存储技术??
数字设备不断涌现决定了需要储存的信息以爆炸般的速度在增长。一分钟的数字影像大约要占用60MB的存储空间。存储问题的症结在于如何找到一个价格与便利性的最佳结合点,使存储空间最大,体积最小而价钱最便宜。IBM存储业务的主管称这个领域最主要的决定因素是制造成本,大部分电子设备生产商必须腾出20%的预算给电器的存储部分。
现在移动数字设备最成熟的存储技术要数闪存记忆卡,代表产品有索尼的记忆棒等。这种产品的缺点是成本太高,每兆空间要价1美元,而且容量大小,现在还不能满足记录一部电影等大量数据的需要成本相对便宜的普通硬盘则过于笨重,并且现在已经接近了技术极限。
IBM公司对此的解决方案是在1998年面市的微型硬盘(Microdrive)。这个产品现在已经可以在一个火柴盒见方的体积里记录高达IGB的数据,并且与CompactFlash插槽兼容。
微型硬盘虽然要价高达400美元,但单位成本则比存要便宜40%以上。2002年面市的新一代产品容量更可达2GB以上,十分适合用作大电脑的存储设备。目前应用最广泛的数码相机还不需要如此海量的存储空间,微型硬盘暂时没有普及。
业内人士称未来几年存储器市场将是存和硬盘之争会继续在音乐和数码影像领域受到欢迎,但若没有重大技术突破的话,闪存以存储容量来衡量将不能满足以后移动计算的需要。随着硬盘储存技术极限的不断逼近,专家预测五年后纳米技术将成为主角。
移动视频视频电话早就被人捧上了天,但见过的人少之又少当然并不是每个人都喜欢在通话时看见对方,不过手机如果能收看下载的节目则一定会受到人们的欢迎。在这个梦想实现之前首先要制定一个用于储存、发送和播放图像的统一数字标准。
但要通过无线网络传输图像却很不简单。以色列一家手机芯片制造商称现在任何两个无线网络都不相同,盲点分布不均并且容易受到外来干扰,这令传输图像十分困难。
三星公司最近发布了一款试验手机SPH一X2000,结合韩国电信供应商提供的视频点播服务可以在手机上看到新闻片段等节目。专家称当务之急是确定一个存储和传送数字影像的标准,还必须得到内容供应商和手机生产商的广泛接受。
MPEG4被普遍看好。业内人士指出MPEG4数字标准有两个突出的优点:第一是与网络的传输速度无关,MPEG4可以根据无线连接的速度自动调节图像的质量,速度快则图像质量优秀,速度慢则图像质量相对粗糙;第二是具有自动纠错的功能,有助于防止信号在无线传送过程中产生的错误。
具备MPEG4视频节目播放能力的软件如PacketVideo现已面市,问题是所有人都会支持这个制式吗?
微波通信??
利用微波进行通信具有容量大、质量好并可传至很远的距离,是国家通信网的一种重要通信手段,也普遍适用于各种专用通信网。常用的微波频段及其代号。
我国微波通信广泛应用L、S、C、X诸频段,K频段的应用尚在开发之中。由于微波的频率极高,波长又很短,其在空中的传播特性与光波相近,也就是直线前进,遇到阻挡就被反射或被阻断,因此微波通信的主要方式是视距通信,超过视距以后需要中继转发。
一般说来,由于地球曲面的影响以及空间传输的损耗,每隔50公里左右就需要设置中继站,将电波放大转发而延伸。这种通信方式,也称为微波中继通信或称微波接力通信。长距离微波通信干线可经过几十次中继而传至数千公里仍可保持很高的通信质量。
微波站的设备包括天线、收发信机、调制器、多路复用设备以及电源设备、自动控制设备等。为了把电波聚集起来成为波束,送至远方,一般都采用抛物面天线,其聚焦作用可大大增加传送距离。多个收发信机可以共同使用一个天线而互不干扰,我国现用微波系统在同一频段同一方向可以有六收六发同时工作,也可以八收八发同时工作以增加微波电路的总体容量。多路复用设备有模拟和数字之分。模拟微波系统每个收发信机可以工作于60路、960路、1800路或2700路通信,可用于不同容量等级的微波电路。数字微波系统应用数字复用设备以30路电话按时分复用原理组成一次群,进而可组成二次群120路、三次群480路、四次群1920路,并经过数字调制器调制于发射机上,在接收端经数字解调器还原成多路电话。最新的微波通信设备,其数字系列标准与光纤通信的同步数字系列(SDH)完全一致,称为SDH微波。这种新的微波设备在一条电路上八个束波可以同时传送三万多路数字电话电路(2.4Gbit/s)。
微波通信由于其频带宽、容量大、可用于各种电信业务的传送,如电话、电报、数据、传真以及彩色电视等均可通过微波电路传输。微波通信具有良好的抗灾性能,对水灾、风灾以及地震等自然灾害,微波通信一般都不受影响。但微波经空中传送,易受干扰,在同一微波电路上不能使用相同频率于同一方向,因此微波电路必须在无线电管理部门的严格管理之下进行建设。此外由于微波直线传播的特性,在电波波束方向上,不能有高楼阻挡,因此城市规划部门要考虑城市空间微波通道的规划,使之不受高楼的阻隔而影响通信。
近年来我国开发成功点对多点微波通信系统,其中心站采用全向天线向四周发射,在周围50公里以内,可以有多个点放置用户站,从用户站再分出多路电话分别接至各用户使用。其总体容量有100线、500线和1000线等不同容量的设备,每个用户站可分配十几或数十个电话用户,在必要时还可通过中继站延伸至数百公里外的用户使用。这种点对多点微波通信系统对于城市郊区、县城至农村村镇或沿海岛屿的用户、对分散的居民点也十分合用,较为经济。
微波通信还有“对流层散射通信”、“流星余迹通信”等,是利用高层大气的不均匀性或流星的余迹对电波的散射作用而达到超过视距的通信,这些系统,在我国应用较少。
信息高速公路
信息高速公路是当今社会的热门话题,始作俑者是美国。其概念是1992年2月美国总统发表的国情咨文中提出的,即计划用20年时间,耗资2000--4000亿美元,以建设美国国家信息基础结构(NII),作为美国发展政策的重点和产业发展的基础。倡议者认为,它将永远改变人们的生活、工作和相互沟通的方式,产生比工业革命更深刻的影响。而将NII寓意于信息高速公路(ISHW),更令人联想到本世纪前期欧美国家兴起的高速公路的建设,在振兴经济中的巨大作用和战略意义。
建设国家信息基础结构(NII),既有赖于全球信息技术中的微电子、光电子、声像、计算机、通信等相关领域的突破进展,也有赖于各国政府根据各国国情所作的决策。
美国是在已具规模的有线电视网(家庭电视机通过达98%)、电信网(电话普及率93%)、计算机网(联网率50%)的基础上提出的,构想以光纤干线为主、辅以微波和同轴电缆分配系统组建高速、宽带综合信息网络,最终过渡到光纤直接到户。由于网络具有双向传输能力,因而使网络运行的广播、电视、电话、传真、数据等信息都具备开发交互式业务的功能。?
