[论文]测控技术与仪器专业导论

[论文]测控技术与仪器专业导论内容摘要：

产品层出不穷，种类繁多，日新月异，而现代社会高新技术发展的集中代表和最主要的科学技术领域就是信息科学技术。 那么信息科学技术到底是何物，在这一节里，我们将从下面几个方面于以概述。 一、信息科学技术的产生及内涵 1. 信息科学技术的产生 科学 技术的产生和发展总是与人类自身的不断进化相吻合的，这就是 “科学技术辅人律 ”。 按照辩证唯物主义的观点，人类的一切活动都可以归结为认识世界和改造世界，人类需要科学技术，因为科学技术可以为人类不断认识世界和改造世界提供智慧和力量。 在远古时期，原始人以野果为食，以捕猎为生，以赤手空拳方式与大自然作斗争。 当人类在斗争中逐渐认识到自身的功能不足时，就产生要延身自身器官功能的要求，因而就产生了木钩、木棍、石刀和弓予；以便能方便地采摘用手够不着的高处或远处的果子，捕猎较大或较凶猛的动物。 后来，人类为了满足长久地或远距离地交 流的需要，又陆续创造出符号、文字、印刷和通信技术。 如果我们把扩展人类器官功能的原理和规律称之为 “科学 ”，则相应地把扩展人类各种器官的具体方法和手段称之为 “技术 ”，这就是科学技术的 “拟人律 ”，信息科学技术的产生和发展也遵循此 “拟人律 ”。 在农业时代和早期的工业时代，由于生产力和生产社会化程度不高，人们仅凭自身的信息器官就能满足当时认识世界和改造世界的需要；虽然人们一直在与信息打交道，但无延长信息器官功能的需要。 到了近代，随着生产和实践活动的不断发展，特别是蒸汽机的发明和应用以后，促进了大规模 工业的形成和发展，人类信息器官的功能已越来越滞后于社会对其功能的需求。 这一客观需求促使人类不但要加强自己的支体器官，还要扩展和延长自己的信息器官；于是信息科学技术的产生和发展就开始了，经过几十年的探索和积累，到 20 世纪 70 年代信息科学技术进入了高速发展的新时代，人类社会也开始由工业时代向信息时代转变和发展。 进入 20世纪 80 年代以来，信息科学技术在社会的各个领域的应用和作用日益突出，世界各国都开始了对信息科学技术的研究，使得信息科学技术迅速成为一门独立的学科技术。 但从 广义上给信息科学技术的内涵下个定义是困难的，我们还是从科学技术的 “拟人律 ”角度来探讨信息科学技术的内涵，可以给出如下明确的定义： 信息科学技术是指能够扩展、延伸人类信息器官功能的技术。 一般说来，人类的信息器官主要包括以下四大类： （ 1）感觉器官：包括视觉器官、听觉器官、嗅觉器官、味觉器官、触觉器官和平衡觉器官等； （ 2）传导神经网络：包括导入神经网络，导出神经网络和中间传导神经网络等； （ 3）思维器官：包括记忆系统、联想系统、分析系统、推理系统和决策系统； （ 4）效应器官：也 叫执行器官，包括操作器官（手）、行走器官（脚）和语言器官（口）等。 人类四大信息器官的功能及其相应的扩展技术如下表： 人体信息器官 人体信息器官功能 用来扩展人体信息器官 功能的信息技术 感觉器官 获取信息 感测技术 传导神经网络 传递信息 通信技术 思维器官 加工和再生信息 处理技术 效应器官 使用和反馈信息 控制技术 其其 中中 ：： （（ 1）） 感感 测测 技技 术术 —— —— 包包 括括 传传 感感 技技 术术 和和 检检 测测 技技 术术 ， 它它 们们 是是 感感 觉觉 器器 官官 的的 延延 伸伸 ， 使使 人人 们们 能能 够够超超 越越 感感 觉觉 器器 官官 而而 更更 好好 地地 从从 外外 部部 世世 界界 中中 获获 得得 各各 种种 有有 用用 信信 息息。 （（ 2）） 通通 信信 技技 术术 —— —— 主主 要要 用用 于于 信信 息息 的的 传传 递递 、 交交 换换 和和 分分 配配 ， 使使 人人 们们 更更 好好 地地 跨跨 时时 域域 、 跨跨 地地域域 地地 利利 用用 信信 息息 ， 它它 们们 是是 人人 体体 传传 导导 神神 经经 网网 络络 功功 能能 的的 延延 伸伸。 （（ 3）） 处处 理理 技技 术术 —— —— 是是 人人 体体 思思 维维 器器 官官 功功 能能 的的 延延 伸伸 ， 主主 要要 帮帮 助助 人人 们们 加加 工工 和和 再再 生生 信信 息息 ， 以以便便 更更 好好 地地 利利 用用 信信 息息 ；； 主主 要要 有有 计计 算算 机机 技技 术术。 （（ 4）） 控控 制制 技技 术术 —— —— 它它 是是 人人 体体 效效 应应 器器 官官 功功 能能 的的 延延 伸伸 ， 主主 要要 通通 过过 反反 馈馈 控控 制制 系系 统统 ， 对对 信信 源源等等 外外 部部 事事 物物 的的 运运 动动 状状 态态 进进 行行 干干 预预 ， 以以 便便 更更 好好 地地 认认 识识 世世 界界 和和 改改 造造 世世 界界。 二二 、 信信 息息 科科 学学 技技 术术 的的 分分 类类 信信 息息 科科 学学 技技 术术 是是 一一 门门 尚尚 在在 高高 速速 发发 展展 的的 多多 学学 科科 交交 叉叉 技技 术术 ， 必必 然然 有有 很很 多多 个个 学学 科科 分分 支支 ， 并并且且 还还 在在 不不 断断 地地 产产 生生 新新 的的 学学 科科 分分 支支。 因因 而而 从从 学学 科科 分分 支支 角角 度度 是是 很很 难难 分分 类类 的的 ， 这这 里里 我我 们们 还还 是是 结结合合 科科 学学 技技 术术 的的 ““ 拟拟 人人 律律 ”” ， 对对 信信 息息 科科 学学 技技 术术 进进 行行 分分 类类。 1. 按按 结结 构构 层层 次次 分分 类类 信信 息息 科科 学学 技技 术术 按按 结结 构构 层层 次次 可可 分分 为为 三三 大大 类类 ：： （（ 1）） 信信 息息 基基 础础 技技 术术 —— —— 主主 要要 包包 括括 新新 材材 料料 、 新新 能能 源源 、 新新 器器 件件 的的 开开 发发 或或 制制 造造 技技 术术 ， 它它 是是整整 个个 信信 息息 技技 术术 的的 基基 础础。 具具 体体 有有 ：： 微微 电电 子子 技技 术术 ：： 如如 集集 成成 电电 路路 设设 计计 与与 集集 成成 电电 路路 制制 造造 技技 术术 ；； 光光 子子 技技 术术 ：： 如如 光光 材材 料料 、 光光 器器 件件 、 光光 学学 系系 统统 的的 开开 发发 和和 制制 造造 技技 术术 ；； 光光 电电 子子 技技 术术 ：： 如如 硅硅 半半 导导 体体 材材 料料 、 金金 属属 氧氧 化化 物物 、 半半 导导 体体 材材 料料 、 砷砷 人人 镓镓 材材 料料 的的 开开 发发 和和利利 用用 技技 术术 ， 半半 导导 本本 光光 电电 器器 件件 开开 发发 和和 利利 用用 技技 术术 等等 ；； 分分 子子 电电 子子 技技 术术 ：： 即即 分分 子子 电电 子子 器器 件件 制制 造造 技技 术术。 （（ 2）） 信信 息息 系系 统统 技技 术术 —— —— 即即 有有 关关 信信 息息 的的 获获 取取 、 传传 递递 、 处处 理理 和和 控控 制制 技技 术术。 具具 体体 有有 ：： 信信 息息 获获 取取 技技 术术 ：： 如如 传传 感感 技技 术术 、 检检 测测 技技 术术 等等 ；； 信信 息息 处处 理理 技技 术术 ：： 即即 计计 算算 机机 软软 件件 和和 硬硬 件件 技技 术术 ；； 信信 息息 传传 输输 技技 术术 ：： 如如 网网 络络 通通 信信 技技 术术 、 微微 波波 通通 信信 技技 术术 、 卫卫 星星 通通 信信 技技 术术 ；； 信信 息息 控控 制制 技技 术术 ：： 如如 反反 馈馈 控控 制制 技技 术术 、 现现 代代 控控 制制 技技 术术。 （（ 3）） 信信 息息 应应 用用 技技 术术 —— —— 即即 有有 关关 信信 息息 的的 实实 际际 应应 用用 技技 术术 ， 主主 要要 指指 信信 息息 管管 理理 、 信信 息息 控控 制制 、信信 息息 决决 策策 等等 社社 会会 信信 息息 应应 用用 技技 术术 ， 如如 办办 公公 自自 动动 化化 、 企企 业业 管管 理理 自自 动动 化化 、 电电 子子 商商 务务 及及 电电 子子 政政 务务等等。 2. 