壹、中國信息化和信息基礎設施建設
“以信息化帶動工業化，以工業化促進信息化”已被確定為中國經濟發展的基本戰略之壹。到目前為止，中國政府已經確定了12個重點信息工程，被稱為“黃金工程”，包括辦公業務資源、宏觀政策管理、稅務、海關、金融、金融監管、社會保障等信息系統。中國的信息工程取得了顯著的成績。近年來，我國信息化程度明顯提高。據世界銀行發表的《2003年全球信息技術報告》統計，中國的綜合信息化指數在世界83個國家中排名第43位，比上年上升21位，中國的信息基礎設施排名世界第35位。就信息基礎設施規模而言，中國已經走在世界前列。2002年，中國固定電話和移動電話用戶超過2億，用戶總數達到4.2億，居世界第壹。聯網計算機達到2083萬臺，網民超過5965438+萬人，居世界第二。中國的信息化起點低，但發展很快。五年來，全國電話普及率從1997年的8.1%提高到33.7%，互聯網國際出口帶寬從1997年的18.6Mbps擴大到9.4Gbps，人民群眾從信息化建設中得到越來越多的實惠。
中國是壹個幅員遼闊、人口眾多的發展中國家。按人均指標計算，我國在信息化方面與發達國家還有很大差距。中國是在工業化尚未完成的情況下實施信息化建設，走的信息化道路不同於發達國家。我們特別註重用信息化技術改造和提升傳統產業。為建立全國統壹的信息化指標體系，2002年成立了國家信息化測評中心，發布了《中國企業信息化指標體系構成方案》，包括信息采集信息化手段覆蓋率、網絡營銷應用率、財務結算速度等21項基礎指標，以及部分測評指標和效率指標。這些指標是從中國的實際出發制定的，是有直接和長遠效益的信息化指標，對指導中國的信息化建設具有重要意義。
二、中國信息產業的現狀
在過去的五年中，包括過去兩年全球信息產業衰退，中國信息產業保持了每年25%以上銷售收入的高速增長。2002年，電子信息產品銷售收入達到1.4萬億元，居全國工業首位。成為中國第壹支柱產業，產業規模居世界第三，其中彩電、程控交換機產量居世界第壹。中國信息產業增加值占國內生產總值的比重從1997年的2.3%上升到5.7%。目前，營業額超過110億元的電子信息企業有11家，其中有兩家企業超過600億元。在長三角、珠三角等地區，形成了具有國際競爭力的產業集群。中國正在成為全球電子信息產品的重要加工基地。
中國通信產業始於上世紀90年代中期，HDJ-04大中容量程控電話交換機打破國外壟斷，眾多被稱為“大中華”的通信企業實現集團突破。本地交換的國內比例達到85%以上。移動通信產品制造實現了從無到有的突破，國產移動交換機、基站、手機國內市場占有率分別達到50%、70%、30%。華為已經成為全球重要的通信設備供應商和亞太地區最大的光網絡設備供應商，產品已經占領了壹定的海外市場。以聯想為代表的中國計算機產業走出了壹條符合國情的漸進式創新之路，即“貿、工、技”發展之路。目前，國產微型計算機以10多萬臺的年銷量占據了國內市場的絕大部分。國產服務器和筆記本的市場份額也大幅提升。
2000年，國務院頒布了《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若幹政策》(18號)，有力地促進了軟件和集成電路產業的發展。近兩年來，軟件營業額保持了30%以上的年增長率。2002年，軟件產業收入達到11000億元。國家認定的軟件產業基地有11個，全國認定的軟件企業有6000多家。中國的軟件產品主要是金融、教育、殺毒、中文處理等，在稅務、鐵路、海關等多個應用領域開發了大量的應用軟件。2002年發布的《振興軟件產業行動計劃》確定了中國軟件產業的發展目標是:2005年，軟件市場銷售額達到2500億元，國產軟件和服務國內市場占有率達到60%，軟件出口額達到50億元，形成若幹家銷售額超過50億元的軟件企業，軟件專業人才達到80萬人。