信息高速公路的主要目标是:(1)在企业、研究机构和大学之间进行计算机信息交换。(2)通过药品的通信销售和X光照片图像的传送,提高以医疗诊断为代表的医疗服务水平。(3)使在第一线的研究人员的讲演和学校里的授课发展成为计算机辅助教学。(4)广泛提供地震,火灾等的灾害信息。(5)实现电子出版,电子图书馆,家庭影院,在家购物等。(6)带动信息产业的发展,产生巨大的经济效应,增强国际实力,提高综合国力。?
信息高速公路由四个基本要素组成:(1)信息高速通道。这是一个能覆盖全国的以光纤通信网络为主的,辅以微波和卫星通信的数字化大容量,高速率的通信网。(2)信息资源。把众多的公用的、未用的数据、图像库连接起来,通过通信网络为用户提供各类资料,影视,书籍,报刊等信息服务。?(3)信息处理与控制。主要是指通信网路上的高性能计算机和服务器,高性能个人计算机和工作站对信息在输入/输出,传输,存储,交换过程中的处理和控制。(4)信息服务对象。使用多媒体经济,智能经济和各种应用系统的用户进行相互通信,可以通过通信终端享受丰富的信息资源,满足各自的需求。?
信息高速公路的主要关键技术有:(1)通信网技术;(2)光纤通信网(SDH)及异步转移模式交换技术;(3)信息通用接入网技术;(4)数据库和信息处理技术;(5)移动通信及卫星通信,数字微波技术;(6)高性能并行计算机系统和接口技术;?(7)图像库和高清晰度电视技术;(8)多媒体技术。?
信息高速公路具有巨大的社会经济效益。据美国预计,到2007年即美国建成信息高速公路之际,国民生产总值将因信息高速公路建成而增加3210亿美元;实现家庭办公等将减少铁路公路和航运的工作量的40%,也相应减少能源消耗和减少污染;光是汽车的废气排放量每年减少1800万吨,通过远距教学和医疗诊断,节省大量时间和资金;劳动生产率将提高20%40%。?
我国从改革开放以来,经济增长举世瞩目,但与发达国家相比,信息基础仍较薄弱。就三大网络而言,目前全国的电话普及率仅为2%--3%(个别发达地区已达%%),年可望达到8%左右;有线电视网入户率约%(大中城市已达%--%);计算机的家庭普及率低、联网率更低。若以年为目标,要像美国那样投入亿美元(约相当于8个三峡工程)以上的资金建设NII,技术与经济、国力与市场、投入与产出等方面都需要认真调查研究,有待于国家决策。为此,国家在“”高技术计划中已开始研究我国信息高速公路,以不失时机地制定全国性规划。
人脑电脑:谁控制谁?
AI之谜:电脑真有智能吗?
电脑的普及和应用范围的扩大正改变着我们的世界。网络技术将使我们迈入数字化、信息化时代。当人们不断为电脑技术日新月异的发展速度感到吃惊不已时,电脑的应用似乎走向了极至。人们早已习惯于把计算机称之为电“脑”,但是人们忽略了这样一个事实∶无论电脑的功能有多么强大,用途有多么广泛,它也不过是个具有超级能力的白痴。
严格讲,电脑只能执行特定的指令,而人脑则是处理所有感受到的信息。所谓“特定的指令”是指电脑程序可接受的或可执行的外部输入。显然执行指令与处理信息有着本质的不同。
这并不是否认电脑具有处理信息的能力,这里说的电脑处理信息与人脑处理信息是不同的概念。其实电脑处理信息过程也是在执行外部指令或给定程序中的指令。
执行指令有两种情况。一种是整个过程完全走程序化,这就不需要智能。这里所说的电脑工作就是指这种情况。另一种就是在执行过程中需要探索、发现、套用或制定程序或规则。例如学生按老师指令做作业的过程,还有程序员按老板指令编制电脑程序的过程。这是需要智能的。
电脑的软硬件都不是自发进化而成的。电脑程序是人根据自然规律、法则和社会经验的归纳总结由人编制的。人们在工作、生活和其他社会活动中不断面临大量新的情况和需要探索解决的新问题,而无法使用现有程序来解决或不知道该用哪个程序来解决。处理这些问题才真正需要智能。这样就产生了一个令人颇难理解的结论∶凡电脑能解决的问题都不再需要智能发挥作用,而电脑不能解决的问题却需要智能来处理。然而事实的确如此!这是智能的本质所决定的。照此来说,电脑岂不是永远也不会有智能了吗?现在不忙下结论。
目前电脑的工作和记忆原理都是通过高低电位和逻辑门实现的。电脑的发展方向一是使用生物芯片,二是使用量子器件。它们的工作原理与目前的电脑有本质不同。生物芯片的原理是在分子水平上的,这与生物学水平是一致的。而量子器件的原理则是在更微观的原子、光子或更深层次的水平上的。我们假设人脑的工作机理可以在生物学水平上得到解释或在量子水平上得到解释,所以在这种水平上制造的计算机就会达到人脑的水平。
电脑程序集中的是人的经验总结,其本质是理性的。所谓理性就是理论的、有序的、精确的、数字化的、结论性的、有规律的、普遍性的、公共的、合乎逻辑的。简单类比就如同是一本操作手册,人们只要照它去做就是了。显然智能不是被用来解决这类理性化的问题的。因为当一切都规定好了、程序化了,就根本不需要智能了。由此我们得出一个结论∶无论电脑的功能有多么强大,只要它只能按给定的程序来工作,它就不能算作具有智能。
AI探索:人脑电脑谁控制谁?
