第4章 数字技术、数字基础设施及其影响

数字经济概论IntroductiontotheDigitalEconomy第4章数字技术、数字基础设施及其影响学习目标1.了解数字技术、数字基础设施的概念及其构成。2.了解数字技术、数字基础设施的特征及应用。3.了解数字技术对产业发展的影响。导

言

数字经济时代，随着技术、模式、业态和制度创新成为数字经济的常态，需求端的常态化创新将向基础设施端传导，敏捷高效成为数字经济发展的刚需。数据的爆发增长、海量集聚蕴藏了巨大的价值，为智能化发展带来了新机遇。协同推进技术、模式、业态和制度创新，切实存好、管好、用好数据要素，将为经济社会数字化发展带来强劲动力。在这种情形下，数字技术和数字基础设施成为数字经济发展的重要支撑点和着力点。

本章节概述了数字技术、数字基础设施以及数字技术引致的产业融合与产业变变革，进一步列举了重要的数字技术，深入介绍了数字技术的发展背景、基本构成以及相关应用场景等。并描述了数字基础设施的概念、基本特征和新基建，列举了重要的数字基础设施。第1节

数字技术概述第2节重要的数字技术第3节数字基础设施概述第4节重要的数字基础设施第5节数字技术引致的产业融合与产业变革目

录

第1节

数字技术概述中国人民大学出版社北京第1节

数字技术概述一、网络技术、信息技术与数字技术网络技术（Networktechnology）是由通信技术和计算机技术结合后出现技术，它以网络协议为基础，是连接全球内独立且分散的计算机的集合。在连接过程中，双绞线、电缆、光纤、载波、微波或通信卫星都是其连接介质。网络技术的发展阶段：

（1）技术准备阶段（1950-1970）

（2）标准化形成与竞争加剧阶段（1970—1993）

（3）改变世界的万维网时代（1994—2008）

（4）新形势下计算机网络技术发展及展望（2009—至今）第1节

数字技术概述一、网络技术、信息技术与数字技术信息技术是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。它也常被称为信息和通信技术（InformationandCommunicationsTechnology，ICT）。主要包括传感技术、计算机与智能技术、通信技术和控制技术。信息技术的应用包括计算机硬件和软件，网络和通讯技术，应用软件开发工具等。信息技术的类别：

（1）按表现形态的不同，信息技术可分为硬技术（物化技术）与软技术（非物化技术）。

（2）按工作流程中基本环节的不同，信息技术可分为信息获取技术、信息传递技术、信息存储技术、信息加工技术及信息标准化技术。

（3）按技术的功能层次不同，可将信息技术体系分为基础层次的信息技术，支撑层次的信息技术，主体层次的信息技术，应用层次的信息技术第1节

数字技术概述一、网络技术、信息技术与数字技术数字技术（DigitalTechnology）是指借助一定的设备将各种信息转化为电子计算机能识别的二进制数字后进行运算、加工、存储、传送、传播、还原的技术，可以泛指包括移动互联网、物联网、大数据、云计算和人工智能等在内的诸多技术。第1节

数字技术概述二、数字技术的基本特征（1）内容属性：可编辑性和可扩展性（2）结构属性：开放性和关联性数字技术的可编辑性和可扩展性为开放性和关联性提供了重要的支撑，反过来，数字技术开放性和关联性的提高促进了多样化主体之间的互动，又会促使数字技术的可编辑和可扩展能力得到提升。因此，内容属性与结构属性之间的关系是相辅相成，不是孤立存在的。第1节

数字技术概述三、通用目的技术与颠覆性技术技术进步是经济增长的源泉，而长期的经济增长是由少数几种关键技术所推动的，经济学家称之为“通用目的技术”（generalpurposetechnologies，简称GPTs）。三个基本特征：

（1）普遍适用性：它能广泛应用到大多数行业;

（2）动态演进性：随着时间的推移，该技术能不断得到改进，使用成本不断降低;

（3）创新互补性：它提高了应用部门的研发生产率，这反过来促进了该技术自身的进步。

第1节

数字技术概述三、通用目的技术与颠覆性技术技术进步是经济增长的源泉，而长期的经济增长是由少数几种关键技术所推动的，经济学家称之为“通用目的技术”（generalpurposetechnologies，简称GPTs）。三个基本特征：

（1）普遍适用性：它能广泛应用到大多数行业;

（2）动态演进性：随着时间的推移，该技术能不断得到改进，使用成本不断降低;

（3）创新互补性：它提高了应用部门的研发生产率，这反过来促进了该技术自身的进步。

第1节

数字技术概述三、通用目的技术与颠覆性技术与通用目的技术相对的是颠覆性技术（Subversivetechnology）。颠覆性技术也被译为破坏性技术。六个基本特征：

