壹、 中國信息化與信息基礎設施建設
“以信息化帶動工業化，以工業化促進信息化”已確定為中國發展經濟的基本戰略之壹。到目前為止，中國政府已確定12項重點信息化工程，稱為“金字工程”，包括辦公業務資源、宏觀政策管理、稅收、海關、財政、金融監管、社會保障等信息系統，我國的信息化工程已取得明顯成效。近幾年來中國的信息化程度明顯提高。據世界銀行發布的“2003年全球信息技術報告”統計，中國信息化綜合指標在全球被統計的83個國家中排名43位，比上壹年上升21位，中國的信息基礎設施在全球排名35位。就信息基礎設施的規模而言，中國已居世界前列。2002年中國固定與移動電話用戶均超過2億戶，總用戶數達4.2億戶，居世界第壹；聯網計算機達到2083萬臺，上網用戶超過5910萬戶，居世界第二位。中國的信息化起點較低，但發展速度很快。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得實惠。
中國是壹個發展中國家，地廣人多，按人均指標衡量，中國的信息化程度與發達國家相比仍有較大差距。中國是在工業化尚未完成的條件下實施信息化建設，所走的信息化道路不同於發達國家，我們特別重視信息化技術對傳統產業的改造與提升。為了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，並且公布了“中國企業信息化指標體系構成方案”，包括信息采集的信息化手段覆蓋率、網絡營銷應用率、財務決算速度等21個基本指標以及若幹評議指標和效能指標。這些指標都是從中國實際出發制定的，是壹個面向直接效益與長遠效益的信息化指標，對指導我國信息化建設有重要意義。
二、 中國信息產業現狀
近五年，包括全球信息產業不景氣的近兩年內，中國信息產業保持了銷售收入每年增長25％以上的高速度蓬勃發展。2002年電子信息產品銷售收入達1.4萬億元，居全國工業部門之首，已成為我國第壹支柱產業，其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。我國信息產業增加值占國內生產總值（GDP）的比重由1997年的2.3%提高到5.7%。目前營業額超過100億元的電子信息企業有11家，其中突破600億元的企業有兩家。在長江三角洲、珠江三角洲等地區已形成具有國際競爭力的產業聚集帶。中國正在成為全球電子信息產品的重要加工基地。
中國的通信產業從上世紀90年代中期HDJ－04型大中容量程控電話交換機打破國外壟斷開始，被譽為“巨大中華”的多個通信企業實現了群體性突破。局用交換機的國產比重已達到85％以上。移動通信產品制造實現了從無到有、從小到大的突破，國產移動交換機、基站和手機的國內市場占有率分別達到50％、70％和30％。華為公司已成為在全球有重要影響的通信設備供應商，亞太地區最大的光網絡設備供應商，其產品已占領壹定的海外市場。中國的計算機產業以聯想公司位代表走出了壹條符合國情的漸進式創新的道路，即“貿、工、技”發展道路。目前國產微機已經占據國內年銷1000萬臺以上市場的絕大部分。國產服務器與筆記本的市場占有率也有明顯提高。
2000年國務院頒布了“鼓勵軟件產業與集成電路產業發展的若幹政策”（即18號文），有力地促進了軟件與集成電路產業的發展。近兩年軟件營業額保持每年30％以上的增長速度，2002年軟件產業收入達1100億元。國家認定的軟件產業基地有11家，全國經認定的軟件企業超過6000家。中國的軟件產品在市場上競爭力強的主要是財務、教育、殺病毒、中文處理等軟件，在稅務、鐵道、海關等許多應用領域也開發了大量應用軟件。2002年公布的“振興軟件產業行動綱領”確定我國軟件產業的發展目標為：2005年軟件市場銷售額達到2500億元，國產軟件和服務的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。
近兩年國內已建成若幹條0.18微米的集成電路生產線，集成電路設計企業已從兩年前的100多家增加到400多家。2002年集成電路產量已從1997年的13億塊增加到85億塊。在北京、上海、深圳、無錫、西安、成都、杭州七個城市建立了國家集成電路產業化基地，即集成電路產業的孵化器，我國集成電路的產業鏈已基本形成。美國、韓國及臺灣地區的生產、封裝、測試和設計企業紛紛在中國建立獨資和合資企業，中國將逐步成為世界IC產業的設計加工中心。到2005年，我國集成電路產量將達到200億塊。預計2010年我國集成電路產量為500億塊，產值將達到2000億元，占國內市場50％，國際市場5％左右。
