第三章 信息高速公路的技术基础

第一节信息高速公路的技术要求


　　可以说，信息高速公路在其本质上体现了社会经济和国际政治的发展要 求，是现代经济和政治的产物，但从科学技术的角度看，信息高速公路无疑 是当今高新技术的结晶，是先进的科学技术在信息产业直接应用的产物。
　　信息高速公路其实是一个巨型的交互式多媒体高速计算机通信网络系 统，它将原来分散的电话、计算机、电视、广播、传真、数据库等传输系统 集成为一体，形成以现代计算机网络通信技术为基础，以光导纤维通信和卫 星通信为骨干，以数据库为信息源，跨越全国各地区乃至全球的双向大容量、 高速度的电子数据传输系统。
　　可见，信息高速公路是以高新技术为基础的，它具体涉及到计算机科学 技术、光导纤维技术、多媒体技术、数字化网络技术、信息贮存与检索技术、 信息终端与显示技术、国际标准化技术等相关高新技术，几乎涉及到现代信 息技术的所有领域。在信息高速公路中，道路是用光导纤维铺设交互式网络 的大容量，高速通道来传输数字化的信号，其次是存贮量巨大的新一代计算 机构成的中心站仓库和交通控制枢纽，最后是进入各个用户的可以进行多种 信息服务的多媒体终端微机，和人联系最直接的是数字声的播出及高清晰度 电视的显示。
具体地说，建设信息高速公路需要进行三个方面的基础设施建设，即：
①“高速道路”，这条路是由光导纤维缆联结成的有线传输系统，它能够保 证各种信息高效快速地转换和传递；②信息高速公路上行驶的“车”，即信 息产生与来源，信息高速公路的资源是各种信息数据，这些信息数据的加工 处理及有效利用过程便成为信息高速公路建设中最为重要的一环；③信息传 送网站，尤如道路中的起点、终点，这些起点、终站构成“站”，由千千万 万个站以及联结其间的路就构成了“网”，站的主体即是计算机或计算机终 端，并以多媒体技术把电视机、传真机、录相机、录音机、电话机和打印机 融成一体受计算机或其终端控制。
上述三项基础设施建设所蕴含的技术如多媒体技术、光纤通信技术、信
息处理技术、数字化技术及显示技术等，即成为信息高速公路的主要技术支 撑系统，以下将择其主要，做一简单介绍。

第二节光纤通信技术


　　光纤通信是现代通信技术中最为重要的技术之一，信息高速公路就是由 光导纤维缆铺设而成的。所谓光纤通信，即是用光导纤维制成光缆，代替传 统的金属制的电缆，用程序控制的数字交换代替传统的机电交换，用数字通 信替代模拟通信。
　　光纤通信作为技术革命中的新兴技术，虽然问世不过几十年，却已经得 到迅速发展，目前已进入大规模推广应用时期。

一、光纤通信技术的由来

　　本世纪 60 年代以来，由于在光源和光通信传输介质方面取得重大的突 破，光通信显示巨大的潜力。激光的方向性强、频率高，是进行光通信的理 想光源。光波的频带宽，与电波通信相比，光纤通信能够提供更多的通信线 路，可满足大容量通信系统的需要。光纤一般由两层组成，里面一层称为内 芯，直径一般为几十微米，比一根头发丝还要细；外面一层称为包层，为了 保护光纤，包层外往往覆盖一层塑料加以保护。光纤通信是以光波为信号载 体，以光纤为传输线的通信方式。光纤通信系统主要由半导体光源，光纤和 半导体光电检波器组成。
　　光纤的种类很多，目前通信用光纤主要是石英玻璃光纤。根据其特性的 不同，它可以分为多模光纤和单模光纤两种。当光纤的芯径较大时，在光纤 的数值孔径角内，可允许光波以多个特定角射入光纤端面，并在光纤中传播， 此时可说光纤中有多个模式，能传输多个模式的光纤就称为多模光纤。当光 纤的芯径很小时，只允许与光轴一致的光纤通过，此时光纤中只有一个基模， 这种只允许传输一个基模的光纤叫做单模光纤。与多模光纤相比，单模光纤 传输性能好，信号衰减小，传输频带宽，因而传输能量大，但由于其纤芯很 小，给制造、连接和信号耦合带来一定困难。单模光纤是实现大容量、长距 离通信的理想传输媒介。
光纤通信经历了第一代多模光纤、短波长波段的光纤通信系统和第二代
单模光纤、长波长波段的光纤通信系统两个阶段。不久的将来，还将进入第 三代的相干光光纤通信系统时代。相干光光纤通信系统极大地拓宽光纤通信 容量，并能大大地提高接收机的灵敏度，其前景极为诱人，是目前世界各国 竞相开发的重大研究课题。

二、光纤通信技术的优越性
1.信息传输容量大，质量高，速度快
　　与传统的铜芯铜轴缆相比，光纤传输的频带宽，可以提供宽频通信。所 谓宽频通信有两个意义，第一是可以传输频带较宽的信号，第二是在一根导 线内提供传输不同频带信号的多信道，目前一根光纤最多可提供 16 条信道， 这样光纤宽频通信就大大地增加了通信容量。
激光脉冲波比电波的波长短、频率高、方向性强，因此，传输速度大大
提高。对于光纤的传输能力，1993 年 7 月，日本 NTT 公司的实验室宣布创造 了光纤传输 100G 比特/秒的世界计录（比特为信号数字化以后的二进制代 码，基本单位为“0”或“1”，传出并收到了一个代表“1”的低电平脉冲， 就叫传输了 1 比特。一千个比特叫 K 比特，一百万个比特叫 M 比特，十亿个 比特叫 G 比特，从理论上讲仍能提高，但是制成实用的光缆，在近期内仅能
达到 1～20G 比特，可见，光纤只利用了其理论传输能力的百分之一。
2.线路损耗低，抗干扰能力强，寿命长 光纤电缆传输抗干扰能力强，体积小，重量轻，保密性好，结构紧凑， 线路损耗低。在实际使用中，通常把千百根光纤组合在一起并加以增强处理，
制成像通常电缆一样的光缆，这样既提高了光纤的抗拉强度，又使光纤系统 的通信容量大大增加。
3.可以在同一条通路上进行双向传输
　　光纤传输是双向的，用户可以通过交互式信息网络系统与对方交流对 话。光纤不仅可以在陆地上使用，而且已广泛用于海洋。跨越大西洋，北太
　　
平洋的海底光缆已投入使用，其它海底光缆也在敷设之中。这些越洋光缆几 乎可把整个地球缠绕起来。
4.材料费用低，价格便宜
　　光导纤维是由玻璃制成的，电线铜芯是铜制成的，铜自然比由砂子（石 英）制成的玻璃贵。用光缆代替电缆，1 千米可节约 1 吨铜的费用。日本用 光缆比用普通电缆降低造价 30％，美国的贝尔公司可降低 50％。
5.易于安装，使用方便
　　光缆轻，体积小，因此易于施工，很容易装入密集的地下电缆管道，对 于干、湿、冷和热等环境都较铜线有强得多的适应能力。在容量相同的情况 下，光缆直径只有电缆的 1％到 0.1％，且安全性好，可靠性高，不易被窃听。

