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  • 信息技术发展趋势

    万次阅读 2019-05-31 14:14:46
    当前,信息技术发展的总趋势是从典型的技术驱动发展模式向应用驱动与技术驱动相结合的模式转变,信息技术发展趋势和新技术应用主要包括以下10个方面: 1高速度大容量 速度和容量是紧密联系的,鉴于海量信息四处充斥...

    1.1.5信息技术发展及趋势
    我国在“十三五”规划纲要中,将培育人工智能、移动智能终端、第五代移动通信(5G)、先进传感器等作为新一代信息技术产业创新重点发展,拓展新兴产业发展空间。
    当前,信息技术发展的总趋势是从典型的技术驱动发展模式向应用驱动与技术驱动相结合的模式转变,信息技术发展趋势和新技术应用主要包括以下10个方面:
    1高速度大容量
    速度和容量是紧密联系的,鉴于海量信息四处充斥的现状,处理高速、传输和存储要求大容量就成为必然趋势。而电子元器件、集成电路、存储器件的高速化、微型化、廉价化的快速发展,又使信息的种类、规模以更高的速度膨胀,其空间分布也表现为“无处不在”,在时间维度上,信息可以整合到信息系统初建的80年代。
    2.集成化和平台化
    以行业应用为基础的,综合领域应用模型(算法)、云计算、大数据分析、海量存储、信息安全、依托移动互联的集成化信息技术的综合应用是目前的发展趋势。信息技术和信息的普及促进了信息系统平台化的发展,各种信息服务的访r结果和表现形式,与访问途径和访问路径无关,与访问设备无关,信息服务部署灵活,共享便利。信息系统集成化和平台化的特点,使得信息消费型注重良好的用户体验,而不必关心信息技术细节。
    3.智能化
    随着工业和信息化的深度融合成为我国目前乃至今后相当长的一段时期的产业政策和资金投入的主导方向,以“智能制造”为标签的各种软硬件应用将为各行各业的各类产品带来“换代式”的飞跃甚至是“革命”,成为拉动行业产值的主要方向。“智慧地球”“智慧城市”等基于位置的应用模式的成熟和推广,本质上是信息技术和现代管理理念阳环境治理、交通管理、城市治理等领域的有机渗透。
    4.虚拟计算
    在计算机领域,虚拟化( Virtualization)这种资源管理技术,是将计算机的各种实体资源,如服务器、网络、内存及存储等,抽象、捌装、规范化并呈现出来,打破实体结构间的不可切割的障碍,使用户可以比原本的组态更好的方式来使用这些资源。这些虚拟资源不受现有资源的地域、物理组态和部署方式的限制。一般所指的虚拟化资源包括计算能力和数据存储能力。通常所说的虚拟计算,是一种以虚拟化、网络、云计算等技术的融合为核心的一种计算平台、存储平台和应用系统的共享管理技术。虚拟化已成为企业IT部署不可或缺的组成部分。一般来看,虚拟化技术主要包括服务器虚拟化、内存虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、应用虚拟化及桌面虚拟化。
    在实际的生产环境中,虚拟化技术主要用来解决高性能的物理硬件产能过剩和老的旧的硬件产能过低的重组重用,透明化底层物理硬件,从而最大化地利用物理硬件。由于实际物理部署的资源由专业的技术团队集中管理,虚拟计算可以带来更低的运维成本,同时,虚拟计算的消费者可以获得更加专业的信息管理服务。虚拟计算应用于互联网上,是云计算的基础,也是云计算应用的一个主要表现,这已经是当今和未来信息系统架构的主要模式。
    5。通信技术
    随着数字化技术构发展,通信传输向高速、大容量、长距离发展,光纤传输的激光波K从1.3微米发展到1.55微米并普遍应用。波分复用技术已经进入成熟应用阶段,光放大器代替光电转换中继器已经实用;相干光通信、光孤子通信已经取得重大进展。4G无线网络和基于无线数据服务的移动互联网已经深入社会生活的方力面面,并在电子商务、社区交流、信息传播、知识共享、远程教育等领域发挥了巨大的作用,极大地影响了人们的工作和生活方式,成为了经济活动中最具发展创新活力的引擎。
    6。遥感和传惑技术
    感测与识别技术的作用是仿真人类感觉器官的功能,扩展信息系统(或信息设备)快速、准确获取信息的途径。它包括信息识别、信息歌取、信息检测等技术。能够自动检测信息并传输的设备般称之为传感器。传感技术同计算机技术与通信技术起被称为信息技术的三大支柱。从仿生学观点,如果把计算机看成处理和识别信息的“大脑”,把通信系统看成传递信息的“神经系统”的话,那么传感器就是“感觉器官”。传感技术是关于从自然信源获取信息,并对之进行处理(变换)和识别的们多学科交叉的现代科学与工程技术,它涉及传感器、信,息处理和识别的设计、开发、制造、测试、应用及评价改进等活动。获取信息靠各类传感器,包括检测物测量(如重量、压力、长度、温度、速度、障碍等)、化学量(烟雾、污染、颜色等)或生物量(声音、指纹、心跳、体温等)的传感器。信息处理包括信号的预处理、后置处理、特征提取与选择等。识别的主要任务是对经过处理信息进行辨识与分类。它用被识别(或渗断)对象与特征信息问的关联关系模型对输入的特征信息集进行辨识、比较、分类和判断。
    计算机网络、通信设备、智能手机、智能电视以及基于这些信息技术和信息平台的交互方式时刻都在传送着难以计量的巨大数据,这些数据的来源,从根本上看都是由各式各样的传感器产生并“输入”到庞大的数据通讯网络中,传感与交互技术的发展程度,直接影响着信息的来源和处理的效率。随着信息技术的进步和信息产业的发展,传感与交互控制在工业、交通、医疗、农业、环保等方面的应用将更加广泛和深入。传感器与计算机结合,形成了具有分析和综合判断能力的智能传感器;传感器与交互控制技术的进步,广泛地应用于水情监测、精细农业、远程医疗等领域:传感器与无线通信、互联网的结合,使得物联网成为一个新兴产业。可以说,传感和识别技术是物联网应用的重要基础,而物联网应用目前和未来将遍及国民经济和日常生活的方方面砸,成为计算机软件服务行业的应用重点,也是工业和信息化深度融合的关键技术之一。
    传感的本质是进行能量或信号转换,通常传感器的构成由敏感元件、放大转换电路、数据处理等部分构成。传感器所要检测的信号可以是由待测物质自身发出的(如RFID),也可以是物体之外的信号与物体相互作用以后发生的(如条码扫描等)。通常根据基本感知功能将敏感元件分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件、味敏元件等。根据传感的对象划分,常用的传感器有位移传感器、加速度传感器、压力传感器、温度传感器。
    由于纳米和微纳加工技术的进步,传感器呈现出小型化、集成化、智能化、网络化、多传感器融合的趋势,使得传感技术在人、机交互控制方面的应用得以实用。无论是人机之间的语音交互控制技术、手势交互控制技术、多点触屏控制技术,还是以机器人为代表的机器与机器、机器与环境之间的交互控制技术,都得到了实用性的发展。
