中國(guó)工程院院士李國(guó)杰談新一代信息技術(shù)發(fā)展新趨勢(shì)

　　近幾年媒體上頻繁出現(xiàn)“新一代信息技術(shù)”這一概念。新一代信息技術(shù)，不只是指信息領(lǐng)域的一些分支技術(shù)如集成電路、計(jì)算機(jī)、無(wú)線(xiàn)通信等的縱向升級(jí)，更主要的是指信息技術(shù)的整體平臺(tái)和產(chǎn)業(yè)的代際變遷。上世紀(jì)80年代以前普遍采用的大型主機(jī)和簡(jiǎn)易的啞終端，被認(rèn)為是第一代信息技術(shù)平臺(tái)。從上世紀(jì)80年代中期到本世紀(jì)初，廣泛流行的是個(gè)人計(jì)算機(jī)和通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接的分散的服務(wù)器，被認(rèn)為是第二代信息技術(shù)平臺(tái)。近10年來(lái)，以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、社交網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)為特征的第三代信息技術(shù)架構(gòu)蓬勃發(fā)展。概括地說(shuō)，新一代信息技術(shù)，“新”在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的移動(dòng)化和泛在化、信息處理的集中化和大數(shù)據(jù)化、信息服務(wù)的智能化和個(gè)性化。新一代信息技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)不是信息領(lǐng)域各個(gè)分支技術(shù)的縱向升級(jí)，而是信息技術(shù)橫向滲透融合到制造、金融等其他行業(yè)，信息技術(shù)研究的主要方向?qū)漠a(chǎn)品技術(shù)轉(zhuǎn)向服務(wù)技術(shù)。以信息化和工業(yè)化深度融合為主要目標(biāo)的“互聯(lián)網(wǎng)+”是新一代信息技術(shù)的集中體現(xiàn)。

　　網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的移動(dòng)化和泛在化。近幾年互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要變化是手機(jī)上網(wǎng)用戶(hù)超過(guò)桌面計(jì)算機(jī)用戶(hù)，以微信為代表的社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)已成為我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)的第一大應(yīng)用。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及得益于無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，4G無(wú)線(xiàn)通信的帶寬已達(dá)到100Mb。我國(guó)提出的TD—LTE制式被認(rèn)定為4G無(wú)線(xiàn)通信的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之一，已率先在國(guó)內(nèi)部署，這是我國(guó)從通信大國(guó)走向通信強(qiáng)國(guó)的重要機(jī)遇。正在研發(fā)的5G無(wú)線(xiàn)通信不只是追求提高通信帶寬，而是要構(gòu)建計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)融合的超寬帶、低延時(shí)、高密度、高可靠、高可信的移動(dòng)計(jì)算與通信的基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)前，基于IPv4協(xié)議的互聯(lián)網(wǎng)在可擴(kuò)展性、服務(wù)質(zhì)量和安全性等方面已遇到難以突破的瓶頸，近來(lái)各大企業(yè)和研究者們正在積極發(fā)展軟件定義的互聯(lián)網(wǎng)和以?xún)?nèi)容為中心的互聯(lián)網(wǎng)，這可能是未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要方向。過(guò)去幾十年信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、人與人、人與計(jì)算機(jī)的交互聯(lián)系，未來(lái)信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人、物與計(jì)算機(jī)的交互聯(lián)系，將互聯(lián)網(wǎng)拓展到物端，通過(guò)泛在網(wǎng)絡(luò)形成人、機(jī)、物三元融合的世界，進(jìn)入萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代。

　　信息處理的集中化和大數(shù)據(jù)化。上世紀(jì)末流行個(gè)人計(jì)算機(jī)，由分散的功能單一的服務(wù)器提供各種服務(wù)，但這種分散的服務(wù)效率不高，難以應(yīng)付動(dòng)態(tài)變化的信息服務(wù)需求。近幾年興起的云計(jì)算將服務(wù)器集中在云計(jì)算中心，統(tǒng)一調(diào)配計(jì)算和存儲(chǔ)資源，通過(guò)虛擬化技術(shù)將一臺(tái)服務(wù)器變成多臺(tái)服務(wù)器，能高效率地滿(mǎn)足眾多用戶(hù)個(gè)性化的并發(fā)請(qǐng)求。過(guò)去長(zhǎng)期以來(lái)計(jì)算機(jī)企業(yè)追求的主要目標(biāo)是“算得快”，每隔11年左右超級(jí)計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度提高1000倍。但為了滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的云計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的需求，未來(lái)計(jì)算機(jī)研制的主要目標(biāo)是“算得多”，即在用戶(hù)可容忍的時(shí)間內(nèi)盡量滿(mǎn)足更多的用戶(hù)請(qǐng)求。這與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)在體系結(jié)構(gòu)、編程模式等方面有很大區(qū)別，需要突破計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輸入輸出和存儲(chǔ)能力不足的瓶頸，未來(lái)10年內(nèi)具有變革性的新型存儲(chǔ)芯片和片上光通信將成為主流技術(shù)。同時(shí)，社交網(wǎng)絡(luò)的普及應(yīng)用使廣大消費(fèi)者也成為數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者，傳感器和存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展大大降低了數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)的成本，使得可供分析的數(shù)據(jù)爆發(fā)式增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)已成為像土地和礦產(chǎn)一樣重要的戰(zhàn)略資源。人們把傳統(tǒng)的軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)難以處理的海量、多模態(tài)、快速變化的數(shù)據(jù)集稱(chēng)為大數(shù)據(jù)，如何有效挖掘大數(shù)據(jù)的價(jià)值已成為新一代信息技術(shù)發(fā)展的重要方向。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用涉及各行各業(yè)，例如互聯(lián)網(wǎng)金融、輿情與情報(bào)分析、機(jī)器翻譯、圖像與語(yǔ)音識(shí)別、智能輔助醫(yī)療、商品和廣告的智能推薦等等。大數(shù)據(jù)技術(shù)大概5—10年后會(huì)成為普遍采用的主流技術(shù)。

　　信息服務(wù)的智能化和個(gè)性化。過(guò)去幾十年信息化的主要成就是數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，今后信息化的主要努力方向是智能化。“智能”是一個(gè)動(dòng)態(tài)發(fā)展的概念，它始終處于不斷向前發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)的前沿。所謂智能化本質(zhì)上是計(jì)算機(jī)化，即不是固定僵硬的系統(tǒng)，而是能自動(dòng)執(zhí)行程序、可編程可演化的系統(tǒng)，更高的要求是具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)功能。無(wú)人自動(dòng)駕駛汽車(chē)是智能化的標(biāo)志性產(chǎn)品，它融合集成了實(shí)時(shí)感知、導(dǎo)航、自動(dòng)駕駛、聯(lián)網(wǎng)通信等技術(shù)，比有人駕駛更安全、更節(jié)能。美國(guó)已有幾個(gè)城市給無(wú)人駕駛汽車(chē)頒發(fā)了上路許可證，估計(jì)10年內(nèi)計(jì)算機(jī)化的智能汽車(chē)將開(kāi)始流行。德國(guó)提出的工業(yè)4.0，其特征也是智能化，設(shè)備和被加工的零件都有感知功能，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)對(duì)工藝、設(shè)備和產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)整，保證加工質(zhì)量。建設(shè)智慧城市實(shí)際上是城市的計(jì)算機(jī)化，將為發(fā)展新一代信息技術(shù)提供巨大的市場(chǎng)。