大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

第第 99 章 章 ITIT 新应用展望新应用展望

本章内容本章内容 信息采集技术 信息采集技术 信息传输技术 信息传输技术 信息处理技术 信息处理技术 ITIT 应用大视角 应用大视角 ITIT 发展展望发展展望

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.1 9.1 信息采集技术信息采集技术

9.1.1 9.1.1 传感器传感器9.1.2 9.1.2 传感器的应用传感器的应用9.1.3 9.1.3 传感器的发展方向传感器的发展方向9.1.4 9.1.4 物联网世界物联网世界

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.1.1 传感器传感器

美国仪器仪表协会美国仪器仪表协会 : : 传感器是把被测量变换为有用信号传感器是把被测量变换为有用信号的一种装置。的一种装置。它包括敏感元件、变换电路以及把这些元它包括敏感元件、变换电路以及把这些元件和电路组合在一起的机构。”件和电路组合在一起的机构。”

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.1.1 传感器传感器1.CCD1.CCD 图像传感器图像传感器CCDCCD 图像传感器图像传感器是一种金属－氧化物半导体结构的新型器是一种金属－氧化物半导体结构的新型器件，基本结构是一种密排的件，基本结构是一种密排的 MOSMOS 电容器，能够存储由入射电容器，能够存储由入射光在光在 CCDCCD 像敏单元激发出的光信息电荷，并能在适当相序像敏单元激发出的光信息电荷，并能在适当相序的时钟脉冲驱动下，把存储的电荷以电荷包的形式定向传输的时钟脉冲驱动下，把存储的电荷以电荷包的形式定向传输转移，实现自动扫描，完成从光信号到电信号的转换，可在转移，实现自动扫描，完成从光信号到电信号的转换，可在电视屏幕上将电信号复原成物体的可见光像，也可以将电信电视屏幕上将电信号复原成物体的可见光像，也可以将电信号存储在磁带机内或输入计算机，进行图像增强、识别、存号存储在磁带机内或输入计算机，进行图像增强、识别、存储等处理。储等处理。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.1.1 9.1.1 传感器传感器

2.2. 红外温度传感器红外温度传感器红外温度传感器红外温度传感器红外温度传感器由光学系统、光电探测器、红外温度传感器由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理和显示输出等部分组成。光学系统是信号放大器及信号处理和显示输出等部分组成。光学系统是将目标物体辐射出的红外能量汇聚起来，聚焦在光电探测器将目标物体辐射出的红外能量汇聚起来，聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号，再经过运算处理电路后，换算转上并转变为相应的电信号，再经过运算处理电路后，换算转变为被测目标的线性的温度信号值，以便实现进一步的信号变为被测目标的线性的温度信号值，以便实现进一步的信号处理及控制。处理及控制。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.1.1 9.1.1 传感器传感器

3.3. 超声波传感器超声波传感器超声波传感器超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，是由换能晶片在电压波是一种振动频率高于声波的机械波，是由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，频率高、波长短、绕射现象小，的激励下发生振动产生的，频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好。特别是方向性好。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.1.2 9.1.2 传感器的应用传感器的应用

传感器传感器的应用领域涉及机械制造、工业过程控制、汽车电子的应用领域涉及机械制造、工业过程控制、汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品和专用设备等。就世界产品、通信电子产品、消费电子产品和专用设备等。就世界范围而言，目前传感器市场上增长最快的是汽车市场的需求范围而言，目前传感器市场上增长最快的是汽车市场的需求，占第二位的是过程控制市场，前景看好的是通信市场。，占第二位的是过程控制市场，前景看好的是通信市场。主要应用领域：主要应用领域：

汽车工业汽车工业 工业自动化工业自动化 通信电子产品通信电子产品 消费电子产品消费电子产品 专用设备专用设备

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.1.3 9.1.3 传感器的发展方向传感器的发展方向 传感器产业是国内外公认的具有发展前途的高技术产业，它传感器产业是国内外公认的具有发展前途的高技术产业，它以技术含量高、经济效益好、渗透能力强和市场前景广等特以技术含量高、经济效益好、渗透能力强和市场前景广等特点为世人瞩目。那些高精度、快响应、高可靠性、宽温度范点为世人瞩目。那些高精度、快响应、高可靠性、宽温度范围、微型化、微功耗及无源化、智能化、集成化、网络化的围、微型化、微功耗及无源化、智能化、集成化、网络化的传感器将成为未来市场中的宠儿。传感器将成为未来市场中的宠儿。发展方向：发展方向：采用新材料、新技术、新工艺及探讨新理论来发展传感器 采用新材料、新技术、新工艺及探讨新理论来发展传感器 数字式传感器 数字式传感器 使用激光、微波和红外等技术 使用激光、微波和红外等技术 发展“传像”技术 发展“传像”技术 发展仿生传感器 发展仿生传感器 优先开发新的领域和原理，生产出优良的敏感元件 优先开发新的领域和原理，生产出优良的敏感元件

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.1.4 9.1.4 物联网世界物联网世界

传感器技术是信息采集的核心技术，传感器技术是信息采集的核心技术，而互联网是信息传输的最有效手段，而互联网是信息传输的最有效手段，如果将互联网和传感器技术紧密结合，如果将互联网和传感器技术紧密结合，就可以有效地适应目前的信息全球化就可以有效地适应目前的信息全球化潮流。于是，潮流。于是，物联网物联网概念应运而生。 概念应运而生。 物联网的概念是在物联网的概念是在 19991999 年提出的，年提出的，其定义是：其定义是：通过射频识别（通过射频识别（ RFIRFIDD ）、红外感应器、全球定位系统、）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络的一种网络。。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.1.4 9.1.4 物联网世界物联网世界

物联网就是“物物相连的互联网”物联网就是“物物相连的互联网”，它包含两层意思：，它包含两层意思：第一第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络；础上延伸和扩展的网络；第二第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间进行，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间进行信息交换和通信。信息交换和通信。介绍内容：介绍内容：