三、光纤通信技术的应用
　　光纤作为数字通信网中的传输介质，今后将成为世界通信网的骨干。在 通信干线领域，光纤可以说是信息传输的“超高速公路”。在局域网和用户 网领域，光纤将成为数据库以及与干线支路连接的宽带通道入口。
　　在信息高速公路上，铺作“路面”的，并不是交通高速公路使用的钢筋 混凝土和沥青，而是以光学玻璃细丝为媒介，激光脉冲射束为数据载体的光 导纤维。目前，世界各国掀起了铺设光纤信息高速公路的热潮，美国光缆总 长度已达 1303.5 万千米，法国光缆总长度达 104.6 万千米，日本的光缆总长 度也达 54.7 万千米。然而与这些国家信息高速公路的要求相比，现有光缆系 统的传输能力远远不够，因此，各国增铺光缆线路的势头都很猛烈，法国计 划在 2000 年把光缆线路增加到 200 万千米。可见，在名符其实的全国信息高 速公路出现之前，这些光缆系统必须要增容，而所传输的信息则要数字化和 加以标识，这样才能省电，并且精确地传输给电话通信系统和高速公路上的 用户。
未来的信息高速公路将首先在现有光纤通道基础上，增设“大道”，先
将光缆铺到公路旁、住宅前，最终目标是实现光纤进入千家万户。目前，光 缆线路铺设的最大问题不在于干线，而在于入户，即连结每一户居民。如果 要把全美国 9600 万个住户入户铜芯同轴电缆都改成光缆，估计需要 2000 亿 美元，要花费 20 年甚至更多的时间，这是信息高速公路最大的瓶颈之一。目 前，信息高速公路尚在起步阶段。
光纤通信是现代化通信网络的基础平台。光导纤维的巨大潜力，将使信
息高速公路不仅成为数据传输媒介，还将输送电视、电话、教育、金融等多 种服务，成为继本世纪 50 年代开始美国大规模普及电话之后最重大的通信手 段革命。展望国际光纤通信技术的发展，其趋势将是日益网络化，智能化， 在信息时代，光纤网将日益发挥它的巨大作用，成为信息高速公路的强大的 后盾。

第三节多媒体技术和多媒体计算机


　　信息高速公路不仅需要一条宽带高、容量大的信息通道，更需要图文并 茂，丰富多彩的，能极大程度地满足人的不同要求的图形、图像、音频、视 频等各种介质的信息，多媒体技术及多媒体计算机的发展和应用使各种不用
　　
性质的信息传送变为可能，并成为信息高速公路建设中一项关键性技术，从 而掀起了多媒体热潮。

一、多媒体概述
　　多媒体是指将文字、图形、图像、声音和影像等多种信息表现形式作为 一种可综合表现的人机交流信息进行转换、集成、处理和传输等的有关硬软 件技术。它是同图书、报刊、广播、电视、录音、录像等具有同样含义的一 种全新的信息传输媒体。把多媒体信息集成在一起，由计算机实现交互控制、 综合处理和利用的系统，称为多媒体系统。多媒体对技术环境的要求比一般 信息系统高得多，表现在以下几方面：
　　（1）要求很大的存储空间，因为图像新、图像所需要占的存储空间远远 大于一般文字信息，更不用说要显示活动性影像了。
　　（2）有比较高的实时要求。如要处理一幅图像或一段录音，如果断断续 续，必然影响视听效果，或完全没有意义。
　　（3）要求复杂的压缩和解压缩技术。对图像和语音进行压缩，把原来的 庞大的数字信号压缩成 1/20 甚至更小，同时要求还原后损失的信息较少。
　　（4）要求宽带传输。为了传送活动图像详细，通常需要每秒传送 25 帧 图像以上，否则图像就会出现断面，或图像连贯不起来。
可见，多媒体技术涉及了音频技术、视频技术、图像技术和网络传输技
术。音频技术包括音频数字化、语音处理。语音合成及语音识别。视频技术 主要包括视频数字比，视频编码技术。图像技术主要是图像处理、图像图形 动态生成及压缩技术。网络传输技术主要是研制适合于声音、图像等多媒体 信息传输的网络体系结构和协议。此外，多媒体技术还涉及到面向对象技术、 超文本技术等。

二、多媒体的特征
　　在目前阶段，信息的来源主要是广播、电视、新闻机构、出版商、政府、 金融和教育机构以及娱乐行业。然而在未来的信息高速公路时代，信息将来 自每个工商企业、工作单位、组织和想进出信息高速公路的个人，而且这些 信息将越来越多地用画面、图示、电视影像以及声音来表现，这些表现形式 的结合即是所述的多媒体。对于普通消费者而言，未来信息高速公路呈现在 他们面前的，是应用多媒体技术融合了日常多种家用电器功能的一项新技术 制造的产品，以及由此带来的相应服务。
　　多媒体系统必须要有显示屏、键盘、鼠标、操纵杆、视频录像带、摄像、 输入/输出、电信传输等多种外部设备。多媒体技术力图实现声图文一体化、 视听一体化，并朝着人类接受和处理信息最自然的方式发展，彻底解决人机 界面的友好性，使信息技术发挥重大的效能。多媒体信息的这种特征使得多 媒体系统与传统的计算机系统相比具有高速处理大量数字信号的能力，以及 多媒体输入输出装置的综合能力，通过将图像、声音等信息纳入一体，比之 传统电脑产生和处理的文字、图形、动画来更加生动、活泼、自然、技高一 筹。在实际使用时，可以在个人计算机或工作站上以任意方式处理 Z 视频和 音频信号，如在计算机上接上多媒体卡完成动画的制作合成，文件成像，可 视电话会议幅画和速率选择，影像多层叠加，对比度、色度、色彩控制等等。 归纳起来，多媒体有如下特征：
　　
　　（1）交互性。指用户与系统或用户与用户之间具有双向传输信息的能 力。用户除了可以系统获得信息外，还可向系统提出查询要求，向系统或其 他用户提供信息源。交互性要求系统内每个用户均具有收发双向传输的能 力，所有的计算机应具有友好的人机界面。
　　（2）同步性。系统内传送和提供的每种信息媒体都应是严格同步的，就 是说它们之间是协调和谐的，思想感情是融贯的。
　　（3）兼容性。即系统是开放的，所有设备都能联成网络，具有统一的标 准接口体系，不同厂家生产的设备都能够相互对接和互通。
　　（4）逼真性。多媒体不是简单地实现“图文并茂”，而更强调亲切、生 动、形象的表现方式，给人以临场、逼真等全新的感受。
　　（5）综合处理能力。多媒体终端能提供电话、传真、数据、电视、音响、 电子报刊、电子邮箱、电子信息检索等一系列业务和功能，综合成一体化的 单一一套终端设备，并能够实现媒体之间的信息交换。

