美国信息技术现状及研究开发热点

美国信息技术现状及研究开发热点

2004-3-31 10:37:32 来源：中国自动化网浏览：516 网友评论条点击查看/trader/auto/news_detail.asp?id=7375

美国既是全球最大的信息产品生产国和消费市场，又是信息技术最前沿的研究基地，其研究方向是其他大多数国家在信息技术领域开展研究行动的标杆。二战后世界上的重大科技发明有60%出自美国，70%在美国最先付诸使用。信息技术对美国其他学科与工程技术具有广泛的渗透性和应用性，而且发展水平较高，已经成为美国科学技术最重要的组成部分之一。

1991年4月美国政府公布了《国家关键技术》的报告，确定了对国家安全和经济繁荣极为重要的6个领域22项关键技术。信息和通信技术领域包括：软件、微电子和光电子、高性能计算机和网络、高清晰度图像、传感器和信号处理、数据存贮和外围设备、计算机模拟和模型。其它领域与信息技术有关的有信息材料技术、加工工艺技术等。美国信息技术的基本结构大致可概括为：计算机技术领域是核心；电子技术是信息技术的关键支撑技术，其中包括微电子技术、光电子技术；信息材料技术是基础信息技术，其中包括电子备料以及光学材料技术；通信技术是信息技术的重要的直接组成部分。通信技术与计算机技术的结合，代表着美国信息技术发展的方向。

本文在大量资料的基础上，整理出美国信息技术发展现状和当前研究开发热点，为我国科技工作者提供一个全面了解美国信息技术发展的窗口。

一、计算机硬软件

1.硬件及网络

美国计算机硬件业在全球的影响举足轻重,IBM、Compaq、HP、Sun、Cisco和戴尔等国际知名大企业均根植于美国。在21世纪网络时代，存储技术、芯片技术、显示器技术和设备制造技术是影响未来计算机硬件发展的关键技术。

性能更好的计算机芯片在不断推出。2001年4月， IBM推出新系列的网络芯片，生产商可以据此开发适合自己产品的芯片，而不再受标准芯片的限制，可设计制造出体积更小、耗电更少、成本更低且具有联网功能的电子产品。2001年6月，美国先进微设备公司开发出一种32位的快速存储芯片，能够重写数据，在断电情况下保存数据，有望取代动态随机存取存储器。2001年10月，IBM宣布将在2002年推出一种名为 POVER PC405LP的新型微芯片，其耗电量仅为目前市场销售芯片的1/10，且有更强大的声音识别和数据加密能力，可大大延长便携电子产品的电池寿命。 2001年，包括Compaq、IBM、HP和Sun等在内的

其他主要厂商都已经先后实现了向64位计算的过渡，拥有了自己的64位RISC芯片、Uni x操作系统、工作站和服务器。作为32位PC世界实际统治者的Intel也宣布开发64位产品，宣布了具有EPIC技术的IA-64体系结构，并推出第一代Merced芯片。这标志着进入64位计算所需要的全64位计算环境（包括64位芯片、操作系统、应用开发和解决方案）都已经就绪,高性能计算技术将全面进入64位时代。

美国非常重视超级计算机技术，把它列为21世纪信息领域重要战略创新计划之一。美国政府在2000年年度预算中，拨款近18亿美元用于超级计算机的专项研究。2001年11月在美国丹佛市举行的“超级计算2001”年会上发布了第18届计算机TOP500排行榜，美国继续保持超级计算机用户和制造商数量第一的位置。其中，峰值性能超过万亿次（1T F lop/s ）的系统达到30个，而半年前是25台。进入TOP500的最低性能为94.3 GF/s ，这在6个月以前足以排在 TOP500的295 位。TOP500中美国继续保持超级计算机用户和制造商数量第一的位置。就公司而言，IBM的安装台数仍然最多，产品占有率高达32%。IBM 公司在该领域享有盛誉并且长期的到了美国能源部和国防部的支持。2001年，IBM公司和劳仑斯?利弗莫尔实验室合作研制的“白色ASCI"超级计算机实现了12.3万亿次／秒的创记录运算水平。2001年11月，IBM与美国能源部（DOE）国家核安全管理局（NNSA: Nati onal Nuclear Security Administration）宣布合作开发超级计算机研究项目“蓝色基因（Blue Gene）”。新型超级计算机“Blue Gene/L”计划于2005年完成。它将比目前最快的超级计算机“速度最少提高15倍、用电效率提高15倍，而安装面积只有原来的1/50”（IBM公司）。研制目标为运算速度达到200 万亿次／秒。此外，美国国防部支持的Peta flops计划则规划在2010年前研制成每秒千万亿次级的超级计算机。美国国防部还有一个Ultrascale计划，从事一些每秒百亿亿次级（1018）的超级计算机的基础研究。

