中国近年来取得的重大科研成就。
一、中国信息化和信息基础设施建设
“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”已被确定为中国经济发展的基本战略之一。到目前为止，中国政府已经确定了12个重点信息工程，被称为“黄金工程”，包括办公业务资源、宏观政策管理、税务、海关、金融、金融监管、社会保障等信息系统。中国的信息工程取得了显著的成绩。近年来，我国信息化程度明显提高。据世界银行发表的《2003年全球信息技术报告》统计，中国的综合信息化指数在世界83个国家中排名第43位，比上年上升21位，中国的信息基础设施排名世界第35位。就信息基础设施规模而言，中国已经走在世界前列。2002年，中国固定电话和移动电话用户超过2亿，用户总数达到4.2亿，居世界第一。联网计算机达到2083万台，网民超过5965438+万人，居世界第二。中国的信息化起点低，但发展很快。五年来，全国电话普及率从1997年的8.1%提高到33.7%，互联网国际出口带宽从1997年的18.6Mbps扩大到9.4Gbps，人民群众从信息化建设中得到越来越多的实惠。
中国是一个幅员辽阔、人口众多的发展中国家。按人均指标计算，我国在信息化方面与发达国家还有很大差距。中国是在工业化尚未完成的情况下实施信息化建设，走的信息化道路不同于发达国家。我们特别注重用信息化技术改造和提升传统产业。为建立全国统一的信息化指标体系，2002年成立了国家信息化测评中心，发布了《中国企业信息化指标体系构成方案》，包括信息采集信息化手段覆盖率、网络营销应用率、财务结算速度等21项基础指标，以及部分测评指标和效率指标。这些指标是从中国的实际出发制定的，是有直接和长远效益的信息化指标，对指导中国的信息化建设具有重要意义。
二、中国信息产业的现状
在过去的五年中，包括过去两年全球信息产业衰退，中国信息产业保持了每年25%以上销售收入的高速增长。2002年，电子信息产品销售收入达到1.4万亿元，居全国工业首位。成为中国第一支柱产业，产业规模居世界第三，其中彩电、程控交换机产量居世界第一。中国信息产业增加值占国内生产总值的比重从1997年的2.3%上升到5.7%。目前，营业额超过110亿元的电子信息企业有11家，其中有两家企业超过600亿元。在长三角、珠三角等地区，形成了具有国际竞争力的产业集群。中国正在成为全球电子信息产品的重要加工基地。
中国通信产业始于上世纪90年代中期，HDJ-04大中容量程控电话交换机打破国外垄断，众多被称为“大中华”的通信企业实现集团突破。本地交换的国内比例达到85%以上。移动通信产品制造实现了从无到有的突破，国产移动交换机、基站、手机国内市场占有率分别达到50%、70%、30%。华为已经成为全球重要的通信设备供应商和亚太地区最大的光网络设备供应商，产品已经占领了一定的海外市场。以联想为代表的中国计算机产业走出了一条符合国情的渐进式创新之路，即“贸、工、技”发展之路。目前，国产微型计算机以10多万台的年销量占据了国内市场的绝大部分。国产服务器和笔记本的市场份额也大幅提升。
2000年，国务院颁布了《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》(18号)，有力地促进了软件和集成电路产业的发展。近两年来，软件营业额保持了30%以上的年增长率。2002年，软件产业收入达到11000亿元。国家认定的软件产业基地有11个，全国认定的软件企业有6000多家。中国的软件产品主要是金融、教育、杀毒、中文处理等，在税务、铁路、海关等多个应用领域开发了大量的应用软件。2002年发布的《振兴软件产业行动计划》确定了中国软件产业的发展目标是:2005年，软件市场销售额达到2500亿元，国产软件和服务国内市场占有率达到60%，软件出口额达到50亿元，形成若干家销售额超过50亿元的软件企业，软件专业人才达到80万人。
近两年，国内建成了数条0.18微米集成电路生产线，集成电路设计企业从两年前的100多家增加到400多家。2002年，集成电路产量由1997亿增加到13亿，达到85亿。在北京、上海、深圳、无锡、xi、成都、杭州等7个城市建立了国家集成电路产业化基地，即集成电路产业孵化器，我国集成电路产业链基本形成。来自美国、韩国和台湾省的生产、封装、测试和设计企业在中国设立了独资和合资企业，中国将逐步成为世界集成电路产业的设计和加工中心。到2005年，中国集成电路产量将达到200亿。预计2010年我国集成电路产量为500亿片，产值将达到2000亿元，占国内市场的50%，占国际市场的5%左右。
