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El estado de desarrollo de la tecnología de codificación fuente

La situación actual y la innovación del desarrollo de la tecnología de la información en China

Nota del editor: En el informe académico celebrado en la Octava Conferencia Académica de la Academia China de Ingeniería, los académicos de la Academia China de Ingeniería y los académicos extranjeros de la La Academia China de Ingeniería presentó informes académicos sucesivamente. Llevar a cabo actividades de intercambio académico alrededor de las fronteras del desarrollo mundial de la ciencia y la tecnología de la ingeniería es una tarea importante de la Academia China de Ingeniería. A través de intercambios académicos, la mayoría del personal científico y tecnológico de nuestro país puede comprender rápidamente el estado actual y el nivel de la ciencia y la tecnología de la ingeniería en el mundo y promover el progreso y el desarrollo de la ciencia y la tecnología de la ingeniería de nuestro país. Hoy invitamos a Wu, vicepresidente de la Academia China de Ingeniería, a presentar un informe sobre el "Estado actual y la innovación del desarrollo de la tecnología de la información en China". Al mismo tiempo, también seleccionamos los informes de tres académicos extranjeros recién elegidos de la Academia China de Ingeniería: ¿William? Informe Wolfe "Desafíos que enfrenta la ingeniería internacional en el siglo XXI", Alec?, Presidente de la Real Academia de Ingeniería? El informe de Bruce "Cursos universitarios para cultivar futuros tecnólogos" y el informe de Satoshi Omura "Un regalo sorprendente del mundo microscópico: la abamectina".

En el nuevo siglo, casi todos los países innovadores del mundo han considerado el desarrollo de la tecnología de la información como una prioridad estratégica nacional. Con el rápido desarrollo y popularización de la tecnología de la información, la industria de la información se ha convertido en la industria pilar de mi país y ocupa el segundo lugar en el mundo en escala. Sin embargo, la industria es grande pero no fuerte. La situación en la que las tecnologías centrales de la industria de la información de mi país están controladas por otros debe cambiarse lo antes posible. China aspira a construir un país innovador y considera que el dominio de los derechos de propiedad intelectual independientes en las tecnologías centrales de la industria de la información y la fabricación de equipos es un avance para mejorar la competitividad nacional. Aunque el nivel general de informatización en nuestro país todavía está muy por detrás del nivel avanzado internacional, en los últimos años nuestro país ha logrado avances gratificantes en algunos campos clave de la tecnología de la información que tienen gran influencia. El informe cubre seis aspectos: chips de circuitos integrados avanzados y dispositivos optoelectrónicos, computadoras y software de alto rendimiento, Internet de próxima generación y seguridad de la información, comunicaciones móviles e inalámbricas de tercera generación, televisión digital y codificación de audio y video, y la aplicación de Se introduce la tecnología de la información en las industrias.

En términos de tecnología microelectrónica, su desarrollo ha seguido la Ley de Moore durante décadas, es decir, el nivel de integración se duplicará en promedio cada 18 meses, el tamaño se reducirá 1.000 veces y el rendimiento aumentará 1.000 veces en 30 años. Dado que los límites técnicos del CMOS (semiconductor de óxido metálico) se superan constantemente, la ley de Moore seguirá desempeñando un papel importante en la próxima década. El rápido desarrollo económico a largo plazo de China ha convertido a China en el segundo mercado de circuitos integrados (CI) más grande del mundo. Sin embargo, la tasa actual de autosuficiencia en el mercado interno es inferior al 25%, especialmente para las unidades centrales de procesamiento (CPU) de computadora que representan el nivel IC, y la brecha tecnológica nacional es aún mayor. En los últimos años, la microelectrónica de mi país ha logrado avances en tecnologías clave y ha desarrollado con éxito 863 CPU, como Zhongchi y Loongson. Afortunadamente, representado por CPU de alto rendimiento de uso general de 64 bits, tomando a Goodson como ejemplo, el rendimiento de Goodson-2 ha superado claramente al PII de Goodson-2E, equivalente a P4 en la misma frecuencia principal, pero en el caso de. derechos de propiedad independientes La tecnología central todavía está varios años por detrás del nivel avanzado internacional. En la actualidad, la tecnología microelectrónica ha entrado en la era de la nanoescala y del sistema en chip, y los relojes de la CPU han entrado en GHz. China tiene sólidas capacidades generales de diseño de sistemas, y la llegada de la era SOC es una oportunidad para dar un paso adelante en el desarrollo de la industria de circuitos integrados de China.

