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第4章 D

DNA電腦

目前,世界各國的數學家、生物學家、化學家以及計算機專家正在合作研制未來的液體DNA電腦。這種DNA電腦的工作原理是以瞬間發生的化學反應為基礎,通過和酶的相互作用,將反應過程進行分子編碼,對問題以新的DNA編碼形式加以解答。

DNA電腦至少有三大優點,首先是體積小,但存儲的信息量卻超過現代世界上所有的電腦。它用于存儲信息的空間僅為普通計算機的幾兆分之一。其信息可存儲在數以兆計的DNA鏈中。其次,這種電腦運算速度極快。一臺DNA電腦只需幾天時間,就可以完成迄今為止所有計算機曾經進行過的運算。第三是最大限量的減少能耗,DNA電腦的能耗,僅為普通電腦的十億分之一。DNA電腦把二進制數翻譯成遺傳密碼的片段,每個片段就是著名的雙螺旋的一個鏈。科學家們希望能把一切可能模式的DNA分解出來,并把它放在試管里。然后,他們將制造互補數字鏈。互補數字鏈不會解決某一個方程式,但是將會從一個解決方案中把那些互補數字鏈提取出來。

1995年,科學家首次報道用“編程”DNA鏈解數學難題取得突破。DNA電腦的功能之所以強大,就在于每個鏈本身就是一個微型處理器。科學家能夠把10億億個鏈安排在1000克的水里,而每個鏈各干各的事情。它們各自進行計算。這意味著,DNA計算機能同時“試用”巨大數量的可能的解決方案。與此形成對照的是,電子計算機對每個解決方案必須自始至終進行計算,直到試用下一個方案為止。所以,普通電腦和DNA電腦是截然不同的。普通電腦一小時能進行許多次運算,但是一次只能進行一次運算,而DNA電腦進行一次運算需要大約一小時,但是一次能進行10億億次運算。

DVD

日本東芝公司研制出在個人計算機上再現電視畫面的光盤,與激光唱盤同樣大小,它取代市場上的磁帶錄像機,實現電視記錄手段從模擬式向數字式的過渡,形成新一代消費電子產品。

這種計算機電視光盤被定名為DVD—ROM,比計算機數據光盤CD—ROM存貯量更大。數據光盤雖然也能記錄電視畫面,但數據壓縮程度較小、容量較低,再現的畫面遠不如電視效果。DVD裝置則不僅具有記錄電視畫面的功能,把圖像數據寫入到光盤上,而且還能作數據的讀出。它與現有的常規計算機數據盤的驅動器相比,驅動器轉速可高出8倍。因此DVD—ROM將淘汰CD—ROM,成為計算機數據儲存的標準設置。

第一代計算機

第一代計算機從1946年到1954年,它的特征是采用電子管作為元件。從這臺計算機占地111平方米,可以想象,第一代計算機的占地面積很驚人,一臺計算機要占據一個大房間。

第二代計算機

第二代計算機從1955年到1964年,它的特征是用晶體管代替了電子管,縮小了計算機的體積,從而對計算機的普及和應用產生了深刻的影響。

第三代計算機

第三代計算機從1965年到1974年,它的特征是用集成電路代替了分立晶體管,從而使電子器件的集成度提高了。一般用的集成電路是小規模集成電路和中規模集成電路,在每平方毫米的面積上可以分布幾十個晶體管。在這期間,除了推出大型計算機系列外,小型計算機也大量出現。由于小型機成本低,性能好,適用范圍廣,在計算機推廣普及方面起了巨大的作用。

第四代計算機

第四代計算機從1975年至今,它的特征是以大規模集成電路為計算機的主要功能部件。它的密度可達每平方毫米上分布幾百個到幾千個電子元件,可以想象,在黃豆大小的芯片上竟能分布數以千計的電子元件。19世紀70年代末,首先在美國興起了數據寬度為32位的超級小型機,只經過六七年的時間,就有十幾家公司競相研制,近20個機種投入市場。目前這種機型已成為國際計算機市場上最活躍、最有生命力的一種機型。超級小型機之所以受到普遍的歡迎,是因為它既保持了小型機的特點,又兼有大型通用機的優點,從而在速度、容量、功能等方面都可與大型機進行較量。

第一條光纖通信

1976年,美國貝爾研究所在亞特蘭大建成第一條光纖通信實驗系統,采用了西方電氣公司制造的含有144根光纖的光纜。1980年,由多模光纖制成的商用光纜開始在市內局間中繼線和少數長途線路上采用。單模光纖制成的商用光纜于1983年開始在長途線路上采用。1988年,連接美國與英法之間的第一條橫跨大西洋海底光纜鋪設成功,不久又建成了第一條橫跨太平洋的海底光纜。中國于1978年自行研制出通信光纜,采用的是多模光纖,纜心結構為層絞式。曾先后在上海、北京、武漢等地開展了現場試驗。后不久便在市內電話網內作為局間中繼線試用,1984年以后,逐漸用于長途線路,并開始采用單模光纖。

