信息技术的发展方向
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1947年美国三位科学家发明第一只半导 体晶体管；
1948年美国应用数学家申农发表了 “通信的数学理论”，奠定了现代 信息论的理论基础；
1948年美国科学家维纳出版了“控制 论”一书，将事物的运动看成不确 定的随机过程，采用统计和时序列 方法处理信息和控制问题。
3. 信息的形式定义
信息是系统内部建立联系的特殊形
学科题库
• 学科案例库
学科媒体素材库 • 学科课件库
学科文档资料库
网络教育资源管理系统结构图
（6）现代网络教育平台案例
①清华同方网络教育平台(EduSP) 清华同方网络教育平台是一个网上
虚拟大学园区系统，它以Web形式提供 交互式的教育手段，包括学历教育、职 业技术培训、教育信息交流与服务等方 面的内容，开发并共享风格多样、内容 丰富的网上教育资源，同时能够容纳多 个子教学网站进行多种形式的网络教学。
④真正意义上的自主学习和终身教育
(3) 网络教育体系结构
①卫星电视教育网、INTERNT、 Cernet、网络支撑平台
②远程教学支持平台 ③远程教育教学资源库
•Cernet、卫星接入、 Internet
④远程教育信息资源管理
•教学支撑平台
•资源管理
•教学资源库
网络教育平台
(4) 现代远程教育资源体系结构图
(3) 实施
用成熟/先进技术，采用光纤并通过路由 器的网络互联技术建网并与ChinaNet连 接；运行TCP/IP协议，用统一的网络公 用软件；
统一技术规范、标准和方案，统一设备 选型，统一组织实施；
以标准化为基础，实现系统的开放性、 可扩展性、与异种机、异构网和异构系 统的互联能力；
避免出现“瓶颈”，重要路由有备 份，重点设备有冗余，保证24小时/ 全天运行；
服务器：高性能、可扩展、高可靠； 2001年30亿次浮点运算/秒；
2004年100万亿次浮点运算/秒； 用DVD做存储器1MB/1美分； 120mn光盘容量达18GB；
7. 软件
用户 应用软件 OA、CAD、Game、ERP、PDM、 教育软件……
中间(构)件
系统软件 硬件
8. 网络通信
计算机网、电信网和电视网三网合一， 并向宽带化、综合化、分组化、和个性化 发展；未来的通信信息网络结构将由干线 网/本地网结构模式转变为干线网/接入网， 接入网的变革是关键。
超高速网、网络互连、用户接入、无 线通信和网络集成技术飞速发展；
基于TCP/IP协议因特网，是一种IP网， 带宽每半年翻一番；
我国电话普及12%，发达国家60-80%；
因特网用户300万/1999年，全球1亿用户
/1999年； 2001年有80×80Gbps的DWDM系统上市，
单根光纤传输速率达6.4Tbps； 美 国 骨 干 网 带 宽 1 . 2 Tbps/1996 年 ， 2 1 Tbps/1999 年 ， 9 9 Tbps/2001 年 ， 100Mbps/1Gbps到家庭；
信息技术的发展与应用
一、信息技术（IT）的发展
1. 概述
IT 是 研 究 生 物 、 人 类 和 计 算 机 如 何 获 取、识别、转换、存储、传递、再生以及 控制掌握各种信息的规律及其应用的科学 技术。
信息、生物和新材料将是下世纪产业 革命的热点。
信息是依存、依附、依赖于物质的 一种文化知识表达形式。信息业不能 取代工农商业，只是倍增工农商业。
式，是系统确定程度（特殊程度、
知识或有序程度，与外界联系程
度）的标记。维纳和申农都给出
了一致的数学描述：
H
n
k Pi log Pi
（比特/信息）
i 1
H为每个消息的平均信息量，k为波尔 兹曼常数，Pi为各事件出现的概率， 比特是以2为底的对数时信息的单位； H反映了物质运动状态和变化程度， 是物质的基本属性之一。
IT技术主要包括微电子、计算机及 软件、网络通信、光电子、人工智能 和信息的获取与应用技术；其中微电 子是细胞、通信网络是神经、计算机 是大脑、软件是灵魂。
2. 应用驱动 IT的产生
第二次世界大战对通信和火炮控制的需 求促使了通信理论和第一台计算机的诞 生。