（1）颠覆性技术具有来源的多样化；

（2）颠覆性技术具有体系化的技术结构；

（3）颠覆性技术创新兼具技术和管理两大冲突；

（4）颠覆性技术具有演化阶段之分，时间尺度明显；

（5）颠覆性技术的颠覆效果具有层次性；

（6）颠覆性技术具有多路径的市场切入方式。第2节

重要的数字技术中国人民大学出版社北京第2节

重要的数字技术一、元宇宙元宇宙的定义，可从以下三个视角来切入。从平行宇宙视角来看，元宇宙被解读为人类智造的数字虚拟宇宙，通过映射自然宇宙构成人类思想的实验室。从融合宇宙视角来看，元宇宙也被认为是一种虚实相融的社会形态。从进化宇宙视角来看，元宇宙也被定义为基于数字技术构建的数字社会，是新一代的数字网络，是数字文明的高阶形态。三个基本特征：

（1）沉浸和叠加;

（2）激进和渐进;

（3）开放和封闭。

第2节

重要的数字技术一、元宇宙元宇宙的定义，可从以下三个视角来切入。从平行宇宙视角来看，元宇宙被解读为人类智造的数字虚拟宇宙，通过映射自然宇宙构成人类思想的实验室。从融合宇宙视角来看，元宇宙也被认为是一种虚实相融的社会形态。从进化宇宙视角来看，元宇宙也被定义为基于数字技术构建的数字社会，是新一代的数字网络，是数字文明的高阶形态。三个基本特征：

（1）沉浸和叠加;

（2）激进和渐进;

（3）开放和封闭。

第2节

重要的数字技术二、知识自动化2013年麦肯锡全球研究院（MGI）发布了题为《颠覆性技术：改变生活、商业和全球经济的进步》报告。报告指出：知识型工作自动化是指用计算机来自动执行之前只有人可以完成的知识型工作。随后并列举了十二大改变经济和未来的颠覆性技术,其中知识型工作自动化位列第2。知识自动化可以被视为用于进一步发展人工智能技术的新方向，以及用于处理CPSS型复杂系统的管理和控制的正常框架。知识自动化的目标是从UDC到AFC，即处理不确定性，多样性和复杂性的问题，具有敏捷性，焦点和融合能力。四个关键核心技术：

（1）工程中间件技术；

（2）系统集成技术；

（3）智能规划技术；

（4）自然人机接口

第2节

重要的数字技术二、知识自动化图4-1知识自动化系统分层构架模型第2节

重要的数字技术三、人工智能人工智能是一门研究计算机来模拟人的思维过程和智能行为的学科，应用于机器人技术、语音识别、图像识别、自然语言处理等。通过将计算机科学、信息论、语言学、哲学、力学、心理学等知识融会贯通，来模拟人类的认知、学习、推理、行为等能力，实质就是试图通过知识和技术来生产机器，从而替代人类的体力和脑力劳动。三个基本特征：

（1）革命性通用目的技术;

（2）对人的解放;

（3）对人的替代。

第2节

重要的数字技术四、区块链区块链（Blockchain）是以比特币为代表的加密数字货币体系的基础支撑技术。区块链技术结合分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术，构建出了一种新型的应用模式。六个基本特征：

（1）去中心化；

（2）可靠数据库；

（3）去信任；

（4）交易准匿名性；

（5）集体维护；

（6）开源可编程。第2节

重要的数字技术五、工业互联网根据工业互联网协会IIC给出的定义，工业互联网是“一种物品、机器、计算机和人的互联网它利用先进的数据分析法，辅助提供智能工业操作，改变商业产出。它包括了全球工业生态系统、先进计算和制造、普适感知、泛在网络连接的融合。”四个层次：

（1）感知识别层；

（2）网络连接层；

（3）平台汇聚层；

（4）数据分析层。第2节

重要的数字技术六、5G5G是第五代移动通信（TheFifthGeneration）的简称。我国IMT—2020（5G）推进组依据综合5G关键能力与核心技术，提出的5G概念：“其由标志性能力指标和一组关键技术共同定义，其中，标志性能力指标是指Gbps用户体验速率；一组关键技术则包括大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构技术。“标志性能力指标”指的是用户体验速率，移动通信技术中最重要、最具有工程意义的指标，是用户在常规网络环境下可以真实享受的数据传输速率；而“一组关键技术”指的是利用新的技术，用于满足广范围、大容量、低时延、高可靠、低功耗、多连接的业务和应用场景。关键技术：

（1）无线技术：大规模天线、超密集网络、新型的多址和全频谱接入；

（2）网络技术：基于软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）；

（3）F-OFDM、FBMC、D2D、Q-aryLDPC、全双工、灵活双工、网络编码和极化码

等

第2节

重要的数字技术七、数字孪生数字孪生技术是指利用数字技术对物理实体对象的行为、特征、性能和形成过程等进行描述和建模的过程和方法，该技术具有实时同步、高保真度、忠实映射等特性，能够实现物理世界与信息世界的交互与融合。数字孪生体是指使用数字孪生技术建立的与现实世界中的物理实体完全对应一致的虚拟模型，能够实时模拟物理实体在现实环境中的行为和性能，也称为数字孪生模型。数字孪生技术被认为是架设在现实物理世界与虚拟数字世界之间的桥梁，它将是实现信息物理系统的核心关键技术。现在，数字孪生技术应用于飞机结构寿命预测，车间生产调度优化，产品设计等各个领域。利用数据的实时传输建立起多种数据模型从而反映出物理实体的数字孪生技术正在对工业，制造业等领域产生巨大的甚至是颠覆性的影响。

