激光出现后的光通信：激光出现之后，光通信的面貌发生了根本性的变化。激光可以像普通无线电波那样进行调制和解调，可以同时负载多种信号，抗干扰性强，其能量比无线电微波还要高出上万倍，从理论上讲可以同时传送100亿路以上的电话和1000万套电视节目。但如果在地面通信，雨雾天气和大气层内信号的衰减仍然是激光通信的主要障碍。如果能找到一种传输光或激光的导线，这个困难便可以克服。
通信新时代——光纤通信
由于现代社会的信息量越来越大，用同轴电缆或微波接力来传输，已经不能满足要求，为了适应需要，诞生了光纤通信和卫星通信两种方式。光纤是光导纤维的简称，是质量非常高、传导光极好、很细的玻璃丝（直径几十微米或几微米），其中根据需要加进了特定的材料。运用光纤传输信号时，先把电脉冲变换成光脉冲，送进光纤，然后利用光的“全反射”定律，使原来沿着直线方向传播的光也能像电一样沿着光纤弯弯曲曲地传播，光信号传送到终端，再变回成电脉冲。实际使用时，常把千百根光纤集束在一起加以增强处理，制成像电缆一样的光缆。
光纤的优点是容量大且可在同一条通路上进行双向传输，抗电磁干扰强、成本低。由于光波频率比微波频率范围大得多，所以一根光纤的通信容量是同截面积铜线容量的25万倍。目前一对光纤一般可通几百到几千路电话。即使在雷电中，光纤通信仍可不受影响。光纤不仅可以在陆地上使用，而且可用于海洋。近年来美国至英国、法国横渡大西洋的海底光缆系统（全长6657千米、总容量8000话路），美国至日本跨越北太平洋的海底光缆系统（全长13000千米，总容量8000话路），都已开通使用，其他海底光缆也在敷设之中。这些跨越大洋的光缆总长度几乎可把整个地球缠绕起来。
卫星通信
人们利用通信卫星实现远距离通信的通信方式称为卫星通信。一个卫星通信系统由通信卫星和地球站组成。通信卫星实际上是一个微波接力通信的空中中继站，它能将地球上某一地面站发射来的无线电信号转发到另一个地面站，从而实现在两个或多个地面之间进行通信。把通信卫星发射到距赤道上空35800千米的轨道上，使它运行的方向与地球的自转方向一致，环绕地球运行一周的时间与地球自转周期（一昼夜）相吻合，使卫星相对地面静止不动，这样的卫星称为地球定点同步卫星。只要在定点同步卫星轨道上等距离的分布3颗卫星，就能覆盖整个地球，进行全球通信。目前通信卫星已发展到第六代，一颗卫星有几十个转发器，可同时提供几万路电话线路或转发几十路电视。
卫星通信不受地理条件的限制，绢网灵活、迅速，通信容量大，费用省。至1993年，全世界已有166个国在激光束上传输比特的优越性无可替代。家与地区总共建立了877个地球站。通过太平洋、印度洋、大西洋上空的国际通信卫星，组成了一个全球通信网。世界上全部电视转播业务和2／3的跨洋电信业务已由卫星通信系统承担。今后卫星通信的一个重要发展方向是开拓更高频段的通信，建立统一的数字卫星通信网。
微波通信
所谓微波，是指一种具有极高频率（通常为300MHz～300GHz），波长很短，通常为1m～1mm的电磁波。在微波频段，由于频率很高，电波的绕射能力弱，所以信号的传输主要是利用微波在视线距离内进行的直线传播，又称视距传播。这种传播方式，虽然与短波相比，具有传播较稳定，受外界干扰小等优点，但在电波的传播过程中，却难免受到地形、地物及气候状况的影响而引起反射、折射、散射和吸收现象，产生传播衰落和传播失真。
微波扩频通信技术特点是利用伪随机码对输入信息进行扩展频谱编码处理，然后在某个载频进行调制以便传输，属于中程宽带通信方式。微波扩频通信技术来源于军事领域，主要开发目的是对抗电子战中的干扰。
现代电信网
现代电信网是信息社会的基础设施。电子邮件、电子货币、可视电话、电视报刊等各种信息服务业务和信件、电话、传真等各种通信手段，就是由这些信息网实现的。电信网由终端设备、传输设备和交换设备组成。
微波传输又称为视距传输。
电气通信
