1、第九章第九章 未来趋势未来趋势 1.未来的信息技术2.未来的信息网络9.1 9.1 未来的信息技术未来的信息技术v9.1.1 新型信息材料新型信息材料v随着电子学向光电子学、光子学迈进，微电子材料在未来 1015年仍是最基本的信息材料，光电子材料、光子材料将成为发展最快和最有前途的信息材料。电子、光电子功能单晶将向着大尺寸、高均匀性、晶格高完整性以及元器件向薄膜化、多功能化、片式化、超高集成度和低能耗方向发展。v集成电路和半导体器件用材料由单片集成向系统集成发展。微电子技术发展的主要途径是通过不断缩小器件的特征尺寸，增加芯片面积以提高集成度和信息处理速度，由单片集成向系统集成发展。v光电子材料
2、向纳米结构、非均值、非线性和非平衡态发展。光电集成将是 21世纪光电子技术发展的一个重要方向。光电子材料是发展光电信息技术的先导和基础。材料尺度逐步低维化由体材料向薄层、超薄层和纳米结构材料的方向发展，材料系统由均质到非均质、工作特性由线性向非线性，由平衡态向非平衡态发展是其最明显的特征。发展重点将主要集中在激光材料、红外探测器材料、液晶显示材料、高亮度发光二极管材料、光纤材料。v新型电子元器件用材料主要向小型化、片式化方向发展。磁性材料、电子陶瓷材料、压电晶体管材料、绿色电池和材料、信息传感材料和高性能封装材料等将成为发展的重点。9.1 9.1 未来的信息技术未来的信息技术v9.1.2 新型
3、信息器件新型信息器件v信息器件是一个科学内涵极丰富、创新性极强、应用前景极广阔、社会经济效益巨大的领域，极有可能触发新的信息技术革命。基于新型信息材料，催生了几类颇有特色和前景的未来信息器件：v微纳电子器件微纳电子器件：微纳电子器件是信息产业的基础和核心，它的发展对带动相关产业实现技术跨越，提升经济和产业的国际竞争力，实现经济社会的可持续发展和保障国家安全等都有着不可替代的作用。v光电子器件光电子器件：光电子器件是光通信、移动通信和高速信息网络的基础，它的发展和应用将极大地提高人民的生活质量，并对保障国家安全，提升高技术产业的国际竞争力具有至关重要作用。9.1 9.1 未来的信息技术未来的信息
4、技术v9.1.2 新型信息器件新型信息器件v第三代第三代(高温宽带隙高温宽带隙)半导体器件半导体器件：以氮化镓和碳化硅等为代表的第三代半导体材料，以其优异的物理和化学性能在国防、航空、航天、石油勘探、光存储、显示以及白光照明等领域有着重要应用前景，市场潜力巨大。v纳米电纳米电(光光)子器件子器件：基于量子尺寸效应、量子干涉效应，量子隧穿效应和库仑阻效应以及非线性光学效应等的低维结构是一种人工设计、制造的新材料，是新一代量子器件的基础。v海量存储器件海量存储器件：预计磁材料中磁记录单元(磁晶)的尺寸将很快达到其记录状态的物理极限。GaN基蓝、紫光激光器件的出现，加快了光存储技术的发展，然而，光存
5、储技术的面密度也已接近光学衍射极限；因而寻求发展基于新原理的新型海量存储、三维光存储材料、器件与系统-全息存储和近场光存储技术以及光学烧孔和STM热化学烧孔存储技术等，已成为目前国际研发的热点。9.1 9.1 未来的信息技术未来的信息技术v9.1.3 智能信息系统智能信息系统v一般认为，信息系统是基于信息技术（包括计算机技术、网络互联技术、现代通信技术和各种软件技术等）集成的能够提供信息服务的人机系统。依据其具体提供的服务类型，可以有管理信息系统、办公自动化系统、地理信息系统、交通管理信息系统、银行信息系统、电子商务系统、指挥信息系统、医学信息系统、科技文献检索系统等等。可以说，在当前的信息时
6、代，各行各业的各种服务，随着计算机技术和网络技术的广泛运用，大多都可以直接或间接地以信息系统的方式来提供这些服务。v一般的信息系统由信息源、信息存储器、传输通道、信息处理器（从简单的数据处理到复杂的信息认知）、信息用户和信息管理者组成。信息源是指系统提供信息服务所需包含的信息来源，由信息管理者依据系统的功能进行采集，比如列车订票信息系统的信息源就包括各种列车的行程区间、时刻表、价格以及各类票的数量等信息。信息存储器是存储采集到的信息的硬件设备和数据存储的方式等，比如计算机的存储设备和各类数据库系统。传输通道是指信息从信息存储器传到用户端的物理通道和传输方式等，比如集中存储在数据服务器中的数据通
