计算机科技发展大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇计算机科技发展范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

篇（1）

    原告泰安市建筑设计院

    被告上海广运科技发展有限公司（以下简称“广运公司”）

    被告刘守奎

    被告刘守奎系原告职工，在原告处负责计算机软件开发事项。1998年7月，根据原告指令并由原告提供全部物质条件，由刘守奎负责开发“工程量计算软件”，至1999年5月已经完成了市场调研和软件设计。为证明诉请，原告向法院提供了由刘守奎完成的《工程量计算──计算内容》、《第一部分：工作流程、总控及属性定义》、《第二部分：模型建立及修改》、《第三部分：图形及工程数据》等4本软件技术资料，对此，刘守奎予以认可。嗣后，刘守奎离开原告单位，于1999年6月10日与被告广运公司签订合作开发协议，从事“广运工程算量软件”的开发工作并获成功。广运公司除招聘刘守奎外，还招聘了其他人员一起对工程量计算软件进行设计开发，并予以资金投资。2000年6月，刘守奎与广运公司因故实际终止履行合作开发协议，仍回原告处工作。7月29日，刘守奎与广运公司办理了技术交接手续，刘守奎将其在广运公司开发和掌握的文档资料和程序源码移交给广运公司，并在“技术报告”中称，软件主持单位是广运公司，合作单位是泰安市建筑设计院，作为软件的合作单位，从1998年4月开始，泰安市建筑设计院组织了本软件的部分前期市场调研和软件初步设计工作等。广运公司将“广运工程算量”软件向国家版权局申请著作权登记，并获得了计算机软件著作权登记证书。为此，原告将两被告诉至法院，请求判令广运公司的“广运工程算量软件”系侵犯原告拥有的“工程量计算软件”著作权的侵权作品，并向原告赔礼道歉，消除影响。

    [审判]

    一审法院认为：刘守奎在到广运公司工作前已经进行了一定的开发工作，对于刘守奎提交给原告的《工程量计算──计算内容》、《第一部分：工作流程、总控及属性定义》、《第二部分：模型建立及修改》、《第三部分：图形及工程数据》等4本软件技术资料是否属于职务作品，系原告与刘守奎之间的法律关系。现作者刘守奎对原告诉称的职务作品事实完全认可，并且被告广运公司也未能证明这4份技术资料是刘守奎在广运公司工作期间开发的，因此，法院认定原告提交的上述4本软件技术资料系刘守奎在到广运公司工作前完成的职务作品，其著作权属于原告。

    从原告提交的上述4本软件技术资料内容分析，该软件资料虽然属于软件设计的概要设计阶段，但是，该软件技术资料具有创造性劳动的特征，同样可以受著作权法中关于文字作品的规定予以保护。经比较，刘守奎移交给广运公司的《工程量计算软件设计说明－计算。doc》和《属性定义程序编制说明－属性定义。doc》同原告享有著作权的其中2本软件设计资料大部分内容相同。据此，法院认为，广运公司未经原告许可，由刘守奎将原告单位未发表的作品复制到广运公司使用，应当认为构成了复制使用。即便广运公司在本案诉讼过程中称将刘守奎移交涉嫌侵权的作品排除在其文档外，两被告仍应承担相应的法律责任。由于原告未开发出独立的系争软件，而且广运公司在开发系争软件过程中，除招聘刘守奎外，还招聘了程序员等其他工作人员，并独立投入了相关费用。同时，由于程序语言与原告享有著作权的4本软件技术资料的设计语言属于不同的表达方式，根据著作权侵权判断的基本要素，原告仅仅依据现有的4本软件技术的概要设计资料，否定广运公司整个系争软件的著作权，缺乏事实与法律依据，法院不予支持。据此判决：1、被告上海广运科技发展有限公司停止使用刘守奎移交给上海广运科技发展有限公司的《工程量计算软件设计说明－计算。doc》和《属性定义程序编制说明－属性定义。doc》2本技术资料；2、被告刘守奎和被告上海广运科技发展有限公司在本判决生效之日起15日内，以书面形式向原告泰安市建筑设计院赔礼道歉、消除影响（内容须经法院审核）；3、原告其他诉讼请求不予支持。

    判决后，原被告均不服一审判决，向上海市高级人民法院提起上诉，二审法院作出了驳回上诉，维持原判的终审判决。

    [评析]

    本案是一起涉及从文字到程序的计算机软件著作权侵权判断的新类型案件，主要涉及以下法律问题：

    一、原告4本软件技术资料性质的认定

    本案原告诉称被告广运公司的“广运算量软件程序”系侵犯原告拥有的“工程量计算软件”著作权的侵权作品，其所基于的权利证据是《工程量计算──计算内容》、《第一部分：工作流程、总控及属性定义》、《第二部分：模型建立及修改》、《第三部分：图形及工程数据》等4本软件技术资料。因而，判断这4本软件技术资料究竟是原告计算机软件中的程序部分还是文档部分，成为本案原告享有权利的关键。

    通常，一个计算机程序的设计开发一般要经历三个阶段：

    1、产生程序设计的概念或创意阶段。这种概念或创意根据顾客或用户的需要拟定，将作为未来程序的基础。此阶段相当于软件生命周期中的可行性研究与计划阶段和需求分析阶段。

    2、程序设计准备阶段。在这一阶段，使用流程图或算法来说明程序设计的概念或思想。此阶段相当于软件生命周期中的概要设计阶段和详细设计阶段。

    3、用一系列指令的形式写出程序本身。此阶段相当于软件生命周期中的编码实现阶段。

    从原告提供的4本软件技术资料的内容分析，4本软件技术资料的主要内容系描述开发计算机程序的一种设计思想，尚属于概要设计阶段，原告本身并未开始计算机程序的开发。因此，从著作权保护的角度，原告享有的权利以4本软件技术资料为准。

    至于这4本资料是受文字作品、文档保护还是程序保护，法院认为其只能依据其创造性给予著作权法中的文字作品保护。

    二、侵权的认定——著作权保护的范围：创意表达两分法

    （一）创意表达两分法界定与适用

    创意表达两分法是指当存在许多不同的方式可用来表现某一概念时，如果所选择的表达方式并不是为了表达思想概念所必须采用的唯一方式，那么该表达方式只是思想概念的表达，而不是思想概念本身。著作权保护表达，不保护思想，是目前各国都接受的基本原则。也就是说，著作权法只保护计算机程序作品的创作形式而不保护该程序的内涵。

    本案在确定原告4本技术资料享有相关著作权后，是否能够延及内容反映的技术思想，实践中有不同的观点。一种观点认为，4本技术资料文字及其反映的技术思想均受著作权保护。被告广运公司利用其中的技术思想进行相应的软件开发，构成了著作权侵权。原告就是持这种观点。另一种观点，即法院审理本案的意见认为，根据著作权保护的表达和思想两分法，原告的4本技术资料只是反映了一种技术思想，思想本身不能受著作权保护。尤其在计算机软件领域，只有思想与表达有机地集合在一起的作品，才能享有著作权法保护。

    TRIPS协议第九条第二款明确规定：“版权保护应延及表达，而不延及思想、工艺、操作方法或数学概念之类”，该条约明确提出著作权只保护表达，不保护思想。1996年底通过的《世界知识产权组织版权条约》第二条对此也作了几乎相同的规定：“版权保护延及表达，而不延及思想、过程、操作方法或数学概念本身。”

    至于一件作品哪些成分属于思想概念，哪些部分属于思想概念的表达，有时区分起来是一个难题。思想概念只有以某种形式表达出来才能受著作权法的保护，而且在多数场合，思想和表达只是一个相对的概念。原告现有的4本软件技术资料对于文档来说，属于创意的表达，应当受著作权法保护，但对于程序而言，则仅属于创意，尚未到达表达的程度。因此，对于原告来说，4本技术资料如果被他人以同样的方式被抄袭或剽窃，则构成著作权侵权；如果他人使用了该技术资料的部分技术思想，但运用不同的表达形式，则不构成侵权。

    在某些特殊情况下，创意表达可以合并。比如，某一创意可能只有少数几种表达，这时已经很难对创意及其表达加以区分。因为著作权法不保护创意，所以这种情况下对创意的表达也无法给予保护。故某人为表达同一创意而采取的表达，如果与他人已经存在的表达相似，则不认为侵权。

    计算机软件侵权案件的创意表达两分法，是美国法院在审理计算机软件侵权案件中确立的原则。尽管该原则在国外的司法实践中被广泛直接运用，但国内判决类似案件大都持谨慎态度。即便在案件审理中依照该原则认定相关事实，但一般不在判决书中直接适用。本案合议庭在审理这起案件中对该原则进行了研究，直接根据该方法认定被告侵权。

    （二）两分法与著作权上的改编之间的关系

    被告广运公司是否将原告4本软件技术资料用计算机语言加以改编形成了计算机软件，这是本案要解决的关键问题。在著作权法上的改编，是指以原作品为基础，变更其形式，重新表现该作品内容。一般而言，改编的目的是为作品不同的用途、满足不同需要进行的形式上的编写，它们在内容上有较大的承继关系，只是表达形式上进行了变更。在计算机软件领域，文档与程序之间属于完全不同的两种基础表达形式，技术文档体现的是一种技术构思，而程序是采用某种程序设计语言编写出的代码化指令序列。两者在制作要求上完全不同，思想表现方式也完全不同，它们之间不构成原作品与改编作品之间的关系。只有当采用某种程序设计语言编写的程序已经存在时，在原有程序基础上改用另一种程序设计语言编写得到的新程序与原有程序之间的关系才是著作权法意义上的“改编”。

    那么，体现原告技术思想的技术资料是否就不能得到有效的保护呢？如果当事人要对该程序体现的技术思想进行保护，则必须采用专利法或反不正当竞争法等进行保护。当事人在各种权利竞合的情况下，选择不同的诉讼角度，其诉讼后果不尽相同。因此，本案的诉讼后果跟原告的诉讼角度是有关系的。

篇（2）

自上世纪末90年代末开始计算机科技技术的发展日新月异，与之同步的计算机硬件技术也在不断顺应着计算机软件系统进行着高速的改朝换代，从而达到匹配其需求的目的。时至今日，随着人机互动系统的不断完善与普及，各种新颖的输入/输出硬件不断的刷新市场，这都给计算机硬件组装的教学工作提出了新的挑战，如何使计算机硬件教学顺应计算机科技的发展是摆在计算机教育工作者面前的一个崭新的课题。

1 当前计算硬件组装教学上存在的主要问题

由于计算机硬件组装教学相对于软件教学来说，教学知识概念比较繁复，而且一些硬件与具有着高集成化的特点，这就是说计算机硬件在教学内容本身上就存在着学习的硬伤，再加上教学时许多问题比较抽象，如果不亲自动手操作很难让学生产生认同感，这就导致了当前学生们普遍的“喜软（件）怕硬（件）”的情绪。同时，由于许多软件教学课程实践中并没有和硬件产生必要的联系，这就容易让一些计算机专业学生产生轻视硬件组装课程学习的心理。而且计算机硬件组装的教学实践中，往往受到课时因素、场地因素、资金因素等客观因素的制约，把本应在探索和实践中进行理解和消化的教学内容，局限在书本上的讲解，这样生硬的“演绎式”教学方式不符合学生的认识规律，也不容易调动学生的主动学习意识，这些就是当前计算机硬件组装教学所面临的最严重问题。