三、我国信息高技术研究的主要成果
(1)863计划在信息领域的布局
国家支持的高技术研究主要体现在1986开始的863计划中。十五期间(2001-2005)，863计划在信息领域投资40多亿元，设立计算机软硬件、通信、信息获取、信息安全技术四个主题。计算机课题主要研究方向为计算机体系结构、下一代互联网、计算机软件、智能中文信息处理、多模式人机界面和重大示范应用。通信主题主要研究方向为新一代信息网络、光通信和个人通信技术。信息获取主题主要研究方向为光学对地观测、微波对地观测、高级地对空观测、卫星导航定位、对地观测数据处理与分析、空间信息应用。信息安全主题主要研究方向为国家信息安全基础设施关键技术、安全监管、信息安全示范工程和信息安全新技术。每个课题主要从事前瞻性关键技术研究。
除上述四个主题外，863计划信息领域一半以上的经费投向了集成电路、高性能计算机、高性能宽带信息网络等几个重大专项。集成电路项目包括掩模对准器、新型半导体材料等关键设备的开发以及CPU和片上系统(SoC)的设计。软件项目重点开发具有自主知识产权的安全可靠的操作系统、桌面办公系统、数据库系统和各种中间件。高性能计算机项目主要开发面向网格的超级服务器和网格软件，建立示范性国家网格系统。高性能宽带信息网络工程的目标是建立适用于互联网电视等流媒体实时传输的高性能、广域宽带演示验证网络，称为3Tnet，重点攻克T比特智能光网络、T比特WDM光传输、T比特路由器等系统设备的关键技术。目前，上述课题和专题研究正在顺利进行，并已取得初步成果。
(2)近年来通信高技术研究的几项重大成果。
2.1第三代移动通信标准TD-SCDMA
65438年6月至0998年6月，中国电信科学技术研究院代表中国向ITU提出了第三代移动通信TD-SCDMA的技术标准，并于2000年5月被ITU批准为国际标准。2001年3月，该标准被3GPP(第三代移动通信合作伙伴计划)接受，真正成为全球第三代移动通信网络建设的选项之一。为了配合TD-SCDMA标准技术规范的提交，电信科学技术研究院和大唐集团做了大量的系统级和链路级仿真工作。
TD-SCDMA标准的成功为全球第三代移动通信的发展做出了重要贡献。其关键技术，如智能天线和软件无线电，已被国际电联确定为超级3G需要使用的技术。同时，TD-SCDMA作为具有自主知识产权的技术方案，也将为我国移动通信行业扭转专利技术受制于人的被动局面，实现跨越式发展提供难得的机遇。到目前为止，大唐集团等单位已经在20多个国家申请了30多项TD-SCDMA标准专利。与其他移动通信技术相比，TD-SCDMA具有频谱利用率高、频谱使用灵活、支持非对称业务能力强、系统成本低、预见性强等突出优势。预计大唐将于2003年底推出TD-SCDMA全套系统设备和终端产品。
2.2高速互联测试网络和3G系统
为了发展下一代互联网技术，中国科技工作者开展了卓有成效的科学研究，其中最具影响力的是863计划支持的中国高速信息示范网(CAINONET)和国家自然科学基金支持的中国高速互联研究与实验网(NSFCNET)。CAINONET的主要目标是利用自主研发的光交叉连接设备、光复用器、核心路由器和网管系统，建立一个基于IP、基于DWDM的连接北京部分重要科研院所和著名高校(***13测试节点)的示范网。该项目总投资超过654.38+0.6亿元，由大唐电信、巨龙通信、武汉邮电学院、清华大学、北京邮电大学等40多家单位共同承担。经过两年多的努力，任务于2001年9月底完成并通过验收。CAINONET是世界上为数不多的大规模宽带高速测试和演示网络。以自主技术成功开发了全光通信网络、高速核心路由器等关键设备和网络管理系统，成功开发了16(32)×10Gbps SDH波分复用系统。这项研究申请了50多项专利，标志着我国已经完全掌握了高速信息网络的关键技术。另一个中国高速互联研究与试验网NSFCNET由清华大学等单位承担，于2000年9月投入试运行。NSFCNET的传输速率为2.5-10 Gbps，实现了与下一代互联网(Internet2)的连接。