RFIDRFID 技术技术 物联网的支撑技术物联网的支撑技术 物联网的三个基本特征物联网的三个基本特征 物联网的应用 物联网的应用

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.1.4 9.1.4 物联网世界物联网世界

1. RFID1. RFID 技术介绍技术介绍RFIDRFID 是是 Radio Frequency IdentificationRadio Frequency Identification 的缩写，的缩写，即射频识别，俗称电子标签。即射频识别，俗称电子标签。 RFIDRFID 是一种非接触式的自是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFIDRFID 技术可识别高速运动的物体并可同时识别多个标签，技术可识别高速运动的物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。操作快捷方便。 RFIDRFID 是一种简单的无线系统，只有两个是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。RFIDRFID按应用频率的不同分为低频（按应用频率的不同分为低频（ LFLF ）、高频（）、高频（ HHFF ）、超高频（）、超高频（ UHFUHF ）、微波（）、微波（ MWMW ））RFIDRFID 由标签（由标签（ TagTag ）、阅读器（）、阅读器（ ReaderReader ）和天线）和天线（（ AntennaAntenna ）组成。 ）组成。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.1.4 9.1.4 物联网世界物联网世界

2. 2. 物联网的支撑技术物联网的支撑技术作为信息与通信领域的技术革命，物联网是建立在牢固的作为信息与通信领域的技术革命，物联网是建立在牢固的技术进步和正在积极实现的网络普遍性基础之上的。物联技术进步和正在积极实现的网络普遍性基础之上的。物联网被称为继计算机、互联网之后的世界信息产业的第三次网被称为继计算机、互联网之后的世界信息产业的第三次浪潮。物联网的支撑技术主要有四项：无线射频（浪潮。物联网的支撑技术主要有四项：无线射频（ RFIRFIDD ）技术，用于数据加工与传递；无线传感器技术，获取）技术，用于数据加工与传递；无线传感器技术，获取物理状态变动的信息，架起真实世界与虚拟世界的桥梁；物理状态变动的信息，架起真实世界与虚拟世界的桥梁；嵌入式智能技术，物体具备被感知和识别功能；纳米技术，嵌入式智能技术，物体具备被感知和识别功能；纳米技术，使微小的物体也能连接到网络中。使微小的物体也能连接到网络中。 RFIDRFID 处在物联网的最处在物联网的最前端，是构成物联网的最关键技术。 前端，是构成物联网的最关键技术。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.1.4 9.1.4 物联网世界物联网世界

3. 3. 物联网的三个基本特征物联网的三个基本特征20092009 年年 1010 月月 55 日，在日，在 ITU World 2009ITU World 2009 （世界电信（世界电信展）上，中国移动总裁王建宙指出，物联网应具备三个特展）上，中国移动总裁王建宙指出，物联网应具备三个特征，一是全面感知，即利用征，一是全面感知，即利用 RFIDRFID 、传感器、二维码等随、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；二是可靠传递，通过各种电信网时随地获取物体的信息；二是可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；三是智能处理，利用云计算、模糊识别等各种智能计算技三是智能处理，利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。 能化的控制。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.1.4 9.1.4 物联网世界物联网世界

4. 4. 物联网的应用物联网的应用物联网实现所有网络的融合、资源的共享、应用的互通以物联网实现所有网络的融合、资源的共享、应用的互通以及终端的互联，并把所有信息服务综合在一起。及终端的互联，并把所有信息服务综合在一起。目前世界物联网应用都还处在信息采集的初级阶段，将来目前世界物联网应用都还处在信息采集的初级阶段，将来要走向物物互联、无处不在的感知，提供更好的服务、更要走向物物互联、无处不在的感知，提供更好的服务、更高的效率，还有很多技术及产业瓶颈要克服。高的效率，还有很多技术及产业瓶颈要克服。但实际上，国内运营商已经推出了射频支付、远程抄表、但实际上，国内运营商已经推出了射频支付、远程抄表、家庭安全监控等应用，这已经是物联网的一个初级表现。 家庭安全监控等应用，这已经是物联网的一个初级表现。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.2 信息传输技术信息传输技术

为了实现复杂的信息处理、信息交换、信息共享，信息需为了实现复杂的信息处理、信息交换、信息共享，信息需要各传感器与计算机之间以及各计算机之间的传输。信息要各传感器与计算机之间以及各计算机之间的传输。信息传输主要分为有线传输和无线传输，其中有线传输以光纤传输主要分为有线传输和无线传输，其中有线传输以光纤通信技术为典型代表；近距离无线传输以红外技术、蓝牙通信技术为典型代表；近距离无线传输以红外技术、蓝牙技术为典型代表，远距离无线传输则以卫星通信为主。技术为典型代表，远距离无线传输则以卫星通信为主。9.2.1 9.2.1 光纤通信原理光纤通信原理9.2.2 9.2.2 红外和蓝牙红外和蓝牙9.2.3 9.2.3 卫星通信卫星通信

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.2.1 光纤通信原理

光纤通信光纤通信是以激光为光源是以激光为光源 ,, 以光导纤维为传输介质进行通以光导纤维为传输介质进行通信。光纤通信系统一般由计算机、光端机和光中继器等组信。光纤通信系统一般由计算机、光端机和光中继器等组成，如图成，如图 9-49-4所示。所示。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.2.1 9.2.1 光纤通信原理光纤通信原理

光纤通信的发展主要集中在以下几个方面：光纤通信的发展主要集中在以下几个方面： 光传输技术光传输技术光纤接入技术光纤接入技术光网络的新技术演进光网络的新技术演进光纤器件技术发展光纤器件技术发展