第3节数字基础设施概述中国人民大学出版社北京第3节数字基础设施概述一、概念数字基础设施是以信息网络为基础，综合集成新一代信息技术，围绕数据的感知、传输、存储、计算、处理和安全等环节，形成的支撑经济社会数字化发展的新型基础设施体系。狭义的数字基础设施，指的是信息基础设施，即基于新一代信息技术演化发展形成的基础设施。而广义的数字基础设施，不仅包括信息基础设施，还包括融合基础设施，即传统基础设施利用新一代信息技术进行智能化改造后所形成的基础设施形态。第3节数字基础设施概述二、基本特征（1）创新活跃，范畴持续扩展延伸；（2）技术性强，设施迭代升级迅速；（3）面向应用，需要持续投入开发；（4）数据为核，统一标准重视规范；（5）网络性强，安全可靠要求更高；（6）跨界融合，创新型人才需求大。第3节数字基础设施概述三、新基建新型基础设施建设是以科技端的基础设施建设为研究主体，以现代化发展和数字化、智能化发展为研究基础而形成的新的概念。因此，“新基建”的内涵与数字经济发展的相关产业密切相关。自2018年12月中央首次提出“新基建”概念后，随着其进展不断推进，“新基建”的内涵越来越丰富，下面对涉及“新基建”概念的相关内容进行梳理如表4-3所示。时间提及“新基建”相关会议/报告“新基建”相关重点内容核心要点2018.122018中央经济工作会议国内投资需求潜力巨大，要发挥投资重要作用，加快5G商用步伐，加强人工智能、物联网等新型基础设施建设。提出加快5G、人工智能、物联网等新型基础设施建设2019.32019年国民经济和社会发展计划草案的报告实施数字经济，建设人工智能创新应用先导区和大数据综合试验区。加快5G和IPv6规模部署,加强人工智能、物联网等应用。提出加强新型基础设施建设和应用2020.12020年1月3日国务院常务会议出台信息网络等新型基础设施投资支持政策，推进智能、绿色制造。提出推进智能、绿色制造2020.2中央全面深化改革委员会第十二次会议打造经济适用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系。提出打造现代化基础设施体系第3节数字基础设施概述三、新基建新型基础设施建设具有以下特点：

第一，数据赋能性。

第二，协调融合性。

第三，应用灵活性。新基建在未来的发展方向：（1）中央顶层设计，政策路线明朗。（2）项目引领发展，“新基建”复苏“老基建”。（3）技术应用加快，数字化趋势明显。

第4节重要的数字基础设施中国人民大学出版社北京第4节重要的数字基础设施一、信息网络基础设施信息网络基础设施具体可细分为信息基础设施和网络基础设施。信息基础设施（Informationinfrastructure）是基础设施（包括交通、能源以及信息基础设施）重要的构成部分，也是当前我们生活中不可或缺的一部分，它所涵盖的范围非常广泛，有为我们的手机提供信号的无线基站，通过电脑上网所连接的固定宽带，还有相关的配套的电源、建筑等设施。信息基础设施的四条特性：（1）技术要求较强（2）基础性强（3）高投入、高回报（4）带动性。信息基础设施带来的相关影响：（1）信息基础设施能够促进经济增长。

（2）信息基础设施促进住房价格增长。（3）信息基础设施影响的差异化。（4）信息基础设施影响的中介效应。第4节重要的数字基础设施一、信息网络基础设施网络基础设施(Networkinfrastructure)是指支撑计算机网络正常运行的物理性结构，通过软硬件设施搭建的通信信道，以实现在两个或更多的规定的端点之间提供连接传输的网络通信体系。网络基础设施的基本结构是由硬件设施和软件设施两部分组成。网络基础设施的特点：（1）本地外部效应。（2）集聚效应。（3）网络效应。第4节重要的数字基础设施二、数字技术赋能的传统基础设施数字技术赋能的传统基础设施是数据收集、交换、存储、处理和传播的先决条件，包括互联网技术、手机和所有其他围绕数据的数字工具。伴随新一代信息通信技术迭代和传统产业数字化转型与升级，传统基础设施在数字技术的赋能下，不断演化形成新型的数字基础设施（Digitalinfrastructure）。数字基础设施的新发展：（1）从预期作用看，数字基础设施将为经济社会数字化转型和创新发展提供动力和支撑。（2）从形成方式看，数字基础设施是以信息网络为基础，以新一代信息技术和数字化为驱动因素形成的，它既有基于新技术全新构建的，也有原有基础设施自身演进升级形成的，还有利用信息技术赋能转型升级形成的。（3）从发展情况看，数字基础设施具有较强的成长性。随着技术革命和产业变革的发展，围绕着数据的生成、处理和流通的整个流程，会不断地形成新的基础设施形态。第5节数字技术引致的产业融合与产业变革中国人民大学出版社北京第5节数字技术引致的产业融合与产业变革一、数字技术引致的产业融合学界对产业融合（Industrialintegration）问题