2000年6月，中国成功开发了符合国际标准的第三代移动通信(3G)外场实验系统，包括WCDMA、TD-SCDMA和CDMA2000。该项目申请了近百项国际国内专利。未来几年，3G系统将在中国普及。基于以太网技术的无线局域网近两年在中国发展迅速，已经成为3G技术的主要竞争对手。
2.3光电设备
中国的光电子技术有很好的基础。中国科学院在光电子领域有五个研究所，现在组成了光电子研究组。武汉邮电学院在光纤通信技术方面具有国际竞争力。在国家863科研计划的支持下，我国光电子技术发展迅速，武汉、长春、广州等城市都在建设“光谷”。
中国同步数字序列(SDH)光收发模块达到国际同类产品技术指标；密集波分复用器、光环行器、光隔离器、CATV光发射机/接收机开始进入量产。2000年，高性能量子阱GaInNAs/GaAs激光器等光电器件研制成功，使我国进入低维材料量子阱和量子点器件的国际先进行列。国内DWDM系统已形成产业，广东、浙江等省已启动16×2.5Gb和32×2.5Gb DWDM系统建设。我国建立了北京、武汉、石家庄、深圳、长春、上海六大光电成果转化产业基地，量产光通信器件10多种，占国内市场30%，半导体激光器进入国际市场。
(3)近年来我国计算机和集成电路高技术研究的几项主要成果。
3.1高性能计算机与网格研究
中国从20世纪50年代末开始研制计算机，40多年来从未间断。高性能计算机的发展已达到国际先进水平。中国科学院计算技术研究所是中国最早研制大规模通用计算机的单位，被誉为中国计算机工业的摇篮。近年来，曙光一号多处理器、曙光1000大规模并行机、曙光2000、曙光3000超级服务器等由中科院计算技术研究所研制成功，由曙光公司销往生物信息、石油、气象、税务、学校等多个行业，推动了我国高性能计算机产业的发展。曙光超级服务器已经卖出了200多台，总计算能力达到了每秒几万亿次。2001年初，每秒4000亿次的曙光3000研制成功，主要用于水稻基因组测序分析，为我国科学家在世界上率先绘制水稻基因组框图和精细图谱做出了重要贡献。2003年研制成功的曙光4000L海量信息处理系统，峰值速度超过每秒4万亿次，存储容量超过200TB。除中科院计算所外，国家并行计算机工程中心和国防科技大学是我国发展高性能计算机的主力军。国家并行计算机工程中心2000年研制的神威并行机分别安装在国家气象中心和上海国家高性能计算中心，峰值速度为每秒3840亿次。国防科技大学1997年成功研制的Galaxy - III并行超级计算机采用可扩展的分布式并行处理结构，峰值速度达到了每秒13亿次浮点运算。这两个单位的科研和工程水平都很高，都具备每秒10万亿次以上的并行机研制能力。
中国于上世纪末开始网格技术的研究。北京、上海、长沙三地863计划支持的国家高性能计算环境是网格计算的初步实验，实现了远程登录和部分单点登录功能。近两年来，网格计算越来越受到重视。863计划启动网格项目，旨在建立聚合性能约10万亿次的国家高性能计算网格示范系统，计划在生物信息、国土资源、工业设计等部门建立若干示范应用网格。中科院计算所开展的织女星网格研究在国内外产生了一定的影响。织女星网格不仅包括面向网格的超级服务器、网格浏览器、几种网格协议，还包括语义和知识网格研究。在《CACM》等重要国际期刊上率先发表了十多篇关于知识网格的论文，引起了国际同行的关注。
3.2汉字识别技术
与由26个字母组成的英语不同，用计算机输入、输出和识别成千上万种不同的汉字，是在中国普及计算机应用的一个难题。中文印刷体识别(OCR)和手写识别是编码输入之外的重要中文输入技术，中国在中文OCR和中文手写输入方面已经达到国际领先水平。1985年，中科院自动化所成功研发出国内第一款在线手写识别软件，随后成立了专注于汉字识别技术的汉王科技公司。软件从1.0升级到10.0已经十几年了。目前10.0版本可以完全识别手写草书汉字和包含10000个以上汉字的大字符集，让手写输入变得轻松。微软和摩托罗拉等跨国公司已经采用了汉王技术。印刷体汉字识别软件在大规模输入中的错误率小于万分之一。
3.3智能农业信息技术应用示范工程
