計算機技術論文范文

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第1篇

之所以能夠產(chǎn)生明顯的效果，關鍵是政府職能明確，不斷根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要調(diào)整支持方向，改進資助體系和管理。總結美國聯(lián)邦政府支持計算機技術研究開發(fā)的經(jīng)驗，對我國政府支持產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展有著重要的借鑒作用。

一、美國政府對計算機技術發(fā)展的支持

第二次世界大戰(zhàn)結束后，聯(lián)邦政府一直是計算機技術的強有力支持者。按1995年不變價計算，1976-1995年間，聯(lián)邦政府對計算機科學研究和技術開發(fā)的支持由1.8億美元增加到9.6億美元，增長了5倍。其中，基礎研究投入由6500萬美元增加到2.65億美元；應用研究投入由1.16億美元增加到7億美元。聯(lián)邦政府資助中約35-45%投向大學，其余55-65%投向政府實驗室和產(chǎn)業(yè)界；政府基礎研究資金的70%投向大學。聯(lián)邦政府還對其他與計算機技術相關的研究給予資助。聯(lián)邦政府對與計算機研究相關的其他技術和電子工程研究方面的投入由1972年的不到10億美元增加到1995年的17億美元，占聯(lián)邦總投入的比重由5%增至7%。

聯(lián)邦政府從其職能出發(fā)決定資助方向，政府資金主要投向以下幾個方面。

(一)重點支持長期的基礎性研究

美國政府在長期基礎性研究和共性應用技術的研究開發(fā)方面發(fā)揮了重要作用。長期基礎性研究的主要特點，一是其效益往往在短期內(nèi)無法顯現(xiàn)出來，風險較大。特別是在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，企業(yè)沒有實力進行這樣的研究工作；二是其應用領域往往比較廣泛，一家公司無法完全利用，而且又無力阻止競爭者利用其研究成果。因此，產(chǎn)業(yè)界較少對長期基礎性研究進行投資。

美國聯(lián)邦政府對計算機技術的長期基礎性研究的資助項目已經(jīng)取得了明顯的效果。如，政府資助的計算機人工智能技術研究開始于70年代早期，直到1997年才研制出能夠成功識別持續(xù)性語音的個人電腦。與此相似的是，國防基金從60年代就開始資助可用于三維圖像的基礎性系統(tǒng)研究，直到90年代才形成消費性產(chǎn)品。盡管這項成果在高性能儀器中早已開始應用，但近些年才廣泛應用于醫(yī)療、娛樂及國防產(chǎn)業(yè)。

(二)資助計算機研究的基礎設施

聯(lián)邦政府在計算機基礎設施建設方面發(fā)揮了關鍵作用，為美國發(fā)展計算機產(chǎn)業(yè)提供了源源不斷的人才。

1.為產(chǎn)業(yè)發(fā)展培養(yǎng)了大量人力資源

聯(lián)邦政府的資助計劃培養(yǎng)了一大批電子工程和計算機科學的研究生和優(yōu)秀研究人員，為計算機和電子工程的發(fā)展提供源源不斷的后續(xù)人才。國家科學基金的數(shù)據(jù)表明，1985-1996年間，獲得聯(lián)邦資金資助的計算機和電子工程專業(yè)的研究生比例從14%增加到20%。聯(lián)邦政府對研究生的資助主要采取助教獎學金的形式，助教獎學金占總資助額的75%以上。1985年到1995年，全國最好的計算機系里，如MIT、卡內(nèi)基·梅隆、加利弗尼亞大學勃克力分校等的計算機和電子工程專業(yè)的研究生中約有56%得到了聯(lián)邦政府的資助，其中一半是助教獎學金。1997年，斯坦福大學電子工業(yè)和計算機專業(yè)27%的研究生獲得聯(lián)邦政府資助，50-60%的博士得到資助。同時，政府資助的一些大型研究項目還培養(yǎng)了一批學術帶頭人。