    RFID(RadioFrequency Identification)技术作为构建“物联网”的关键技术近年来受到人们的关注。RFID使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID标签(图1-6),利用频率信号将信息由RFID标签传送至RFID读写器。射频标签是产品电子代码( EPC)的物理载体,附着于可跟踪的物品上,可全球流通并能对其进行识别和读写。射频识别( RFID)是一种无线通信技术,可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,m无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场,把数据从附着在物品上的标签上传送出去,以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量,并不需要电池;也有标签本身拥有电源,并可以主动发出无线电波(调成无线电频率的电磁场)。标签包含了电子存储的信息,数米之内都可以识别。与条形码不同的是,射频标签不需要处在识别器视线之内,也可以嵌入被追踪物体之内。
    更多的传感器例子以及关于物联网的相关知识,参见本书3 8 2节。
    7。移动智能终端
    自2007年美国苹果公司推出iPhone以来,智能手机以及相关平板电脑设备等移动智能终端开始飞速发展。特别是在“十二五”时期,随着四核甚至八核并行移动处理器、fiash-Rom等核心配件的发展及其在手机t的应用,手机的信息处理能力L传统个人电脑相比已不相上下;移动4G技术、WiFi等无线数据通信方式的全砥普及,使手机的数据传输速度和能力也越来越商,智能手机完全具备了移动智能终端的处理能力。目前,除了基本通话模块、数据传输模块、网络模块、图像处理模块和并行处理操作系统外,手机L集成了麦克风、摄像头、陀螺仪、加速度计、光线传感器、距离传感器、重力传感器、指纹识别以及用于定位的GPS(全球卫星定位系统)模块,这些传感器为手机感受位移,旋转等运动状态,进行语音识别和图像识别,确定自身位置信息提供了硬件支持。而强大的存储和计算能力,使得手机可以对这些信息进行数据融合和综合判断。在数据交换方面,手机可作为个TCP/IP终端节点通过WiFi、4G接入本地的互联v,还可以
    通过红外传输和蓝牙技术与其他设备进行通信。智能手机逐渐成为人们通信、文档管理、社交、学习、出行、娱乐、医疗保健、金融支付等方面的便捷、高教的工具。如图1-7所示即移动互联网的体系结构,智能手机的普及、良好用户体验应用的丰富和网络用户舰模的不断扩大,使得移动互联网产业发展迅猛,而安全L隐私保护是移动互联网面临的重大课题。
    移动互联网的实现技术和应用状况,参见本书3.8.3节。
    8.以人为本
    信息技术不再是专家和工程师才能掌握和操纵的高科技,而开始真正地而向普通公众,为人所用。如图18所示,信息表达形式和信息系统与人的交互超越r传统的文字、图像和声营,机器或者设备感知视觉、听觉、触觉、语言、姿态甚至思维等技术或者手段已经在各种信息系统中大量出现,人在使用各类信息系统时可以完全模仿人与真实世界的交互方式,获得非常完美的用户体验。
    9.信息安全
    在信息化社会中,计算机和网络在军疆、政治、金融、工业、商业、人们的生活和工作等方面的应用越来越广泛,社会对计算机和网络的依赖越来越大,如果计算机和网络系统的信息安金受到危害,将导致社会的混乱并造成巨大损失。信息安全关系到国家的国防安全、政治安全、经济安全、社会安全,是国家安全的重要组成部分
    因此,信息的获取、传输、处理及其安全保障能力成为一个周家综合国力和经济竞争力的重要组成部分,信息安全已成为影响国家安全、社会稳定和经济发展的决定性因素之一。信息安全已成为魁人关注的社会问题和信息科学与技术领域的研究热点。
    我国正处在建设有中国特色社会主义现代化强国的关键对期,必须采取措施确保我围的信息安全。
    我国政府:高度重视信息安全。2014年2月,中央网络安全和信息化领导小组宣告成立,集中领导和规划我国的信息化发展和信息安全保障,这标志着网络信息安全已经上升到关乎国家安全战略的高度。新设立的中央网络安全和信息化领导小组将着眼国家安全和长远发展,统筹协调涉及经济、政治、文化、社会及军事等各个领域的网络安全和信息化重大问题,研究制定网络安全和信息化发展战略、宏观规划和重大政策,推动国家网络安全和信息化法治建设,不断增强安全保障能力。
    信息安全技术的自主研发也进入了一个新的阶段。2006年我国政府公布了自己的商用密码算法。而在密码协议的理论、设训思想、设计方法和应用方面都有较火的发展和创新,司时,为适应云计算、移动互联网、物联网等领域的要求,可信云计算和其他可信计算也已进入实用。
    建设网络强国要向着网络基础设施基本普及、自主创新能力增强、信息经济全面发展、网络安全保障有力的目标不断前进。围绕“建设网络强国”,我国要重点发力以下任务:要有自己的技术,有过硬的技术;要有丰富全面的信息服务,繁荣发展的网络文化:理有裁好的信息基础设施,形成实力雄厚的信息经济;要有高素质的网络安-和信息化人才队伍;要积极开展双边、多边的互联网国际交流合作。
    信息系统安全管理是对信息系统生命周期全过程实施符合安全等级责任要求的管理。在信息系统集成项目实施的过程中,信息系统安全管理也是项目管理过程中需要重点关注的主题,具体内容详见第17章。
    10.两化融合
    两化融合是指电子信息技术广泛应用到工业生产的各个环书,信息化成为工业企业经营管理的常规手段。信息化进程和工业化进程不再相互独立进行,不再是单方的带动和促进关系,而是两者在技术、产品、管理等各个层面相互交融,彼此不可分割,并催生工业电子、工业软件、工业信息服务业等新产业。两化融合是工业化和信息化发展到一定阶段的必然产物。
    工业化与信息化“两化融台”的含义是:一是指信息化与工业化发展战略的融合,即信息化发展战略与工业化发展战略要协调一致,信息化发展模式与工业化发展模式要高度旺配,信息化规划与工业化发展规划、计划要密叨配合;二是指信息资源与材料、能源等工业资源的融合,能极大节约/H料、能源等不可薛生资源;三是指虚拟经济与工业实体经济融合,孕育新一代经济的产生,极大促进信息经济、知识经济的形成与发展;四是指信息技术与工业技术、IT设备与工业装备的融合,产生新的科技成果,形成新的生产力。
    当前,发达国家纷纷实施“再工业化”和“制造业回归”战略,着力打造信息化背景下国家制造业竞争的新优势。我国己成为全球制造业第一大国,但工业大而不强,在核心技术、产品附加值、产品质量、生产效率、能源资源利用和环境保护等方而,与发达国家先进水平相比还存在较大的差距。同时,我型经济发展已进入个新阶段,中高速、优结构、彩挑战、新动力成为“新常态”的突出特点。加快转变发展方式、走新型工业化道路,大力推进两化深度融合,推进工业转型升级,已是势在必行。
    近年来,两化融合在我国取得了积极成敞。但电要看到,两化深度融合推进中还面临不少矛盾和问题。主要是,社会对两化融合必要性、紧迫性、艰巨性以及推动两化深度融合的方向、重点、路径、方法仍存在很多不同认识和看法;产业基础薄弱,标准和知识产权缺失、关键器件依赖进口、集成服务能力弱、核心技术受制于人等问题突出;体制机制障碍较多,促进新技术新应用发展的法律法规亟待完善,政策措施协调配套不足、支持力度不大。对此,我们必须高度重视,积极推动解决。
    党的十八大报告指出,要坚持“四化同步发展,两化深度融合”,明确了两化深度融合成为我国工业经济转型和发展的重要举措之一。2013年,为落实十八大精神,转变经济发展方式,工业和信息化部发布《信息化和工业化深度融合专项行动计划(2013-2018》以全面提高工业发展质量和效益。
    大力推进信息化和工业化深度融合(详见1.4节),是党中央准确把握全球新一轮科技革命和产业变革趋势,站在历史和现实的高度,统筹经济社会发展全局作出的重大战略决策,对于新时期推动我国经济转型升级、重塑国际竞争新优势具有重大战略意义。