7、过计算机网络传给发起信息请求的用户计算机终端。信息处理器是系统对用户请求进行分析，实现数据检索并返回用户请求数据的部分。信息处理器的能力直接决定了信息系统的能力。9.1 9.1 未来的信息技术未来的信息技术v9.1.3 智能信息系统智能信息系统v为了提高这些信息系统提供信息服务的能力，信息处理器的智能化是一个重要的发展方向。通过采用智能信息技术，信息系统不仅能帮助人们完成收集、整理以及简单处理信息的工作，而且还能辅助人们分析、运用各类信息和知识应对实际问题，这就是智能信息系统。由于不同信息系统的信息内容、系统结构、服务目标等多方面的差异，其采用智能技术的途径也各不相同，本节我们以交通系统为例，
8、首先介绍智能交通系统的基本结构，然后介绍其中一些基本智能技术，这些技术使得交通系统具有更强大的处理和辅助决策能力。v一、智能交通系统概述一、智能交通系统概述v智能交通系统(Intelligent Transportation Systems)简称ITS，是将先进的信息技术（包括数据通信、计算机等、传感器技术、自动控制技术、运筹优化技术以及人工智能技术等）有效地综合运用于交通运输、服务控制和车辆管理等方面，加强车辆、道路、使用者三者之间的联系，从而形成的一种实时、准确、高效的综合运输系统，最终使交通运输服务和管理智能化，使路网上的交通流运行处于最佳状态，改善交通拥挤和阻塞，最大限度地提高路网的通
9、行能力，提高整个道路运输的机动性、安全性和生产效率。v智能交通系统推动交通运输进入信息时代，将成为21世纪现代化交通运输的发展方向。9.1 9.1 未来的信息技术未来的信息技术v9.1.3 智能信息系统智能信息系统v随着世界城市化的进展和汽车的普及，不论是在发展中国家还是在发达国家，交通拥挤加剧、交通事故频繁、交通环境恶化等问题变得日趋严重。一般来说，解决交通拥挤的直接办法是建设更多的道路交通设施，提高路网的通行能力，但无论是哪个国家的大城市，可供修建道路的空间都是有限的，而且建设资金筹措也是一个要面临的困难。同时，由于交通系统是一个相当复杂的大系统，单独从车辆方面考虑或单独从道路方面考虑，都
10、很难从根本上解决问题。此外，能源和环境问题的严重性也日益为人们所认识。v在这种背景下，从系统的观点出发，把车辆和道路综合起来考虑，着眼于充分利用现有的道路交通设施，在不大量兴建新道路设施的前提下，着重提高运行效率，以节约大量的建设资金和时间，运用各种高新技术解决交通问题的思想就应运而生。vITS的基本功能表现在:减少出行时间，保障交通安全，缓解交通拥挤，减少交通污染等四个方面，其最终目标是建立一个实时、准确、高效的交通运输管理系统。ITS系统中的7大领域包括：先进的交通信息系统，先进的交通管理系统，先进的车辆系统，先进的公共运输系统，商用车辆运营系统，自动车辆驾驶系统，自动收费系统。9.1 9
11、.1 未来的信息技术未来的信息技术v9.1.3 智能信息系统智能信息系统v先进的交通信息系统（先进的交通信息系统（ATIS）v交通信息系统就是要收集相关交通信息，分析、传递、提供信息，为出行者在从起点到终点的出行过程中提供实时帮助，使整个出行过程舒适、方便、高效。图9.1为城市交通信息系统基本流程。9.1 9.1 未来的信息技术未来的信息技术v9.1.3 智能信息系统智能信息系统v先进的交通管理系统先进的交通管理系统 v该系统由一系列的监视公路状况、支持交通管理与出行建议系统所组成。交通管理控制中心通过交通探测车、车辆探测器、雷达探测器、气象检测器、能见度检测器、视频监测系统、不停车电子收费系
