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南京邮电大学杨震2014，11绪言半个多世纪以来，以集成电路、计算机、互联网、光纤通信、移动通信、卫星通信的发明和应用为代表，信息科技的发展深刻影响了整个人类社会；快速发展的移动互联网、物联网、大数据、云计算、智能终端为代表的新一轮信息化浪潮，将重塑信息产业生态链，推动信息化与工业、农业、服务业等全面的融合，拉开新产业革命的序幕！信息技术革命也是第三次工业革命（能源、信息、智能制造）的重要组成部分。目录一、信息科技发展的重要作用二、加快信息科技发展的现实意义三、现代信息科技的发展（一）信息技术的基础及发展（二）通信传输技术的进展（三）网络技术的演进四、信息化应用的拓展五、信息产业变革的趋势六、实施创新驱动发展策略一、信息科技发展的重要作用（一）信息产业成为国民经济的支柱产业信息产业增加值占GDP的比例在2008年美国为6.4%，日本为6.9%，韩国为7.2%中国近十年此值在5%—7%之间，2012年为6.25%信息产品出口占我国外贸1/3以上(2013年我国外贸出口世界第一，进口第二，进出口总值4.16万亿美元)一、信息科技发展的重要作用（二）信息技术的辐射带动作用信息技术作为通用性技术，以其渗透率高和外部性强的特点，对其他产业和社会发展有很强的带动作用和辐射效应。2008—2011年世界银行对96个国家的统计数据表明，在总的移动通信普及率不变但随着3G用户替换2G用户而使3G普及率提升10%的情况下，人均GDP的平均年增长率将提高0.15个百分点；宽带普及率每增加10％，GDP总量增加1.3％。一、信息科技发展的重要作用信息通信技术支撑节能降耗，在电网、建筑、物流、汽车等行业应用信息技术将减少对能源的消耗和提高能源转换效率《Smart2020:实现信息时代的低碳经济》报告显示，信息技术的使用所贡献的节能效果是信息技术产品自身耗能的七倍，可以减少2020年全球二氧化碳排放的16.5%（2013年通信业耗电433亿度）2011年统计，通过淘宝网的交易比传统模式节约235.8万吨标准煤一、信息科技发展的重要作用信息化对促进就业有积极的贡献，截至2012年底，阿里巴巴国际和国内交易市场，分别拥有280万和850万个企业商铺，拥有小企业业务注册用户7770万名，淘宝网帮助数百万人实现直接就业《2013全球信息技术报告》提出，数字化使得2011年的世界GDP提升了1930亿美元，新增就业600万人，其中发展中国家展新增GDP的71%和就业的94%二、加快信息科技发展的现实意义（一）新时期信息技术的战略地位在国际金融危机后各国对依靠科技发展经济更加重视，信息技术的高增长性、带动性、和低碳性以及在非传统安全中的重要角色更显突出。为抢占信息技术新的制高点，一些国家纷纷出台国家战略：美国《国家宽带计划》《大数据研究和发展倡议》;欧盟《欧洲2020战略》;中国《“宽带中国”战略及实施方案》……二、加快信息科技发展的现实意义（二）我国发展信息技术的紧迫性和重要性改革开放以来，我国信息技术和产业快速发展，在通信设备、计算机、电信运营和互联网服务等方面涌现了产业规模位居世界前列的一批企业，但自主创新能力仍不足，产业大而不强，城乡差距大，信息化应用总体水平还不高。截至2014年8月底，我国电话用户15.22亿，移动电话用户12.67亿（3G+4G用户5.1亿）。移动互联网用户8.79亿二、加快信息科技发展的现实意义国际电联2013信息社会发展报告《信息通信发展指数IDI》（固定和移动接入及宽带使用情况），我国在157个国家中排名第78（韩国1，瑞典2，芬兰3，美国15，印度119）工信部发展规划：IDI0.79（2015）；0.73（2011）发达国家是在工业化、城市化完成之后才开始信息化，我国信息化与工业化、农业现代化和城镇化的同时进行，这是挑战也是机遇当前信息技术呈现一些新趋势，预示比过去有一个更快和更大的发展，我们必须高度重视、争取弯道超车三、现代信息科技的发展新科技革命促使信息通信技术快速发展下一代网络（4G/5G移动通信、NGN/NGB/NGI、IoT、CN、SDN/NFV等）云计算和大数据移动互联网和智能终端-信息消费Green通信计算通信、量子通信、轨道角动量通信、自由光通信。。。。。。