第一臺電子計算機

1946年誕生的第一臺電子計算機使用電子管并以串行方式工作,其CPU(中央處理器)的時鐘周期(處理一個信號的時間)約為1微秒(一百萬分之一秒),其浮點運算(F1ops)能力每秒只有幾百次。經過30年的努力,人們采用超大規模集成電路和并行技術使計算機的速度大幅度提高。以1995年的CrayM1向量計算機為例,其CPU的時鐘周期約為12.5毫微秒(1毫微秒為1秒的十億分之一),性能總共改進了100萬倍,其中僅有100倍是硬件工藝(CPU)的改進,其余都歸功于計算機體系結構的改進,主要是并行技術的引入。20世紀90年代,CPU的時鐘周期減少到2毫微秒左右,只提高了5倍,而超級并行計算機的運算速度已超過每秒100億次。尤其是引進MPP(大規模并行處理)技術并利用高速網絡通信后,計算機的整體性能已可達到每秒一萬億次。例如,最近Fujitsu公布的Vpp500系列分布式向量一并行超級計算機的速度為355GFlops,NEC公司的SXM4系列將近lTFlops。這樣的速度真是令人太興奮了。假設一次浮點運算只走1毫米那么一點點的路程,一臺500GFlops的計算機能跑的路程仍會使你大吃一驚的——它每秒鐘繞地球12圈半。

大氣激光通信

大氣激光通信可傳輸語言、文字、數據、圖像等信息。它具有通信容量大、不受電磁干擾、保密性強、設備輕便、機動性好等優點,但使用時光學收發天線相互對準困難,通信距離限于視距(數千米至數十千米范圍),易受氣候影響,在惡劣氣候條件下甚至會造成通信中斷。

大氣激光通信系統

大氣激光通信系統主要由大氣信道、光發送機、光接收機、光學天線(透鏡或反射鏡)、電發送機、電接收機、終端設備、電源等組成,有的還備有遙控、遙測等輔助設備。信息經電發送機變換成相應的電信號,用調制器調制到由激光器產生的光載波上,再通過光學發射天線將已調制的光信號發射到大氣空間。光信號經大氣信道傳輸,到達接收端,光學接收天線對接收到的光信號進行聚焦,再送到光檢測器,經放大恢復成原來的電信號,送到電接收機解調成原信息。必要時,可在線路中使用中繼器,以延長通信距離。

在外層空間如果運用激光進行通信,可以不受大氣的影響。目前衛星通信的載波是微波,數據傳輸率很難達到每秒50兆比以上,主要原因是通信衛星無法容納體積很大的天線,而未來的衛星通信數據率卻要求工作在每秒數百、數千兆比,因此,只能由激光通信來實現。在通信衛星之間采用激光通信的方法會取得意想不到的優勢。在理想情況下,激光載體話路帶如為4千赫,可容納100億條話路;彩色電視帶寬如為10兆赫,可同時傳送1000萬套節目而互不干擾。

激光的頻率單純,能量高度集中,波束非常細密,波長在微波到紅外之間,如果利用激光所特有的高強度、高單色性、高相干性和高方向性等諸多特性,進行星間鏈路通信,就可以獲得容量更大、波束更窄、增益更高、速度更快、抗干擾性更強和保密性更好等一系列優點,從而使激光成為發展空間通信衛星中最理想的載體。

電腦

電腦就是電子計算機,英文為COMPUTER,是計算者之意,日文則稱為“人工頭腦”或“人工智腦”等。除此之外,還有“電子信息處理網”或“電子式數據處理系統”(ELECTRONIC DATA PROCESSING SYSTEM簡稱EDPS)等稱法。由于電子計算機的組成結構和工作過程與人腦有著許多相似之處,如電腦中用于處理分析問題的核心部件——CPU,具有如同人腦處理分析問題的功能,因此“電腦”一詞得到了普遍的承認,因為這個名稱能更好地反映這一智能工具的本質特性。

電腦病毒

電腦病毒是一種計算機干擾程序,借用生物學領域的術語來表示。這種干擾程序一旦進入計算機,在一定條件下就會反復地自我復制和擴散,破壞計算機系統內存貯的數據,危及計算機系統正常工作。計算機病毒一般隱藏在游戲軟件、實用程序軟件包和電子郵件系統發出的告示板信息中,用戶如果使用、復制攜帶病毒的軟盤,或者通過計算機網絡接收隱藏有病毒的信息時,病毒就會感染用戶的電腦。由于計算機病毒是人為編制的一種特殊程序,能夠攪亂、改變或摧毀電腦中的軟件,所以它的危害性很大。1989年9月,“耶路撒冷”病毒使荷蘭10萬臺電腦失靈;1989年10月,瑞士郵電系統部分電腦由于病毒侵入而癱瘓;1990年初,美國得克薩斯州一家公司由于電腦病毒,使該公司17萬名職工推遲一個月才領到工資。

1988年11月2日,美國康奈爾大學的學生莫里斯將自己設計的電腦病毒侵入美軍電腦系統,使6000多臺電腦癱瘓24小時,損失1億多美元。1992年3月6日是“米開朗琪羅”病毒日,這一病毒使全球1萬臺電腦受襲擊。據統計,北美的電腦病毒種類每4個月就翻一番。

1999年4月26日,一種名為CIH的病毒突然發作,僅北京某家電腦公司的服務部,就接到約7000個用戶的求救電話,CIH病毒將電腦硬盤破壞,C盤文件丟失。

電腦致富

信息技術的應用大大提高了社會生產力。而生產力的提高,會推動生活水平的改善。信息技術肯定會帶來財富,但是不保證平均分配財富。所以,可能仍然存在生活水平兩極分化的現象,甚至分化程度會比今天有過之而無不及。當然,計算機社會中的窮人很可能會比今天的窮人日子好過些。電視、電子郵件以及其他信息媒介將使世人更好地了解生活在貧困線以下人們的不幸遭遇。由于生產力水平高,社會能夠通過公益福利計劃或者通過私人慈善機構來對窮人進行救濟。