人类制造高级智能电脑可以大大缩短所有科研项目,需要数十年的研究可以在智能电脑的指导下很快得到结果。许多未解的数学定理很快就得到奇妙的证明。各种物理、化学、生物及历史、社会和自然现象很快会得到新的解释。治疗遗传病、癌症和艾滋病的药物顷刻问世。各种软件可按人的要求快速生产,等等等等。
未来高级智能电脑对人类的威胁有两类:
一是强大的智能工具威胁。人们可以利用它方便地设计制造更可怕的武器,如基因武器,生物病毒,化学毒剂等。轻易破译密码盗取信息和钱财,干扰、破坏或摧毁各种电子系统,如军事、经济和管理系统。有了它几乎谁都可以成为“超人”。其实对人类威胁最大的东西正是人类本身。这个定律不光适用于本课题。只要能力存在,人类就无法完全限制它,特别是当这种能力被官方和理性力量难以完全控制的人所掌握时。
二是人类价值体系毁灭的威胁。科学家只配为它洗试管。在它面前没有聪明人。人类在他面前毫无秘密可言,人类尊严受到极大伤害,信仰倒塌了,丧失对科学知识和从事脑力工作的人的尊重,丧失了对卓越的领导人和管理者的崇拜,对金钱和地位的欲望淡泊了。因为一切进步和成绩都是电脑的功劳,人类能够做的不过是电脑终端暂时不能做的工作,即人类成了电脑的延伸,不再有成就感。人类建立的大量理论和学科变得一文不值。在地球上生命物种基因的改造、重组、更新、杂交和创新过程中横行于世的人类会首先受到特别“关照”。总之人类维系社会运转的价值体系将彻底崩溃。人类曾经制造的东西可以大大超过人的肢体和五官的功能,人类当然已控制它们。问题是人造电脑的智能超过了人的大脑!究竟是谁控制谁?
互动电视时代正向我们走来
网络以其神奇的魅力,向人们生活的各个角度延伸,21世纪的电视将插上网络的翅膀。8月23日开幕的世界大学生运动会正式开播的网络电视频道,向全世界即时传播重大赛事的现场实况,以一个整合平面媒体、网络和电视媒体优势形成强大立体传播声势,这表明互动电视时代正向我们走来。
互动电视已在世界许多国家初具规模。互动电视以其得天独厚的优势,冲击传统电视。首先,互动电视不仅仅是一个传播工具,它还具备网络所固有的互动性特点。第二,互动电视具有多媒体的特点。除视频点播之外,互动电视还包括电视点播、电子节目单、信息电视、电子商务和自我管理服务等。它具备全方位的立体传播机制,具有电脑、电视、个人数字助理、第三代移动电话等收看功能。第三,互动电视能提供个性化的服务。互动电视一改传统电视节目“你播什么我看什么”,变为“化大家的电视为我的电视”。智能化的程序使观众运用遥控程序参与直播节目,完全改变了传统电视节目的单向传输方式,将剧情的选择、发展的决定权交给电视观众。
改革开放以来,我国广播影视业的发展牵动了电子工业、视听产品的开发和生产,电子工业的总产值中有60%是视听产品。我国的电视由黑白到彩色,广播由单声到立体声,电视节目的录制从磁带到光盘等各个环节,都对电子工业产生了巨大影响。当前,广播电视正向数字化、网络化、信息化的方向前进。
在广播电影电视领域,从节目的采集、制作、存储,到节目传输以及节目接收(用户终端设备)正在向数字化发展。数字技术、网络技术的应用不仅大大提高了节目制作的质量,而且拓展了信息传输、接入的方式,这预示着公众可得到越来越多、高质量的信息服务。
过去,传统的广播影视节目是采用广播或播放的形式提供给观众和听众,这些单向传播的新闻、娱乐和多种专题节目是公众获取信息最主要的形式之一。随着信息价值取向在现代社会中的变化以及公众对信息要求水平的不断提高,传统单向信息传播方式已难以满足对信息多样化的需求。信息技术的进步为个人高速、双向、高质量地获取所需信息提供了技术保障,促进了信息需求的成倍增长。而开展上述服务需要一个完善的信息资源收集、编辑、加工制作群体,才能向社会提供具有价值的信息产品,以满足人们的多样化需求。发达国家政府为使其国家的信息资源得到充分合理的应用,投入大量的人力、物力开发信息资源,如:将图书馆、博物馆的书籍、图片、单视频馆藏器通过采集、录入、加工处理,再通过广播、电视或因特网为公众提供服务。
我国在高清晰度电视(HDTV)技术方面一直紧跟国际广播影视高新技术的发展趋势,进行了一系列的研究开发工作。1999年,由广电总局牵头,产业、科研等有关单位协作,成功地运用数字高清晰度电视技术对国庆50周年庆典活动进行了转播试验。
有线电视网络在实现图像、声音和数据等综合业务的融合研究方面,引起国际广泛关注,其技术已经成为研究开发的热点。我国有线电视已由电缆、单向光缆双向发展,并逐步成为广播电视的重要组成部分和国民经济新的增长点,保持着快速发展的态势。国家广播电视传输覆盖网2000年底已连通24个省(市、区),光缆里程达17,000余公里。大多数省已建立省级广播电视光缆干线传输网,并连通部分地、市、县。同步数字系列(SDH)、数字视频广播(DVB)等技术已在光缆干线网中广泛采用;密集波分复用(DWDM)术开始在广播电视国家级基础干线网中试验,部分省、地、市有线广播电视网已开始采用异步转移模式(ATM)、因特网协议(IP)等技术建立数据交换平台。有线广播电视综合业务数字终端(机顶盒)的体制、标准研究及样机系统的研制开发也已初步完成。