2 计算机硬件科技发展的背景

从学生的就业形式上来考虑，学生们所学习的计算机硬件组装知识，必须是计算机产品最前沿的产品，所以制定计算机硬件组装教学实践并不是一个静态的过程，而是要时刻关注计算机市场动态，了解计算机硬件技术的最新发展以及相应配件的换代情况。但这对于计算机学校的财力要求比较高，要尽量协调资源，尽量避免用废弃教学机或是淘汰落后品来进行计算机硬件组装教学实践的情况发生。同时，从2010年对我国计算机维修市场的调查统计中显示，只有5%的硬件维修任务是出在硬件实质损伤维修/维护上，也就是说有95%的的硬件故障任务用简单的更新/更换硬件方法得到解决，粗糙而浪费资源，这客观反映出当前我国计算机硬件市场急需硬件专业技术人才，这也为计算机硬件组装教学工作提供了动力。

3 以计算机科技发展为基进行硬件组装教学的原则

3.1 将理论和实践操作进行有机结合

首先由于计算机硬件组装教学所涉及到的教学内容，如：电子电路基础、各电子元配件（包括电阻、电容等）工作原理、相关硬件的匹配原理等都是具有着极强知识性和极强实践性的知识内容，需要通过多课时、多层次的实训教学才能达到理想化的教学目的。因为将理论和实践操作进行有机结合是以计算机科技发展为基进行硬件组装教学的首要原则。

3.2 以学生就业需求为教学目的

随着当前计算机专业学生就业形式的日趋严峻，以就业为主导向的职业人才培养教育形式已经成为了专业人才培养的核心思路。同样的，计算机硬件行业也迫切需要适合计算机科技发展需求的高素质、高聚合性、技能过硬的复合型人才，要达到这样的人才培养效果，在计算机硬件组装教学设计初期，就要以学生的就业需求为教学根本原则进行设计。

4 针对计算机科技发展的计算机硬件组装实训改革措施归纳

4.1 灵活应用调研/多媒体手段，激发学生主动学习欲望

不可否认的事实是，当前学生学习计算机硬件组装课程时，绝大多数是被动式学习，只能通过机械的反复操作，反复记忆达到一种，“心里没记住，但手却记住了”的操作熟练状态。这种方式很容易造成对计算机硬件组装学习的厌恶或抵触情绪。所以在具体教学实践中，要尽量的多利用多媒体手段，（当然如果能找到硬件实物则更为理想）模拟制作相应的硬件实体课件，使学生产生兴趣，主动的作到知识点与实物结合。同时，要尽量用多媒体课件代替相对枯燥的板书教学，让学生在单位时间内尽量多的获得信息量，如果多媒体课件制作的工作量比较大，可以进行全体教师的调配，大家分章节制作课件，然后串换使用，这样用多媒体手段进行的演示操作可以使枯燥的硬件装机内容尽量生动地展示给学生，有效地调动学生的求知欲望。而且还要尽量多安排学生在课余时间做一些相关的硬件信息调研或市场调研任务，这样学生在进行实际调研过程中客观了解到所接触到硬件的价值所在，有助于学生对硬件的理解和记忆。

4.2 尽最大努力多安排实训课时

计算机硬件组装教学最忌讳的教学效果，就是培养出的学生“眼高手低”，所有的操作知识步骤都能靠着反复死背而记牢，但当进行实际操作或是出现一些灵活问题时就变得不着头绪。因此，要尽学校最大的努力多安排计算机硬件组装的实训课程，这样在学生巩固所学习理论知识的同时还大大提高了学生的动手能力，为以后就业工作实践打下了坚实的基础。

4.3 给学生多提供实践操作的机会

学校可以根据自身的情况，与专业公司协商，承接一些计算机硬件维修任务。初期让学生在老师的带领下完成任务，后期达到独立完成维修任务的目的。这样通过具体的问题，学生可以用心的思考所学过的知识技能，并将其用在实处；将课堂上所学到的技能代入到实际存在的故障中，将实训课程的内容和社会中所存在的相关问题相结合，让学生在这样的环境中锻炼成长。并可以和市场上一些专业公司合作，推荐一些在实践操作中比较优秀的学生，去该公司进行实习，进一步刺激学生的学习积极性，将学习与以后走入社会生存联系到一起，让学生对自己的人生提前作出规划。

4.4 考核体系的完善

在传统的计算机硬件组装考核体系中，学生的成绩基本都是由实践操作报告来进行分数评定的，这样得出的分数与该学生的实际操作能力有很大出入，因为考核所进行的操作部分题目大多是验证型题目，学生比较容易通过完成，这样所得出的分数不能客观评价学生的计算机硬件组装能力。因此为了针对计算机科技的发展需求，对于计算机硬件组装教学的考核体系也应当系统化，比如制定相应的计算机硬件组装维护考核标准，或是组织学生参加一些国家统一的认证考试，比如：全国计算机信息高新技术考试（即通常说的CITT）、信息产业部推出的硬件工程师认证考试等等。

5 虚拟实训室的建立，符合计算机科技发展需求

前文已经提到过根据计算机硬件科技发展的情况，学校应该及时更新实训用计算机硬件材料，但这样的更新耗损非常巨大，尤其现在计算机职业院校多为私立办学形式，这种理想化的硬件组装实训形式无法达到。所以虚拟实训室这种以软件替代硬件的高科技形式就得以发展了，通过市场调研将最新的硬件配件进行编程模拟，这样在简化实验操作程序的同时，也大大弥补了实训资源的不足。而且突破了传统的计算机硬件装机实训教学过分受到时间和空间制约的事实，完成了教学模式的更新。在对市场上新出现的硬件产品进行编程虚拟时，一定要与模拟实体保持一致，对于设备的接口、具体操作法要完整的用多媒体形式进行模拟，让学生达到身临其境的效果。

但必须要强调的是，普通的计算机职业院校是无法达到硬件模拟高度仿真指标的，因此，虚拟实训室不能完全的代替实物实训教学活动。

同时，虚拟实训室是一个依赖硬件实物模拟单元和操作模拟程序存在的实验场所，它从根本上解决了由于经费紧张而无法实现的硬件元器件无法更新的情况，而且由于他是虚拟系统操作，其实训效率远远超过了实物实训，而且由于其实验所用单元完全虚拟，将不会受到规格和品种不全的限制。但由于要求实训过程的逼真，其中各个硬件单元组装教学的过程必须用连续动画效果表示，这些动画的制作非常繁琐。最后要强调的就是，虚拟实训所操作的效果都是将操作进行理想化模式进行的，在和实际操作接轨时可能会出现手动失误或操作缺憾等问题，所以它并不能代替实物实训。

参考文献

篇（3）

关键词： 计算机教学　教学改革　硬件教学　教学实践 

自上世纪末90年代末开始计算机科技技术的发展日新月异，与之同步的计算机硬件技术也在不断顺应着计算机软件系统进行着高速的改朝换代，从而达到匹配其需求的目的。时至今日，随着人机互动系统的不断完善与普及，各种新颖的输入/输出硬件不断的刷新市场，这都给计算机硬件组装的教学工作提出了新的挑战，如何使计算机硬件教学顺应计算机科技的发展是摆在计算机教育工作者面前的一个崭新的课题。 

1 当前计算硬件组装教学上存在的主要问题 

由于计算机硬件组装教学相对于软件教学来说，教学知识概念比较繁复，而且一些硬件与具有着高集成化的特点，这就是说计算机硬件在教学内容本身上就存在着学习的硬伤，再加上教学时许多问题比较抽象，如果不亲自动手操作很难让学生产生认同感，这就导致了当前学生们普遍的“喜软（件）怕硬（件）”的情绪。同时，由于许多软件教学课程实践中并没有和硬件产生必要的联系，这就容易让一些计算机专业学生产生轻视硬件组装课程学习的心理。而且计算机硬件组装的教学实践中，往往受到课时因素、场地因素、资金因素等客观因素的制约，把本应在探索和实践中进行理解和消化的教学内容，局限在书本上的讲解，这样生硬的“演绎式”教学方式不符合学生的认识规律，也不容易调动学生的主动学习意识，这些就是当前计算机硬件组装教学所面临的最严重问题。 

2 计算机硬件科技发展的背景 

从学生的就业形式上来考虑，学生们所学习的计算机硬件组装知识，必须是计算机产品最前沿的产品，所以制定计算机硬件组装教学实践并不是一个静态的过程，而是要时刻关注计算机市场动态，了解计算机硬件技术的最新发展以及相应配件的换代情况。但这对于计算机学校的财力要求比较高，要尽量协调资源，尽量避免用废弃教学机或是淘汰落后品来进行计算机硬件组装教学实践的情况发生。同时，从2010年对我国计算机维修市场的调查统计中显示，只有5%的硬件维修任务是出在硬件实质损伤维修/维护上，也就是说有95%的的硬件故障任务用简单的更新/更换硬件方法得到解决，粗糙而浪费资源，这客观反映出当前我国计算机硬件市场急需硬件专业技术人才，这也为计算机硬件组装教学工作提供了动力。 

3 以计算机科技发展为基进行硬件组装教学的原则 

3.1 将理论和实践操作进行有机结合 

首先由于计算机硬件组装教学所涉及到的教学内容，如：电子电路基础、各电子元配件（包括电阻、电容等）工作原理、相关硬件的匹配原理等都是具有着极强知识性和极强实践性的知识内容，需要通过多课时、多层次的实训教学才能达到理想化的教学目的。因为将理论和实践操作进行有机结合是以计算机科技发展为基进行硬件组装教学的首要原则。 

3.2 以学生就业需求为教学目的 

随着当前计算机专业学生就业形式的日趋严峻，以就业为主导向的职业人才培养教育形式已经成为了专业人才培养的核心思路。同样的，计算机硬件行业也迫切需要适合计算机科技发展需求的高素质、高聚合性、技能过硬的复合型人才，要达到这样的人才培养效果，在计算机硬件组装教学设计初期，就要以学生的就业需求为教学根本原则进行设计。 

4 针对计算机科技发展的计算机硬件组装实训改革措施归纳 

4.1 灵活应用调研/多媒体手段，激发学生主动学习欲望 

不可否认的事实是，当前学生学习计算机硬件组装课程时，绝大多数是被动式学习，只能通过机械的反复操作，反复记忆达到一种，“心里没记住，但手却记住了”的操作熟练状态。这种方式很容易造成对计算机硬件组装学习的厌恶或抵触情绪。所以在具体教学实践中，要尽量的多利用多媒体手段，（当然如果能找到硬件实物则更为理想）模拟制作相应的硬件实体课件，使学生产生兴趣，主动的作到知识点与实物结合。同时，要尽量用多媒体课件代替相对枯燥的板书教学，让学生在单位时间内尽量多的获得信息量，如果多媒体课件制作的工作量比较大，可以进行全体教师的调配，大家分章节制作课件，然后串换使用，这样用多媒体手段进行的演示操作可以使枯燥的硬件装机内容尽量生动地展示给学生，有效地调动学生的求知欲望。而且还要尽量多安排学生在课余时间做一些相关的硬件信息调研或市场调研任务，这样学生在进行实际调研过程中客观了解到所接触到硬件的价值所在，

有助于学生对硬件的理解和记忆。 

4.2 尽最大努力多安排实训课时 

计算机硬件组装教学最忌讳的教学效果，就是培养出的学生“眼高手低”，所有的操作知识步骤都能靠着反复死背而记牢，但当进行实际操作或是出现一些灵活问题时就变得不着头绪。因此，要尽学校最大的努力多安排计算机硬件组装的实训课程，这样在学生巩固所学习理论知识的同时还大大提高了学生的动手能力，为以后就业工作实践打下了坚实的基础。