1946年美国研制出第一台电子管计算机；
Email Storage 电子 邮件信息库
LDAP Master
Server
Disk Array 应用调 用服
磁盘阵列
务器
SNM 网络监视设备
Staging Server 内容审核服 务器
Backup Server 数据备 份 服 务器
Intranet 局域网
Billing Server 计费 服 务器
全光实时交换系统将逐步实用。
6. 计算机
机型 第一代 第二代 第三代 向量机 并行机 机群 美国 1946 1959 1964 1976 1990 1994 中国 1958 1965 1973 1983 1995 1998
客户机：网络计算机、智能网络浏览器、 联网的PDA、算通机、电话/手 机、电视等；
②成为以网络技术为基础的教育服务 提供商(EASP) – 提供通用的系统平台 – 教育资源建设与共享的集散地 – 教育信息发布与交流的园地 – 面向学校、学生提供教学及教学 管理全面服务的虚拟校园
清华同方网络教育平台拓扑图
CerNet 中国教育
科研网
InterNet 国际互联
网
ChinaNet 中国互联
Dev Server 应用开发 服 务器
O.A
ERP
SCM
CRM
百度文库
清华同方教育网站网络系统图
SUN E420R MASTERSERVER
SUN E420R BBSSERVER
SUN E420R MEDIASERVER
FW1
SUN E220R
R
L4 SWITCH-2
FW3 ULTRA10
R R
同方PC网管工作站 TFSITE/PDCSERVER
BS450-12T-3
R
R
开发、发布
WEBSERVER1-9 探索108
DATASERVER1/2 备份探索202
BACKUPSERVER磁盘阵列 冷备份HP LH6000
清华同方网络平台服务对象
清华同方网络平台已经或即将承运的用户
清华网络学堂 /清华大学继续教育学院
中国大学生网 /中国教育部学生司
网络课件开发是一种全新的备课模 式，通过网络课件设计工具，并在与相 应资源库的支持下，可完成多媒体课件 快速生成、可移植、可交互的要求。
• 网络课件开发工具 • 多媒体网络课程资源 • 网络课件开发模板库
网络教学管理系统
• 远程教学管理系统 远程教务管理系统
• 课程学习管理系统 学生学习档案管理系统
②满足国家政治、经济发展对教育、 对人才的需求
网络教育将加速我国的教育模 式从工业时代向信息时代转化的 步伐，以此缩短我们与世界上教 育发达国家之间的差距。
(2) 网络教育的教育体制
①以计算机网络技术、通讯技术、多 媒体技术等高新技术为主要手段
②不受时间、空间和地域的限制，自 由宽松的学习方式
③丰富的教育资源可以通过网络实现 共享
网络教学系统
网络教学系统是提供远程教学服务的 系统软件，它将网络课程与学校的远程教 学服务进行了有机的集成。包括：
• 信息交流系统，如：聊天室、Email、 新闻组等
• 多媒体课程学习系统 • 辅导答疑系统 • 作业评阅系统 • 远程考试系统 • 虚拟实验系统
远程教育支撑平台结构
网络课程开发及管理系统
LDAP Slave Server
辅 助应用调 用服 务器
FireWall 防 火墙 FireWall 防 火墙
APP Server 应用服 务器
Media Server 媒体服 务器
LDAP Slave Server
辅 助应用调 用服 务器
Data Base Server 数据库 服务器
Disk Array 磁盘阵列
CERNET、卫星电视教育网、Internet网络支撑平台
(5) 远程教育组成部分
现代远程教育是以互联网为依托，将 远程课程教学与培训、教育服务和教育 信息交流等进行充分集成的完整体系。 这一新型网络教育体系由下列部分构成:
①网络教学系统
②网络课件开发及管理系统
③网络教学管理系统
④网络教学信息资源管理系统
L2 SWITCH
千兆光纤
L4 SWITCH-1
FW2
R
ULTRA 60 BS450-12T-2
