物理科研用什么电脑系统-物理科研什么专业好
1.计算机有什么专业?
2.大学数学有用吗,自己又不搞科研,学了又忘真的很没意思,真是烦恼,还不如直接开专业课呢,真是浪费青春
3.选专业是学计算机网络技术好还是计算机应用技术?两者有什么区别呢?
4.什么是计算机
计算机有什么专业?
1,电子信息科学与技术
电子信息科学与技术专业培养具备电子信息科学与技术的基本理论和基本知识,受到严格的科学实验训练和科学研究初步训练,能在电子信息科学与技术、计算机科学与技术及相关领域和行政部门从事科学研究、教学、科技开发、产品设计、生产技术管理工作的电子信息科学与技术高级专门人才。
2,信息科学技术专业
信息科学技术专业是一个大学专业,培养具有扎实的数学、物理、电子和计算机的基础知识,系统地掌握光学信息处理技术、现代电子学技术和计算机应用技术的基本技能。
能在光通信、光学信息处理、以及相关的电子信息科学、计算机科学等信息技术领域、特别是光机电算一体化产业从事科学研究、产品设计和开发、生产技术或管理的面向二十一世纪的高级专门人才。
3,数字媒体
数字媒体属于工学学科门类,是指以二进制数的形式记录、处理、传播、获取过程的信息载体,这些载体包括数字化的文字、图形、图像、声音、视频影像和动画等感觉媒体,和表示这些感觉媒体的表示媒体(编码)等,通称为逻辑媒体,以及存储、传输、显示逻辑媒体的实物媒体
Ⅱ 计算机类研究生有哪些专业
计算机考研专业共有计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息安全、物联网工程、数字媒体技术、智能科学与技术、空间信息与数字技术、电子与计算机工程。
课程包括电路原理、模拟电子技术、数字逻辑、数字分析、计算机原理、微机原理、微型计算机技术、计算机系统结构、计算机网络、高级语言、汇编语言、数据结构、操作系统、编译原理、系统分析与控制、信号处理原理、通信原理概论等。
与理工科交叉而衍生的计算机专业很多,如数学与应用数学专业、自动化专业、信息与计算科学专业、通信工程专业、电子信息工程专业、计算机应用与维护专业等。
在全国高校第四次学科评估中,清华大学、北京大学、浙江大学和国防科技大学这4所高校拿下了计算机科学与技术学科领域内的最好成绩(A+),称得上是本学科领域内实力最强的大学。
Ⅲ 计算机专业的具体分类有哪些
1 软件开发(主要专业:计算机科学与技术,软件工程等),就是编写代码,开发程序。有多种开发语言C/C++,JAVA,C#等。
注:系统开发,网络编程和大型游戏还是需要学好C/C++(个人认为较难点),手机游戏需要学会JAVA。工程项目的系统软件开发,常用的是JAVA/JavaEE和C#/.NET,还有些中小型开发常用的技术Delphi,PB,PHP,ASP等等。
很多人都是从C语言开始接触编程的,它是经典,也很强大,具有承上启下的地位,可以为今后打下良好的基础。
2 计算机网络技术(主要专业:通信,网络安全与管理等),界定很宽泛,网络领域和计算机一样,发展方向细化的很详细了,完全可以独立划出计算机专业行列,主要涉及领域有通信协议,网路信息安全等等。
3 电子专业 倾向于硬件,单片机,嵌入式等
硬件方面,感觉比软件难学的多,难就难在学习实践的环境比较难找,比如嵌入式,大型机,绝不像软件学习,有个电脑连个网就齐活了,呵呵。也正因此它的含金量绝不低于软件,更主要它还比软件技术相对来说发展“稳定”,也就是俗话说的“越老越吃香”的现象更明显,更多的是个积累。
4 计算机应用技术,倾向于“应用”,本科这个专业很少见,多见于专科。研究生好像也有这个专业吧,但“此应用非彼应用”了!计算机应用就是大杂烩,什么都学,软件、硬件、网络、数据库,但都是皮毛,目标是结合其他行业领域的特点使用计算机。比如:工业设计/制图,动漫/flash,多媒体处理等等。
Ⅳ 本科计算机类有哪些专业
1、计算机科学与技术专业
培养具备良好的科学素养,系统地掌握计算机科学与技术包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能,能在科研院所、企业事业单位、技术和行政管理等部门从事教学、科研、开发、管理等工作的高级专门人才。
课程包括电路原理、模拟电子技术、数字逻辑、数字分析、计算机原理、微机原理、微型计算机技术、计算机系统结构、计算机网络、高级语言、汇编语言、数据结构、操作系统、编译原理、系统分析与控制、信号处理原理、通信原理概论等。
2、软件工程专业
软件工程是一门研究用工程化方法构建和维护有效、实用和高质量的软件的学科。软件工程专业是2002年国家教育部新增专业,随着计算机应用领域的不断扩大及中国经济建设的不断发展,软件工程专业将成为一个新的热门专业。
