第一讲铁路信息技术-1F

现代铁路信息技术李红辉hhli@2009年11月1本课程是计算机应用专业、铁路信息技术和网路管理研究方向硕士研究生的专业课。针对国内外铁路建设中所涉及的主要最新的信息技术、前沿技术进行探讨式学习。

介绍国外铁路相关信息技术的发展概况和趋势；介绍我国铁路的发展现状及信息化建设的有关规划、设计和待解决的问题；针对这些问题开展专题技术学习，包括：信息采集技术；信息传输技术；信息处理技术；信息存储和检索技术；信息集成技术等课程目的:使学生能对整个铁路行业信息化建设有一个比较全面的认识，并掌握相关信息技术基础。要求学生结合我国铁路信息化建设的需要和问题，就其中1-2个专题，查阅相关的最新资料，就这些问题展开讨论，提出自己的见解。课程要求2考核要求平时20%+论文40%+考试40%论文要求：文字(4000-5000字)+讲述+回答问题(团队3-4人)平时：考勤+回答问题考试:开卷3课程计划讲授6-7准备论文1-2论文讲述2考试14《铁道概论》中国铁道出版社《铁路信息化总体规划》铁道部2005《铁路智能运输系统：体系框架与标准体系》

贾利民

中国铁道出版社

《信息化与铁路运输》关振东

中国铁道出版社《信息系统集成与信息融合技术及应用》王惠斌等国防工业出版社参考文献5第一讲信息技术与铁路信息化信息技术的概念信息技术的组成、特征铁路信息技术的概念铁路运输智能信息系统概念国内外铁路信息系统的发展铁路信息化体系结构（ITIS体系框架）

6一、信息技术概念

71。1信息技术学科的产生随着网络技术的普及和应用的深入，作为信息化社会的需要，出现了一类有明显特征的人才需求。这类人才在各种企事业单位承担信息化建设的核心任务。在中国，近几年纷纷在我国出现网络工程，电子商务等专业；在国外，不少学校已有信息技术本科专业。

81。1信息技术学科的产生与计算机科学人才相比，对他们没有探索新的计算理论的要求，也没有设计复杂算法的预期；与计算机工程人才相比，不要求他们了解微处理器设计的细节，也不要求他们具备设计新型计算机系统的能力；与软件工程人才相比，不要求他们懂得系统的软件测试，也不指望他们参与大型软件的编写。核心要求是能够熟练地应用各种软硬件系统知识构建优化的信息系统，了解各种计算机软硬件系统的功能和性能，更善于系统的集成和配置，有能力管理和维护复杂信息系统的运行。91。1信息技术学科的产生针对不同的人才需求，教指委提出计算机专业可设置四个独立的专业方向:计算机科学（研究型）计算机工程（工程型）软件工程（工程型）信息技术（应用型）101。1信息技术学科的产生1900年前后，由于马达、电话的出现，从物理学科中衍生出了电气工程；1960年前后，由于三极管、集成电路的发明，从电气工程中分出了电子工程；1965年前后，由于计算机的出现和广泛使用，从电气工程和数学中“长”出了计算机科学。现在，由于互联网在全球的迅速普及，深入到人们社会生活的各个层面，信息技术从计算机科学和通信科学中分化出来.111。2信息技术学科的定义“信息技术”是一门针对社会与各种企事业单位的信息化需求，提供与实施技术解决方案的学科，它涉及对计算机软硬件、计算机网络等相关技术与产品的选择、评价、拓展、集成、应用与管理。培养这方面人才所涉及的知识面包括：数学与信息技术基础、程序设计基础、系统平台技术、计算机网络、信息管理与安全、人机交互、集成程序开发、系统架构与集成、Web与数字媒体技术、工程实施等。121。3信息技术学科知识体系知识领域知识单元（最小必修学时数290）含义简要信息技术基础基本概念（17）机构信息化（6）信息技术发展史（3）信息技术与其他学科的关系（3）典型应用领域（2）数学与统计学在信息技术中的应用（3）人机交互人的因素（6）应用领域的人机交互（2）以人为中心的评价（4）开发有效的人机界面（9）易用性（1）新兴技术（2）以用户为中心的软件开发（5）信息保障和安全基本知识（3）安全机制（对策）（5）实施信息安全的相关任务和问题（3）策略（3）攻击（2）安全域（2）事故调查（数字刑侦）（1）信息状态（1）安全服务（1）威胁分析模型（1）漏洞（1）131。3信息技术专业知识体系IT-IM信息管理信息管理的概念和基础知识（8）数据库查询语言（9）数据组织和体系结构（7）数据建模（6）数据库环境的管理（3）特殊用途的数据库（1）IT-IPT集成程序设计及技术系统间通信技术（5）数据映射与数据交换（4）集成编码（4）脚本技术（4）软件安全实践（4）各种技术（1）程序语言概述（1）IT-NET计算机网络网络基础（3）路由和交换（8）物理层（6）安全（1）网络应用领域（1）网络管理141。3信息技术学科知识体系IT-PF程序设计基础基本数据结构（10）程序设计基本结构（9）面向对象程序设计（9）算法和问题解决（6）事件驱动程序设计（3）递归（1）IT-PT平台技术操作系统（10）计算机组织和结构（3）计算机系统基础设施（1）企业级软件固件硬件IT-SA系统管理和维护操作系统（4）应用系统（3）管理活动（2）管理域（2）151。3信息技术学科知识体系IT-SIA系统集成和体系结构需求（5）采购（4）集成（3）项目管理（3）测试和质量保证（3）组织环境（1）体系结构（2）IT-SP信息技术与社会环境信息技术专业写作（5）信息技术行业与教育发展史（3）计算的社会环境（3）团队合作（3）知识产权（2）信息技术应用涉及的法律问题（2）机构环境（2）职业操守规范与责任（2）隐私和公民权利（1）IT-WS系统和技术Web技术（10）信息体系结构（4）数字媒体（3）Web开发（3）漏洞（1）社会软件161。4信息技术定义信息消息、情报、知识、报告、通知、事实、数据等信息技术是能够延长或扩展人的信息能力的手段和方法，目前没有统一且公认的定义.171。4信息技术定义各种”信息技术”定义指有关信息的收集、识别、提取、变换、存储、处理、检索、检测、分析和利用等的技术。指应用在信息加工和处理中的科学、技术与工程的训练方法和管理技巧包括信息产生、收集、表示、检测、处理和存储等方面技术；也包括信息的传递、显示、识别、提取、控制和利用等方面的技术。总之，信息技术既包括有关信息的产生、收集、表示、检测、处理和存储方面的技术，也包括有关信息的传递、交换、显示、识别、提取、控制和利用等方面的技术。18二.信息技术的组成