按按 应应 用用 领领 域域 分分 类类 信信 息息 科科 学学 技技 术术 按按 其其 应应 用用 领领 域域 不不 同同 可可 分分 为为 两两 大大 类类 —— —— 即即 社社 会会 信信 息息 科科 学学 技技 术术 和和 自自 然然 信信息息 科科 学学 技技 术术 ， 前前 者者 称称 之之 为为 管管 理理 信信 息息 系系 统统 ， 后后 者者 相相 应应 称称 之之 为为 工工 程程 信信 息息 系系 统统。 （（ 1）） 管管 理理 信信 息息 系系 统统 —— —— 管管 理理 信信 息息 系系 统统 是是 指指 根根 据据 社社 会会 信信 息息 实实 施施 科科 学学 管管 理理 的的 信信 息息 系系 统统。 它它 是是 由由 管管 理理 科科 学学 、 系系 统统 科科 学学 、 计计 算算 机机 科科 学学 等等 组组 合合 起起 来来 的的 新新 的的 边边 缘缘 科科 学学 ， 它它 能能 帮帮 助助 人人 们们 实实测测 国国 民民 经经 济济 部部 门门 或或 企企 业业 的的 各各 种种 运运 行行 情情 况况 ， 能能 利利 用用 过过 去去 和和 现现 在在 的的 信信 息息 ， 预预 测测 未未 来来 的的 发发 展展 或或变变 化化 ， 能能 从从 全全 局局 出出 发发 辅辅 助助 决决 策策 ， 能能 利利 用用 信信 息息 控控 制制 国国 民民 经经 济济 部部 门门 或或 企企 业业 的的 活活 动动 ， 帮帮 助助 其其 实实现现 规规 划划 目目 标标。 管管 理理 信信 息息 系系 统统 一一 般般 都都 由由 信信 息息 数数 据据 的的 输输 入入 、 输输 出出 、 传传 输输 、 存存 贮贮 和和 加加 工工 处处 理理 等等 部部 分分 组组 成成。 数数 据据 收收 集集 和和 输输 入入 ：： 将将 分分 散散 在在 各各 处处 的的 信信 息息 数数 据据 进进 行行 收收 集集 并并 记记 录录 下下 来来 ， 整整 理理 成成 信信 息息 要要求求 的的 格格 式式 和和 形形 式式。 当当 数数 据据 录录 入入 到到 一一 定定 的的 介介 质质 （（ 如如 磁磁 带带 、 光光 盘盘 等等 ）） 上上 后后 ， 即即 可可 以以 输输 入入 到到 计计算算 机机 中中 去去 以以 便便 处处 理理。 数数 据据 存存 贮贮 ：： 管管 理理 信信 息息 数数 据据 通通 常常 大大 批批 量量 的的 数数 据据 ， 需需 要要 一一 次次 存存 贮贮 多多 次次 使使 用用 ， 并并 永永 许许 多多个个 过过 程程 实实 现现 数数 据据 共共 享享 ， 因因 此此 整整 理理 后后 输输 入入 的的 大大 量量 数数 据据 一一 定定 要要 妥妥 为为 保保 存存 ， 通通 常常 内内 外外 存存 贮贮 器器 双双备备 份份 存存 贮贮。 当当 需需 要要 时时 可可 从从 内内 存存 或或 外外 存存 中中 调调 出出 ， 进进 行行 必必 要要 的的 更更 新新 ， 更更 新新 后后 的的 数数 据据 要要 即即 时时 存存贮贮。 数数 据据 传传 输输 ：： 数数 据据 传传 输输 通通 常常 以以 计计 算算 机机 为为 中中 心心 ， 通通 过过 通通 信信 线线 路路 或或 设设 备备 将将 信信 息息 数数 据据 从从 信信源源 传传 至至 信信 宿宿 ， 或或 从从 这这 一一 端端 传传 到到 另另 一一 端端。 远远 程程 传传 输输 要要 通通 过过 通通 信信 网网 络络 ， 恒恒 量量 数数 据据 传传 输输 的的 质质 量量指指 标标 ， 主主 要要 有有 传传 输输 速速 度度 和和 误误 码码 率率。 还还 有有 一一 种种 利利 用用 磁磁 盘盘 存存 贮贮 人人 工工 传传 输输 方方 式式 ， 这这 种种 方方 式式 虽虽 然然传传 输输 速速 度度 较较 慢慢 ， 但但 可可 大大 容容 量量 无无 误误 码码 地地 一一 次次 性性 传传 输输。 数数 据据 处处 理理 ：： 输输 入入 的的 信信 息息 数数 据据 要要 求求 进进 行行 必必 要要 的的 加加 工工 处处 理理 ， 计计 算算 机机 对对 信信 息息 数数 据据。