在科技部的领导下，863计划从1990开始启动智能农业示范工程。以5个高水平农业专家系统开发平台为核心，在知识获取、模型构建、知识表达和推理等关键技术突破的基础上，开发了156个“高产”、“节约型”、“优质”实验农业专家系统，涉及粮食和食品。据两个农业年(1998-2000)统计，示范面积3796万亩，辐射推广面积8504万亩，增收节支数十亿元，取得了显著的经济效益和社会效益，特别是在云南等技术相对落后的地区。中国的农业专家系统对第三世界国家如何在技术落后地区推广高科技具有借鉴意义。
3.4 CPU等核心技术的研究
众所周知，中国信息领域的核心技术，如CPU芯片、操作系统等，长期被英特尔、微软等国外公司控制。从本世纪初开始，中国开始向CPU等核心技术进军，经过两年的努力，已经取得了一些初步成果。2002年8月，中科院计算所成功研制出我国第一款具有自主知识产权的通用CPU——龙芯一号CPU芯片。该芯片兼容MIPS CPU，采用64位浮点部件，性能达到国外90年代中后期通用CPU水平。设计中申请了十余项专利，尤其是防止恶意攻击的硬件支持，在我国电子政务等领域具有广阔的应用前景。峰值速度为每秒20亿次运算的龙芯2号CPU预计在2004年初研制成功。经过几年的努力，中国有望在CPU设计的核心技术上达到国际先进水平。除了龙芯CPU，SMIC和北京大学已经推出了方舟系列和中智系列32位嵌入式系统芯片(SoC)，预计将在网络终端计算机中占据市场。
上世纪90年代中期，中国开发了具有自主知识产权的UNIX操作系统COSIX，但在营销上并不成功。近年来，Linux的崛起为中国发展操作系统提供了难得的机遇。科技部支持一些企业开发基于Linux的桌面办公系统。一些企业和科研机构已经开发了嵌入式Linux或其他适合不同应用的嵌入式操作系统，与Linux应用兼容的高安全性服务器操作系统也正在开发中。再过几年，国内缺乏自主操作系统的状况将会得到改善。
四、情报学基础研究的一些成果
我国基础研究主要由国家自然科学基金和科技部重点基础研究计划(973计划)支持。从1998开始，17基础信息科学研究被列入973计划，包括高性能算法、图像、语音、自然语言理解与知识挖掘、数学机械化与自动推理平台、网络环境下海量信息组织与处理、大规模科学计算、超高密度快速光信息存储、量子通信与量子信息、基于agent的软件中间件、虚拟现实等。近年来，我国情报学基础研究取得了许多重大成果。
(1)软件理论研究
我国最早从事软件研究的学者大多是数学家，他们在软件基础理论方面造诣很深，取得了一批具有国际影响力的科研成果。
1.1可执行时序逻辑语言和XYZ系统
易于编程的软件往往效率低下，曾经流行的函数式语言也因为效率低下而未能在市场上获得成功。90年代初，中科院软件所创造性地提出并实现了可执行时序逻辑语言和XYZ系统，解决了编程容易和执行效率之间的矛盾。近年来，XYZ系统在实时控制、多媒体等领域以及软件架构设计可视化工具方面取得了新的进展。XYZ系统是计算机编程理论的重大突破，受到国际同行的高度评价。
1.2分段微积分理论
实时系统的形式化是软件理论中的一大难题。1991年，中科院软件所的研究人员和C.A.R. Hoare等教授提出并发表了关于分段微积分作为实时系统逻辑方法的论文，在国际上引起了很大反响。分段演算是一种模态逻辑，用于描述和推理动态系统的实时行为。它是区间时态逻辑在连续时间条件下的扩展。现在已经成为实时系统设计、应用和数学支持工具的新模式，得到了国际同行的认可，并带动了十几个国家的科学家参与这项研究。
1.3形式语义
进程代数是研究计算机网络和远程通信等并发现象的形式化方法，已成为计算机科学基础研究的热点。中国科学院软件研究所设计并实现了通用进程代数验证工具VPAM。基于此，1993成功开发了世界上唯一可以直接推理消息传输过程的工具，并在十几个国家得到了应用。该所与英国Hennessy教授合作，提出并自主发展了“符号互模拟理论”，推动了模态逻辑和实时过程的研究。清华大学利用拓扑工具引入了近似互模拟和互模拟极限的概念，初步建立了并发程序近似正确性和无限进化的理论。北航在并发计算模型的翻译理论方面做了开创性的工作，提出并发展了基于语法指导的翻译技术和证明翻译程序正确性的方法，还提出了形式系统序列、序列极限和进程模式理论，建立了软件规格说明的修正演算技术。
(2)人工智能的研究
2.1问题解决与人工神经网络理论
