落秋文学

信息技术（第1页）

信息技术

众说纷纭的信息

什么是信息?关于信息的定义大约有四十多种，真是众说纷纭，没有一个一致的说法和看法。我国《辞海》中信息一词注释为：“信息是指对消息接受者来说预先不知道的报道。”英国的《牛津字典》对信息注释为：“信息是谈论的事情，新闻和知识。”从另一角度来说，数学家认为信息就是概率论；物理学家认为信息就是负熵；通信专家认为信息是解除不定度。当然，以上说法由于立足于各自专业领域，难免又各有各的局限性。

信息论与控制论的创始人之一，美国著名数学家诺伯特·维纳认为：“信息就是我们在适应外部世界和控制外部世界的过程中，同外部世界进行交换的内容的名称。”这是对信息概念比较明确的论述。

事实上，人类在与外部世界发生联系的过程中，交换的内容相当复杂，形式也非常多。例如，人类可以把自然界的物质（食物）转化为自身的物质（如肌肉、体质），把自然界物质的能量转化为自身的能量。人类可以感觉出环境温度变化，随时增减衣服。但是，物质和能量并不是信息，这正如维纳本人所说：“信息就是信息，既不同于物质，也不是能量。”虽然，信息不是物质和能量，但却与物质和能量密切联系。我们注意到人类从外部世界所摄取的一类内容，就是外部世界各种事物运动变化着的状态及其规律，即知识。信息就是关于事物运动的状态和规律。我们前面提到的消息、广告、报道、新闻等等，都是关于某种事物运动的状态和规律，关于某种事物运动的知识。而世上万物都在不停地运动变化、生生不息。可见，信息普遍存在，它对人类的生存和发展至关重要。

信息是世上万物联系的桥梁，人类能够对自然资源进行开发，首先是由于这些物质资源能够发出信息，而人类接收到这些信息加以利用。人类就能够认识天体、微观电子，也都依赖于它们所发出的信息。当然，我们研究天体，并不需要全体天文学家亲自遨游太空，只要利用科学仪器或少量学者取得的足够的信息就可以解决问题；研究电子学，也并不需要电子学专家都去做显波器，只要利用现有信息和设备就能解决一般科研问题。

自动化技术

自动化技术现在已经广泛地应用于生产过程、科学研究、军事技术、社会经济管理和日常生活中。单机自动化已达到了很高的水平。如已经有能够加工出工件比头发丝还要细得很多很多的微加工设备；有能够在每小时内印刷上万张印刷品的高速印刷自动校准装置。

世界上目前有成千上万的机器人在工作。先进的机器人有感觉装置，由计算机进行控制，能够根据内部和外部信息产生适应外界条件变化的控制作用，在完成复杂操作中具有适应外界条件变化的能力。例如能自动寻找复杂工件的焊缝以进行正确焊接，能根据需要自动装配产品的零部件。

工业过程控制自动化生产现在也已从单机自动化发展到全盘综合自动化，出现了柔性生产线、自动化车间和工厂。例如，日本的日野工厂是专门生产机器人和数控设备的工厂，其中有一个车间有92名工人和101台机械手，工人们在白天把程序编好，晚上完全由机械手来进行生产。

自动化技术在国防现代化建设中起着极其重要的作用。例如：高射火炮系统装有自动搜索、自动指挥和自动跟踪的系统；坦克车内装有自动测量目标、自动瞄准目标和自动发射炮弹的系统；战斗机和轰炸机上不仅装有自动驾驶仪，而且还装有发射导弹和控制导弹飞行的自动装置；在精确的制导武器上，装有能自动寻找目标并实行攻击的“自动寻的”设备，可使导弹的单发命中率提高10～100倍。

正是在制成了具有高度自动化技术水平的宇宙飞船之后，人类遨游月宫的幻梦才得以实现。

自动化系统可以根据搜集到的信息来产生管理的决策，并作出计划和进行指挥。现在办公自动化已经实现。至于把家庭生活中所用的气、水、电以及各种电气设备统统用计算机控制起来，实现家庭自动化，目前正在发展中。