广播影视数字化、网络化的发展,极大地促进了声音、图像、通信、计算机等多种业务及电子产业的共同发展,也将带动庞大的市场需求,对国民经济产生巨大的影响。
这些技术进步,无疑对我国数字卫星接收机、数字标准电视接收机、数字高清晰度电视机、高速因特网使用的新一代计算机及调制解调器、数字光盘等产品的研究、生产和开发都起到很大的推动作用,也将推动中国的电子工业向数字电子产品和数字家电产品领域进军。毫无疑问,广播影视业必将成为我国国民经济中一个新的重要的经济增长点。
互动电视因为是一种广播系统,所以它可以充分利用现有的单向有线电视广播网,而不需要进行任何昂贵的双向网改造。虽然它只是一种单向的系统,但是利用“本地交互”方法,可以实现和Internet完全相似的交互功能,使得用户就好像在浏览网站,虽然只能浏览一个有线电视网站,但是,因为它是一个本地网站,可能提供大量的有组织的、有用的本地信息,而不像互联网,充斥着无数垃圾信息,要找到真正有用信息,就好像大海捞针一样。
当然,互动电视不可能取代互联网,但是它可以在中国的国情下和互联网互补,因为它克服了互联网的某些缺点。
互动电视是一种价廉物美的信息家电。如多媒体数据广播机顶盒,成本只有七八百元,却具备较多的功能,是一种价廉物美的信息家电,而且所有软件都能在线升级,不但很容易更新到更高的版本,很多新功能也可以用升级的方法添加进去。更重要的是,它只要求用户具有小学文化水平,用遥控器进行操作,5分钟内就可以学会使用,是一种傻瓜型信息家电,可以在我国最大范围的用户群中推广开来。所以,推广多媒体数据广播的关键是各地的有线电视台迅速地行动起来,把这种既有利于广大老百姓,又可以增加有线台收入的增值业务开展起来。
互动电视具有传统电视所不能比拟的优越性,但它面临着发展难题。
一是互动电视的发展受到基础设施的制约。这是一个需要巨资投入的浩大工程。而且,互动电视要取胜传统电视关键在于可提供大量经得起个人选择的服务内容,这就要求服务商花费巨资制作。
二是技术标准要求高。要确保互动电视节目内容能够通过不同的有线电缆与卫星通信系统及不同厂牌的机顶盒收发信息,就必须确立一个统一的标准规格,这就要求业界能协同合作。
三是如何向传统电视争取用户。一些人把互动电视和视频点播等同起来,但互动电视的真正利用价值并不仅限于视频内容。实际上,互动电视有许多增值服务需开发,这一问题需进一步探索。此外,大多数观众对传统电视有一种怀旧的情感,使互动电视观众增长缓慢,电视节目制作商因而不愿把节目拿到网络上播放;而节目少,观众也就不愿意观看,这就形成了一个缓慢循环的怪圈。
互动电视是宽带应用的一个亮点,同时它也将是网络制造商、网络服务商和内容提供商拓展市场的一个亮点。随着互动电视的全面铺开,互动电视时代正向我们走来。
网络软件知多少
网络软件总体上可分为网络操作系统和网络应用软件两大类。网络操作系统负责网络资源管理和网络访问控制等功能,是网络系统的软件核心,它的好坏直接决定了网络的性能和可靠性。
WindowsNT这是目前发展最快的网络操作系统,是美国Microsoft公司开发的一种高性能32位多用户、多任务网络操作系统,目前广泛使用的WindowsNT分两种,即WindowsNTServer4.0和WindowsNTWorkstation4.0。前者是面向网络服务器的操作系统,为网络应用提供强大的服务器平台;后者是面向工作组的网络操作系统,既可以单独作为桌面操作系统,也可以用作对等通信的工作组网环境。现在日渐流行的WINDOWS2000是WINDOWSNT和WINDOWS9X融合的产品,是NT4.0的更新换代产品,也是一种不错的选择。
UNIX网络操作系统这是目前大中型网络首选的网络操作系统,也是历史最长的操作系统。该操作系统为32位多用户、多任务的网络操作系统。
NovellNetWare网络操作系统目前广泛使用的NetWare操作系统是NetWare4.1。NetWare5.0是Novell新一代的Internet/Intranet网络操作系统。
此外,IBMOS/2也是一种常见的网络操作系统。
目前常用的应用软件有数据库管理系统、网络软件开发系统、电子邮件、计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)、办公自动化(OA)和管理信息系统(MIS)、财务管理软件等。
未来的e国电子商务黄中军
据美国经济合作发展组织(OECD)的保守估计,到2005年时,全球的电子商务交易额将从现在的每年300亿美元(2000年)激增到每年10000亿美元。但电子商务的发展估计不会呈直线上升的趋势,开始会比较缓慢,以后会迅猛增长。尽管每年10000亿美元的电子商务交易额还需要五年的时间才能达到,但从10000亿美元到20000亿美元也许就用不了那么长的时间。电子商务能够迅猛发展的主要原因之一就是家用电脑的普及。
电子商务将会使整个世界变成一个巨大的产品、服务和投资中心,它能够使资金在全球范围内流动。也许重要的是它将会产生一个全球性的人才市场,使世界的人才均衡合理地流动。到2005年的时候,在一些像美国和英国这样的发达国家中,普通职员将会有一半左右的工作时间在自己家中度过。