三、多媒体技术对信息处理的影响
　　多媒体计算机及多媒体技术的出现与盛行，一改计算机仅能处理文本和 数据的局限以及字符方式与用户交换信息的呆板、枯燥、乏味的做法，而是 能综合处理多种媒体，使之建立联系，并能以人类习惯的图、形、声、情并 茂方式向用户提供信息服务，改变了传统的信息类型单一、信息传播单向、 信息组织线性的特性。具体说有以下几个方面。
（1）信息处理的质量大大提高。现实中的大量信息除了文本、数据型的
信息外，还有大量地图、照片、缩微品、录音、录像等非书资料以及日益兴 起的电子出版物，这么大量的线性、非线性结构的信息只能靠多媒体技术来 管理。具体做法是通过扫描仪、录音机、录像机等设备将上述多媒体信息输 入多媒体计算机，各媒体在多媒体技术下以数字化的形式存放，如图像以点 阵方式、图形以矢量方式，音频、视频通过采样以数字化方式。在多媒体技 术的支持下，可实现特定的信息查询，提高利用率。
（2）色彩丰富、高清晰的显示，改变了传统的输出方式。随着数字图像
压缩和图像处理结构的改变，当今多媒体计算机能显示全屏幕、全运动的视 频图像，高清晰度的静态图像、图像特技，三维实时的全活动图像信号，高 保真彩色图形以及音响信号，因此对存贮信息既可阅读，又配有声音和图像 显示，使得“阅读”更富直观性、生动性和形象性。
（3）形声化的友好人——机界面，改善了人机信息交流手段。由于多媒
体计算机增加了声音、图像接口，因此多窗口技术，图符技术与菜单技术和 鼠标器相结合，可让用户很方便地告诉多媒体计算机任何想做的事情，只告 诉做什么，不再须告诉如何做，按选择即可完成操作。典型的触摸屏技术就 是很好的例子，用户只需用手指触摸屏幕上的图形、表格或提示标志，就可 从屏幕上得到所需信息，这样即使完全不懂计算机的用户，仅通过屏幕揭示 的模拟按键亦可操作，消除了人用键盘和指令的障碍。
　　（4）多媒体信息检索更趋完全、精确。多媒体信息检索技术是针对用户 对数值、文本、图形、表格、静态与动态图像、影视、动画、声形、音乐等 各种形式信息的全方位需求而提供的信息查找技术。检索时，只要激活某一 结点，即可任意查询到所有相关的信息，它可将计算机存贮表现信息的能力 与人脑筛选信息的能力结合在一起，一方面提高了检索效率，另一方面让用
　　
户控制信息系统的建立和浏览，使用户感到更自由和友好。
　　（5）多媒体信息服务更周到。运用网络技术，使信息机构与用户联网成 为可能，从而可以向用户提供可供选择又可双向交流的信息服务。信息机构 将图像和声音进行数字化压缩后进行传送，用户通过解压缩使信息恢复还 原，反之亦然。这样双方的多媒体计算机都可以看到对方的图像并听到声音， 同时进行交流，因而超越时空的间隔。另外，多媒体系统声、像、图、文本 并茂，用作建立信息咨询、信息宣传、信息工程教育等方面服务也会收到更 好的效果。
　　多媒体的应用，使得信息高速公路上的信息资源能被多、快、便捷地利 用。可以预见，多媒体系统将随着技术的改进、标准化的进展、硬件成本的 降低、应用软件的增加，其应用领域将不断拓宽，前景十分广阔，而且还可 以为人们创造出更新的应用方式，如用作商场购物指南系统、酒店咨询系统、 新产品演示系统、仿真系统、检测系统，以及用于教育培训，医疗诊断，办 公自动化、家庭娱乐等方面，使人们的工作环境及生活内容发生根本性的变
化。


第四节数据库技术


　　信息高速公路的信息资源来自于各政府部门，各类型图书馆，专业信息 中心、公司、企业乃至各家庭用户所拥有的信息数据库，任何一个单位或计 算机网络中心的数据库容量都是十分有限的，也远远不能满足不同用户类型 的要求，因此，数据库的建设及数据库技术的应用和发展对信息高速公路就 显得尤为重要。

一、数据库的概念
　　数据库是计算机应用的一个重要方面，是近年来迅速发展起来的一门新 兴学科，以数据库为中心的数据库处理技术是信息技术的重要组成部分。
数据库是服务于各种数据处理的、有组织的信息单元的有序集合，这些
信息单元的存贮独立于使用它的程序。可按一种通用的方法对这些信息单元 进行维护和检索，存贮在其中的信息可为不同的用户共享。这里所说的信息 单元即数据，是指字符、数字以及其它任何可以表示信息的形式（包括声音、 图形及图像等）。
首先，数据库必须以某种介质为依托来存贮数据，这种存贮介质可以是
磁带、磁盘或者光盘；其次，数据库的概念是以计算机密切联系在一起的， 即无论是表现数据的形式，存贮数据的介质及存取数据的方法，这三方面的 因素与计算机软件和硬件密不可分。
　　数据库及其处理技术是一次重要的信息技术革命，已经历了 20 多年的发 展历程，发展速度非常快，据统计，1975 年世界上仅有数据库 50 多个，到
1990 年就已发展到 4465 个，如今，各种类型的大小数据库难以计数，数据 库及其技术已形成了一套较完全的理论和方法，并仍在向更复杂、更广泛及 更深入的方向发展。

二、数据库的分类

数据库的分类可以从三种不同的角度去加以考虑。
　　（1）按数据存取的方法从广义上说是与数据元素之间的关系，即数据的 结构相关的。描述反映客观事物的数据及其联系叫做数据模型。从这一角度 出发，数据库可以分为关系型数据库、层次型数据库和网络型数据库。
在关系型数据库中，数据模型是若干“关系框架”，即表现各数据字段
（名称、数据类型等）之间相互联系的一种记录，相当于一个二维表。层次 型数据库的数据模型是以记录类型为结点的有向树，树的主要特征是除根结 点外，任何其它结点都只有一个父结点，而父结点对子结点却存在一对多的 关系。网络型数据库的数据模型则是以记录类型为结点的网状结构，网络与 树的区别在于：①一个子结点可有两个或多个父结点；②两个子结点之间可 以有两种或多种联系。虽然这两种数据库模型都反映了现实世界中某些客观 事物的内部联系，但由于实际构造和处理它们比较复杂，加之这三科数据模 型可以相互转让，因此，在现实生活中建立起来的多是关系型数据库。
　　（2）按数据存诸介质分类。从数据存储介质的角度来分类，数据库可以 分为磁带数据库、硬盘数据库和光盘数据库等。磁带数据库中的数据是从头 至尾顺序存放的，对数据的读取也只能从头到尾顺序读取，它要求数据的存 取时间较长，但价格低廉。
60 年代磁盘的问世及其技术的改进，为计算机联机检索提供了条件。磁
盘数据库不仅能实现与磁带一样的顺序存取，还能实现磁带不能进行的随机
（或直接）数据存取。建立在硬盘上的数据库，虽然只能保存供计算机访问 的数据，但今天在微机上使用的各种规格的软盘，却是今天数据交换传播的 重要介质。
光盘数据库的应用已越来越普遍。由于光盘巨大的存储容量，它不仅已
被用作大型联机系统的存储介质，而且由于它的小巧紧凑，只要配上光盘驱 动器便能与微机结合作用，使它成为人们想往的理想介质。
（3）按数据表现形式分类。目前，从信息界及数据库生产者来看，人们
更重视从数据库中数据的表现形式，即数据类型的角度来进行分类。当 60 年代最早出现数据库的时候，只有文献型数据库，但随着计算机联机检索和 数据库产业的形成，很快便涌现出大量非文献型数据库。现在除文献型数据 库外，还有数值型数据库、事实型数据库、文本型数据库以及它们的结合型 数据库。

三、各类型数据库的特征
1.文献型数据库
　　文献型数据库的存贮内容为各种文献资料，正如人们所熟知的，它包含 的是二次文献数据，即表现文献外部特征的各种著录项，如标题、作者、出 处等，以及表现文献内容特征的各种标引项，如主题词、分类号，及文摘等 数据。因此，文献型数据库提供的只是引导人们获得一次文献的参照信息。
2.指示型数据库
　　指示型数据库是另一类参照数据库，它们包括馆藏目录及联合目录、进 行中研究课题以及简单的机构名录或人名地址录等。
3.数值型数据库
　　各类数值数据库有一个共同的特征，就是它们向用户提供直接可能的数 值、事实等信息。因此数值型数据库也往往称为事实数据库。在社会科学方
　　
面的数值型数据库，主要是那些有关经济和商业应用的数据库，即经济统计 与预测，财政金融及设备方面的各种数据库，这些数据库的信息内容覆盖广 泛的主题、地理区域和时间间隔，它们有着极重要的社会价值，能回答物价、 利率、金融、就业、住房、工资等许多社会问题和经济问题。
4.全文数据库
　　全文数据库存储的是具有完整正文的一次信息，它们可以是法律资料、 报纸报道、杂志文章、学术论文等。用户通过某种查找途经，比如键入某一 词汇或短语，便能获得所需要的正文全文。目前的全文数据库包括法律全文 数据库，报纸杂志全文数据库，百科全书全文库，年鉴、大会一类的全文库， 各种辞典全文库，以及某些教科书的全文库等。
5.软件数据库
　　随着计算机，尤其是微型计算机的广泛应用，各种计算机程序及软件包 不断大量涌现，书本式的软件产品目录已很难跟上软件本身的发展，致使人 们转向可联机访问的软件数据库的生产和利用。软件数据库包含的主要是对 软件的说明介绍，有时也含有评论性信息。这类数据库与产品数据库极为相 似，但它们都有一个像文献库的文摘字段一样的有关产品描述及评论性的正 文。
6.文本——数值型数据库
　　这类数据库同时包含数值和正文，基本上都是由正文表述的各种事实。 随着数据库的类型、品种和数量的激增，使人们面临着数据库的不同选择， 而书本式的数据库名录又难以跟上发展的步伐，因此联机型的数据库目录数 据库便应运而生，这类数据库目录数据库也往往叫做数据库的数据库，它的 出现为在信息高速公路上查找各种不同类型的数据库提供了便利的途径。