三、 中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為1986年開始的863計劃。在第十個五年計劃期間（2001年―2005年），863計劃在信息領域投入40多億元，設立計算機軟硬件、通信、信息獲取和信息安全技術四個主題。計算機主題的主要研究方向是計算機體系結構、下壹代互聯網、計算機軟件、智能化中文信息處理和多模式人機接口以及重大示範應用等。通信主題的主要研究方向是新壹代信息網、光通信和個人通信技術等。信息獲取主題的主要研究方向是光學對地觀測、微波對地觀測、先進地對空觀測、衛星導航定位、對地觀測數據處理分析與空間信息應用等。信息安全主題主要研究方向是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等。各個主題主要從事具有前瞻性的關鍵技術研究。
除以上四個主題外，863計劃信息領域壹半以上的經費投入集成電路、高性能計算機和高性能寬帶信息網等幾個重大專項。集成電路專項包括光刻機等關鍵設備研制、新型半導體材料和CPU及系統芯片（SoC）設計。軟件專項重點研制具有自主知識產權的安全可靠的操作系統、桌面辦公系統、數據庫系統以及各種中間件。高性能計算機專項主要研制面向網格的超級服務器、網格軟件，建立示範性的國家網格系統。高性能寬帶信息網專項的目標是建立壹個適應Internet TV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比特級智能光網絡、T比特級WDM光傳輸，和T比特級路由器等系統設備的關鍵技術。目前，上述主題和專項研究正在順利進行並已取得階段性成果。
（2）近幾年來通信高技術研究幾項主要成果
2.1 第三代移動通信標準TD－SCDMA
1998年6月中國電信科學技術研究院代表中國向ITU（國際電信聯盟）提出了TD-SCDMA第三代移動通信技術標準，2000年5月被ITU批準為國際標準。2001年3月該標準又被3GPP（第三代移動通信夥伴計劃）接納，真正成為全球第三代移動通信網絡建設的選擇方案之壹。 為配合TD-SCDMA標準技術規範的提交，電信科學技術研究院及大唐集團做了大量的系統級與鏈路級仿真工作。
TD-SCDMA標準的成功，為世界第三代移動通信的發展做出了重要貢獻，其關鍵技術智能天線、軟件無線電等，已被ITU確定為超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產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了難得的機會。到目前為止，大唐集團等單位已就TD－SCDMA標準在二十多個國家申請了三十多項專利。與其它移動通信技術相比，TD-SCDMA具有頻譜利用率高，頻譜使用靈活、支持不對稱業務能力強、系統成本低、前瞻性強等突出優勢。預計大唐公司將於2003年底推出TD-SCDMA全套系統設備和終端產品。
2.2 高速互聯試驗網與3G系統
為了發展下壹代互聯網技術，中國科技工作者已進行了卓有成效的科研攻關，其中最有影響的是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會支持的中國高速互聯研究試驗網（NSFCNET）。CAINONET的主要目標是利用自行研制的光交叉連接設備、光分扡復用設備、核心路由器和網管系統，建立壹個連接北京地區部分重要科研院所和著名高校（***13個試驗節點）的基於IP、DWDM的示範網。此項目總投入超過1.6億元，由大唐電信、巨龍通信、武漢郵電科學院、清華大學、北京郵電大學等40多家單位***同承擔任務。經過兩年多努力，於2001年9月底完成任務，通過驗收。CAINONET是目前全球為數不多的大型寬帶高速試驗示範網之壹，主要用自己的技術研制成功全光通信網絡、高速核心路由器等關鍵設備和網絡管理系統，研制成功16（32）×10Gbps SDH波分復用系統。此項研究***申請了50多項專利，標誌著我國已全面掌握高速信息網絡的關鍵技術。另壹個中國高速互聯研究試驗網NSFCNET由清華大學等單位承擔，於2000年9月開通試運行。NSFCNET傳速率為2.5－10Gbps，並實現了與國際下壹代互聯網（Internet2）連接。
