利用計算機存儲容量大和查找快速的特點發展起來的計算機信息檢索技術,主要用於信息管理,如圖書館、檔案館等。

計算機信息檢索係統能存儲大量的信息,並對信息條目進行分類、編目或編製索引;還具有根據用戶要求從已存儲的信息庫中抽取出特定的信息,並提供插入、修改和刪除某些信息的能力。

計算機檢索係統可分為一次性信息檢索係統和二次性信息檢索係統。前者適合於信息量不大而需要經常修改的情況,如航空訂票係統;後者適用於信息量大而不需修改的情況,如圖書或文獻檢索係統。美國某醫學圖書館的自動檢索係統可以在10分鍾內用30種語言瀏覽2300多種雜誌的10萬篇文章,查閱完一個指定的課題。這樣的工作如果由人來做,即使不考慮語言的障礙,大概也需要5年的時間才能完成。

日本1990年推出一種詞典快速檢索專用高密度集成電路,從相當於3000張報紙所載的大量文字信息中找出所需資料的工作可在一秒鍾內完成。這個電路是長13毫米、寬12.5毫米的芯片,上麵編入了120.8萬個晶體管。用該電路組裝成大容量聯想記憶裝置和模糊檢索處理機。使用它可以在一秒鍾內完成使用普通個人計算機需90個小時才能完成的檢索工作。

信息加密技術

信息加密技術是指利用數學或物理手段,對電子信息在傳輸過程中和存儲體內進行保護,以防止泄漏的技術。一般來說,保密通信、計算機密鑰、防複製軟盤等都屬於信息加密技術。通信過程中的加密主要是采用密碼,在數字通信中可利用計算機采用加密法,改變負載信息的數碼結構。

計算機信息保護則以軟件加密為主。目前世界上最流行的幾種加密體製和加密算法有RSA算法和CCEP算法等。為防止破密,加密軟件還常采用硬件加密和加密軟盤。一些軟件商品常帶有一種小的硬卡,這就是硬件加密措施。在軟盤上用激光穿孔,使軟件的存儲區有不為人所知的局部破壞,就可以防止非法複製。這樣的加密軟盤可以為不掌握加密技術的人員使用,以保護軟件。由於計算機軟件的非法複製、解密及盜版問題日益嚴重,甚至引發國際爭端,因此信息加密技術和加密手段的研究,正在飛速地發展。

信息技術的影響

人類活動,不論是個人活動還是組織機構的活動,將因為信息技術的發展而實現全球化。信息技術帶來的社會和文化後果是顯而易見的。1946年,隻有8000個家庭全在美國擁有電視機。為滿足國際標準,各地的公司將生產國際旅客們想要的產品,而這些國際旅客將是國際生活方式的活動布告牌。少數地方風俗習慣也許會被當成新奇的事物和紀念品為人們所接受,但是,大多數的工人將不得不開始製造可滿足國際市場需求的產品。地方產品將與民族風俗和語言一起慢慢消失。選擇廣告上的模特時,也許會越來越多地強調他們形象的“普遍接受性”。一個平常的模特屬於哪個種族或哪種文化,甚至年齡或性別都將不很清楚。隨著環球文化的發展,地方文化將萎縮。幾百種語言將消失。目前,全世界的人說著好幾千種語言,但是到21世紀之後,也許90%的語言將消失。語言的總數將下降到250到600種。全球計算機網絡和通信係統正在增強英語在國際上的主導地位。操其他語種者很可能會發現,如果他們要在國外經營,必須學習英語。很多人將發現,用英語表達他們的思想比用他們的母語容易一些,而他們的孩子也許將在講英語的環境中長大。最終,英語也許將成為世界上大多數人的母語。英語文化的威脅對那些有著悠久曆史文化的國家和民族來說是非常可怕的,而文化的抗爭在信息社會裏是非常痛苦的。

信息科學的醫學應用

傳統藥物研究,受製於研究工具。為了每一種上市的藥物,平均必須合成和篩選1萬種化合物,這一過程一般要花費10年的時間和大量的資金。美國利利公司1990年已用自己的超級計算機在看得見的情況下仿造複雜的蛋白質和酶,並觀察它們在與人體相似的環境裏的作用,這是安裝了這種計算機的第一家藥學公司。芝加哥的伊利諾伊大學采用了相似的技術來研究用於治療艾滋病的藥物AZT的分子。

計算機成像術的臨床應用也正在興起。中風患者將能夠在一個節奏緩慢的和簡化了的虛擬世界中重學遺忘了的工作,通過逐步地加快節奏,達到使他們能在現實的世界裏恢複工作的目的。一些研究人員甚至預見了在心理治療方麵的應用:使一個病人在虛擬的空間重溫過去的創傷。