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  • 信息技术发展趋势是什么?

    千次阅读 2020-12-10 13:10:39
    信息技术发展趋势包括以下10个方面: 1.高速度大容量 2.集成化和平台化 3.智能化 4.虚拟计算 5.通信技术 6.遥感和传感技术(传感技术、计算机技术、通信技术被称为信息技术的三大支柱) 7.移动智能终端 8.以人为本 9...

    信息技术发展趋势包括以下10个方面:

    1.高速度大容量
    2.集成化和平台化
    3.智能化
    4.虚拟计算
    5.通信技术
    6.遥感和传感技术(传感技术、计算机技术、通信技术被称为信息技术的三大支柱)
    7.移动智能终端
    8.以人为本
    9.信息安全
    10.两化融合 :指工业化与信息化,一是指战略融合。二是指信息资源与材料、能源等工业资源融合。三是指虚拟经济与工业实体经济融合。四是指信息技术(IT设备)与工业技术(工业装备)融合。

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  • 信息技术发展史及其趋势

    万次阅读 2011-05-26 09:46:00
    [摘要]:第三次科技革命是人类文明史上继蒸汽技术革命和电力技术革命之后科技领域里的又一次重大飞跃。...本文将介绍信息技术发展史,分析信息技术的发展趋势。 [关键字]:信息技术,信息化,发展趋势,发展史

     


     


     

    引言

        从人类信息交流和通信的演化进程可以清楚地体会信息技术的不断发展性。现代信息技术具有强大的社会功能,已经成为21世纪推动社会生产力发展和经济增长的重要因素。信息技术在改变社会的产业结构和生产的同时,也对人类的思想观念、思维方式和生活方式产生着重大而深远的影响。

    信息技术发展史

    1.1 信息技术简介

     信息技术的研究包括科学,技术,工程以及管理等学科,这些学科在信息的管理,传递和处理中的应用,相关的软件和设备及其相互作用。  

       

    信息技术

    信息技术的应用包括计算机硬件和软件,网络和通讯技术,应用软件开发工具等。计算机和互联网的普及以来,人们日益普遍的使用计算机来生产、处理、交换和传播各种形式的信息(如书籍、商业文件、报刊、唱片、电影、电视节目、语音、图形、影像等)。  在企业,学校和其它组织中,信息技术体系结构是一个为达成战略目标而采用和发展信息技术的综合结构。它包括管理和技术的成分。其管理成分包括使命、职能与信息需求、系统配置、和信息流程;技术成分包括用于实现管理体系结构的信息技术标准、规则等。由于计算机是信息管理的中心,计算机部门通常被称为“信息技术部门”。有些公司称这个部门为“信息服务”(IS)或“管理信息服务”(MIS)。另一些企业选择外包信息技术部门,以获得更好的效益。

    1.2 信息技术定义

    人们对信息技术的定义,因其使用的目的、范围、层次不同而有不同的表述: 

    1) 、信息技术是指有关信息的收集、识别、提取、变换、存贮、传递、处理、检索、检测、分析和利用等的技术。 

    2) 、信息技术包含通信、计算机与计算机语言、计算机游戏、电子技术、光纤技术等。  

    3) 、现代信息技术以是以微电子和光电技术为基础,以计算机和通信技术为支撑,以信息处理技术为主题的技术系统的总称,是一门综合性的技术。  

    4) 、信息技术是指在计算机和通信技术支持下用以获取、加工、存储、变换、显示和传输文字、数值、图像以及声音信息,包括提供设备和提供信息服务两大方面的方法与设备的总称。  5)、信息技术是人类在生产斗争和科学实验中认识自然和改造自然过程中所积累起来的获取信息,传递信息,存储信息,处理信息以及使信息标准化的经验、知识、技能和体现这些经验、知识、技能的劳动资料有目的的结合过程。  

    6) 、信息技术是管理、开发和利用信息资源的有关方法、手段与操作程序的总称。 

    7) 、信息技术是指能够扩展人类信息器官功能的一类技术的总称。  

    8) 、信息技术是指应用在信息加工和处理中的科学,技术与工程的训练方法和管理技巧;上述方法和技巧的应用;计算机及其与人、机的相互作用,与人相应的社会、经济和文化等诸种事物。 

    9) 、信息技术包括信息传递过程中的各个方面,即信息的产生、收集、交换、存储、传输、显示、识别、提取、控制、加工和利用等技术。  

    广义而言,信息技术是指能充分利用与扩展人类信息器官功能的各种方法、工具与技能的总和。该定义强调的是从哲学上阐述信息技术与人的本质关系。  

    中义而言,信息技术是指对信息进行采集、传输、存储、加工、表达的各种技术之和。该定义强调的是人们对信息技术功能与过程的一般理解。  

    狭义而言,信息技术是指利用计算机、网络、广播电视等各种硬件设备及软件工具与科学方法,对文图声像各种信息进行获取、加工、存储、传输与使用的技术之和。该定义强调的是信息技术的现代化与高科技含量。

    1.3 信息技术发展简史

         人类进行通信的历史已很悠久。早在远古时期,人们就通过简单的语言、壁画等方式交换信息。千百年来,人们一直在用语言、图符、钟鼓、烟火、竹简、纸书等传递信息,古代人的烽火狼烟、飞鸽传信、驿马邮递就是这方面的例子。现在还有一些国家的个别原始部落,仍然保留着诸如击鼓鸣号这样古老的通信方式。在现代社会中,交通警的指挥手语、航海中的旗语等不过是古老通信方式进一步发展的结果。这些信息传递的基本方都是依靠人的视觉与听觉。下面我们来看看信息技术发展的历程:

    第一次信息技术革命是语言的使用,发生在距今约35 000年~50 000年前。

    第二次信息技术革命是文字的创造,大约在公元前3500年出现了文字

    文字的创造——这是信息第一次打破时间、空间的限制

      陶器上的符号:原始社会母系氏族繁荣时期(河姆渡和半坡原始居民)