Nuestro país también ha logrado avances en tecnología optoelectrónica, proponiendo y realizando de forma independiente 40Gb/sDFB+EA (láser de retroalimentación distribuida de absorción de carga) y SOA+EA (láser óptico semiconductor de absorción de carga) que son superiores a otros existentes. amplificador). Desarrolló detectores de longitud de onda larga sintonizables líderes en el mundo, incluidos RCE de cavidad vertical basado en silicio y GaAs (mejora de cavidad ***) y OMITMiC (un espejo inclinado y tres cavidades de espejo) para sistemas de comunicación de fibra óptica WDM (multiplexación por división de longitud de onda). detector. En términos de tecnología láser de estado sólido, China ha desarrollado con éxito un láser de estado sólido séxtuple profundo ultravioleta y un láser de estado sólido ampliamente sintonizable con derechos de propiedad intelectual independientes por primera vez en el mundo. .

El modelo/simulación por ordenador, la investigación teórica y la experimentación son los tres pilares del análisis de sistemas complejos, y la informática de alto rendimiento está recibiendo cada vez más atención. Hay cuatro tendencias principales en su desarrollo tecnológico, a saber, el uso extensivo de tecnologías comerciales listas para usar (COTS), el desarrollo de tecnologías personalizadas, la coexistencia de computadoras de alto rendimiento y computación grid, desde el "alto rendimiento" hasta "alto rendimiento", y desde la informática de alto rendimiento (HPC) hasta el Servicio de Alto Rendimiento (HPS). El representante actual a nivel internacional es la máquina paralela a gran escala "Blue Gene", de 367 billones de operaciones por segundo, desarrollada por IBM en 2005. En los últimos años, China ha logrado buenos resultados en el desarrollo de computadoras de alta gama, con la aparición de productos conocidos como Sunway, Galaxy, Sugon y Shenteng. Entre las 500 supercomputadoras más importantes del mundo, la Sugon 4000A ocupó el décimo lugar en 2004. China se convirtió en el tercer país, después de Estados Unidos y Japón, en fabricar y utilizar computadoras comerciales de alto rendimiento de 10 teraflop.

Con el desarrollo de las computadoras, el software se ha vuelto cada vez más complejo. Si el software tenía más de 65.438 millones de líneas de código en 1971 y 7 millones de líneas de código en 2001, entonces la alta confiabilidad del software se ha convertido en la clave y el foco del desarrollo y operación de sistemas de software en el nuevo entorno. En 2002, la industria mundial del software valía 700.000 millones de dólares, de los cuales China representaba sólo el 1,91%. Entre el software de sistemas en el mercado chino, las marcas extranjeras representan el 95,3%. Actualmente, esta situación ha cambiado. El software de procesamiento de China sigue siendo el líder mundial. Desarrollamos nuestro propio sistema operativo de servidor e implementamos las funciones básicas del sistema operativo de escritorio Linux.

Los productos de software de oficina nacionales han progresado, pero el desarrollo y el trasplante de software de aplicaciones son insuficientes. En el futuro, la promoción del gobierno electrónico y el código fuente abierto traerá oportunidades sin precedentes para el desarrollo de software en China.

Internet ha pasado de ser servicios de datos a servicios en tiempo real como la telefonía. Al enfrentar los desafíos de la calidad del servicio (QOS), la escalabilidad y la seguridad, las redes de telecomunicaciones tradicionales también enfrentan la presión de los servicios de banda ancha, y la tecnología de la red está en vísperas de actualizarse. En los últimos años, Internet de próxima generación (NGI) y la red de próxima generación (NGN) se han convertido en puntos calientes en el desarrollo de redes. China también ha llevado a cabo investigaciones y experimentos sobre NGI y NGN, el más importante de los cuales es el plan CNGI (Proyecto de demostración de Internet de próxima generación de China), que ha construido la red de prueba IPv6 más grande del mundo. A diferencia de los experimentos extranjeros de NGI, CN-GI concede gran importancia a la investigación de sistemas y tecnologías que soporten QOS debido a la participación activa de los operadores de telecomunicaciones chinos. Preocuparse por el soporte de servicios inalámbricos y móviles; apuntar a aplicaciones comerciales y centrarse en la controlabilidad de redes y servicios. El proyecto CNGI fue propuesto por primera vez en el mundo para fomentar la investigación y los experimentos destinados a promover la coordinación de NGI y NGN en la dirección del desarrollo tecnológico, y desarrollar software, hardware y aplicaciones de red que soporten NGI y puedan desarrollarse hacia NGN. . CNGI está explorando la integración de NGI y NGN.

Con el desarrollo de la economía social, la vida de las personas depende cada vez más de Internet. La importancia y urgencia de la seguridad de la información se han vuelto cada vez más prominentes. se está desarrollando rápidamente. Nuestros expertos han logrado algunos logros innovadores en estos campos. Por ejemplo, los colegas internacionales denominan las características espectrales de la función booleana inmune relevante "teorema de Shaw-Marcy". Otro ejemplo es la secuencia binaria pseudoaleatoria derivada del anillo, que revela las propiedades criptográficas de una nueva clase de recursos no lineales en el diseño criptográfico. Los académicos chinos propusieron un nuevo método para analizar las funciones Hash: el método de seguimiento de bits, que ha tenido un gran impacto a nivel internacional. En el mercado nacional de gobierno electrónico, el sistema PKI nacional ha ocupado la corriente principal.

