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【中图分类号】G43 【文献标识码】A 【文章编号】1001-8700(2002)03-0007-04
一、信息与信息化概念
1.信息及其特征
信息这个概念最早在通信理论中出现。现代通信理论的研究者通过对各种通信方式的研究，发现通信的目的在于传递某种有意义的消息，于是给予这些东西起个名称为“信息”。随着科学技术的迅猛发展和人们认识的不断深化，人们发现整个客观世界处处充满信息。因此，在一般情况下，信息是指人们所说的消息，或者是通信的内容，它包括各种文字、指令、数据、信号、图形、图像、声音等等。
信息具有可识别、可转换、可存贮、可传递、可生产、可共享等特征，确切地说，信息必须以某种物质作媒介来进行存贮、传递和转换，在这个过程中又总是伴有能量的传递和转换。但是，信息既不是物质也不是能量，它只是物质的一种特殊属性，它可以传递和提供关于客观物质世界的知识，减少或消除对知识的不确定性。
现代信息的传播模式通常是：
人们对信息的要求集中体现在：
时间——→速度——→效率——→效益
（起始）（速率或码率）（精确度、误码度或保真度）（经济与社会效益）
2.信息化概念
电子计算机是20世纪最重大的科技成果之一，由于它具有存贮数据和记忆的能力，以及进行逻辑推理的判断等功能，并且运算速度快、计算精度高。因此，作为一种自动、高速、精确的运算，控制和管理的工具，已广泛应用于通信、金融、交通、工业、农业、国防、教育、科研、商业、医疗、行政管理和国民经济的各个部门，乃至家庭日常生活中。
从计算机技术的角度看，可将信息分成文本、图形、静态图像、动态图像、动画、声音等6类。而人们通常所称的多媒体是指能进行对文本、图形、图像、动画、声音等的传播和处理的系统。多媒体计算机技术则是研究如何表示、再现、储存、传递和处理以上6类信息的技术，它涉及到计算机、图形学、数字通信和自动化技术等不同学科的多种技术，包括了多媒体计算机原理、多媒体数据、多媒体通信、多媒体网络、多媒体信息处理、多媒体文档组织与表现技术等等。由于这里所指的多媒体是指人们信息交互的多媒体，因此，就多媒体计算机技术而言，多媒体具有4个特征：
①多媒体必须由计算机控制的；
②多媒体是集成化的；
③多媒体的信息都是以数字化形式再现；
④多媒体可提供交互作用方式。
因此，在某种意义上，凡是采用现代科技手段（如计算机及其网络技术、图形学、通信网络技术和自动化技术等等）把含有数据（含数值和字符）、指令、信号、图形、动画、声音等等的各种内容（模量），经过生产（加工）、表示（编码）、储存（过程或结果储存）、转换（模／数或数／模）、传输（通过媒介）、处理（数据）而能让人们所接受（解码、再现）的信息的过程，便是信息化了。
多媒体在现代远程教育中为广大学生提供了更多的学习机会，尤其是多媒体文档允许对学习过程进行用户化。多媒体文档的使用已经显示出了它的高效性和灵活性，学生可以决定自己的学习速度与方式，这就是工具和系统力求与个人相适应。在交互式电视、点插式访问等服务中，有一个目标也是用户化，借助于强有力的工具，用户可以根据自己的兴趣和爱好来选择系统提供的信息。因此，现代远程教育内容（如文本、图形、图像、声音和动画等）可以而且已经信息化，换句话说，是通过多媒体计算机技术信息化了。
实现现代远程教育信息化的理想信息必将是一个数字化、宽频带（高速率）、大容量的光孤子全光通信系统。
3.数字化与宽带网
(1)何谓数字化
数字化是一个涉及到把模拟信号转化为数字信号的过程。而所谓数字信号指的是用二进制数表征的信号量，其它非二进制数表征的信号量统称为模拟信号。因此，把任意的模拟信号（非二进制数）转换为统一的数字信号（二进制数）的过程，就称为数字化。数字化是信息化的一种重要手段。
