信息技术创新应用现状
A. 信息技术自主创新能力不足是当前我国信息化发展亟待解决的问题之一。
当前我国信息化发展存在着一些亟待解决的问题,主要表现在:
第一,思想认识需要进一步提高。我国是在工业化不断加快、体制改革不断深化的条件下推进信息化的,信息化理论和实践还不够成熟,全社会对推进信息化的重要性、紧迫性的认识需要进一步提高。
第二,信息技术自主创新能力不足。核心技术和关键装备主要依赖进口。以企业为主体的创新体系亟待完善,自主装备能力急需增强。
第三,信息技术应用水平不高。在整体上,应用水平落后于实际需求,信息技术的潜能尚未得到充分挖掘;在部分领域和地区应用效果不够明显。
第四,信息安全问题仍比较突出。在全球范围内,计算机 病毒、网络攻击、垃圾邮件、系统漏洞、网络窃密、虚假有害信息和网络违法犯罪等问题日渐突出,如应对不当,可能会给我国经济社会发展和国家安全带来不利影响。
第五,数字鸿沟有所扩大。信息技术应用水平与先进国家相比存在较大差距。国内不同地区、不同领域、不同群体的信息技术应用水平和网络普及程度很不平衡,城乡、区域和行业的差距有扩大趋势,成为影响协调发展的新因素。
第六,体制机制改革相对滞后。受各种因素制约, 信息化管理体制尚不完善,电信监管体制改革有待深化,信息化法制建设需要进一步加快。
B. 农业信息技术的应用现状
评价农业信息化指标应包括:(1)农业信息化的基础设施建设。如:通讯网络、计算
机网络、宽带、分布情况、电话用户等;(2)农业f膏息技术装备。包括计算机的拥有量、网站数萎故其它通讯设备能否保证信息传播畅通;(3)农业信息资源的开发利用。包括农业数据库的种类和数量、农业信息资源获取量和网络、农业信息资源的再开发和利用;(4)农业信息技术的普及和应用。包括各种农业信息技术的用户数,按主要农业信息技术在各个行业的
应用,如农业专家系统的种类和实际应用的普及率;(5)农业信息化对农业发展的贡献率。包括农业信息技术的采用在农业生产总值中所起的增值作用,即在农业总产值中所占的比重。
国外农业信息技术应用现状
国外农业信息技术应用的现状主要体现在4个方面:第一,数据库与网络。农业信息量大、面广而分散,目前国际上最普遍、最实用的方法是将各种农业信息加工成数据库并建立农业数据库系统。
第二,精确农业。精确农业发源于美国,是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业,是21世纪农业的发展方向。主要由10个系统组成。包括全球定位系统、农田遥感监测系统、农田地理信息系统、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、系统集成、网络化管理系统和培训系统。其中,遥感技术已被欧洲、美国、日本、中国和澳大利亚等国家广泛应用于农业资源调查、农业生态环境评价、作物产量预报和农林牧灾害监测等各个方面。农作技术已精确定位到lOm2为单位的小块土地上,大大降低了作物生产成本。及至1999年,美国使用精确农业技术约达90%,英国、德国、法国、荷兰、西班牙、澳大利亚、加拿大等发达国家正在迅速发展精确农业,不少发展中国家也在酝酿实施这一项目。近年来,以航空为主的遥感技术开始应用于农田信息采集,虽处于起步阶段,但发展势头迅猛。
第三,专家系统。国外农业专家系统的应用始于20世纪70年代后期,最早是美国IL Linois大学的植物病理学家和计算机学家共同开发的大豆病害诊断专家系统PLANT/ds。20世纪80年代中叶有了迅速的发展,美国、英国、荷兰、澳大利亚、加拿大等国相继在作物栽培、畜禽饲养、农业经济效益分析、农产品市场销售管理等方面研制出不少的农业专家系统。据统计,1995年美国正在使用或准备使用的农业专家系统有1 000多个,日本有400多个。从开发总量看,美国占绝大部分,几乎占80%,其它国家(包括中国)只占20%。专家系统今后的研究重点:建立模型以描述农业生产中非结构化、非系统化的知识,最终建立以主要农作物、畜禽、水产为对象的生产全程管理系统和实用技术系统,促进农业生产的科学管理和
先进技术的推广利用。
第四.虚拟农业。虚拟农业是20世纪80年代中期问世的一种农业信息技术的高新产品,是作物生长模拟模型的进一步发展。它利用计算机虚拟现实技术、仿真技术、多媒体技术建立数学模型定量而系统地描述作物生长发育器官建成和产量形成等生理生态过程与环境、之间相互作用的数量关系,在此基础上,设计出虚拟作物、畜禽,从遗传学角度定向培育农作物,改变传统的育种和科研方式。目前’眭£界上仅有少数几个研究机构在开展这