ACCELAR1200
DATASERVER1/2 探索202
CERNET
BS450-12T-1
FWSTATION R ULTRA10
DNSSERVER
R
DNSBACKUP
R
ULTRA10 FW4
R
ULTRA60
5. 光电子
密集波分复用技术（DWDM）在同 一根光纤内传输多路不同波长的光信号；
掺铒光纤放大器技术（EDFA） 可将光信号直接放大，具有输出功率 高、噪声小、增益带宽等优点；已投 入应用，若干光纤网可工作在 2 . 5 Gbps 和 1 0 Gbps 带 宽 ， 已 有 80Gbps的演示设备；
网
Satellite 卫星接入
Router 路由器
FireWall 防 火墙
Security Manager
Webtop 网络监控设备
安 全监控设备
FireWall 防 火墙
Web Server WEB服 务器
DNS Server
Email Server
域名服 务器 电子 邮件服 务器
BBS Server AD Server BBS服 务器 广告服 务器
4. 微电子
0.18μm技术已于1999年投入大规模生产， 如：PⅢ600；
0.13μm技术估计2000年投产； DRAM产品已达4GB，正向16GB突破； CPU产品已达600MH，正向1GH进展；
0.1μm技术估计2006年投产； 0.05μm技术估计2012年投产； ASIC专用芯片应用到多个领域； 集成电路已发展为集成系统。
以波分复用技术为主线的全光通信将 在未来的核心网中发挥重要作用。如果采 用具有100个波分的DWDM技术，每个波 长传送10 Gbit/s的信息，则每根光纤的 1550 nm波长窗口可传送1 Tbit/s的信息 量，也就是每一对光纤可传送1200万路 电话，可供近2500万人同时交换信息， 传送10万路以上的电视节目。
中国培训网 /中国国家人事部
中国远程教育网 /中国教育部高教司
中国职业技术培训网 /中国国家劳动部
2. 电子政务
政府利用信息技术引导经济、管理 经济、调控经济、服务民众，实现管 理区域、行业、企业、单位等职能。
(1) 目的
政府各部门实现信息化，提高行政、 服务和管理效率，促进机构精简、 办公简化（无纸办公）；
建立网络安全体系；
建立完善管理的规章制度。
(4) 电子政务参考方案
OA：办公管理（Office Administration）， 不是办公自动化（Automation）。
除了有线通信网络向宽带化发展外， 无线移动通信的宽带化发展方向也引人 瞩目。宽带WCDMA将是移动通信中非 常有发展前途的通信手段。
二、信息技术的应用
1.信息技术时代的远程教育
(1) 网络教育的必要性与必然性
①国家教育的振兴与发展，要靠教育 体制、教育方法的改革，要靠教学 内容、教学手段的更新 将信息时代的高科技手段充分地 应用于教育教学当中，将信息技术 与学习过程有机融合，形成交互式 网络教育，构建终身学习体系。
实现政务公开化，提高政府管理透明度， 接受公民监督，由被动服务变为主动服 务，企业和公民可以不受地点、时间限 制，了解政府方针政策，接受政府管理；
以政府信息化推动和加速全社会的信息 化（国民经济信息化）；
适应数字经济，数字地球的发展。
(2) 作用
监督信息化 资料信息化 沟通信息化 办公信息化 市场信息化
学生
教师
远程教学支持平台
授课系统
师生交流系统
学习系统
资源编辑 制作系统
辅导答疑、教学管理 虚拟试验、教学评价 搜索引擎、作业批阅 题库管理、考试评价
现代远程教育教学资源库
授课系统
网络课程 授课系统
授课系统
管理员
现代远程教育 信息资源管理
传输管理 用户管理 网络管理 系统评价
资源库管理
媒体素材库（知识点的文本、图形/像、 音频、动画等多媒体形式表示）
• 多媒体授课学习系统 教师档案管理系统
多媒体作业系统
•行政公文管理系统
• 答疑、考试管理系统 信息查询系统
成绩管理系统
•计费管理系统
• 学习进度管理系统 数据统计与分析系统
网络教学信息资源管理系统