12、统和紧急电话等手段采集有关信息并加工这些信息，然后通过电子地图、大屏幕显示器、可变标志、可变情报板、电话、电视、路侧通信广播、交通广播、微机信息灯系统、匝道仪控制系统、视频监测系统和不停车电子收费系统等手段将有关信息传递给司机和相关人员，并不断优化交通信号灯的绿信比，随时采取相关措施保障良好的交通秩序，此外还对一些突发事件(如交通事故、道路维修、特殊的政治活动等)迅速确定解决方案，并做出准确的反应。v先进的车辆系统先进的车辆系统 v该系统是指借助车载设备及路侧、路表的电子设备来检测周围行驶环境的变化情况，进行部分或完全的自动驾驶控制以达到行车安全和增加道路通行能力的目的。其本质就是在车辆与道路
13、系统中将现代通信技术、控制技术和交通流数据处理技术加以集成，提供一个良好的辅助驾驶环境，在特定条件下，车辆将在自动控制下安全行驶。9.1 9.1 未来的信息技术未来的信息技术v9.1.3 智能信息系统智能信息系统v先进的公共运输系统先进的公共运输系统v作为智能运输系统的子系统，要保证对各种可选交通方式有足够的考虑。该系统采用先进的公共汽车、车辆全球定位系统和先进的电子技术等来达到不需要新建另外的公路却运送更多的出行者的目的。该系统利用计算机技术对公交车辆及公共设施的技术状况和服务水平进行实时分析，实现公交系统计划、运营和管理功能的自动化；为乘客提供实时的换乘信息；具有完备的安全监测、预警和防范
14、设施等。v商用车辆运营系统商用车辆运营系统 v商用车辆包括货运汽车，公共汽车、出租车和紧急车辆。该系统可为商用车辆运营业者提供电子通关(车辆因装有脉冲应答器，可在不减速停车的情况下，迅速通过安全、载重、注册等关卡)；对高速行驶中的车辆、货物状态和司机的安全情况进行监测、危险时预警并在必要时进行自动控制；对运送危险品的车辆，在发生事故时，能立刻确定事故的严重程度、事故地点、危险品种类并推荐最佳应急方案；还可帮助司机确定车辆位置，避开交通阻塞路段，大大提高运输效率。9.1 9.1 未来的信息技术未来的信息技术v9.1.3 智能信息系统智能信息系统v自动车辆驾驶系统自动车辆驾驶系统v 自动车辆驾驶系
15、统是指借助车载设备及路侧、路表的电子设备来检测周围行驶环境的变化情况，进行部分或完全的自动驾驶控制的系统，目的是提高行车安全和道路通行能力。该系统的本质就是将车辆-道路系统中的现代化信息技术、控制技术和交通流数据处理技术加以集成，提供一个良好的辅助驾驶环境，在特定条件下，车辆将在自动控制下安全行驶。自动驾驶系统集成了传感器、计算机、车载控制系统以及车道控制系统的一个自动化智能化控制系统，以提供预警、辅助驾驶或在危险行驶情况下自动干预。它是先进的运输系统中最复杂，也是最难实现的技术。v自动收费系统自动收费系统v自动收费系统，也称电子收费系统，它在传统收费技术的基础上广泛采用现代高新技术，尤其是电
16、子和通信方面的技术，在车辆运动的情况下，通过无线通信技术使安装于车辆上的某种专用设备（又称车载单元）和设置在收费车道或路侧的装置（又称路侧单元）之间进行通信和信息交换，并在此过程中自动完成收费操作。一般情况下，实现道路的不停车收费，车辆只需要按照一定速度直接驶过系统的收费道口，收费过程就可以通过无线通信和机器设备的操作自动完成，从而大大提高了收费效率。9.1 9.1 未来的信息技术未来的信息技术v9.1.3 智能信息系统智能信息系统v二、智能交通系统中智能技术应用举例二、智能交通系统中智能技术应用举例v许多智能技术都在智能交通系统中有重要的应用，这里我们仅简单介绍专家系统、模糊控制和神经网络等
17、技术。v专家系统专家系统指的是一个针对专门领域设计的人工智能系统，它的知识库内储存了大量的相关领域专家（某个专家或专家集体）的知识与经验，因此能够根据这些知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，解决那些需要人类专家才能处理好的复杂问题。v在智能交通领域，已经出现了不少专家系统的应用，比如交通规划分析专家系统辅助人们进行某一区域的交通状况分析、发展规划；交通信号设计专家系统辅助人们进行一个区域的全局信号优化，在保证安全的前提下最大限度地提高各个路口的通行能力；交通故障处理专家系统在突发事件中辅助管理人员迅速提出可行的故障解决方案并加以实施。这些专家系统的应用使得交通管理能力得以大大提