该专业以计算机科学与技术学科为基础,培养能够从事软件开发、测试、维护和软件项目管理的高级专门人才,同时,各个行业几乎都有计算机软件的应用,如工业、农业、银行、航空、 *** 部门等,这些应用促进了经济和社会的发展,也提高了工作和生活效率。
3、信息安全专业
信息安全专业,具有全面的信息安全专业知识,是计算机、通信、数学、物理、法律、管理等学科的交叉学科,主要研究确保信息安全的科学与技术。培养能够从事计算机、通信、电子商务、电子政务、电子金融等领域的信息安全高级专门人才。
使学生具有较强的应用能力,具有应用已掌握的基本知识解决实际应用问题的能力,不断增强系统的应用、开发以及不断获取新知识的能力。努力使学生既有扎实的理论基础,又有较强的应用能力;既可以承担实际系统的开发,又可进行科学研究。
4、物联网工程专业
物联网(Inter of Things)这个词,国内外普遍公认的是 MITAuto-ID 中心Ashton 教授1999年在研究RFID时最早提出来的。在2005年国际电信联盟(ITU)发布的同名报告中,物联网的定义和范围已经发生了变化,覆盖范围有了较大的拓展,不再只是指基于RFID技术的物联网。
物联网是基于互联网,传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络又称为物联网域名。
5、数字媒体技术专业
数字媒体技术专业(Digital Media Technology),属于计算机类专业,同时也属于属于电气信息类,旨在培养具有先进的游戏设计理念、设计思想,扎实专业基础和创作实践能力的高级复合型人才。该专业主要开设有游戏策划、游戏用户体验分析、游戏开发程序设计基础、面向对象程序设计、游戏创作等课程。
与数字媒体艺术专业相比,该专业略注重技术素质的培养,可适应新媒体艺术创作、网络多媒体制作、广告、影视动画、大众传媒、房地产业的演示动画片制作工作。
6、智能科学与技术专业
智能科学与技术专业是智能科学系在2003年提出成立的,智能科学系的前身是北京大学信息科学中心,由北京大学数学系、计算机系、电子学系等10个系(所)于1985年成立,主要从事机器感知、智能机器人、智能信息处理和机器学习等交叉学科的研究和教学。智能科学与技术是面向前沿高新技术的基础性本科专业,覆盖面很广。
专业涉及机器人技术,以新一代网络计算为基础的智能系统,微机电系统(MEMS),与国民经济、工业生产及日常生活密切相关的各类智能技术与系统,新一代的人机系统技术等。
7、空间信息与数字技术专业
空间信息与数字技术专业从2004年西安电子科技大学、武汉大学首先开设至今,经过了数年发展,已成为了一个比较成熟的专业。
现在国内的空间信息与数字技术专业主要有两种内涵,一种是由武汉大学开创的(地理)空间信息与数字技术(即武大模式),另一种是西安电子科技大学开设的以外太空空间信息为研究对象的技术(即西电模式)。
(4)计算机专业包括哪些扩展阅读:
计算机学科的特色主要体现在:理论性强,实践性强,发展迅速。
按一级学科培养基础扎实的宽口径人才,体现在重视数学、逻辑、数据结构、算法、电子设计、计算机体系结构和系统软件等方面的理论基础和专业技术基础,前两年半注重自然科学基础课程和专业基础课程,拓宽面向。
后一年半主要是专业课程的设置,增加可选性、多样性、灵活性和方向性,突出学科方向特色,体现最新技术发展动向。至今已覆盖所有二级学科课程。加强数学基础和分析能力,高等数学改上数学分析,增加计算机数学基础课程,体现在假设组合数学,增加离散数学的课时,并在计算机后续课程(如算法与数据结构、编译等课程)中体现数学应用不断线。
更重视实践性教学环节,增加实验课程、课程设计比重,注重自主性实践环节,上机实践贯穿于四年的学习中,加强知识综合运用能力的培养。
Ⅳ 计算机大类包括哪些专业
1.信息科学—信息科学是指以信息为主要研究对象,以信息的运动规律和应用方法为主要研究内容,以计算机等技术为主要研究工具,以扩展人类的信息功能为主要目标的一门新兴的综合性学科。信息科学由信息论、控制论、计算机科学、仿生学、系统工程与人工智能等学科互相渗透、互相结合而形成的。
2.软件工程 –(Sofare Engineering,简称为SE)是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。它涉及到程序设计语言,数据库,软件开发工具,系统平台,标准,设计模式等方面。在现代社会中,软件应用于多个方面。
典型的软件比如有电子邮件,嵌入式系统,人机界面,办公套件,操作系统,编译器,数据库,游戏,app等。同时,各个行业几乎都有计算机软件的应用,比如工业,农业,银行,航空, *** 部门等。这些应用促进了经济和社会的发展,使得人们的工作更加高效,同时提高了生活质量。