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.2.1 9.2.1 光纤通信原理光纤通信原理

1. 1. 光传输技术光传输技术超大容量将成为下一代网络的基本特征，目前商用的超大容量将成为下一代网络的基本特征，目前商用的 DWDMDWDM （（密集波分复用）系统已经实现密集波分复用）系统已经实现 1 600 Gb/s1 600 Gb/s 容量（容量（ 160160 波、每波、每波道速率波道速率 10 Gb/s10 Gb/s ）、）、 3 000 km3 000 km 超长距离传输，并可进一步超长距离传输，并可进一步扩展传输光纤的可用带宽。随着光纤制造技术的进步和激光源制扩展传输光纤的可用带宽。随着光纤制造技术的进步和激光源制造技术的发展，可用于光通信的波长带已经由最常用的造技术的发展，可用于光通信的波长带已经由最常用的 CC 波带发波带发展到展到 LL 波带、波带、 SS 波带乃至全波段。压缩相邻光波长之间的间隔，波带乃至全波段。压缩相邻光波长之间的间隔，如大容量密集波分复用系统相邻波长间的间隔在短短的几年时间如大容量密集波分复用系统相邻波长间的间隔在短短的几年时间内经历了由内经历了由 200 GHz200 GHz 、、 100 GHz100 GHz 、、 50 GHz50 GHz 乃至乃至 25 GHz25 GHz的演变，每前进一步系统可容纳的波长数就可以增加一倍。单波的演变，每前进一步系统可容纳的波长数就可以增加一倍。单波长传输速率不断提高，如电时分复用的速率在短短的不到十年的长传输速率不断提高，如电时分复用的速率在短短的不到十年的时间内从时间内从 155 Mb/s155 Mb/s 发展到发展到 10 Gb/s10 Gb/s 乃至乃至 40 Gb/s40 Gb/s 。采用。采用ULHULH （超长距离）技术，延长无再生中继距离。（超长距离）技术，延长无再生中继距离。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.2.1 9.2.1 光纤通信原理光纤通信原理2. 2. 光纤接入技术光纤接入技术现在的接入技术手段，如现在的接入技术手段，如 DSLDSL （（ Digital Subscriber Digital Subscriber LoopLoop ，数字用户环路）系统、，数字用户环路）系统、 HFCHFC （（ Hybrid Fiber Hybrid Fiber CoaxialCoaxial ，混合光纤同轴电缆）系统、以太网接入系统和宽带，混合光纤同轴电缆）系统、以太网接入系统和宽带无线接入系统，都基于铜缆或微波频段的接入，受到传输媒质无线接入系统，都基于铜缆或微波频段的接入，受到传输媒质、无线频谱和技术体制的先天限制，不能从根本上最终解决用、无线频谱和技术体制的先天限制，不能从根本上最终解决用户的宽带接入需求。光纤接入技术已广泛应用到汇聚层，而应户的宽带接入需求。光纤接入技术已广泛应用到汇聚层，而应用到接入终端，即光纤到户（用到接入终端，即光纤到户（ FTTHFTTH ）是发展目标。可以分为）是发展目标。可以分为有源光纤接入和无源光纤接入两类。有源光纤接入类似铜线以有源光纤接入和无源光纤接入两类。有源光纤接入类似铜线以太网的接入技术，而无源接入主要有采用太网的接入技术，而无源接入主要有采用 ATMATM 技术的技术的 APONAPON和采用以太网技术的和采用以太网技术的 EPONEPON 以及采用以及采用 GFPGFP封装的封装的 GPONGPON ，，统称为统称为 xPONxPON 。 。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.2.1 9.2.1 光纤通信原理光纤通信原理

3. 3. 光网络的新技术演进光网络的新技术演进今后十年，光网络技术仍然是以现在已有的技术为出发点。光网今后十年，光网络技术仍然是以现在已有的技术为出发点。光网络技术的发展体现在两个方面：在硬技术实现上是全光网，在软络技术的发展体现在两个方面：在硬技术实现上是全光网，在软技术实现上是智能网。全光网的发展，包括光纤放大器与光纤激技术实现上是智能网。全光网的发展，包括光纤放大器与光纤激光器、光纤光栅光子器件、光子回路和全光纤集成等。在这方面光器、光纤光栅光子器件、光子回路和全光纤集成等。在这方面，很多进展取决于光器件的进展。在具备了波分复用能力之后，，很多进展取决于光器件的进展。在具备了波分复用能力之后，光传送网络第一次拥有了在光层直接交叉组网的能光传送网络第一次拥有了在光层直接交叉组网的能力。力。 ASONASON （（ Automatically Switched Optical Automatically Switched Optical NetworkNetwork ，自动交换光网络）的核心就是本身具备的智能性，，自动交换光网络）的核心就是本身具备的智能性，第一次在光网络中实现了光信道建立的智能性。即第一次在光网络中实现了光信道建立的智能性。即 ASONASON 在不需在不需要人为管理和控制的情况下，可以依据控制面的功能，按用户的要人为管理和控制的情况下，可以依据控制面的功能，按用户的请求来建立一条符合用户需求的光通道。请求来建立一条符合用户需求的光通道。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.2.1 9.2.1 光纤通信原理光纤通信原理

4. 4. 光纤器件技术发展光纤器件技术发展光纤网络体系是未来光通信的主流发展方向，而光网络技术光纤网络体系是未来光通信的主流发展方向，而光网络技术目前的发展很大程度上取决于光纤器件技术的发展。器件发目前的发展很大程度上取决于光纤器件技术的发展。器件发展主要有：支持智能化的光可变换器件，包括可调谐光源、展主要有：支持智能化的光可变换器件，包括可调谐光源、可调谐光滤波器、全光波长转换器和光可变衰减器等；支持可调谐光滤波器、全光波长转换器和光可变衰减器等；支持全光网实现的平面光波导技术；新一代的光电子材料全光网实现的平面光波导技术；新一代的光电子材料————光光子晶体及其光子晶体光纤（子晶体及其光子晶体光纤（ PCFPCF ）。）。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.2.2 9.2.2 红外和蓝牙红外和蓝牙

1. 1. 红外通信技术红外通信技术红外通信技术红外通信技术是一种适合于低成本、跨平台、点对点的高速数是一种适合于低成本、跨平台、点对点的高速数据连接，尤其是嵌入式系统的短距离无线通信技术。红外通信据连接，尤其是嵌入式系统的短距离无线通信技术。红外通信技术具有成本低廉、连接方便、简单易用和结构紧凑的特点，技术具有成本低廉、连接方便、简单易用和结构紧凑的特点，因此在小型的移动设备中获得了广泛的应用。通过红外接口，因此在小型的移动设备中获得了广泛的应用。通过红外接口，各类移动设备可以自由地进行数据交换。各类移动设备可以自由地进行数据交换。由于红外线的波长较短，对障碍物的衍射能力差，所以更适合由于红外线的波长较短，对障碍物的衍射能力差，所以更适合应用在需要短距离无线通信的场合，进行点对点的直线数据传应用在需要短距离无线通信的场合，进行点对点的直线数据传输，传输速率最快可达输，传输速率最快可达•16 Mb/s16 Mb/s 。。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.2.2 9.2.2 红外和蓝牙红外和蓝牙