18、高。9.1 9.1 未来的信息技术未来的信息技术v9.1.3 智能信息系统智能信息系统v二、智能交通系统中智能技术应用举例二、智能交通系统中智能技术应用举例v模糊控制模糊控制是一类应用模糊集合理论的控制方法。模糊控制的价值可以从两方面考虑，一方面，模糊控制提出了一种新的机制用于实现基于知识（规则）甚至语义描述的控制规律。另一方面，模糊控制为非线性控制器提出了一个比较容易的设计方法尤其是当受控装置（对象或过程）含有不确定性而且很难用常规非线性控制理论处理时，更是有效。v神经网络神经网络是人工智能应用的重要技术之一，它从仿生学的角度试图对人脑的神经系统进行模拟，使机器具有部分人脑的功能，如感知、学
19、习和推理等。与传统的控制技术相比：神经网络具有如下重要特征：1.非线性映射能力强；2.能够学习和适应不确定性系统的动态特征；3.能够处理多输入和多输出问题，非常适合于多变量系统。这些特征显示了神经网络在求解非线性和不确定性控制问题方面的巨大潜力。9.2 9.2 未来的信息网络未来的信息网络v9.2.1 现有的信息网络现有的信息网络v随着信息技术的飞速发展，网络与通信的内容不断拓展，尤其是近十年互联网的广泛渗透和普及，更是极大地丰富了信息网络的内含，其概念不仅包括过去的通信网络、计算机网络、互联网络，还增加了下一代网络、网格、语义网、传感网络等新内容，使信息网络的能力更为完整和强大。v下一代网络
20、（下一代网络（NGN）：使不同网络走向融合）：使不同网络走向融合v下一代网络(NGN)是一个建立在IP技术基础上的新型公共电信网络，能够容纳各种形式的信息，在统一的管理平台下，实现音频、视频、数据信号的传输和管理，提供各种宽带应用和传统电信业务，是一个真正实现宽带窄带一体化、有线无线一体化、有源无源一体化、传输接入一体化的综合业务网络。Internet是下一代网络的主体，IP技术是实现计算机互联网、传统的电话网和有线电视网三网融合的关键技术。随着Internet技术的发展，最终将实现计算机互联网、电话网(PSTN)和有线电视网实现三网融合。9.2 9.2 未来的信息网络未来的信息网络v9.2.
21、1 现有的信息网络现有的信息网络v网格（网格（GRID）：使网络实现资源共享）：使网络实现资源共享v网格是把整个互联网整合成一台巨大的虚拟计算机，实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享。当然，我们也可以构造地区性的网格(如中关村科技园区网格)、企事业内部网格、局域网网格、甚至家庭网格和个人网格。网格的根本特征并不一定是它的规模，而是资源共享，消除了资源孤岛。v语义网（语义网（Semantic Web）：使网络能够处理信息内容）：使网络能够处理信息内容v语义网是对下一代万维网的展望,致力于开发一种能理解人类语言的智能网络，它不但能够理解人类的语言，而且还可以使人
22、与电脑之间的交流变得像人与人之间交流一样轻松。在这样的网络中，表示和理用了信息的含义（不再仅仅是形式），机器能够自动地处理和集成网上可用的信息，语义网使用XML来定义定制的标签格式以及用RDF（资源描述框架，一种描述万维网上资源的语言）的灵活性来表达数据，然后用一种Ontology（本体）的网络语言(比如OWL)来描述网络文档中的术语的明确含义和它们之间的关系。9.2 9.2 未来的信息网络未来的信息网络v9.2.1 现有的信息网络现有的信息网络v传感网络（传感网络（Sensor Network）：使网络能够直接感知外部信息）：使网络能够直接感知外部信息v传感网络是一种由传感器节点构成的网络，
23、能够实时地协作地监测、感知和采集网络分布区域内的各种监测对象信息，提供海量的详细测量数据，如灯光、温度、湿度、噪音和化学成分的浓度，并对这些信息进行处理，发布给观察者。v尽管新的网络概念层出不穷，为原有的网络不断增添乐新的能力，但是，这些种种“打补丁式的”改进并未消除信息网络面临着的严峻挑战。其中最根本的问题是：面临多种多样的社会需求，未来的网络究竟应当怎样发展？。上述对于未来网络的各种见解其实都是这个复杂系统的某个侧面，远远不是全局的构想。实际上，这些不同的见解正好复现了“盲人摸象”的典故。虽然“盲人摸象”是个古代寓言，但是面对网络这样的复杂事物（“大象”），当自身知识结构不能覆盖网络这只“