China tiene la red de comunicaciones móviles más grande del mundo y su tasa de penetración actual es sólo el promedio mundial, por lo que todavía hay mucho espacio para el desarrollo. Sin embargo, las tecnologías clave de los equipos y terminales de comunicaciones móviles existentes utilizados en Internet dependen básicamente de países extranjeros. La llegada de la era de las comunicaciones móviles de tercera generación (3G) nos brinda oportunidades únicas. TD-WCDMA (Acceso múltiple por división de código síncrono por división de tiempo) propuesto por China y adoptado por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) y la organización de estandarización 3G 3GPP se ha convertido en uno de los tres principales estándares internacionales 3G. Utiliza modo dúplex por división de tiempo (TDD) y tecnología de antena inteligente con derechos de propiedad intelectual independientes. Actualmente, las pruebas de tecnología de aplicaciones a gran escala en curso muestran que su eficiencia espectral es mejor que la del dúplex por división de frecuencia (FDMA).

La popularidad y aplicación de Internet y las comunicaciones móviles han promovido el desarrollo de la tecnología inalámbrica De WLAN a WMAN, una de las cuestiones que merecen atención en las aplicaciones WLAN/WMAN es la autenticación y la seguridad. El estándar WAPI (infraestructura de seguridad y autenticación de red de área local inalámbrica) propuesto por nuestro país resuelve bien este problema y su rendimiento es mejor que el estándar internacional 802.11i. Además, la tecnología SCDMA propuesta por nuestro país está por delante de otras tecnologías de acceso inalámbrico debido a su excelente rentabilidad y se ha convertido en la primera opción para el proyecto "Village to Village" en las zonas rurales de mi país.

En el nuevo siglo, ha surgido la digitalización de la radio y la televisión, y la digitalización de la televisión por cable, la televisión por satélite y la radio y televisión terrestre se ha desarrollado rápidamente. Otra tendencia de desarrollo de la televisión digital por cable es la IPTV que utiliza tecnología IP. El nuevo campo de aplicación de la tecnología de transmisión terrestre de televisión digital es la televisión móvil. La investigación de la tecnología del sistema de transmisión inalámbrica terrestre de televisión digital de mi país ha sido relativamente temprana y se han propuesto muchos planes. Entre ellos, la tecnología de procesamiento de secuencia pseudoaleatoria (PN) de sincronización en el dominio del tiempo constituye la patente de invención básica, y el rendimiento logrado es mejor que el sistema implementado de acuerdo con los tres estándares internacionales existentes de la UIT. Nuestro país ha realizado innovaciones gratificantes no sólo en la tecnología de procesamiento de canales, sino también en la tecnología de codificación fuente. China ha promulgado el estándar de codificación de audio y vídeo AVS. Su eficiencia de compresión es equivalente al estándar internacional MPEG-4/AVC, pero su complejidad es menor. Algunas tecnologías de AVS han sido absorbidas por los estándares internacionales correspondientes.

En términos de aplicación de tecnología de la información, China ganó el Premio Universitario Internacional y el Premio Empresarial en la promoción de la tecnología CIMS (Sistema de Fabricación Integrado por Computadora), y el sistema de demostración de información agrícola y su aplicación ganaron en Estados Unidos. Premio de las Naciones. Nuestro país ha formulado las "Especificaciones de Estructura de Sistemas y Comunicación para Sistemas de Medición y Control" de la EPA y ha sido incorporada a estándares internacionales, lo que marca que nuestro país cuenta con tecnologías centrales reconocidas internacionalmente en el campo de la automatización industrial por bus de campo. La aplicación de la tecnología de la información en la industria puede penetrar en todos los aspectos, desde el control de equipos, la gestión de procesos, la fabricación hasta la optimización de recursos empresariales y el apoyo a las decisiones, y tiene un enorme margen de desarrollo y aplicación. En este sentido, Anshan Iron and Steel es un buen ejemplo de aplicación de la tecnología de la información para transformar empresas antiguas y mejorar la competitividad del mercado.

Como símbolo importante de la revolución científica y tecnológica moderna, el desarrollo de la tecnología de la información está en ascenso y está penetrando en todos los aspectos de la sociedad, la economía y la vida de las personas. La tecnología de la información se ha convertido en un medio importante para una nueva ronda de competencia, y la informatización es también una oportunidad única para China.

Debemos hacer frente a la brecha en la tecnología de la información, aumentar la innovación independiente, desarrollar vigorosamente la industria de la información, centrarnos en promover la aplicación de la tecnología de la información en la industria y mejorar aún más la competitividad internacional de nuestro país.