光纤通信

1870年，英国物理学家丁达尔在一次实验中，首先发现了弯曲的水流可以传导光。在这一启示下，科学家们开始实验用拉得很细的玻璃丝——光纤来作光的“导线”。实验表明：不管玻璃丝怎样弯曲，从它的一端射入的光都会顺着它弯曲地传播，从另一端射出。这种纤维就叫光导纤维。

光纤通信就是用光导纤维来传送声音、图像。光导纤维传送声音和文字的原理与电线相类似，但它要把声音和文字的电信号变成相应强弱变化的光信号。光信号通过光导纤维传到另一端后，由译码器复原成声波和图像。

光导纤维除了具有体积小、重量轻、造价低等优点外，光纤通信所使用的是频率很单纯的激光，它传递的信息容量是非常大的。所以光纤通信在现代生活中发挥的作用越来越大，应用的范围也越来越广泛。除了用于“光话”、“光视”计算机网络外，还广泛地用于厂矿内部通信、电力和铁道系统的通信、光缆传输等方面。

激光通信

激光在军事通信中的应用潜力很大，用它来进行点与点之间的通信，敌方难以截获和干扰，保密性好，不易因暴露位置而受敌攻击。激光的频率比微波的频率高得多，传输信息的频带很宽，可以在很短的时间内发送和接收大量信息。因为蓝绿色激光对海水有很强的穿透能力，所以海军指挥部门可以通过飞机和卫星上的蓝绿色激光器同潜艇通信，指挥潜艇作战。

激光通过大气时，会受到大气散射、吸收和涡流的影响而散失能量，影响传输距离；另外大气中的烟尘雨雾对激光传输也有影响。为了避免大气的影响，激光通信可以通过光导纤维来实现。光导纤维通信以半导体二极管激光器作为光源，经过信号调制的激光束通过光纤进行传输，容量比电缆通信大得多。

移动通信

所谓移动通信就是移动体之间的通信，或移动体与固定体之间的通信。移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮船、飞机等在移动状态中的物体。

移动通信与固定物体之间的通信比较起来，具有一系列的特点，主要是：（1）移动性。就是要保持物体在移动状态中的通信，因而它必须是无线通信，或无线通信与有线通信的结合。（2）电波传播条件复杂。因移动体可能在各种环境中运动，电磁波在传播时会产生反射、折射、绕射、多普勒效应等现象，产生多径干扰、信号传播延迟和展宽等效应。（3）噪声和干扰严重。在城市环境中的汽车火花噪声、各种工业噪声，移动用户之间的互调干扰，邻道干扰、同频干扰等。（4）系统和网络结构复杂。它是一个多用户通信系统和网络，必须使用户之间互不干扰，能协调一致地工作。此外，移动通信系统还应与市话网、卫星通信网、数据网等互连，整个网络结构是很复杂的。（5）要求频带利用率高、设备性能好。

移动通信的种类繁多。按使用要求和工作场合不同可以分为（1）集群移动通信，也称大区制移动通信。它的特点为只有一个基站，天线高度为几十米至百余米，覆盖半径为30～50km，发射机功率可高达200W。用户数约为几十至几百，可以是车载台，也可以是手持台。它们可以与基站通信，也可通过基站与其他移动台及市话用户通信，基站与市站有线网连接。（2）蜂房移动通信，也称小区制移动通信。它的特点是把整个大范围的服务区划分成许多小区，每个小区设置一个基站，负责本小区各个移动台的联络与控制，各个基站通过移动交换中心相互联系，并与市话局连接。利用超短波电波传播距离有限的特点，离开一定距离的小区可以重复使用频率，使频率资源可以充分利用。每个小区的用户在1000以上，全部覆盖区最终的容量可达100万用户。（3）卫星移动通信。利用卫星转发信号也可实现移动通信。对于车载移动通信可采用赤道固定卫星，而对手持终端，采用中低轨道的多颗星座卫星较为有利。（4）无绳电话。对于室内外慢速移动的手持终端的通信，则采用小功率、通信距离近的、轻便的无绳电话机。它们可以经过通信点与市话用户进行单向或双方向的通信。