24、大象”全部面貌的时候，明眼人重蹈“盲人摸象”的覆辙并不奇怪。9.2 9.2 未来的信息网络未来的信息网络v9.2.1 现有的信息网络现有的信息网络v信息网络理论技术的发展与走向面临着巨大的困惑。解决这个问题的办法有两种。v第一种，各个领域按照各自的理解去发展，下一代网络、家庭网络、网格、语义网、传感网络等等各发展各的，等到需要综合集成的时候再去综合集成。这是最自然最省事因而也是最容易的办法，因为大家都各得其所。当前信息网络的发展走的就是这个路子。问题在于：由于没有统一的体系结构和相关标准规范，各自按照“各自的标准”发展，将来综合集成就会面临许多“如何把各自的标准融通为统一标准”的困难。为了解决
25、这些困难所要付出的代价难以估量。v第二种，尽量把未来网络的走向理解得透彻一些，对未来网络的体系结构形成一个基本的共识，在这种基本体系结构的指导下，各个领域（传感网络、电信网络、存储网络、计算机网络、资源共享网络、智能决策网络、控制网络等等）协调发展，保持相容的总体框架。这样，各个部分发展起来，总的网络也就有序地形成了。这种办法开头的时候费劲一些，但是此后的发展就会顺利得多，可能引起的损失也会小得多。9.2 9.2 未来的信息网络未来的信息网络v9.2.1 现有的信息网络现有的信息网络v第一种办法是在困惑面前走走看看的办法；第二种办法是“高瞻远瞩”创新突破的办法。本书认为，现在已经有充分的能力与
26、把握可以实现“高瞻远瞩”的创新突破办法。主要的根据如下：v首先，通过长期的研究，人们已经清楚地认识到，信息资源的作用不仅仅在信息本身（这是表面的作用），更重要的是在于从中提炼出来的知识和解决问题的智能（这是本质的作用）。信息作为一种资源，它本身只是“原材料”，它的真正价值价值在于通过深度加工所得到的产品 知识和智能。应当充分发挥对信息进行深加工所得到的产品（知识和智能）的作用，而不应当停留在只会消费粗放的“原材料”的阶段。v可惜的是，目前人们只注意到了信息的表面作用。9.2 9.2 未来的信息网络未来的信息网络v9.2.1 现有的信息网络现有的信息网络v第二，同样通过长期的研究，人们已经清楚地
27、认识到，信息网络的作用也不仅仅在于“传递信息（原材料）和共享信息（原材料）”，更重要的是在于支持“开发信息资源、加工信息资源和利用信息深加工产品”的全过程，这就是：“针对人们面对的问题和预定的目的去获得相应的原材料 信息（传感与获取），把信息传递到适当的场合（通信与存储），更重要的是要把信息提炼成为知识（计算与智能），并把知识激活成为解决问题的智能策略（智能）和智能行为（控制），去解决实际问题”的过程。而这个过程，正是“智能信息网络”的功能。v目前大多数人只注意到“智能信息网络”的各个局部的作用：传感领域注意到信息获取的作用，因而提出“传感网络”的见解；通信领域注意到信息传递的作用，因而提出“
28、下一代网络”的见解；研究信息存储的人们就提出“存储网络”的项目；计算机领域注意到对信息资源进行浅层加工的作用，因此提出“网格”的构想；人工智能领域只关心信息深加工的作用，因此提出了“语义网”的课题等等。9.2 9.2 未来的信息网络未来的信息网络v9.2.2 智能信息网络智能信息网络v1、智能信息网络的由来、智能信息网络的由来v本书第一章业已阐明，人类一切活动的目的，归根结底是要通过不断地增强自己的能力来认识世界和优化世界，实现更好的生存和发展。当人类自身固有的能力不能满足这种需求的时候，就开始尝试借助外部的力量来扩展自身的能力。科学技术就是在这种需求的推动下，作为“借助外部力量扩展人的能力”