教育也是电子商务一个不容忽视的方面。电子教育、在线图书馆、赢利电子大学等等将真正使人类的继续教育成为终生制,她们的潜在课堂将是整个世界。
电子银行也会迅速发展,不久我们就会看到在线银行、在线证券和可以用作身份证、赊购卡和信用卡的多功能智能卡。保密措施也会做得尽善尽美,就拿智慧卡(srnartcard)来讲,它会将持有者的电子照片、指纹和声音一样输入该卡,以供检验识使用起来会更加安全。
量子通信
量子通信系统的基本部件包括量子态发生器、量子通道和量子测量装置。按其所传输的信息是经典还是量子而分为两类。前者主要用于量子密钥的传输,后者则可用于量子隐形传态和量子纠缠的分发。所谓隐形传送指的是脱离实物的一种“完全”的信息传送。从物理学角度,可以这样来想象隐形传送的过程:先提取原物的所有信息,然后将这些信息传送到接收地点,接收者依据这些信息,选取与构成原物完全相同的基本单元,制造出原物完美的复制品。但是,量子力学的不确定性原理不允许精确地提取原物的全部信息,这个复制品不可能是完美的。因此长期以来,隐形传送不过是一种幻想而已。
1993年,6位来自不同国家的科学家,提出了利用经典与量子相结合的方法实现量子隐形传态的方案:将某个粒子的未知量子态传送到另一个地方,把另一个粒子制备到该量子态上,而原来的粒子仍留在原处。其基本思想是:将原物的信息分成经典信息和量子信息两部分,它们分别经由经典通道和量子通道传送给接收者。经典信息是发送者对原物进行某种测量而获得的,量子信息是发送者在测量中未提取的其余信息;接收者在获得这两种信息后,就可以制备出原物量子态的完全复制品。该过程中传送的仅仅是原物的量子态,而不是原物本身。发送者甚至可以对这个量子态一无所知,而接收者是将别的粒子处于原物的量子态上。在这个方案中,纠缠态的非定域性起着至关重要的作用。量子力学是非定域的理论,这一点已被违背贝尔不等式的实验结果所证实,因此,量子力学展现出许多反直观的效应。在量子力学中能够以这样的方式制备两个粒子态,在它们之间的关联不能被经典地解释,这样的态称为纠缠态,量子纠缠指的是两个或多个量子系统之间的非定域非经典的关联。量子隐形传态不仅在物理学领域对人们认识与揭示自然界的神秘规律具有重要意义,而且可以用量子态作为信息载体,通过量子态的传送完成大容量信息的传输,实现原则上不可破译的量子保密通信。1997年,在奥地利留学的中国青年学者潘建伟与荷兰学者波密斯特等人合作,首次实现了未知量子态的远程传输。这是国际上首次在实验上成功地将一个量子态从甲地的光子传送到乙地的光子上。实验中传输的只是表达量子信息的“状态”,作为信息载体的光子本身并不被传输。最近,潘建伟及其合作者在如何提纯高品质的量子纠缠态的研究中又取得了新突破。为了进行远距离的量子态隐形传输,往往需要事先让相距遥远的两地共同拥有最大量子纠缠态。但是,由于存在各种不可避免的环境噪声,量子纠缠态的品质会随着传送距离的增加而变得越来越差。因此,如何提纯高品质的量子纠缠态是目前量子通信研究中的重要课题。近年,国际上许多研究小组都在对这一课题进行研究,并提出了一系列量子纠缠态纯化的理论方案,但是没有一个是能用现有技术实现的。最近潘建伟等人发现了利用现有技术在实验上是可行的量子纠缠态纯化的理论方案,原则上解决了目前在远距离量子通信中的根本问题。这项研究成果受到国际科学界的高度评价,被称为“远距离量子通信研究的一个飞跃”。
我第一枚CPU芯片问世晏燕
我国第一个具有自主知识产权的实用化32位嵌入式CPU芯片“方舟一号”,日前通过了由科技部、信息产业部、中国工程院联合组织的技术鉴定。至此,我国信息产业从此告别了无“芯”的时代。
承担“方舟一号”CPU芯片研制的是北京中芯微系统技术有限公司。“方舟一号”作为面向网络应用的CPU芯片,它可应用于网络计算机、宽带智能终端、机顶盒、数字电视等信息家电产品。
“方舟一号”CPU芯片已应用在该公司研制的基于“方舟一号”网络计算机NC2000,一些银行、机关、企业的用户通过试用NC2000后表示,它已可以满足需求。这一事实说明,32位嵌入式CPU芯片的应用产品工程化已开始实现。
由来健院士担任主任、朱高峰院士担任副主任、包括20多位国内著名专家组成的鉴定委员会,在对“方舟一号”CPU芯片进行了严格的技术鉴定后,一致认为:中芯微系统公司的32位CPU芯片“方舟一号”,采用了自行设计的体系结构,它是国内第一个0.25微米、32位的CPU产品,在嵌入式CPU领域达到了国内领先、国际先进水平,在我国的微电子与计算机领域具有突破意义。“方舟一号”的投片成功和基于“方舟一号”的网络计算机进入市场,标志着我国自主知识产权CPU的产品化。对于保障我国信息安全、提高信息产业的核心竞争力和效益具有重大意义。
科技部徐冠华部长在发言中指出,没有自己的CPU芯片,我们的信息产业大厦就如同建立在沙滩上。我们只有拥有了自己的核心技术,才能摆脱受制于人的局面。
仿生电子眼叶文
一项新研究显示,不远的将来一种仿生电子眼可望诞生。因为科研人员已揭开眼睛是如何看到经大脑“翻译”的图像的。仿生电子眼的作用是利用电脑集成电路来恢复这种图像。