我國已於2000年6月成功開發了適應國內市場需求的實用化第三代移動通信（3G）現場實驗系統，包括符合國際標準的WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000三種無線入網、核心網與終端設備，此項目***申請了近百項國際國內專利。3G系統今後若幹年將在中國得到推廣。近兩年基於以太網技術的無線局域網（Wireless LAN）在我國迅速發展，已成為3G技術的主要競爭者。
2.3光電子器件
我國光電子技術具有較好基礎，中國科學院在光電子領域由五個研究所，現已形成光電子研究集團。武漢郵電科學院在光纖通信技術方面具有國際競爭力。在863等國家科研計劃支持下，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”。
我國同步數字序列（SDH）光收發模塊已達到國際上同類產品技術指標；密集波分復用器、光環形器、光隔離器和CATV光發射/接收機已開始進入規模生產。2000年高性能量子阱GaInNAs/GaAs激光器等光電子器件研制成功，使我國進入國際上低維材料量子阱與量子點器件研究的先進行列。國產的DWDM系統已形成產業，廣東、浙江等幾個省已開始16×2.5Gb和32×2.5Gb DWDM系統的建設。我國已在北京、武漢、石家莊、深圳、長春和上海建立了6個光電子成果轉化產業基地，已批量生產10多種光通信器件，占國內市場30％，半導體激光器已進入國際市場。
（3） 近幾年來我國計算機與IC高技術研究的幾項主要成果。
3.1高性能計算機和網格研究
中國從上世紀50年代末就開始研制計算機，40多年來壹直沒有間斷，高性能計算機的研制已具有國際先進水平。中國科學院計算技術研究所是我國最早研制大型通用計算機的單位，被譽為我國計算機事業的搖籃。近幾年中科院計算技術研究先後研制成功的曙光壹號多處理機、曙光1000大規模並行機、曙光2000和曙光3000超級服務器，已通過曙光公司的銷售到生物信息、石油、氣象、稅務、學校等許多行業，帶動了我國高性能計算機產業。曙光超級服務器已累計銷售200多套，總計算能力已達每秒幾十萬億次。2001年初研制成功的每秒4000億次的曙光3000主要用於水稻基因組的測序分析，為我國科學家在世界上率先繪制水稻基因組框圖與精細圖作出了重要貢獻。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、國防科技大學是我國研制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，峰值速度達每秒3840億次。國防科技大學1997年研制成功的銀河－III並行巨型機采用可擴展分布式***享存儲並行處理結構，峰值速度已達到每秒130億次浮點運算。這兩個單位科研與工程水平高，都有能力研制每秒10萬億次以上的並行機。
我國從上世紀末開始就啟動網格技術研究，863計劃支持的在北京、上海、長沙等地建立的國家高性能計算環境是網格計算的初級實驗，實現了遠程登陸與某些單壹印象功能。近兩年網格計算越來越受到重視，863計劃啟動了壹個網格專項，旨在建立聚合性能10萬億次左右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幾個示範性的應用網格。中國科學院計算技術研究所開展的織女星網格研究在國內外已有壹定影響。織女星網格不僅包括面向網格的超級服務器、網格瀏覽器、幾種網格協議研究，還包括語義與知識網格研究，已率先在CACM等重要國際刊物上發表了十幾篇有關知識網格的論文，引起國際同行重視。
3.2漢字識別技術
不同於由26個字母組成的英文，用計算機輸入輸出和識別上萬個不同的漢字是在中國推廣計算機應用的難題。中文的印刷體識別（OCR）和手寫識別是編碼輸入以外的重要中文輸入技術，我國在中文OCR和漢字手寫體輸入方面已居國際領先水平。中國科學院自動化所1985年就開發成功國內首套聯機手寫識別軟件，隨後成立了專註漢字識別技術的漢王科技公司。十多年來該軟件已從1.0版升級到10.0版。目前推廣的10.0版能完全識別手寫行草體漢字和包含壹萬多漢字的大字符集，使手寫輸入輕松自如，微軟、摩托羅拉等跨國達公司都采用了漢王科技的技術。印刷體漢字識別軟件在大規模錄入中差錯率低於萬分之壹。
3.3智能化農業信息技術應用示範工程