从上面多媒体的特征中，我们已经知道，多媒体必须是由计算机控制的。然而，在计算机信息领域中，媒体指的是各种信息的载体，而计算机内部只能唯一接受二进制数，因此，所有能被计算机（对于绝大数的计算机，即数字式计算机来说）接受的信号显然都必须是数字化了的信息。这样一来，对于任何媒体，无论是文本、图形、图像、声音和动画等都以唯一的形式编码，而产生对应的二进制数位串序列，因而对各种类型的信息都能以统一的方式，并由同一种类型的机器（计算机）处理。数字化描述允许不同类型的信息储存在相同的设备上，尤其是图像、声音和动态视频要求大量的数字化储存能力。数字化了的信息也可以在单一的数字化网络上传输。同样，在数字化之后的各种形式的信息可以由计算机程序处理，例如编辑和对各种数字化的信息进行压缩等等。此外，数字化后的信号比模拟信号对传送噪声的灵敏度低，信号的再生比较容易，可以完成对错误的检测和纠正，而且信息比较容易加密。因此，现代远程教育信息必须数字化，这是现代科技迅猛发展的结果，也是信息社会所赋予的必然趋势。
(2)宽带网概念
计算机网络通常从传输介质来分类，可分为基带网和宽带网。基带网所用传输介质的通频带较窄，数据传输率最高为每秒10兆～20兆比特。而宽带网所用传输介质的通频带较宽，可达300M～400MHZ，可以用频分多路复用技术，把通频带划分为多个信道，在同一根传输介质上（如在同一根电缆或同一根光纤上）同时传送多个信号。这相对于用同一根传输介质只能传输一个信道来说，在传输介质中传输的频率带宽得到了扩展，传输介质传输容量提高了几十、几百倍，从而使通信码率提高。
在网络通信技术中，常以传输码率作为频带宽度窄宽的衡量，当码率大于50Mb/s时，该网络称为宽带（高速）网。显然，采用宽带技术将大大提高频带的利用率，降低通信成本，并使传输的图像、声音更加清晰、逼真、连贯，缩短了人们获得信息的时间，并将大大缓解网络中信息“塞车”的现象。随着社会的信息化，用户对通信容量的需求日益增加。因此，宽带通信技术成为当今增加通信容量的最有效方法。同样，现代远程教育是按用户点播要求（双向性、交互性）提供电视节目、高质量音乐、图画，甚至电影，可以是广播形式或多点播送，也可以不是现场而是隔一时期才传送，以适应广大学员的需求。因此，远程教育必须采用宽带网，也只有宽带网才能真正使远程教育充分发挥作用。
二、实现现代远程教育信息化的技术和途径
在信息社会中，信息是一种资源，但它不是物质，它是一种属性，这种属性具有无限性。信息的无限性为全人类和人类社会带来了无限的机遇、资源和财富。随着现代科学技术的迅猛发展，信息技术得以不断产生与大量的应用，从日常家用电器，到更加普及的互联网；从现代通信、办公自动化、智能大厦，到电子商务与政府上网工程，信息技术的应用已深入到人们各类活动的方方面面，改善着人们的生活与活动方式，人类社会正在朝着信息化时代迈进。
为了满足人们对各种信息日益大量、高速、精确的需求，实现社会信息化，就必须解决生产、传递、接收、存储和处理各种信息的问题，为此，必须拥有大量现代信息技术。现代信息技术主要包括微电子技术、计算机技术、通信技术、自动化技术、信息光电技术、人工智能技术以及诸交叉综合技术在内的庞大技术群。随着现代科学技术的迅猛发展，信息技术得到不断产生与大量的应用，如计算机网络通信技术、数据通信技术、计算机应用技术、数据库技术、管理信息系统技术、决策支持系统技术、虚拟现实技术、系统集成技术、办公自动化技术、电子商务创建与开发技术和政府上网工程，以及智能大厦系统工程等等。
1.现代通信技术
随着人类社会向信息社会迈进、电子技术迅速发展、计算机技术与通信技术紧密结合，计算机网络空前繁荣，从而促使网络互连技术得到迅速发展。网络互连的目的主要是在不同地理位置的网络之间建立通信链路，完成信息交换。作为信息传输渠道的主要手段的通信技术以惊人的速度发展着，特别是以光纤通信、卫星通信、移动电话和数据通信与数据通信网为代表的现代通信技术更是日新月异。其中，光纤通信、卫星通信和移动通信一起被列为现代通信领域中的三大新兴通信手段。
(1)光纤通信
光纤通信是利用光导纤维（简称光纤）传送信息的光波通信技术。光纤通信采用的载波位于电磁波谱的近红外区，频率非常高(10[14]～10[15]Hz)，因而通信容量极大，如语言信号的宽度以4×10[3]Hz计，则光通信的容量为3×10[14]/4×10[3]=750亿路电话。虽然实际的光纤通信系统尚与此相距甚远，但光纤通信容量之大是毋庸置疑的。从1970年至今，光纤通信的发展速度远远超过了人们的预想，光纤系统经历了五代的发展，使通信容量增加了好几个数量级。目前，已经进入第五代光纤通信系统的研究和开发，这就是光孤子通信系统，这种系统基于一个基本概念——光孤子，即由于光纤的非线性效应与光纤色散相互抵消，使光纤带宽增加10～100倍，使Gb/s以上的光脉冲信号在无损耗的光纤中保持其形状不变且无中断地传输的现象。光纤子通信系统将使超长距离的光纤传输成为可能，实验已经证明，在2.5Gb/s码率下光孤子沿环路可传输14000km的距离。由于光孤子能保持其形状无畸变地沿光纤传输，所以是光纤通信的理想载波脉冲。在信息高速公路的发展中（当然，现代远程教育信息网也不例外），光孤子通信系统将成为其主要的高速网络。
