第一章 高新科技（二）
四、信息与自动化科学技术
1、信息科学技术
信息科学技术是适应信息社会发展需要而迅速发展起来的一门新兴边缘科学技术。它的任务是研究信息的性质，信息的取得，信息的传输、检测、存储、处理和控制的基本原理和方法，为人类在信息的海洋中查找所需要的信息时提供理论和技术上的帮助。而它的理论基础则是从通信科学发展起来的信息论。即研究信息量、编码和通信的科学技术。
信息科学技术的核心是信息学。信息学是科学知识中一个飞速发展的具有战略意义的领域。它是人类文明向信息社会形成阶段过渡时期形成的新的学科群。目前信息学从研究信息加工方法和手段的技术性学科演变成研究自然界和社会中信息过程规律的基础科学。
信息学是研究以计算机技术和通信手段实现信息过程自动化方法的技术科学，从自然界或人类社会的不同领域研究信息和信息过程，就可以形成不同领域的信息学。
信息技术应包括建立信息资源的技术，信息处理的技术和信息传递的技术。如计算机技术、光纤技术、复制技术、声像技术、光盘技术等都是信息技术的重要组成部分。
2、计算机科学技术
计算机科学技术以微电子技术为基础，微电子技术的发展推动了计算机的发展。微电子技术的迅速发展，使集成电路经历了大规模集成电路，又发展到超大规模集成电路阶段。这使计算机元器件不断小型化、轻量化和节能化，同时计算机的可靠性进一步提高了，而且运行速度也大幅度提高了。计算机的各种元器件的技术指标大大地提高了。
目前，MMX芯片问世，MMX是一种加在Pentium微处理器(CPU)内部的新技术，用来提高CPU处理多媒体语音资料的能力，它的投入使用会影响到电脑外部设备、软件、半导体、家用电器和移动电话等产品市场。随着微电子技术的发展，计算机的硬件还会不断发展。
计算机的多媒体技术能够同时采集、处理、编辑、存储和展示两个以上不同类型的信息媒体，这些信息媒体包括：方案、图形、图像、音乐、动画、活动影像等。目前，Internet网上传播的主流信息都是多媒体的。计算机多媒体技术和网络技术的发展，一定会带动和促进计算机软件和硬件的繁荣昌盛。
3、激光科学技术
1)激光加工技术
激光加工技术始于1963年，是在工业生产中最早应用的激光技术之一。激光加工是指用高能激光束对金属或非金属材料进行加工，其工作机理大体可分为两类：一类是利用材料吸收激光能量产生的快速热效应进行的加工过程，如切割、焊接、打孔、刻槽、划片、成型以及表面热处理等：另一类是利用光化学反应和伴随的热效应进行的加工过程，如半导体工艺中的光化学相沉积、激光刻蚀、掺杂和氧化等。后一类加工与前一类加工的差异在于激光的作用除了使被加工的材料加热、熔融、气化外，还促进了化学反应的发生和进行。
2)激光存储技术
激光存储技术是20世纪70年代发展起来的一种全新的记录信息的光电子技术，是光学、光电子学和计算机技术中十分重要的二个领域，是一种大有可为的新兴的信息产业之一。
激光存储技术源于激光相干性好的特点，可以将光束聚集到直径小于1微米的焦斑上，使处于焦点微小区域内的记录介质受高功率密度光的烧灼形成小孔，或产生其他改变介质物性的影响，光束若受存储信息的调制，那么介质将记录下相应的信息。因为记录介质的基片制作成圆盘形状，故又简称光盘。
3)激光通信
神奇的信息载体激光通信就是采用激光作为信息载体的通信技术。
同电波通信一样，激光通信实际上是将激光束作为载送信息的一种载波体，所以，能够产生连续稳定而又符合一定频率要求的激光束，这就成了通信用激光器的基本标准。如果把激光束比作运送信号的传送带，调制器就好比一个装卸工人，要负责把经过编码分类后的话音信号放到激光束这条传送带上。同时，调制器按编码电信号的变化规律对不变的激光束进行调制，使光束随话音的变化而变化，即光束载上了话音信号成为光信号。在无线电通信中，信号的发射和接收都要靠天线，激光通信也不例外，只是缘于激光的频率太高，激光通信的天线都采用光学天线，即凸凹镜或抛物面反射镜。激光信号的接收恰恰是将发射的过程倒过来，就是发射天线变成了接收天线，原来放置激光器的位置改为光电探测器就行了。光电探测器也称光接收器。如同激光通信信号在发射前有个编码和被调制的过程一样，在接收时，也要有一个解调和解码的过程，以除掉激光通信信号中的载频成分，还原成话音信号，并把话音信号进行放大后再送到受话器，这样，便完成了激光通信的全部过程。