3.信息系统–所谓MIS(信息系统--Management Information System)系统 ,是一个由人、计算机及其他外围设备等组成的能进行信息的收集、传递、存贮、加工、维护和使用的系统。
它是一门新兴的科学,其主要任务是最大限度的利用现代计算机及网络通讯技术加强企业的信息管理,通过对企业拥有的人力、物力、财力、设备、技术等资源的调查了解,
建立正确的数据,加工处理并编制成各种信息资料及时提供给管理人员,以便进行正确的决策,不断提高企业的管理水平和经济效益。目前,企业的计算机网络已成为企业进行技术改造及提高企业管理水平的重要手段。
4.计算机工程–(也称为电子和计算机工程或计算机系统工程)是一门学科,结合内容都电气工程和计算机科学。计算机工程师正电气工程师有更多的培训领域的软件设计和硬件,软件一体化。反过来,他们注重减少对电力电子学和物理学。
电脑工程师都参与了许多方面的计算,从设计的个别处理器,个人电脑,和超级计算机,以电路设计。这一工程的许多子系统监控机动车辆。
5.信息安全 –本专业是计算机、通信、数学、物理、法律、管理等学科的交叉学科,主要研究确保信息安全的科学与技术。
Ⅵ 计算机类专业包括哪些
计算机类专业大类包括四个本科专业:计算机科学与技术、网络工程、软件工程、数字媒体技术。其中,计算机科学与技术专业培养计算机软硬件设计和计算机应用的专门人才;网络工程专业培养网络工程技术方向的专门人才;软件工程专业培养软件工程技术和软件工程管理方向的专门人才;数字媒体专业培养掌握数字媒体理论、方法和技能,能够从事虚拟现实、游戏动画等相关软硬件研发、创作的高级专门人才。学生入学时按专业大类招生,一年后根据个人兴趣、特长及市场对人才的需求状况等因素综合选择确定专业方向。
计算机科学与技术专业
培养目标:专业培养能够系统地掌握计算机科学基本理论,计算机系统设计、研究、开发及综合应用方法,具有较强的计算机软硬件设计能力和计算机应用系统的分析、规划、设计、开发能力,在铁路信息化、物联网、软件开发、大数据分析等方面具有较强实践能力的高层次计算机专门人才。
专业课程设置:包括信息科学与技术导论、铁路信息技术概论、离散数学、C语言程序设计、面向对象程序设计、WEB应用开发技术、算法与数据结构、数字逻辑、计算机组成原理、计算机接口技术、计算机系统结构、操作系统、编译原理、数据库系统原理、计算机网络、软件工程、嵌入式系统、ORACLE大型数据库技术、铁路信息集成与应用、大数据原理与应用等。
实习实训:该专业拥有先进的专业实验室,实习内容包括专业认识实习、程序设计技能训练、数据结构综合训练、数据库综合训练、网络技术综合训练、嵌入式系统综合训练、操作系统综合训练、计算机组成原理综合设计、毕业实习等环节。同时与河北省标准化研究院、河北省科学院、国家火炬计划河北省软件产业IT人才实训基地及多家IT公司、铁路及相关部门建立了实习及合作关系。
就业方向:毕业生可以从事铁路信息化建设;计算机系统的研究与开发;大数据分析及应用;物联网及计算机在科学计算、工业控制、信息处理、人工智能、通信等领域的应用开发;高等院校和科研院所的教学和科研工作;还可以攻读本学科或相关学科的硕士学位。
网络工程专业
培养目标:本专业培养系统掌握计算机和网络工程技术基本理论和基本知识,具备较强的网络规划设计、系统集成、网络安全管理、网络应用开发等应用实践能力,团队合作意识强,有创新精神和持续发展潜力,能适应信息社会快速发展的网络工程高级专门人才。
专业课程设置:包括C语言及面向对象程序设计、算法与数据结构、计算机网络、网络系统集成、网络管理技术、网络安全技术、TCP/IP协议分析、数据库系统原理、计算机组成原理、操作系统、网络程序设计、信号与系统、通信原理、网络工程项目管理、移动应用开发技术、物联网概论、入侵检测等。
实习实训:本专业拥有先进的网络技术实验室、网络安全实验室等专业实验室,设置了专门的综合训练实践环节,主要包括专业认识实习、程序设计技能训练、组网与配置综合训练、数据库系统开发综合训练、网络管理综合训练、网络安全实习、网络系统集成实习、网络程序设计综合训练、毕业实习、毕业设计等。与河北省标准化研究院、河北省建设信息中心、石家庄步沐电子有限公司、河北电机股份有限公司、河北中科恒运软件科技股份有限公司等合作,建立了长期的学生校外实习基地。
就业方向:毕业的学生可以到电信、交通、 *** 机关、医疗、教育等多个领域从事网络的规划与设计、网络工程设计与建设、网络系统集成、网络运行维护与管理、网络安全管理、网络性能分析、网络应用开发等工作;还可以继续攻读计算机科学与技术、信息与通信工程等相关专业的硕士学位,继续深造学习。
软件工程专业