美国加州大学的科研人员发现,人眼大约拥有10-12个输出“频道”,每个“频道”将信息输向大脑,然后形成图像。人的视网膜会呈现出一组组图像,这些图像的形成是视网膜间一层层细胞相互通信交流的结果。他们已发明一种称为“细胞神经网络”的电脑微型集成电路,可以用来进行类似视网膜功能的图像处理,这就是发明仿生电子眼的基本原理。
科研人员正从生物学角度着手改善电脑微型集成电路,使它越来越像哺乳动物的视网膜。但要使仿生电子眼真正取代人眼,科学家还必须解放如何使电脑微型集成电路与复杂的人脑循环系统相连接之谜。
光纤是信息高速公路的基础
“信息高速公路”的基础是光纤通信,它用数百万千米的光缆把千万家用户单位联结在一起。以光纤为基础的“信息高速公路”有很宽的频带,可以同时传送SOO个电视频道,因此,无论是文字信息、声音信息,还是图像信息或电视,都可以在“信息高速公路”的网络中及时传送。传送的速率也很高,一部《不列颠百科全书》通过“信息高速公路”,不到5秒钟就能传送完毕。
信息高速公路的主干线——互联网络
互联IN络(Internet)是种把许多网络都连接在一起的国际性;网络,是最高层次的骨网络。在它下面连接地区性网络,地区性网络与域网相连接,域网连接局域网,局域网里连接着许多计算机。这样,把许多计算机连接在一起,实现资源共享。
互联网络源了美国国防部于1969年资助建立的Arpanet网,分为军用和民用两部分。民用部分在1989年改名为Internet,当时连接在网上的计算机只有3O力台左右。
互联网络有许多用途。利用它可向全球的互联网络用户发送电子邮件,发送开会通知或简报等,可召开分散于世界各地有关人员的电子会议,建立电子信箱。在互联网络上发布新闻,可以迅速传播到世界各地。研究人员可以快速进行论文、报告和计算机源程序的交换。用户可以自由地、高速地检索出分布于不同网络上的信息。用户还可以从远处进行登录,使用连接于互连网络上的软件硬件资源,例如使用巨型计算机。通过远地登录还可以利用各种商用数据服务。企业还可以利用互联网络发布广告。
结绳记事古人为了要记往一件事,就在绳子上打一个结。以后看到这个结,他就会想起那件事。如果要记往两件事,他就打两个结。记三件事,他就打三个结,如此等等。如果他在绳子上打了很多结,恐怕他想记的事情也就记不住了,所以这个办法虽简单但不可靠。据说波斯王大流士给他的指挥官们一根打了60个结的绳子,并对他们说:“爱奥尼亚的男子汉们,从你们看见我出征塞西亚人那天起,每天解开绳子上的一个结,到解完最后一个结那天,要是我不回来,就收拾你们的东西,自己开船回去。”
在石头上刻痕也是帮助记忆的方法之一,结果当然也是与结绳记事一样。用这种办法不能对事情本身做记录,它只能起一个提醒记忆的作用,而且也不可能记得太多。
古代人还用石头来标明太阳投影的最北点和最南点,并且在岩石上划痕来计算太阳和月亮周期的天数,于是就制订出日历。摘自《世界科普画廊》
光卡悄然进入信息世界刘芝
目前,各种磁卡、IC卡正走进人们生活的各个领域,给人类生活带来了极大方便。随着光子技术的发展和进步,一种比磁卡、IC卡更先进的新型信息存储媒体--光卡正在悄然崛起光卡是由能透过激光的透明基板,对激光极为敏感、在激光照射下能写入信息的记录层,以及硬质保护层三部分组成的。光卡记录层刻有2500条极细的轨纹,供数字资料定位用。光卡用凹凸式记录方式,信息以记录层表面是否出现记录坑的形式存储在光卡内。在输入信息时,用能量为写入时激光束5%-10%的激光束照在记录层上,然后测量反射光,有光时为“1”,无光时为“0”,这样,计算机便可识别了。
目前使用的光卡有只读型光卡和读写型光卡两种。只读型光卡只能用于读写型光卡两种。只读型光卡只能用于读出信息而不能写入信息;读写型光卡既能读出信息,也能写入信息。
只读型光卡可用来储存各种图书资料,是一种小巧玲忝、图文并茂的“电子图书馆”。读写型光卡常被用做病历卡,即“电子病历”。一张小小的光卡,就是一份完整的病历,医生可将病人的姓名、性别、血型、工作单位、家庭住址、电话、医疗保险情况、药物过敏史等个人情况,以及病人的检查情况,以及病人的检查情况、诊断结果、处方、X光照片、心民图检查、B超检查、CT检查等诊断信息记录在光卡上。同进,医生还可根据需要阅读病历中病人的健刃情况及以往的治疗记录:如病人还可根据需要阅读病厍病人的健康情况及以往的治疗记录:如病人的患病记录、用药记录、各种检查结果等,作为诊断和治疗的参考。
目前“电子病历”在日、美、欧等国家和台湾地区已实用化。光卡在其他领域,如图书供阅、工程管理、身份证明等方面也有应用。
与磁卡和IC卡相比,光卡具有存储量大(约为磁卡的2万倍、IC卡的250倍)、存储时间长(10年以上)、不受磁场干扰、保密性强、不易磨损、成本低等优点,因此应用前景十分广阔。
美科学家研制出分子开关分子计算机离我们更近了吴伟农
美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的科学家发明了一种新型分子级开关,使分子计算机研究又向前迈进一步。
