现代科技常识(全)

一.计算机技术（一）通信技术现代通信技术主要包括数字程控交换技术、综合业务数字通信网技术、光纤通信技术和数字微波、卫星通信技术等领域。1、数字移动通信技术数字移动通信是移动体之间或移动体与固定体之间的无线电信息传输和交换。它安装方便，组网迅速，机动性、灵活性、经济效益均好，是无线通信中有强大生命力的领域。它与光纤通信构成了现代通信技术的两大发展趋势。2、3G3G是指第三代移动通信技术，3G与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务在内的多种信息服务。国际电信联盟（ITU）在2000年5月确定WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大主流无线接口标准，写入3G技术指导性文件《2000年国际移动通讯计划》。其中TD-SCDMA标准是由我国独自制定的3G标准。3、物联网物联网是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网已经成为继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。物联网在我国的应用也早已存在，比如商品条形码、RFID等等，都是通过射频技术，通过感应物体上置入的芯片来获知其具体信息。4、光纤通信光纤通信就是利用光波在光导纤维中传递各种信息。光纤是用石英玻璃制造的，由两层组成。光纤通信的优点：（1）通信容量大；（2）传输损耗低；（3）经济、轻便；（4）抗干扰能力强；（5）保密性能好（二）计算机基础知识计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。衡量计算机性能的主要指标有：（1）字长。位数越多，字长越长，进行数值计算的精度也就越高；（2）容量。我们通常把8位二进制作为一个单位来计算存储器的容量，取名为字节；把1024个字节称作1K字节。计算机内存储量再上升一个数量级，就以兆（即M，1M＝1024K）字节计，兆以上的数量级是G（1G＝1024M）；（3）运算速度。1、计算机硬件系统硬件是指组成计算机的各种物理设备，也就是那些看得见，摸得着的实际物理设备。它包括计算机的主机和外部设备。具体由五大功能部件组成，即：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。2、计算机软件系统计算机软件系统包括系统软件和应用软件两大类。系统软件是指控制和协调计算机及其外部设备，支持应用软件的开发和运行的软件。其主要的功能是进行调度、监控和维护等等。系统软件是用户和裸机的接口。应用软件是为解决某一领域的具体问题而编制的程序，如财务管理、文字处理、情报检索、工程设计、交通指挥、宇航控制、大地测量等领域的专用软件。其中通用化和商品化了的部分被称为软件包。世界各国都十分重视软件研究，其投资额通常占软硬件投资总额的80％以上（三）计算机网络计算机网络是指在地理上分散布置的多台独立计算机通过通信线路互联构成的系统。计算机网络可以分成局域网和运程网。二．信息技术信息技术主要是指利用电子计算机和现代通信手段实现获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息、分配信息等的相关技术。现代信息技术是以电子技术，尤其是微电子技术为基础，以计算机技术(信息处理技术)为核心，以通信技术(信息传递技术)为支柱，以信息技术应用为目的的科学技术群。包括信息获取技术、信息处理技术、信息传递技术、信息控制技术、信息存储技术等内容。计算机技术与现代通信技术一起构成了信息技术的核心内容。（信息技术是指信息的获取、传递、处理等技术。它是高技术的前导，信息技术以微电子技术为基础，包括通信技术、自动化技术、微电子技术、光电子技术、光导技术、计算机技术和人工智能技术等）。具体来讲，信息技术主要包括以下几方面：1．感测与识别技术。它的作用是扩展人获取信息的感觉器官功能。它包括信息识别、信息提取、信息检测等技术。这类技术的总称是“传感技术”。它几乎可以扩展人类所有感觉器官的传感功能。传感技术、测量技术与通信技术相结合而产生的遥感技术，更使人感知信息的能力得到进一步的加强。2．信息传递技术。它的主要功能是实现信息快速、可靠、安全的转移。各种通信技术都属于这个范畴。广播技术也是一种传递信息的技术。由于存储、记录可以看成是从“现在”向“未来”或从“过去’向“现在”传递信息的一种活动，因而也可将它看作是信息传递技术的一种。3．信息处理与再生技术。信息处理包括对信息的编码、压缩、加密等。在对信息进行处理的基础上，还可形成一些新的更深层次的决策信息，这称为信息的“再生。信息的处理与再生都有赖于现代电子计算机的超凡功能。4．信息施用技术。是信息过程的最后环节。它包括控制技术、显示技术等。传感技术、通信技术、计算机技术和控制技术是信息技术的四大基本技术，其中现代计算机技术和通信技术是信息技术的两大支柱。信息高速公路信息高速公路或称高速公路信息网，简单地说，就是以多媒体为车，以光纤为路，把全国的政府机关、企事业单位、学校、图书馆、医院、家庭等用户连接起来，应用ATIM传输模式，以交互方式快速传递数据、声音和图像的高信息流量的信息网络。三.生物技术常识现代生物技术是以DNA分子技术为基础，包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术在农作物改良、医药研究、食品工程、治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。由于现代生物技术对解决人类面临的重大问题如：粮食、健康、环境和能源等将开辟广阔的前景，因此越来越为各国政府和企业界所关注，与信息、新材料和新能源技术并列成为影响国计民生的四大科学技术支柱，是21世纪高新技术产业的先导。