培养目标:本专业培养掌握大型应用软件开发方法与技术,具有较强的外语应用能力、人际交流与沟通能力、团队协作能力和技术创新能力,能够基于主流软件开发平台、熟练运用多种软件开发工具和技术,从事大型应用软件的分析、设计、编码、测试、维护、项目管理等工作,能适应技术进步和社会需求变化的高素质软件工程专门人才。
专业课程设置:软件需求与分析、软件构造、软件设计、软件体系结构、软件过程与管理、软件测试技术、人机交互技术、算法与数据结构、面向对象程序设计、数据库系统、操作系统、计算机组成原理、计算机网络、、程序设计技能训练、数据库综合训练、软件设计综合训练、软件测试综合训练、软件项目管理课程设计等。
实习实训:项目综合实践、企业实习、毕业实习和毕业设计等。
就业方向:毕业生可以到互联网、医疗、金融、保险、教育、交通运输、公共管理、房地产等行业担任软件开发工程师、软件测试工程师、技术维护工程师等,还可以为各级 *** 机关企事业单位提供技术支持、咨询、培训等服务;也可在软件工程、计算机科学与技术、信息管理与信息系统等专业继续学习深造。
数字媒体技术专业
培养目标:培养适应数字时代与信息社会发展,掌握游戏动画、虚拟现实、图形图像等有关数字媒体信息获取、表达、处理、存储、转换、传播的基础知识、基本理论和方法,具备搜集分析资料的基本能力,具有较开阔的视野和良好沟通能力,能够在游戏动画、虚拟仿真、图形图像等数字媒体产业,交通、能源、教育、 *** 等相关领域企事业单位成为数字媒体创作、制作或相关软硬件工具研发、应用等方面的专门人才。
专业课程设置:数字媒体导论,C语言及面向对象程序设计,算法与数据结构,操作系统,数字图像处理,计算机网络,移动应用开发,人机交互技术,计算机图形学,脚本语言技术,信息组织与处理,三维动画技术,传感与信息采集,游戏原理,游戏设计与制作,虚拟现实技术等。
实习实训:认识实习、算法与数据结构综合训练、移动应用开发实习、交互动画综合训练、游戏开发综合训练、三维可视化实训、毕业实习、毕业设计等。
就业方向:毕业生能够在数字媒体产业,交通、能源、教育、 *** 等相关领域企事业单位,从事数字媒体从策划创作到运营管理、移动应用开发等工作;也可考取相关专业硕士研究生继续学习深造。
Ⅶ 计算机专业分多少种 都有什么
计算机科学与技术是一级学科,包含计算机的方方面面(计算机组成、程序设计、算法)计算机科学与技术下设三个二级学科:计算机软件与理论、计算机系统结构、计算机应用技术。你说的软件属于“计算机软件与理论”方面,网络属于“计算机应用技术”方面的三级学科。如果想深入这个行业一般都要从计算机科学于技术开始,但多而不精,下面继续深造则需要到二级和三级学科了,二级三级学科由于比较具体所以找工作方便一点点注: 1、计算机软件与理论主要包括软件设计、开发、维护和使用过程中涉及的理论、方法和技术。其具体专业方向包括系统软件、软件自动化、程序设计语言、数据库系统、软件工程与软件复用技术、并行处理与高性能计算、智能软件、理论计算机科学、人工智能、计算机科学基础理论等。 2、计算机系统结构是从外部来研究计算机系统的一门学科,一般说来,凡是计算机系统的使用者(包括一般用户和系统程序员)所能看到的计算机系统的属性都是计算机系统结构所要研究的对象。 3、计算机应用技术是计算机科学与技术专业下设的一个二级学科,是一应用十分广泛的专业,它以计算机基本理论为基础,突出计算机和网络的实际应用。
Ⅷ 计算机专业包括哪些内容
1、计算机网络:计算机硬件维护,计算机网络架设,属于硬件类!
2、计算机软件:计算机软件开发,属于软件类!
3、计算机多媒体、动漫、信息管理:计算机软件应用,属于软件类!
Ⅸ 计算机专业都有哪些
软件,硬件,网络
软件:c,c++,java,c#,winform等
操作系统,数据结构,总之有很多
大学数学有用吗,自己又不搞科研,学了又忘真的很没意思,真是烦恼,还不如直接开专业课呢,真是浪费青春
其实大学里面很多课毕业以后都没用,太多人找的工作和专业不对口,这是中国的现状,没办法的。数学学习的主要是逻辑思维能力,全面有条理的思维方式,这对今后工作有用。
大学里面要学好的东西(并不是指课程,而是指知识)(适合任何专业):
数学:不是为了书本知识,而是为了通过数学多动脑经,养成有条理的思维方式。
英语:现在的社会,英语很重要。我现在工作经常被要求看英文资料,很痛苦的。
计算机:学校教的全是垃圾(除非你是计算机专业),平时玩电脑时不要总是游戏,多摸索电脑,最起码要在自己电脑出现问题时能解决,多学习一些有用的软件,如PS,CAD等
历史、地理、语文:这些主要是为了增加个人修养,与人谈话能说出有内涵的东西会让人刮目相看的。
物理、化学:感觉物理用处大点,这主要是增加自然科学知识,防止以后容易被人欺骗。
以上是一家之言。
选专业是学计算机网络技术好还是计算机应用技术?两者有什么区别呢?