美国高性能计算的发展的新方向是：分布式计算成为超级计算的新模式。一种称为群机的超级计算方式是将多个处理器、存储器、网络硬件及专用软件组装而成的并行处理系统，可以低成本地实现高速计算，因而可用于数值天气预报和模拟核爆炸。另外，分布式计算系统在互联网上的应用可以将网上大量闲置的计算功能调动起来，这就是对等式网络服务功能实现的基础，也是网络实验室、网络档案馆及智能数据网格运算得以实现的条件。

网格技术是该领域的一个研究热点。它的思想是将分布于不同地理位置的计算机、数据库、存储器和软件等资源利用高速互联网连成整体，然后像一台超级计算机一样为用户提供一体化信息服务。美国政府用于网格技术的基础研究经费高达5亿美元。美国政府正在资助几个网格计划，包括宇航总署的Information Power Grid（IPG），能源部的ESNe t与DisCom，国家科学基金会（NSF）的NPACI、National Technology Grid，以及于200 1年8月启动的TeraGrid。最庞大的网格计划是美国国防部的全球网格信息（Global Inf

ormation Grid），预计将在2020年完成。

除政府机构以外，美国企业界也对网格计算研究提供了强有力支持。2001年，康柏和SUN公司分别发布了其网格计算解决方案计划，为用户提供网格软件、计算机系统和定制的安装和支持服务，使用户能够共享计算、存储、数据、软件和其它资源。2002年3月美国能源部下属的国家能源研究科学计算中心宣布，该中心与IBM公司达成协议，正式开始建造美国能源部内部使用的计算机网格。

网络安全继续成为政府与企业关注的热点。美国司法部2001年7月宣布，建立9个特别安全分队来从事反黑客、反病毒和保护软件版权等计算机安全问题工作。同月，戴尔电脑公司向互联网安全软件制造商“圣地”公司投资开发反黑客软件，以抵御黑客的攻击。政府还要求军民联防迄今对互联网威胁最大的病毒“红色代码”，以遏制其在网上蔓延。由于“9.11”事件的冲击，可以预见与信息安全和数据存储的相关领域将可能在美国获得更快的发展。

2.软件

美国软件业是世界软件业的领头羊。在以操作系统工程、数据库为代表的基础软件层次，美国几乎垄断了全球的软件市场。在当今以网络互联、企业级应用、中间件为代表的新时代，美国依然是行业的先锋。2001年，世界500强软件公司头10位中有8家公司的总部设在美国。美国拥有规模各异的软件公司8万多家，软件业每年以18%的速度增长。美国软件公司占据了世界（包括美国国内）三分之二的软件市场，美国软件产品主要分为系统基础设施软件（占23%）、应用软件（占51%）、软件开发工具（占26%）三大类：

1、系统基础设施软件：包括操作系统等软件，主要生产厂商是IBM、微软、苹果、Co mputer Associates 和惠普等公司。

2、软件开发工具：促进计算机程序的设计、开发以及软件程序的应用。主要厂商包括Oracle、Sybase、Adobe、Sun以及IBM等。

3、应用软件：包括公司和个人用途的软件。

二、通信

1．移动通信

在移动通信的质量和服务水平上，与欧洲和亚洲某些国家相比美国是明显落后的。目前在美国的移动通信系统是多种制式并存，时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、GSM和CD MA四套不同的移动通信标准都在使用。

对于第三代移动通信系统（3G），美国现在存在着两种似乎相关的选择：WCDMA与CD