据新的一期美国《科学》杂志报道,这种分子开关只有头发丝那么细,以一种叫套环烃的物质为基础制成。它包括衔接在一起的两个小环,每个小环由原子连接而成。这两个小环以互锁的方式衔接,类似于一小段链条。每个小环上都有两个叫作“识别位置”的结构,它们能够相互发生电化学作用。
现有的计算机基于二进位制,以晶体管的开和关状态来表示二进制的0和1。分子开关则有特殊的开和关状态。当一个电脉冲通过套环烃分子时,其中一个环失去一个电子并绕另一个环转动,这时分子开关处于“开”状态。失去电子的环重新得到原来的电子,则使开关处于“关”状态。套环烃开关能够反复被打开和关闭,且能在常温和固态下工作。实现分子开关的“开”和“关”状态,相当于制造出了用于电子计算机的最简单的逻辑门。逻辑门是现有计算机中央处理器工作的基础。接下来,科学家们还需要研制出合适的导线,以将分子开关连接起来,并通过整体设计将其开发成计算机元件。他们认为纳米碳管有可能是理想的导线材料。
领导该项研究的科学家詹姆斯·希斯认为,将来的分子芯片有可能可以做到只有尘埃或沙粒那么大。由这种芯片制成的计算机有可能被编织到衣服里。
分子计算机运行所需的电力将比现有计算机大大减少,这将使它的功效达到硅芯片计算机的百万倍。而且,分子计算机能够安全保存大量数据,使用它的用户可不必进行文件删除工作以保持可用空间。此外,分子计算机还有望免受碰撞、病毒和系统崩溃等故障的影响。
美研制出量子计算机
美国IBM公司、斯坦福大学和卡尔加里大学科学家联合研制出世界上最先进的量子计算机,并首次证明这类装置有明显快于常规计算机的运算潜力。
领导该研究的IBM公司科学家伊萨克·张15日在宣布该成果时说,这种量子计算机使用5个原子作为处理器和内存。研究人员对实验机型进行了测试,用它来确定一个函数的周期,结果发现,量子计算机能够只需一步就解决任何一个例题,而常规计算机完成相同的工作却需要多次循环运算。
量子计算机的独特之处在于,处于量子状态的粒子能够进入“超态”,即同时沿上、下两个方向自旋。这一状态可代表1、0以及中间的所有可能数值。因此,量子计算机可以不像常规计算机那样按顺序把所有数值相加,而是能够同时完成所有数值的加法,使量子计算机具有强大的功能。使用数百个串接原子组成的量子计算机可以同时进行几十亿次运算。
伊萨克·张认为,量子计算机有望应用于广泛的领域。用它进行数据库检索可大大提高网上搜索速度;也可用来设置或破译密码、提高天气预报准确性、模拟化学反应以加快新药的研制等。他预测说,今后两年中,有7至10个原子的量子计算机将问世。
科学家认为,现有芯片制造方法将在未来10多年内即2020年左右达到极限,为此,世界各国研究人员正在加紧开发新型计算机。除量子计算机外,生物计算机和光计算机等也代表着未来计算机的发展方向。
日本计划建设宇宙通信系统
为了在信息技术领域赶超美国,日本政府计划建设高速度、大容量的“宇宙通信系统”。为此,今后5年内日本将投资3500亿日元,研制和发射10颗人造卫星,建成宇宙通信网。
宇宙通信具有同时性、广范围性、移动性和耐灾害性等许多优点,对补充和加强地面通信技术系统、观测地球环境和自然灾害等都有重要作用。日本政府不久前发表的“宇宙产业技术战略”把宇宙通信技术列为重要内容之一,把它视为一个可开拓新市场的知识密集型产业,提出今后要加强官民合作。
根据日本政府已经决定的“宇宙通信系统”构筑方针,今后将加强建设宇宙通信所需要的基础设施,计划在5年内开发技术试验卫星、地球环境观测卫星及高速因特网卫星、高速移动通信卫星等,由10颗卫星构成“宇宙通l信网”。
宇宙通信系统建成后,将会在通信方面建成不受时间和地点限制的高级通信网络;在广播、电视方面将实现数字化、多频道化、高像质化及高现场感等;在观测领域将建成高精度的卫星定位系统,可用于船舶和飞机通信、地图测绘、目标跟踪等各个方面;科学技术、卫生医疗、文化教育等事业也能利用这一高级通信系统。
日本制定“量子通信技术”计划
日本邮政省从明年起将开始开发“量子通信技术”,其速度将比现在的光通信技术还高1000万倍。
量子通信技术是光通信技术的一种,它是利用光在微观世界中的粒子特性,让一个个光子传输“0”和“1”的数字信息。从理论上说,它可以传输无限量的信息,但由于光子在传输过程中会发生衰减,因此该量子通信技术的通信速度只会比现在的光通信速度高1000万倍。量子通信技术的另一个特点是能够用于开发无法破译的密码。
日本将把此项技术作为一项国家级高技术研究开发计划,在10年内投资约400亿日元,采取“产官学”联合攻关的方式推进研究开发。研究课题除了无法破译的密码技术外,还有量子通信所需要的超高速计算机及传输技术。邮政省的目标是,在2020到2030年前后使保密通信网络和量子通信网络技术达到实用化水平。报道说,欧美国家目前都在进行这方面的研究开发,据认为在2015年前后,量子通信和量子计算机在技术上将出现实用化前景。
信息产业业巨擘携手“网络汽车”浮出水面
两年前,IBM公司率先提出“网络汽车”的概念。随后,美国各大汽车制造商纷纷与信息技术公司联合开发网络汽车。现在的进展如何呢?