一般使用电或电子设施来传递语言、文字图像等信息，从而达到联系的通信方式称为电气通信，简称电信。交换机是电话线路交换与接续的设备。1965年，世界上第一台用电子计算机控制的电话交换机诞生，由于采用“存储程序控制”，所以称为“程控交换机”。程控交换机具有持续速度快、声音清晰、质量可靠、服务功能多等优点。由于它采用计算机程序控制，因此使交换系统具有更大的灵活性、适应性和开放性，并便于开发数据、图像通信及其他新的通信业务。20世纪70年代发展起来的“数字程控交换机”，是一种传输离散数字信号的交换机。数字交换使电话交换朝着话音与非话业务的综合交换迈出了一步。
移动通信
电话通信除了有线通信外，1978年后又出现了无线电信息传输与交换的移动通信，即移动电话。20世纪80年代后，人们又研制出数字式蜂窝移动通信系统。由于移动电话使人们能在移动过程中随时随地进行通信，适应了现代社会快节奏、人员流动性强的需要，而且保密性好，同时具有国际漫游等功能。因此，该项通信业务发展极为迅速。1993年全世界移动电话用户为2200多万户，1996年达到5400多万户，2000年已超过一亿户。此外，还有无线寻呼电话（BP机）、无绳电话和可视电话等。
GPS全球队定位系统
GPS全球定位系统是一项工程浩繁、耗资巨大的工程，被称为继阿波罗飞船登月、航天飞机之后的第三大空间工程。海湾战争期间，GPS系统商用GPS系统尚未完全建成，但初步使用已显神威。随着1993年GPS太空卫星网的完全建成，其应用领域不断扩大。
GPS是美国国防部发射的24颗卫星组成的全球定位、导航及授时系统。这24颗卫星分布在高度为2万公里的6个轨道上绕地球飞行。每条轨道上拥有4颗卫星，在地球上任何一点，任何时刻都可以同时接受到来自4颗卫星的信号。也就是说GPS的卫星所发射的空间轨道信息覆盖着整个地球表面。
GPS卫星定位系统由地面控制站、GPS卫星网和GPS接收机三部分组成。地面主控站实施对GPS卫星的轨道控制及参数修正。GPS卫星网向地面发射两个频率的定位导航信息，其中包括两个定位码信号：C／A码（供世界范围内民用）及P码（只供美国军方使用）。GPS接收机接收GPS卫星信号进行解算，即可确定GPS接收机的位置。
电子到电脑时代
电子计算机
计算机发展概览
计算机是新技术革命的一支主力，也是推动社会向现代化迈进的活跃因素。计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快、影响最为深远的新兴学科之一。计算机产业已在世界范围内发展成为一种极富生命力的战略产业。
现代计算机是一种按程序自动进行信息处理的通用工具，它的处理对象是信息，处理结果也是信息。利用计算机解决科学计算、工程设计、经营管理、人工智能等各种问题的方法，都是按照一定的算法进行的。这种算法是定义精确的一系列规则，它指出怎样以给定的输入信息经过有限的步骤产生所需要的输出信息。
信息处理的一般过程，是计算机使用者针对待解决的问题，事先编制程序并存入计算机内，然后利用存储程序指挥、控制计算机自动进行各种基本操作，直至获得预期的处理结果。计算机自动工作的基础在于这种存储程序方式，其通用性的基础则在于利用计算机进行信息处理的共性方法。
计算机发展到20世纪60年代至70年代时，开始出现了计算机网络。所谓计算机网络，就是将多台计算机相互连接，使它们之间能实现远程信息交换和处理，共享彼此的资源。这些资源包括系统内所有计算机的硬件、软件和数据库中的全部数据。计算机网络的建立，首先是为了使在地理上分散布置的计算机能方便快速地进行信息交换，使远距离用户能够共享网络中的硬件、程序和数据等，扩大单机的工作能力。网络建立后，可以使只拥有小型计算机的部门通过网络使用大型计算机的资源，并利用大型计算机来处理小型计算机无法完成的工作。而且，当欧美两个大陆的电脑联网后，欧洲的用户白天可以使用正处于夜间的美洲电子计算机进行工作；欧洲进入夜晚后，美洲的用户也可以启用欧洲的电子计算机进行工作。
机械式计算机