4.3 给学生多提供实践操作的机会 

学校可以根据自身的情况，与专业公司协商，承接一些计算机硬件维修任务。初期让学生在老师的带领下完成任务，后期达到独立完成维修任务的目的。这样通过具体的问题，学生可以用心的思考所学过的知识技能，并将其用在实处；将课堂上所学到的技能代入到实际存在的故障中，将实训课程的内容和社会中所存在的相关问题相结合，让学生在这样的环境中锻炼成长。并可以和市场上一些专业公司合作，推荐一些在实践操作中比较优秀的学生，去该公司进行实习，进一步刺激学生的学习积极性，将学习与以后走入社会生存联系到一起，让学生对自己的人生提前作出规划。 

4.4 考核体系的完善 

在传统的计算机硬件组装考核体系中，学生的成绩基本都是由实践操作报告来进行分数评定的，这样得出的分数与该学生的实际操作能力有很大出入，因为考核所进行的操作部分题目大多是验证型题目，学生比较容易通过完成，这样所得出的分数不能客观评价学生的计算机硬件组装能力。因此为了针对计算机科技的发展需求，对于计算机硬件组装教学的考核体系也应当系统化，比如制定相应的计算机硬件组装维护考核标准，或是组织学生参加一些国家统一的认证考试，比如：全国计算机信息高新技术考试（即通常说的citt）、信息产业部推出的硬件工程师认证考试等等。 

5 虚拟实训室的建立，符合计算机科技发展需求 

前文已经提到过根据计算机硬件科技发展的情况，学校应该及时更新实训用计算机硬件材料，但这样的更新耗损非常巨大，尤其现在计算机职业院校多为私立办学形式，这种理想化的硬件组装实训形式无法达到。所以虚拟实训室这种以软件替代硬件的高科技形式就得以发展了，通过市场调研将最新的硬件配件进行编程模拟，这样在简化实验操作程序的同时，也大大弥补了实训资源的不足。而且突破了传统的计算机硬件装机实训教学过分受到时间和空间制约的事实，完成了教学模式的更新。在对市场上新出现的硬件产品进行编程虚拟时，一定要与模拟实体保持一致，对于设备的接口、具体操作法要完整的用多媒体形式进行模拟，让学生达到身临其境的效果。 

但必须要强调的是，普通的计算机职业院校是无法达到硬件模拟高度仿真指标的，因此，虚拟实训室不能完全的代替实物实训教学活动。 

同时，虚拟实训室是一个依赖硬件实物模拟单元和操作模拟程序存在的实验场所，它从根本上解决了由于经费紧张而无法实现的硬件元器件无法更新的情况，而且由于他是虚拟系统操作，其实训效率远远超过了实物实训，而且由于其实验所用单元完全虚拟，将不会受到规格和品种不全的限制。但由于要求实训过程的逼真，其中各个硬件单元组装教学的过程必须用连续动画效果表示，这些动画的制作非常繁琐。最后要强调的就是，虚拟实训所操作的效果都是将操作进行理想化模式进行的，在和实际操作接轨时可能会出现手动失误或操作缺憾等问题，所以它并不能代替实物实训。 

 

参考文献 

[1]万晓冬.计算机硬件系列课程体系改革探讨[j].电气电子教学学报,2007:29. 

篇（4）

1计算的本质

抽象地说,所谓计算,就是从一个符号串f变换成另一个符号串g。比如说,从符号串12+3变换成15就是一个加法计算。如果符号串f是x2,而符号串g是2x,从f到g的计算就是微分。定理证明也是如此,令f表示一组公理和推导规则,令g是一个定理,那么从f到g的一系列变换就是定理g的证明。从这个角度看,文字翻译也是计算,如f代表一个英文句子,而g为含意相同的中文句子,那么从f到g就是把英文翻译成中文。这些变换间有什么共同点？为什么把它们都叫做计算？因为它们都是从己知符号(串)开始,一步一步地改变符号(串),经过有限步骤,最后得到一个满足预先规定的符号(串)的变换过程。

从类型上讲,计算主要有两大类:数值计算和符号推导。数值计算包括实数和函数的加减乘除、幂运算、开方运算、方程的求解等。符号推导包括代数与各种函数的恒等式、不等式的证明,几何命题的证明等。但无论是数值计算还是符号推导,它们在本质上是等价的、一致的,即二者是密切关联的,可以相互转化,具有共同的计算本质。随着数学的不断发展,还可能出现新的计算类型。

2远古的计算工具

人们从开始产生计算之日,便不断寻求能方便进行和加速计算的工具。因此,计算和计算工具是息息相关的。

早在公元前5世纪,中国人已开始用算筹作为计算工具,并在公元前3世纪得到普遍的采用,一直沿用了二千年。后来,人们发明了算盘,并在15世纪得到普遍采用,取代了算筹。它是在算筹基础上发明的,比算筹更加方便实用,同时还把算法口诀化,从而加快了计算速度。

3近代计算系统

近代的科学发展促进了计算工具的发展:在1614年,对数被发明以后,乘除运算可以化为加减运算,对数计算尺便是依据这一特点来设计。1620年,冈特最先利用对数计算尺来计算乘除。1850年,曼南在计算尺上装上光标,因此而受到当时科学工作者,特别是工程技术人员广泛采用。机械式计算器是与计算尺同时出现的,是计算工具上的一大发明。帕斯卡于1642年发明了帕斯卡加法器。在1671年,莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算器,是长1米的大盒子。自此以后,经过人们在这方面多年的研究,特别是经过托马斯、奥德内尔等人的改良后,出现了多种多样的手摇计算器,并风行全世界。

4电动计算机

英国的巴贝奇于1834年,设计了一部完全程序控制的分析机,可惜碍于当时的机械技术限制而没有制成,但已包含了现代计算的基本思想和主要的组成部分了。此后,由于电力技术有了很大的发展,电动式计算器便慢慢取代以人工为动力的计算器。1941年,德国的楚泽采用了继电器,制成了第一部过程控制计算器,实现了100多年前巴贝奇的理想。

5电子计算机

20世纪初,电子管的出现,使计算器的改革有了新的发展,美国宾夕法尼亚大学和有关单位在1946年制成了第一台电子计算机。电子计算机的出现和发展,使人类进入了一个全新的时代。它是20世纪最伟大的发明之一,也当之无愧地被认为是迄今为止由科学和技术所创造的最具影响力的现代工具。

在电子计算机和信息技术高速发展过程中,因特尔公司的创始人之一戈登·摩尔(GodonMoore)对电子计算机产业所依赖的半导体技术的发展作出预言:半导体芯片的集成度将每两年翻一番。事实证明,自20世纪60年代以后的数十年内,芯片的集成度和电子计算机的计算速度实际是每十八个月就翻一番,而价格却随之降低一倍。这种奇迹般的发展速度被公认为“摩尔定律”。

6“摩尔定律”与“计算的极限”

人类是否可以将电子计算机的运算速度永无止境地提升?传统计算机计算能力的提高有没有极限?对此问题,学者们在进行严密论证后给出了否定的答案。如果电子计算机的计算能力无限提高,最终地球上所有的能量将转换为计算的结果——造成熵的降低,这种向低熵方向无限发展的运动被哲学界认为是禁止的,因此,传统电子计算机的计算能力必有上限。

而以IBM研究中心朗道(R.Landauer)为代表的理论科学家认为到21世纪30年代,芯片内导线的宽度将窄到纳米尺度(1纳米=10-9米),此时,导线内运动的电子将不再遵循经典物理规律——牛顿力学沿导线运行,而是按照量子力学的规律表现出奇特的“电子乱窜”的现象,从而导致芯片无法正常工作;同样,芯片中晶体管的体积小到一定临界尺寸(约5纳米)后,晶体管也将受到量子效应干扰而呈现出奇特的反常效应。

哲学家和科学家对此问题的看法十分一致:摩尔定律不久将不再适用。也就是说,电子计算机计算能力飞速发展的可喜景象很可能在21世纪前30年内终止。著名科学家,哈佛大学终身教授威尔逊(EdwardO.Wilson)指出:“科学代表着一个时代最为大胆的猜想(形而上学)。它纯粹是人为的。但我们相信,通过追寻“梦想—发现—解释—梦想”的不断循环,我们可以开拓一个个新领域,世界最终会变得越来越清晰,我们最终会了解宇宙的奥妙。所有的美妙都是彼此联系和有意义的7量子计算系统

量子计算最初思想的提出可以追溯到20世纪80年代。物理学家费曼RichardP.Feynman曾试图用传统的电子计算机模拟量子力学对象的行为。他遇到一个问题:量子力学系统的行为通常是难以理解同时也是难以求解的。以光的干涉现象为例,在干涉过程中,相互作用的光子每增加一个,有可能发生的情况就会多出一倍,也就是问题的规模呈指数级增加。模拟这样的实验所需的计算量实在太大了,不过,在费曼眼里,这却恰恰提供一个契机。因为另一方面,量子力学系统的行为也具有良好的可预测性:在干涉实验中,只要给定初始条件,就可以推测出屏幕上影子的形状。费曼推断认为如果算出干涉实验中发生的现象需要大量的计算,那么搭建这样一个实验,测量其结果,就恰好相当于完成了一个复杂的计算。因此,只要在计算机运行的过程中,允许它在真实的量子力学对象上完成实验,并把实验结果整合到计算中去,就可以获得远远超出传统计算机的运算速度。

在费曼设想的启发下,1985年英国牛津大学教授多伊奇DavidDeutsch提出是否可以用物理学定律推导出一种超越传统的计算概念的方法即推导出更强的丘奇——图灵论题。费曼指出使用量子计算机时,不需要考虑计算是如何实现的,即把计算看作由“神谕”来实现的:这类计算在量子计算中被称为“神谕”(Oracle)。种种迹象表明:量子计算在一些特定的计算领域内确实比传统计算更强,例如,现代信息安全技术的安全性在很大程度上依赖于把一个大整数(如1024位的十进制数)分解为两个质数的乘积的难度。这个问题是一个典型的“困难问题”,困难的原因是目前在传统电子计算机上还没有找到一种有效的办法将这种计算快速地进行。目前,就是将全世界的所有大大小小的电子计算机全部利用起来来计算上面的这个1024位整数的质因子分解问题,大约需要28万年,这已经远远超过了人类所能够等待的时间。而且,分解的难度随着整数位数的增多指数级增大,也就是说如果要分解2046位的整数,所需要的时间已经远远超过宇宙现有的年龄。而利用一台量子计算机,我们只需要大约40分钟的时间就可以分解1024位的整数了。

8量子计算中的神谕

人类的计算工具,从木棍、石头到算盘,经过电子管计算机,晶体管计算机,到现在的电子计算机,再到量子计算。笔者发现这其中的过程让人思考:首先是人们发现用石头或者棍棒可以帮助人们进行计算,随后,人们发明了算盘,来帮助人们进行计算。当人们发现不仅人手可以搬动“算珠”,机器也可以用来搬动“算珠”,而且效率更高,速度更快。随后,人们用继电器替代了纯机械,最后人们用电子代替了继电器。就在人们改进计算工具的同时,数学家们开始对计算的本质展开了研究,图灵机模型告诉了人们答案。

量子计算的出现,则彻底打破了这种认识与创新规律。它建立在对量子力学实验的在现实世界的不可计算性。试图利用一个实验来代替一系列复杂的大量运算。可以说。这是一种革命性的思考与解决问题的方式。