      甲骨文:记载商朝的社会生产状况和阶级关系,文字可考的历史从商朝开始 

      金文(也叫铜器铭文):商周一些青铜器,常铸刻在钟或鼎上,又叫“钟鼎文”  

    第三次信息技术的革命是印刷的发明,约在公元1040年,我国开始使用活字印刷技术(欧洲人1451年开始使用印刷技术)

    印刷术的发明

      汉朝以前使用竹木简或帛做书材料,直到东汉(公元105年)蔡伦改进造纸术,这种纸叫“蔡侯纸”。

      从后唐到后周,封建政府雕版刊印了儒家经书,这是我国官府大规模印书的开始,印刷中心:成都、开封、临安、福建阳。

      北宋平民毕升明活字印刷,比欧洲早400

    第四次信息革命是电报、电话、广播和电视的发明和普及应用。

    19世纪中叶以后,随着电报、电话的发明,电磁波的发现,人类通信领域产生了根本性的变革,实现了金属导线上的电脉冲来传递信息以及通过电磁波来进行无线通信。

    1837年美国人莫尔斯研制了世界上第一台有线电报机。电报机利用电磁感应原理(有电流通过,电磁体有磁性,无电流通过,电磁体无磁性),使电磁体上连着的笔发生转动,从而在纸带上画出点、线符号。这些符号的适当组合(称为莫尔斯电码),可以表示全部字母,于是文字就可以经电线传送出去了。1844524日,他在国会大厦联邦最高法院议会厅作了“用导线传递消息”的公开表演,接通电报机,用一连串点、划构成的“莫尔斯”码发出了人类历史上第一份电报:“上帝创造了何等的奇迹!”实现了长途电报通信,该份电报从美国国会大厦传送到了40英里外的巴尔的摩城。

    1864年英国著名物理学家麦克斯韦发表了一篇论文(《电与磁》),预言了电磁波的存在,说明了电磁波与光具有相同的性质,都是以光速传播的。

    1875年,苏格兰青年亚历山大.贝尔发明了世界上第一台电话机,1878年在相距300千米的波世顿和纽约之间进行了首次长途电话实验获得成功。

    电磁波的发现产生了巨大影响,实现了信息的无线电传播,其他的无线电技术也如雨后春笋般的涌现:1920年美国无线电专家康拉德在匹兹堡建立了世界上第一家商业无线电广播电台,从此广播事业在世界各地蓬勃发展,收音机成为人们了解时事新闻的方便途径。1933年,法国人克拉维尔建立了英法之间的第一条商用微波无线电线路,推动了无线电技术的进一步发展。

    1876310日,美国人贝尔用自制的电话同他的助手通了话。

    1888年,德国青年物理学家海因里斯.赫兹(H.R.Hertz)用电波环进行了一系列实验,发现了电磁波的存在,他用实验证明了麦克斯韦的电磁理论。这个实验轰动了整个科学界,成为近代科学技术史上的一个重要里程碑,导致了无线电的诞生和电子技术的发展。

    1895年俄国人波波夫和意大利人马可尼分别成功地进行了无线电通信实验。

    1894年电影问世。1925年英国首次播映电视。

    静电复印机、磁性录音机、雷达、激光器都是信息技术史上的重要发明。

     

    第五次信息技术革命是始于20世纪60年代,其标志是电子计算机的普及应用及计算机与现代通信技术的有机结合。

    随着电子技术的高速发展,军制、科研、迫切需要解决的计算工具也大大得到改进,1946年由美国宾夕法尼亚大学研制的第一台电子计算机诞生了。

    1946~1958年 第一代电子计算机

    1958~1964年第二代晶体管电子计算机

    1964~1970年第三代集成电路计算机

    1971~20世纪80年代第四代大规模集成电路计算机

    至今正在研究第五代智能计算机。

       为了解决资源共享问题,单一计算机很快发展成计算机联网,实现了计算机之间的数据通信、数据共享。通信介质从普通导线、同轴电缆发展到双绞线、光纤导线、光缆;电子计算机的输入输出设备也飞速发展起来,扫描仪、绘图仪、音频视频设备等,使计算机如虎添翼,可以处理更多的复杂问题。20世纪80年代末多媒体技术的兴起,使计算机具备了综合处理文字、声音、图像、影视等各种形式信息的能力,日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。 人类也由工业社会转入信息社会,各国也在信息技术研究方面投入大量资金,构建“信息高速公路”社会。

    信息技术发展趋势

    2.1 信息技术分类

     1)、按表现形态的不同,信息技术可分为硬技术(物化技术)与软技术(非物化技术)。前者指各种信息设备及其功能,如显微镜、电话机、通信卫星、多媒体电脑。后者指有关信息获取与处理的各种知识、方法与技能,如语言文字技术、数据统计分析技术、规划决策技术、计算机软件技术等。  

     

    信息技术

        2)、按工作流程中基本环节的不同,信息技术可分为信息获取技术、信息传递技术、信息存储技术、信息加工技术及信息标准化技术。信息获取技术包括信息的搜索、感知、接收、过滤等。如显微镜、望远镜、气象卫星、温度计、钟表、Internet搜索器中的技术等。信息传递技术指跨越空间共享信息的技术,又可分为不同类型。如单向传递与双向传递技术,单通道传递、多通道传递与广播传递技术。信息存储技术指跨越时间保存信息的技术,如印刷术、照相术、录音术、录像术、缩微术、磁盘术、光盘术等。信息加工技术是对信息进行描述、分类、排序、转换、浓缩、扩充、创新等的技术。信息加工技术的发展已有两次突破:从人脑信息加工到使用机械设备(如算盘,标尺等)进行信息加工,再发展为使用电子计算机与网络进行信息加工。信息标准化技术是指使信息的获取、传递、存储,加工各环节有机衔接,与提高信息交换共享能力的技术。如信息管理标准、字符编码标准、语言文字的规范化等。  

        3)、日常用法中,有人按使用的信息设备不同,把信息技术分为电话技术、电报技术、广播技术、电视技术、复印技术、缩微技术、卫星技术、计算机技术、网络技术等。也有人从信息的传播模式分,将信息技术分为传者信息处理技术、信息通道技术、受者信息处理技术、信息抗干扰技术等。  

    4)、按技术的功能层次不同,可将信息技术体系分为基础层次的信息技术(如新材料技术、新能源技术),支撑层次的信息技术(如机械技术、电子技术、激光技术、生物技术、空间技术等),主体层次的信息技术(如感测技术、通信技术、计算机技术、控制技术),应用层次的信息技术(如文化教育、商业贸易、工农业生产、社会管理中用以提高效率和效益的各种自动化、智能化、信息化应用软件与设备)。

    2.2 信息技术的发展动态

        1)、微电子向着高效能方向发展

     