4、通信科学技术
目前，使用最多、最广的电信设备就是电话。电话是贝尔于1876年发明的。在他进行早期的电报系统的实验时，偶然发现话音的声压波可以转变为电信号，并且利用电磁铁的衔铁产生出同声波一致的振动，从而再转变为声音，这就是电话的基本原理。
随着后期电话的发展，由于要求通话的用户越来越多，因此就有必要研究如何按照用户的要求用某种方法把他们相互连接起来，于是就产生了“电话局”或“电话交换机”的概念。
随着网络规模的增大及保密方面的要求，电话系统经历了由最原始的磁石式、步进式、纵横式到程按电话交换、全数字电话交换以至当今综合业务数字网交换、异步传输模式的发展。
进入90年代后，随着微电子、光电子学、计算机科学的发展，尤其是计算机与通信的密切结合，使通信技术向数字化加速发展。
数字通信有着很多优点：一是抗干扰性；二是它的信号形式和计算机所用的信号一致，都是0、1二进制代码，使其便于与计算机联网，也便于用计算机对传输的领事进行加工或处理。美国于1962年使用PCM设备，揭开了数字通信的序幕。1970年法国开始采用数字交换设备。从此数字交换技术逐步取代模拟式交换技术，与此同时数字用户终端如数字电话机、数字传真机也迅速发展。从80年代起，发达国家的通信网大步走向全面数字化。总的来说，数字化基本上沿着三条途径发展了各种技术：一是向高速、大容量发展：二是提高传输效益，减少差错；三是提高网络灵活性。在这种情况下，产生了现今的综合业务数字网(ISDN-Integrated Service Digital Network)。
作为现代通信网的主要支柱之一的光纤通信具有通信容量大、传送质量高、保密性好、抗电磁干扰等一系列优点，它已成为国际性的高技术和新兴产业。
与电缆通信相比，光纤通信有许多优点：传输的信息量大，传送距离远、体积小、重量轻、保密性强。光纤可以传送由声音或图像等形式信息转换成的数字信号，因此利用光纤能迅速传送：多种形式的信息，光纤是建立综合业务数字网ISDN不可缺少的技术手段。
5、自动化科学技术
自动化，指的是机械、仪器设备在不受人操纵的情况下自身运转活动的能力。自动化的初衷在于增加生产产量，降低生产成本，改进产品质量，提高设备的利用率，降低劳动强度，避免人在有害的环境下工作，以及在人所不能到达的场所进行生产等。自动化科学技术的任务是研究开发能自动调节、检查、加工和控制的机器及设备，利用它们进行各种生产作业，实现工厂自动化。随着微电子技术、电子计算机科学技术的发展及应用，自动化已不仅仅局限于车间、工厂，它开始并迅速渗入人类社会的各个角落。
自动化的设备或设施由三大部分组成，即传感器、电子计算机系统和执行机构。其尖端设备是机器人。
在自动化技术中，既要利用被控对象的电学量信号来实施控制，还要利用许多非电学量信号来实施控制。然而，由于历史的原因，人们只是相当充分地研究了电所产生的各种效应，并研制了比较完备的测量仪器，对于许多常见的非电学量如位移、速度、加速度、力、时间、温度等的测量却研究得不够充分。这样，研制开发进行非电学量信号转换的传感器便成为自动化科学技术中至关重要的环节。因为，只有通过作为非电学量信号转换装置的传感器，才能够将非电学量信号转换成电学量信号，从而保证自动化的系统控制得以实施。道理很简单，很难做到只用电学量信号去完整地描述接受控制的对象，因此可以想象，如果没有这种装置，自动化系统便不能识别受控对象的许多非电学量信号，结果会使系统因为信息短缺而不能有效地进行控制，最终导致不能实现自动化。
C3I系统主要由侦察探测系统、通信系统、指挥决策系统和战术控制系统等四部分组成。侦察探测系统借助卫星等高技术手段，探测和跟踪监视敌方飞机、导弹及军队，为国家军事指挥机构提供所需的准确情报；通信系统凭借数字化技术，实现了战场上信息捕捉、传递和处理的一体化，建立了上至国家最高指挥机构下至最基层作战组织的通信网络，使战场上的联络、调动、指挥简单易行、快捷准确；指挥决策系统是一种自动处理信息系统，能够快速将收集到的情报分类、比较、判定，并制定出作战方案，为指挥机构提供高效率的参谋服务：战术控制系统以前三个系统为依托，能在极短的时间内使有关的战略力量进入战备状态并将部队部署到指定区域，使决策指挥与作战几乎同步。