信息技術及其應用發(fā)展

1、信息技術及其應用發(fā)展第1頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一信息和先進信息技術工具的重要性2002年10月6日，一艘載有128名中國游客的越南籍游船偏離航道觸礁，游船隨時都有可能沉沒，船上既沒有救生措施，也無法與外界聯系。就在這一緊急關頭，一名乘客發(fā)現自己的手機有微弱的信號，他立刻通過手機向外界發(fā)送呼救信息，與有關部門取得聯系。經多方救助，128名乘客終于獲救。在整個救援過程中，這部手機成了游船與外界聯系的唯一工具。第2頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一一、什么是技術為了明確信息技術的概念，需要了解什么是信息，什么是技術。上節(jié)課我們已經對信息進行了研究

2、。技術總是與科學連在一起的，為了更好的理解信息技術，我們先來研究一下科學技術。 第3頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一科學技術是不是自古就有的，是不是客觀存在的？第4頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一科學技術并不是自古就有的，也不是永恒不變的。在人類發(fā)展的初始階段，既沒有科學也沒有技術，人們完全是以赤手空拳來爭取自己生存和發(fā)展的空間。第5頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一科學技術是從什么時候開始的？是如何產生的？第6頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一科學和技術都是在人類進化的過程到達一定的階段后，由于人類進

3、一步擴展自身能力的“需要”和自然規(guī)律的“許可”才逐漸萌發(fā)出來的。 第7頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一人類進化分為兩個基本階段：生物進化階段（也稱初級進化階段）和文明進化階段（也稱高級 進化階段）。 第8頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一1、科學技術的產生第9頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一在生物進化階段，人們主要通過自身器官功能的分化和強化來增強自身的能力。直立行走，手腳分工，是人類生物進化階段的主要成果。由四腳行走進化到直立行走，人類的視野開闊了，認識環(huán)境認識世界的能力也提高了，也使人類身體的靈活性和靈巧性大大增強。通過

4、手腳分工，人類雙手從行走功能中獲得解放，手的功能擴展，使人類適應環(huán)境、改造環(huán)境的能力增強了。這是一個漫長的進化階段，這個階段仍然沒有科學也沒有技術。第10頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一由于人類生理器官功能分化和強化的有限性，人類生物學意義上的進化過程不可能無限地展開，當人類自身的進化達到飽和狀態(tài)時，人類爭取更好的生存和發(fā)展的需求并沒有停止，這樣，就會出現矛盾，必然會激發(fā)新的進化機制，人類的文明進化機制 就自然出現了。 第11頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一在人類的文明進化機制階段，人們的的注意力開始從自身器官轉向外部世界，人們試圖利用外部世界的

5、力量來增強自身的能力。 第12頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一“借助身外之物”擴展自身能力的方法和手段就是科學技術的生長點。第13頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一搬移重物的經驗正是近代力學“杠桿原理”的原始萌芽。杠桿成為有力的工具，擴展了人們的體力。設計和使用杠桿的具體手藝就成為一種有效的技術；在這種具體應用的反復刺激下，久而久之，人們腦海里就會涌動著“杠桿原理”的抽象理論，這就是最早的原始形態(tài)的科學。杠桿原理與杠桿技術第14頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一結論1 人類由生物進化向文明進化的轉化，由“內部器官的分化和強化”

6、機制到“利用身外之物強化自身功能”機制是科學技術產生的前提條件。其中，身外之物就是科學技術所創(chuàng)造的各種工具。第15頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一科學、技術、工具科學：揭示事物運動變化規(guī)律的理論和方法。它可以提高人們認識世界和改造世界的水平。技術：依據一定的科學理論，制造和制作工具的工藝和手段。制作不同的工具有不同的技術?？梢砸罁目茖W原理是可以一樣的。工具：技術的成果。工具的使用推動的社會生產力，也推動的社會的進步第16頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一科學技術的發(fā)展第17頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一追求“更高的生存發(fā)

7、展目標”是人類社會進步的永恒動力。為此，人類必然會不斷地對自身提出“更高的能力要求”，這個要求與人類所具有的“實際能力水平”是有差距的，這種差距又是巨大的導向力，支配人類在實踐摸索過程中自覺或不自覺地朝著縮小這個差距的方向努力，這種努力的理論成果就沉淀為“科學發(fā)展”，這種努力的工具成果則成為“技術進步”。 第18頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一科學技術與人類需求的關系第19頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一科學技術是為了滿足人類自身能力發(fā)展的實際需求而產生，那么它的發(fā)展也要符合人類自身能力的發(fā)展規(guī)律。 第20頁，共47頁，2022年，5月20日，0

8、點45分，星期一科學技術是“輔助人類擴展能力”的，那么，人的能力有哪些？第21頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一人的三大能力從宏觀上看，人的能力有三種：體質能力體質能力反映人的體質結構的合理性和強健性。體力能力體力能力反映人的力量的充沛性和持久性。智力能力智力能力反映人的思維和智慧的理智性和敏捷性。它們是一個有機的統(tǒng)一體。 第22頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一科學技術的產生是通過制造工具來擴展人的能力的。而工具的制造一方面需要“資源”，另一方面需要科學技術知識。通過科學技術知識的運用，把“資源”轉變?yōu)椤肮ぞ摺保ㄟ^“工具”的作用，實現人的“能力擴