        当代的计算机都是建立在微电子学基础上的。过去在微电子学方面有一个摩尔定律:即芯片集成晶体管数量每18个月左右增加一倍。据最新研究,其已被突破,达到每12个月增加一倍。20世纪50年代,面积为0.1平方英寸的硅片上只能装上1个电子元件,现在则高达3万多个。

    现在人们普遍认为微电子技术即将进入“后光刻时代”,未来随着纳米科技的发展可能将使计算机建立在更微观集成、更高速的基础之上,引起筛子领域的一次新的革命。其结果是:(1)效率更高。纳米技术能制造更节能、更便宜的微处理器,使计算机效率提高百万倍,可生产出更高效率的宽带网,海量存贮器,集传感、数据处理、通讯为一体的智能器件。(2)体积更小。纳米计算机可缩小到头发丝直径的千分之一。美国已利用纳米技术制造出了跳蚤大小的机器人,该项技术使用了微电脑,机器人具有初级逻辑思维能力。此外,该机器人还能在绝对危险或人类所不能及的环境条件下进行工作,用它可以完成核反应堆内的故障处理,此项技术也可用于原子的运送及原子的重新排列。(3)功能更奇。可把装有飞机驾驶程序的纳米芯片植入人体体内,通过细胞接受信息,不用培训你就能驾驶飞机。

        预计本世纪应用电子自旋、核自旋、光子技术和生物芯片的功能强大的计算机将要问世,可以模拟人的大脑,用于传感认识和思维加工。预计在未来十多年内可以产生存贮量达到每立方毫米100G,而功耗仅仅为超大规模集成电路千万分之一的生物芯片。

     

    总之,可以预见,微电子与电子器件及集成结构功能将向着高集成度、高速度、低功耗、低成本方向发展。

     

    2)、计算机向着多极化方向发展

     

        21世纪,计算机向着超高速度、小型化、并行处理(同时处理)、智能化方向发展。它的发展轨迹不同于自然界的“大鱼吃小鱼”,而是“快鱼吃慢鱼”,谁占领了市场先机谁就成为主导产品。

        目前在计算机领域有一个10倍速定律:即每5~7年速度增加10倍,体积减少10倍,价格下降10倍,这一定律也即将被突破。

        在超高速方面,IBM的高性能计算机峰值已达到每秒300万亿次以上。美国计划在2010年前研制出千万亿次计算机。从量子理论推出来的极限计算机,其速度将达1051/秒,且内存可达1031比特。

    在小型化方面,日本在利用集成电路方面,将一家电视台(包括设备和信息采集存贮)压缩到纽扣小的芯片上,取得了初步成功。他们准备将其再压缩到药片大小,甚至设想将检查设备通过药片置入病人体内,以直接观察病人的病情。

    在智能化方面,冰箱电脑里事先存储了你的饮食习惯,零食、油米酱醋等吃完了,它会自动连接互联网,替你向超市订购;微波炉可以自动下载食谱,只要你事先把买回的鸡鸭鱼肉放进去,它便会在你预定的时间自动进行解冻,并做成香喷喷的美味佳肴。

    这些预测,实际为人们展现了信息技术无限广阔的发展前景,也说明信息技术离“成熟”还有很大的发展空间。

    3)、网络向着高级化方向发展

    计算机技术属信息处理技术,通信技术属信息传输技术,在它们各自独立发展阶段,信息技术很难有大的突破。20世纪60年代以后,在计算机技术日臻完善、通信技术普遍数字化后,这两大信息技术在兼容与共存的基础上有机结合在一起,使信息技术进入了信息传输、处理、储存一体化的新时代,一方面实现了现代通信系统在计算机的控制下传播的自动化和高效化,各种通信方式一体化;另一方面,使计算机借助通信线路实现了网络化。总趋势是数据、话音和图像三种技术的融合。

    计算机联网后其发展趋势表现为:

    1.普及无线联网

    通信技术与网络技术相互融合,进一步发展为以无线保真技术为基础的无线联网。它可以通过便携式电脑或其他运算器件随时随地高速联网,而无需电缆。无线保真技术将使个人拥有网络通信能力,这是一次深刻的社会进步。

    2.能量无限扩充

    网络的出现,使信息资源真正成为了继物质、能源之后的第三大重要资源。计算机联网,特别是1994年因特网商业化以来,因特网带来的网络革命的冲击使世人震惊。用美国人的话来形容:变革之大犹如10次工业革命和基督教改革加在一起发生在一代人之内。因特网造就的电子空间正成为世界各国继陆地、海洋、天空之后争先抢占的“新边疆”,因为,谁在电子空间占有优势,谁就会在网络经济的发展中获得丰硕经济利益,美国近年来经济的发展就是一个实例。的确,网络技术的应用,使计算机的能量实现了无限扩充,信息资源得到了最充分的利用。因为,一个设计优良的网络能够把联机的累积力量植入每个单机;一部微机所联系的网络越大,它的用处越多,力量也越强;上网工作时,不是在使用个人的计算机,而是在使用一台能量无限扩充的庞大计算机。不仅如此,未来的网络发展是要将分布在地球各个角落宽带多媒体业务无缝地连接起来,用户可以在任何一个地方用任何一种接入方式,访问全球任何一个数据库和网络。同时可以和任何用户保持任何方式的通信交流。另外,网络将超越地球引入太阳系甚至更远的空间。

    3.功能逐步完善

    传统网络由于技术和基础设施的局限,在网络安全、规模、性能、提供的业务能力方面都存在缺陷,未来的网络必将朝着更大、更快、更及时、更安全、更方便的方向发展。

    由中国自主研发的下一代互联网主干网核心技术20069月正式通过国家验收,这一成果确定了中国在世界下一代互联网中的领先地位,也标志着中国在世界下一代互联网研究与建设上占据了一席之地。下一代互联网主干网在核心技术上实现了四大突破,其中三项属于国际首创,这不仅确立了中国在下一代互联网领域的领先定位,有了话语权,更重要的是,彻底摆脱了对国外互联网关键技术及产品的依赖,在确保国家信息安全的同时,对中国互联网产业将产生重要影响。

    下一代互联网与现代互联网的区别:更快;更大;更安全;更及时;更方便。

    更快——下一代互联网将比现在的网络传输速度提高1000-10000倍。

    更大——目前,网络最大的问题就是网络地址资源有限,在目前的IPV4协议下,现有地址中的70%已分配光,明显制约着互联网的发展。从理论上讲,现在使用的IP地址有43亿个,其中北美占有3/4,约30亿个,而人口最多的亚洲只有不到4亿个,中国只有3000万多一点,由于IP地址不足,许多国家只有采用地址共享、拔号上网的方式利用互联网,严重制约了这些国家互联网的应用和发展。与现在的网络相比,下一代互联网将逐渐放弃IPV4,启用IPV6地址协议,下一代网络的最大优势就是网络地址近乎无限,每人可以拥有1600万个IP地址,几乎可以给你家庭中的每一个可能的东西分配一个自己的IP地址,每个用户的汽车、洗衣机、电话、冰箱等IP地址,在全球互联网上都是唯一的,让数字化生活变成现实。