近兩年，國內建成了數條0.18微米集成電路生產線，集成電路設計企業從兩年前的100多家增加到400多家。2002年，集成電路產量由1997億增加到13億，達到85億。在北京、上海、深圳、無錫、xi、成都、杭州等7個城市建立了國家集成電路產業化基地，即集成電路產業孵化器，我國集成電路產業鏈基本形成。來自美國、韓國和臺灣省的生產、封裝、測試和設計企業在中國設立了獨資和合資企業，中國將逐步成為世界集成電路產業的設計和加工中心。到2005年，中國集成電路產量將達到200億。預計2010年我國集成電路產量為500億片，產值將達到2000億元，占國內市場的50%，占國際市場的5%左右。
三、我國信息高技術研究的主要成果
(1)863計劃在信息領域的布局
國家支持的高技術研究主要體現在1986開始的863計劃中。十五期間(2001-2005)，863計劃在信息領域投資40多億元，設立計算機軟硬件、通信、信息獲取、信息安全技術四個主題。計算機課題主要研究方向為計算機體系結構、下壹代互聯網、計算機軟件、智能中文信息處理、多模式人機界面和重大示範應用。通信主題主要研究方向為新壹代信息網絡、光通信和個人通信技術。信息獲取主題主要研究方向為光學對地觀測、微波對地觀測、高級地對空觀測、衛星導航定位、對地觀測數據處理與分析、空間信息應用。信息安全主題主要研究方向為國家信息安全基礎設施關鍵技術、安全監管、信息安全示範工程和信息安全新技術。每個課題主要從事前瞻性關鍵技術研究。
除上述四個主題外，863計劃信息領域壹半以上的經費投向了集成電路、高性能計算機、高性能寬帶信息網絡等幾個重大專項。集成電路項目包括掩模對準器、新型半導體材料等關鍵設備的開發以及CPU和片上系統(SoC)的設計。軟件項目重點開發具有自主知識產權的安全可靠的操作系統、桌面辦公系統、數據庫系統和各種中間件。高性能計算機項目主要開發面向網格的超級服務器和網格軟件，建立示範性國家網格系統。高性能寬帶信息網絡工程的目標是建立適用於互聯網電視等流媒體實時傳輸的高性能、廣域寬帶演示驗證網絡，稱為3Tnet，重點攻克T比特智能光網絡、T比特WDM光傳輸、T比特路由器等系統設備的關鍵技術。目前，上述課題和專題研究正在順利進行，並已取得初步成果。
(2)近年來通信高技術研究的幾項重大成果。
2.1第三代移動通信標準TD-SCDMA
65438年6月至0998年6月，中國電信科學技術研究院代表中國向ITU提出了第三代移動通信TD-SCDMA的技術標準，並於2000年5月被ITU批準為國際標準。2001年3月，該標準被3GPP(第三代移動通信合作夥伴計劃)接受，真正成為全球第三代移動通信網絡建設的選項之壹。為了配合TD-SCDMA標準技術規範的提交，電信科學技術研究院和大唐集團做了大量的系統級和鏈路級仿真工作。
TD-SCDMA標準的成功為全球第三代移動通信的發展做出了重要貢獻。其關鍵技術，如智能天線和軟件無線電，已被國際電聯確定為超級3G需要使用的技術。同時，TD-SCDMA作為具有自主知識產權的技術方案，也將為我國移動通信行業扭轉專利技術受制於人的被動局面，實現跨越式發展提供難得的機遇。到目前為止，大唐集團等單位已經在20多個國家申請了30多項TD-SCDMA標準專利。與其他移動通信技術相比，TD-SCDMA具有頻譜利用率高、頻譜使用靈活、支持非對稱業務能力強、系統成本低、預見性強等突出優勢。預計大唐將於2003年底推出TD-SCDMA全套系統設備和終端產品。