因为在此之前,所有计算均是模拟一个快速的“算盘”,即使是最先进的电子计算机的CPU内部,64位的寄存器(register),也是等价于一个有着64根轴的二进制算盘。量子计算则完全不同,对于量子计算的核心部件,类似于古代希腊中的“神谕”,没有人弄清楚神谕内部的机理,却对“神谕”内部产生的结果深信不疑。人们可以把它当作一个黑盒子,人们通过输入,可以得到输出,但是对于黑盒子内部发生了什么和为什么这样发生确并不知道。

9“神谕”的挑战与人类自身的回应人类的思考能力,随着计算工具的不断进化而不断加强。电子计算机和互联网的出现,大大加强了人类整体的科研能力,那么,量子计算系统的产生,会给人类整体带来更加强大的科研能力和思考能力,并最终解决困扰当今时代的量子“神谕”。不仅如此,量子计算系统会更加深刻的揭示计算的本质,把人类对计算本质的认识从牛顿世界中扩充到量子世界中。

如果观察历史,会发现人类文明不断增多的“发现”已经构成了我们理解世界的“公理”,人们的公理系统在不断的增大,随着该系统的不断增大,人们认清并解决了许多问题。人类的认识模式似乎符合下面的规律:

“计算工具不断发展—整体思维能力的不断增强—公理系统的不断扩大—旧的神谕被解决—新的神谕不断产生”不断循环。

无论量子计算的本质是否被发现,也不会妨碍量子计算时代的到来。量子计算是计算科学本身的一次新的革命,也许许多困扰人类的问题,将会随着量子计算机工具的发展而得到解决,它将“计算科学”从牛顿时代引向量子时代,并会给人类文明带来更加深刻的影响。

参考文献

篇（5）

一、计算的定义

了解一个事物，先从定义着手。笼统地说，所谓的计算，就是从一个符号串f 变换成另一个符号串g 。比方说， 从符号串2 + 3 变换成5， 就是一个简单的加法计算。如果符号串f 是x2，而符号串g 是2x，从f 到g 的计算就是常见的微分。

算式计算是这样，定理证明也不例外。如果 令f 表示一组公理和推导规则， 令g 是一个定理， 那么从f 到g 的一系列变换就是定理g的证明。由此可以得出推论， 文字的翻译，也是一种变相的计算。比如说，如f代表英文句子， 而g 为y意思相等的中文句子， 那么从f 到g ，就是把英文翻译成中文的过程。

不难发现，这些变换间的过程，就是我们常说的计算。在这个过程中，它们都有共同的特点，从己知符号（ 串） 开始，有序改变成符号（ 串） ， 经过几个步骤以后， 最终得到一个满足预先规定的符号（ 串） 的变换过程。

如果从类型进行， 计算主要有数值计算和符号推导这两类。其中，数值计算包括实数和函数的加减乘除、开方运算、方程的求解等情况。而符号推导则涵盖了代数与各种函数的恒等式、几何命题的证明等。

但是，有一定需要注意的是，无论是数值计算，抑或符号推导，二者之间在本质上是等价的、对等的， 它们相辅相成，相得益彰， 可以实现相互转化， 同时还具有共同的计算本质。当然，随着科学不断进步发展，也许，不久的将来，还可能出现崭新的的计算类型。

二、计算的历史

人类文明，不断发展进步。在开始生产生活的远古时期，便与计算结下了不解之缘。为了更好让计算服务生活，人们发挥自己的聪明才智，不断探索计算的工具。因此，计算和计算工具是息息相关的，更是一脉相承的。

公元前5世纪的时候，炎黄子孙已经学会用筹码当做日常工具。并在公元前3世纪普及下来，一直沿用了两千多年。再后恚人们发明了算盘，更加便捷的为生活提供服务。在15世纪的时候，取代了算筹的地位，得到了大力推广。经过一代代人的智慧结晶，还罗列了很多算法口诀化，大大提高了计算速度。

三、计算系统的近代史

到了近代，随着科学的不断发展，大大提高了计算工具的发展速度和计算效率、早在1614年的时候，就已经发明了对数，从此，乘除运算，可以巧妙的转化为加减运算。在这个时候，发明设计了一个重要的计算辅助工具：对数计算尺。到了1620年，冈特最早利用对算计算尺来计算乘除，开创了计算的先河。

创意无极限，1642年，帕斯卡发明了加法器，1671年，莱布尼茨发明了手摇计算器，到了1850年，曼南在计算尺上尝试装上了光标，此举便捷高效，得到了科学工作者，尤其是工程技术专业人员的认可和赞同。后来，机械式计算器通计算尺一同发明，并得到应用，在计算工具的发展史上，具有里程碑的重要意义。

四、电动计算机问世

1834年，英国科学家巴蓓奇设计了一款完全由程序掌握控制的分析机，令人遗憾的是，由于当时的机械技术能力有限，一些关键环节由于技术问题，最终成为泡影。虽然胎死腹中，但是，巴蓓奇的理念中，已经涵盖了现代计算的基本框架和中心思想。

随着电力技术的不断发展，在很长一段时间内，电动式计算器，正在逐步取代人工式计算器。在1941年，德国科学家楚泽发明了继电器，制造出世界上第一步过程控制计算器。至此，巴蓓奇在一百多年前的构想，得以最终实施。

五、电子计算机改变了世界

20世纪初，电子管的出现，犹如一声春雷，促使计算机的改革，实现了质的飞跃。在1946年，美利坚合众国的宾夕法尼亚大学与有关单位联合在一起，支撑了第一台电子计算机。随着它的面世，人类的计算进入了一个崭新的时代。毫不夸张的说，电子计算机的出现，堪称20世界最伟大、为实用、最具有历史意义的重要发明之一。它的面世，当仁不让的摘走了最具影响力的现代工具的桂冠。

就在电子计算机飞速发展的时候， 因特尔公司的创始人戈登・摩尔高瞻远瞩，对电子计算机产业所依赖的半导体技术的发展作出大胆预测预： 今后，半导体芯片的集成度将每两年翻一番。事实证明， 戈登・摩尔的预测完全正确。自2 0 世纪6 0 年代以后，半导体芯片的集成度和电子计算机的计算速度就呈现了飞速发展的模式，每18个月就要翻一番， 需求越来越多，成本却越来越低。这种独具特色的发展速度，就是有名的“摩尔定律”。

六、计算是否有极限

追求永无止境，电子计算机的发展也不例外。人类能不能把计算机的运行速度再次提升？ 传统计算机的计算能力何时才会到达极限？ 对于这个问题， 很多科学家在进行严密、谨慎的讨论后，最终给出的答案是否定。因为有一个不能忽视的问题摆在那里，如果计算机的计算能力无限飞跃， 把地球上全部的能量转换为计算的结果，就会造成熵的降低。无限发展的运动，在哲学界里，是被禁止的， 所以， 传统电子计算机的计算能力，不可能永远前进，必须要有一个属于计算机自身的必上限。

对于计算机的上限问题，无数哲学家和科学家的观点出奇的一致。他们认为：最多到21世纪30年代，摩尔定律将不再适用郁计算机的发展。到那个时候，计算机将达到自身的历史峰值，并逐步走下神坛。

哈佛大学终身教授、著名科学家威尔逊教授曾经说过： “我们所追寻的科学，始终代表着一个时代最大胆、最疯狂的猜想。尽管它纯粹是人为的，但我们有理由相信， 通过追寻“梦想，发现，解释，梦想”的不断循环， 我们完全可以开拓一个个全新的领域， 世界在大家的共同努力下，最终会变得更加清晰， 我们最终会探索到宇宙的奥秘。所有的美妙，都有存在的目的和意义。”

七、难以求解的量子计算系统

20世纪80年代，量子计算初具规模。著名物理学家费曼在进行计算试验的时候，尝试用传统的电子计算机，去模拟量子力学。在实验的过程中，费曼遇到一个问题：量子力学系统的行为。通常是难以理解，也是难以求解。

比如，以光的干涉现象为例，在这个干涉过程中，每增加一个相互作用的光子， 有可能产生的状况就会多出翻一番，问题的规模会呈指数级增加。当然，模拟光子的实验，所需的计算量实在太大了，一般人很难坚持下去。可惜，它遇到的是执着的费曼， 在他眼里，眼前的困难，正好提供一个钻研的契机。费曼一直认为， 量子力学系统的行为，自身具备良好的可预测性： 在干涉实验中， 只要给定初始条件， 就可以推测出屏幕上影子的形状。通过不断的模拟实验，费曼做出判断：如果能够算出干涉实验中发生的现象，就必须完成大量的计算， 那么只要搭建这样一个实验， 就能测量其结果， 无形当中，潜移默化的完成了一个复杂的计算。所以， 在计算机运行的过程中， 只要让它在真实的量子力学对象上完成实验， 并把实验结果整合到计算中来， 就可以获得远远超出传统计算机的运算速度。

八、量子计算的革命性思考

回顾人类计算工具的发展历程， 从最初的木棒、石块到珠盘， 经过电子管计算机、 晶体管计算机的演化，到现在的普及的电子计算机， 再进化到到量子计算。笔者发现，当中的进化过程，就像浩瀚的人文明史，有很多值得深思的地方。

首先，远古时期，人们发现用石头或者棍棒可以辅助计算， 开始摸索，尝试。到后来，发明了算盘， 来提升人们的计算效率。后来，聪明的人类发现，不仅的双人手可以拨弄“算珠”， 机器也可以用来让“算珠”自主运动， 而且效率更高， 速度更快，更能解放生产力。随后， 人们用继电器替代了纯机械， 最后用电子取代了继电器。就在科学家不断改进计算工具的时候，数学家们开始对计算的本质展开了探究。

总结

篇（6）

1计算的本质

抽象地说,所谓计算,就是从一个符号串f变换成另一个符号串g。比如说,从符号串12+3变换成15就是一个加法计算。如果符号串f是x2,而符号串g是2x,从f到g的计算就是微分。定理证明也是如此,令f表示一组公理和推导规则,令g是一个定理,那么从f到g的一系列变换就是定理g的证明。从这个角度看,文字翻译也是计算,如f代表一个英文句子,而g为含意相同的中文句子,那么从f到g就是把英文翻译成中文。这些变换间有什么共同点？为什么把它们都叫做计算？因为它们都是从己知符号(串)开始,一步一步地改变符号(串),经过有限步骤,最后得到一个满足预先规定的符号(串)的变换过程。

从类型上讲,计算主要有两大类:数值计算和符号推导。数值计算包括实数和函数的加减乘除、幂运算、开方运算、方程的求解等。符号推导包括代数与各种函数的恒等式、不等式的证明,几何命题的证明等。但无论是数值计算还是符号推导,它们在本质上是等价的、一致的,即二者是密切关联的,可以相互转化,具有共同的计算本质。随着数学的不断发展,还可能出现新的计算类型。

2远古的计算工具

人们从开始产生计算之日,便不断寻求能方便进行和加速计算的工具。因此,计算和计算工具是息息相关的。

早在公元前5世纪,中国人已开始用算筹作为计算工具,并在公元前3世纪得到普遍的采用,一直沿用了二千年。后来,人们发明了算盘,并在15世纪得到普遍采用,取代了算筹。它是在算筹基础上发明的,比算筹更加方便实用,同时还把算法口诀化,从而加快了计算速度。

3近代计算系统

近代的科学发展促进了计算工具的发展:在1614年,对数被发明以后,乘除运算可以化为加减运算,对数计算尺便是依据这一特点来设计。1620年,冈特最先利用对数计算尺来计算乘除。1850年,曼南在计算尺上装上光标,因此而受到当时科学工作者,特别是工程技术人员广泛采用。机械式计算器是与计算尺同时出现的,是计算工具上的一大发明。帕斯卡于1642年发明了帕斯卡加法器。在1671年,莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算器,是长1米的大盒子。自此以后,经过人们在这方面多年的研究,特别是经过托马斯、奥德内尔等人的改良后,出现了多种多样的手摇计算器,并风行全世界。