9、展”。 第23頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一科學技術是如何擴展人的這些能力的？ 第24頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一擴展人類能力的三種工具 第25頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一（1）擴展體質能力的質料工具質料工具主要是擴展人的體質能力，把質料工具與人的體質能力結合起來，就可以具有更強的硬度、更好彈性、更注意的應力特性、更高的熔點、更低的凝聚點、更強的耐壓能力和更強的抗腐蝕和抗輻射的能力，等等。 質料工具的制造，一方面依賴于物質資源，另一方面依賴于物質結構和材料力學理論。 制造質料工具的關鍵，在于利用材料科學技術的知識

10、和技能把各種物質資源轉化為具有各種優(yōu)良性質的材料，并根據力學原理把材料加工成為相應的工具。比如，農業(yè)社會的鋤頭和鐮刀。這一階段，人類主要開發(fā)的是物質資源。 第26頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一（2）擴展體力能力的動力工具 動力工具的作用主要是擴展人的體力能力。動力工具與人的體力能力相結合，就可以具有更強的推動力、牽引力、負荷力、沖擊力、爆破力、摧毀力等。動力工具的制造，一方面依賴于能量資源，另一方面依賴于能量守恒與轉換理論。制造動力工具的關鍵是，利用能量科學技術的知識和技能，將能量資源轉換成動力。當然，任何一種動力工具的制造都離不開物質資源，所以，更準確的說，動力工具

11、的制造需要能量和物質兩方面的資源，需要能量學科技術和材料科學技術兩方面的知識和技能。這一階段，人類主要開發(fā)的是能量資源。第27頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一（3）擴展智力能力的智能工具 智能工具的作用主要是擴展人的智力能力。智能工具與人的智力能力相結合，就可以具有更敏銳的觀察能力、更廣闊的感知能力、更精細的分辨能力、更高效和更可靠的信息共享能力、更強大的記憶能力、更快捷的計算能力、更好的學習與認知能力、更明智的決策能力與更強大的控制能力等。智能工具的制造，一方面依賴于信息資源，另一方面依賴于信息加工與轉換的理論和技術。制造智能工具的關鍵是，利用信息科學技術的知識與技能

12、，把信息資源提煉成知識，并進一步把知識激活成為智能。當然，任何智能工具的制造都離不開材料和動力。所以，更確切地說，智能工具的開發(fā)與制造需要信息、能量、物質三方面的資源，需要信息科學技術、能量科學技術、材料科學技術。 這一階段，人類主要開發(fā)的是信息資源。第28頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一結論2：資源科學技術工具能力的關系 所利用的資源 所需要的科學技術 所制造的工具 所擴展的能力 物質 材料 質料工具 體質能力 能量+物質能量+材料 動力工具 體力能力 信息+能量+物質信息+能量+材料 智能工具 智力能力 第29頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一

13、結論3：時代資源科學技術工具能力的關系 時代 表征性資源 表征性科學技術 表征性工具 擴展能力 古代物質材料科學技術質料工具 體質能力近代能量能量科學技術動力工具體力能力現代信息信息科學技術智能工具智力能力第30頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一結論4從技術的本質意義上，信息技術就是能夠擴展人的智力能力，也就是擴展人的信息器官功能的一類技術。第31頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一人類具有哪些信息器官？第32頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一人類的信息器官及功能 第33頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一（1

14、）感覺器官 包括視覺器官、聽覺器官、嗅覺器官、味覺器官、觸覺器官和平衡感覺器官等。 主要功能是：獲取信息通過視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺來感知(即獲取)外部世界各種事物運動的狀態(tài)和方式；平衡感覺器官則可以根據運動主體與客體之間的關系來獲取平衡信息。第34頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一（2）傳導神經網絡 它又可以分為導入神經網絡和導出神經網絡等。 主要功能是：傳遞信息通過導入神經網絡把感覺器官獲得的信息傳送給思維器官；通過導出神經網絡把思維器官加工出來的信息傳送給各種效應器官或內部某些器官。第35頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一（3）思維器官 包

15、括記憶系統(tǒng)、聯想系統(tǒng)、分析推理和決策系統(tǒng)等。 主要功能是：加工和再生信息實際上它擔負著存儲信息、檢索信息、加工信息和再生信息的復雜任務。通過存儲、檢索、加工信息得到對于外部事物運動規(guī)律的認識；通過再生信息(即第二類認識論意義的信息)來表示主體對于外部事物進行改造的策略和意圖。第36頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一（4）效應器官 包括操作器官(手)、行走器官(腳)和語言器官(口)等。 主要功能是：施用信息通過操作器官和行走器官來執(zhí)行大腦發(fā)出的第二類認識論意義的信息，或者通過語言器官來表達第二類認識論意義的信息，使這些信息產生實際的效果。第37頁，共47頁，2022年，5月

16、20日，0點45分，星期一信息技術的四項基本內容（4C）第38頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一（1）感測技術感覺器官功能的延長。感測技術包括傳感技術和測量技術，也包括遙感、遙測技術等。它使人們能更好地從外部世界獲得各種有用的信息。 第39頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一（2）通信技術 傳導神經網絡功能的延長。它的作用是傳遞、交換和分配信息，消除或克服空間上的限制，使人們能更有效地利用信息資源。 第40頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一（3）計算機和智能技術 思維器官功能的延長。計算機技術(包括硬件和軟件技術)和人工智能技術，使人們能更好地加工和再生信息。 第41頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一（4）控制技術 效應器官功能的延長?？刂萍夹g的作用是根據輸入的指令(決策信息)對外部事物的運動狀態(tài)實施干預，即信息施效。 第42頁，共47頁，2022年，5月20日，0點45分，星期一結論5由上面給出的信息技術的基本定義還可以引出兩個比較具體的定義，即： (1)信息技術是指能夠完成信息的獲取、傳遞、加工、再生和施用等功能的一類技術。 (2)信息技術是指感