信息技術可能既造就富翁,也造成窮人。貧窮和富有的分界,可能與對信息技術的了解和掌握有重大關系。

電通信

電通信,通俗地說,就是利用電波作信息載體,將信號傳輸到遠方。如果攜帶信息的電波是沿著通信線路(電話被覆線、架空通信明線和各種通信電纜等)傳輸,這種通信方式稱為“有線電通信”;倘若電波是借助于空間傳播,這種通信方式稱為“無線電通信”。

電腦空間

電腦空間僅僅作為存儲數字位或在計算機網絡中傳輸的數字位而存在。該詞借用了數學家諾伯特·維納于1948年提出的“控制論”的內涵。控制論是區別于人類神經系統的電子控制系統的一門學科。

電腦的程序分類

電腦的程序包括兩大類,一種是應用程序,也稱應用軟件;另一種是系統程序,又稱系統軟件。電腦是按指令和數據進行工作的,指令就構成了應用程序。隨著計算機應用的日益廣泛,應用軟件越來越重要,并且不斷向前發展。編制應用軟件的工作有:分析要求、建立模型、確定求解問題的算法、設計數據結構、畫流程圖、編寫程序、調程序、試算、分析、修改、正式投入使用等。系統軟件是供用戶使用的、與電腦硬件直接聯系的軟件,它主要有兩類:一類是負責人與電腦之間交換信息的軟件,另一類是負責組織、協調電腦各部分工作的操作系統。軟件種類是無數的,而且隨著電腦的普及和發展,軟件也越來越多,適應于各種領域、各種要求的軟件與日俱增,已經成為人類最富于生命力和創造力的一個知識門類。現在,軟件的創造已經在世界上作為知識產權而受到保護。

電信網絡

隨著科學技術的發展,通信方式越來越多。除了一般的電話、電報外,又出現了移動電話、尋呼電話、電視電話、用戶電報、圖像文件電報、用戶傳真、數據業務,以及由這些終端設備綜合而成的辦公自動化系統,將來可能還有新的突破。如果把全世界看成是一個大系統,那么分布在世界各地的城市就是一個個信息處理中心,而支撐這個信息中心的就是各種電信網絡。

電子貨幣

電子貨幣是指貨幣的電子替代物,它可以儲存、轉賬,無法偽造。它是作為錢使用的電子代碼。電子貨幣最常見的手段就是銀行信用卡。使用電子貨幣,用戶可以像使用金錢一樣進行商品交易,做用金錢可以做的幾乎一切事情。它還可以讓用戶借以在商業互聯網上進行購物活動,這一點是普通貨幣無法做到的。使用電子貨幣的原理是:讓銀行把用戶在交易中使用的款項以數字化的形式在計算機互聯網中撥出,或者把錢存入帶編碼的電子專用卡。

電話交換

在兩個(或多個)電話機之間,借助通話電路來實現用戶之間通話的接通過程,稱為電話交換。實現電話交換的設備,稱為電話交換機。

如果只有兩部電話,只要一對(兩條)電話線就夠了。如果有1000部電話,要使其中任兩部電話通話,學過排列組合計算的讀者一定能很快計算出來,需要499500對電話線路。

為了節省電話線路的投資,電話交換就顯得十分必要了。只要每部電話都同電話局相連,用戶通過電話交換設備實現通話,就能大大減少電話線路的數量。

在電話問世后的第二年,即1877年,簡單的人工電話交換設備——交換機就出現了。當年5月17日,在美國波士頓華盛頓大街的霍姆斯公司里,一臺由波士頓警備公司安裝的電話交換機開始使用,這是世界上最早的人工電話交換機。使用它的目的,是把公司的客戶(4家銀行)與一名電工技師的報警系統連接起來,白天接通電話,晚上作為自動報警系統。

有了人工電話交換機,就可以由話務員通過人工方法使電話相互接通。在交換臺上,每一對電話線都配備了一個插座,稱為塞孔。話務員用兩端有插塞的塞繩插入相應的塞孔,就可以接通屬于此交換臺的任意兩個用戶的線路,話務員還可以在需要時借助交換臺的其他電路說話、聽話和發出信號。

電腦模擬演練

在1996年,一種電腦軟件虛擬現實程序可以幫助軍事和執法人員獲得實際經驗,熒屏上的虛擬現實將幫助訓練未來的戰士和警官,使他們能處理多變的危險局勢以及操縱越來越復雜的設備。后備役軍人并不經常實際地使用他們的軍事技術,虛擬現實技術使人們不必到遙遠的訓練點去學習如何操縱諸如坦克等復雜的設備,后備役軍人通過虛擬現實軟件可以進行絕大部分訓練。除了能節省時間和旅差費外,虛擬現實訓練還可以經常方便地進行。像軍事人員一樣,執法人員必須為處理危險和混亂的局面作好準備。在那樣的環境下,要求他們迅速作出正確決定。經驗可能是最好的老師,然而在現實生活中,警官也許沒有從錯誤中汲取教訓的機會。虛擬現實程序讓受訓者能“親身”經歷在實際生活中可能遇到的各種情況。

電視圖像

電視圖像是由一個個像素組成的,將許許多多個像素連續起來就成了一條掃描線,再將許許多多條掃描線連接起來就成了一幅圖像。由于“集點成線”、“集線成像”的速度很快,超過了人眼(人眼有視覺暫留效應)的掃描速度,因此,看上去是一幅幅連續的圖像。電視中每行、每幅圖像的像素是固定的,所以,熒光屏越小,圖像越清晰。