4电动计算机

英国的巴贝奇于1834年,设计了一部完全程序控制的分析机,可惜碍于当时的机械技术限制而没有制成,但已包含了现代计算的基本思想和主要的组成部分了。此后,由于电力技术有了很大的发展,电动式计算器便慢慢取代以人工为动力的计算器。1941年,德国的楚泽采用了继电器,制成了第一部过程控制计算器,实现了100多年前巴贝奇的理想。

5电子计算机

20世纪初,电子管的出现,使计算器的改革有了新的发展,美国宾夕法尼亚大学和有关单位在1946年制成了第一台电子计算机。电子计算机的出现和发展,使人类进入了一个全新的时代。它是20世纪最伟大的发明之一,也当之无愧地被认为是迄今为止由科学和技术所创造的最具影响力的现代工具。

在电子计算机和信息技术高速发展过程中,因特尔公司的创始人之一戈登·摩尔(GodonMoore)对电子计算机产业所依赖的半导体技术的发展作出预言:半导体芯片的集成度将每两年翻一番。事实证明,自20世纪60年代以后的数十年内,芯片的集成度和电子计算机的计算速度实际是每十八个月就翻一番,而价格却随之降低一倍。这种奇迹般的发展速度被公认为“摩尔定律”。

6“摩尔定律”与“计算的极限”

人类是否可以将电子计算机的运算速度永无止境地提升?传统计算机计算能力的提高有没有极限?对此问题,学者们在进行严密论证后给出了否定的答案。如果电子计算机的计算能力无限提高,最终地球上所有的能量将转换为计算的结果——造成熵的降低,这种向低熵方向无限发展的运动被哲学界认为是禁止的,因此,传统电子计算机的计算能力必有上限。

而以IBM研究中心朗道(R.Landauer)为代表的理论科学家认为到21世纪30年代,芯片内导线的宽度将窄到纳米尺度(1纳米=10-9米),此时,导线内运动的电子将不再遵循经典物理规律——牛顿力学沿导线运行,而是按照量子力学的规律表现出奇特的“电子乱窜”的现象,从而导致芯片无法正常工作;同样,芯片中晶体管的体积小到一定临界尺寸(约5纳米)后,晶体管也将受到量子效应干扰而呈现出奇特的反常效应。

哲学家和科学家对此问题的看法十分一致:摩尔定律不久将不再适用。也就是说,电子计算机计算能力飞速发展的可喜景象很可能在21世纪前30年内终止。著名科学家,哈佛大学终身教授威尔逊(EdwardO.Wilson)指出:“科学代表着一个时代最为大胆的猜想(形而上学)。它纯粹是人为的。但我们相信,通过追寻“梦想—发现—解释—梦想”的不断循环,我们可以开拓一个个新领域,世界最终会变得越来越清晰,我们最终会了解宇宙的奥妙。所有的美妙都是彼此联系和有意义的。”

7量子计算系统

量子计算最初思想的提出可以追溯到20世纪80年代。物理学家费曼RichardP.Feynman曾试图用传统的电子计算机模拟量子力学对象的行为。他遇到一个问题:量子力学系统的行为通常是难以理解同时也是难以求解的。以光的干涉现象为例,在干涉过程中,相互作用的光子每增加一个,有可能发生的情况就会多出一倍,也就是问题的规模呈指数级增加。模拟这样的实验所需的计算量实在太大了,不过,在费曼眼里,这却恰恰提供一个契机。因为另一方面,量子力学系统的行为也具有良好的可预测性:在干涉实验中,只要给定初始条件,就可以推测出屏幕上影子的形状。费曼推断认为如果算出干涉实验中发生的现象需要大量的计算,那么搭建这样一个实验,测量其结果,就恰好相当于完成了一个复杂的计算。因此,只要在计算机运行的过程中,允许它在真实的量子力学对象上完成实验,并把实验结果整合到计算中去,就可以获得远远超出传统计算机的运算速度。

在费曼设想的启发下,1985年英国牛津大学教授多伊奇DavidDeutsch提出是否可以用物理学定律推导出一种超越传统的计算概念的方法即推导出更强的丘奇——图灵论题。费曼指出使用量子计算机时,不需要考虑计算是如何实现的,即把计算看作由“神谕”来实现的:这类计算在量子计算中被称为“神谕”(Oracle)。种种迹象表明:量子计算在一些特定的计算领域内确实比传统计算更强,例如,现代信息安全技术的安全性在很大程度上依赖于把一个大整数(如1024位的十进制数)分解为两个质数的乘积的难度。这个问题是一个典型的“困难问题”,困难的原因是目前在传统电子计算机上还没有找到一种有效的办法将这种计算快速地进行。目前,就是将全世界的所有大大小小的电子计算机全部利用起来来计算上面的这个1024位整数的质因子分解问题,大约需要28万年,这已经远远超过了人类所能够等待的时间。而且,分解的难度随着整数位数的增多指数级增大,也就是说如果要分解2046位的整数,所需要的时间已经远远超过宇宙现有的年龄。而利用一台量子计算机,我们只需要大约40分钟的时间就可以分解1024位的整数了。

8量子计算中的神谕

人类的计算工具,从木棍、石头到算盘,经过电子管计算机,晶体管计算机,到现在的电子计算机,再到量子计算。笔者发现这其中的过程让人思考:首先是人们发现用石头或者棍棒可以帮助人们进行计算,随后,人们发明了算盘,来帮助人们进行计算。当人们发现不仅人手可以搬动“算珠”,机器也可以用来搬动“算珠”,而且效率更高,速度更快。随后,人们用继电器替代了纯机械,最后人们用电子代替了继电器。就在人们改进计算工具的同时,数学家们开始对计算的本质展开了研究,图灵机模型告诉了人们答案。

量子计算的出现,则彻底打破了这种认识与创新规律。它建立在对量子力学实验的在现实世界的不可计算性。试图利用一个实验来代替一系列复杂的大量运算。可以说。这是一种革命性的思考与解决问题的方式。

因为在此之前,所有计算均是模拟一个快速的“算盘”,即使是最先进的电子计算机的CPU内部,64位的寄存器(register),也是等价于一个有着64根轴的二进制算盘。量子计算则完全不同,对于量子计算的核心部件,类似于古代希腊中的“神谕”,没有人弄清楚神谕内部的机理,却对“神谕”内部产生的结果深信不疑。人们可以把它当作一个黑盒子,人们通过输入,可以得到输出,但是对于黑盒子内部发生了什么和为什么这样发生确并不知道。

9“神谕”的挑战与人类自身的回应人类的思考能力,随着计算工具的不断进化而不断加强。电子计算机和互联网的出现,大大加强了人类整体的科研能力,那么,量子计算系统的产生,会给人类整体带来更加强大的科研能力和思考能力,并最终解决困扰当今时代的量子“神谕”。不仅如此,量子计算系统会更加深刻的揭示计算的本质,把人类对计算本质的认识从牛顿世界中扩充到量子世界中。

如果观察历史,会发现人类文明不断增多的“发现”已经构成了我们理解世界的“公理”,人们的公理系统在不断的增大,随着该系统的不断增大,人们认清并解决了许多问题。人类的认识模式似乎符合下面的规律:

“计算工具不断发展—整体思维能力的不断增强—公理系统的不断扩大—旧的神谕被解决—新的神谕不断产生”不断循环。

无论量子计算的本质是否被发现,也不会妨碍量子计算时代的到来。量子计算是计算科学本身的一次新的革命,也许许多困扰人类的问题,将会随着量子计算机工具的发展而得到解决,它将“计算科学”从牛顿时代引向量子时代,并会给人类文明带来更加深刻的影响。

参考文献

篇（7）

从类型上讲，计算主要有两大类：数值计算和符号推导。数值计算包括实数和函数的加减乘除、幂运算、开方运算、方程的求解等。符号推导包括代数与各种函数的恒等式、不等式的证明，几何命题的证明等。但无论是数值计算还是符号推导，它们在本质上是等价的、一致的，即二者是密切关联的，可以相互转化，具有共同的计算本质。随着数学的不断发展，还可能出现新的计算类型。

2远古的计算工具

人们从开始产生计算之日，便不断寻求能方便进行和加速计算的工具。因此，计算和计算工具是息息相关的。

早在公元前5世纪，中国人已开始用算筹作为计算工具，并在公元前3世纪得到普遍的采用，一直沿用了二千年。后来，人们发明了算盘，并在15世纪得到普遍采用，取代了算筹。它是在算筹基础上发明的，比算筹更加方便实用，同时还把算法口诀化，从而加快了计算速度。

3近代计算系统

近代的科学发展促进了计算工具的发展：在1614年，对数被发明以后，乘除运算可以化为加减运算，对数计算尺便是依据这一特点来设计。1620年，冈特最先利用对数计算尺来计算乘除。1850年，曼南在计算尺上装上光标，因此而受到当时科学工作者，特别是工程技术人员广泛采用。机械式计算器是与计算尺同时出现的，是计算工具上的一大发明。帕斯卡于1642年发明了帕斯卡加法器。在1671年，莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算器，是长1米的大盒子。自此以后，经过人们在这方面多年的研究，特别是经过托马斯、奥德内尔等人的改良后，出现了多种多样的手摇计算器，并风行全世界。

4电动计算机

英国的巴贝奇于1834年，设计了一部完全程序控制的分析机，可惜碍于当时的机械技术限制而没有制成，但已包含了现代计算的基本思想和主要的组成部分了。此后，由于电力技术有了很大的发展，电动式计算器便慢慢取代以人工为动力的计算器。1941年，德国的楚泽采用了继电器，制成了第一部过程控制计算器，实现了100多年前巴贝奇的理想。

5电子计算机

20世纪初，电子管的出现，使计算器的改革有了新的发展，美国宾夕法尼亚大学和有关单位在1946年制成了第一台电子计算机。电子计算机的出现和发展，使人类进入了一个全新的时代。它是20世纪最伟大的发明之一，也当之无愧地被认为是迄今为止由科学和技术所创造的最具影响力的现代工具。

在电子计算机和信息技术高速发展过程中，因特尔公司的创始人之一戈登·摩尔（GodonMoore）对电子计算机产业所依赖的半导体技术的发展作出预言：半导体芯片的集成度将每两年翻一番。事实证明，自20世纪60年代以后的数十年内，芯片的集成度和电子计算机的计算速度实际是每十八个月就翻一番，而价格却随之降低一倍。这种奇迹般的发展速度被公认为“摩尔定律”.