2. 2. 蓝牙（蓝牙（ BluetoothBluetooth ）技术）技术蓝牙（蓝牙（ BluetoothBluetooth ）技术）技术是一种支持点到点、点到多点的是一种支持点到点、点到多点的话音、数据业务的短距离无线通信技术。蓝牙技术是作为一话音、数据业务的短距离无线通信技术。蓝牙技术是作为一种“电缆替代”技术提出来的，发展到今天已经演化成了一种“电缆替代”技术提出来的，发展到今天已经演化成了一种个人信息网络的技术。它将内嵌蓝牙芯片的设备互联起来种个人信息网络的技术。它将内嵌蓝牙芯片的设备互联起来，提供话音和数据的接入服务，实现信息的自动交换和处理，提供话音和数据的接入服务，实现信息的自动交换和处理。蓝牙主要针对三类应用：话音。蓝牙主要针对三类应用：话音 //数据的接入、外围设备互联数据的接入、外围设备互联和个人局域网。话音和个人局域网。话音 //数据的接入是将一台计算设备通过安全数据的接入是将一台计算设备通过安全的无线链路连接到一个通信设备，完成与广域通信网络的互的无线链路连接到一个通信设备，完成与广域通信网络的互联；外围设备互联是指将各种外设通过蓝牙链路连接到主机联；外围设备互联是指将各种外设通过蓝牙链路连接到主机；个人局域网的主要应用是个人网络和信息的共享与交换。；个人局域网的主要应用是个人网络和信息的共享与交换。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.2.2 9.2.2 红外和蓝牙红外和蓝牙

蓝牙（蓝牙（ BluetoothBluetooth ）技术的特点）技术的特点（（ 11 ）芯片价格持续下降）芯片价格持续下降（（ 22 ）芯片越来越小巧）芯片越来越小巧（（ 33 ）向单芯片方向发展。）向单芯片方向发展。（（ 55 ）与其他技术共存。）与其他技术共存。（（ 66 ）众多操作系统支持蓝牙。）众多操作系统支持蓝牙。（（ 77 ）干扰问题的解决。）干扰问题的解决。（（ 88 ）支持漫游功能。 ）支持漫游功能。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.2.3 9.2.3 卫星通信卫星通信卫星通信模式是一个一对多的网络结构模式卫星通信模式是一个一对多的网络结构模式，图，图 9-59-5所示为卫星通信的星所示为卫星通信的星形网络连接示意图。形网络连接示意图。卫星通信系统由卫星和地球站两部分卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。组成。卫星通信的主要优点：通信范围大，卫星通信的主要优点：通信范围大，只要卫星发射的波束覆盖的范围均可只要卫星发射的波束覆盖的范围均可进行通信；不易受陆地灾害影响；建进行通信；不易受陆地灾害影响；建设速度快；易于实现广播和多址通信；设速度快；易于实现广播和多址通信；电路和话务量可灵活调整；一信道可电路和话务量可灵活调整；一信道可用于不同方向和不同区域。用于不同方向和不同区域。卫星通信的缺点：由于两地球站之间卫星通信的缺点：由于两地球站之间的电磁波传播距离最小为的电磁波传播距离最小为 7 200 km7 200 km ，，信号到达有延迟；信号到达有延迟； 10 GHz10 GHz 以上频以上频带受降雨雪的影响；天线受太阳噪声带受降雨雪的影响；天线受太阳噪声的影响。 的影响。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.3 9.3 信息处理技术信息处理技术信息处理是目前计算机应用最广泛的领域之一。信息处理是指将信息处理是目前计算机应用最广泛的领域之一。信息处理是指将收集到的信息（称为原始信息）按照一定的程序和方法进行分类收集到的信息（称为原始信息）按照一定的程序和方法进行分类、分析、整理和编制等，使其具有可用性。信息处理的类型很多、分析、整理和编制等，使其具有可用性。信息处理的类型很多，如图像信息处理、声音信息处理、指纹识别和自动翻译等，都，如图像信息处理、声音信息处理、指纹识别和自动翻译等，都是目前研究的热点领域。是目前研究的热点领域。9.3.1 9.3.1 数字图像处理数字图像处理9.3.2 9.3.2 声音信息处理声音信息处理9.3.4 9.3.4 电子指纹电子指纹9.3.4 9.3.4 自动翻译自动翻译9.3.5 9.3.5 模式识别模式识别

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.3.1 9.3.1 数字图像处理数字图像处理

数字图像处理又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转数字图像处理又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。数字图像换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。数字图像处理作为一门学科大约形成于处理作为一门学科大约形成于 2020 世纪世纪 6060年代初期。早期年代初期。早期图像处理的目的是改善图像的质量，输入的是低质量的图像图像处理的目的是改善图像的质量，输入的是低质量的图像，输出的是改善质量后的图像。常用的图像处理方法有图像，输出的是改善质量后的图像。常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。 增强、复原、编码、压缩等。 数字图像处理研究的主要内容数字图像处理研究的主要内容 图像处理的主要应用领域图像处理的主要应用领域

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.3.1 9.3.1 数字图像处理数字图像处理

1.1.数字图像处理研究的主要内容数字图像处理研究的主要内容数字图像处理研究的主要内容有图像变换、图像编码压缩、数字图像处理研究的主要内容有图像变换、图像编码压缩、图像增强和复原、图像分割、图像描述、图像分类（识别）图像增强和复原、图像分割、图像描述、图像分类（识别）等。数字图像处理有再现性好、处理精度高、适用面宽和灵等。数字图像处理有再现性好、处理精度高、适用面宽和灵活性高等优点。活性高等优点。例如，通过例如，通过 CCDCCD 图像传感器采集到的图像信息送入计算机后图像传感器采集到的图像信息送入计算机后，计算机可采用相应的图像处理算法对图像信息进行处理，，计算机可采用相应的图像处理算法对图像信息进行处理，如图像变换、图像编码压缩、图像增强和复原、图像分割和如图像变换、图像编码压缩、图像增强和复原、图像分割和图像分类（识别）等。图像分类（识别）等。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.3.1 9.3.1 数字图像处理数字图像处理