早在17世纪，欧洲一批数学家就已开始设计和制造以数字形式进行基本运算的数字计算机。1642年，法国数学家帕斯卡采用与钟表类似的齿轮传动装置，制成了最早的十进制加法器。1678年，德国数学家莱布尼兹制成的计算机，进一步解决了十进制数的乘、除运算问题。
电子管计算机
电子管计算机时期（1946～1959），计算机主要用于科学计算。电子管计算机的主存储器是决定计算机技术面貌的丰要因素。当时，主存储器有水银延迟线存储器、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓和磁心存储器等类型，通常按此对计算机进行分类。在电子管计算机时期，一些计算机配置了汇编语言和子程序库，科学计算用的高级语言FORTRAN初露头角。
晶体管计算机
到了晶体管计算机时期（1959～1964），主存储器均采用磁心存储器，磁鼓和磁盘开始用作主要的辅助存储器。不仅科学计算用计算机继续发展，而且中、小型计算机，特别是廉价的小型数据处理用计算机开始大量生产。在晶体管计算机阶段，事务处理用的COBOL语言、科学计算机用的ALGOL语言和符号处理用的LISP等高级语言开始进入实用阶段。操作系统初步成型，使计算机的使用方式由手工操作改变为自动作业管理。
集成电路计算机
1964年，在集成电路计算机发展的同时，计算机也进入了产品系列化的发展时期。半导体存储器逐步取代了磁心存储器的主存储器地位，磁盘成了不可缺少的辅助存储器，并且开始普遍采用虚拟存储技术。随着各种半导体只读存储器和可改写的只读存储器的迅速发展，以及微程序技术的发展和应用，计算机系统中开始出现固件子系统。进入集成电路计算机发展时期以后，在计算机中形成了相当规模的软件子系统，高级语言种类进一步增加，操作系统日趋完善，具备批量处理、分时处理、实时处理等多种功能。数据库管理系统、通信处理程序、网络软件等也不断增添到软件子系统中。软件子系统的功能不断增强，明显地改变了计算机的使用属性，使用效率显著提高。
20世纪70年代以后，计算机使用集成电路的集成度迅速从中小规模发展到大规模、超大规模的水平，微处理器和微型计算机应运而生，各类计算机的性能迅速提高。随着字长4位、8位、16位、32位和64位的微型计算机相继问世和广泛应用，对小型计算机、通用计算机和专用计算机的需求量也相应增长了。
霍夫制成第一块微处理器芯片
1971年1月，美国的霍夫制成了世界上第一块做处理器芯片4004。这项发明成了微电子领域中的最重要成就之一。霍夫因此被英国《经济学家》杂志列为“第二次世界大战以来最有影响的七位科学家之一”。
霍夫生于1937年，父亲是一位电气工程师。霍夫曾设计过小型计算器的电路，他希望把计算器的所有的逻辑电路集成到一块芯片上，并按需要灵活地为芯片编制简单通用的程序，使集成电路具有复杂的功能。
1969年8月，芯片设计专家费金提出了适用于台式计算机的微处理器的概念，提议把台式计算机中11片集成逻辑电路压缩为中央处理器、读写存储器和只读存储器3片集成电路。霍夫因此设想计算机的全部电路也可最早的集成电路处理器。以分别做在几块通用的芯片上，例如中央处理器芯片、存储器芯片以及寄存器芯片等。于是霍夫设计出一种微处理器，它是一块半导体芯片，它可作为计算机的中央处理器。霍夫还把两块存储器芯片附在这个微处理器上，一块存储数据，另一块存储驱动中央处理器的程序。这样，霍夫就制造出了第一个真正的微处理器，取名为“4004芯片”。这种处理器一次可对4个二进制数进行运算，它的功能相当于一台“埃尼阿克”计算机，与1950年时像房子那样大的电路板功能差不多。4004芯片上集成了2250个晶体管，从而首次实现了用一块芯片承担中央处理器的功能。
英特尔公司用4004芯片与一块随机存取存储器芯片、一块只读存储器贡片和一块寄存器贡片，制成一台4位微型计算机MCS－4。这是世界上第一台微型电子计算机，它在1971年问世，从此揭开了微型计算机发展的序幕。
4004芯片的出现，标志着人类朝集成电子学新时代迈出了第一步。