2.2高速互聯測試網絡和3G系統
為了發展下壹代互聯網技術，中國科技工作者開展了卓有成效的科學研究，其中最具影響力的是863計劃支持的中國高速信息示範網(CAINONET)和國家自然科學基金支持的中國高速互聯研究與實驗網(NSFCNET)。CAINONET的主要目標是利用自主研發的光交叉連接設備、光復用器、核心路由器和網管系統，建立壹個基於IP、基於DWDM的連接北京部分重要科研院所和著名高校(***13測試節點)的示範網。該項目總投資超過654.38+0.6億元，由大唐電信、巨龍通信、武漢郵電學院、清華大學、北京郵電大學等40多家單位共同承擔。經過兩年多的努力，任務於2001年9月底完成並通過驗收。CAINONET是世界上為數不多的大規模寬帶高速測試和演示網絡。以自主技術成功開發了全光通信網絡、高速核心路由器等關鍵設備和網絡管理系統，成功開發了16(32)×10Gbps SDH波分復用系統。這項研究申請了50多項專利，標誌著我國已經完全掌握了高速信息網絡的關鍵技術。另壹個中國高速互聯研究與試驗網NSFCNET由清華大學等單位承擔，於2000年9月投入試運行。NSFCNET的傳輸速率為2.5-10 Gbps，實現了與下壹代互聯網(Internet2)的連接。
2000年6月，中國成功開發了符合國際標準的第三代移動通信(3G)外場實驗系統，包括WCDMA、TD-SCDMA和CDMA2000。該項目申請了近百項國際國內專利。未來幾年，3G系統將在中國普及。基於以太網技術的無線局域網近兩年在中國發展迅速，已經成為3G技術的主要競爭對手。
2.3光電設備
中國的光電子技術有很好的基礎。中國科學院在光電子領域有五個研究所，現在組成了光電子研究組。武漢郵電學院在光纖通信技術方面具有國際競爭力。在國家863科研計劃的支持下，我國光電子技術發展迅速，武漢、長春、廣州等城市都在建設“光谷”。
中國同步數字序列(SDH)光收發模塊達到國際同類產品技術指標；密集波分復用器、光環行器、光隔離器、CATV光發射機/接收機開始進入量產。2000年，高性能量子阱GaInNAs/GaAs激光器等光電器件研制成功，使我國進入低維材料量子阱和量子點器件的國際先進行列。國內DWDM系統已形成產業，廣東、浙江等省已啟動16×2.5Gb和32×2.5Gb DWDM系統建設。我國建立了北京、武漢、石家莊、深圳、長春、上海六大光電成果轉化產業基地，量產光通信器件10多種，占國內市場30%，半導體激光器進入國際市場。
(3)近年來我國計算機和集成電路高技術研究的幾項主要成果。
3.1高性能計算機與網格研究
中國從20世紀50年代末開始研制計算機，40多年來從未間斷。高性能計算機的發展已達到國際先進水平。中國科學院計算技術研究所是中國最早研制大規模通用計算機的單位，被譽為中國計算機工業的搖籃。近年來，曙光壹號多處理器、曙光1000大規模並行機、曙光2000、曙光3000超級服務器等由中科院計算技術研究所研制成功，由曙光公司銷往生物信息、石油、氣象、稅務、學校等多個行業，推動了我國高性能計算機產業的發展。曙光超級服務器已經賣出了200多臺，總計算能力達到了每秒幾萬億次。2001年初，每秒4000億次的曙光3000研制成功，主要用於水稻基因組測序分析，為我國科學家在世界上率先繪制水稻基因組框圖和精細圖譜做出了重要貢獻。2003年研制成功的曙光4000L海量信息處理系統，峰值速度超過每秒4萬億次，存儲容量超過200TB。除中科院計算所外，國家並行計算機工程中心和國防科技大學是我國發展高性能計算機的主力軍。國家並行計算機工程中心2000年研制的神威並行機分別安裝在國家氣象中心和上海國家高性能計算中心，峰值速度為每秒3840億次。國防科技大學1997年成功研制的Galaxy - III並行超級計算機采用可擴展的分布式並行處理結構，峰值速度達到了每秒13億次浮點運算。這兩個單位的科研和工程水平都很高，都具備每秒10萬億次以上的並行機研制能力。