网络教学信息资源管理系统用来对网络 教学资源进行分类管理，构建成统一的 教学资源库，为各类网络课件的制作和 教学提供强大的信息支持。
1948年美国应用数学家申农发表了 “通信的数学理论”，奠定了现代 信息论的理论基础；
1948年美国科学家维纳出版了“控制 论”一书，将事物的运动看成不确 定的随机过程，采用统计和时序列 方法处理信息和控制问题。
3. 信息的形式定义
信息是系统内部建立联系的特殊形
学科题库
• 学科案例库
学科媒体素材库 • 学科课件库
学科文档资料库
网络教育资源管理系统结构图
（6）现代网络教育平台案例
①清华同方网络教育平台(EduSP) 清华同方网络教育平台是一个网上
虚拟大学园区系统，它以Web形式提供 交互式的教育手段，包括学历教育、职 业技术培训、教育信息交流与服务等方 面的内容，开发并共享风格多样、内容 丰富的网上教育资源，同时能够容纳多 个子教学网站进行多种形式的网络教学。
④真正意义上的自主学习和终身教育
(3) 网络教育体系结构
①卫星电视教育网、INTERNT、 Cernet、网络支撑平台
②远程教学支持平台 ③远程教育教学资源库
•Cernet、卫星接入、 Internet
④远程教育信息资源管理
•教学支撑平台
•资源管理
•教学资源库
网络教育平台
(4) 现代远程教育资源体系结构图
(3) 实施
用成熟/先进技术，采用光纤并通过路由 器的网络互联技术建网并与ChinaNet连 接；运行TCP/IP协议，用统一的网络公 用软件；
统一技术规范、标准和方案，统一设备 选型，统一组织实施；
以标准化为基础，实现系统的开放性、 可扩展性、与异种机、异构网和异构系 统的互联能力；
避免出现“瓶颈”，重要路由有备 份，重点设备有冗余，保证24小时/ 全天运行；
服务器：高性能、可扩展、高可靠； 2001年30亿次浮点运算/秒；
2004年100万亿次浮点运算/秒； 用DVD做存储器1MB/1美分； 120mn光盘容量达18GB；
7. 软件
用户 应用软件 OA、CAD、Game、ERP、PDM、 教育软件……
中间(构)件
系统软件 硬件
8. 网络通信
计算机网、电信网和电视网三网合一， 并向宽带化、综合化、分组化、和个性化 发展；未来的通信信息网络结构将由干线 网/本地网结构模式转变为干线网/接入网， 接入网的变革是关键。
超高速网、网络互连、用户接入、无 线通信和网络集成技术飞速发展；
基于TCP/IP协议因特网，是一种IP网， 带宽每半年翻一番；
我国电话普及12%，发达国家60-80%；
因特网用户300万/1999年，全球1亿用户
/1999年； 2001年有80×80Gbps的DWDM系统上市，
单根光纤传输速率达6.4Tbps； 美 国 骨 干 网 带 宽 1 . 2 Tbps/1996 年 ， 2 1 Tbps/1999 年 ， 9 9 Tbps/2001 年 ， 100Mbps/1Gbps到家庭；
信息技术的发展与应用
一、信息技术（IT）的发展
1. 概述
IT 是 研 究 生 物 、 人 类 和 计 算 机 如 何 获 取、识别、转换、存储、传递、再生以及 控制掌握各种信息的规律及其应用的科学 技术。
信息、生物和新材料将是下世纪产业 革命的热点。
信息是依存、依附、依赖于物质的 一种文化知识表达形式。信息业不能 取代工农商业，只是倍增工农商业。
式，是系统确定程度（特殊程度、
知识或有序程度，与外界联系程
度）的标记。维纳和申农都给出
了一致的数学描述：
H
n
k Pi log Pi
（比特/信息）
i 1
H为每个消息的平均信息量，k为波尔 兹曼常数，Pi为各事件出现的概率， 比特是以2为底的对数时信息的单位； H反映了物质运动状态和变化程度， 是物质的基本属性之一。
IT技术主要包括微电子、计算机及 软件、网络通信、光电子、人工智能 和信息的获取与应用技术；其中微电 子是细胞、通信网络是神经、计算机 是大脑、软件是灵魂。
2. 应用驱动 IT的产生
第二次世界大战对通信和火炮控制的需 求促使了通信理论和第一台计算机的诞 生。
1946年美国研制出第一台电子管计算机；