四、数据库设计及技术要求
　　数据库的设计及建立应符合设计原则和技术要求，要根据用户的要求和 目的、当前的经济技术条件和已有的软、硬件实践经验，来选择有效力、更 适合的设计方法和技术。
（1）数据独立性。设计数据库时，首先要求保证数据的独立性，做到系
统数据存储结构与数据逻辑结构的变化，尽量不影响应用程序和用户原有的 应用。
（2）减少数据冗余，提高共享程度。一般说来，重复存储或用一系统包
含有大量重复数据不但浪费大量存储空间，而且对管理和修改都增添了麻 烦，还潜在有不一致的危险，即同一记录在不同文件中可能不一样（如修改 某个文件中某个数据而没有在另外的文件中作相应的修改）。因此，设计数 据库时要消灭有害的数据冗余，提高数据的共享程度。但是，有时为了缩短 访问时间或简化寻址方法，也人为地使用数据冗余技术，为了保证数据库的 快速恢复，也需要不断地建立数据库的副本。所以，在设计数据库时原则上 只要求消除有害冗余，而不能要求去掉一切冗余数据。
　　（3）要做到多用途，查寻方便。这就意味着要求存储量大、可靠，并且 对同一信息可以从不同的角度用不同的方法去找到它，从而能满足多种类型 用户的需求，做到资源共享（即数据共享和设备共享）。此外，合理、可靠 和保密是常见的用户要求，既要做到多用途，也要能满足这些要求。
（4）用户与系统的接口要尽量简单。系统应具有很强的数据管理能力，

能满足用户容易掌握、使用方便的要求。例如：使用高级的非过程化的询问 语言或简单的终端操作命令，为用户提供简单的逻辑数据要求；能适应批处 理应用程序要求数据流量大、终端用户需要“响应时间”、满足人机对话的 要求、实对系统要求快速响应等的操作环境，具有处理非预期询问的功能等。
　　（5）保证数据库系统的可靠性、安全性和完整性。一个数据库的可靠性 体现它的软、硬件故障率小，运行可靠，出了故障时可以快速地恢复到可用 状态，数据库的安全性是指系统对数据的保护能力，即防止数据有意或无意 的泄露。因此，在设计系统时，必须增加各种安全措施，这已成为一个专门 研究的课题。完整性是保证数据库仅仅包含正确数据的问题，不正确的数据 可能由有意或无意的错误操作产生。总之，设计数据库时要求系统尽可能做 到维护数据的完整性，目前的系统通常设置各种完整约束条件来解决这一问 题。
　　（6）应充分考虑系统的可修改性与可扩充性，整个数据库系统在结构上 和组织技术上应该是容易修改和扩充的。因为一个数据库通常不是一次而是 逐步建设起来的，而数据有可能会不断增加或扩充；另外，数据库的用户及 其应用也会不断地发生变化。所以在设计数据库时要考虑与未来应用接口的 问题，不致于因为以后情况的变化而使整个数据设计推倒重来或使已经建立 的数据库系统不能正常工作。另外，还应注意在修改和扩充系统后，不应影 响原有用户的使用方式，如不必修改和重写原有的应用程序。

第五节计算机网络技术


　　正如铁路网和公路网一样，信息高速公路也是在它的网上传递和存取信 息的。信息高速公路上的网络即是计算机网络的全国乃至全球规模的大联 网，该网也与一般网一样，由“线”和“结”组成，线把结联在一起就成了 网。在信息高速公路中，“结”就是多媒体装置，而“网”就是由光缆联成 的网络。

一、计算机网络的发展
　　90 年代是计算机网络技术和产品的成熟和大发展的年代。所谓网络，是 指在地理上分散布置的多台独立计算机通信线路互连构成的系统。根据联网 区域的大小，计算机网络可分成局域网和远程网。
一般说来，计算机从发明至今已经历了四代的变比。最初的计算机用于
工程设计，第一次换代是 60 年代，计算机用作企业数据处理；第二次换代是
70 年代，采用多用户分时共享计算机服务；第三次换代是 80 年代，个人计 算机得到迅速发展，第四次换代是 90 年代，普遍实现计算机网络化。计算机 如不能联网，就像人流落到荒岛一样。在今后 20 年内，通过计算机网络化， 计算机将发展到无处不用、无处不在的时代。
　　计算机网络经过 20 多年的发展，技术上已比较成熟，并逐步标准化。如 今，用户的单机系统越来越多地联成局域网，独立的局域网发展成各种区域 网，不少区域网又相互连接构成更大范围的网络系统。
90 年代的网络发展呈下列趋势：
（1）网络数量不断增加，网络市场迅速扩大。据统计，1990 年全世界计

算机网络总共达 197 万套，至 1993 年全世界计算机网络达 250 万套，同时网 络市场每年达 100 多亿美元，且以 30％以上的增长率在上升。在计算机网络 中，微机局域网虽然兴起较晚，但发展尤为迅速。据已有的资料显示，1985 年全球微机网的产值仅为 6 亿美元，到 1992 年已增长到 60 亿美元。
（2）网络传输的速度越来越快。80 年代网络传输速度从 1Mb/s 进展到
10Mb/s，90 年代初发展到 100Mb/s 到几百 Mb/s，现在 1Gb/s 高速局域网已建 成使用，1Gb/s 的宽域网正在兴建，如美国按照政府提出的“高性能计算机 与通讯计划”，正在建设覆盖全国千兆位科学与教育网络，通过这一网络将 把每亿万次高性能计算能力传送到各地研究机构与高等院校。
　　（3）无线数字网蓬勃兴起。随着便携式计算机的发展与普及，人们对可 移动的无线数字网的需求日益增加。利用这种无线数字网，人们随时可将计 算机接入网内，发送和接收数据。无线数字网在目前已经得到了很大的发展。
　　（4）交互式网络的发展。交互式网络的设想是在 1964 年由兰德公司的 研究人员保罗·巴兰提出的，起先被美国国防部采用为军事通信系统，后被 计算机公司和大学的程序员用来交换信息。在 80 年代中期，美国形成了交互 式网络的骨架，此后，商用网络和个人计算机也都通过调制解调器和电话线 与交互式网络相联。进入 90 年代，美国交互式网络的用户正以每年 30％的 速度增长。与此同时，交互式网络在世界其它较发达国家也得到了较快的发 展。
交互式网络是计算机联网的一种新的方式，它和以前的计算机联网有两
个明显不同的特点：
　　（1）它和以前的中心联网方式不同，设有通信中心，没有中央转换台和 总控制机构，与交互式网络联网的任何计算机网络都是交互式网络的一个组 成部分。
（2）它和以前的主从联网方式不同，这里设有主人电脑对客人电脑提供
资料服务。请求和服务都是相互的，交互式网络中的用户都可以对其它用户 提出请求，也都可以对其他用户进行服务。
在交互式网络中，任何用户都可以借助配有调制解调器的个人计算机和
电话线，从一个网络进入另一个网络，从一个国家的计算机进入到另一个国 家的计算机，实现全球范围的信息输出和接收。
计算机网络是当代先进信息技术和信息功能的高度综合，它将极大地增
强社会信息加工、交流、储存的能力与效率，成为推动社会生产力发展、社 会开放和社会信息化的重要工具。

