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第49章 地学(35)

信息高速公路

1993年,美国提出建设“信息高速公路”。所谓信息高速公路,就是指信息社会中巨大的信息传输及处理系统。它的两大特点是通信容量大和网络化,能够使通信线路像高速公路一样四通八达,畅行无阻。为实现这一计划,先要在大城市和各省之间连接成贯通全国的光缆主干线,然后再在各省内铺设支线光缆。这些大大小小的光缆把各个大学、研究机构、工厂、银行、商店、图书馆……直到每一个家庭都连接在一起,形成一个庞大的光纤通信网。目前美国计划投入4000亿美元,用20年时间来完成这一庞大工程。

网络新理念

电脑的多媒体手段,消解了不同感觉通道之间的界线。它意味着人们可同时使用几种感觉,而且可以根据读者需要自由选择感知方式。它以电脑技术为基础,实现了不同媒体的新的艺术综合。多媒体隐含了互动的功能。多媒体领域真正的前进方向,是能随心所欲地从一种媒体转换到另一种媒体。多媒体必须能从一种媒介流动到另一种媒介;它必须能以不同的方式叙述同一件事;它必须能触动各种不同的人类感官经验。技术和人文科学、科学和艺术、右脑和左脑之间,都有着公认的明显差异。多媒体可能像有些学科比如建筑学一样,在这些领域之间架起桥梁。

人们能够从多种感觉通道去感知关于同一作品的信息,从而获得更加形象、完整、深刻、系统的认识。许多百科类光盘系统,都提供了文本、声音、图像、视频、动画等不同媒体信道的切入方式,以便让读者全方位、立体化地去感受信息对象的艺术魅力。计算机病毒

什么是计算机病毒

什么是计算机病毒?为什么称它们为”病毒”呢?为了让噩梦不再继续,让我们一起揭开计算机病毒那神秘的面纱:

计算机病毒之所以称为病毒是因为他们与生物病毒有某些类似的特征。计算机病毒从一台计算机传输到另一台计算机就如同病毒在人体之间传播一样。

在更深的层次上,它们也同样有许多相似性。首先生物病毒并不是一个生命体,它是DNA的一个片段。生物病毒在起作用之前必须要将DNA信息注入到细胞中。这个带病毒的DNA会在细胞中自我复制。在一些情况下,细胞将会不断填充新的病毒微粒直到细胞爆炸,从而释放出病毒。在另一些情况下,病毒也会自动地从细胞中脱离。

计算机病毒也有这些特征,它也必须依附在一些程序或文件上以便于发挥作用。一旦它运行起来,就会感染其他的程序或文件。

计算机病毒的发展

计算机病毒是怎样步步发展起来的?

在20世纪80年代末,传统的计算机病毒被首次广泛认知,它的产生是由于以下几个因素:

个人计算机的迅速普及。20世纪80年代以前,家用计算机并不存在或仅停留在玩具层面。真正的计算机很少,也仅限于一些专业人士在使用。进入20世纪80年代,随着IBMPC(个人电脑)以及AppleMacintosh的广泛普及,电脑才正式深入到商业及家庭中。到了80年代末,计算机已经在西方发达国家广泛普及了。

计算机“电子公告板”的使用。人们可以通过调制解调器(modem)拨号上网以下载各种类型的程序。电子公告板为早期的病毒“特洛伊木马”提供了“温床”。其实,“特洛伊木马”是一个程序,当你看到它时它十分的友好,可当你一旦将它下载,并运行这个程序时,它就会干出你意想不到的坏事。不过还好,“特洛伊木马”因发现得及时,所以只感染了少数人的机器。

软盘的使用。在20世纪80年代,程序都非常小,人们可以将操作系统、文字处理软件以及一些文件拷入一个或多个软盘。一些计算机工作者并没有硬盘,所以必须打开机器装载操作系统及软盘上的文件,这就给病毒的产生提供了很好的条件。

计算机病毒就是利用以上这三个因素创造出了第一批可自我复制的程序,而产生了人们无法想象的后果。

计算机病毒的防范

如果你担心传统病毒的侵扰(与电子邮件病毒相区别),你可以运行更为安全的操作系统,比如LINUX或WindowsNT。

如果你使用的是并不十分安全的操作系统,那么购买一些杀毒软件将是相当有效的保护措施。

对于防范像“ILOVEYOU”这样的电子邮件病毒,惟一的措施是自己操作时需谨慎。你千万不要双击含有应用程序的电子邮件的附件。以DOC、XLS、GIF或JPG为扩展名的文件是数据文件一般不会被感染,以EXE、COM或VBS为扩展名的文件是可应用文件,你可一定要小心。