芬兰著名的电信设备制造商诺基亚公司预计,到2005年底,所有新生产的汽车都将拥有至少一个互联网地址,该公司将力争成为汽车互联网接入设备的首要供应商。诺基亚公司在最近发表的一份声明中称,该公司将于今年下半年推出其第一款汽车无线通信设备,它称之为远程信息处理系统。该公司还将于2001年的晚些时候推出性能更加优良的第二代产品。该公司称,安全可靠和及时信息传递将是第一代远程信息处理系统的主要特征。这套远程信息处理系统具有一个紧急自动呼叫系统,它能够在紧急情况下,自动将呼叫信息发送至附近的服务中心,比如,安全气袋在事故中自行张开的情况下。此外,该处理系统还能提供许多及时信息,帮助司机避开阻塞的交通,选择更加合理的行车路线。诺基亚称,这种远程信息处理系统将首先在奔驰、奥迪、欧宝和福特等名牌汽车中使用。它将使用移动电话和全球定位系统(GPS)为用户提供信息和定位服务。
IBM和摩托罗拉公司也于今年1月13日宣布,两公司将共建基于无线通信以及互联网服务的联合开发体制,向汽车行业提供终端用户信息通信技术,为开发新一代汽车产品及服务提供帮助。两公司将和汽车厂商合作,将各自的技术、商品以及服务相结合,促进汽车厂商投入新一代“Telematics(远程信息处理)”产品,以满足消费者对车用通信/信息传输/娱乐的需要。所谓“Telematics”产品是指车用以及嵌入式电子系统,可以向司机实时提供各种遥控接驳服务。比如说向司机提供无线通信、上网以及利用各种实时交通情报提供道路指南、防盗、个人信息服务、电子邮件、娱乐游戏等服务。摩托罗拉将提供电子设备、软件、无线通信、网络以及嵌入综合技术。IBM则主要提供计算机、软硬件、IT服务等涉及整个系统基础设施的技术。
与此同时,日本松下电器产业公司宣布,将发售可上网的小型汽车导航仪“网络型NAVIKX-GT30”。该产品将CD-ROM驱动器、导航装置、5.8英寸TFT液晶显示屏融于一体,设置了与PHS(日本简易手持电话系统)终端和移动电话的接口,价格是105000日元(约7900元人民币)。通过上网,可以浏览网页,接收发送电子邮件。该产品不仅可以在车内使用,也可以带入家中作为网络终端使用,这也是当初开发时的一个设想。它具有图像输入输出接口,可以同家中的电视机和摄像机等接续。
解析WAP技术
什么是WAPWAP就是“无线应用协议”(WirelessApplicationProtocol)的简称。虽然它跟联合国属下任何组织都没有关系,然而却会影响全球所有上网一族,尤其是移动电话用户。
WAP的用途瑞典AU-SYSTEM公司无线解决方案概念发展部经理AndersHolm博士,在一场WAP训练讲座会上阐述道,WAP是一项全球统一的“免执照”无线网际网络协议,让无线器材用户,尤其是移动电话用户,能够通过该项协议上网享受网际网络的好处。
为何会出现WAP因为网际网络不断出现新的附加价值服务,例如网际网络传真、网际网络电话、电子邮件、电子商务、网际网络音乐、网际网络影视等,目前的移动网络(MobileNetwork)已无法应付这些需求,因此,资讯工业界研制出WAP,让使用流动网络的用户(泛指移动电话用户)能够享受上述服务。
移动电话因何必须采用WAP技术上网虽然现在已有人以移动电话网络代替有线电话网络,连接至现有网际网络供应商(ISP)的入口点,或称场点(PointofPresence,简称PoP)上网浏览。不过,速度缓慢(通常只有9-6kbps)而效率也都不理想。加上移动电话有多种限制,所以必须使用专为突破这些限制而设的WAP技术。
移动电话上网有什么限制移动电话上网的限制很多,譬如:记忆体容量小、微处理器运算能力低、显示屏幕小、键盘按钮和无线接收天线频宽受限等。这一切都使移动电话用户不能享受目前有线网际网络用户所能享有的优点。
WAP技术的四大特征WAP涵盖了四大主要领域,分别是专门为移动器材创建服务而设的“标志语言”(MarkupLanguage)和“脚本语言”(ScriptLanguage)、专供减少所需频宽和可能潜在阻碍的“袖珍协议组”(LightweightProtocolStack),以及允许登录电脑电话通讯相关功能的“无线电脑电话通讯应用程序结构”(WirelessTelephonyApplicationsFramework)。
采用WAP上网的好处如果您对“无线”的优点毫无了解,那么请看看您的电脑机箱后,那一大团“剪不断,理还乱”的电线,你就会明白无线上网的好处。
谁最早研发WAP1997年,移动电话制造商和电讯业的大亨们,爱立信(Ericsson)、摩托罗拉(Motorola)、诺基亚(Nokia)和UnwiredPlanet最早成立一个WAP论坛,合力研制WAP。
WAP可提供什么服务WAP的服务可简单分成五大领域即:WAP入口网站、咨询服务、电子商务、客户服务、企业内部网附加服务和改善与增加现有移动电话服务。
未来的量子计算机黄文
目前,电子计算机集成电路的集成度,大约以每3年翻两番的速度发展。1990年已经制成了64兆位的动态随机存储器,集成电路的线宽已细到0.3微米。1993年制成了256兆位的动态随机存储器。当存储器达到1024兆位时,集成电路的线宽将细到0.1微米,也就是千万分之一米,它差不多是一根头发丝的千分之一。这样细的电路,被认为是集成电路的发展极,电路比这更细时,现有电子元件将失去工作的理论基础,因为电子作为一种微小粒子,具有“波粒二象性”,当电路线宽大于0.1微米时,电子完全可视为粒子,而不必考虑其波动性;而当电路线宽小于0.1微米时,电子的波动性必须考虑。这时会出现种种新的物理现象,称为量子效应。利用量子效应工作的电子元件称为量子元件。
现在的电子元件是通过控制所通过的电子数量多少或有无来进行工作的。宏观上电子计算用电位的高低来表示0和1以进行存储和计算。而量子元件通过控制粒子波动的相位来实现输出信号的强弱和有无,量子计算机通过利用粒子的量子力学效应,如光子的极化,原子的自旋等来表示0和1以进行存储和计算。量子元件的使用将使计算机的工作速度大大提高(约可提高1000倍),功耗大大减少(约可减少1000倍),电路大大简化且不易发热,体积大大缩小。
关于量子计算机的想法,1994年以后才引起人们的关注。因为此时美国电话电报公司贝尔实验室的一位科学家提出使用量子计算机可轻而易举地进行周数分解,比现行计算机要快得多。这吸引了大批科学家参与开发研究。
不久前,日本日立制作所开发成功一种量子元件——“单个电子晶体管”,可以控制单个电子的运动。这样的晶体管不仅体积小,而且功耗特低,比目前功耗最小的晶体管低约1000倍。日本富士通公司正在开发量子元件超高密度存储器,在1平方厘米面积的芯片上,可存储10万亿比特的信息,相当于可存储6000亿个汉字。美国物理学家的翰逊博士开发成功的电子自旋晶体管,有可能将集成电路的线宽降至0.01微米。在一个小小的芯片上可容纳数万亿个晶体管,使集成电路的集成度大大提高。
利用量子力学原理设计,由量子元件组装的量子计算机,不仅运算速度快,存储量大、功耗低,而且体积会大大缩小,一个超高速计算机可以放在口袋里,人造卫星的直径可以从数米减小到数十厘米。目前,量子计算机正在开发研制阶段,随着毫微技术的进步和毫微米级加工技术的发展,科学家们认为,量子计算机的心脏——微处理器将在5年内研制成功,世界上第一台量子计算机机有望在10年内诞生。
9
|
|