信息論的創始人——香農

信息論的創始人香農,1916年生於美國,大學時代在美國密執安大學和麻省理工學院學習,修過布爾代數課,並曾在發明微分分析儀的數學家布什的指導下使用微分分析儀,這使他對繼電器電路的分析產生興趣。他認為這些電路的設計可用符號邏輯來實現,並意識到分析繼電器的有效數學工具正是布爾代數。1938年,香農發表了著名的論文《繼電器和開關電路的符號分析》,首次用布爾代數進行開關電路分析,並證明布爾代數的邏輯運算,可以通過繼電器電路來實現,明確地給出了實現加、減、乘、除等運算的電子電路的設計方法。這篇論文成為開關電路理論的開端。後來,香農到貝爾實驗室工作,他進一步證明了可以采用能實現布爾代數運算的繼電器或電子元件來製造計算機,香農的理論還為計算機具有邏輯功能奠定了基礎,從而使電子計算機既能用於數值計算,又具有各種非數值應用功能,使得以後的計算機在幾乎任何領域中都得到了廣泛的應用。相片傳真機

相片傳真機是一種用於傳送包括黑和白在內的全部光密度範圍的連續色調圖像,並用照相記錄法複製出符合一定色調密度要求的副本的傳真機。相片傳真機主要適合於新聞、公安、部隊、醫療等部門使用。

相移振蕩器的發明

基爾比生於1923年,1950年在威斯康星大學獲碩士學位。1958年他到得克薩斯儀器公司工作,按照國防部的要求,從事電子設備微型化的研究。雖然當時電子設備應用的電子管逐步被晶體管取代,但體積仍然比較龐大。1958年7月,基爾比苦苦思索實現電子設備微型化的辦法。幾經周折,他終於想到,將電子設備所需的全部電路元件,包括晶體管、電阻、電容在內,全部用同一種半導體材料製成;這些電路元件彼此必須絕緣,從而能單獨起作用,且彼此沒有幹擾;全部電路元件,都焊接在半導體基片上或其附近,從而可以利用先進的半導體技術手段,使電路相互連接,這樣元件在連接處不會出現短路並可實現電子設備的微型化。基爾比把這種電路稱為固體電路。1958年9月,基爾比成功地製出了第一個安放在半導體鍺片上的電路——相移振蕩器。

諾伊斯出生於1927年,讀大學時,他就在晶體管理論方麵奠定了堅實的基礎。1955年他應聘到肖克萊公司工作,1957年離開公司創建了自己的“仙童半導體公司”,專門從事矽晶體管的研製。仙童公司主持技術工作的赫爾尼,提出用平麵工藝來生產矽晶體管。無論結構怎樣複雜和精密的晶體管,都可用這種平麵工藝做在一片小小的半導體矽片上。這使仙童公司的科學家想到,不隻是幾個晶體管,即使是幾十個、幾百個甚至幾百萬個晶體管,都可以放到同一塊矽片上。

信息傳輸主幹線

信息高速公路是一個以大容量光纜(信息傳輸主幹線)及支線光纖為“路”,以融話音、數據、圖像和文字於一體的多媒體信息源為“車”,構成的高速信息網絡。它的傳輸速率,首先要達到每秒10億比特,這比目前實際使用的數字通信網的傳輸速率快1000~10000倍,以後傳輸速率還要提高到每秒1萬億比特。因此,信息高速公路是一條以光纖為“路麵”,數據經壓縮處理後,能使信息用比以往快上百萬倍的速度在“高速公路”上傳輸,數十億比特的數字信息會在一刹那傳遍各地。

美國的信息高速公路計劃推出後,不少發達國家紛紛響應,推出發展本國信息高速公路的計劃。日本郵政省在90年代初就提出建設新世紀通信網的發展計劃,與美國的信息高速公路計劃相類似。1995年又開始實施一項為期5年的曼特羅計劃。按新世紀通信網計劃的要求,日本將於2010年建成全國高速信息網。1993年6月,歐盟委員會主席正式提出“建立歐洲信息社會”(即信息高速公路)的倡議。1994年2月,歐盟正式宣布了這一項計劃。1994年2月,英國電信公司宣布,投資100億英鎊建設全國光纖網。法國、德國、加拿大等國也推出本國的信息高速公路計劃。90年代初,韓國、新加坡等國和香港地區也分別製定了加快信息基礎設施建設的計劃。1994年,我國國家科委也提出,要建設中國的信息高速公路。