6“摩尔定律”与“计算的极限”

人类是否可以将电子计算机的运算速度永无止境地提升？传统计算机计算能力的提高有没有极限？对此问题，学者们在进行严密论证后给出了否定的答案。如果电子计算机的计算能力无限提高，最终地球上所有的能量将转换为计算的结果--造成熵的降低，这种向低熵方向无限发展的运动被哲学界认为是禁止的，因此，传统电子计算机的计算能力必有上限。

而以IBM研究中心朗道（R.Landauer）为代表的理论科学家认为到21世纪30年代，芯片内导线的宽度将窄到纳米尺度（1纳米=10-9米），此时，导线内运动的电子将不再遵循经典物理规律--牛顿力学沿导线运行，而是按照量子力学的规律表现出奇特的“电子乱窜”的现象，从而导致芯片无法正常工作；同样，芯片中晶体管的体积小到一定临界尺寸（约5纳米）后，晶体管也将受到量子效应干扰而呈现出奇特的反常效应。

哲学家和科学家对此问题的看法十分一致：摩尔定律不久将不再适用。也就是说，电子计算机计算能力飞速发展的可喜景象很可能在21世纪前30年内终止。着名科学家，哈佛大学终身教授威尔逊（EdwardO.Wilson）指出：“科学代表着一个时代最为大胆的猜想（形而上学）。它纯粹是人为的。但我们相信，通过追寻”梦想-发现-解释-梦想“的不断循环，我们可以开拓一个个新领域，世界最终会变得越来越清晰，我们最终会了解宇宙的奥妙。所有的美妙都是彼此联系和有意义的。”

7量子计算系统

量子计算最初思想的提出可以追溯到20世纪80年代。物理学家费曼RichardP.Feynman曾试图用传统的电子计算机模拟量子力学对象的行为。他遇到一个问题：量子力学系统的行为通常是难以理解同时也是难以求解的。以光的干涉现象为例，在干涉过程中，相互作用的光子每增加一个，有可能发生的情况就会多出一倍，也就是问题的规模呈指数级增加。模拟这样的实验所需的计算量实在太大了，不过，在费曼眼里，这却恰恰提供一个契机。因为另一方面，量子力学系统的行为也具有良好的可预测性：在干涉实验中，只要给定初始条件，就可以推测出屏幕上影子的形状。费曼推断认为如果算出干涉实验中发生的现象需要大量的计算，那么搭建这样一个实验，测量其结果，就恰好相当于完成了一个复杂的计算。因此，只要在计算机运行的过程中，允许它在真实的量子力学对象上完成实验，并把实验结果整合到计算中去，就可以获得远远超出传统计算机的运算速度。

在费曼设想的启发下，1985年英国牛津大学教授多伊奇DavidDeutsch提出是否可以用物理学定律推导出一种超越传统的计算概念的方法即推导出更强的丘奇--图灵论题。费曼指出使用量子计算机时，不需要考虑计算是如何实现的，即把计算看作由“神谕”来实现的：这类计算在量子计算中被称为“神谕”（Oracle）。种种迹象表明：量子计算在一些特定的计算领域内确实比传统计算更强，例如，现代信息安全技术的安全性在很大程度上依赖于把一个大整数（如1024位的十进制数）分解为两个质数的乘积的难度。这个问题是一个典型的“困难问题”,困难的原因是目前在传统电子计算机上还没有找到一种有效的办法将这种计算快速地进行。目前，就是将全世界的所有大大小小的电子计算机全部利用起来来计算上面的这个1024位整数的质因子分解问题，大约需要28万年，这已经远远超过了人类所能够等待的时间。而且，分解的难度随着整数位数的增多指数级增大，也就是说如果要分解2046位的整数，所需要的时间已经远远超过宇宙现有的年龄。而利用一台量子计算机，我们只需要大约40分钟的时间就可以分解1024位的整数了。

8量子计算中的神谕

人类的计算工具，从木棍、石头到算盘，经过电子管计算机，晶体管计算机，到现在的电子计算机，再到量子计算。笔者发现这其中的过程让人思考：首先是人们发现用石头或者棍棒可以帮助人们进行计算，随后，人们发明了算盘，来帮助人们进行计算。当人们发现不仅人手可以搬动“算珠”,机器也可以用来搬动“算珠”,而且效率更高，速度更快。随后，人们用继电器替代了纯机械，最后人们用电子代替了继电器。就在人们改进计算工具的同时，数学家们开始对计算的本质展开了研究，图灵机模型告诉了人们答案。

量子计算的出现，则彻底打破了这种认识与创新规律。它建立在对量子力学实验的在现实世界的不可计算性。试图利用一个实验来代替一系列复杂的大量运算。可以说。这是一种革命性的思考与解决问题的方式。

因为在此之前，所有计算均是模拟一个快速的“算盘”,即使是最先进的电子计算机的CPU内部，64位的寄存器（register），也是等价于一个有着64根轴的二进制算盘。量子计算则完全不同，对于量子计算的核心部件，类似于古代希腊中的“神谕”,没有人弄清楚神谕内部的机理，却对“神谕”内部产生的结果深信不疑。人们可以把它当作一个黑盒子，人们通过输入，可以得到输出，但是对于黑盒子内部发生了什么和为什么这样发生确并不知道。

9“神谕”的挑战与人类自身的回应

人类的思考能力，随着计算工具的不断进化而不断加强。电子计算机和互联网的出现，大大加强了人类整体的科研能力，那么，量子计算系统的产生，会给人类整体带来更加强大的科研能力和思考能力，并最终解决困扰当今时代的量子“神谕”.不仅如此，量子计算系统会更加深刻的揭示计算的本质，把人类对计算本质的认识从牛顿世界中扩充到量子世界中。

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计算机科学技术的发展和应用，给信息传播提供了多样化的选择。在计算机信息网络覆盖的情况下，生产商和客户之间可以直接进行产品的交流与反馈，生产商可以在第一时间得知产品的使用情况，产品的优缺点，针对产品的优点加以发扬扩大，对产品的缺点加以有力的改进，也避免了由于生产商和客户之间由于信息交流的误会所产生的种种纠纷。同时，生产商与客户之间实现直接对话，将会避免很大一部分的资金的浪费，这样的沟通使企业可以更加了解客户的需求以及市场的需求，获得更多的市场信息，在市场竞争中将会占据主导地位。除此之外，计算机科学技术的发展将会使相同行业或者不同行业之间的竞争更加剧烈，使企业的生存环境更加的复杂，为了在残酷的市场中继续生存下去，企业之间会更加努力地改进自己的生产方式和生产工艺，努力获得最新的市场信息，这也会使企业的发展更加的迅速。

2计算机科学技术可以提高商业活动的安全度

在传统的商业活动中，企业之间的交易契约大多是通过面谈或电话交流形式进行的，而在这种条件下，双方很难凭借第一印象判断对方的信誉，这就加大了商业风险，并且，传统的商业契约大多是通过书面或以实物形态来完成签订的，这种商业交流方式很容易泄露企业的隐私以及企业的商业机密，容易给企业带来一定的安全隐患。而随着计算机科学技术以及网络信息技术在全世界各领域经济活动中的广泛应用，在目前所形成的网络经济条件下，电子商务已经获得了巨大的发展空间，并且存在着无法预测的发展潜力。计算机信息技术覆盖下的商业活动与传统的相比具有更高的安全性，对信息的存储也更为方便和快捷。

3计算机科学技术能够使企业快速地增加自身的规模，获得更大的经济效益

计算机科学技术的快速发展给企业带来了多方面的影响，而对信息处理的效率也逐渐成为现代企业展开竞争的一个重要的因素。随着市场竞争的越来越激烈，企业之间的竞争也逐渐演化为对信息掌握速度和数量的竞争，企业要想更好、更快地壮大自身的规模，就必须尽可能地利用现代的计算机科学技术来获取大量的商业信息，并在信息的应用中逐渐研究和探索能够适用于未来信息化发展趋势的新思路和新方法。互相竞争的双方如果在信息的掌握上处于严重的不平衡的地位时，就需要花费大量的物力和人力来收集有利于自己的信息，以期在未来的市场竞争中占据主导的位置。

计算机信息技术使企业获取信息的难度和获取成本大大降低，商家不再具有信息上的优势。企业可以通过计算机信息网络来进行信息的交流和互换，由于信息传递和复制的成本很低，信息传播范围又很广，不会产生由于信息传递成本所造成的重大影响，因此企业可以广泛采集客户数据，并根据收集的信息结合市场的发展情况来制定出有针对性的可行的营销策略。总之，网络可以减少企业之间信息不对称程度，提高社会资源的配置效率和配置的优化程度，从而促进经济的有效发展。

4如何更好地发挥计算机技术对经济发展的促进作用

计算机技术的应用已经渗透到我们生活和社会的发展的各个方面，经济的发展也对计算机科学技术提出了更高的要求，随着网络经济的繁荣，一系列网络及计算机问题随之出现，这些都对当前经济的发展造成了一定程度的阻碍，所以需要我们不断地推动计算机技术的发展，以适应经济发展的需求。企业要结合自身的发展情况和需要建立自己的网络，并不断地开拓新的营销渠道。随着计算机科学技术的发展，使用网络的企业越来越多，尤其是一些有实力的大公司都在开发内部网络系统。企业内部网络系统实际上是网中之网，既可独立成网，又可连接国际互联网络，优越性极大。

人才是计算机科学技术发展的基础因素，作为一项庞大的社会系统工程，网络经济所涉及的人才包括各个层面，网络经济目标的确定、扩展、组织规划的实施都是在相应的技术环境、经济环境以及人文背景下由各方面的人共同确定的。所以，人才是推动计算机技术发展的重要力量，要想在计算机技术领域占据领先的地位，就必须加强对计算机科学技术方面专业人才的培养。计算机科学技术的发展促进了社会变革，为社会经济的发展创造了条件，而且也引发了一系列新的社会关系，带来了很多以往社会发展中从未出现的法律问题，传统的法律条文在解决新型的信息技术所带来的社会问题时具有较大的滞后性，所以，必须根据当前计算机科学技术发展中所存在的基本法律问题来完善相关的法律体系，增强对信息技术的法律保障力度。

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中图分类号TP3 文献标识码A 文章编号1674-6708（2016）159-0085-03

计算机科学与技术是当前社会各界高度关注的内容，不仅许多盈利性企事业单位对计算机科学与技术的关注度较高，一些社会团体也迫切需要通过计算机科学与技术进行发展环境的改良，因此，很多社会团队都加强了对计算机科学与技术的关注。

1分析计算机科学与技术发展趋势的重要意义

电子计算机的出现很大程度上改变了20世纪40年代以来的人类生活状态，早在计算机技术诞生之初，人类就已经进入了信息化时代。当前，计算机技术广泛存在与人类社会的各个领域，能够使用计算机技术对原有的工作形态进行替代，就能够很大程度上提升计算机技术的应用水平[1]。在当前计算机技术不断发展完善的时代背景下，计算机技术下一步该如何发展是社会各界高度关注的问题。总的来看，计算机设备的发展趋势必须同人类的发展需要相适应，既要保证计算机的服务性能逐步提高，也要保证计算机的使用便捷程度越来于强，还要使计算机技术能够在更加广阔的范围内对人类生活形成积极影响，因此，在计算机技术发展速度较快的情况下，对计算机科学和技术的发展趋势进行研究，是提升计算机技术发展质量的重要工作。