两者区别如下
培养目标不同
(1)计算机网络技术:
培养掌握计算机网络基本理论和基本技能,具有计算机网络硬件组网与调试,网络系统安装与维护,以及网络编程能力的高级技术应用性专门人才。
(2)计算机应用技术:
本专业培养具备良好的科学素养,系统地掌握计算机科学与技术包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能,能在科研院所、企业事业单位、技术和行政管理等部门从事教学、科研、开发、管理等工作的高级专门人才。
核心课程不同
(1)计算机网络技术:
组网技术与网络管理、网络操作系统、网络数据库、网页制作、计算机网络与应用、网络通信技术、网络应用软件、JAVA编程基础、服务器配置与调试、网络硬件的配置与调试、计算机网络软件实训等,以及各校的主要特色课程和实践环节。
(2)计算机应用技术:
电路原理、模拟电子技术、数字逻辑、数字分析、计算机原理、微机原理、微型计算机技术、计算机系统结构、计算机网络、高级语言、汇编语言、数据结构、操作系统、编译原理、系统分析与控制、信号处理原理、通信原理概论等。
就业方向不同
(1)计算机网络技术:
计算机系统维护、网络管理、程序设计、网站建设、网络设备调试、网络构架工程师、网络集成工程师、网络安全工程师、数据恢复工程师、网络安全分析师等岗位。
(2)计算机应用技术:
毕业生主要面向交通系统各单位、交通信息化与电子政务建设与应用部门、各类计算机专业化公司、广告设计制作公司、汽车营销技术服务等从事IT行业工作。
概述
(1)计算机网络技术:
计算机网络技术是通信技术与计算机技术相结合的产物。计算机网络是按照网络协议,将地球上分散的、独立的计算机相互连接的集合。连接介质可以是电缆、双绞线、光纤、微波、载波或通信卫星。计算机网络具有共享硬件、软件和数据资源的功能,具有对共享数据资源集中处理及管理和维护的能力。
计算机网络包括计算机和网络两部分.其中计算机又称电子计算机,俗称电脑,是一种能够按照程序运行,自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件和软件所组成,没有安装任何软件的计算机称为裸机。常见的形式有台式计算机、笔记本计算机、大型计算机等,较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。而网络就是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起,组成数据链路,从而达到资源共享和通信的目的。所以计算机网络是指将地理位置不同的多台自治计算机系统及其外部网络通过通信介质互联,在网络操作系统和网络管理软件及通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的系统.
(2)计算机应用技术:
本专业培养适应计算机技术在企事业单位中发展、应用的需要,具有扎实的计算机基础知识、计算机专业知识和较强的计算机办公自动化、数据库等常用软件应用能力、计算机网络基本应用能力,能够在企事业单位相关部门从事计算机办公自动化和计算机软件应用等计算机相关应用工作,德、智、体、美全面发展的计算机专业高等应用型人才,实现"一张文凭,多种证书,一技之长,一专多能,品学兼优"的培养目标。
应用领域
(1)计算机网络技术:
a.网络管理与维护。主要工作内容为:计算机设备安装与调试、网络运行监控、网络安全监控、网络设备管理、网络产品销售与售后服务、网络安全管理。
b.网站建设与维护。主要工作内容为:网站规划设计、素材采集与加工、网站建设、网站运行维护。
c.网络编程。主要工作内容为:数据库编程、开发C/S和B/S构架的应用程序。
(2)计算机应用技术:
a..科学计算(或称为数值计算) 早期的计算机主要用于科学计算。科学计算仍然是计算机应用的一个重要领域。如高能物理、工程设计、地震预测、气象预报、航天技术等。由于计算机具有高运算速度和精度以及逻辑判断能力,因此出现了计算力学、计算物理、计算化学、生物控制论等新的学科。
b.过程检测与控制 利用计算机对工业生产过程中的某些信号自动进行检测,并把检测到的数据存入计算机,再根据需要对这些数据进行处理,这样的系统称为计算机检测系统。特别是仪器仪表引进计算机技术后所构成的智能化仪器仪表,将工业自动化推向了一个更高的水平。
c.信息管理(数据处理) 信息管理是计算机应用最广泛的一个领域。利用计算机来加工、管理与操作任何形式的数据资料,如企业管理、物资管理、报表统计、帐目计算、信息情报检索等。国内许多机构纷纷建设自己的管理信息系统(MIS);生产企业也开始采用制造资源规划软件(MRP),商业流通领域则逐步使用电子信息交换系统(EDI),即所谓无纸贸易。