芯片植入大腦

把高性能矽芯片和人腦直接相連的開發工作,是通過在芯片上培養神經細胞來實現的。高科技的進一步發展,人腦就可能與計算機直接相連。借植入腦中的芯片使人腦以碳為基礎的記憶結構和計算機的矽芯片發生直接聯係,這種聯係會大大增強大腦的功能,因為芯片在存取信息方麵的能力可以與人腦相媲美。那時,把一部《大英百科全書》的知識裝入大腦是輕而易舉的事,人人都變得博聞強記,人類的所有知識都可以用這樣的芯片方式植入大腦,人類可以免去繁重的學習任務。由於電腦聯網的作用,那時人們可以不用通過語言就可以進行思想交流,人類的所有知識和思想都可以共享。這一前景,在21世紀的前10年或20年就可能成為現實。當然,這一前景也會給未來的人類帶來問題。憂慮者認為,由於電腦的聯網,腦機相連就可能會使人腦的信息受到侵害。在未來,一個人可以將另一個或無數個人腦裏的信息非法洗掉,並把自己的信息拷到那些人的腦M機裏。這一前景也是很危險的。

星 狀 網

星狀網也叫輻射網,它以一個通信局為中心(通常稱作交換中心)向其他通信支局輻射。各中心局之間按照環狀式組網,各通信局之間沒有直達電路,必須經過中心局轉接。1號電話通信網中的1號電話局所轄用戶,如果想找本網中的4號電話局所轄用戶通話,隻要經過中心局甲一次轉接即可;倘若要與4號電話通信網中的用戶通話,則需要再經中心局乙和中心局丙等長途電話局接轉。建立星狀式通信網,優點是節省傳輸線路、設備和投資,通信網中的任意兩個用戶借助於中心局的接轉,可以隨時達成通信,適宜於長途電話業務量比較少、網點散布較為廣闊的區域內使用。但由於這種網絡結構特別強調網絡的中心局的作用,一旦中心局發生了障礙,由於沒有建立迂回電路,往往造成群龍無首而影響全網通信。

彙接輻射網既有環狀網的功能,又有星狀網的特點。在通信量較少的地區采用中繼轉接,在通信量大的地區設置直達電路。

新式教學

信息技術的發展和應用,徹底改變了人類以往的教學模式。新的教學方式正在興起,並且越來越具聲勢。多媒體、計算機模擬、虛擬現實以及其他新教學工具已大大增加了教育經驗。交互程序可以提供著名人物的全息圖以及一些激動人心的事件的虛擬現實體驗。學生們可以作出選擇:是扮演抗擊西班牙無敵艦隊的弗朗西斯·德雷克爵士,還是扮演兵敗滑鐵盧的拿破侖。成套教育產品正在大量湧現,它們成為自動化的家庭教師。麵對學習能力和興趣各異的學生,教師們利用電腦就可以對症下藥,更好地管理他們。教學用的信息技術甚至使大多數學生主要靠自學就能夠獲取知識。計算機化的多媒體課程使教師像過去那樣不必像過去那樣寸步不離,時時予以指導。殘疾人將是特別受益者。隻要有興趣,行動不便的人將能夠參加世界各地的教師們開設的任何科目的任何課程。盲人、聾人和身體癱瘓的人將擁有可在很大程度上彌補他們身體殘疾的裝置。在美國佛羅裏達州,孩子們可以通過電話解決學習中的疑問。這套係統不僅可以幫助父母不在身邊的學生,而且還能幫助那些因為過於羞怯不敢在課堂上提問的孩子。

此外,信息技術還將使孩子們盡早地開始接受正式教育。交互式教學經過改造可適應仍在搖籃、欄床和遊戲圍欄時期的嬰兒。玩電子遊戲可極大地刺激早期的智力發育。

新型“幹洗”膠片

美國施樂公司研製出一種照相膠片,定名為“費爾德”膠片。這種新型膠片中,鹵化銀被一種硒基化合物取代,而該化合物隻有在膠片帶電時,才會對光作出反應。這一新產品省卻了大多數普通照相膠片的多級化學衝洗過程。這是一種無水照相製版膠片,不需添加任何化學液劑,因此不會排出點滴廢液。這種照相製版術源於電子攝影技術。該膠片由一片滲鋁聚酯薄膜和一層內填硒粒的1微米厚光敏聚合物構成。膠片靜置時不受光的影響,但在電荷作用下卻變得光敏。此時一旦曝光並受到微熱,膠片上即顯現影像,其過程類似於激光打印。