三、信息科技的发展（一）信息技术的基础及发展集成电路是信息产业的基础摩尔定律：自1959年集成电路发明以来，几乎每18个月集成电路上的晶体管数就能加倍，价格降一半随着半导体技术住家逼近硅工艺尺寸极限，集成电路进入“后摩尔时代”，期待在材料和工艺上有革命性的突破，才能继续保持以往的发展速度三、信息科技的发展目前一个CPU芯片上可集成20亿个晶体管与1980年比，性能提升1万倍，内存价格下降4.5万倍，硬盘价格下降360万倍目前商用芯片的线宽为22纳米，我国水平是40纳米，相差2代（按照现在集成电路的概念，1纳米（0.001微米）的工艺是难以实现的，因为这时量子效应已经呈现出来，器件已经不能按原来的机理来正常工作了）三、信息科技的发展计算机是20世纪的重大发明电子数字计算机发明于1946年，1980年PC机出现开创了计算机大众时代，从笔记本电脑到平板电脑向着轻薄化和可携带性演进；iPhone4手机的运算能力超过NASA1975年的格雷1号大型计算机；中国天河2号(目前世界最快计算机)能力是格雷1号的4亿倍超级计算机组成网络，网格计算技术应运而生，这一概念的延伸和商业化实现进一步催生了云计算三、信息科技的发展软件伴随着计算机而发展，软件的运行环境从单机发展为网络，用户数量和复杂度剧增。早期阿波罗登月的飞行器软件4000行代码，现在Windows超过3千万代码，奔驰汽车代码1千万；为应对软件的复杂性和可信性，软件从面向对象设计发展到面向认证（方面）设计，以提高编程质量，同时软件加速向开源化、网络化、服务化和语义化方向发展三、信息科技的发展（二）通信传输技术的进展光纤的发明为通信做出历史性贡献1966年美籍华人髙琨先生理论上证明了光纤的传输能力，70年代后期光纤通信进入商用，实际传输能力几乎按照十年千倍的速度在提升，目前商用光纤单纤传输容量达到16Tbps(T是10的12次方),等效于2.5亿条电话信道(64kbps)。国内县级以上城市全部光纤化，核心城市实现20M到100M光纤入户三、信息科技的发展广播电视的数字化电视传输技术的数字化及双向化为三网融合创造了条件，内嵌操作系统智能电视的出现，提供了电视、电脑、手机之间的三屏互动便利。基于集成电路工艺制造的平板电视取代了厚重的阴极射线管CRT电视机，实现了电视机的换代；未来可能的显示方式：OLED三、信息科技的发展移动通信从80年代第一代（1G）到我国去年启动的4G，业务能力从话音到数据再到多媒体、从窄带到宽带、从慢速移动到高速移动，制式上从模拟到数字、从电路交换到IP交换，复用方式从频分、时分到码分、空分以及多种复用技术的结合。从3G开始中国有自主知识产权的TD-SCDMA取得了与欧美主导的国际标准同等地位；由我国主导的TD-LTE成为4G两大国际标准之一。5G呢？三、信息科技的发展中移动2013年完成100个城市的4G覆盖，基站20万个；中国电信完成基站约7万个，中国联通完成基站约4.4万个；后两者均是FDD－TDD混合组网。移动今年底建成70万4G基站，基本实现主要地区的4G覆盖。4G系统高速移动状态下峰值速率100Mbps，低速移动状态下峰值速率1Gbps，是3G的频谱效率10倍以上5G标准化工作已经启动，峰值速率高速状态时10Gbps，低速状态时50Gbps；较4G的频谱效率提高10倍三、信息科技的发展（三）网络技术的演进互联网的发明和应用标志着人类进入信息社会。目前全球互联网普及率达到39%，中国为44%，发达国家为70%IPv4向IPv6演进，中国建成全球最大IPv6网络（CNGI）移动互联网的出现标志着互联网发展进入新阶段并将开创一个新的社会时代（万物互联的时代）。