2.為大學教育和研究提供了良好的設備和設施

配備和維護研究的硬件設備需要較高的資金投入，一般的大學很難籌集到這筆資金。聯(lián)邦政

府采取多種形式來支持大學購買計算機設備，主要有兩種形式：一種是為大學教學提供計算機設備；另一種是通過資助特定研究項目為大學提供精良設備。

聯(lián)邦政府在支持大學研究設備方面的主要貢獻，一是支持建立大學計算中心，資助大學計算機系開展研究工作。國家科學基金（以下簡稱“NSF”）于1956年就開始了為大學提供普通教學和研究用計算機的資助計劃。該計劃每年提供的資助金額增長很快，1958-1970年間，共資助了66,00萬美元。60年代，國防部高級項目處(以下簡稱“DARPA”)重點資助了少數(shù)幾個基礎好的大學計算機系（如MIT，卡內(nèi)基-梅隆大學，斯坦福大學）開展專門項目研究，資助項目的大部分資金用來采購設備。據(jù)估計，60年代，全美大學中約一半的計算設備是由政府機構資助提供。1981-1995年間，聯(lián)邦政府資助了計算機科學系研究設備采購的65%，1985年高達83%。在電子工程方面，聯(lián)邦政府的設備資助也維持在較高的水平，1982年為75%，1995年為60%。NSF啟動了兩套專門為計算機科學系提供設備的計劃：計算機研究設備計劃和一個更加廣泛的協(xié)作實驗研究計劃。

二是研制高性能計算設備和建設網(wǎng)絡設施。80年代中期，政府資助了IBM701等高性能計算機

的研制，造出了供研究人員進行各種研究使用的大型計算機系統(tǒng)。1985年，NSF啟動了一項建立超級計算機中心的計劃，資助建立了5個全國范圍的計算機中心，為那些不能在普通計算機上進行的高級的、運算復雜的研究提供了條件。后來，這些中心成為高性能計算機的早期試驗場，還對一些計算機科學系的教學起了重要作用。同時，這項計劃還帶動州、私人部門出資在其他大學建立超級計算機中心。

隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，政府加大對網(wǎng)絡設施的資助力度。1973年起，NSF著手進行一項科學網(wǎng)絡的計劃，每年提供60萬美元到75萬美元為大學的研究人員建立計算機網(wǎng)絡。

(三)支持利用高新技術的大型應用系統(tǒng)的研究開發(fā)和推廣

聯(lián)邦政府有效資助了大型應用系統(tǒng)的研究開發(fā)項目。DARPA支持了計算機間相互聯(lián)結的分批轉換網(wǎng)絡（ARPANET）的研究項目。這項研究促進了有關入網(wǎng)協(xié)議、分批轉換及路線安排等項研究。同時也推進了對大型網(wǎng)絡管理模式的開發(fā)研究，如，域名系統(tǒng)及開發(fā)電子郵件等。DARPA的研究成果顯示了大型分批轉換網(wǎng)絡的價值，促進了其他網(wǎng)絡的開發(fā)。NSF網(wǎng)絡的建立形成了網(wǎng)絡的基礎。政府通過資助大型高新技術應用系統(tǒng)的開發(fā)，把學術界和產(chǎn)業(yè)界的研究者匯聚起來共同建立共用的實驗室，交流思想，從而創(chuàng)造出一支有能力最終推動技術發(fā)展的研究力量。如，50年代的SAGE項目組織了來自MIT、IBM及其它研究實驗室的研究者，整個項目過程中出現(xiàn)了許多創(chuàng)新思想，目前在計算機行業(yè)已經(jīng)獲得廣泛認可的想法都是當時提出來的。許多計算機行業(yè)中的先驅(qū)人物也從50-60年代的控制計算機系統(tǒng)(SAGE)項目中獲得了經(jīng)驗，后來這些人在代表著計算機及通訊事業(yè)新興的公司及實驗室中工作。SAGE的影響在后來的幾十年中才逐步顯現(xiàn)出來。

構造大型應用系統(tǒng)的實踐表明，有些研究并不一定直接導致某一項技術的創(chuàng)新，而是導致開發(fā)與技術推廣。應用開發(fā)是對已經(jīng)研究出來的技術進行分析和合理組合，形成新的應用系統(tǒng)。如，建立大型應用系統(tǒng)的研究項目就是把電子通訊系統(tǒng)的原理應用到ARPANET項目開發(fā)中，形成了網(wǎng)絡技術的基礎。