d.计算机辅助系统计算机辅助设计、制造、测试(CAD/CAM/CAT)。用计算机辅助进行工程设计、产品制造、性能测试。②办公自动化:用计算机处理各种业务、商务;处理数据报表文件;进行各类办公业务的统计、分析和辅助决策。③经济管理:国民经济管理,公司企业经济信息管理,计划与规划,分析统计,预测,决策;物资、财务、劳资、人事等管理。④情报检索:图书资料、历史档案、科技资源、环境等信息检索自动化;建立各种信息系统。⑤自动控制:工业生产过程综合自动化,工艺过程最优控制,武器控制,通信控制,交通信号控制。⑥模式识别:应用计算机对一组事件或过程进行鉴别和分类,它们可以是文字、声音、图像等具体对象,也可以是状态、程度等抽象对象。
e.人工智能。 开发一些具有人类某些智能的应用系统,如计算机推理、智能学习系统、专家系统、机器人等,帮助人们学习和完成某些推理工作。
什么是计算机
一、计算机的发展
电子计算机是一种能够自动、高速地进行算术和逻辑运算的电子设备。它是20世纪科学技术发展最伟大的发明创造之一,是人类在第三次工业革命中取得的最辉煌成就。
1.世界上第一台电子计算机的诞生
人类在同大自然斗争中,创造并逐步发展了计算工具,早在公元前3000年,中国人就发明了算筹和竹筹计数,唐末创造出算盘,南宋1274年已有算盘和歌诀的记载,算盘是同时具有“算”和“存”的计算工具。1633年,奥芙特德(Oughtred)发明了计算尺。1642年,法国数学家帕斯卡制成第一台齿轮加减法器,是世界最早的用于计算的机器。1671年,德国数学家莱布尼茨发明了可以进行四则运算的机械计算机器。1822年英国数学家查尔斯·巴贝奇设计出差分机,这是世界上第一台真正意义上的机械式计算机。1834年,巴贝奇又设计出分析机,这个由存储数据的“仓库”、数据运算的“工厂”和调度机器运算的“控制桶”构成的设计,已经奠基了计算机的基本结构框架,因此,巴贝奇被称为“计算机之父”。第二次世界大战中,由于新武器研制中的弹道问题涉及许多复杂运算,急需一种能高速、自动计算的机器,因此,在美国陆军部的资助下,由美国宾夕法尼亚大学任教的物理学家约翰·莫齐利和工程师普雷斯伯·埃克特领导下,从1943年开始,经过三年的努力,终于在1946年研制成功世界上第一台电子计算机,取名为ENIAC。ENIAC约占170m2,重约30 t,共使用了17456只电子管,1500个继电器,7000多个电阻,10000多个电容及其他多种电器元件,运行时耗电约150 kW。这样一个庞然大物,仅能存储20个字长10位的十进制数,运算速度也仅为每秒5000次加法运算。尽管如此,ENIAC却开创了人类计算机科学发展的新时代。
为了克服ENIAC的缺点,人们始终没有停顿探索的脚步,许多专家、学者就此发表了研究论文。在普林斯顿大学任教的美国数学家冯·诺依曼发表了题为《电子计算机逻辑结构初探》的报告,提出了程序存储方式,即在计算机中设置存储器,把符号化的计算过程放入其中,执行时依次将存储内容取出并译码,然后按译码结果进行计算,从而实现计算机工作的自动化。冯·诺依曼在研制EDVAC计算机过程中,改进了内存部件,并将计算机内部的十进制编码改为二进制编码。“存储程序”的设想确立为冯氏结构机的设计体系,从此,采用程序存储方式的计算机统称为冯·诺依曼式计算机。
2.计算机发展的重要阶段
从第一台电子计算机诞生至今,它走过了50多年的发展历程,开创了人类社会信息发展史的三个新纪元,即计算机发展的三个重要阶段。
(1)计算机发展的初级阶段 这个阶段大约以ENIAC诞生为标志到个人计算机开始普及之前。尽管那时计算机及其相关外围设备的价格十分昂贵,其应用的领域基本局限于军事、科学计算和大型工业企业的数据处理,但却开创了人类开始用机器代替部分脑力劳动的新纪元。
这一阶段,计算机取得了飞速发展,多次更新换代。计算机划代一般是以计算机核心部件采用的逻辑元件的种类为依据的。
第一代(1946—1956),以电子管为主要逻辑元件,运算速度在5000~40000(次/秒)。体积大、能耗高、速度慢、容量小、价格贵,仅限于军事和科学计算的应用。
第二代(1957—1964),以晶体管为主要逻辑元件,并采用了监控程序,运算速度在几十万至上百万(次/秒)。与第一代计算机相比,体积小、成本低、速度快、功能强、可靠性高,应用领域扩展到工程设计、数据处理和事务管理等方面。
第三代(1965—1970),以中、小规模集成电路为主要逻辑元件,运算速度在百万至几百万(次/秒)。这一代计算机以1964年4月IBM公司推出IBM360计算机为标志,具备了通用化、系列化、标准化的特点。
第四代(1971—20世纪80年代初),以大、超大规模集成电路为主要逻辑元件,运算速度在几百万至几亿(次/秒)。采用了集成度更高的半导体存储器作为主存储器,发展了并行处理技术、分布式系统和计算机网络。在软件方面,发展了分布式操作系统、数据库系统、高级语言及软件工程标准化等,并逐渐形成软件产业。