方面的研究,研究内容为虚拟主要农作物、畜禽的育种和管理。
国内农业信息技术应用现状
信息技术在我国农业领域的应用虽起步较晚,但发展很快。1979年从国外引进遥感技术并应用于农业,首开信息化农业的先河。1981年中国建立第一个计算机农业应用研究机构,即中国农业科学院计算中心.开始以科学计算、数学规划模型和统计方法应用为主的农业科研与应用研究。1987年农业部成立信息中心,开始重视和推进计算机技术在农业领域的试点和应用。1994年以来,中国农业信息网和中国农业科技信息网的相继开通运行,标志着信息技术在农业领域的应用开始迈入快速发展阶段。目前,信息技术农业应用研究与推广取得了一些成
果.建起了一批农业综合数据库和各类应用系统。其中以粮、棉、油为主的信息技术成果约占1/3。如利
用计算机技术,对农作物的选种、灌溉和施肥等不同管理环节进行优化处理后,向农民提供信息咨询,指
导农民科学种田;对农作物病虫害、产量丰欠等进行预测预报,帮助农药企业合理安排生产,辅助农民科
学调整生产结构;对不同类型的农业经济系统、土壤一作物一大气系统等进行仿真。辅助农业管理者编
制农业规划和生产计划;根据各种动物营养需求,生产最佳的饲料配方,帮助生产厂家和养殖户获得最
大经济效益。近年来,部分科研院所开始探索计算机视觉及图像处理技术在农业领域的应用,有些已取
得显著的效果。农业部利用网络协议信息发布与查询等技术,建成的专业面涵盖较宽.信息存储、处理
及发布能力较强.信息资源丰富和更新量较大的中国农业信息网,现联网用户已发展到了3 000多家。
据中国农科院科技文献中心检索.到2001年3月中国大陆农业网站数量近2 200家,超过了法国、加拿
大等发达国家,如果加上台湾和香港的农业网站,中国农业网站数量可排在世界前10名以内。国家科技
4 3攻关计划开展了“农业决策支持信息系统研究”、“农业信息化关键技术的研究”。已经开始为国家宏观决
策和农业科技信息传播发挥作用。国家“863”计划开展了“智能化农业信息技术应用示范工程”.在全国
建立了20个示范区,取得了显著成效。另外,开展了“网络农业”、“精确农业”、“虚拟农业”等的探索研
究。近年来,在农业研究信息系统、科技基础数据库、小麦~玉米连作智能决策系统、农业词表和机器翻
译系统、多媒体光盘应用系统、农场管理系统、畜牧营养数据库、土肥信息管理系统、草地信息系统等方
面取得了一系列进展和科技成果。
我国农业信息技术在应用方面存在的问题
(1)农民素质不高,信息化意识和利用信息的能力不强。(2)农业产业化程度不高。难以形成正常
的信息需求。农业产业化是农业信息化的基础,两者是相互依赖的。农业的产业化意味着生产规模的扩
大,农业生产以市场为导向,必然产生对信息的大量需求及提高效率的强烈愿望,在规模小时,以满足自
己需要时就不可能或不必要加大对信息技术的需求,因为采用信息技术需要一定的投入,如购买信息
技术设备,支付获取信息费用,这对于生产规模小,生产效益不高的农业生产来说,权衡之下,显然不可
能在信息方面有大的投入。(3)网络成本较高,阻碍了信息化的普及。表现在两个方面:一是大多数农民
买不起计算机,也就难以获取农业信息。现在平均每台计算机的价格约为5 000元至6 000元;二是农村
电话费若按0.3元/分钟计算,加上上网费用4元/小时,合计每小时上网费超过10元.农民难以支付
如此高的费用。(4)农业信息化基础工作水平低。表现在基层缺少收集信息、处理信息、传播信息的软硬
件设备。信息网络体系不健全;无信息服务中介组织,基层缺少能够主动、科学地进行信息管理的人
员;信息来源可靠性差.致使不少假信息和过期信息给农业生产带来损失;更为重要是缺乏大型实用数
据库。数据库建设数量不少,但质量不高,实用性差。(5)信息技术实用性差,没能给农民带来较好的经济
效益。作为农业生产地区存在不同程度的差异。要因地制宜地进行农业种植、生产,也就要求信息技术的
适应性要因地制宜。目前从事农业应用软件开发的人员比例较少,且开发的技术品种不多,适应性差,
加上目前农业应用软件出现供求之间的矛盾,更加阻碍了农业信息化的普及。(6)农业信息服务体系还
没有完成.电子商务给农产品销售带来的作用尚未较好发挥。农业信息化建设缺乏政府的宏观指导与
必要引导,信息服务尚未完全形成.另一方面,发展电子商务还处于初级阶段,其所需配套条件和市场