在人工智能问题求解理论上，清华大学在传统符号建模方法的基础上，提出了不同粒度的商空间求解模型和分层求解方法，进而提出了不同层次信息的合成技术。根据神经网络学习的新几何表示，提出了自顶向下的构造性学习方法，结合多粒度计算的商空间理论，可以有效处理大数据和复杂问题的学习和分类。中国科学院半导体研究所开创了用高维几何描述和设计人工神经网络的新途径，在神经网络计算机理论的研究、设计和转化方面取得了巨大成功。近年来，北京系统工程研究所在计算智能(包括模糊逻辑、进化计算和神经计算)的研究方面取得了很大进展，提出了“过程神经网络”的概念，在理论和应用方面都取得了突出的成果。
2.2知识加工理论
自然语言理解是人工智能的主要难点之一。中科院数学所在知识工程和基于知识的软件工程方面做了系统的、原创性的工作，设计并主持开发了知识工程语言推理机系统和大型专家系统开发环境天马，首次将异构分布式人工智能和机器辩论引入人工智能领域；提出了一种基于准自然语言理解的自动知识获取方法。数据中所包含的知识由计算机自动获取和排序，只需对书本语言进行少量修改，最终自动生成所需的应用软件，从而形成了一条基于知识自动获取的软件快速生成的新技术路线。另一个有趣的成就是电脑动画自动生成技术的发展，它可以自动将中国的童话故事转换成漫画，它将人工智能推向了艺术创作领域。总参61研究所开展了“知识发现机理研究”，提出了“控制流/数据流图对”方法和能够统一表示和处理随机不确定性和模糊不确定性的“云模型”，并将这一创新模型应用于数据挖掘、知识发现等新领域，取得了优异的成果。中科院计算所率先提出建立“国家知识基础设施”，已建成包含300多万条知识的多领域专业知识库，并在自然语言处理和农业信息系统中得到应用。
(3)算法研究
算法和计算复杂度是计算机科学的核心。国内有一批学者致力于寻找NP-hard问题(一类计算时间随问题规模呈指数增长的困难问题)的有效算法(包括近似算法)。高性能算法973项目在集成电路设计、电力调度、交通运输、证券、信息查询等多个领域提出了一批具有世界先进水平和较高实用价值的高性能算法，其研究成果正在一些重点工程领域推广应用。
中国科学院计算技术研究所投入约400人次科研，历时6年，在数字视频广播关键技术上取得全面突破。课题组提出的“快速鲁棒的静态子画面生成算法”被国际MPEG-4标准采用，2002年7月，课题组提出的“结合率失真优化理论的码率控制算法”被国际JVT(Joint Video Team，联合视频小组)标准接受。在中国手语识别方面，研究团队首先研究了词汇量较大(超过1000中文单词)的手语识别问题，正确识别率达到92%-95%。在手语合成方面，利用虚拟人合成技术合成了中国手语基本词汇365，438+063个手势，在国际上首次实现了正常人与聋人的实时交流系统。
中科院软件所成功开发了并行数学软件库和广义特征值问题并行求解包PQR等。这些软件产品已在美国、欧洲、日本等20所高校和科研机构得到应用。他们还开发了大规模油藏数值模拟并行求解器和并行软件PRIS，在国产高性能计算机上开发了百万节点油藏精细模拟等分布式并行数值软件，经济效益巨大。
(4)量子计算和量子通信的研究。
量子信息技术可以实现经典信息技术无法实现的新的信息功能，是当代信息科学的前沿。中国科学技术大学在解决量子信息技术部分关键问题方面取得重要进展。概率量子克隆的原理由我校研究人员首创，即以一定的概率精确克隆线性无关的量子态集合，并推导出最大克隆概率，为有效提取量子信息提供了新的途径。利用线性光学方法成功地研制了一台量子万能克隆机。他们还首创了量子避错编码，其原理已被美国学者在实验中证明，为克服量子信息技术实际应用的主要障碍——退相干开辟了新方法；提出了一种新的量子信息处理器，有望成为实用的量子处理器。清华大学学者提出了基于量子逻辑的自动机理论，并证明了自动机的一些基本性质依赖于逻辑的分布规律，从而揭示了基于量子逻辑的自动机理论与经典自动机理论的一些本质区别。
(5)信息安全的理论研究。
我国的科技工作者已经完全自主地研究和实现了我国的信息加密算法和系统，密码学的研究已经进入世界前列。信息安全国家重点实验室等单位在信息安全和密码学研究方面取得了一系列重大成果。代数方法是研究现代密码系统的重要方法之一。中国学者主要使用代数方法来深入描述密码问题。这些成果为认证码、序列密码和公钥的设计和分析提供了重要的理论基础。在中国，网络入侵检测、杀毒软件