“黑客”是什么人

国一名16岁的名叫普赖斯的英国中学生,在距美国五角大楼6000多公里的家中,利用电话和个人电脑,就破译了绝密的军事密码,进入了美国国防部的电脑网络,接通了美国空军和洛克希德导弹系统,在里面漫游了一番。普赖斯,就被称为“hacker”,音译为“黑客”。普赖斯就是一个典型的“黑客”。所谓“黑客”,指的是一种对电脑组织及计算机编程非常熟练的人,是一种计算机迷。他会进入电脑系统查看、更改甚至偷窃保密电脑系统中的数据和资料。“黑客”,也有人称之为“闯入者”,因为他经常闯入电脑网络系统。

当然,目前有的“黑客”已经成为正规单位的电脑开发工作人员,“改邪归正”了,而有的则仍对信息社会进行破坏活动。目前,网络系统的安全问题仍是一个重要的研究课题。

计算机精英

“计算机之父”冯·诺伊曼

冯·诺伊曼(1903~1957)是20世纪最杰出的数学家之一,他在1945年提出了“程序内存式”计算机的设计思想。这一卓越的思想为电子计算机的逻辑结构设计奠定了基础,已成为计算机设计的基本原则。由于他在计算机逻辑结构设计上的伟大贡献,他被誉为“计算机之父”。

冯·诺伊曼为计算机的发展道路打通了一道道关卡。尽管长期以来,关于二进制的引入和程序内存的发明权一直有争议,但是,冯·诺伊曼在计算机总体配置和逻辑设计上所做的卓越贡献掀起了一次计算机热潮。推动了电子计算机的发展。他无愧于“计算机之父”这一美称。

程序内存思想的创立者——图林

尽管冯-诺伊曼最先提出在电子计算机设计中采用二进制和实现稗序内存,但英国人却最先制造出了程序内存的电子计算机,这大概不是偶然的。根据冯-诺伊曼本人和他的一位助手的说法,程序内存的思想和电子计算机的许多重要概念都属于英国数学家图林(1912~1954)。早在1936年,图林便发表了《关于理想计算机》一文。图林在不考虑硬件的情况下,严格地描述了计算机的逻辑构成,从数学上证日月.程序内存的计算机能完成它所能够进行的任何数字和逻辑运算。图林还深刻地指出,有一类问题(如停机)计算机是不能解决的,机器的能力是有限的。正因为如此,人们一般将现代已有的电子计算机称为“图林机”。图林在第二次世界大战中曾参与了英国军队破译德国密码的工作,可能对英国的Colossus和ED5AC机的研制有过贡献,但由于英国人目前仍然在密码破译机方面保密,人们无法知道这方面的情况细节。为了纪念他对计算机科学的贡献,美国计算机协会设立了图林奖,每年授予在计算机科学方面做出重大贡献的人。

自动程控计算机的研制者艾肯

艾肯(1900~1973)是美国数学家。1937年他提出题为“自动计算机建议”的备忘录。在国际商业机器公司的资助下,他在1944年8月研制成功世界第一台通用自动计算机——“自动程控计算机”,又称马克-1。这种计算机用了3000多个继电器,又称继电器计算机。以后他制成速度更快的马克2,1956年研制成使用电子管的计算机马克-3。

计算机程序语言的开拓者霍珀

霍珀生于1906年,是美国应用数学家,计算机程序语言的开拓者。她长期在瓦沙学院任教。从1943年起为哈佛大学正在研制的“马克-1”计算机编制程序。1946年到该校应用物理计算研究所为“马克-2”、“马克-3”编制应用程序。后进斯派利公司继续研究程序,公司为了表彰霍珀的功绩,从1971年起设立了霍珀奖。她是COBOL(通用商业语言)的开拓者,先后发表了50多篇有关程序语言的论文。

电子数字计算机的先驱莫奇利

莫奇利(1907~1980)是美国电子数字计算机先驱者之一。他于1942年提出题为《利用高速电子管计算机进行计算》的备忘录。在美国陆军阿伯丁研究所的资助下,由他任总设计师,于1945年底研制成功世界第一台通用电子计算机埃尼阿克(ENIAC)。这台计算机使用了18000个电子管重30吨,耗电150千瓦,安装在面积为9×15米的室内。