2. 2. 图像处理的主要应用领域图像处理的主要应用领域航天和航空技术方面的应用航天和航空技术方面的应用生物医学工程方面的应用 生物医学工程方面的应用 通信工程方面的应用 通信工程方面的应用 工业和工程方面的应用 工业和工程方面的应用 军事、公安方面的应用军事、公安方面的应用文化艺术方面的应用文化艺术方面的应用

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.3.2 9.3.2 声音信息处理声音信息处理

声音声音是除文字、图形之外表达信息的另一种有效方式。所是除文字、图形之外表达信息的另一种有效方式。所有声音信息在计算机内部都是以有声音信息在计算机内部都是以音频文件音频文件的形式存储的。的形式存储的。音频文件通常分为两类：音频文件通常分为两类：声音文件声音文件和和 MIDIMIDI文件。文件。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.3.3 9.3.3 电子指纹电子指纹

基于指纹的多样性特征和不基于指纹的多样性特征和不可复制性，每个指纹都具有可复制性，每个指纹都具有唯一性，利用指纹进行身份唯一性，利用指纹进行身份认证，可完全杜绝钥匙、认证，可完全杜绝钥匙、 ICIC卡被盗用，密码被破解等导卡被盗用，密码被破解等导致的他人非法进入现象。致的他人非法进入现象。指纹识别分为四个阶段：指纹识别分为四个阶段：读取指纹、提取特征、保存读取指纹、提取特征、保存数据和比对确认数据和比对确认。。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.3.4 9.3.4 自动翻译自动翻译

计算技术的发展为机器代替人从事翻译工作计算技术的发展为机器代替人从事翻译工作 ,, 为最终消除人为最终消除人类交流障碍打开了希望之门。这个思路可以追溯到类交流障碍打开了希望之门。这个思路可以追溯到 19451945 年年，当时信息论的先驱，当时信息论的先驱 Warren WeaverWarren Weaver 就认为语言的翻译就认为语言的翻译过程可以抽象成编码和解码过程，这种思想其实就是机器翻过程可以抽象成编码和解码过程，这种思想其实就是机器翻译的基石，并提出了机器翻译的可计算性。译的基石，并提出了机器翻译的可计算性。自动翻译技术的一个分支就是着手把机器翻译和语音识别、自动翻译技术的一个分支就是着手把机器翻译和语音识别、语音合成相结合，进行直接的口语翻译，这方面的研究首先语音合成相结合，进行直接的口语翻译，这方面的研究首先起源于对语音识别技术的研究。 起源于对语音识别技术的研究。 在有明确限定的领域中，语音识别技术一般能取得比较高的在有明确限定的领域中，语音识别技术一般能取得比较高的准确率。 准确率。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.3.5 9.3.5 模式识别模式识别所谓模式识别，通俗一点讲就是机器识别、计算机识别或机器所谓模式识别，通俗一点讲就是机器识别、计算机识别或机器自动识别。在这里是针对让计算机来判断事物而提出的，如检自动识别。在这里是针对让计算机来判断事物而提出的，如检测病理切片、文字识别、话语识别、图像中物体识别等。模式测病理切片、文字识别、话语识别、图像中物体识别等。模式识别研究的内容是使机器能做以前只能由人类才能做的事，具识别研究的内容是使机器能做以前只能由人类才能做的事，具备人所具有的、对各种事物与现象进行分析、描述与判断的部备人所具有的、对各种事物与现象进行分析、描述与判断的部分能力。分能力。典型的模式识别系统由典型的模式识别系统由图图 9-89-8所示的结构框图所示的结构框图组成，一般由组成，一般由数据获取数据获取、、预处理预处理、、特征提取选择特征提取选择、、分类决策分类决策及及分类器设计分类器设计五部分组成。五部分组成。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.4 IT9.4 IT 应用大视角应用大视角

9.4.1 9.4.1 导航与卫星定位技术导航与卫星定位技术9.4.2 3S9.4.2 3S 技术技术9.4.3 9.4.3 智能机器人智能机器人9.4.4 9.4.4 智能大厦智能大厦

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.4.1 9.4.1 导航与卫星定位技术导航与卫星定位技术

1.1.卫星导航定位系统组成卫星导航定位系统组成卫星导航定位是指利用卫星导航定位系统提供的位置、速卫星导航定位是指利用卫星导航定位系统提供的位置、速度和时间等信息来完成对地球各种目标的定位、导航、监度和时间等信息来完成对地球各种目标的定位、导航、监测和管理。测和管理。

世界四大卫星导航系统世界四大卫星导航系统美国：美国： GPS GPS 欧洲：欧洲： GalileoGalileo 系统系统俄罗斯：俄罗斯： GLONASSGLONASS中国：北斗卫星导航系统中国：北斗卫星导航系统

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.4.1 9.4.1 导航与卫星定位技术导航与卫星定位技术

2.2.卫星导航的应用卫星导航的应用卫星导航的应用领域非常广泛，有人形容它的应用只受人卫星导航的应用领域非常广泛，有人形容它的应用只受人的想象力的限制。事实上，凡是涉及位置、速度和时间信的想象力的限制。事实上，凡是涉及位置、速度和时间信息的都与卫星导航技术息息相关。卫星导航系统最初用于息的都与卫星导航技术息息相关。卫星导航系统最初用于军事领域，美国和俄罗斯都是如此，如用于核潜艇远洋定军事领域，美国和俄罗斯都是如此，如用于核潜艇远洋定位和导弹导航等。第一次海湾战争，美国用全球卫星定位位和导弹导航等。第一次海湾战争，美国用全球卫星定位系统解决了在沙漠中定位的问题，而在伊拉克战争中，美系统解决了在沙漠中定位的问题，而在伊拉克战争中，美国国 98%98% 的武器都用了全球卫星定位系统。自从的武器都用了全球卫星定位系统。自从 19951995年全年全球卫星定位系统向民用开放后，迅速应用到各个领域，其球卫星定位系统向民用开放后，迅速应用到各个领域，其应用大大超出了当初人们的想象。应用大大超出了当初人们的想象。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.4.2 3S9.4.2 3S 技术技术