现有的大量的移动通信都持用模拟识别信号，称为模拟移动通信。但为了解决容量增加，提高通话质量和增加服务功能，目前已开始应用数字识别信号，即数字移动通信。在制式上则有时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）两种。前者在全世界有欧洲的G**系统（全球移动通信系统）和北美的双模制式标准IS-54及日本的JDC标准。对于码分多址，则有美国Qualnn公司研制的IS-95标准的系统。总的趋势是数字移动通信将取代模拟移动通信，CDMA体制将更占优势。而移动通信将向个人通信发展。进入21世纪则成为全球信息高速公路的重要组成部分。移动通信将有更为辉煌的未来。

微波通信

微波的波长很短，绕过障碍物的能力很小，容易被地球表面吸收，因此，电视广播信号不能用地波方式传播。微波一般能透过电离层，因而也不能利用电离层的反射进行天波传播。电视广播信号主要靠空间波直线传播。这样，电视广播信号的传播距离就受到地球曲率半径的限制。由此可知，电视广播信号直接传播的距离是有限的，接收点距离电视台越远，接收天线需架设得越高，这样才能接收到电视台的信号。例如，当发射天线高度为150米，接收天线高度为10米时，即使没有高山或高大建筑物相阻，则最远只不过在63千米的地方接收到电视信号。

在实际应用中，发射天线和接收天线的高度及传输功率都会受到一定限制。要将电视信号送至千里之外，就必须设立许许多多的微波接力站。每一个接力站在接收到上一接力站的信号后，由接力站的信号放大器来弥补传输信号的损耗，然后再发送至下一个微波接力站，如此一环接一环。由于电波传输的速度极快，几乎在同一瞬间，就可完成全部接力站的传送。因此，相隔千里之遥也能同时观看同一个电视节目。

卫星通信

1946年，美国科学家用雷达把电波发射到月球，并第一次接收到它的回波。这证明了携带信号的微波可以穿过大气层，并可以从大气层以外的星球上反射回地球。此外，人类发射了用来通信的人造卫星，它能够把地球上发来的电波信号经过放大处理后，再发回地球，这样就实现了远距离国际卫星通信。

卫星通信不仅能够远距离传送信息，还有质量好、干扰小、容量大等优点。利用卫星通信不仅可以进行电视广播通信，还可以通长途电视电话、召开电视电话会议等。

目前，我国不仅发射了自己的通信卫星，而且还建立了许多地面卫星通信站。通过这些通信卫星和地面接收、转播站，实现了方便快捷的国际、国内电视电话通信。

电子通信

在当前这样一个信息时代，人们对信息交往速度的要求越来越高，其中尤其使人们不满足的是信件的邮递速度。一封国际邮件，即使是利用特快专递邮政业务，它也要二三天左右。这对于一些急需用信件方式而无法用电话传递的信息来说，譬如合同、各种公证文书等等，常常因太慢而误事。当然使用传真通信是可行的，但就国内国际的目前状况来说，许多普通家庭并不拥有传真机，因此也难于普遍地使用传真机传送。

终于在20世纪80年代初，国际上出现了一种电子信函业务。简单地说，这是一种邮政加电信结合的业务。其原理也很易理解，需要使用者可去开办这项业务的邮局，把需要邮递传送的文件或信件交给他们，由邮局用传真机发往中继局，再由中继局通过国际电话电路传往目的地邮局，交给收受邮件者，收件人就可以在一二小时内看到同交件人交出的文件或信件一模一样的真迹。因此，电子信函是目前最迅速的通邮方式了。