(2)计算机广泛普及应用阶段 微型计算机的开发应该是在20世纪70年代中期,1975年,美国MITS公司利用Intel8080处理器开发了Altair8800微电脑,得到电子爱好者的推崇,推动了个人计算机软硬件的发展。1976年,美国苹果公司推出Apple个人计算机并得到极大发展。1980年,IBM公司涉足个人计算机领域,为与苹果公司竞争市场,将PC计算机的结构框架公诸于世,并与比尔·盖茨的微软公司合作推出PC-DOS操作系统,使众多廉价的兼容机问世。微型机以DOS为操作系统,以其低廉的价格使之迅速普及并得到广泛应用。从此,计算机不再为少数专业人员所拥有和使用,计算机的发展走向了普及化的新纪元,并为向计算机文化阶段发展奠定了基础。
(3)计算机文化阶段 计算机文化阶段是计算机普及应用到一定程度才出现的。计算机硬件功能不断提高,价格更加低廉;信息压缩与全数字化带来了丰富多彩的多媒体技术;以多媒体技术为基础的虚拟现实技术、3S(GIS,GPS,RS)技术实现的电子地图系统、卫星遥感定位跟踪监控系统等提高了人类认识世界的能力,造福于人类;无处不在的Internet拉近了世界各国的距离,依靠计算机网络技术实现的远程教育、远程医疗诊断系统、数字化图书馆、数字化智能小区已经向我们走来;无线接入技术(蓝牙技术、WAP)实现了手机上网、无线局域网(WLAN);电脑卡已由早期的光电卡、条码卡、磁卡发展到今天的IC卡、射频卡,带给人们便捷。这一切不断拓展了计算机的应用空间,计算机已经成为一种个人的信息机器,改变着人们的生活。当计算机的应用覆盖到人们社会生活的各个方面时,必然导致人们在思维方式、行为方式、生活方式等方面产生重大变革,这种因具有人脑部分功能的计算机的普遍使用带来的文化变迁形成了计算机文化。从20世纪90年代初开始,多媒体计算机和因特网“信息高速公路”的诞生标志着计算机的发展进入了崭新的阶段,开创了最大限度实现资源共享的新纪元。
3.我国计算机的发展概况
新中国诞生为我国科学技术的发展,也为计算机技术的发展开辟了广阔的发展道路。
1952年,在清华大学成立了以电机系教授闵大可为组长的中国第一个计算机三人研究小组,1954年,小组经扩充和调整,并入以物理学家钱三强为领导的中国科学院近代物理研究所,开始了我国计算机研究的起步。1956年,国家制定科学技术12年远景规划时,把计算机技术列为四大技术之首,成立了计算机技术工作小组,开始进行实质性研发。1958年,我国研制成功第一台电子管计算机(103机);1959年,研制成功每秒1万次的大型通用电子计算机(104机),从而填补了我国计算机技术领域的空白。华罗庚教授是我国计算机技术的奠基人和我国第一台电子计算机的主要创始人之一。1960年,我国第一台自行设计的通用电子计算机(107机)研制成功并投入运行。1964年,我国开始推出第二代晶体管计算机,如“108”机、“109”机等。1971年,我国研制成功第三代集成电路计算机“150机”,到1973年形成了DJS-100系列国产机。1974~1982年实现了从小规模集成电路计算机到大规模集成电路计算机跨越。1983年,我国研制成功每秒向量运算1000万次的757大型向量计算机。
巨型机是一个国家科学技术水平的标志。从20世纪80年代初开始,我国开始进行巨型机的研制。1983年,向量运算亿次的巨型电子计算机“银河”诞生;1992年,10亿次的“银河”Ⅱ号投入使用;1996年,投入运行的“银河”Ⅲ号机速度为每秒百亿次。1995年曙光1000研制成功,1998年“曙光”2000-I诞生,其峰值运算速度达每秒200亿次浮点运算,打破了国外在大规模并行机技术方面的封锁和垄断;1999年“曙光”2000Ⅱ问世,其峰值运算速度达每秒1117亿次浮点运算,内存高达50GB,成为国家863计划的重大成果。1999年“神威”并行计算机研制成功,其峰值运算速度高达每秒3840亿次浮点运算。“银河”、“曙光”、“神威”计算机的研制成功标志着我国成为世界上具备独立研制高性能计算机能力的少数国家之一。
微型机是一个国家科学技术普及应用水平的标志。20世纪90年代以来,我国在微机方面也取得迅速发展。2001年10月13日,我国第一款通用CPU芯片——“龙芯”诞生,使我国成为能够研究制造计算机芯片的少数国家之一。