192。1信息技术的组成信息技术它主要是指利用电子计算机和现代通信手段实现获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息、分配信息等的相关技术。信息技术组成：传感技术通信技术计算机技术控制技术

202。1信息技术的组成从信息的生命周期来看信息技术，它主要是指利用电子计算机和现代通信手段实现获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息、分配信息等的相关技术。因此，我们又可以将信息技术划分为：信息获取技术信息传递技术信息处理与再生技术信息施用技术等四类技术。21（一）信息获取技信息获取技术中最重要的是传感技术，它的作用是扩展人获取信息的感觉器官功能。它包括信息识别、信息提取、信息检测等技术。这类技术的总称是“传感技术”。传感技术是测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子学、光学、声学、精密机械、仿生学、材料学等众多学科相互交叉的综合性高新技术密集型前沿技术之一。传感技术、测量技术与通信技术相结合而产生的遥感技术，更使人感知信息的能力得到进一步的加强。22传感技术传感技术已经发展了一大批敏感元件，除了普通的照像机能够收集可见光波的信息、微音器能够收集声波信息之外，现在已经有了红外、紫外等光波波段的敏感元件，帮助人们提取那些人眼所见不到重要信息。超声和次声传感器，可以帮助人们获得那些人耳听不到的信息。各种嗅敏、味敏、光敏、热敏、磁敏、湿敏以及一些综合敏感元件，可以把那些人类感觉器官收集不到的各种有用信息提取出来，从而延长和扩展人类收集信息的功能。

23（二）信息传递技术信息传递技术的主要功能是实现信息快速、可靠、安全的转移。各种通信技术都属于这个范畴。广播技术也是一种传递信息的技术。由于存储、记录可以看成是从“现在”向“未来”或从“过去”向“现在”传递信息的一种活动，因而也可将存储技术看作是信息传递技术的一种。24通信技术通信技术的发展速度之快是惊人的。从传统的电话，电报，收音机，电视到如今的移动电话，传真，卫星通信，这些新的、人人可用的现代通信方式使数据和信息的传递效率得到很大的提高，从而使过去必须由专业的电信部门来完成的工作，可由行政、业务部门办公室的工作人员直接方便地来完成。通信技术成为办公自动化的支撑技术。

25（三）信息处理与再生技术信息处理包括对信息的编码、压缩、加密等。在对信息进行处理的基础上，还可形成一些新的更深层次的决策信息，这称为信息的“再生”。信息的处理与再生都有赖于现代电子计算机的超凡功能。处理信息是通过各种类型的计算机（智能工具）来完成的。