基因技术基因由人体细胞核内的DNA(脱氧核糖核酸)组成，变幻莫测的基因排序决定了人类的遗传变异特性。人类基因组研究是一项生命科学的基础性研究。有科学家把基因组图谱看成是指路图，或化学中的元素周期表；也有科学家把基因组图谱比作字典。但不论是从哪个角度去阐释，破解人类自身基因密码，以促进人类健康、预防疾病、延长寿命，其应用前景都是极其美好的。人类10万个基因的信息以及相应的染色体位置被破译后，将成为医学和生物制药产业知识和技术创新的源泉。基因工程技术基因工程技术是在分子生物学、生物化学和生物物理学基础上发展起来的科学领域。人类基因组计划一般是指于1990年美国政府资助启动的研究人类基因组的计划。它被认为是生命科学研究领域中有史以来的第一个“大科学”项目，其意义和影响被誉为不亚于研究原子弹的“曼哈顿计划”和载人飞船登月的“阿波罗计划”。以后世界各国也都有各自的研究人类基因组的计划。遗传工程遗传工程的研究发展，为器官移植提供了一个很有前途的新手段——利用动物的器官代替人的器官。科学研究表明人体异种器官移植，猪较为合适。首先猪器官的大小与人的相当，生理上也比较接近；其次猪在无病原体条件下比较容易饲养和容易保证无病的供体；此外猪的繁殖率高，每窝可产十几只猪崽，存活率也较高。为了保证植入的器官不被排斥，生物学者正在培养具有人的基因的新型猪，这种猪叫转基因猪。细胞工程是在细胞水平上的生物工程，细胞工程所使用的技术主要是细胞养殖和细胞融合。“克隆”技术“克隆”(Clone)本意是无性繁殖，它不靠性细胞而是生物的体细胞进行繁殖。仿生学近一二十年发展起来的一门属于生物科学与技术科学之间的边缘学科。它涉及生理学、生物物理学、生物化学、物理学、数学、控制论、工程学等学科领域。仿生学把各种生物系统所具有的功能原理和作用机理作为生物模型进行研究，希望在技术发展中能够利用这些原理和机理，最后目的是要实现新的技术设计并制造出更好的新型仪器、机械等。生物界各种丰富多彩的机能具有极其复杂和精巧的结构，其奇妙程度远远超过迄今为止的一切人造的机器，因此在工程科学的进一步发展中，人们需要向生物寻找启发和进行模拟是很自然的。四．纳米技术纳米是一个物理学上的度量单位，1纳米是1米的十亿分之一。当物质到纳米尺度以后，大约是在1～100纳米这个范围之间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。纳米材料，是指结构单元的尺寸介于1～100纳米范围之间的材料。其所表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。纳米技术就像毫米、微米一样，纳米是一个尺度概念，是一米的十亿分之一，并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后，大约是在1～100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法做了超微离子，并通过研究它的性能发现，一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约20～30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。纳米技术是一种在纳米尺度空间内的生产方式和工作方式，并在纳米空间认识自然、创造一种新的技能。纳米技术的内涵非常广泛，它包括纳米材料的制造技术，纳米材料向各个领域应用的技术(含高科技领域)，在纳米空间构筑一个器件实现对原子、分子的翻切、操作以及在纳米微区内对物质传输和能量传输新规律的认识等等。就像毫米、微米一样，纳米是一个尺度概念，是一米的十亿分之一，并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后，大约是在1～100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。纳米技术的内涵非常广泛，它包括纳米材料的制造技术，纳米材料向各个领域应用的技术(含高科技领域)，在纳米空间构筑一个器件实现对原子、分子的翻切、操作以及在纳米微区内对物质传输和能量传输新规律的认识等等。五.材料技术材料是人类能用来制作有用物件的物质。材料是人类能用来制作有用物件的物质。新材料是指那些新出现或已在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料。新材料与传统材料之间并没有截然的分界，新材料在传统材料基础上发展而成，传统材料经过组成、结构、设计和工艺上的改进从而提高材料性能或出现新的性能都可发展成为新材料。新材料技术是按照人的意志，通过物理研究、材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程，创造出能满足各种需要的新型材料的技术。为高新技术的基础和先导，应用范围极其广泛，它同信息技术、生物技术一起成为21世纪最重要和最具发展潜力的领域。同传统材料一样，新材料可以从结构组成、功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类，不同的分类之间相互交叉和嵌套，目前，一般按应用领域和当今的研究热点把新材料分为以下的主要领域：电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料、生态环境材料、新型功能材料(含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分子材料等)、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及化工材料等。在20世纪初，人们所指的建筑材料是木材、水泥和钢铁；二战后出现了新三材，指的是人工合成的塑料、橡胶和纤维，而80年代以来大量高新材料纷纷涌现。高新材料从使用的角度说可分为传递、记录或存储的信息材料；耐高