中國於上世紀末開始網格技術的研究。北京、上海、長沙三地863計劃支持的國家高性能計算環境是網格計算的初步實驗，實現了遠程登錄和部分單點登錄功能。近兩年來，網格計算越來越受到重視。863計劃啟動網格項目，旨在建立聚合性能約10萬億次的國家高性能計算網格示範系統，計劃在生物信息、國土資源、工業設計等部門建立若幹示範應用網格。中科院計算所開展的織女星網格研究在國內外產生了壹定的影響。織女星網格不僅包括面向網格的超級服務器、網格瀏覽器、幾種網格協議，還包括語義和知識網格研究。在《CACM》等重要國際期刊上率先發表了十多篇關於知識網格的論文，引起了國際同行的關註。
3.2漢字識別技術
與由26個字母組成的英語不同，用計算機輸入、輸出和識別成千上萬種不同的漢字，是在中國普及計算機應用的壹個難題。中文印刷體識別(OCR)和手寫識別是編碼輸入之外的重要中文輸入技術，中國在中文OCR和中文手寫輸入方面已經達到國際領先水平。1985年，中科院自動化所成功研發出國內第壹款在線手寫識別軟件，隨後成立了專註於漢字識別技術的漢王科技公司。軟件從1.0升級到10.0已經十幾年了。目前10.0版本可以完全識別手寫草書漢字和包含10000個以上漢字的大字符集，讓手寫輸入變得輕松。微軟和摩托羅拉等跨國公司已經采用了漢王技術。印刷體漢字識別軟件在大規模輸入中的錯誤率小於萬分之壹。
3.3智能農業信息技術應用示範工程
在科技部的領導下，863計劃從1990開始啟動智能農業示範工程。以5個高水平農業專家系統開發平臺為核心，在知識獲取、模型構建、知識表達和推理等關鍵技術突破的基礎上，開發了156個“高產”、“節約型”、“優質”實驗農業專家系統，涉及糧食和食品。據兩個農業年(1998-2000)統計，示範面積3796萬畝，輻射推廣面積8504萬畝，增收節支數十億元，取得了顯著的經濟效益和社會效益，特別是在雲南等技術相對落後的地區。中國的農業專家系統對第三世界國家如何在技術落後地區推廣高科技具有借鑒意義。
3.4 CPU等核心技術的研究
眾所周知，中國信息領域的核心技術，如CPU芯片、操作系統等，長期被英特爾、微軟等國外公司控制。從本世紀初開始，中國開始向CPU等核心技術進軍，經過兩年的努力，已經取得了壹些初步成果。2002年8月，中科院計算所成功研制出我國第壹款具有自主知識產權的通用CPU——龍芯壹號CPU芯片。該芯片兼容MIPS CPU，采用64位浮點部件，性能達到國外90年代中後期通用CPU水平。設計中申請了十余項專利，尤其是防止惡意攻擊的硬件支持，在我國電子政務等領域具有廣闊的應用前景。峰值速度為每秒20億次運算的龍芯2號CPU預計在2004年初研制成功。經過幾年的努力，中國有望在CPU設計的核心技術上達到國際先進水平。除了龍芯CPU，SMIC和北京大學已經推出了方舟系列和中智系列32位嵌入式系統芯片(SoC)，預計將在網絡終端計算機中占據市場。