    更安全——目前的计算机网络因为种种原因,存在大量安全隐患,下一代互联网将在建设之初就充分考虑安全问题,可以有效控制、解决网络安全问题。

    现代通信技术向着网络化,数字化,宽带化方向发展

      4)、现代通信技术向着网络化,数字化,宽带化方向发展

        随着数字化技术的发展,音视频和多媒体技术突飞猛进音视频技术是当前最活跃,发展最迅速的高新技术领域。近年来,虽然模拟音频产品在市场上仍占主流,但数字化潮流正在迅猛冲击和变昔模拟领域,数字技术促进了音视频、通信和计算机技术的融合,出现了业务上相互渗透、汇合,在音频产品和技术方面,音频广播仍以模拟技术为主,但各国正在积极开展数字音频广播的研究和实施。组合音响也在向小型和微型的数字化和组合、多声道环绕声方向发展。视频产品和技术方面,家用电视机有逐渐朝向大屏幕发展的趋势。人们正迎来数字电视时代。对于电缆电视而言,有两个重要的发展趋势,即网络化和数字化,总的趋势是向综合信息业务网方向发展。

        通信传输在向高速大容量长距离发展,光纤传输速率越来越高,波长从1.3μm发展到1.55μm并已大量采用。一个波长段上用多个信道的波分复用技术已进入实用阶段;光放大器代替光电转换中继器已经实用;相干光通信,光弧子通信已取得重大进展。这将使无中继距离延长到几百甚至几千公里。随着光纤技术的逐渐成熟,光纤技术在通信中的广泛应用,通信技术的带宽正在一点一点的变大,我们可以大胆的预计本世纪通信技术将向带宽化迈进。术上相互吸收、移植的现象,发展了一大批集合性产品和业务,即所谓的"家电产品信息化"

        5)、信息技术将会促使遥感技术的蓬勃发展

        感测与识别技术 它的作用是扩展人获取信息的感觉器官功能。它包括信息识别、信息提取、信息检测等技术。这类技术的总称是“传感技术”,它几乎可以扩展人类所有感觉器官的传感功能。传感技术、测量技术与通信技术相结合而产生的遥感技术,更使人感知信息的能力得到进一步的加强。随着信息技术的迅速发展,通信技术和传感技术的紧密集合,我们可以预知:遥感技术将会在农田水利、地质勘探、气象预报、海洋开发、环境监测、地图测绘、土地利用调查、灾害性天气预报、森林防火,尤其在地质找矿、森林和土地利用调查、气象预报、地下水和地热调查、地震研究、水利建设、铁路选线、工程地质及城市规划与建设等方面发挥更大的作用。

    2.3 信息技术发展趋势分析

       从以上各个方面综合来看,信息技术有一些共同的发展趋势:

      1)高速大容量。速度和容量是紧密联系的,随着要传递和处理的信息量越来越大,高速大容量是必然趋势。因此从器件到系统,从处理、存储到传递,从传输到交换无不向高速大容量的要求发展。

      2)综合集成。社会对信息的多方面需求,要求信息业提供更丰富的产品和服务。因此采集、处理、存储与传递的结合,信息生产与信息使用的结合,各种媒体的结合,各种业务的综合都体现了综合集成的要求。

      3)网络化。通信本身就是网络,其广度和深度在不断发展,计算机也越来越网络化。各个使用终端或使用者都被组织到统一的网络中,国际电联的口号“一个世界,一个网络”。虽然绝对了一些,但其方向是正确的。

      4)数字化。一是便于大规模生产。过去生产一台模拟设备需要花很多时间,模拟电路每一个单独部分都需要进行单独设计单独调测。而数字设备是单元式的,设计非常简单,便于大规模生产,可大大降低成本。二是有利于综合。每一个模拟电路其电路物理特性区别都非常大,而数字电路由二进制电路组成,非常便于综合,要达到一个复杂的性能用模拟方式往往综合不起来。现在数字化发展非常迅速,各种说法也很多,如数字化世界、数字化地球等。而搞数字化最主要的优点就是便于大规模生产和便于综合这两大方面。

      总之,人类将全面进入信息时代。信息产业无疑将成为未来全球经济中最宏大、最具活力的产业。信息将成为知识经济社会中最重要的资源和竞争要素,信息技术也会成为各国研究和发展的重要对象。

    2.4 信息技术发展新亮点

    1)、物联网

    物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义,物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

    业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前,美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究,工业和信息化部会同有关部门,在新一代信息技术方面正在开展研究,以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。  

    中国移动总裁王建宙提及,物联网将会成为中国移动未来的发展重点。他表示将会邀请台湾生产RFID、传感器和条形码的厂商和中国移动合作。运用物联网技术,上海移动已为多个行业客户度身打造了集数据采集、传输、处理和业务管理于一体的整套无线综合应用解决方案。最新数据显示,上海移动目前已将超过10万个芯片装载在出租车、公交车上,形式多样的物联网应用在各行各业大显神通,确保城市的有序运作。在上海世博会期间,“车务通”全面运用于上海公共交通系统,以最先进的技术保障世博园区周边大流量交通的顺畅;面向物流企业运输管理的“e物流”,将为用户提供实时准确的货况信息、车辆跟踪定位、运输路径选择、物流网络设计与优化等服务,大大提升物流企业综合竞争能力。  

    此外,在“物联网”普及以后,用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将大大超过手机的数量。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱动器,为产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。按照目前对物联网的需求,在近年内就需要按亿计的传感器和电子标签,这将大大推进信息技术元件的生产,同时增加大量的就业机会。

        2)、媒介融合

       网络、手机等新媒体的日益发达,对我们的传播环境产生了很大的冲击。当前iPhoneiPad等新的媒体平台成为公众关注的焦点。随着技术的发展,越来越多的媒体平台将在我们的生活中扮演重要的角色。这些智能化的多样化的媒体终端给受众带来了前所未有的视听冲击。“媒介融合”这一全新的词汇,越来越多地被学界和业界提起,它将是未来媒体发展的一个必然趋向。但目前而言,它还没有一个统一的定义。比较有代表性的观点是美国新闻学会媒介研究中心主任Andrew·Nachison关于媒介融合的定义:媒介融合是“印刷的、音频的、视频的、互动性数字媒体组织间的战略的、操作的、文化的联盟”。当前的融合媒介是以数字化网络为基础,融合新的传播功能的综合载体,例如媒介内容的融合、传播渠道的融合、接收终端的融合等,随着技术的不断进步,媒介融合的界定指标也会发生变化,最终将实现统一形态的媒体平台。从它的发展态势看,这种融合不仅包括媒介融合,而且包括媒体与受众的融合,这两者是深层交织的,未来会更加融合。从传播形式上看,媒介融合方向下的人际传播、组织传播和大众传播将趋于一体,成为一个综合意义的传播模式,作为传统媒体的普通受众,将在媒介融合的浪潮下变成一个个移动的媒体平台和信息互动终端。