2当前计算机科学与技术的发展现状

2.1计算机科学与技术很大程度上提高了社会发展质量

随着计算机科学与技术的快速发展，我国社会的很多领域使用计算机设备进行了工作方式的改良，并取得了良好的效果[2]。目前，电子计算机是我国公民生活的必备物品，不仅在具备盈利性质的工作领域需要进行计算机的操作，在生活休闲领域也很大程度上需要依靠计算机技术进行生活水平的提升。因此，将计算机技术更好的应用于生活的各个领域，可以使人们的生活质量得到较大的提高。另外，计算机科学技术的发展使得很多工作环境得到了改变，仅仅在计算机运行速度的提高方面，许多公司大量资料的管理效率和管理质量就得到了较大程度的增强。另外，计算机科学技术的发展也使得我国社会的精神娱乐活动得到了较大程度的改良，目前，电子游戏已经广泛的存在于人们生活的各个领域，并很大程度上改善着人们的精神娱乐生活。在计算机科学技术不断发展的背景下，社会各界对计算机科学技术的改良获得了较大程度的认同，人们在计算机的影响下转变了生活的方式，使得社会的精神文明等级不断的得到发展完善。另外，计算机技术在人性化建设方面处于较高的等级，很多新兴技术不仅对一些社会事业进行了工作效率的改良，也从人类生活习惯的角度出发，对提升人类生活质量的机制进行了构建，使得当前社会的人们更加喜爱使用计算机技术进行生活水平的提升。计算机设备的整体体积较小，在运行的过程中也具有较为便捷的特点，因此，计算机技术在提升人们生活便捷性的同时，不会为人们的生活带来较大的负担。计算机技术长期以来处于较快的发展阶段，早在70年前，计算机就已经诞生，最初的计算机设备尚且需要通过电子管技术进行基础性运作，但是，在短短几十年的发展过程中，计算机设备不仅很大程度上缩小的体积，也使得计算机的运行效率得到了较大程度的提高，计算机的功能也更加丰富多样，因此，在计算机科学与技术已经较为成熟的背景下，计算机设备在我国社会发挥了较为重要的积极影响。

2.2计算机科学技术发展引发了一些社会问题

虽然计算机技术是20世纪人类的一项伟大发明，但是，计算机科学与技术的发展还是对人类社会构成了一定的负面影响。计算机技术带来的安全性问题就是计算机技术的主要负面影响之一[3]。例如，计算机网络病毒的出现使得很多计算机设备遭受了严重的威胁，而一些对计算机技术形成依赖的产业，一旦受到计算机病毒的威胁，将很容易出现产业发展质量受损，进而导致很多社会事务不能按照既定的方案进行实现。另外，计算机技术具有较强的复杂性，一旦技术当中的某一细节出现错误，将会在很短的时间内将问题进行扩展，使更多的计算机设备受到不良影响，因此，计算机设备在技术层面的漏洞存在较大的脆弱性，如果遭到网络病毒等因素的影响，将会在很大的社会范围内产生不良影响。

2.3计算机科学技术正处在规范方案的完善阶段

良好的规划设计是提升计算机科学技术发展质量的重要因素，目前，我国的计算机科学技术发展规划方案正处在快速完善的阶段。我国的计算机技术发展方案科学的进行了重要等级的划分，首先，计算机技术需要让步于公共安全事务，任何高科技手段只有在正义的掌握之中才能更好的为人类服务。因此，我国的计算机科学技术需要首先服务于国防事业和公安事业，促进我国社会的公平正义，使我国公民生活在更加安全和谐的环境当中。另外，计算机技术需要服务于关系到国计民生的重大事业当中，尤其在我国经济发展的重要领域，目前已经加强了对计算机科学技术的关注，并对计算机科学技术的发展方案进行了完善，使得我国经济的发展可以得到技术层面的保障，提升我国社会的和谐等级。另外，我国很多规划机构对计算机技术的突出价值进行了分析，并对计算机不同性能的社会影响进行了全面的研究，根据当前我国社会发展的需要，对计算机技术的后续发展方案进行了科学的设计，使计算机设备可以更好的结合现有的各项功能提升社会服务等级。另外，我国在计算机软件和硬件开发领域已经进行了高水平的规划设计，使计算机技术的发展能够借助世界范围内的技术发展情况进行技术应用水平的提升，使计算机技术能够更大程度上提升对社会的积极影响力。

3计算机科学与技术的主要发展趋势

3.1巨型计算机的发展和使用

首先，进行计算机科学技术研究的人员，需要加强对计算机的优势分析，充分了解到计算机技术的高效便捷是计算机技术的主要优势，并从在这一思维出发，对计算机技术的具体发展路径进行科学的规划。要将巨型计算机作为提升计算机技术社会价值的重要研究方向，巨型计算机相比于普通计算机具有更加强大的运算能力，能够在短时间内对大量的信息数据进行处理，并保证处理的准确性。巨型计算机还拥有较强的信息储存功能，在保证信息资源储存安全性和完整性的同时，不会使存储设备占据较大的体积空间，使巨型计算机能够更好的使用于档案管理等涉及到较大信息资源的领域。目前，已经掌握的巨型计算机技术已经可以在一秒的时间内进行百亿次以上的运算，因此，巨型计算机完全可以胜任艺术领域和尖端科技领域的信息存储工作。另外，巨型计算机的内存容量较大，能够保持在百兆字节以上，因此，巨型计算机在气相领域和地质领域能够得到较为广泛的应用。巨型计算机的发展正处于快速阶段，大量的市场需求使得巨型计算机的技术研发获得了大量的利益驱动，因此，巨型计算机的发展必定在短时间内替代传统形式的计算机，并在许多重要的社会领域发挥建设性作用。另外，巨型计算机技术的发展也会很大程度上带动传统计算机技术的发展，使更大社会范围内的事业得到计算机技术的支持。

3.2智能型计算机的发展和使用

目前，智能型计算机的技术正处在快速发展的过程中，智能型计算机最突出的优势是具备平行处理技术，因此，智能型计算机不仅能够对传统计算机的优势进行保留，还能够在相同的时间内对多个信息指令进行高效的处理。另外，智能型计算机拥有较强的数据分析能力，能够在固定的时间内使用多个信息处理机制对信息资源实施高效处置，使信息资源的处理效率能够实现成倍增长。另外，智能型计算机虽然进行多种信息资源的操作，但是，并不会由于信息处理渠道的增加而产生数据处理时间的延长。因此，智能型计算机目前已经受到了我国尖端科技领域的高度重视，并且将智能型计算机的技术使用于复杂信息资源的管理领域，使大量的信息资源可以更加高质量的完成推演和分析，降低尖端科技领域的信息管理成本。另外，智能型计算机在常规服务方面具有较强的人性化特点，因为智能型计算机的设计理念方面同人类大脑有着较为相似的设计意图，使得现有的智能型计算机的服务性能更加贴近人类生活和发展的需求，因此智能型计算机相比于普通形式的计算机拥有较强的人性化特点，在人性化需求较为强烈的社会环境中，依然具备较大的发展空间。

3.3量子计算机的发展和使用

量子计算机科学的运用了量子力学的科学原理对计算机的应用技术进行了改良，使得计算机在处理大量信息资源的过程中能够表现得更加高效。另外，量子计算机在信息处理方面也具有较强的性能，由于量子力学理论在技术层面可以进行逆向处理，使得量子计算机可以在物理装置的协同之下进行信息储存机制的完善。因此，量子计算机在进行大量信息资源储存的过程中，需要根据物理装置的特点进行计算机造作性能的提高，因此，量子计算机可以结合技术的研制需要，对技术发展的过程进行细化处理，结合信息储存功能的需求，对已经掌握的技术进行信息存储层面的在开发，使量子计算机能够丰富信息资源的储存形式，实现对大量信息资源的高水平处理。当前，已经掌握的量子计算机技术，可以高质量的进行激光脉冲的控制，使激光脉冲具备较强的灵活性特点。另外，量子计算机可以使用现有技术对链状分子进行深度控制，并使现有的链状分子能够按照计算机服务的需要进行重新组合，并保证量子计算机能够通过开关装置更好的进行聚合物的处理，提升聚合物的移动频率。另外，量子计算机在技术层面具有量子理论的一些优势，可以通过量子的叠加效益进行计算机存储机制的完善，使计算机的信息总存储量可以得到扩展。量子计算机当前的信息存储效率已经较常规计算机设备高出十几亿倍，并且能够保证信息存储的安全性。

3.4光子计算机的发展和使用

计算机设备在进行基础性信息资源处理的过程中，大多使用电子形式进行储存机制的构建，而光子计算机的出现，使得光子技术替代了电子技术，在计算机应用领域起到了较好的作用。例如，光子计算机传递信息不再需要使用实体导线进行电子资源的连通，只需要使用光子技术对信息实施传递，使信息资源能够更大程度上提升传递的便捷性。另外，信息资源的运算也是决定计算机设备使用性能的重要因素，光子计算机在进行信息运算的过程中，可以利用光子技术对现代化信息运算模式进行操作，使光运算的优势可以得到更大程度的发挥。光子计算机可以将计算机当前处理的信息，以不同形式的光波进行处理，并通过波长的合理控制实现表现质量的提升，使光运算技术能够在更加快速的模式下进行信息资源的处理，因此，光子计算机受到了信息技术领域尤其是计算机技术领域的充分重视，目前正处于快速成熟的阶段。

3.5纳米计算机的发展和使用

纳米计算机属于技术等级较高的计算机，目前在我国一些社会领域并没有得到普及，但在我国尖端科技领域已经得到了广泛的应用。纳米计算机不仅拥有纳米技术的一系列优势，也能够良好的整合传统计算机的一系列优势，因此，纳米计算机在技术层面能够实现新老技术的科学整合。此外，纳米计算机能够很好的进行纳米元件的使用，使纳米计算机可以保证以较小的体积对丰富的信息资源进行处理，因此，纳米计算机在现实操作的过程中有着较强的便捷性特点。另外，在纳米技术不断完善的背景下，纳米计算机的技术正处在快速变革的过程中，目前，很多纳米计算机在导电性能方面已经具备了较为理想的性能。在进行纳米计算机芯片使用的过程中，纳米元件越来越多的受到了技术团队的关注，而传统计算机在进行硬件调整改造的过程中，也将纳米技术使用于中央控制器和信息传感装置等多个方面。另外，纳米计算机在进行信息处理的过程中，可以将大量信息计算设备的功能利用芯片装置进行储存，使计算机的各项技术成果可以构成一个整体的系统。在纳米计算机的硬件设施当中，芯片所占的体积较小，但纳米计算机由于纳米技术的使用，能够在增强信息处理质量方面比传统形式的计算机更具优势，因此，纳米技术是提升纳米计算机实用价值的重要技术，必定在未来的纳米计算机发展过程中发挥关键性作用。

4结论

深入的研究计算机科学与技术的发展现状，并对计算机科学与技术的重要意义进行分析，可以使社会各界更加清楚计算机的发展意义和发展必要性，因此，对计算机的发展趋势实施科学分析，是提升计算机科学与技术发展水平的重要工作。

参考文献

[1]张瑞.计算机科学与技术的发展趋势探析[J].制造业自化，2010（8）：237-240.