计算机研究的先驱埃克托

埃克托是美国工程师,1919年出生。他与莫奇利一起领导了“埃尼阿克”计算机的研制工作,任研究组总工程师。1945年底研制成功世界第一台通用电子计算机。此后,他仍与莫奇利合作,相继研制成“拜那克”计算机和“尤尼瓦克”-Ⅰ通用计算机。他是美国电气电子工程师协会会员。1948~1966年间在美国共获得85项专利,1966年获国家科学勋章。

计算机应用大师享斯菲尔德

亨斯菲尔德生于1919年,是英国电子工程师。1951年,亨斯菲尔德进入EMI公司,设计了英国第一台全晶体管计算机和薄膜存储器,以后又从事模式识别研究。1961年研究计算机处理断层图像的技术,1968年获得专利,1973年研制成X断层扫描机(XCT)。因此获得1979年度诺贝尔生物学和医学奖。

智能机器和机器人

20世纪的新宠——机器人

机器人概述

机器人是应用程序控制的具有类似某些生物器官功能,以完成特定操作或移动任务的机械电子自动装置。复杂的机器人除机械手外,还具有多种人类器官的功能,如触觉、视觉、听觉、行走机构以及用计算机实现的控制和规划系统。机器人已开始用在对人体有害、危险或人工达不到的生产环境或工作环境中,如喷漆机器人、焊接机器人、水下机器人等。印机、传真机等设备来自动处理办公室的日常事务工作,诸如财会、统计、计划、购销、文书、档案等。

机器人经历了三个阶段:单机系统、本单位的局部计算机网络系统、跨单位的计算机网络系统。

第一代机器人

1966年,一个具有极简单智能的机器人雏形问世了。这是一机器人发展到今天,其功能已非常完备。最新一代机器人有更为敏锐的感知功能,学习、判断和运动能力也更强。种只能听从固定和变换工作程序的指令,并能进行简单机械动作的装置,被称为第一代机器人。当时,一架载有氢弹的美国飞机在地中海上空不幸遇难,一枚氢弹坠入海中。为了避免弹体核燃料因破损渗漏产生辐射对打捞人员造成伤害,一个装有电视眼和机械手的简易装置被制造出来。利用它,科学家们毫不费力就将氢弹安全地打捞了上来。同年,美国某家医院安装医疗装备放射线源时,有半支香烟头大小的放射性钻C60掉了出来,结果也是用这种简单的机械人拾起,并放入铅盒内的。

从此,机器人引起了各国科学家们的广泛注意和研究。仅在1967年,美国就有75台机器人用于生产。这一年,苏联的人造月球卫星就是指派机器人挖取月球岩石和土壤试样的。

第二代机器人

第二代机器人已经具有视觉和触觉功能,能在“理解”周围环境的情况下进行工作,是在20世纪60年代末小型电子计算机广泛推广使用和价格降低的条件下出现的。它由电子计算机控制、存贮和处理周围环境反馈的信息,进行判断,然后按既定的要求进行操作。制造第二代机器人的设想早在1958年就在美国被提出来。1961年底,科学家研制出的用电子数20世纪60年代的机器人只有简单的感知和行动。字计算机控制的机械手模型,在近十年后才得到推广使用。1970年,丹麦人索伦森制成一个可以操纵挖掘机的电子液压控制式机器人;美国同时也研制出模仿人的肩、肘、腕和手指动作的机器人,可以用几种速度连续行走。以后,世界上又陆续出现了有触觉和重量感的机器人。

第三代机器人

第三代机器人是具有人的简单智力和学习功能的机器人。它能满足两种基本要求:一种是具有较大的自由度和灵活性,能在复杂条件下完成多种处理物品的形状和相对位置的任务;另一种是具有识别环境及其变化,并作出正确判断和进行工作的能力,具有进行联系“思考”和学习的能力。

20世纪70年代初,日本科学家研制成功具备“手-眼”装置和带触觉手的智能型机器人。它有两只眼,一只眼用于看图纸,另一只眼协助机械手进行装配,依靠两只眼的协调配合,完成对图纸设计的实际装配工作。1973年7月,日本早稻田大学研制成一种有腿的机器人。它具有人造耳,可根据人们的口头指令作出反应。它还装有识别物品的人造眼和有触觉的人造手,以及可作出简单回答的人造口。这项研制标志着机器人的发展进入了一个新阶段。