上世紀90年代中期，中國開發了具有自主知識產權的UNIX操作系統COSIX，但在營銷上並不成功。近年來，Linux的崛起為中國發展操作系統提供了難得的機遇。科技部支持壹些企業開發基於Linux的桌面辦公系統。壹些企業和科研機構已經開發了嵌入式Linux或其他適合不同應用的嵌入式操作系統，與Linux應用兼容的高安全性服務器操作系統也正在開發中。再過幾年，國內缺乏自主操作系統的狀況將會得到改善。
四、情報學基礎研究的壹些成果
我國基礎研究主要由國家自然科學基金和科技部重點基礎研究計劃(973計劃)支持。從1998開始，17基礎信息科學研究被列入973計劃，包括高性能算法、圖像、語音、自然語言理解與知識挖掘、數學機械化與自動推理平臺、網絡環境下海量信息組織與處理、大規模科學計算、超高密度快速光信息存儲、量子通信與量子信息、基於agent的軟件中間件、虛擬現實等。近年來，我國情報學基礎研究取得了許多重大成果。
(1)軟件理論研究
我國最早從事軟件研究的學者大多是數學家，他們在軟件基礎理論方面造詣很深，取得了壹批具有國際影響力的科研成果。
1.1可執行時序邏輯語言和XYZ系統
易於編程的軟件往往效率低下，曾經流行的函數式語言也因為效率低下而未能在市場上獲得成功。90年代初，中科院軟件所創造性地提出並實現了可執行時序邏輯語言和XYZ系統，解決了編程容易和執行效率之間的矛盾。近年來，XYZ系統在實時控制、多媒體等領域以及軟件架構設計可視化工具方面取得了新的進展。XYZ系統是計算機編程理論的重大突破，受到國際同行的高度評價。
1.2分段微積分理論
實時系統的形式化是軟件理論中的壹大難題。1991年，中科院軟件所的研究人員和C.A.R. Hoare等教授提出並發表了關於分段微積分作為實時系統邏輯方法的論文，在國際上引起了很大反響。分段演算是壹種模態邏輯，用於描述和推理動態系統的實時行為。它是區間時態邏輯在連續時間條件下的擴展。現在已經成為實時系統設計、應用和數學支持工具的新模式，得到了國際同行的認可，並帶動了十幾個國家的科學家參與這項研究。
1.3形式語義
進程代數是研究計算機網絡和遠程通信等並發現象的形式化方法，已成為計算機科學基礎研究的熱點。中國科學院軟件研究所設計並實現了通用進程代數驗證工具VPAM。基於此，1993成功開發了世界上唯壹可以直接推理消息傳輸過程的工具，並在十幾個國家得到了應用。該所與英國Hennessy教授合作，提出並自主發展了“符號互模擬理論”，推動了模態邏輯和實時過程的研究。清華大學利用拓撲工具引入了近似互模擬和互模擬極限的概念，初步建立了並發程序近似正確性和無限進化的理論。北航在並發計算模型的翻譯理論方面做了開創性的工作，提出並發展了基於語法指導的翻譯技術和證明翻譯程序正確性的方法，還提出了形式系統序列、序列極限和進程模式理論，建立了軟件規格說明的修正演算技術。
(2)人工智能的研究
2.1問題解決與人工神經網絡理論
在人工智能問題求解理論上，清華大學在傳統符號建模方法的基礎上，提出了不同粒度的商空間求解模型和分層求解方法，進而提出了不同層次信息的合成技術。根據神經網絡學習的新幾何表示，提出了自頂向下的構造性學習方法，結合多粒度計算的商空間理論，可以有效處理大數據和復雜問題的學習和分類。中國科學院半導體研究所開創了用高維幾何描述和設計人工神經網絡的新途徑，在神經網絡計算機理論的研究、設計和轉化方面取得了巨大成功。近年來，北京系統工程研究所在計算智能(包括模糊邏輯、進化計算和神經計算)的研究方面取得了很大進展，提出了“過程神經網絡”的概念，在理論和應用方面都取得了突出的成果。
2.2知識加工理論