(2)卫星通信
卫星通信是一种宇宙无线电通信形式，它是在地面微波通信和空间技术的基础上发展起来的，它是地面微波中继通信的继承和发展，是微波中继通信的一种特殊形式。卫星通信是利用人造卫星作为中继站转发无线电波，在两个或多个地面站之间进行的通信。通常，以宇宙飞行体或通信转发体为对象的无线电通信称为宇宙通信，它包括三种形式：①地球站与宇宙站之间的通信；②宇宙站之间的通信；③通过宇宙站的转发或反射进行的地球站之间的通信。卫星通信是宇宙通信的第三种形式。这种卫星通信覆盖区域大、通信距离远，利用三颗同步卫星即可实现全球通信。卫星通信具有多址联接能力，只要在卫星覆盖区域内，所有地面站都能利用此卫星进行相互间的通信。因此，卫星通信对国际通信或远程教育具有重要的意义，在国际通信中，卫星通信承担了1/3以上的远程通信业务，并提供了几乎世界上所有的远程电视。如今，卫星通信已经成了人类信息社会活动中不可缺少的基本手段，也是现代远程教育信息化的主要技术手段之一。
(3)移动通信
移动通信是指通信双方至少有一方是在运动中进行信息交换，因此，移动通信受空间限制少，实时性好。移动通信系统由移动通信交换局(MTX)、基地站(BS)、移动台(MS)及局间和局站间的中继线组成。目前，在调制方式方面，采用了宽带调制技术，它具有非常好的抗人为干扰和噪声干扰的性能，特别是对抗移动通信中的多径干扰非常有效，并具有很好的隐蔽性和保密性。我国移动通信虽起步较晚，但其发展进程大体与国外相似，其电台品种繁多，广泛使用混合元件与集成电路，不少采用频率合成、锁相、数字信令、微处理器控制等先进技术。由于移动通信几乎集中了有线通信和无线通信的最新技术成就，它成为用户随时随地快速而可靠地进行多种信息交换的一种理想通信形式。显然，移动通信也成为现代远程教育信息化中自由度最大的手段之一。
(4)数据通信
从数据通信网覆盖的范围来讲，数据通信网可分为局域网(LAN)、都市网(MAN)和广域网(WAN)，而由于技术和应用范围的不同，数据通信网又分为X.25分组交换数据网、DDN网、帖中继网等，这几方面分类是相互渗透、相互关联的，并不是截然分开的。现在，电视、视频点播(VOD)、电子数据交换(EDI)、文件传输、电子信箱、可视图文、目录查询、智能用户电报、遥测遥控等业务日益普及，而这些业务有相当部分离不开数据通信。随着计算机与各种具有处理功能的智能设备在社会各个领域的广泛应用，数据通信的应用范围也日益扩大。可以说，人类社会生活的方方面面已越来越离不开数据通信。目前的通信网由于历史和技术的原因，存在着不同方式分割的独立网络，如公共电话网、电报网、计算机网以及有线电视网等，这种分割导致网络资源利用率低和用户不便。为了解决这个难题，就是要实现网络的综合化，也就是将各种通信业务，如电话、数据和图像等业务综合于同一数字网中，这就是综合业务数字网(ISDN)、宽带综合业务数字网(B-ISDN)，它们为多媒体通信提供宽带分配能力和实时传输能力，是目前远程教育信息化的优秀网络系统。
(5)信息高速公路与Internet
a.信息高速公路概述
现代远程教育运用了多媒体计算机技术的信息化，同时实现对教育信息的数字化和信息传输宽带化，并采用了现代通信技术的各种手段，实现了互连网的远程教育。计算机网络的功能主要在于可实行资源共享、可进行数据传输、可进行计算机通信和可进行网络计算等等。然而，远程教育的实施，关键在于如何建立一个理想的信息传输通道——数字化的大容量、宽频带（高速率）的光纤计算机通信网络系统，这也就是人们常说的“信息高速公路”。“信息高速公路”是一组交互式的光纤通信网络，该网络传输着文本、图形、声音和动画等多种媒体的信息。所以，信息高速公路的技术是计算机技术、通信技术、视听传媒技术的综合。伴随着“信息高速公路”发展的多媒体计算机通信技术，集计算机的交互性、网络的分布性和多媒体信息的综合性于一体，突破了计算机、通信、电视和出版等传统产业间的界限，使这些对人类社会产生重大影响但相对独立发展的技术融为一体，它向人类提供了全新的信息服务，使现代远程教育信息化的实施得到保证。