二、计算机信息通信网
　　目前，信息通信网主要有以下四种类型：局域网（LAN）、广域网（WAN）、 增值网（VAN）、因特网（INTER-NET）。我们可以用一般公路来比喻这几种 通信网的关系，局域网相当于企业内部的专用道路，可以在自己的管辖范围 内自己决定速度；广域网相当于公路，可以是高速公路，一般国道或一般公 路，但其行驶速度受到限定，且必须交付使用费；因特网相当于跨国纵横交 错的国际高速公路网，是未来信息高速公路的雏形；增值网则相当于把专用 道路、一般公路、高速公路等组合在一起提供送货上门的运输服务系统，或 者提供观光交通和饭店服务等一系列服务的旅游信息服务系统。
1.局域网

　　在企业内部或办公楼范围内通过高速传输线路连接计算机和终端与终端 的网络，称为局域网，它是指专门设计或用来将有限地区范围内的计算机及 其附属设备联接起来的网络。联接在局域网中的设备包括微机，小型、大型 计算机，工作站，存储设备和打印机等。每种设备都作为一个上“站”与网 络中的“中点”相联。局域网通过电子信函设备和文件传输程序使信息在本 机构内部传播，并能以较低的成本实现各种软、硬件资源的共享。局域网还 可以与其它局域网、广域网或大型计算机系统联接起来，以扩大它的信息传 输范围。
2.广域网
　　它是一种把分布于局域网络更广的区域（譬如一个城市、一个国家、甚 至全世界）的计算机设备联接起来的网络，通常是邮电事业部门经营和管理、 超越部门和局域的向公众提供使用的远程公用信息通信网。以我国为例，广 域网包括以下几种类型通信网：
　　（1）公用电话网。用电话网传输数据，用户终端从连接到切断，要占用 一条线路，所以又称电路交换方式，其收费按照用户占用线路的时间而决定。 在数据网普及以前，电路交换方式是最主要的数据传输手段。
　　（2）公用分组交换数据网。分组交换数据网将信息分“组”，按规定路 径由发送者将分组的信息传送给接收者，数据分组的工作可在发送终端进 行，也可在交换机进行。每一组信息都含有信息目的的“地址”。分组交换 网可对信息的不同部分采取不同的路径传输，以便最有效地使用通信网络。 在接收点上，必须对各类数据组进行分类、监测以及重新组装。
（3）数字数据网。它是利用光纤（或数字微波和卫星）数字电路和数字
交叉连接设备组成的数字数据业务网，主要为用户提供永久、半永久型出租 业务。数字数据网可根据需要定时租用或定时专用，一条专线既可通话与发 传真、也可以传送数据，且传输质量高。
3.增值网
　　增值网一般是指私人机构向电讯管理部门租用一些大容量低价格的通信 线路，装上自己的交换和通讯设施，并增加服务功能，从而提高了它们的使 用价值与服务水平，再提供给最终用户使用，并从中获得利润的网络服务。 增值网络服务包括以下内容：
（1）通信线路服务。把从通信部门租来的大容量线路分割成小容量线
路，出售传输服务，主要可减少用户的通信线路费用。
　　（2）通信处理服务。如提供广域的内线服务、分组交换、话音邮件、电 子邮件等，通信处理功能还包括协议转换、速度转换、格式转换、载体转换、 存储转换、网络管理等。
　　（3）信息处理服务。在网络内提供流通业务、金融业务、输送业务等联 机信息处理，其中最常用的是电子数据交换业务。
　　（4）信息提供服务。通常同数据库批发商或联机检索服务机构合作，让 用户通过网络访问不同系统的数据库，可减少数据库利用费用。
　　（5）承包企业网服务。从网络开发到运作全部承包的形态，是一种新型 的增值网服务。通过这种服务来补充企业通信网的不足，构成完整的网络， 让企业在短时间内实现比较经济的网络，或者为用户承包局域网和广域网的 维护和运作等。
在国外，增值业务网非常发达，现在已发展到商店购物，餐馆用信用卡

收费，从其它银行取出自己在储蓄所的存款等。各行各业或跨行业都有自己 的增值网，不同的增值网相互连接，将构成信息社会的信息基础结构。
4.因特网
　　因特网是连接网络的网络，是目前世界上最大的计算机网络，可以说是 信息高速公路的雏形。据统计，到 1994 年止，因特网互连系统已履盖了 150 个国家和地区，连接了 21000 多个网络、2000 万台计算机、650 个网络服务 器，拥有 6000 个新闻中心 2000 个图形服务中心、近 1000 个图书馆目录、3200 多万个用户。它的综合能力和规模正以每年翻一番的速度迅速增长，每小时 增加 100 台主机，预计到 1998 年，网内用户将超过 1 亿。
　　当前世界各国都积极与因特网连网。因特网能提供丰富的网络工具及应 用软件，供用户共享国际信息资源和进行信息交流。主要的网络工具有电子 邮件、远程登录、文件传送、广域信息服务站、环球网等。
　　因特网为全球信息资源共享提供了理想的基础。它的优势在于允许用户 在不相匹配的计算机之间转换文件，跨国界传递信息，即时检索联机数据库、 图书馆目录、软件文档、全文报告和其它信息。

三、信息网络的未来走向
　　信息社会需要不断革新信息网络技术。信息网的最终发展趋势是实现数 字化、宽带化、综合化、潜能化。在信息时代，光纤网将日益发挥它的巨大 作用。随着信息高速公路设想的提出和逐步实施，目前许多国家正在发展综 合业务数据网的基础上，朝着宽带综合业务数字网，智能化和个人化信息网 迈进。
未来通信网应该是一种宽带智能综合信息网，这种网络利用公共交换的
电话网络，通过数据库技术和智能技术，提供多样化及特殊的信息服务。智 能综合信息网的提出，是为了适应社会高速信息化的需要。由于社会的高速 信息化，必然要求信息网具有大容量、高速度、高保真、高可靠、超小型、 高覆盖等特点。
智能网是在一般通信网及其它计算机网络基础上发展起来的，由于引入
了人工智能技术，大大增强了网络的灵活性和开放性，改变了传统网络的结 构，在网络中重新分配了全网的功能，采取了开放性结构和标准接口，增强 了网络透明性、扩充性和可靠性，并实现了新业务的快速引入和智能比处理。 信息网的综合比，有多方面的含义。一是技术的综合，也就是无论传输、 交换，还是通信处理的功能都采用数字技术，以实现网络技术一体化。由于 充分发挥数字技术的优点，使信息网的总体效益实现最优。二是业务的综合， 即把各项通信业务综合在同一信息网传送、交换和处理，并能在进行不同业 务的终端之间实现互通。另外，还可以通过虚拟专用网技术，使各种专用网 络逐步走向综合。一个综合智能信息网，要实现将技术的综合、业务的综合
和网络综合互相结合的目标。 宽带化、智能化和个人化的信息网，将使人们能够有效地应用多媒体系
统进行全球性商业活动，这就给企业进行全球范围的经营、竞争、合作带来 极大的方便。
　　随着计算机技术和光纤通信技术的发展，全球将形成一种崭新的信息与 通信网系统，它能以更快的速度传送和处理数量日益增加的数据、信息和知 识，更有效地发挥信息高速公路的信息资源优势，最大限度地实现全球信息
　　
资源共享。