遥感遥感 (R(RSS)) 、、地理信息系统地理信息系统 (GI(GISS)) 和和全球定位系统全球定位系统 (GP(GPSS))有机地结合在一起来应用，称为有机地结合在一起来应用，称为 3S3S 技术。技术。1. 1. 遥感（遥感（ RSRS ））遥感（遥感（ Remote SensingRemote Sensing ），顾名思义，就是遥远地感知。），顾名思义，就是遥远地感知。人类通过大量的实践，发现地球上每一个物体都在不停地吸人类通过大量的实践，发现地球上每一个物体都在不停地吸收、发射能量，其中有一种人类已经认识到的形式收、发射能量，其中有一种人类已经认识到的形式————电磁电磁波，并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根波，并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。

遥感遥感 (R(RSS)) 、、地理信息系统地理信息系统 (GI(GISS)) 和和全球定位系统全球定位系统 (GP(GPSS))有机地结合在一起来应用，称为有机地结合在一起来应用，称为 3S3S 技术。技术。1. 1. 遥感（遥感（ RSRS ））遥感（遥感（ Remote SensingRemote Sensing ），顾名思义，就是遥远地感知。），顾名思义，就是遥远地感知。人类通过大量的实践，发现地球上每一个物体都在不停地吸人类通过大量的实践，发现地球上每一个物体都在不停地吸收、发射能量，其中有一种人类已经认识到的形式收、发射能量，其中有一种人类已经认识到的形式————电磁电磁波，并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根波，并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.4.2 3S9.4.2 3S 技术技术

2. 2. 地理信息系统（地理信息系统（ GISGIS ））地理信息系统（地理信息系统（ Geographic Information SystemGeographic Information System ））是人类在生产实践活动中，为描述和处理相关地理信息而逐是人类在生产实践活动中，为描述和处理相关地理信息而逐渐产生的软件系统。它以计算机为手段，对具有地理特征的渐产生的软件系统。它以计算机为手段，对具有地理特征的空间数据进行处理，能以一个空间信息为主线，将其他各种空间数据进行处理，能以一个空间信息为主线，将其他各种与其有关的空间位置信息结合起来。它的诞生改变了传统的与其有关的空间位置信息结合起来。它的诞生改变了传统的数值处理信息方式，使信息处理由数值领域步入空间领域。数值处理信息方式，使信息处理由数值领域步入空间领域。

GISGIS 构成：构成：计算机硬件系统、计算机软件系统、地理计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据库、系统管理人员。空间数据库、系统管理人员。

GISGIS 应用：应用：资源清查、城乡规划、灾害监测、环境管资源清查、城乡规划、灾害监测、环境管理、宏观决策理、宏观决策

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.4.2 3S9.4.2 3S 技术技术3. 3. 全球定位系统（全球定位系统（ GPSGPS ））全球定位系统（全球定位系统（ Global Position SystemGlobal Position System ）是美国从）是美国从 2020 世纪世纪 7070年代开年代开始研制，历时始研制，历时 2020年，耗资年，耗资 200200亿美元，于亿美元，于 19941994年全面建成，具有在海、陆年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经近、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经近1010年我国测绘等部门的使用表明，年我国测绘等部门的使用表明， GPSGPS 以全天候、高精度、自动化、高效益以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察和地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来了一场深刻的技术革命源勘察和地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来了一场深刻的技术革命

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.4.3 9.4.3 智能机器人智能机器人

机器人技术作为机器人技术作为 2020 世纪人类最伟大的发明之一，自世纪人类最伟大的发明之一，自 6060年年代初问世以来，经历代初问世以来，经历 4040年的发展，已取得长足的进步。工年的发展，已取得长足的进步。工业机器人在经历了诞生业机器人在经历了诞生——成长成长——成熟期后，已成为制造业中成熟期后，已成为制造业中不可少的核心装备。不可少的核心装备。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.4.4 9.4.4 智能大厦智能大厦

智能大厦是指利用系统集成方法，将计算机技术、通信技术智能大厦是指利用系统集成方法，将计算机技术、通信技术和信息技术等高科技与现代建筑艺术有机结合，通过对设备和信息技术等高科技与现代建筑艺术有机结合，通过对设备的自动监控、对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其的自动监控、对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优化组合，向人们提供一个高效、舒适、安全、便与建筑的优化组合，向人们提供一个高效、舒适、安全、便利环境的建筑物。智能大厦是信息时代的产物，是计算机、利环境的建筑物。智能大厦是信息时代的产物，是计算机、通信技术等高科技在建筑业中的重大应用。通信技术等高科技在建筑业中的重大应用。楼宇自动化系统是智能大厦的核心系统，它运用计算机技术楼宇自动化系统是智能大厦的核心系统，它运用计算机技术、控制技术及自动测量等技术，对智能大厦内的各种分散的、控制技术及自动测量等技术，对智能大厦内的各种分散的电力、照明、空调、给排水、电梯和自动扶梯、防火等设备电力、照明、空调、给排水、电梯和自动扶梯、防火等设备进行自动控制和统一管理，管理人员可以随时掌握设备状态进行自动控制和统一管理，管理人员可以随时掌握设备状态及运行时间、能量的消耗及变化等信息及运行时间、能量的消耗及变化等信息。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.5 IT9.5 IT 发展展望发展展望

9.5.1 3G9.5.1 3G与三网合一与三网合一9.5.2 9.5.2 自动驾驶自动驾驶9.5.3 9.5.3 量子计算机量子计算机9.5.4 9.5.4 生物计算机生物计算机9.5.5 9.5.5 社会计算社会计算9.5.6 9.5.6 云计算云计算

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.5.1 3G9.5.1 3G 与三网合一与三网合一

1. 3G1. 3G 主流技术及发展趋势主流技术及发展趋势 3G3G: : 第三代移动通信技术，是无线通信与国际互联网等多第三代移动通信技术，是无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。媒体通信结合的新一代移动通信系统。

目前国际上三大标准目前国际上三大标准欧洲提出的欧洲提出的 WCDMAWCDMA 标准标准美国提出的美国提出的 CDMA 2000CDMA 2000 标准标准我国提出的我国提出的 TD-SCDMATD-SCDMA 标准标准。。