那么,符合什么樣標準的清晰度電視才稱得上是高清晰度電視呢?簡單地說,高清晰度電視是指掃描線比普通電視多一倍的電視。目前,普通電視的掃描線是525條或625條,日、歐、美研制的高清晰度電視掃描線分別是1125條、1250條和1050條。

因為高清晰度電視掃描線多,其圖像質量可以與35毫米的電影片首映質量相媲美,被視為是繼黑白電視和彩色電視之后的第三代電視。

電視屏幕

普通電視機的電視屏幕“幅型比”(或稱圖像“寬高比”)通常是4∶3,這不符合人眼水平方向和垂直方向的視覺幅型比例。大量試驗表明,正常人的眼睛水平和垂直方向視覺的幅型比大約為16∶9,因此,未來的高清晰度彩色電視機是采用16∶9幅型比的顯示屏幕。由數學計算可知,應用16∶9幅型比的電視屏幕后,觀眾的視覺范圍將由現在的10°擴大到30°,加上高清晰度電視通常采用數字式4聲道立體聲,聲音優美動聽,音質與激光唱片相差無幾,因而大大增加了身臨其境的感覺。隨著高清晰度電視的普及應用,用戶不需離戶就可以在“家庭影院”觀賞影片。日本是世界上最早應用高清晰度電視的國家,早在1991年,已開始每天播放8小時的高清晰度電視節目;美國在開發高清晰度電視上起步較晚但發展很快,大有后來者居上之勢。

到2007年底,美國已擁有600萬高清晰度電視家庭用戶,而到2008年,美國的高清晰度電視用戶將再增加600萬戶,獲得領先地位。

電信網

電信網的功能是疏通電話、電報、傳真、數據、圖像等各類電信業務。在各種業務中,電話業務是基本業務,也是使用最廣泛的業務。電報網是通過在電話電路中加裝電報復用設備而形成的,數據網則可用傳輸數據信號的電話電路或專用電路構成。所以,電話網是電信業務網的主體。業務網具有等級結構。世界各國在業務網中設立不同層次的交換中心,以一定方式相互聯接。聯接方式主要有,兩兩相通的網狀結構、呈輻射狀的星狀結構以及這兩種形式相結合的復合結構。傳統的電話網是典型的等級結構網。中國的電話網分為五級,由一、二、三、四級長途交換中心及五級本地交換中心組成。

電腦繪畫

電腦已經成為畫家手中的一種新型作畫工具,而電腦畫也成為一種新的藝術形式,熒光屏就是畫布,光筆就是畫筆,畫家用電子調色板調色,再用光線和陰影使畫面出現立體感。畫家在電腦上畫好后,把程序和數據輸入電腦,電腦就會按程序控制畫筆自動把圖畫出來。電腦可以幫助畫家創作出令人驚奇、形象逼真的美術作品來,而且電腦的程序不必是精通電腦技術的專家才能使用,不是美術家也可以用電腦創作。紐約的電腦畫家大衛·普森沒有經過正規美術訓練,但他以梵高的名畫“星空之夜”為基礎,用電腦創作了“第二個夜晚”,美學效果極佳,并有真實感。電腦可以使畫家充分發揮出想象力,通過傳送機把作品傳送到博物館或畫廊展出。

1990年以后,美國已多次舉辦電腦繪畫藝術展,電腦創作美術作品的這種全新的方式已為很多畫家所接受。

電腦特技

電腦特技導致了電影制作技術的革命,它所顯示出的近乎無所不能的威力,使電影可以展示出人類夢想中的世界。在好萊塢1993年制作的科幻片《侏羅紀公園》里,造型逼真、兇猛殘暴的恐龍令觀眾深感恐懼。這是借電腦技術創造的一個銀幕奇跡。為了拍攝《侏羅紀公園》,美國ILM(工業光磁)工作室經過3個月的艱苦工作,調用10億字節的儲存容量在電腦屏幕上制作出一頭3米長的恐龍外形。繪制人員把綠色的非洲風景照輸入電腦,同時將恐龍的形像嵌入照片內,再模擬兩架照相機的多次成像過程,把照片上僅有的一頭恐龍變成10多頭恐龍。然后再由繪畫專家把恐龍每一秒內的動作分解為24幅連續變化的靜止畫面,將每幅畫面按照上述過程制成電影膠片,這樣經放映機放映后,觀眾就可以從銀幕上看到一群恐龍在草地上捕獵的奇幻場面了。為了讓他們創造的恐龍像真的猛獸那樣在銀幕上追逐廝殺,ILM的超級繪畫計算機繪制出了一個長達10秒鐘的恐龍運動特寫鏡頭,每一幅草圖上都畫出恐龍的三視圖,甚至標出每一塊骨骼的位置。先在已有的骨骼上附上肌肉,然后根據日照的明暗程度給它上色,最后通過皺紋、鱗片和一些泥土對它進行細致的調整。影片《侏羅紀公園》中,由電腦制作的恐龍特技鏡頭雖然只占了6分半鐘,但它卻是ILM公司50位電腦繪畫專家們整整工作了18個月、動用價值1500萬美元的技術設備才完成的。ILM在影片《魔鬼終結者Ⅱ》中也運用過電腦繪畫技術。代號“終結者——1000號”的液態金屬機器人在電子計算機的操縱下,已能夠任意分離、流動,改變自己的形狀,令觀眾目瞪口呆。

在1995年的奧斯卡獲獎影片《阿甘正傳》中,主人公在白宮橢圓形辦公室里分別與約翰遜、肯尼迪、尼克松三位總統握手、會談,總統的鏡頭都是真人而非替身。這一情景再次顯示了電腦特技的魅力。

