信息技术：微电子、光子、计算机等技术的发展

信息技术

所谓信息技术，主要指的是信息的产生、获取、存储、传递、处理、显示和使用等技术。它主要包括微电子技术、光子技术、光电子技术、计算机技术、通信技术、辐射成像技术等。

微电子技术是指以半导体集成电路为核心的技术。半导体集成电路在30多年的时间内，经历了小规模、中规模、大规模、超大规模时期。世界各国都把微电子技术发展的水平作为一个国家现代化程度的重要标志。通常，大规模集成电路发展的水平以动态随机存储器和静态随机存储器的集成度（每个集成电路封装的元件数）为标志。从20世纪70年代1K位成功，至90年代64M位问世，期间经历了8代变革，集成度提高了64000倍。其中，砷化镓（GaAs）集成电路获得更大的发展。在集成电路发展中，光刻技术在微细加工技术中是最核心的一种工艺技术。其中，同步辐射X射线曝光技术是一种最有希望的光刻技术。微电子技术将进一步发展为纳米电子技术。

进入21世纪，光子技术与光电子技术逐渐成为信息技术的支柱。光子技术主要指对光子流进行的控制技术，主要包括光的产生、传输、调制、开关、放大和转换等技术。光子作为信息载体具有很多优点和特点，如激光二极管的问世，使光子能够代替电子。光子器件及其系统的响应速度远比电子的高，加之承载信息的光子又具有可大规模互联和并行传输与处理的能力等，光子技术已遍及许多领域：光子发生与控制的激光技术与系统，如各种激光器与系统；光子及其承载信息传输的导波技术与系统，如光纤光波导；光子探测和分析的光学检测技术与系统，如光谱分析技术、遥感技术；光子承载信息及加工的光学信息处理与通信系统以及微光子技术，如光集成。在2l世纪里，微电子技术、微光子技术及其结合的微光电子技术将成为信息技术的三大支柱。

计算机技术是信息技术中最核心的技术，主要是进行信息处理或加工，部分地代替人脑的功能，可以说是人类大脑的延伸。现代计算机是一种自动进行程序处理的通用工具。它的处理对象是信息，处理结果也是信息。利用计算机解决科学计算、工程设计等各种问题的方法都是按照一定的算法进行的，而这种算法是定义精确的一系列规则，它指出怎样以给定的输入信息经过有限的步骤产生所需要的输出信息。算法的特殊表示称为程序。信息处理的一般过程是使用者针对待解决的问题事先编制程序，再存入计算机内，然后利用存储程序指挥、控制计算机自动地进行各种基本操作，直到得出预期的结果。计算机能够自动工作的基础在于这种存储程序方式，其通用性的基础则在于利用计算机进行信息处理的共性方法。(www.xing528.com)

世界上第一台计算机

在近半个世纪里，计算机技术一直在高速发展，已由硬件、软件和固件组成了计算机系统。由于由集成电路的集成度的迅速发展，所以各类计算机的性能也得到了迅速提高。而新一代计算机是将信息采集、存储、处理、通信、人工智能结合在一起的智能计算机系统，既能处理一般信息，又能进行知识处理，并具有形式化推理、联想、学习、解释的能力，将有助于人类开拓未知的领域并获得新的知识。

在21世纪里，计算机技术将得到迅速发展。首先，超级计算机在并行处理技术的基础上会得到充分发展，特别是大规模并行处理（MPP）计算机。多媒体技术作为一种新技术进入计算机系统，大大拓宽了计算机的应用范围，它是把文字、数据、图形、图像和声音等信息媒体作为一个集成体由计算机来处理，这样就把计算机带入了一个声、文、图集成的广泛的应用领域。在电子计算机飞速发展的同时，光学计算机将有广阔的前景，它基于半导体光子学技术的发展，形成光子集成系统，再融合电子集成系统，最后形成光电子集成系统。可以预计，光学计算机的运算速度会比超级计算机快1000～10000倍。接着，人们还将继续发展生物计算机——分子计算机、神经计算机。