Email Storage 电子 邮件信息库
LDAP Master
Server
Disk Array 应用调 用服
磁盘阵列
务器
SNM 网络监视设备
Staging Server 内容审核服 务器
Backup Server 数据备 份 服 务器
Intranet 局域网
Billing Server 计费 服 务器
全光实时交换系统将逐步实用。
6. 计算机
机型 第一代 第二代 第三代 向量机 并行机 机群 美国 1946 1959 1964 1976 1990 1994 中国 1958 1965 1973 1983 1995 1998
客户机：网络计算机、智能网络浏览器、 联网的PDA、算通机、电话/手 机、电视等；
②成为以网络技术为基础的教育服务 提供商(EASP) – 提供通用的系统平台 – 教育资源建设与共享的集散地 – 教育信息发布与交流的园地 – 面向学校、学生提供教学及教学 管理全面服务的虚拟校园
清华同方网络教育平台拓扑图
CerNet 中国教育
科研网
InterNet 国际互联
网
ChinaNet 中国互联
Dev Server 应用开发 服 务器
O.A
ERP
SCM
CRM
百度文库
清华同方教育网站网络系统图
SUN E420R MASTERSERVER
SUN E420R BBSSERVER
SUN E420R MEDIASERVER
FW1
SUN E220R
R
L4 SWITCH-2
FW3 ULTRA10
R R
同方PC网管工作站 TFSITE/PDCSERVER
BS450-12T-3
R
R
开发、发布
WEBSERVER1-9 探索108
DATASERVER1/2 备份探索202
BACKUPSERVER磁盘阵列 冷备份HP LH6000
清华同方网络平台服务对象
清华同方网络平台已经或即将承运的用户
清华网络学堂 /清华大学继续教育学院
中国大学生网 /中国教育部学生司
网络课件开发是一种全新的备课模 式，通过网络课件设计工具，并在与相 应资源库的支持下，可完成多媒体课件 快速生成、可移植、可交互的要求。
• 网络课件开发工具 • 多媒体网络课程资源 • 网络课件开发模板库
网络教学管理系统
• 远程教学管理系统 远程教务管理系统
• 课程学习管理系统 学生学习档案管理系统
②满足国家政治、经济发展对教育、 对人才的需求
网络教育将加速我国的教育模 式从工业时代向信息时代转化的 步伐，以此缩短我们与世界上教 育发达国家之间的差距。
(2) 网络教育的教育体制
①以计算机网络技术、通讯技术、多 媒体技术等高新技术为主要手段
②不受时间、空间和地域的限制，自 由宽松的学习方式
③丰富的教育资源可以通过网络实现 共享
网络教学系统
网络教学系统是提供远程教学服务的 系统软件，它将网络课程与学校的远程教 学服务进行了有机的集成。包括：
• 信息交流系统，如：聊天室、Email、 新闻组等
• 多媒体课程学习系统 • 辅导答疑系统 • 作业评阅系统 • 远程考试系统 • 虚拟实验系统
远程教育支撑平台结构
网络课程开发及管理系统
LDAP Slave Server
辅 助应用调 用服 务器
FireWall 防 火墙 FireWall 防 火墙
APP Server 应用服 务器
Media Server 媒体服 务器
LDAP Slave Server
辅 助应用调 用服 务器
Data Base Server 数据库 服务器
Disk Array 磁盘阵列
CERNET、卫星电视教育网、Internet网络支撑平台
(5) 远程教育组成部分
现代远程教育是以互联网为依托，将 远程课程教学与培训、教育服务和教育 信息交流等进行充分集成的完整体系。 这一新型网络教育体系由下列部分构成:
①网络教学系统
②网络课件开发及管理系统
③网络教学管理系统
④网络教学信息资源管理系统
L2 SWITCH
千兆光纤
L4 SWITCH-1
FW2
R
ULTRA 60 BS450-12T-2
ACCELAR1200
DATASERVER1/2 探索202
CERNET