在科技部領導下，從1990年開始863計劃開展了智能化農業示範工程，以5個高水平的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、推理等關鍵技術突破的基礎上開發了156個“高產型”、“經濟型”、“優質型”實驗農業專家系統，涉及糧食、果樹、蔬菜、畜牧、水產等多個領域，先後在北京、吉林、安徽、雲南等20個示範區示範應用。據1998年－2000年兩個農業年度統計，示範面積3796萬畝，輻射推廣面積8504萬畝，增收節支達幾十億元，取得顯著的經濟效益與社會效益，特別在雲南等技術相對落後的地區效益十分明顯。在技術落後地區如何推廣高技術，我國的農業專家系統可能對第三世界國家有所借鑒。
3.4 CPU等核心技術研究
眾所周知，我國信息領域的核心技術如CPU芯片、操作系統長期控制在Intel、微軟等外國公司手裏。從本世紀初開始，我國開始向CPU等核心技術進軍，經過兩年努力已取得壹些初步成果。中國科學院計算所於2002年8月研制成功我國第壹款有自主知識產權的通用CPU――龍芯壹號CPU芯片。此芯片與MIPS CPU兼容，具有64位浮點部件，性能達到國外90年代中後期通用CPU水平。在設計中申請了十多項專利，特別是有防惡意攻擊的硬件支持，在我國電子政務等領域有廣闊應用前景。峰值速度每秒20億次運算的龍芯2號CPU預計2004年初可研制成功。再經過幾年努力，我國在CPU設計核心技術上有望達到國際先進水平。除龍芯CPU外，中芯微系統公司、北京大學已推出了方舟系列和眾誌系列32位嵌入式系統芯片（SoC），有望在網絡終端計算機等方面占領市場。
上世紀90年代中期，中國曾開發過有自主知識產權的UNIX操作系統COSIX，但在市場推廣上並不成功。近幾年來，Linux的興起為我國發展操作系統提供了難得的機遇，科技部已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開發了適合不同應用的嵌入式Linux或其他嵌入式操作系統，與Linux應用兼容的高安全性服務器操作系統也正在開發之中。幾年後我國缺乏自主操作系統的局面將有所改觀。
四、信息科學基礎研究的某些成果
我國的基礎研究主要通過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年開始，先後有17項信息科學基礎研究列入973計劃，包括高性能算法，圖象、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。近幾年來我國信息科學基礎研究已取得不少有重大影響的成果。
（1）軟件理論研究
中國最早從事軟件研究的學者多數是數學家，在軟件基礎理論方面有較深的造詣，取得了壹批有國際影響的科研成果。
1.1可執行的時序邏輯語言與XYZ系統
容易編程的軟件往往執行效率不高，曾經風行壹時的函數型語言由於效率不高在市場上未取得成功。中國科學院軟件研究所20世紀90年代初開創性地提出並實現了可執行的時序邏輯語言與XYZ系統，較好地解決了易編程和執行效率的矛盾。近年來XYZ系統在實時控制、多媒體等領域的應用以及軟件體系結構設計的可視化工具等方面有新的進展。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贊譽。
1.2 區段演算理論
實時系統的形式化是軟件理論的壹大難題。1991年，中國科學院軟件研究所研究人員和C.A.R. Hoare等教授提出並發表了關於作為實時系統邏輯方法的區段演算的論文，在國際上引起較大反響。區段演算是描述和推理動態系統實時行為的壹種模態邏輯，它是區間時態邏輯在連續時間條件下的壹種擴展，現已成為實時系統設計、應用及數學支持工具的新模型，得到國際同行的公認，已帶動了國際上十幾個國家的科學家參與這壹方面的研究.
1.3形式語義學
進程代數是研究計算機網絡、遠程通信等並發現象的形式化方法，現已成為計算機科學基礎研究的壹個熱點。科學院軟件所設計並實現了通用進程代數驗證工具PAM，1993年在此基礎上研制成功迄今世界上唯壹能直接對消息傳送進程進行推理的工具VPAM，在十幾個國家得到應用。該所與英國Hennessy教授合作提出並獨立發展了“符號互模擬理論”推動了模態邏輯和實時進程的研究。清華大學利用拓撲學工具,引入近似互模擬與互模擬極限的概念，初步建立了並發程序的近似正確性與無限進化的理論。北京航空航天大學在並發計算模型的翻譯理論方面做出了開創性工作，提出並開發了基於語法制導的翻譯技術和證明翻譯程序正確性的方法，還提出了關於形式系統序列、序列的極限以及過程模式的理論，建立了軟件規約的修正演算技術。
（2）人工智能研究
2.1問題求解與人工神經網絡理論