第六节计算机技术


　　计算机技术是信息高速公路建设的基础，也是信息高速公路的控制枢 纽，人们通过个人计算机与信息网络相连，从而进入信息高速公路，查询并 获取信息资源。随着信息量的激增，超大型计算机存储和处理信息更显得尤 为需要。

一、计算机发展概况
　　自 1940 年出现第一代电子管计算机以来，计算机已经历了四次更新换 代，计算机的数据处理速度、功能与性能都有了极大的提高。通信技术的不 断发展，计算机网络化的普及，计算机并行处理技术的兴起，多媒体的应用， 以及高速度芯片的研制成功，都大大地推动了计算机技术的发展。
计算机依其规模（主要是指运算速度和存储容量）可分为以下四大类：
1.大型机与巨型机
　　其特点是通用性广、运算速度快、综合处理能力强。但是大型机研制周 期长、耗资巨大、设计与制造技术十分复杂，所以国外只有少数公司在继续 从事大型机的研制，而且大型机的市场销售额也在逐年下降。目前，大型机 仍然在稳步地向前发展，并在各类计算机中仍将占有牢固的地位。
2.中型机
　　目前，中型机在实际应用中已归入低档大型机或高档小型机。严格地说， 中型机技术与大型机技术没有根本差别，只是其综合性能与总体指标相对较 弱而已。
3.小型机
　　小型机的规模介于中型机与微机之间，其运算、存储能力、软件设备等 都不及大型机，通常它是用来满足一个部门或中、小型单位的处理需要，小 型机特别适合于过程控制和支持显示终端。
4.微机
　　从微机问世以来，微机技术发展迅速，其发展势头已远远超过其他机种， 其市场销售额居各类计算机的榜首。90 年代，这类计算机将向速度更高、体 积更小、价格更便宜的方向发展，并逐步向便携机或功能齐全的高档工作站 靠拢，在功能上已经向中、小型甚至大型机提出挑战。

二、计算机技术发展趋势
　　从技术性能角度来看，90 年代的计算机不仅其体积将越来越小、价格将 越来越低、性能/价格比将越来越高，而且还会朝着分散化、多样化、标准化 和网络化的方向发展。
　　小型化是指器件的体积小、功耗小，每个部件之间的距离越小，机器反 应的速度也就越快，运算速度也就越高。
　　标准化是指不同机种的相互连接以及操作系统和接口的标准趋于统一， 以便解决不同机种间的相互连接问题。国际标准化组织正在推行与开放系统 互连有关的标准化，这方面的工作已取得很大的进展，并得到了各国的积极
　　
响应。
　　多样化是指在性能、功能、灵活性等方面将推出用途各异、各具特色的 多种产品。今后，在计算机结构、运算速度、处理算法、应用软件、产品形 状等方面将开发出多种多样的专用产品和新型机种。这些新型机种包括超大 规模并行计算机、智能计算机、光计算机、神经网络计算机等。
　　分散化是指通过提高计算机的性能/价格比和改进网络技术，使资源和处 理工作分散在网络的各个部分。到 90 年代后半期，将通过超并行处理巨型计 算机实现真正的水平和垂直分散处理环境，网络内各种计算机将比现在有更 细的分工和更特定的作用，并能够做到协调一致，相互联系，实现工作的最 优化。

三、新型计算机
　　新型计算机主要是指目前正在研制的具有特殊功能的新一代计算机，其 中包括超高速计算机、人工智能式计算机、仿人脑式电子计算机等，下面加 以简要介绍。
1.超高速计算机
　　超高速计算机正是体现了现代计算机的特点之一——巨型化、高速化、 大容量化的要求，使计算机达到存储容量大、运算速度快、而且性能好。
超高速计算机的研制源于美国政府以总统倡议的名义提出的“高性能计
算机与通讯计划”，其首要目标是到 90 年代中期制成每秒万亿次巨型机。由 此，西方各国也竞相研制，并不断宣布研制出了这种大规模并行机的新产品， 其系统性能大幅度提高，而运算速度则不断加快，产品可谓日新月异。
目前在超高速计算机方面在世界居领先地位的是美国克雷研究公司，其
次是日本电气公司、日本日立公司和富士通公司。在 1992 年超高速计算机市 场销售额为 51 亿美元，估计到 1997 年高性能计算机的市场销售额将达 67 亿美元以上，今后还将有较大的发展。
超高速计算机将使用最新的现有先进技术，主要是用运算速度比硅片快
三倍以上的砷化镓片来代替通用的硅片的主要芯片，它将按交互式网络系统 的要求设计，为信息高速公路服务，同时，要求超高速计算机操作尽可能方 便。
超高速大型计算机仅仅是超高速计算机的一个方面，另一个同等重要的
方面是研制高性能超微型计算机，甚至小到可以装进口袋里，以满足信息高 速公路的各种不同需要的大众用户的要求。
2.人工智能式计算机
　　人工智能是人类知识的放大器，是用人工的方法来模拟人类智能的一种 技术。人工智能式计算机应具有一定的看、听、说以及一定程度的逻辑思维、 推理、自然语言输出入、图像处理等功能，并建立起具有计算机网功能的知 识库。
　　经过了 30 年的研究，美国国际商业机器公司（IBM）于 1993 年正式推出 了第五代人工智能计算机的一种——第一代商用“语音记录器”，这种机器 可以识别 2 万个单词，其准确率达到了 97％，速度为每分钟识别 70 个口授 单词。
　　第五代人工智能计算机已经具备了语言识别的功能，成为一台“懂话的 机器”，初步实现了“人机对话”，即计算机能够识别人的语言。另外，用
　　
计算机进行辅助设计、翻译、自动情报检索、绘画、作业、搏奕和专家系统、 机器人等方面的发展，都已经向计算机的智能化迈进了一步。在不久的将来， 将会出现“自然语言系统”，即不仅对单词有反应，还可以领会整段谈话的 意思，按谈话内容去办事，使计算机能够更加有效地实现人的意图。
3.仿人脑式计算机
　　目前正在进一步加紧研制的第六代仿人脑式电子计算机，其功能将接近 人脑，具有自己学习、思考、判断和对话的能力。90 年代才出现的神经网络 计算机便取得了较好的效果。
　　1992 年底英特尔公司使用美国普罗维登斯的内斯托尔公司生产的软件制 造了一种新型的神经网络芯片，生产了神经网络计算机。普遍的计算机只能 依据指令无可改变地固定的规则精确地运行，而神经网络计算机则可以像小 孩子那样通过事例来学习。神经网络芯片的运行速度是现行微处理机芯片运 行速度的 100 倍，可以根据信号反馈不断从最快的速度纠正有偏离目标的倾 向的运行，从而使偏离目标的倾向好像没有发生，机器好像能自己学习。
　　应该承认，这已是初级的人脑分析判断功能，但目前神经网络芯片运行 速度和机器技术要求还有不小差距，要求的运行速度为现在微处理机芯片运 行速度的 1 万倍，但这并不妨碍神经网络计算机的实际应用。如应用在个人 电脑上，对机器中的故障发生预先警报；装在汽车上，在驾驶员打瞌睡时唤 醒他，并把车引上正路；或通过逐步缩小怀疑面，来查出信用卡欺骗行为； 此外，还将应用于预测地震、进行交通管制、收集经济情报、治疗疑难病症 等。

第七节机器翻译


　　目前，信息高速公路上运行的信息资源多以英文为主，这就为非英语语 系的国家及人们有效地获取和阅读信息带来了障碍，并且直接影响到信息高 速公路的普及和发展，因此，采取有效途径解决不同民族和国家的语言沟通 问题，则显得尤为重要。机器翻译及其技术便是最为直接的解决问题的理想 方法之一。