在计算机应用领域,我国也取得了辉煌的成就。北京大学王选教授的激光照排技术开创了出版印刷的新时代,这一发明获得了欧洲专利和8项中国专利。王选率领他的团队推出了处于国内外领先地位的“华光”、“方正”电子出版系统,取得了重大的经济和社会效益,使我国的印刷业告别了“铅与火”的历史,进入了“电与光”的时代,王选也被誉为“激光照排之父”。多种汉字键盘输入方法以及汉字扫描输入、手写输入和语音识别输入软件使汉字可以轻松地进入计算机;众多国产多媒体软件的开发,推动了计算机的普及应用;国家“信息高速公路”建设取得突出进展,“金”字工程,如“三金”工程包括国家公用信息网(金桥)、外贸企业间信息系统(金关)、金融业电子货币(金卡)的完成,加快了社会信息化进程。据2002年7月23日CNNIC公布,平均每周至少上网1小时的中国公民人数已超过4580万,排世界第三位。
4.计算机的发展趋势
计算机已经实现了从“数字计算”到“信息处理”的转变。目前,电子计算机的发展趋势,可以概括为“巨型”、“微型”、“网络”、“智能”四个方面。虽然目前我们还不能对未来计算机的发展提出十分确切的时间表,但其发展趋势已经很明朗,即发展高性能计算和提高计算性能。
发展高性能计算可以有两条途径,一是基于现有的半导体集成电路技术和微处理机技术,通过提高并行处理能力来实现;二是突破硅半导体器件的物理限制,发展非传统的新技术,包括超导计算、量子计算、生物计算与光计算等。
提高计算性能也可以有两条途径,一是硬件方面,即研制超高性能器件或部件,如量子器件、超导芯片、光互连和光存储部件、生物分子部件等;二是计算模型和算法设计方面,从根本上突破冯·诺依曼计算机和电子技术的局限,如量子计算和DNA计算模型,都为求解复杂问题开辟了崭新的思路。
5.计算机科学的研究领域
计算机科学注重理论和抽象,计算机工程注重抽象和设计,实际上两者之间本质上没有区别。从研究的范畴,统称为计算机学科。目前,研究所涉及的领域十分广泛,包括:计算机系统结构、程序设计科学与方法论、软件工程理论、人工智能与知识处理、网络和数据库、计算机辅助技术、理论计算机科学和计算机科学史的研究等。计算机科学与技术对人类社会的影响,超过数学作为基本文化基础给人类文化带来的影响和物理学对近代工业革命产生的人类文明带来的影响。可以预见,计算机的发展必然给人类社会带来更加美好的未来。
二、计算机的分类
计算机种类繁多,可以按处理数据的形态、使用范围、规模和功能等不同角度分类。
1.按处理数据的形态分类
(1)数字计算机 数字计算机以二进制数据0和1作为处理对象,是不连续的数字量,处理结果也是以数字形式输出。优点是精度高、存储量大、通用性强。我们通常使用的计算机大多是数字计算机。
(2)模拟计算机 模拟计算机以连续的数据作为处理对象,是以电信号幅值来模拟数值或物理量的大小,如电压、电流、温度等,处理结果也是以连续的数据输出。模拟计算机解题速度快,但不如数字计算机精度高、且通用性差。模拟计算机通常以绘图或量表形式输出结果。
(3)混合计算机 混合计算机是集数字计算机模拟计算机功能优点为一身的计算机。
2.按使用范围分类
(1)通用计算机
(2)专用计算机
3.按规模和功能分类
(1)超级计算机(Supercomputer)
(2)大型计算机(Mainframe)
(3)小型计算机(Minicomputer)
(4)微型计算机(Microcomputer)
三、计算机的特点
(1)运算速度快
(2)计算精度高
(3)存储容量大
(4)自动化程度高
(5)逻辑判断能力强
(6)具有广泛的通用性
四、计算机的主要用途
计算机的用途大概可以归纳为以下几个方面:
(1)数值计算 在科学研究、技术开发、工程设计等进行的科学计算。
(2)数据处理 实现对数值、文字、图表等信息数据及时地加以记录、整理、检索、分类、统计、综合和传递。适用于事务处理、办公自动化、电子数据交换、信息管理、决策支持中的数据处理。
(3)过程控制 包括工业自动监测、自动控制、智能控制等实时控制。
(4)计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design)包括计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)、计算机辅助教学(CAI)等,可提高设计质量和自动化程度,缩短设计周期、降低生产成本。
(5)人工智能(AI-Artificial Intelligence)用于复杂系统的模拟仿真,实现自然语言理解与生成、定理机器证明、自动程序设计、自动翻译、图像识别、声音识别、疾病诊断,以及各种专家系统和机器人构造等。近年来人工智能的研究开始走向实用化,成为计算机应用研究的前沿学科。
(6)计算机网络及网络通信 提供地区间、国际间的通信与各种数据的传递与处理,实现软件、硬件信息资源共享。
(7)多媒体技术 实现集声、文、图、像一体化,更接近人类习惯的信息交流方式,广泛应用于文化、教育、娱乐、家庭应用等领域。
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