26计算机技术计算机技术同样取得了飞速的发展，体积越来越小，功能越来越强。计算机从诞生起就不停地为人们处理大量的信息，而且随着计算机技术的不断发展，处理信息的能力也在不断加强。从大型机，中型机，小型机到微型机，笔记本式计算机，便携式计算机等。从PC机，286，386到486，586等，计算机的应用也取得了很大的发展。27

现在计算机已经渗透到人们社会生活的每一个方面，个人计算机配上各种软件能够帮助人们工作和生活。例如，电子出版社系统；计算机文字处理系统，光盘的实用，电子图书；多媒体音乐、动画制作等。例如，电子出版系统计算机文字处理系统光盘多媒体技术计算机技术28（四）信息施用技术信息施用技术是信息过程的最后环节,它包括控制技术、显示技术等。信息要为人类所利用，必须可以控制。直观地说，控制就是指施控主体对受控客体的一种能动作用，这种作用能够使得受控客体根据施控主体的预定目标而动作，并最终达到统一目标。计算机控制技术是计算机技术与控制理论、自动化技术结合的产物。在控制系统中引进计算机，就可以充分运用计算机强大的计算、逻辑半段和记忆等信息加工能力。只要运用微处理器的各种指令，就能变出符合某种控制规律的程序，实现队被控对象的控制。294)信息施用技术

由上可见，传感技术、通信技术、计算机技术和控制技术是信息技术的四大核心技术，其中现代计算机技术和通信技术是信息技术的两大支柱。

302.2信息生命周期信息的特征信息的普遍性、无限性和客观性信息的可共享性信息的可存储性信息的传输性信息的可扩散性信息的可度量性信息的可压缩性312.2信息生命周期信息需求：信息的孕育和构思阶段信息获取：得到所需信息的阶段（收集、传输、加工和存储）信息服务：信息的使用和发挥作用的阶段信息退出：信息已经老化、失去使用价值，没有保存必要322。2信息生命周期信息生命周期的处理过程（1）信息的收集：原始数据的收集，包括数据的识别、采集、整理、表达、录入。信息的传输：通过通信线路、通信系统，利用通信技术，实现信息从发方到收方的流动。包括声音、数据、图象通信。信息加工：依据信息需求，对数据进行鉴别、选择、排序、核对、合并、更新、转储和计算，生成适合于应用需求的特定形式。332。2信息生命周期信息生命周期的处理过程（2）信息的储存：对获得或加工后的数据进行暂时或长期的保存与管理。主要考虑信息的物理存储和逻辑组织。信息维护：保持信息处于正常、使用的状态所做的信息活动。信息使用：信息生命周期和所有信息活动的核心环节，是信息活动的最终环节。信息系统是信息使用深化的主要手段。342。3信息技术应用周期

352。4信息技术体系36信息技术的发展历史人类社会的四次信息技术革命：人类创造了语言和文字造纸和印刷术的出现电报、电话、电视及其通信技术的发明和应用计算机和现代通信技术在日常工作中的应用37信息技术的发展趋势现代信息技术的发展趋势:网络化数字化多媒体化智能化虚拟化38信息技术的发展动向（1）超高速集成电路：由硅纳米时代的硅电子到硅光子集成技术超高速、高存储、高速传输：计算机速度每秒亿万次以上；海量存储万亿以上字节；传输速率每秒万亿比特以上智能计算机宽带、高速和多媒体计算机网络技术柔性集成系统：CIMS，，多媒体与虚拟现实技术39信息技术的发展动向（2）并行工程辅助技术及辅助系统数据仓库、联机分析、数据挖掘等商业智能处理技术各种语言、系统软件、工具和应用软件系统电子商务、电子政务、电子教学等电子事物处理系统计算机支持协同工作系统和网格技术面向服务架构的技术40三、信息系统概念41信息系统概念信息系统是信息利用的最有效的手段。信息系统由人、硬件、软件和数据资源组成，对信息进行采集、处理、存贮、检索和传输，并向有关人员提供有用信息的系统。信息系统通常包括信息处理系统和信息传输系统两部分。信息处理系统对数据进行处理，产生新结构、新形态的的数据。如，计算机系统就是一种信息处理系统，通过对输入数据的处理获得不同形态的新数据。信息传输系统的作用是将信息从一处传输到另一处。信息的作用只有在广泛的交流中才能充分发挥出来，因此通信技术的进步极大地促进了信息系统的发展。42信息系统分类（1）信息系统按照处理的对象可分为作业信息系统和管理信息系统两大类。管理信息系统是对一个组织进行全面管理的人和计算机相结合的系统，它综合运用计算机技术、信息技术、管理技术和决策技术，与现代管理思想、方法和手段结合起来，辅助管理人员进行管理和决策的人机系统。43信息系统分类（2）作业信息系统得任务是处理组织的业务、控制生产过程和支持办公事物