29、的方法和工具而产生和发展起来的。换言之，如果人类不存在这种需求，科学技术就没有产生和发展的理由。v利用信息资源制造智能工具扩展智力功能促进信息时代生产力成长把工业(农业)时代推向信息时代，是现代科学技术和社会生产力发展的基本特征，是现代化社会发展的主导趋势，这就是信息化的伟大潮流。v用来扩展人的智力功能的智能工具，可由具有相应信息功能的各种信息技术系统来实现，这就是具有信息获取功能的感测与识别系统具有信息传递功能的通信与存储系统具有信息处理与再生功能的计算与智能系统具有信息施效功能的控制与显示系统。显然，具备上述信息功能的智能工具，能够有效地扩展人类的智力功能，包括认识世界（知）和改造世界（行
30、）的能力。9.2 9.2 未来的信息网络未来的信息网络v9.2.2 智能信息网络智能信息网络v1、智能信息网络的由来、智能信息网络的由来v智能工具的社会应用形态是大规模智能信息网络。它包括两大组成部分：一是公用的通信网络，二是集成在公用通信网络上的大量的专门领域的应用信息系统(简称为专用信息系统)。其中，公用通信网络扮演着公共的信息传送平台的角色，为所有专用信息系统提供信息传递的服务；各种专用信息系统则是面向各自专门领域的智能工具，直接改变各个领域的生产方式、工作方式、服务方式和管理方式，为实现各自领域的现代化服务。智能工具的网络形态，是它最为重要的特色。v生产工具网络化的本质是生产工具和生产
31、方式的社会化，这是人类社会进步最本质的标志，具有特别重要的意义。古代社会的生产工具是锄头、镰刀等人力工具，是一家一户所拥有的工具，家庭之间“鸡犬之声相闻，老死不相往来”，生产的社会化程度很低，因此生产能力低下；近代社会的生产工具是机车、机床等动力工具，是团队公司所拥有的工具，远远超出了一家一户的范围，社会化程度显著提高，因而使生产能力也得到显著增强；而现代生产工具是以大规模智能信息网络为应用形态的智能工具，是全体社会成员所共同拥有和共同使用的生产工具，社会化程度将达到更高水平，因而相应的生产能力也将空前强大。9.2 9.2 未来的信息网络未来的信息网络v9.2.2 智能信息网络智能信息网络v2
32、、智能信息网络的组成结构、智能信息网络的组成结构v智能工具是扩展人的智力功能的工具，它的原型是人类自身的智力系统。事实上，图9.2所示的智能信息系统模型也是由人的智力系统导出的。这里进一步给出人的智力系统和智能工具的信息模型，以及它们所执行的信息功能过程，如图9-1所示。9.2 9.2 未来的信息网络未来的信息网络v9.2.2 智能信息网络智能信息网络v2、智能信息网络的组成结构、智能信息网络的组成结构v图中的椭圆部分表示人们面对的外部世界的各种问题，方框部分表示与这些问题打交道（认识问题、分析问题、解决问题）的智能活动过程。各个方框内横线以下的部分分别表示人的智能活动功能器官（感觉器官、输入
33、神经系统、思维器官、输出神经系统、效应器官），横线以上的部分分别表示与那些器官相应的技术系统（传感-获取、通信-存储、计算-智能、通信-存储、控制-显示），其间的箭头表示这些功能器官（技术系统）之间的功能联系。v模型清楚地表明：如果把传感系统、获取系统、通信系统、存储系统、计算系统、智能系统、控制系统、显示系统按照上述方式组织起来，就可能“以类似于人的方式”（当然不可能完全和人一样）完成各种智能任务。这就是完整意义上的“智能化机器体系”。人们所熟悉的传感、通信、存储、计算、智能、控制和显示系统在这个体系中各有各的位置，各有各的作用。由于智能信息网络在一定程度上能够以“类似于人的方式”完成各种智
34、能任务，因此它可以执行“完整的生产流程”针对问题获取信息、传递/存储信息、加工信息提炼知识、激活知识生成智能策略、把智能策略转换成为智能行为、解决问题达到目的。9.2 9.2 未来的信息网络未来的信息网络v9.2.2 智能信息网络智能信息网络v2、智能信息网络的组成结构、智能信息网络的组成结构v为什么把“智能化机器体系”称为“智能信息网络”呢？因为网络的定义就是“由若干节点和节点间的联线组成的集合”。把“传感-获取”、“计算-智能”、“控制-显示”、“外部世界问题”抽象为具有相应功能的节点，通信-存储理解为这些功能节点之间联线，那么上述模型就成为一个标准的“网络”，如图9.3所示。9.2 9.