清華大學在人工智能問題求解理論中，在傳統符號主義建模方法的基礎上，提出了不同粒度的商空間求解模型和分層遞階的求解方法，在此基礎上提出了不同層次信息的合成技術；根據神經網絡學習新的幾何表示，提出壹種從上而下的構造性學習方法，與多粒度計算的商空間理論結合，能有效地處理大數據量、復雜問題的學習與分類。中科院半導體研究所獨辟蹊徑，創造了采用高維幾何學來描述和設計人工神經網絡，在神經網絡計算機理論研究、設計和轉化等各個方面都獲得了很大成功。北京系統工程研究所近幾年在計算智能（包括模糊邏輯、進化計算和神經計算）研究方面獲得了較大進展，提出了“過程神經元網絡”概念，理論和應用都取得了較出色成果
2.2知識處理理論
自然語言理解是是人工智能的主要困難之壹。中國科學院數學研究所在知識工程和基於知識的軟件工程方面作了系統的、原創性的工作，設計並主持研制了知識工程語言TUILI系統和大型專家系統開發環境《天馬》, 並首次把異構型分布式人工智能和機器辯論引進人工智能領域；研制出基於類自然語言理解的知識自動獲取方法，在只對書本語言作很少改動的情況下由計算機自動獲取並整理含於資料中的知識，最後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新技術路線；另壹個有趣的成果是研究出能把中文童話故事自動轉換成動畫片的計算機動畫全過程自動生成技術，在藝術創造領域內推進了人工智能。總參61研究所開展了“知識發現的機理研究”，提出了“控制流/數據流圖對”方法和能夠統壹表示、處理隨機不定性和模糊不定性的“雲模型”，並把這壹創新的模型應用於數據挖掘和知識發現等新領域，取得了出色的效果。中國科學院計算技術研究所率先提出建立“國家知識基礎設施”，並已構建包含300多萬條知識的多領域專業知識庫，在自然語言處理、農業信息系統等方面開始應用。
（3）算法研究
算法和計算復雜性是計算機科學的核心。國內有壹批學者為尋求NP困難問題（計算時間隨問題規模按指數函數增長的壹類難解問題）的有效算法（包括近似算法）付出了艱苦努力。高性能算法973項目在集成電路設計、電力調度、交通、證券和信息查詢等多個領域，提出壹批既有世界先進水平又有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先後投入約400人年的科研力量，歷時六年，在數字視頻廣播關鍵技術上取得了全面的突破性進展。該研究組提出的"快速魯棒的靜態Sprite生成算法"被國際MPEG-4標準采納，2002年7月該研究組提出的"結合率失真優化理論的碼率控制算法又被國際JVT（Joint Video Team）標準接受；在中國手語識別方面，該研究組首次研究了大詞匯表(達1000以上的漢語詞匯)的手語識別問題，正確識別率達92%-95%。在手語合成方面，利用虛擬人合成技術合成了3163個基本中國手語詞匯的手勢，在全世界首次實現正常人與聾啞人的實時交流系統。
中國科學院軟件研究所開發成功並行數學軟件庫、廣義本征值問題並行解法包PQR等，這些軟件產品已在美國、歐洲、日本等20家大學和科研機構應用。他們還開發了大型油藏數值模擬並行解法器及並行軟件PRIS，在國產高性能計算機上研制了百萬結點精細油藏模擬等分布式並行數值軟件，具有重大經濟效益
（4）量子計算與量子通信研究
量子信息技術可實現經典信息技術無法做到的新信息功能，是當代信息科學的前沿。中國科技大學在解決量子信息技術的若幹關鍵性問題上取得重要進展。該校科研人員首創概率量子克隆原理，即以某概率精確地克隆線性無關的量子態集，推導出最大克隆概率，為有效提取量子信息提供新途徑，並采用線性光學方法在實驗上研制成功量子普適克隆機。他們還首創量子避錯編碼，其原理已被美國學者在實驗上證實，為克服量子信息技術實際應用的主要障礙――消相幹問題開辟了新的方法；提出新的量子信息處理器，有希望成為實用量子處理器。清華大學的學者提出了基於量子邏輯的自動機理論，證明了自動機的壹些基本性質依賴於所基於的邏輯的分配律，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之間的壹些本質區別。
（5）信息安全理論研究
我國科技工作者完全自主地研究實現了我國的信息密碼算法與體系，密碼學研究已進入國際前列。信息安全國家重點實驗室等單位在信息安全、密碼學研究等方面已取得壹系列重大成果。代數方法是研究現代密碼系統的重要方法之壹，我國學者主要利用代數方法對密碼問題進行了深刻刻畫，這些成果對認證碼、序列密碼和公鑰的設計和分析提供了重要的理論。我國在網絡入侵檢測、防病毒軟