電視轉播網

電視轉播網是在一個地區、國家及至國際范圍內進行電視節目的傳輸與交換所組成的電信網,可擴大電視節目的覆蓋范圍,增加實時交換節目。電視轉播網由各類寬帶的電信傳輸系統組成。電視的圖像與伴音信號必須根據傳輸媒質的特性,采用適宜的調制方法,才能在遠距離傳輸過程中使信息損失盡可能小。國際間交換電視節目時,還須進行制式轉換處理。

采用調頻技術的地面微波接力通信系統承擔城市間彩色電視節目傳送,組成地面電視傳輸網。為與有線電視傳輸網配合,還采用調幅制的微波通信系統,實現了一個射頻波道能傳輸多個電視節目。衛星通信系統出現后,采用適合寬帶電信業務傳輸的微波頻段,具有覆蓋面大的特點,更適合國際和國內電視節目的傳輸交換。20世紀80年代開發的Ku頻段直播衛星系統,可使用戶直接通過衛星收看電視節目,成為國際、國內遠距離傳輸電視節目的主要手段。光纖通信系統、同軸電纜通信系統則是有線電視傳輸系統的主要媒質,也是電視傳輸網的重要組成部分。

電視電話

在瞬息萬變的現代社會中,電話因使用簡便、傳訊迅捷,發展異常迅速,已經成為當代人交流信息最常用的工具。電視電話的問世大大擴展了電話的功能,它能同時給人們以“聲”和“形”兩方面的感受。電視電話由于能聞聲見影,對遠隔重洋的親朋好友來說,可隨時“促膝”面談,以表思念之情。

電視電話機可謂是帶電視機的電話機,由我們熟悉的“電話”和“電視”兩部分組成,打電視電話時,畫面的交換非常迅速,通話雙方的一舉一動都能在電話機熒光屏上及時地得到反映,就像我們平時看電視那樣。

電視電話的傳聲原理與普通電話傳聲的道理是一樣的。發方用話筒將聲音變成電信號,收方用聽筒將電信號還原成聲音。為了方便用戶使用,電視電話上的電話機通常制成無需手持的揚聲電話機,用戶只要站在它前面說話和聽話就可以了。

電視電話的原理

在電視電話機里,落戶著3名功能高強、各司其職的成員——電子“攝影師”、“繪畫家”和“傳聲員”。“傳聲員”在普通電話機中也有,而電子“攝影師”和“繪畫家”卻是電視電話機所特有的。電視攝像機相當于一位高超的“攝影師”,能以每秒拍20多張圖像的速度隨機拍攝各種景象;它照相不用膠卷,而是用一種對光線特別敏感、同時能將光線自動轉換成電信號的“光敏金屬”,當人們站在它面前講話時,“攝影師”就將人的模樣和周圍景物轉換成了相應的電信號,通過電話線傳送出去。普通攝影師是將景物一下子攝入鏡頭的,而攝像機卻是“化整為零”,將景物按照一定的順序(自上至下,從左到右)逐點地加以攫取(這叫“掃描”)。攝像機能靈活地調整仰角,便于拍攝不同高度的圖像。如果在攝像鏡頭前裝上一面傾斜角為45°的反射鏡,還可以將展示在桌面上的文件、資科和實物等進行反射攝取。

電視電話的使用

打電視電話的方法很簡單:用戶拿起電話手機,即自動接通交換機的電路和圖像部分的電源,隨即在熒光屏上顯示出自己的形象。若位置不居中,可以按動電視電話機上的仰角按鍵使圖像剛好位于屏幕的中間。用戶還可以像照鏡子那樣,端正一下自己的儀容。如果圖像不清晰,可調整聚焦旋鈕,使圖像清晰度達到最高。這一切完成以后,再按下雙向通話鍵,圖像消失。當聽到耳機中有撥號音就可向對方撥號,由電視電話交換機自動接通所需要的用戶。電話一旦接通,熒光屏上就顯示出對方的形象,同時本端的形象也送到了對方,這時就可猶如面對面一樣進行交談了。倘若用戶不希望將自己的形象送給對方時,可以按下機器上的單向鍵,此時,只將方格測試信號送給對方。電視電話可以用來召開電視電話會議,參加會議的人雖然相隔很遠,但是就好像是在一間房子里開會一樣;在商討問題的過程中,還可以展示各種圖表、文件和實物。

電視調諧卡

電視調諧卡使得計算機可以接上天線收看電視。大部分計算機配備的顯示器,都具有比普通的電視畫面更高的分辨率,因此通過電視卡處理后的電視圖像。在計算機的彩色顯示器上播放,要比普通電視更為清晰、細膩,而且仍然具有手動、自動收臺和自動搜查頻道的功能,用起來得心應手,收視效果比普通電視要好。

將傳真調制解調器連到計算機上,可使計算機具有傳真機的強大功能,進行無紙收發。在傳真軟件的支持下,多媒體計算機還能對傳真信息進行歸檔和貯存,就好像一個專職秘書一樣,從而實現家庭辦公。

電子管計算機

1946年2月,世界上第一臺通用電子數學計算機“埃尼阿克”在美國研制成功。揭開了電子計算機發展的序幕。第一代電子計算機的主要特點是使用電子管作為邏輯元件。它的五個基本部分為運算器、控制器、存儲器、輸入器和輸出器。運算器和控制器采用電子管,存儲器采用電子管和延遲線,這一代計算機的一切操作,包括輸入、輸出在內,都由中央處理機集中控制。這種計算機主要用于科學技術方面的計算。