移动智能终端个性化和随时随地的应用及多功能，适应了现代社会的快节奏和利用碎片化时间的需要四、信息化应用的拓展（一）物联网与智慧城市物联网IoT最早出现在上世纪90年代初期，是互联网应用的延伸和拓展；经过快速发展，IoT将成为未来社会的信息基础设施，其底层的传感层，大大加强了人类对自然和社会的了解、适应能力“智慧地球”、“感知中国”和智慧城市等概念随着物联网的应用而出现，中国物联网和智慧城市的热度堪称全球之冠四、信息化应用的拓展（二）大数据及其应用大数据时代正在到来物联网、智能终端等产生大数据：一个有数十万个摄像头的城市一个月收集的视频数据高达数百PB（10的15次方）医疗业产生大数据：一个三甲医院存储的数据预计2015年可达1PB网络是大数据之源：淘宝网每天交易数据量超过50TB（10的12次方），百度每天处理搜索请求约几十PB的数据全球新产生的数据年增40%，全球信息总量每两年就可以翻番四、信息化应用的拓展大数据具有量大、增长快、多样性和价值密度低但隐含价值高的特点；2011年全球新增数据量1.8ZB（10的21次方），需要内存32GB的iPad575亿个（2013年中国产生的数据总量超过0.8ZB，2倍于2012年，相当于2009年全球的数据总量。预计到2020年，中国产生的数据总量将是2013年的10倍，超过8.5ZB）麦肯锡公司2011年发布的报告指出，数据就是一种生产资料，大数据是下一个创新、竞争、生产力提高的前沿4V特点（volume、velocity、variety、value）四、信息化应用的拓展（三）云计算和云服务云计算是一种基于因特网的超级计算和服务模式；云计算是分布式处理(DistributedComputing)、并行处理(ParallelComputing)和网格计算(GridComputing)的发展，是这些计算机科学概念的商业实现。在远程的数据中心里，成千上万台电脑和服务器连接成一片电脑‘云’，用户通过各种终端(电脑、笔记本、手机等)通过网络接入数据中心，按自己的需求进行运算，获得相应的服务。因此，云计算甚至可以让你体验每秒千万亿次的服务能力。四、信息化应用的拓展（三）云计算和云服务云计算分为底层（设施层，包括存储器和服务器等），中间层（平台层，包括数据库和中间件等），上层（软件层，各种应用软件）底层以出租信息存储设备作为服务（IaaS）中间层以平台作为服务（PaaS），租用者利用该平台可以开发自己所需的软件上层配有各种软件，提供软件的按需租用，把软件作为服务（SaaS）四、信息化应用的拓展（四）信息化与工业化深度融合一种建立在互联网和新材料、新能源相结合的第三次工业革命即将到来，它以制造业数字化为核心，并将是全球技术要素和市场要素配置方式发生革命性变化未来最有潜力从根本上改变制造业的领域之一是智能制造技术（如3D打印）——》没有工厂，也没有生产线了。。。设想一下你拥有一台‘打印机’——直接打印你需要的一切物品，甚至未来打印人类自己（幻想吗？）四、信息化应用的拓展（五）信息消费我国2013年信息消费规模达到2.2万亿元（全球3.88万亿美元），其中桌面互联网占40%，移动互联网占60%，增加值占GDP的比例分别为0.49%和1.45%预计今后几年信息消费规模将年增20%，成为拉动经济增长的新引擎与信息消费有关的电子商务其销售额增长更快（2013年突破10万亿），已占到社会零售额的7.8%神话：千亿美元的市值互联网产业：令人瞩目的产业互联网最不缺神话，以2014年9月15日统计，四家美国最大的互联网公司谷歌3909亿、Facebook1939亿、亚马逊1496亿、eBay633亿，其总市值为7970亿美元。中国四家最大的互联网公司阿里巴巴9月19日上市市值已过2000亿$、腾讯1476亿、百度739亿、京东395亿，四家公司的总市值超过45