自然語言理解是人工智能的主要難點之壹。中科院數學所在知識工程和基於知識的軟件工程方面做了系統的、原創性的工作，設計並主持開發了知識工程語言推理機系統和大型專家系統開發環境天馬，首次將異構分布式人工智能和機器辯論引入人工智能領域；提出了壹種基於準自然語言理解的自動知識獲取方法。數據中所包含的知識由計算機自動獲取和排序，只需對書本語言進行少量修改，最終自動生成所需的應用軟件，從而形成了壹條基於知識自動獲取的軟件快速生成的新技術路線。另壹個有趣的成就是電腦動畫自動生成技術的發展，它可以自動將中國的童話故事轉換成漫畫，它將人工智能推向了藝術創作領域。總參61研究所開展了“知識發現機理研究”，提出了“控制流/數據流圖對”方法和能夠統壹表示和處理隨機不確定性和模糊不確定性的“雲模型”，並將這壹創新模型應用於數據挖掘、知識發現等新領域，取得了優異的成果。中科院計算所率先提出建立“國家知識基礎設施”，已建成包含300多萬條知識的多領域專業知識庫，並在自然語言處理和農業信息系統中得到應用。
(3)算法研究
算法和計算復雜度是計算機科學的核心。國內有壹批學者致力於尋找NP-hard問題(壹類計算時間隨問題規模呈指數增長的困難問題)的有效算法(包括近似算法)。高性能算法973項目在集成電路設計、電力調度、交通運輸、證券、信息查詢等多個領域提出了壹批具有世界先進水平和較高實用價值的高性能算法，其研究成果正在壹些重點工程領域推廣應用。
中國科學院計算技術研究所投入約400人次科研，歷時6年，在數字視頻廣播關鍵技術上取得全面突破。課題組提出的“快速魯棒的靜態子畫面生成算法”被國際MPEG-4標準采用，2002年7月，課題組提出的“結合率失真優化理論的碼率控制算法”被國際JVT(Joint Video Team，聯合視頻小組)標準接受。在中國手語識別方面，研究團隊首先研究了詞匯量較大(超過1000中文單詞)的手語識別問題，正確識別率達到92%-95%。在手語合成方面，利用虛擬人合成技術合成了中國手語基本詞匯365，438+063個手勢，在國際上首次實現了正常人與聾人的實時交流系統。
中科院軟件所成功開發了並行數學軟件庫和廣義特征值問題並行求解包PQR等。這些軟件產品已在美國、歐洲、日本等20所高校和科研機構得到應用。他們還開發了大規模油藏數值模擬並行求解器和並行軟件PRIS，在國產高性能計算機上開發了百萬節點油藏精細模擬等分布式並行數值軟件，經濟效益巨大。
(4)量子計算和量子通信的研究。
量子信息技術可以實現經典信息技術無法實現的新的信息功能，是當代信息科學的前沿。中國科學技術大學在解決量子信息技術部分關鍵問題方面取得重要進展。概率量子克隆的原理由我校研究人員首創，即以壹定的概率精確克隆線性無關的量子態集合，並推導出最大克隆概率，為有效提取量子信息提供了新的途徑。利用線性光學方法成功地研制了壹臺量子萬能克隆機。他們還首創了量子避錯編碼，其原理已被美國學者在實驗中證明，為克服量子信息技術實際應用的主要障礙——退相幹開辟了新方法；提出了壹種新的量子信息處理器，有望成為實用的量子處理器。清華大學學者提出了基於量子邏輯的自動機理論，並證明了自動機的壹些基本性質依賴於邏輯的分布規律，從而揭示了基於量子邏輯的自動機理論與經典自動機理論的壹些本質區別。
(5)信息安全的理論研究。
我國的科技工作者已經完全自主地研究和實現了我國的信息加密算法和系統，密碼學的研究已經進入世界前列。信息安全國家重點實驗室等單位在信息安全和密碼學研究方面取得了壹系列重大成果。代數方法是研究現代密碼系統的重要方法之壹。中國學者主要使用代數方法來深入描述密碼問題。這些成果為認證碼、序列密碼和公鑰的設計和分析提供了重要的理論基礎。在中國，網絡入侵檢測、殺毒軟件