BS450-12T-1
FWSTATION R ULTRA10
DNSSERVER
R
DNSBACKUP
R
ULTRA10 FW4
R
ULTRA60
5. 光电子
密集波分复用技术（DWDM）在同 一根光纤内传输多路不同波长的光信号；
掺铒光纤放大器技术（EDFA） 可将光信号直接放大，具有输出功率 高、噪声小、增益带宽等优点；已投 入应用，若干光纤网可工作在 2 . 5 Gbps 和 1 0 Gbps 带 宽 ， 已 有 80Gbps的演示设备；
网
Satellite 卫星接入
Router 路由器
FireWall 防 火墙
Security Manager
Webtop 网络监控设备
安 全监控设备
FireWall 防 火墙
Web Server WEB服 务器
DNS Server
Email Server
域名服 务器 电子 邮件服 务器
BBS Server AD Server BBS服 务器 广告服 务器
4. 微电子
0.18μm技术已于1999年投入大规模生产， 如：PⅢ600；
0.13μm技术估计2000年投产； DRAM产品已达4GB，正向16GB突破； CPU产品已达600MH，正向1GH进展；
0.1μm技术估计2006年投产； 0.05μm技术估计2012年投产； ASIC专用芯片应用到多个领域； 集成电路已发展为集成系统。
以波分复用技术为主线的全光通信将 在未来的核心网中发挥重要作用。如果采 用具有100个波分的DWDM技术，每个波 长传送10 Gbit/s的信息，则每根光纤的 1550 nm波长窗口可传送1 Tbit/s的信息 量，也就是每一对光纤可传送1200万路 电话，可供近2500万人同时交换信息， 传送10万路以上的电视节目。
中国培训网 /中国国家人事部
中国远程教育网 /中国教育部高教司
中国职业技术培训网 /中国国家劳动部
2. 电子政务
政府利用信息技术引导经济、管理 经济、调控经济、服务民众，实现管 理区域、行业、企业、单位等职能。
(1) 目的
政府各部门实现信息化，提高行政、 服务和管理效率，促进机构精简、 办公简化（无纸办公）；
建立网络安全体系；
建立完善管理的规章制度。
(4) 电子政务参考方案
OA：办公管理（Office Administration）， 不是办公自动化（Automation）。
除了有线通信网络向宽带化发展外， 无线移动通信的宽带化发展方向也引人 瞩目。宽带WCDMA将是移动通信中非 常有发展前途的通信手段。
二、信息技术的应用
1.信息技术时代的远程教育
(1) 网络教育的必要性与必然性
①国家教育的振兴与发展，要靠教育 体制、教育方法的改革，要靠教学 内容、教学手段的更新 将信息时代的高科技手段充分地 应用于教育教学当中，将信息技术 与学习过程有机融合，形成交互式 网络教育，构建终身学习体系。
实现政务公开化，提高政府管理透明度， 接受公民监督，由被动服务变为主动服 务，企业和公民可以不受地点、时间限 制，了解政府方针政策，接受政府管理；
以政府信息化推动和加速全社会的信息 化（国民经济信息化）；
适应数字经济，数字地球的发展。
(2) 作用
监督信息化 资料信息化 沟通信息化 办公信息化 市场信息化
学生
教师
远程教学支持平台
授课系统
师生交流系统
学习系统
资源编辑 制作系统
辅导答疑、教学管理 虚拟试验、教学评价 搜索引擎、作业批阅 题库管理、考试评价
现代远程教育教学资源库
授课系统
网络课程 授课系统
授课系统
管理员
现代远程教育 信息资源管理
传输管理 用户管理 网络管理 系统评价
资源库管理
媒体素材库（知识点的文本、图形/像、 音频、动画等多媒体形式表示）
• 多媒体授课学习系统 教师档案管理系统
多媒体作业系统
•行政公文管理系统
• 答疑、考试管理系统 信息查询系统
成绩管理系统
•计费管理系统
• 学习进度管理系统 数据统计与分析系统
网络教学信息资源管理系统
网络教学信息资源管理系统用来对网络 教学资源进行分类管理，构建成统一的 教学资源库，为各类网络课件的制作和 教学提供强大的信息支持。