電子出版物

電子出版物是多領域人員合作以及多種技術結合的產物,一般電子出版物具有豐富的文字、圖形、圖像、動畫等生動表現和快速檢索及查詢方式,小體積、大容量的信息保存,可通過改進的圖書發行系統發行和網絡聯機服務傳播,內容信息更新快、獲取快、傳播快、質量高。

電子出版物的主要媒體形態有軟磁盤、只讀光盤、交互式光盤、圖文光盤、照片光盤、集成電路卡及網絡出版物等。以只讀光盤產品為代表的全球電子出版業發展最快。只讀光盤被認為是目前唯一實用的多媒體電子出版物。它是用高能量的激光束可聚焦成約1微米光斑的原理,在存儲介質上進行光學讀寫獲得的。一片只讀光盤有650兆位存儲容量,相當于幾萬張印刷紙或數百張軟盤片的記錄量。

電子出版系統

電子排版系統發展很快,日本索尼公司已推出不用照相膠片的電子出版系統,彩色圖像可直接轉印到報紙和雜志的版面上。它先把照片拍到磁盤上,然后把磁盤插入電腦,電腦與排版系統相連,使報刊一分鐘就能見到新的照片。

德國發明了一種可由顧客隨意定印的圖書出版系統,可在書店使用。書店里只陳列書籍的樣本,而書的原型則錄制在磁盤上存放在出版社。當顧客需要某本書時,書店即可通過電話與該出版社聯系。該書的內容和插圖可由電話線或專用電纜在幾秒鐘之內傳遞至書店,然后用激光印刷機以每分鐘將近10個印張的速度印刷出來,通過自動裝訂機進行裝訂。于是,一本嶄新的圖書就出現在顧客面前。這種“現買現印”的書具有實用性和靈活性,不致于出現書籍積壓或者脫銷的情況。

電子圖書和報刊

電子書籍通過電腦屏幕閱讀,一個鼠標開關可使屏幕上的字體放大3倍,能自動搜索整本書的內容,可以隨時調出作者注釋。如果要了解脫氧核糖核酸,屏幕上不僅會顯示文字說明,還會顯示一個盤旋的雙鏈結構的脫氧核糖核酸分子模型。電子書籍還可讓讀者獲得聽覺享受。如要了解美國總統肯尼迪,屏幕上不僅能看到他的生平介紹和照片,還可看到他那篇著名的就職演說的稿子,并聽到他的聲音。電子圖書將發展為與傳統書籍一樣大小的閱讀機,只需將一張卡片插入機器,就能獲得包括圖像、聲音乃致電視新聞在內的大量信息,屆時書店不再需要庫存,書籍通過電腦網絡傳到書店,書店可隨時復制出售。

電子報刊不僅僅是把報紙、雜志的版面展現在電腦屏幕上,而且是對現有報刊的補充。讀者可以在電子報刊上查閱相關的背景材料,以及以往發表的文章等;此外,還可以借助于電腦與文章之作者、編輯、甚至文章中所涉及的有關人士接觸。電子報刊可以向讀者提供大量的信息,而一般報刊的版面則有很大的局限性,不可能達到這一目的。電子報刊問世后,將成為人們交流各種信息的中心,它也將從更多的讀者那里獲得反饋信息。電子報刊提供當天報刊的全部內容、電腦游戲、報刊在過去曾發表的文章、各類廣告、讀者與新聞人物,以及讀者與讀者之間的對話。

電子數據處理系統

電子數據處理系統,也叫業務處理系統。系統包括:統計,記帳,數據更新,狀態報告,文檔系統,SABRE預約定票系統,快速對帳系統。

電視技術的歷程

電視技術在經歷了第一代黑白電視和第二代彩色電視后,現正進入第三代電視——高清晰度電視發展階段。高清晰度電視是當今眾多高新技術的結晶,將對全球的電視技術和現代通信產業產生巨大的影響。

“電星1號”衛星

1962年7月10日發射的“電星1號”衛星,是第一顆有源衛星,它既裝有接收機,又裝有發射機,它首次成功地把現場電視信號和電話交談實況傳越過了大西洋:7月11日晚7時35分,美國觀眾第一次收看到大西洋東岸播出的電視節目實況,除了受人歡迎的歌曲外,還有英國政府的賀詞。1964年8月19日,美國航空航天局發射的“同步3號”衛星,是世界第一顆試驗性對地同步衛星。當年秋天,在日本東京舉辦第18屆國際奧林匹克運動會,它的實況就是通過這顆衛星向美國轉播的,從而首次實現了跨越太平洋的電視圖像傳輸。1965年,美國廣播公司首先提出衛星電視的概念。

“應用技術衛星6號”

1974年5月,美國發射了“應用技術衛星6號”(ATS),成功地進行了衛星電視廣播實驗。1976年1月,美國又與加拿大合作發射了“通信技術衛星”(CTS),在更高的頻段進行衛星電視廣播實驗,取得理想的效果。這是當時世界上功率最大的通信衛星,它除了傳送電視、圖像外,還能進行雙向傳聲和數據通信。

1977年,世界無線電管理會議制定了歐洲、非洲及遠東等地區直播衛星的發射標準、軌道和頻率。后來隨著技術的發展,又制定出新的標準。前蘇聯、日本、澳大利亞等國,也在不同頻段進行了實驗。