一、国外机器翻译的概况
　　机器翻译的广义定义是利用计算机从一种自然语言的符号表达转换为另 一种或多种自然语言表达。这一定义包括文本信息的自动翻译，也包括话语 信息的自动翻译。现阶段，机器翻译是指将文章从一种语言自动翻译为另一 种或多种语言。机器翻译迄今已有 60 年的发展历史。1946 年，美国洛克菲 勒财团副会长韦弗从第二次世界大战密码破译得到启发，首次提出了用计算 机进行机器翻译的可能性。直到 70 年代，尤其在后半期，机器翻译取得了快 速发展，并进入了商业化实用阶段。80 年代，出现了多种具有算法性质的新 型语法理论，对机器翻译的实践起了相当大的促进作用。此后，随着计算机 硬件和软件的迅速发展，微型计算机的存储量可存放一部大的双语字典，出 现了微型化的计算机翻译系统。
　　现在，世界上机器翻译系统多达上百个。其中规模较大、已经实用或已 经商品化的系统近 20 个。如欧洲共同体总部正式投入使用和运行的 SYSTRAN
　　
系统，已有 10 多个语种的版本，1 小时可译 50 万单词，比普通人工翻译快
500倍，法国布尔公司每年用它翻译4500万单词，美国空军每年用它翻译1000 万到 1500 万单词。
　　在欧、美、日等国家，机器翻译已开始实用，并形成相当规模的产业。 据不完全统计，欧美国家每年使用机器翻译系统至少翻译 2.8 亿词。较成熟 的机器翻译系统直接输出的译文译准率（专业人员完全可读懂）一般在 80％ 左右，译后人工编辑量 20％左右，有些系统采用交互式系统和适量的译前译 后编辑，直接输出的译文质量更高。日本许多计算机或电子厂家如富士通、 日立、日本电气、东芝等约 10 家公司。都有自己的机器翻译系统，各大公司 还联合创办了电子辞典研究所，从事大规模日语词库的研究和建设工作。

二、我国机器翻译现状
中国是继美国、英国、前苏联之后最早开展机器翻译研究的国家之一。
1956 年国家科技发展规划列入了机器翻译项目。1959 年由中国科学院计算研 究所和社会科学院语言研究所等单位合作研制了俄汉机器翻译系统。1975 年 开始，国家在“六五”和“七五”规划中恢复并加强了对机器翻译研究的支 持，使我国的机译研究进入了复苏和蓬勃发展的新时期。1978 年中国科学技 术情报研究所开发试验了冶金文献英汉机器翻译系统，以 5000 条题录为试验 材料，达到了预期效果。目前，我国机器翻译研究已列入“863”国家科技攻 关计划项目之中，经过十几年的发展，机器翻译事业取得了长足的进步和发 展，出现了一批具有一定实用性的机器翻译系统。
1.英汉机器翻译系统
　　英语作为最常用的语言之一，在科技文献中占有极其重要的地位。世界 上大多数重要学术论文都是以英语发表，因此，英汉机器翻译在我国受到了 极大的重视，并出现了一些实用性较强的英汉机器翻译系统。
（1）“译星”英汉机器翻译系统。其主要设计者是董振东教授，1991
年获国家“七五”攻关重大成果奖，它的出现引起国内外机器翻译界和计算 机语言界的瞩目。近年来，“译星”系统重新设计和编程，发展为“译星—
92”系统，在翻译速度、用户界面、词典结构、词典维护等方面均有明显改
进，系统现有基本词条 4 万多条，专业词典分 10 个领域共 35 万条。
　　（2）智能型英汉机器翻译系统。该系统是基于人工智能技术的新一代机 器翻译系统，主要设计者是中国科学院计算研究所陈肇雄博士。系统从 1986 年开始研究，1990 年开发成功，现在基本词 35000 条，汉语词 25000 条，通 用规则 1500 条，此外还有大量的特殊规则和成语规则。该系统作为智能型机 器翻译系统，在总体设计、翻译处理技术、语言学工程和知识处理等方面具 有特色。这个系统的部分成果于 1992 年实现了产品化，并同港商签订了长期 合作合同，开辟了我国机器翻译产业化的新路。
　　（3）高立英汉机器翻译系统。该系统由中国社会科学院语言研究所研 制，后由该所与北京高立电脑软件公司合作进行商品化开发，目前已经投放 市场。系统的基本词库收词 60000 条，语法规则库收规则 800 条，背景知识 库收规则达 150 条，翻译速度达每小时 12000 个词以上，系统的开发从试验 性的题录翻译、全文翻译，到发展为实用型全文翻译。在研制期间，设计思 想和算法技术经几次原则性调整和优化，研究成功后又经历了两年多的试验 性运行，进行了各种性能指标的考核，取得了较好的效果。
　　
2.汉译
　　80 年代以来，我国也开始了汉译英和各种语言对汉语的机器翻译的研究 和试验，并取得了可贵的成果。
　　（1）“汉译”汉英、汉日机器翻译系统。该系统由中软公司吴蔚天教授 领导的项目组研制的单向多语对汉译系统，包括汉英、汉日两个机器翻译系 统。“汉译”系统首先是一个多功能的汉语信息处理系统，包括切分、词性 处理、生成语法树和外语生成等可独立使用的模块。其中每一个模块都可以 单独使用，所以“汉译”还能为自然语言理解、汉语词语研究提供条件。“汉 译”系统的汉英翻译在科技报告、论文、报刊文章、产品说明书等方面已经 有了翻译数十万字的实践经验，用户反映能减少 50％的工作量。
　　（2）德汉机器翻译实验系统。由上海交通大学计算机科学与工程系盛焕 烨教授负责研究的面向机电类专业的德汉题录机器翻译系统，主要是对德语 科技及专利文献、产品说明书和技术手册等进行翻译。目前该系统的词典容 量为 2 万多词，除少数特殊情况外，一般不要求译前与译后加工，其翻译效 果良好。目前，该系统尚在进一步开发与研制之中。
　　此外，还有南京大学的日汉机器翻译系统，哈尔滨工业大学的汉英机器 翻译系统和东北大学的汉英机器翻译系统均比较成熟，并正在向实用化方向 迈进。
我国机器翻译经过了多年努力研制出来的上述系统都在走向实用化和商
品化，但其中多数系统的译文质量仍是一个严峻的问题。对于一些常用语和 简单句型，翻译系统经过不断调试，有一定的“可懂度”，且大多局限在一 定的专业领域内，对于一些复杂句子、多义词和歧义词等翻译问题则还有待 做进一步的深入研究工作。

三、机器翻译的走向
纵观国内外机器翻译的发展，其未来走向可归纳为以下几点。
　　（1）改变传统的机器翻译大多基于纯规则的方法，运用基于语料库的方 法，包括引入统计方法、基于实例的方法和对语料库进行加工使之成为语言 知识的方法等，这些方法正成为世界关注的课题。语料库是最重要的翻译知 识资源，可用于翻译支持系统，当翻译人员发现翻译、写作的疑问时，可以 参考例句、范文获得帮助。语料库还可用于自动翻译系统，当句子或句子某 一片断不好翻译时，系统可找到相近的例子自动模仿完成翻译。
（2）在特定专业领域实现高质量全文自动翻译。面向特定专业的机器翻
译系统将是今后一段时期机器翻译研究突破的重点，现在虽然有一些面向特 定专业的机器翻译系统，但由于其翻译质量差，专业范围窄小，从而无法大 规模扩大使用。估计未来几年机器翻译系统将在这方面有所突破，并将随着 专业领域的不断扩大，逐步提高译文的质量和专业范围。
　　（3）语音机器翻译系统。与语音识别和合成系统相结合形成的语音机器 翻译系统，将是今后机器翻译发展的另一主要方向。这种系统具有广泛的应 用范围，如可形成全自动电话翻译系统、同声会议翻译系统等，但由于语音 识别和机器翻译本身固有的难题，语音机器翻译系统在近期还不大可能实现 应用化。
　　（4）走向商业化和产业化。目前虽然有许多投放使用的机器翻译系统， 但真正实用化和商品化的系统并不多。由于社会信息量的增加和语言障碍的
　　
突出，以机器翻译为主要工具的快速翻译服务则显得非常迫切，因此，使机 器翻译实现产业化和商品化势在必行。
　　（5）大力开展语料库和电子词典的大规模建设。世界各国尤其是加拿 大、欧洲、日本都非常重视该项工作。如日本成立了“电子词典研究所”， 并在研究一种通用电子词典，其目标是适用于多种自然语言处理系统使用的 包括日语和英语的通用电子词典，该词典包括基本词语 20 万条，专业词语
10 万条，而且不仅包括词语词典，还包括用“知识表达语言”构筑的概念语 典。这部词典将用于机器翻译，信息检索语言识别等多种范围。