在第三代技术上，我国不仅首次提出了自己的标准，而且在在第三代技术上，我国不仅首次提出了自己的标准，而且在其他两大标准的研发上，也紧跟世界步伐，骨干企业已经基其他两大标准的研发上，也紧跟世界步伐，骨干企业已经基本具备提供商用设备的能力。本具备提供商用设备的能力。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.5.1 3G9.5.1 3G 与三网合一与三网合一

2. 2. 三网合一三网合一三网合一三网合一 : : 通信技术的新发展，它指的是通信技术的新发展，它指的是电信网电信网、、广播电广播电

视网视网和和计算机网三大网络计算机网三大网络在高层业务应用上的融合。在高层业务应用上的融合。三网合一的内涵三网合一的内涵 : : 技术上趋向一致，网络层互联互通，业技术上趋向一致，网络层互联互通，业务层互相渗透交叉，应用层使用统一的协议。务层互相渗透交叉，应用层使用统一的协议。

三网合一的实质三网合一的实质 : : 建成国家信息高速公路，实现网络传输建成国家信息高速公路，实现网络传输、接入、交换各个层面的宽带化。、接入、交换各个层面的宽带化。

三网合一，百姓是受益者三网合一，百姓是受益者 三网合一，有利于生态环境保护三网合一，有利于生态环境保护 三网合一，国家是倡导者三网合一，国家是倡导者

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.5.2 9.5.2 自动驾驶自动驾驶

自动驾驶自动驾驶也称也称自动操作自动操作，是一种不需要人为干预、能够自动，是一种不需要人为干预、能够自动检测、自动处理和自动执行的控制技术。检测、自动处理和自动执行的控制技术。目前正在发展测试和应用的智能车辆技术分为四类目前正在发展测试和应用的智能车辆技术分为四类

汽车自动防撞系统汽车自动防撞系统辅助驾驶系统辅助驾驶系统事故通报系统事故通报系统无人驾驶飞机无人驾驶飞机

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.5.3 9.5.3 量子计算机量子计算机物理学家物理学家 Richard FeynmanRichard Feynman首次提出把量子力学和计算首次提出把量子力学和计算机结合起来的可能性。随后，英国牛津大学物理学家机结合起来的可能性。随后，英国牛津大学物理学家D.DeutschD.Deutsch 于于 19851985年初步阐述了量子计算机的概念，并年初步阐述了量子计算机的概念，并指出量子并行处理技术会使量子计算机比传统的图灵计算机指出量子并行处理技术会使量子计算机比传统的图灵计算机具有更强大的功能。具有更强大的功能。组成量子计算机的硬件是由一些量子器件构成的，也就是说组成量子计算机的硬件是由一些量子器件构成的，也就是说，所用的微处理器也是一种量子器件。量子计算机的器件体，所用的微处理器也是一种量子器件。量子计算机的器件体积微小，其工作原理和现在的电子器件也很不一样。积微小，其工作原理和现在的电子器件也很不一样。与传统的计算机相比，量子计算机特点与传统的计算机相比，量子计算机特点

量子信息的存储量子信息的存储————量子比特量子比特 量子信息的运算量子信息的运算————量子算法量子算法

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.5.4 9.5.4 生物计算机生物计算机

生物计算机是利用生物计算机是利用 DNADNA 计算技术替代传统电子技术的新型计算技术替代传统电子技术的新型的未来计算机的未来计算机。生物计算机的运算过程就是蛋白质分子与周。生物计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。计算机的转换开关由酶来围物理化学介质的相互作用过程。计算机的转换开关由酶来充当，而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明充当，而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。 显地表示出来。 生物计算机采用生物芯片代替由无机材料制成的硅芯片，其生物计算机采用生物芯片代替由无机材料制成的硅芯片，其主要特点是：体积小，运算速度极快，存储容量特别大。主要特点是：体积小，运算速度极快，存储容量特别大。生物芯片具有低阻抗、低能耗性质，摆脱了传统半导体元件生物芯片具有低阻抗、低能耗性质，摆脱了传统半导体元件散热问题的困扰，从而克服了长期以来集成电路制作工艺复散热问题的困扰，从而克服了长期以来集成电路制作工艺复杂、电路因故障发热熔化以及功耗大等弊端。杂、电路因故障发热熔化以及功耗大等弊端。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.5.5 9.5.5 社会计算社会计算

1. 1. 社会计算的定义社会计算的定义社会计算是一门现代计算技术与社会科学之间的交叉学科。社会计算是一门现代计算技术与社会科学之间的交叉学科。社会计算将计算转移到了网络的边界，使得个人用户只需相社会计算将计算转移到了网络的边界，使得个人用户只需相对较低的网络技术经验就能在社会交互活动上展现他们的创对较低的网络技术经验就能在社会交互活动上展现他们的创造力、贡献专业知识、共享内容、共同开发新软件、传播信造力、贡献专业知识、共享内容、共同开发新软件、传播信息，甚至形成集体讨价还价的能力。息，甚至形成集体讨价还价的能力。社会计算不是研究个体行为，而是研究群体现象。社会计算不是研究个体行为，而是研究群体现象。社会计算社会计算是基于计算数据模型和计算机科学以及人机工程学来分析研是基于计算数据模型和计算机科学以及人机工程学来分析研究人的社会行为，建立关于人在社会中各类交往和资源的应究人的社会行为，建立关于人在社会中各类交往和资源的应用科学。用科学。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.5.5 9.5.5 社会计算社会计算

2. 2. 社会计算的研究现状社会计算的研究现状 国际国内通过多种方式加强研究。国际国内通过多种方式加强研究。3. 3. 社会计算的特点及关键方法社会计算的特点及关键方法社会计算的一个主要动机与目的就是把传统上限于语言层次社会计算的一个主要动机与目的就是把传统上限于语言层次和静态的知识，不管是书本上的还是社会上的、解析型的还和静态的知识，不管是书本上的还是社会上的、解析型的还是经验型的、历史的还是现实的，都使之数字化、网络化和是经验型的、历史的还是现实的，都使之数字化、网络化和动态化，用于各种复杂社会问题的建模、分析和决策支持。动态化，用于各种复杂社会问题的建模、分析和决策支持。下面就社会计算与传统组织计算在组织、结构、范围、内容下面就社会计算与传统组织计算在组织、结构、范围、内容、质量、用户身份和可扩展性等方面进行比较。 、质量、用户身份和可扩展性等方面进行比较。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.5.5 9.5.5 社会计算社会计算