机制尚未形成。农产品的电子商务还处于起步研究阶段,难以发挥其重大的作用。(7)农业信息网络人
才缺乏。农业信息网络的建设需要一大批不仅精通网络技术。而且熟悉农业经济运行规律的专业人才,
能为农产品经销商提供及时、准确的农产品信息,对网络信息进行收集、整理、分析市场形势、回复网络
用户的电子邮件、解答疑问等。而由于对农业信息网络人才不够重视,投入经费少,加上培训机制的不完
善,目前农业信息网络人才相当缺乏,使得农业信息专业库的建设、更新速度缓慢。
C. 当今电子信息技术的现状及发展趋势
产业规模平稳增长
近年来,我国电子信息制造业规模呈平稳增长的态势。2014-2018年,我国电子信息制造业主营业务收入逐年增加,据工信部统计数据显示,2018年,我国电子信息制造业主营业务收入为14.20亿元,较2017年增长9.0%。
随着5G牌照的发放,2019年迎来了5G商用元年。伴随着网络基础能力的提升,通信业务也会获得新的发展,前瞻分析认为,随着5G技术的广泛应用,未来我国通信设备的需求将进一步提高,我国电子信息制造业中通信设备的比重将进一步扩大。
——以上数据来源于前瞻产业研究院《中国电子信息制造业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。
D. 中国信息技术发展现状
进入新世纪,世界上创新型国家几乎都将发展信息技术作为国家战略重点。随着信息技术的迅速发展和应用的普及,信息产业已成为我国的支柱产业,其规模已居世界第二位,但产业大而不强,需尽快改变我国信息产业核心技术受控于人的局面。以建设创新型国家为目标,我国把掌握装备制造业和信息产业核心技术的自主知识产权作为提高国家竞争力的突破口。虽然我国信息技术的总体水平与国际先进水平仍有不少差距,但近年来我国在一些有较大影响的关键信息技术领域有了可喜的突破。本报告分别就先进集成电路芯片与光电子器件、高性能计算机与软件、下一代互联网与信息安全、第三代移动通信与无线通信、数字电视与音视频编码,信息技术在产业中应用等六方面介绍中国在这些领域取得的进展和创新。
在微电子技术方面,几十年来其发展一直遵循摩尔定律,即集成度平均每18个月翻一番,30年时间内尺寸减小1000倍,性能提高1万倍。由于CMOS(金属氧化物半导体)的技术极限被不断突破,在可预见的十多年内,摩尔定律仍将持续起作用。我国经济长时间高速发展,使中国成为全球第二大集成电路(IC)市场,但目前国内市场自给率不到25%%,尤其是在代表IC水平的计算机中央处理器(CPU)方面,国内的技术差距就更大。近年来我国微电子取得关键技术的突破,成功开发出863众志、龙芯等CPU。可喜的是以64位通用高性能CPU为代表,以龙芯(Goodson)为例,相同主频下Goodson-2的性能已经明显超过PII,Goodson-2E则相当于P4水平,但在自主产权的核心技术方面仍然落后国际先进水平几年。目前,微电子技术进入纳米尺寸和System-on-Chip时代,CPU时钟进入GHz。中国具有较强整机系统设计能力,SOC时代的到来是我国IC产业跨越发展的机遇。
我国在光电子技术方面也有所突破,在国际上独立提出并实现了优于现有其它结构性能的40Gb/sDFB+EA(带电吸收的分布反馈激光器)和SOA+EA(带电吸收的半导体光放大器)。研制出国际领先的可调谐长波长探测器,包括Si基和GaAs基垂直腔RCE(共振腔增强型)和WDM(波分复用)光纤通信系统用的OMITMiC(一镜斜置三镜腔)探测器。在全固态激光器技术方面,我国在国际上首次研制成功具有自主知识产权的深紫外六倍频全固态激光器和宽调谐全固态激光器。
计算机模型/仿真与理论研究和实验并列为分析复杂系统的三大支柱,高性能计算越来越受到重视。其技术发展呈现四大趋势,大量采用商业现货供应(COTS)技术同时发展定制技术,高性能计算机与网格计算共存,从“高性能”走向“高效能”,从高性能计算(HPC)走向高性能服务(HPS)。目前代表国际水平的是2005年IBM研制的367万亿次/秒大规模并行机“蓝色基因”。我国近年来在高端计算机的研制方面取得了较好的成绩,出现了神威、银河、曙光、深腾等知名产品。在全球超级计算机TOP500的排名中,2004年曙光4000A排名第10,中国成为继美国、日本之后第三个能制造和应用十万亿次级商用高性能计算机的国家。