b.Internet简介
Internet是目前世界上最大的计算机网络，更确切地说是网络中的网络。它的前身Arpanet网是美国国防部高级研究计划管理局于1969年建立的一个军用网络。经过30多年的发展，如今Internet已经成为通达100多个国家的国际性网络，与之相连的网络约几万个，在网上运行的主机约有几千万台，而且还在以很快的速度增加，网上用户多达几亿。Internet是成千上万信息资源的总称，这些资源在线分布在世界各地的数亿台计算机上，Internet是一个社会大家庭，其家庭成员可以方便交换信息，共享资源，Internet上开发了许多应用系统，供接入网上的用户使用。Internet目前所推行的发展战略与许多国家实施信息高速公路计划所追求的“全民服务”的目标更是一脉相承。因此，Internet开始了商业化的发展，利用Internet进行商业活动成为世界经济的一大热点，几乎所有的国际著名公司都着手在Internet上建立自己的商业服务系统，并且把公司管理系统与Internet相连接。另一方面，商业性Internet接入服务也为其带来了更多的用户，推动了Internet的普及，对人类活动的方方面面产生了重大的影响。可以说，Internet的普及应用，是人类社会由工业社会向信息社会发展的重要标志。当前，作为全球网的Internet是“信息高速公路”的关键部分的一个实践，这是因为它作为一个全球计算机网络，已为建立世界范围的信息传送系统奠定了初步的基础，是实现现代远程教育信息化的理想信道。但是，现有Internet离“信息高速公路”的要求还有相当距离。
2.智能大厦系统工程
智能大厦是信息时代的必然产物，是现代高科技的结晶，是现代建筑艺术与信息技术完美的结合。智能大厦也是国际“信息高速公路”和智能化城市的网络节点。
智能大厦系统是一个综合集成的计算机网络系统，该系统能将建筑物内的设备自控系统、通信系统、商业管理系统、办公自动化系统，以及具有人工智能的智能卡系统、多媒体音像系统，集成为一体化的综合计算机管理系统。该系统能对建筑物内部实施全面的管理、监视和控制。它包括设备方面的：空调、供热、给排水、变配电、照明、电梯、消防、卫星广播电视、闭路电视监控、防盗报警、出入口控制、巡更管理；商业方面的：物业管理、酒店管理、商业财务结算、停车场收费、商业咨询、购物引导；通信方面的：内部通信、语音通信、数据通信、图形图像通信；办公自动化方面的：计算机终端、打印机、复印机、传真机等等的管理。
智能大厦系统是一个管理系统，它是以目前国际上先进的分布式信息与控制理论为基础而设计的计算机分布式系统。它综合利用了现代计算机技术(Computer)、现代控制技术(Control)、现代通信技术(Communinication)和现代图形显示技术(CRT)，即4C技术，它是实现智能大厦的技术手段。
随着信息技术和经济的飞速发展，尤其是知识经济的迅猛发展，教育者和受教育者都意识到，在知识经济下，原有的专业知识已不够用，为了适应社会的需求保持竞争力，越来越多的成年“工作者”需要继续接受新知识，但他们又不能离开工作岗位来进行全日制的在校学习。因此，各种院校作为学习场所的角色正在变化，许多公司、企业也纷纷加入开办远程教育的行列。当前，智能大厦已成为各国综合科学技术能力的具体象征，也是国际“信息高速公路”和智能化城市的网络节点。同时，智能大厦的优越环境和条件，它无疑地成为对广大民众实行远程教育在“工作单位”教育的理想场所。
1992年，欧洲数十家科研和学术机构，以及英国伦敦大学和米兰大学等几十名智能建筑方面的专家和学者们经过实际的调查和技术研讨，并以欧洲智能建筑组织的名义共同发表了题为“智能建筑在欧洲”的实施概要咨询文件。这是大势所趋，是未来远程教育发展的需要。这样的事例在国外已在实施，许多公司、企业在“工作单位”场所（智能大厦）上开办了远程教育，如1996年美国已超过1000所全州的或多州协作的虚拟院校等。总之，随着科技的迅猛发展、经济的繁荣和社会的进步，“智能大厦”作为远程教育信息化的场所将会不断涌现。
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