    那么我们可以想象未来媒介融合的时代,先进的媒体终端在持有人的手中变得灵活丰富,每个人本身就是一个媒体平台,不仅接收着四面八方的信息,而且即时方便地传播着自己的见闻、思想、情感。随着传播技术的演进,媒体平台必将朝着移动化的方向发展,我们人在哪里,哪里就是一个媒体平台,这样每个人都是一个全新的媒体,不仅是新技术的推动者,更是被新技术深深地影响着。正如麦克卢汉早年的观点:“我们自身变成我们观察的东西……我们塑造了工具,此后工具又塑造了我们。”

        3)、云计算

    云计算(Cloud Computing)是网格计算分布式计算并行计算效用计算网络存储虚拟化负载均衡等传统计算机技术络技术发展融合的产物。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统,并借助SaaSPaaSIaaSMSP等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。

    云计算之所以是一种划时代的技术,就是因为它将数量庞大的廉价计算机放进资源池中,用软件容错来降低硬件成本,通过将云计算设施部署在寒冷和电力资源丰富的地区来节省电力成本,通过规模化的共享使用来提高资源利用率。国外代表性云计算平台提供商达到了惊人的10-40倍的性能价格比提升。国内由于技术、规模和统一电价等问题,暂时难以达到同等的性能价格比,我们暂时将这个指标定为5倍。拥有256个节点的中国移动研究院的云计算平台已经达到了57倍的性能价格比提升,其性能价格比随着规模和利用率的提升还有提升空间。

    围绕因特网搜索创建了一种超动力商业模式。如今,他们又以应用托管、企业搜索以及其他更多形式向企业开放了他们的“云”。  20104月,谷歌推出了谷歌应用软件引擎Google AppEngineGAE),这种服务让开发人员可以编译基于Python应用程序,并可免费使用谷歌的基础设施来进行托管(最高存储空间达500MB)。对于超过此上限的存储空间,谷歌按“每CPU内核每小时”1012美分及1GB空间1518美分的标准进行收费。最近,谷歌还公布了提供可由企业自定义的托管企业搜索服务计划。

    总结

        随着信息化在全球的快速进展,世界对信息的需求快速增长,信息产品和信息服务对于各个国家、地区、企业、单位、家庭、个人都不可缺少。 信息技术在全球的广泛使用,不仅深刻地影响着经济结构与经济效率,而且作为先进生产力的代表,信息技术已成为支撑当今经济活动和社会生活的基石。在这种情况下,信息产业成为世界各国,特别是发达国家竞相投资、重点发展的战略性产业部门。 

    无论未来出现什么样的信息平台和终端,它们都将更加方便、人性化、智能化,与人的关系也将更加密切。除了媒介融合与实现物联网的必然趋向外,在信息技术发展的带动下,信息产业将成为带动经济增长的引擎。各国都将加快研究信息技术的步伐,人类将会进入“信息高速公路”的信息时代。人们的工作和生活也将因信息技术的发展,而变地更加便捷、舒适、高效。相信未来信息技术的发展必定会给我们带来意想不到的惊喜,让我们翘首以待。

    4 参考文献

    [1] 物联网 http://baike.baidu.com/view/1136308.htm#2

    [2] 云计算 http://baike.baidu.com/view/1316082.htm

    [3] 鲍立泉.《数字传播技术发展与媒介融合演进》.华中科技大学博士学位论文.2010528

    [4] 郎保才,崔继友,鲁磊.《未来信息技术的发展趋势》.20093

    [5] 信息技术 http://baike.baidu.com/view/3226.htm

     

     

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  • 深度学习技术发展趋势浅析

    千次阅读 2019-04-09 08:37:11
    当前,人工智能发展借助深度学习技术突破得到了...本文旨在分析深度学习技术现状,研判深度学习发展趋势,并针对我国的技术水平提出发展建议。 一、深度学习技术现状 深度学习是本轮人工智能爆发的关键技术。...

    https://mp.weixin.qq.com/s/FtIhKiENv483iHE053RPkg

     

    当前,人工智能发展借助深度学习技术突破得到了全面关注和助力推动,各国政府高度重视、资本热潮仍在加码,各界对其成为发展热点也达成了共识。本文旨在分析深度学习技术现状,研判深度学习发展趋势,并针对我国的技术水平提出发展建议。

     

    一、深度学习技术现状

    深度学习是本轮人工智能爆发的关键技术。人工智能技术在计算机视觉和自然语言处理等领域取得的突破性进展,使得人工智能迎来新一轮爆发式发展。而深度学习是实现这些突破性进展的关键技术。其中,基于深度卷积网络的图像分类技术已超过人眼的准确率,基于深度神经网络的语音识别技术已达到95%的准确率,基于深度神经网络的机器翻译技术已接近人类的平均翻译水平。准确率的大幅提升使得计算机视觉和自然语言处理进入产业化阶段,带来新产业的兴起。

     

    深度学习是大数据时代的算法利器,成为近几年的研究热点。和传统的机器学习算法相比,深度学习技术有着两方面的优势。一是深度学习技术可随着数据规模的增加不断提升其性能,而传统机器学习算法难以利用海量数据持续提升其性能。二是深度学习技术可以从数据中直接提取特征,削减了对每一个问题设计特征提取器的工作,而传统机器学习算法需要人工提取特征。因此,深度学习成为大数据时代的热点技术,学术界和产业界都对深度学习展开了大量的研究和实践工作。

     

    深度学习各类模型全面赋能基础应用。卷积神经网络和循环神经网络是两类获得广泛应用的深度神经网络模型。计算机视觉和自然语言处理是人工智能两大基础应用。卷积神经网络广泛应用于计算机视觉领域,在图像分类、目标检测、语义分割等任务上的表现大大超越传统方法。循环神经网络适合解决序列信息相关问题,已广泛应用于自然语言处理领域,如语音识别、机器翻译、对话系统等。

     

    深度学习技术仍不完美,有待于进一步提升。一是深度神经网络的模型复杂度高,巨量的参数导致模型尺寸大,难以部署到移动终端设备。二是模型训练所需的数据量大,而训练数据样本获取、标注成本高,有些场景样本难以获取。三是应用门槛高,算法建模及调参过程复杂繁琐、算法设计周期长、系统实施维护困难。四是缺乏因果推理能力,图灵奖得主、贝叶斯网络之父Judea Pearl指出当前的深度学习不过只是“曲线拟合”。五是存在可解释性问题,由于内部的参数共享和复杂的特征抽取与组合,很难解释模型到底学习到了什么,但出于安全性考虑以及伦理和法律的需要,算法的可解释性又是十分必要的。因此,深度学习仍需解决以上问题。

     

    二、深度学习发展趋势

    深度神经网络呈现层数越来越深,结构越来越复杂的发展趋势。为了不断提升深度神经网络的性能,业界从网络深度和网络结构两方面持续进行探索。神经网络的层数已扩展到上百层甚至上千层,随着网络层数的不断加深,其学习效果也越来越好,2015年微软提出的ResNet以152层的网络深度在图像分类任务上准确率首次超过人眼。新的网络设计结构不断被提出,使得神经网络的结构越来越复杂。如:2014年谷歌提出了Inception网络结构、2015年微软提出了残差网络结构、2016年黄高等人提出了密集连接网络结构,这些网络结构设计不断提升了深度神经网络的性能。