第四章生活在信息高速公路上

第一节社会变革与信息高速公路


　　下个世纪，是一个令人想往和憧憬的世纪，是一个色彩绚丽和充满生机 的时代，生活在未来的人们，将充分感受到信息社会的无限魅力，感受到信 息高速公路带来的一系列革命性的变比。
　　信息高速公路的建成，最终将影响到人们的工作方式、学习方式、生活 方式、经济方式，以至人们思想观念的深刻变化，由此引起的人生和社会变 革也将是巨大而深远的。
　　它将使劳动者的劳动形式发生革命性的改观。工人可借助信息高速公路 观察和操纵机器，农民可通过终端管理农田教师能够在信息高速公路上传授 知识、学习可以接通网络在家中聆听教导，医生将运用计算机诊断系统向医 院外的病人传送诊断书和药方，科学家可选择在自己的办公室里为重大国际 会议宣读论文，我们也将不必奔波在外而能从容地观看一场精彩的晚会，欣 赏一曲曲美妙的乐章??
它将最终改变现有的教育方式。学校可进行远距离教学。多媒体的交互
性、图形显示及音频和视频功能，将使教育体制和方式多样化，创造出一种 生动活泼的学习环境，提高学生的学习兴趣，为教师和学生提供更丰富的教 学资源。已进行的试验和研究表明，比之常规教学法，这种新的方法能使学 生学习速度提高 50％，教育经费节约 30％。把多媒体引入课堂，意味着对课 程设置和教学法的全面改革。多媒体应与新的教学法相结合，才能达到理想 的效果，否则将成为额外的负担。新的教育方式将使学生们更加积极主动地 学习，而不是被动地应付，当他们掌握了学习控制权后，一场学习上的革命 将指日可待。
它将使技术变革的步伐及其对工作场所、职业技能影响的速度显著加
快。受过良好教育的人会从中得到好处，而缺少教育、墨守陈规的人将愈加 缺乏竞争力。因此，各行各业的人都将接受信息技术的教育，大多数劳动者 必须学会依靠计算机网络技术、声像技术、数据存储检索技术和人工智能技 术。技术革新的周期越来越短，这意味着终身教育、终身学习将成为人们生 活中不可或缺的部分。
它将所有的通讯系统、计算机、数据库等连接起来，形成统一的网络，
推动未来科学技术的发展，在全球范围内形成一个统一的、但又不扼杀科学 家个性的“知识生产系统”。它将使各个国家、部门、企业和个人的知识成 果成为“国际的财产”，这种共同财产可于瞬间从计算机数据库中检索出来， 及时被应用于新成果的研制上，这将大大加快知识的生产。各国的科学家们 将由此体验到科学的那种真正的激动人心之处，通过国际协作来创造知识和 积累知识，并分享知识成果。
　　它将使家庭获得多种新型服务，如在荧屏上点播和收看直接传送的电 影，阅读交互式电子报刊，数字式日报将直接传送到订户家中，订户可以选 阅自己感兴趣的文章。如果需要的话，500 个电视频道将不会视为一种奢侈， 电视购物、可视电话等也将成为普通的事情。从技术上说，家庭所需要的服 务，几乎都可以借助信息高速公路直接或间接获得。
　　
　　新的信息网络将不仅仅是学子们的工具，而且还是一种渗透到每一角落 的技术和社会力量，它将把整个社会结构紧密结合在一起，形成一种新的主 流文化现象。在舒适便捷的人机系统中，人们所面对的将不再是简单的机器， 而是一种高智能、服从人的指令、对人友善的、不可缺少的工作、学习、生 活及娱乐伙伴。性情急躁的人也往往能冷静下来，全身心地投入进去，真正 感到了自己的一片天空，感受到自己的无穷力量，体味到在自己的主体控制 之下做各种事情的乐趣。这种令人愉悦的人机系统，将极大地拓展人的智力、 体力和感官能力，缩短时间和空间距离，把人的潜能发挥到最大限度，并最 终丰富和改变人类的精神世界。
　　它还将促使全球经济方式的大变革。信息高速公路的建成，将极大地提 高经济系统网络的反应灵敏度和功能，改善社会化大生产的协作方式，使全 球和各国经济更有秩序、更高效地向前发展。
　　信息高速公路将为宏观经济信息的采集、传输、存储、共享、处理、分 析和综合提供全新的技术可能性，使市场经济的宏观调控制建立在及时、准 确和科学的基础之上。企业可以通过高速数据网络来了解生产、存货和定货 情况，那些仓库之类的建筑物和储备物资极有可能被网络和数据库（智力资 产）所取代，它能帮助企业根据市场行情作出适时有效的调整，增大经营的 灵活性和科学性。
信息将成为经济发展的最重要的战略资源。信息的及时传输和处理技术
将是社会的生产力、竞争力和发展成功的关键。借助信息高速公路，全国、 全球范围内的资金结算瞬间可以完成，“无纸贸易”等等将成为现实，并可 极大地降低成本、提高效率、节约能源。
总之，人类社会将由此而发生一次新的革命，社会发展将呈现出一种新
的经济秩序，人们的价值观和社会观也将随着更新和变异。 当然，我们也应看到，信息高速公路所带来的也并非是一派完美的景象，
正像任何事物都存在正反两个方面，信息高速公路对人的个体和社会的影响
也不例外，也会造成一些负面影响。譬如，在高度的信息化、自动化的社会 中，人们交往的机会将会减少，终日与个人终端打交道，会导致人与人之间 关系的疏远，个人也会产生紧张、孤僻、冷漠及其他健康问题；成天与多媒 体画面而不是与现实本身交流，有可能产生心理和社会化方面的问题；家庭 由于使用多媒体，将增加与外界隔离的危险；未来的人机系统是高度自动化、 精确化的，但人如果在现实世界和情感世界中也自动化、精确化而缺少人情 味的话，则将是极为呆板和可笑的。另外，信息高速公路的全球化将有可能 促进世界贫富差距的进一步加大。从而使信息富国更加富裕，信息贫国更加 贫穷，或者造成发达国家对发展中国家的“信息侵略”，产生新的“信息殖 民主义”，引起新的社会矛盾出现。
　　然而，信息高速公路毕竟是人类走向文明的伟大创举，是人类智慧的结 晶，我们不能因为其可能产生的负作用就完全否认其积极的东西和先进性， 或者消极地等待、无声的悲叹，我们完全有理由相信它的美好的未来。或许 有那么一天，当你最终迈入其中，当你有幸处于信息高速公路上芸芸众生之 中，你会无比惊喜于它的美妙，感叹于它所带来的令你难以忘怀的一切。
　　行驶在信息高速公路上的人们，他们将怎样生活？信息高速公路的沿途 又将呈现哪些图像？
　　
第二节家中办公