電子束加工

電子束加工是利用高能量的會聚電子束的熱效應或電離效應對材料進行的加工。例如對材料表面進行熱處理、焊接、刻蝕、鉆孔、熔煉或直接使材料升華。電子束的特點是功率密度大,能在瞬間將能量傳給工件。電子束的能量和位置可以用電磁場精確和迅速地調節,實現計算機控制。在微電子工藝中,電子束曝光是一種重要的亞微米加工技術,通過控制電子束輻照光致抗蝕劑的特定位置,以形成極精細的圖形。它在大規模集成電路和微波半導體器件的生產中已得到應用。

“電子士兵”

數字化部隊主要是指裝備器材數字化,但部隊的編制體制仍與非數字化部隊基本相同。而信息化部隊不僅裝備器材數字化,而且編制體制也有別于非數字化部隊。為此,美軍在部隊結構上,以“有利于信息流動”的原則來改革體制編制。美軍目前的指揮體系,基本上屬于寶塔式結構,軍師旅營連逐級指揮。今后的發展方向將由傳統的寶塔式變為扁平式,使指揮體系趨于扁平化。借助于先進發達、靈敏高效的通信系統,士兵可以接收到最高指揮部、最高指揮員的命令,高度自主地對敵作戰,而不是作為一級級指令傳達的“末端機械”。當然,那時的士兵不是像現在那樣的武士,而是全身用高科技武裝起來的“電子士兵”。

“電子士兵”頭戴一頂高技術“電子頭盔”,作為自動化指揮系統的神經末梢。頭盔中安裝有袖珍型高效能無線電臺和電子計算機,具有“通天”的本領,使“總統府直通散兵坑”,能與戰斗在最前沿的士兵通信,一眼就可看到、聽到戰場情況。為了不影響“電子武士”用手操縱武器,無線電臺采用了一種特殊的耳機和話筒,通過武士的面部骨骼結構發送無線電信號。此外“電子武士”身帶一幅數字化“電子地圖”,存儲有作戰地域內所有的重要方位物。借助于全球定位系統,武士可以很方便地看到自己所處的位置,按圖索驥,從此天下無迷津。

“電子士兵”有副敏銳的“夜視眼”,在伸手不見五指的黑暗處,能透過夜幕獲取目標信息,對敵人進行精確射擊,命中精度幾乎為百分之百。“電子武士”還具有遠距離識別敵我的功能和實施監視的本領,能在一瞬間判斷面對的人員或車輛是敵或友,能從頭盔顯示器上“看到”潛伏在山后密林中的敵人。這些“特異功能”的發揮,全靠信息網絡的支持。離開了先進發達的信息網絡,信息就不能及時汲獲、傳輸和處理,縱然有高科技的設備在身,也不能發揮出應有的作戰效能。

電子靜止照相機

新聞攝影記者一直使用電子靜止照相機拍攝照片,并把數字圖像直接傳送到計算機化的出版系統中。現在,隨著一種新的數字式電子靜止照相機的出現,幾乎任何與照片打交道的人都可在幾秒鐘內把數字圖像傳送到遙遠的地方。日本的奧林巴斯公司生產的VC-1100IIHS型號新相機不僅是首架與N44系統兼容的相機,而且是首架在移動電話網上既可發送文件也可接受文件的相機。NTT系統可大大節省傳輸時間和成本,在移動電話網上,30秒鐘可傳送一幀圖像。在拍攝時,這種新相機采用1.27厘米、41萬像素的電荷耦合器件圖像傳感器和具有廣角能力的28變焦鏡頭,產生的效果與35毫米相機的54~108毫米范圍變焦鏡頭效果相當。該相機還有全自動功能,并帶有各種不同的快門速度進行曝光控制。東芝公司生產一種帶有內嵌式通信功能的數字靜止相機,該相機為世界首創。這種相機配備有調制解調器及通信軟件,憑借這些裝置,它可以通過普通電話線將錄下的圖像發出去。它還有一個傳聲器,用戶可用它來錄下音頻信號。卡西歐QV-10型數字式照相機看起來同普通對焦成像相機差不多,但它一次能在微型儲存芯片上儲存96張圖像。如果將這種照相機接入個人計算機、電視或盒式磁帶錄像機中,那么它攝下的圖像還可以傳送到其他媒體中。數字式照相機用液晶顯示屏代替取景器,畫面拍攝器使照相機與人的眼睛保持約30厘米的距離并使圖像合成在屏幕上。液晶顯示屏也可根據用戶的指令將以前的圖像顯示出來,以便用戶刪除他們不喜歡的圖像。

電話卡

打電話是人們相互聯系的一種便捷手段,通過電話尤其是國際長途電話,可以把相距上千千米乃至上萬千米的雙方聯系起來,既免去了長途旅行的勞頓,又節省了時間及差旅費用,大大提高了辦事效益。

眾所周知,打電話是要付費的。為了能晝夜不間斷地為用戶提供服務,最早問世的是以投幣方式控制電話接續的公用投幣式自動電話機,它由電話局安裝在一些公共場所,用戶只要按規定投入硬幣就能自動接通電路。用戶從受話器中聽到撥號音后,即可撥叫電話。如果投足規定數量硬幣后電話沒有打通,那么掛上手機后,電話機會自動將用戶投入的硬幣退出。投幣式自動電話機一般采用計次計時的收費方式,當用戶通話即將到達規定時間時,投幣電話機會自動送出“嘟、嘟”的催促音,告知用戶:如果需要繼續通話,請立即再投入規定收費值的硬幣,否則電話電路將被自動切斷。打投幣式電話,用戶事先必須準備好硬幣,而且在通話過程中要不停地將硬幣投入到電話機內,以完成一次長途通話。另外,電話管理部門必須經常地從電話機中取出硬幣,以避免堆滿的硬幣堵塞幣道。電話機內的硬幣常被人偷盜,也有一些不法用戶使用假幣,容易造成幣道堵塞、電話機不能正常使用等故障。為了克服這些缺點,出現了磁卡式公用電話機。