4. 4. 社会计算在社会领域中的应用社会计算在社会领域中的应用社会计算在社会中的应用主要体现在两个方面：社会计算在社会中的应用主要体现在两个方面：一方面：一方面：基于较复杂的企业中基于较复杂的企业中 Web 2.0Web 2.0 体系结构技术的使体系结构技术的使用，如企业用，如企业 BlogBlog 、企业、企业 WikiWiki 、企业、企业 AgentAgent 、社会计算、社会计算BEABEA （（ Bureau of Economic AnalysisBureau of Economic Analysis ）新工具的面）新工具的面市；市；一方面：一方面：在社会重大问题领域中的应用，如复杂社会系统的在社会重大问题领域中的应用，如复杂社会系统的社会计算、复杂经济系统的社会计算、复杂生态问题的社会社会计算、复杂经济系统的社会计算、复杂生态问题的社会计算、模拟战争系统中的社会计算、人口系统的社会计算以计算、模拟战争系统中的社会计算、人口系统的社会计算以及复杂工程系统的社会计算。 及复杂工程系统的社会计算。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.5.6 9.5.6 云计算云计算云计算（云计算（ cloud computingcloud computing ））是分布式计算技术的一种，其是分布式计算技术的一种，其最基本的概念是通过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数最基本的概念是通过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。计算分析之后将处理结果回传给用户。云计算是并行计算、分布式计算和网格计算的发展，或者说是这些计算机科学云计算是并行计算、分布式计算和网格计算的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算是虚拟化（概念的商业实现。云计算是虚拟化（ VirtualizationVirtualization ）、效用计算（）、效用计算（ Utility Utility ComputingComputing ）、）、 IaaSIaaS （基础设施即服务）、（基础设施即服务）、 PaaSPaaS （平台即服务）、（平台即服务）、 SaaSSaaS（软件即服务）等概念混合演进并跃升的结果。（软件即服务）等概念混合演进并跃升的结果。 云计算特点云计算特点(1)(1) 超大规模 超大规模 (2)(2)虚拟化 虚拟化 (3)(3) 高可靠性 高可靠性 (4)(4) 通用性 通用性 (5)(5) 高可扩展性 高可扩展性 (6)(6)按需服务按需服务(7)(7)极其廉价 极其廉价 (8)(8)潜在的危险性潜在的危险性

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

9.5.6 9.5.6 云计算云计算云计算的发展现状：云计算的发展现状：IBMIBM 在在 20072007 年年 1111月推出了“改变游戏规则”的“蓝云”计算平台，为客户带月推出了“改变游戏规则”的“蓝云”计算平台，为客户带来即买即用的云计算平台。它包括一系列的自动化、自我管理和自我修复的虚拟化来即买即用的云计算平台。它包括一系列的自动化、自我管理和自我修复的虚拟化云计算软件，使来自全球的应用可以访问分布式的大型服务器池。使得数据中心在云计算软件，使来自全球的应用可以访问分布式的大型服务器池。使得数据中心在类似于互联网的环境下运行计算。类似于互联网的环境下运行计算。 IBMIBM正在与正在与 1717个欧洲组织合作开展云计算项个欧洲组织合作开展云计算项目。欧盟提供了目。欧盟提供了 1.71.7亿欧元作为部分资金。该计划名为亿欧元作为部分资金。该计划名为 RESERVOIRRESERVOIR ，以“无障，以“无障碍的资源和服务虚拟化”为口号。碍的资源和服务虚拟化”为口号。 20082008 年年 88 月，月， IBMIBM宣布将投资约宣布将投资约 44 亿美元用亿美元用于其设在北卡罗来纳州和日本东京的云计算数据中心的改造。于其设在北卡罗来纳州和日本东京的云计算数据中心的改造。 IBMIBM 计划在计划在 20092009年在年在 1010个国家投资个国家投资 33 亿美元建亿美元建 1313个云计算中心。个云计算中心。我国企业创造的“云安全”概念，在国际云计算领域独树一帜。云安全通过网状的我国企业创造的“云安全”概念，在国际云计算领域独树一帜。云安全通过网状的大量客户端对网络中软件行为的异常进行监测，获取互联网中木马、恶意程序的最大量客户端对网络中软件行为的异常进行监测，获取互联网中木马、恶意程序的最新信息，推送到服务端进行自动分析和处理，再把病毒和木马的解决方案分发到每新信息，推送到服务端进行自动分析和处理，再把病毒和木马的解决方案分发到每一个客户端。云安全的策略构想是：使用者越多，每个使用者就越安全，因为如此一个客户端。云安全的策略构想是：使用者越多，每个使用者就越安全，因为如此庞大的用户群，足以覆盖互联网的每个角落，一旦某个网站被挂马或某个新木马病庞大的用户群，足以覆盖互联网的每个角落，一旦某个网站被挂马或某个新木马病毒出现，就会立刻被截获。毒出现，就会立刻被截获。

大学大学 ITIT （第五版） 中国石油大学出版社（第五版） 中国石油大学出版社

本章小结本章小结

(1) (1) 介绍了信息技术的新进展，主要包括信息采集技术、信介绍了信息技术的新进展，主要包括信息采集技术、信息传输技术、信息处理技术和信息应用技术。息传输技术、信息处理技术和信息应用技术。(2) (2) 介绍了信息技术应用领域广泛，涉及导航系统、卫星定介绍了信息技术应用领域广泛，涉及导航系统、卫星定位系统、智能机器人、智能公寓和自动驾驶等方面。位系统、智能机器人、智能公寓和自动驾驶等方面。(3) (3) 介绍了量子计算机和生物计算机已经从理论模型走向设介绍了量子计算机和生物计算机已经从理论模型走向设计计实验；物联网的丰富应用，将为实现人类高质量的生活理实验；物联网的丰富应用，将为实现人类高质量的生活理想插上美丽的翅膀。想插上美丽的翅膀。(4) (4) 简单介绍了社会计算的研究与应用将使未来的社会和谐简单介绍了社会计算的研究与应用将使未来的社会和谐有序地发展。有序地发展。