     

    深度神经网络节点功能不断丰富。为了克服目前神经网络存在的局限性,业界探索并提出了新型神经网络节点,使得神经网络的功能越来越丰富。2017年,杰弗里•辛顿提出了胶囊网络的概念,采用胶囊作为网络节点,理论上更接近人脑的行为,旨在克服卷积神经网络没有空间分层和推理能力等局限性。2018年,DeepMind、谷歌大脑、MIT的学者联合提出了图网络的概念,定义了一类新的模块,具有关系归纳偏置功能,旨在赋予深度学习因果推理的能力。

     

    深度神经网络工程化应用技术不断深化。深度神经网络模型大都具有上亿的参数量和数百兆的占用空间,运算量大,难以部署到智能手机、摄像头和可穿戴设备等性能和资源受限的终端类设备。为了解决这个问题,业界采用模型压缩技术降低模型参数量和尺寸,减少运算量。目前采用的模型压缩方法包括对已训练好的模型做修剪(如剪枝、权值共享和量化等)和设计更精细的模型(如MobileNet等)两类。深度学习算法建模及调参过程繁琐,应用门槛高。为了降低深度学习的应用门槛,业界提出了自动化机器学习(AutoML)技术,可实现深度神经网络的自动化设计,简化使用流程。

     

    深度学习与多种机器学习技术不断融合发展。深度学习与强化学习融合发展诞生的深度强化学习技术,结合了深度学习的感知能力和强化学习的决策能力,克服了强化学习只适用于状态为离散且低维的缺陷,可直接从高维原始数据学习控制策略。为了降低深度神经网络模型训练所需的数据量,业界引入了迁移学习的思想,从而诞生了深度迁移学习技术。迁移学习是指利用数据、任务或模型之间的相似性,将在旧领域学习过的模型,应用于新领域的一种学习过程。通过将训练好的模型迁移到类似场景,实现只需少量的训练数据就可以达到较好的效果。

     

    三、未来发展建议

    加强图网络、深度强化学习以及生成式对抗网络等前沿技术研究。由于我国在深度学习领域缺乏重大原创性研究成果,基础理论研究贡献不足,如胶囊网络、图网络等创新性、原创性概念是由美国专家提出,我国研究贡献不足。在深度强化学习方面,目前最新的研究成果大都是由DeepMind和OpenAI等国外公司的研究人员提出,我国尚没有突破性研究成果。近几年的研究热点生成式对抗网络(GAN)是由美国的研究人员Goodfellow提出,并且谷歌、facebook、twitter和苹果等公司纷纷提出了各种改进和应用模型,有力推动了GAN技术的发展,而我国在这方面取得的研究成果较少。因此,应鼓励科研院所及企业加强深度神经网络与因果推理模型结合、生成式对抗网络以及深度强化学习等前沿技术的研究,提出更多原创性研究成果,增强全球学术研究影响力。

     

    加快自动化机器学习、模型压缩等深度学习应用技术研究。依托国内的市场优势和企业的成长优势,针对具有我国特色的个性化应用需求,加快对深度学习应用技术的研究。加强对自动化机器学习、模型压缩等技术的研究,加快深度学习的工程化落地应用。加强深度学习在计算机视觉领域应用研究,进一步提升目标识别等视觉任务的准确率,以及在实际应用场景中的性能。加强深度学习在自然语言处理领域的应用研究,提出性能更优的算法模型,提升机器翻译、对话系统等应用的性能。

     

     

    作者简介

    赵强,工学硕士,高级工程师,现就职于中国信息通信研究院云计算与大数据研究所人工智能部。主要对人工智能的技术、应用与产业开展研究,并进行相关系统软件的设计与研发。研究成果获批国家发明专利4项,软件著作权5项。

    联系方式:zhaoqiang@caict.ac.cn

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  • 今年的技术趋势报告继续在开头回顾了11年来技术趋势发展,显示了技术趋势时间演变的全过程、最新的宏观科学技术力量为业务变革基础带来的共生利益和不久的未来新兴科学技术力量。 随着企业应对不断变化的技术并...
  • 应用服务器的技术发展趋势

    千次阅读 2005-01-12 18:25:00
    应用服务器又称为“应用服务器软件平台”(Application Server ... 一、 应用服务器及基于应用服务器的软件系统总体结构 在1998年Giga 信息集团的报告《了解中间件——给IT管理者的策略和实现建议》中,绘制了一个非
  • 信息融合动态与发展趋势

    千次阅读 2018-09-16 01:55:45
    摘 要:描述了信息融合理论与技术当前研究动态,提出了第三代信息融合概念、模型、特征和功 能模式,强调了人在感知观测—判断—决策—行动(OODA)环中的主导作用,为情报战博...
  • 物流信息技术应用现状及趋势

    千次阅读 2008-11-02 23:33:00
    物流信息技术应用现状及趋势来源:计世网 物流信息技术是现代信息技术在物流各个作业环节中的综合应用,是现代物流区别传统物流的根本标志,也是物流技术中发展最快的领域,尤其是计算机网络技术的广泛应用使物流...
  • Android发展趋势分析

    千次阅读 2017-11-30 15:34:51
    其实我们来回顾一下Android的发展趋势,它从一个智能手机的OS为基础,一边学习和借鉴Apple的产品,一边吸纳合作手机厂商的贡献,不断地增加了各种各样的功能,提升用户体验。实际上Android的发展跟移动互联网的发展...
  • GIS技术的研究现状及未来发展趋势

    千次阅读 2009-07-23 23:44:00
    息的发展现状,从多个角度分析当前GIS技术发展存在的不足,并在此基础上研究分析了GIS技术的未来发展趋势。 关键词:GIS 研究现状 发展趋势 0 引言 随着计算机技术的飞速发展、空间技术的日新月异及计算机图形学...
  • 从另一个角度可以说边信息是对当前帧的预测,相当于传统编码中对P帧或B帧的预测,只不过这个预测是在解码端进行的,即是在解码器端生成的对主信息的一个估计。估算精度越高,说明边信息当前帧越接近,相当于虚拟...
  • 10大热点技术领域发展趋势分析

    千次阅读 2006-12-13 12:26:00
    其未来的发展趋势如何?在光网络、网络安全、手机终端、OSS等传统领域,又有什么新的发展和机会?除此之外,无线宽带、运营级以太网等新兴领域,也聚集了越来越多关注的目光。 3G:全球起飞 中国等待 2006年进入年底...
  • 国内外RFID技术研究现状与发展趋势

    万次阅读 2015-11-24 14:00:07
    RFID射频识别技术实际上是一项较早的技术,在20世纪60年代的时候,RFID射频识别技术的理论已经得到发展,并且开始了一些尝试性的应用。20世纪90年代起,这项技术进入商业应用阶段。经过多年的发展,13.56MHz以下的...

空空如也

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