電話呼叫卡

電話呼叫卡是一種有價卡片,但它不同于一般的貨幣。貨幣可以長期保存,面值始終不變。電話呼叫卡則不是,它只有一定的使用期限,通常為1年,1年內不論你用沒有用卡,或者卡上的剩余金額有多少,到時候該卡會被自動取消。這是因為電信部門每向用戶發售出一張卡,則與該卡相關的一些數據(如賬號、密碼和余額等)就要一一存儲到相應的數據庫中,占用了數據庫中的存儲空間。由于存儲空間和卡號資源都是有限的,倘若不將一些久占不用的數據清除掉,就會影響整個呼叫卡系統的運轉效能。

電話呼叫卡的要素

賬號和密碼是電話呼叫卡的兩大要素,用戶只有在正確地輸入了自己的賬號和密碼之后,才能夠進行長途呼叫。由于賬號和密碼的位數較多,初用者輸入有誤在所難免。因此,電話呼叫卡系統當檢測出用戶輸入不正確時,允許用戶重新輸入賬號和密碼,但重新輸入的次數受到限制,通常為2次。換句話說,當持卡用戶第一次輸入的賬號和密碼不正確時,可重新輸入1次,若第二次輸入的賬號和密碼仍不正確,用戶可再輸入1次。但若第三次輸入的賬號和密碼仍不正確,用戶則不能繼續重新輸入。

單片集成電路

單片集成電路是獨立實現單元電路功能,不需外接元器件的集成電路。要實現單片集成,需要解決一些不易微小型化的電阻、電容元件和功率器件的集成,以及各元件在電路性能上互相隔離的問題。

單片集成電路從小、中規模發展到大規模、超大規模集成電路,使平面工藝得到相應的發展。如摻雜技術由擴散改為離子注入,常規紫外光刻發展到電子束曝光、等離子體刻蝕和反應離子銑,常規氣相外延改為超高真空分子束外延,采用化學氣相沉積制造二氧化硅和多晶硅膜等。單片集成電路除向更高集成度發展外,也正向著線性、大功率、高頻電路和模擬電路方向發展。

地域通信網絡的互通性

地域通信網絡是具有交換、傳輸、接口、保密和控制管理等各種功能的綜合體,它使有線通信與無線通信、單工通信與雙工通信、數字通信與模擬通信、移動通信與固定通信緊密結合,各種業務方式(話音和非話音)與各種通信手段綜合使用,還能與其他相關網絡接口互通,做到上下貫通、左右互聯,可充分發揮通信網絡的整體效能。地域通信網絡較之傳統的通信網絡具有更高的互通性。

電子數據庫

計算機網絡的應用,使工作比以往任何時候都更加專業化。在過去,對于那些擁有高度專業技能或知識的人來說,簡陋的通信手段常常不適于或者不可能用于找到足夠多的客戶來維持生計,但是電子數據庫將能解決這個問題。電子數據庫的出現對那些高度專業化顧問來說可能意味著黃金時代。由于有了電子支付系統,雇請這樣一位專家進行即時咨詢將是輕而易舉的事。在計算機時代以前還沒有出現電子支付系統時,交易活動就顯得極其復雜和成本昂貴。因此,專業分工與信息技術的應用,就意味著生產效率的提高和生產成本的降低。

地域通信網絡的抗毀性

地域通信網絡的抗毀生存能力是傳統的通信網絡所無法比擬的。它的抗毀性能主要體現在以下3個方面:一是信息多徑可傳,此斷彼通;二是多種通信手段綜合運用,此阻彼達;三是各個通信要素分散配置,此毀彼存。拿一句通俗的話來說,叫做“東方不亮西方亮,黑了南方有北方”。地域通信網絡的基本網絡形式為柵格狀,各節點間有多條通信干線連接,既有直達路由,又有眾多的迂回電路。當部分網絡設備、節點、線路遭敵破壞或發生故障時,它能自動選擇路由。由4個節點組成的通信網絡,在正常情況下,應由6對線路聯接。當其中一些線路產生了障礙,在一定條件下仍能維持通信。圖中標示出了用6對線、5對線、4對線和3對線進行聯接的情況。從圖中不難看出,網絡的局部受損只是影響一定的通信呼損率,但仍能保證生存用戶的通信,不像輻射式通信那樣,當某些重要通信樞紐、臺站或線路被毀時,會影響到通信聯絡的全局。即使地域通信網絡全部癱瘓,也能以單工無線電通信網、雙工無線電移動通信網和其他分系統保障重要方向的通信聯絡。由于通信要素和設施分散配置,不易集中遭敵破壞,可大大提高系統的生存能力。

地域通信網絡的機動性

地域通信網絡中的各要素、設備均可車載或用其他運動載體載運,轉移靈活簡便。移動用戶能在運動中通過相應的入口設備入網,實現相互之間或與網內固定用戶間互通,還可通過空中傳輸增大通信距離,較好地解決了“動中通”的問題。

地域通信網絡中的電子設備大量采用大規模集成電路和微處理技術,體積小、重量輕、耗電省、易攜帶、可靠性好,因而大大提高了機動能力。

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