随着计算机的发展,软件变得越来越复杂,如果说在1971年软件为10万行代码,2001年为700万行,软件的高可信已成为新环境下软件系统开发和运行的关键和着眼点。2002年全球软件产业为7000亿美元,中国仅占1.91%%,在中国市场的系统软件中,国外品牌占95.3%%。这一状况目前有所改变,中文处理软件保持国际领先,我们自行开发了服务器操作系统,实现了桌面Linux操作系统的基本功能,国产Office办公软件产品取得进步,但应用软件的开发和移植不足。今后电子政务的推开和开放源代码将为我国软件发展带来前所未有的机遇。
互联网从数据业务进入到承载如电话等实时业务,面对业务质量保证(QOS)和可扩展性、安全性等挑战,传统电信网也承受来自宽带业务的压力,网络技术处在换代的前夜。在最近几年,下一代互联网(NGI)和下一代网(NGN)成为网络发展的热点。中国也开展了NGI和NGN的研究和试验,其中最重要的是CNGI项目(中国下一代互联网示范工程),该项目已建成目前世界上最大规模的IPv6试验网。与国外进行的NGI试验不同,由于我国电信运营商的积极参与,CN鄄GI重视支持QOS的体系和技术的研究;在意对无线和移动业务的支持;以走向商业应用为目标关注网络和业务的可控可管。CNGI项目在国际上第一次提出鼓励开展旨在促进NGI与NGN在技术发展方向上协调的研究试验,开发支持NGI并有可能向NGN发展的网络软、硬件和应用,CNGI在探索NGI与NGN融合之路。
随着社会和经济发展及人们生活对网络的依赖越来越大,信息安全的重要性和紧迫性日益突出,密码理论、密码算法、安全协议、网络安全和信息隐藏等技术发展很快。我国专家在这些方面取得了一些创新成果。如被国际同行称之为“肖-Massey定理”的相关免疫布尔函数的频谱特征。又如环导出二元伪随机序列,揭示了密码设计一类新的非线性资源的密码学性质。我国学者提出了一种新的分析Hash函数的方法———比特跟踪方法,在国际上产生了重大影响。在国内电子政务市场,国产PKI系统已占主流。
中国有用户规模全球最大的移动通信网,目前普及率也仅是世界平均水平,还有很大的发展空间。但现有网上使用的移动通信设备和终端的关键技术基本依赖国外。第三代移动通信(3G)时代的到来给我们提供了难得的机会,由中国提议并得到国际电信联盟(ITU)和3G标准化组织3GPP通过的TD-SCDMA(时分—同步码分多址)成为国际3G三大主流标准之一,它采用时分双工(TDD)模式和有自主知识产权的智能天线技术,目前正在进行的规模应用技术试验已表明,其频谱效率优于采用频分双工(FDD)的另外两个3G标准(WCDMA和CD鄄MA2000)。
互联网和移动通信的普及应用推动了无线技术的发展,从无线局域网(WLAN)扩展到无线城域网(WMAN),而WLAN/WMAN应用的一个值得关注的问题是认证与安全。我国提出的WAPI(无线局域网鉴别和保密基础结构)标准较好地解决了这一问题,性能上优于802.11i国际标准。此外,我国提出的SCDMA技术以其优良的性能价格比领先于其他无线接入技术,成为我国农村“村通工程”的首选方式。
在新世纪,广播电视数字化兴起,有线电视、卫星电视和地面无线广播电视的数字化都发展很快,有线数字电视的另一个发展趋势是利用IP技术的IPTV,数字电视地面无线广播技术新的应用领域是手机电视。我国数字电视地面无线广播系统技术研究较早,提出了多种方案,其中采用伪随机序列(PN)的时域同步频域处理技术等构成了基础性发明专利,所实现的性能优于按照ITU已有的三项国际标准实现的系统。不仅在信道处理技术上而且在信源编码技术上我国也有可喜的创新,我国发布了AVS音视频编码标准,它的压缩效率与国际标准MPEG4/AVC相当,但复杂度低,AVS的部分技术已被吸纳进相应的国际标准。
在信息技术的应用方面,我国在CIMS(计算机集成制造系统)技术的推广获得了国际大学奖和企业奖,农业信息化示范系统及其应用获得了联合国的奖励。我国开发了“用于测量与控制系统的EPA系统结构和通信规范”,被列入国际标准,标志着我国在工业自动化的现场总线领域有了国际认可的核心技术。信息技术在产业的应用能够渗透到从设备控制、过程管理、生产制造到企业资源优化和决策支撑的各个环节,有很大的开发和应用空间,在这方面,鞍钢是一个应用信息技术改造老企业提高市场竞争力的很好的例子。
作为近代科技革命重要标志的信息技术发展方兴未艾,正在渗透到社会、经济和人们生活的方方面面,信息技术成为新一轮竞争的重要手段,信息化对我国来说也是难得的机遇,正视在信息科学和技术方面的差距,加大自主创新力度,大力发展信息产业并重视推动信息技术在产业的应用,进一步提高我国的国际竞争力。