz。中國具有較強整機系統(tǒng)設(shè)計能力，SOC時代的到來是我國IC產(chǎn)業(yè)跨越發(fā)展的機遇。但是中國微電子行業(yè)面對以下現(xiàn)狀：微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模和科學(xué)技術(shù)水平是衡量一個國家綜合實力的重要標(biāo)志。然而，我國目前仍然處于社會主義初級階段，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平相對于發(fā)達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)的教育水平處于機械式的傳導(dǎo)水平。眾所周知，IT行業(yè)是一個技術(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)只能引進國外先進技術(shù)，而我們的IT行業(yè)的“人才”只是像“搬運工”一樣進行機械式的裝配安裝，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)落后的我們在國際合作制作或者創(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，但是一個無“芯”的硅谷，產(chǎn)品不可能有競爭力。”在沒有集成電路產(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)前對于發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的重視。高級工程技術(shù)人才和設(shè)計人才的短缺已經(jīng)成為制約我國微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素。這里有一個不爭的事實，美國現(xiàn)在的微電子行業(yè)的設(shè)計人才已達40多萬，而我們僅僅有幾萬人而已。教育是百年大計，人才才是發(fā)展根本。面對以上微電子的發(fā)展現(xiàn)狀，想要從目前的微電子發(fā)展水平進入納米尺寸和System-on-Chip時代，這必定是一種轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)。現(xiàn)在以半導(dǎo)體為主的微電子技術(shù)已達到了極微小狀態(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)是要以單獨原子作為單位的,，也就是要以鈉米尺寸度來計算了，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。這對象中國這樣的新型工業(yè)國家是天賜良機，因為發(fā)達國家和發(fā)展中國家在這個領(lǐng)域基本上處于同條起跑線。

2.2計算機技術(shù)正面臨體系結(jié)構(gòu)的瓶頸期1)Einstein瓶頸。機器的信號傳輸速度低于光速的2∕3，傳輸速度達不到理想要求，即為Einstein瓶頸，這是物理制約。2）Babbage瓶頸與VonNeuman瓶頸。前者是因為CPU的速度與訪問操作速度相差太大引起的，后者是因為串行控制引起的問題。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)實世界的知識存入計算機以便有效利用，只是一種知識獲取的制約。

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。隨著社會信息化、網(wǎng)絡(luò)化，軟件的發(fā)展趨勢可以概括為智能化、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)會不斷地壯大，需求更加多樣化，會有自己的新內(nèi)涵與新特點。電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢是：信息技術(shù)的重點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和云計算的發(fā)展使軟件開發(fā)模式和商業(yè)模式進入全面開放組合的新時代。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；分不清是計算機，通信還是廣播；分不清是整機還是元器件；分不清是雷達、通信還是電子戰(zhàn)；分不清是天線還是信號處理。網(wǎng)絡(luò)寬帶和容量的劇增，使我們正由一個人機的二元世界，走向人機物的三元世界。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社會走向U社會。

3計算機技術(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)就是在計算機技術(shù)、通信技術(shù)和高密度存儲技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的用于信息的存儲、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。其中計算機技術(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、傳播信息的傳統(tǒng)。而實現(xiàn)電子信息技術(shù)的載體就是計算機軟件技術(shù)。所以計算機軟件系統(tǒng)的設(shè)計是電子信息技術(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，用來實現(xiàn)對信息的控制和處理。而控制這些電子系統(tǒng)輸入、輸出與信息處的是計算機軟件系統(tǒng)。在現(xiàn)代信息技術(shù)如此發(fā)達的社會，如果沒有計算機軟件實施控制，一切將無從談起。空天電子技術(shù)。現(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算機實現(xiàn)的。包括航天電子系統(tǒng)的設(shè)計、制造和管理等工作都是借助于計算機設(shè)計或者管理軟件實現(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、仿真及測量等都是在計算機軟機的輔助下完成的，如果沒有計算機，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)計也就更本無從談起。信息處理技術(shù)。進行信息處理理論研究以及信息處理軟硬件的設(shè)計，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，制造管理都是通過計算機軟件實現(xiàn)的或者由計算機軟件輔助完成的。綜上所述，在電子工程領(lǐng)域電子技術(shù)與計算機技術(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算機的編程程序或者計算機軟件等實現(xiàn)，而計算機技術(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)，計算機技術(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)滲透在社會生產(chǎn)、生活等各個領(lǐng)域。而作為信息技術(shù)的核心計算機技術(shù)已經(jīng)朝著智能化、多極化、媒體化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，在如此利好的形勢下，利用計算機技術(shù)進行電子信息技術(shù)的控制與處理已成為我國信息技術(shù)發(fā)展的良好機遇，也是提高我國信息科學(xué)的重要手段，可以進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