中國工程院院士李國杰談新一代信息技術發(fā)展新趨勢

　　近幾年媒體上頻繁出現(xiàn)“新一代信息技術”這一概念。新一代信息技術，不只是指信息領域的一些分支技術如集成電路、計算機、無線通信等的縱向升級，更主要的是指信息技術的整體平臺和產業(yè)的代際變遷。上世紀80年代以前普遍采用的大型主機和簡易的啞終端，被認為是第一代信息技術平臺。從上世紀80年代中期到本世紀初，廣泛流行的是個人計算機和通過互聯(lián)網(wǎng)連接的分散的服務器，被認為是第二代信息技術平臺。近10年來，以移動互聯(lián)網(wǎng)、社交網(wǎng)絡、云計算、大數(shù)據(jù)為特征的第三代信息技術架構蓬勃發(fā)展。概括地說，新一代信息技術，“新”在網(wǎng)絡互聯(lián)的移動化和泛在化、信息處理的集中化和大數(shù)據(jù)化、信息服務的智能化和個性化。新一代信息技術發(fā)展的熱點不是信息領域各個分支技術的縱向升級，而是信息技術橫向滲透融合到制造、金融等其他行業(yè)，信息技術研究的主要方向將從產品技術轉向服務技術。以信息化和工業(yè)化深度融合為主要目標的“互聯(lián)網(wǎng)+”是新一代信息技術的集中體現(xiàn)。

　　網(wǎng)絡互聯(lián)的移動化和泛在化。近幾年互聯(lián)網(wǎng)的一個重要變化是手機上網(wǎng)用戶超過桌面計算機用戶，以微信為代表的社交網(wǎng)絡服務已成為我國互聯(lián)網(wǎng)的第一大應用。移動互聯(lián)網(wǎng)的普及得益于無線通信技術的飛速發(fā)展，4G無線通信的帶寬已達到100Mb。我國提出的TD—LTE制式被認定為4G無線通信的國際標準之一，已率先在國內部署，這是我國從通信大國走向通信強國的重要機遇。正在研發(fā)的5G無線通信不只是追求提高通信帶寬，而是要構建計算機與通信技術融合的超寬帶、低延時、高密度、高可靠、高可信的移動計算與通信的基礎設施。當前，基于IPv4協(xié)議的互聯(lián)網(wǎng)在可擴展性、服務質量和安全性等方面已遇到難以突破的瓶頸，近來各大企業(yè)和研究者們正在積極發(fā)展軟件定義的互聯(lián)網(wǎng)和以內容為中心的互聯(lián)網(wǎng)，這可能是未來互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要方向。過去幾十年信息網(wǎng)絡發(fā)展實現(xiàn)了計算機與計算機、人與人、人與計算機的交互聯(lián)系，未來信息網(wǎng)絡發(fā)展的一個趨勢是實現(xiàn)物與物、物與人、物與計算機的交互聯(lián)系，將互聯(lián)網(wǎng)拓展到物端，通過泛在網(wǎng)絡形成人、機、物三元融合的世界，進入萬物互聯(lián)時代。

　　信息處理的集中化和大數(shù)據(jù)化。上世紀末流行個人計算機，由分散的功能單一的服務器提供各種服務，但這種分散的服務效率不高，難以應付動態(tài)變化的信息服務需求。近幾年興起的云計算將服務器集中在云計算中心，統(tǒng)一調配計算和存儲資源，通過虛擬化技術將一臺服務器變成多臺服務器，能高效率地滿足眾多用戶個性化的并發(fā)請求。過去長期以來計算機企業(yè)追求的主要目標是“算得快”，每隔11年左右超級計算機的計算速度提高1000倍。但為了滿足日益增長的云計算和網(wǎng)絡服務的需求，未來計算機研制的主要目標是“算得多”，即在用戶可容忍的時間內盡量滿足更多的用戶請求。這與傳統(tǒng)的計算機在體系結構、編程模式等方面有很大區(qū)別，需要突破計算機系統(tǒng)輸入輸出和存儲能力不足的瓶頸，未來10年內具有變革性的新型存儲芯片和片上光通信將成為主流技術。同時，社交網(wǎng)絡的普及應用使廣大消費者也成為數(shù)據(jù)的生產者，傳感器和存儲技術的發(fā)展大大降低了數(shù)據(jù)采集和存儲的成本，使得可供分析的數(shù)據(jù)爆發(fā)式增長，數(shù)據(jù)已成為像土地和礦產一樣重要的戰(zhàn)略資源。人們把傳統(tǒng)的軟件和數(shù)據(jù)庫技術難以處理的海量、多模態(tài)、快速變化的數(shù)據(jù)集稱為大數(shù)據(jù)，如何有效挖掘大數(shù)據(jù)的價值已成為新一代信息技術發(fā)展的重要方向。大數(shù)據(jù)的應用涉及各行各業(yè)，例如互聯(lián)網(wǎng)金融、輿情與情報分析、機器翻譯、圖像與語音識別、智能輔助醫(yī)療、商品和廣告的智能推薦等等。大數(shù)據(jù)技術大概5—10年后會成為普遍采用的主流技術。

　　信息服務的智能化和個性化。過去幾十年信息化的主要成就是數(shù)字化和網(wǎng)絡化，今后信息化的主要努力方向是智能化?！爸悄堋笔且粋€動態(tài)發(fā)展的概念，它始終處于不斷向前發(fā)展的計算機技術的前沿。所謂智能化本質上是計算機化，即不是固定僵硬的系統(tǒng)，而是能自動執(zhí)行程序、可編程可演化的系統(tǒng)，更高的要求是具有自學習和自適應功能。無人自動駕駛汽車是智能化的標志性產品，它融合集成了實時感知、導航、自動駕駛、聯(lián)網(wǎng)通信等技術，比有人駕駛更安全、更節(jié)能。美國已有幾個城市給無人駕駛汽車頒發(fā)了上路許可證，估計10年內計算機化的智能汽車將開始流行。德國提出的工業(yè)4.0，其特征也是智能化，設備和被加工的零件都有感知功能，能實時監(jiān)測，實時對工藝、設備和產品進行調整，保證加工質量。建設智慧城市實際上是城市的計算機化，將為發(fā)展新一代信息技術提供巨大的市場。