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1 计算机科学技术的发展

人类研制出世界上第一台计算机是在1946年，该计算机发明引领人类进入第三次工业革命时代。从冯・诺依曼发明第一台计算机至今，计算机在70年内不断的发展与改进，从以往具有庞大体积的笨重机器，演变成当前零件集中、技术集成、功能强大的台式计算机与便携式笔记本。自改革开放以来，计算机科学技术发展更为迅猛，计算机逐渐的应用在各个领域，成为现代化社会处理日常工作的主要工具。

在国家层面，计算机技术可以用来处理政府事务、分析军事战略；在企业层面，计算机技术可以用来存储处理各种数据、实现办公自动化；在生活层面，计算机技术可以用来获取信息、视频通讯、网络购物等，使人们的生活更加便捷。计算机科学技术高低已经成为衡量一个国家信息化水平、科学技术能力的一个主要标准。

2 计算机科学技术的应用

近年来，国家大力推进信息化建设，在实际生活中计算机科学技术的应用领域也更加广泛。以下选取几个较为重要的领域分析计算机科学技术的应用：

2.1 军事、国防领域

计算机的最初研发就是为了应用在军事发展上，到现今计算机仍是军队和航空航天技术研究的重点课题。至今为止，计算机在政务处理、军事战略、以及队部模拟演练等方面都发挥着重要的作用。国家明确强调要全面打造信息化社会，将先进的计算机科学技术、设备以及产品应用在国家现代化军事建设中。在国际领域，计算机科学技术的发展水平也衡量着一个国家的现代化军事水平与综合国力的高低。

2.2 电力领域

目前我国大多的风力发电厂位于空旷、建筑物较少的地方，如海岸或沙漠中。然而在这些环境较为恶劣的地区建设发电厂，经常会受到过热、过冷、振动、盐雾或电燥等的影响，导致发电机的性能有所降低。因此，为了保障发电机的高性能、稳定性，除了需要硬件加固之外，还需要计算机科学技术来完成自我检测、自我诊断功能。使用计算机科学技术可以将发电机的运行状态、检测记录等操作数据全面的收集整合传输给管理维护人员，不仅极大程度上减轻了工作人员的劳动力，还节省了大量的时间和成本，获得更精准全面的数据。

2.3 无人机研发

随着近年来计算机、网络技术、人工智能等技术的飞速发展，现今我国的无人机研发已经取得较大的成就。无人机在军事方面可以完成侦察、电子干扰、战场目标毁伤效果评估等多种功能，甚至直接可以作为攻击武器打击重点目标或定点清除。一方面这些功能的实现都离不开计算机科学技术，需要强大的信息收集传输和综合计算分析判断提供支撑，另一方面由于无人机应用的环境较为复杂，包括复杂的地区环境、多变的场景、电磁的干扰以及无法预知的突况等，这些都需要更高的计算机科学技术来应对。

2.4 教育领域

近年来计算机信息技术在教育领域也逐渐普及。比较常见的应用在教育领域的计算机科学技术，包括多媒体教室、网络课堂、电子图书馆、以及各种计算机应用软件等。在高考中，考生的登记以及高考以后的成绩查询都离不开计算机科学与技术。对于学生来说，计算机有助于了解更多的知识信息，能够拓宽视野，帮助解决学习上、生活上的各种难题。计算机科学技术极大的改变了学生的学习方式，又使学习过程更加方便快捷，有利于提高成绩、丰富知识、培养综合素质。

3 计算机科学技术下一步的发展趋势

通过分析计算机科学技术的发展应用，可以发现当前的计算机技术正朝着智能化、日常化、功能更加集成的方向发展。

3.1 更加智能化

电子计算机自研发以来就致力于模拟人类的思维，人们希望计算机能够越来越“智慧”，可以独立进行运算、推理、学习以及联想等。如大家所知的超级国际象棋电脑“深蓝”，它碛32个大脑（微处理器），输入了一百多年来优秀棋手的对局两百多万局，每秒钟可以计算2亿步。

由此看来，智能化是当前信息化社会发展的大趋势，各个行业的产品都在向智能化方向发展。智能化计算机的研发可以快速实现多个数据、多条指令的并行处理，在运算速度上也不是普通计算机所能比拟的。通过云计算它可以在较短的时间内完成对大量数据的模拟分析，统一处理，也能更加精准度的进行一些模拟实验。除了应用在军事、航空、交通、科研等领域外，也可以应用在人们的生活中，如智能家居、智能小区的打造等。

3.2 更加日常化

日常化指的是计算机科学技术就像电、水一样渗透到人们的生活之中。尤其是近年来，在政府、企业等的发展中几乎离不开计算机技术。现在我们的洗衣机、电冰箱甚至录音机中都有马达的存在，而未来计算机技术将会像现在的马达一样存在于家中的各种电器中。国外称这种趋势为普适计算（Pervasive Computing）或无处不在的计算。

近年来我国也在大力推进教育信息化的建设，教师可以不局限于时间地域进行远程授课，也可以使用各种先进的计算机科学技术来丰富授课方式，并通过计算机网络进行问题的解答与收发作业等。学生可以利用计算机针对性的查找自己需要的课程教材、辅导资料等，也可以观看一些教学视频等来提升自己的学习成绩。特别是通过计算机和网路的完美结合，可以打破教育资源不平衡的限制，使师资力量薄弱的学校学生享受到优秀教师的远程教学，整体提高教学水平。

3.3 多种功能基于一体

在2016年的新品会上，青岛小鸡出壳网络科技有限公司向市场展示了最新的电脑技术发展趋势――激光电脑产品，该激光电脑被誉为现有电子科技成熟技术上的二次开发，也是电脑、电视、投影机等电子科技最新技术的集大成者，具有计算机、电视播放、投影投像、投影键盘等多个功能。

4 结语

随着电子信息技术的进步，计算机从以往的台式机演变为笔记本，再到如今普及的平板电脑，计算机技术在发生着日新月异的变化。计算机科学技术以其超强的生命力和不可替代性，在社会发展中不断更新换代，并长期具有广阔的发展前景。

参考文献

[1]郭妍岑.论计算机科学与技术发展趋势[J].计算机光盘软件与应用，2012（22）.

[2]汪凯.计算机技术在广播电视工程中的应用[J].计算机光盘软件与应用，2014（11）.

作者简介

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【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）12C-0165-02

一、慕课的运行模式分析

（一）慕课的发展历程。慕课是英文Massive Open Online Course，即MOOC的中文直译，这是一种大规模、在线、开放式的课程模式。自从2008年在美国高校开展以来，从一开始只有2000多人注册第一门慕课，再到后来全世界范围内的扩展，在美国创立的慕课主要在Udactity、Coursera等几个平台上运行。直到现在，慕课仍然在全世界范围内不断地进步和发展。同时，慕课课程也开始在欧洲、亚洲等区域逐渐蔓延和发展，并且慕课的学习形式得到了大家的一致认可。

中国引进慕课的时间是2012年，包括清华大学、北京大学等在内的知名高校也加入了慕课的队列。国内高校加盟国外慕课平台，例如北京大学加入Coursera和edX等平台，随后国内的高校又开始尝试开发属于自己的慕课平台。由此，我国的慕课发展就进入了下一个阶段，从引进学习到自主研发的阶段。我们通过总结慕课的发展过程可以发现，从2008年慕课在美国诞生以来，过了短短的4年之后就开始呈现了井喷式的发展，吸引了世界各国的加入和改进，其中就包括了欧洲国家和中国的各大高校。

（二）慕课的运行模式。华东师范大学网络教育学院院长祝智庭教授根据不同的学习理论基础将MOOC分为了以下的三类：通过分析行为主义的xMOOC，分析任务的tMOOC，分析关联主义的cMOOC。目前，xMOOC主要保留了课程简介、考核方式、随堂测试以及教学大纲等几个基本要素，其中结合了主流课堂教与学的行为模式。所以，xMOOC也可以说是当前阶段全世界普遍和流行的“慕课”形式，所以本文主要就xMOOC的学习模式进行深入的探究。

慕课的几大主体主要有慕课的教育资源、学习者以及教师等，而课程学习中心作为检验学习程度的主体，也是作为慕课课程的灵魂在支撑着整个慕课的课程平台。课程平台需要后台工作人员的维护和管理，工作人员需要通过不定时的信息更新来吸引学习者的加入，比如工作人员需要将慕课课程信息以及学习要求和学习条件进行具体说明，并且将这些信息明确地放在课程中心的平台上。教师则主要负责将整个学习的中心平台进行选题、观点等课程内容的实现。注册学习者则主要就媒体工具进行课程学习，未注册学习者则一般通过后台工作人员作出的课程简介来选择和浏览。在该过程中，教师与学习者通过在线或者是线下的互动和引导，将学习者的学习兴趣充分调动起来，从而也就推动了整个学习进程。学习者则可以通过观看课堂视频，完成随堂测试并与其他学习者进行交流的形式，达到课程学习的目标，进而进行下一步的学习。注册学习者则主要通过多媒体工具来获得学习资源，并且开始将网上碎片化的知识进行整合，从而达到课程学习和网络信息趣味性的完美结合，还能够通过分享当前的学习进度来获得极大的鼓励。

二、慕课在高校计算机课程改革中的应用

（一）树立“因材施教、有教无类”的理念。随着信息技术和网络技术的不断发展，其中与生活的联系日益密切，由于学生在生活中具有不同的计算机使用频率和基础，所以计算机课程的教授对象变得越来越复杂。我们在考虑重视计算机应用基础课程的重要性的同时，还应该对一些计算机使用频率较高和计算机使用频率较低的学生进行区分教学。由于一些学生在平时生活中就经常使用到电脑，于是我们就应该对这类学生采取点到为止的教学模式，通过抛出一个问题来启发基础较好的学生挖掘更深层次的计算机学习。而部分学生在生活中使用电脑的频率较低，对计算机不是太了解，这就需要我们通过合适的教学模式来对这些基础较差的学生因材施教。如果在面对面的课堂上没有能够达到学习要求，这时候就可以通过向学生介绍慕课平台的运用，这也是当前计算机课程改革教学的重点内容。基础较弱的同学能够通过反复观看网络课程来达到计算机学习的要求，而基础较好的同学也能够通过慕课平台的学来获得更优质的专业知识，从而在一定程度上推进了学生的全面发展。

对于其他涉及到使用计算机却不是计算机专业的学习者来说，他们还需要熟练掌握PPT的操作和演示，从而在产品展示或者实际工作过程中熟练运用计算机知识。而对于一些广告策划专业的学生而言，他们更需要掌握一种PS技术，从而能够更好地进行图片编辑和广告设计等。慕课平台的运用也就启示着我们可以将各个不同专业的专业知识放到网上，从而能够让非专业学生学习到专业的优秀知识。通过在网上与一些志趣相投的网友进行探讨和研究，能够实现共同学习的目的，从而也就提升了自身的素质和技能。

（二）落实课程改革。慕课平台的发展也就预示着未来互联网的学习有较大的前景，也为课程带来了一种全新的学习模式，学生通过在线学习和评论分享的方式来对自己的学习内容进行巩固与复习。我们将传统的课堂教学模式从线下发展到了线上，同时我们还不应该忘记在慕课中增加线下互动的要求。例如，我们可以将一些任务布置到线下，从而要求学习者通过走出网络才能完成学习要求。在高校计算机课程改革中，慕课平台应用主要就体现在以下三个方面：教学形式与模式，考核与评价以及课程规划。

现阶段的高校计算机慕课平台课程包括了学科主干课程：操作系统、程序编程、Web开发、软件测试以及图形设计等若干个课程，在实际的教学过程中，我们应整合这些线下优秀的课程资源，从而发展成优秀的线上资源，从而实现在线下达不到的教学需求。我们在使用慕课平台的时候，还应该筛选出适合在线学习的内容和资源，从而制作成适合在线观看的视频或者是资料，以便学生进行资源的自取以及自学。同时，我们还应该注意对教学大纲的调整。线下的教学大纲在慕课中可能难以实现，所以我们需要将一些课外的学习知识加入到专业知识的线上教学中，比如向学生推荐一些适合浏览的专业学习网站和论坛，从而拓展了学生的知识广度，由此有效地提高学生的综合素质。

（三）重视教师素质的提升。我们在高校计算机课程的改革过程中，除了充分利用慕课平台的基础外，还应该对教师素质提出一定的要求，教师能够通过一些书本之外的知识来扩展自己的知识层面和提升素质，从而保证慕课平台能够有效地运行。除了对教师计算机技能的培养和进阶之外，还应该通过为学习者提供最新的学习资料和理念，让学生获得更多的专业知识，从而提高学生的专业水平。

【参考文献】

[1]陈坚伟.慕课发展与高校计算机课程改革探索[J].网络安全技术与应用，2014（10）