35、2 未来的信息网络未来的信息网络v9.2.2 智能信息网络智能信息网络v2、智能信息网络的组成结构、智能信息网络的组成结构v依据给定问题的不同，“专用智能工具”的信息内容、知识内容、策略和行为方式也随之不同，但是认识问题、分析问题、解决问题的机制是通用的。以各行各业各种各样的“专用智能工具”为基础，通过覆盖整个社会的公用通信网络平台的集成，就可以构成面向整个社会的大规模的“智能信息网络”体系（如图9.3所示），它就是信息时代智能化生产工具的模型。9.2 9.2 未来的信息网络未来的信息网络v9.2.2 智能信息网络智能信息网络v3、智能信息网络的经济意义和社会意义、智能信息网络的经济意义和社会
36、意义v信息化将不仅创造大量智能工具，同时必然会把智能引进到原先的动力工具或人力工具之中，使它们在智能信息网络的控制和引导下工作。这样，智能信息网络就逐渐成为各行各业普遍使用的社会生产工具体系。v例如，在工业领域，可以把人工操作的机床改造成为由计算机程序控制的自动化机床，实现各种生产流水线的计算机程序控制，再把这些计算机用局域通信网络互联起来协同工作，就成为了工厂自动化生产的专用信息网络。在此基础上，再把它们与智能化的经营管理辅助决策系统以及分布在世界各地的采购销售网点集成起来，就成为生产经营和管理一体化的世界性智能化信息网络，从而可以大大提高劳动生产效率，大大节约生产资源的消耗，大大增强生产对
37、市场的适应性，实现高水平生产、灵活生产、文明生产和可持续发展。9.2 9.2 未来的信息网络未来的信息网络v9.2.2 智能信息网络智能信息网络v3、智能信息网络的经济意义和社会意义、智能信息网络的经济意义和社会意义v在农业领域，可以利用移动通信网络把各种农业机械（如播种机、耕作机、灌溉系统、锄草机、施肥机、收割机等等）与各种农业智能决策系统（如土壤分析和种植规划系统，育种和选种智能系统，智能用肥和灌溉系统，作物生长的智能监察系统以及环境监测的智能系统等等）集成起来，形成现代农业生产和管理的智能化信息网络，不仅将大大提高农业机械的劳动生产率和协同工作能力，大大提高农业生产自动化和智能化程度，大
38、大改善农业产品的品种和质量，同时还可以从根本上改善农业生产及其产品的加工、经营和管理水平，极大地改善预测和抵御自然灾害的能力，降低灾害所带来的损失。v同样道理，利用智能化信息网络可以使科学研究、文化教育、国防事业、管理决策、交通运输、商业贸易、医疗卫生、社会服务、人际交流、国际交往、体育娱乐以至家庭劳作实现高度的现代化。v总之，与工业社会和农业社会相比，普遍采用大规模智能化信息网络将可以使社会的物质产品空前地丰富多彩，充分地满足社会日益增长的物质需求。9.2 9.2 未来的信息网络未来的信息网络v9.2.2 智能信息网络智能信息网络v3、智能信息网络的经济意义和社会意义、智能信息网络的经济意义
39、和社会意义v顺便指出，由于现代信息技术的主流是数字技术，整个智能化信息网络（包括传感与识别、通信与存储、计算与智能、控制与显示）都以数字技术为基本特征，因此，也可以把利用智能化信息网络进行生产、工作、管理、学习和生活的经济形态称为数字经济。数字经济与网络经济是同一事物的不同特征和名称。它们之间从不同的角度描述了智能化的经济形态，但是没有本质的差别。v另一方面，智能化信息网络的技术过程和工作实质是“利用信息资源，提炼新的知识，求解复杂问题”，它的灵魂是信息和知识，因此，网络经济也就成为了信息经济或知识经济。v由此可知，信息经济和知识经济都不是没有物质产品的经济，相反，在信息经济和知识经济条件下，物质产品将空前丰富，只是信息产品和知识产品将在整个社会产品结构中占据主导的地位。