(四)對產(chǎn)業(yè)技術的早期資助

20世紀50年代，聯(lián)邦政府資助了絕大部分計算機技術的研究。那時，政府對計算機技術研究

開發(fā)的資助超過工業(yè)界R&D投入的3倍，幾乎覆蓋了整個計算機界的研究與開發(fā)。直到1963年，政府還資助著IBM計算機R&D的35%，Burroughs公司的50%，Control-Data公司的40%。從60年代末開始，因為整個計算機行業(yè)快速發(fā)展，政府對計算機R&D資助的比例急劇下降。直到70年代中期，政府資助僅占計算機R&D投入的25%，1979年達到戰(zhàn)后的最低點15%。隨著新項目的啟動和里根執(zhí)政時期的國防建設，1983年，政府對計算機技術研究的資助比例又有回升，約占20%。

美國政府對產(chǎn)業(yè)界的資助重點放在推動技術商業(yè)化方面。一是對產(chǎn)業(yè)界早期研究的資助。政府對企業(yè)實驗室提出的一些有市場前景的技術給予資助，將其推向商業(yè)化。例如，IBM最先提出了相關性數(shù)據(jù)庫的構想，但IBM考慮到這項技術構想可能對自己已經(jīng)成熟的產(chǎn)品造成潛在的競爭威脅，沒有繼續(xù)進行商業(yè)化研究開發(fā)投入。而NSF資助加州大學伯克立分校對這一構想進行深入研究，并將其推向商業(yè)化；二是支持共性技術研究開發(fā)。有些研究開發(fā)具有商業(yè)價值，但屬于共性技術，單個企業(yè)難以研究開發(fā)，或者企業(yè)擔心難以控制競爭者使用技術成果。IBM最先開發(fā)了RISC(精簡指令系統(tǒng)計算機)，但直到DARPA資助加州大學伯克立分校及斯坦福大學進行深入研究時，RISC才實現(xiàn)了商業(yè)化。該研究是作為70年代末、80年代初“大規(guī)模集成電路”（VLSI）項目的一部分來進行的。后來許多公司把以RISC為基礎的產(chǎn)品引入了市場領域。

(五)聯(lián)邦政府的資助對創(chuàng)新起到重要作用

聯(lián)邦政府的資助計劃促進了計算機技術的創(chuàng)新。據(jù)統(tǒng)計，1993至1994年間，美國全國共批準了1619項與計算機產(chǎn)業(yè)有關的專利。盡管這些專利的所有者75%是美國企業(yè)，但它們所引用的論文大部分是由大學或政府的研究人員撰寫的。在按資助來源分類統(tǒng)計的論文中，51%的資助來自于聯(lián)邦政府，37%來自產(chǎn)業(yè)界的資助。政府資助中NSF占22%，DARPA占6%。盡管這些數(shù)據(jù)僅限于兩年的專利統(tǒng)計，但反映出聯(lián)邦所資助的項目，特別是在大學里進行的資助研究，推動了計算機行業(yè)的技術創(chuàng)新。

二、美國政府在計算機產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展各階段中的主要作用

政府在計算機科學技術發(fā)展過程中的作用，隨計算機產(chǎn)業(yè)成長和發(fā)展階段不同而變化。(一)50年代——計算機技術發(fā)展的初期階段，政府的主要作用是用戶和資助者

在1960年以前，美國政府作為用戶和資助者，主導著電子計算機技術的研究開發(fā)。這一期間，政府支持計算機技術主要出于國防需要，資助面比較窄，重點是對技術本身的試驗，而且沒有一個系統(tǒng)的長期戰(zhàn)略計劃。但是，這一時期的政府資助項目嘗試了不同類型的資助機制，對私營部門產(chǎn)生了非常重要的影響。

50年代，幾個主要計算機公司的R&D都得到過聯(lián)邦政府的各種形式的資助。例如，在IBM公司的R&D投入中，政府合同資助投入占50%以上，直到1963年還有35%。聯(lián)邦政府不僅在資金上對私營部門提供資助，而且從項目設計、技術思路、人力資源等方面提供了支持。資助的項目涉及到有關國家安全、人力資源培養(yǎng)等各方面，還包括一些綜合性、高投入、不確定性大、具有長期影響的技術開發(fā)項目。政府資助的許多項目研究出了設備的原型，在這些原型基礎上，研究人員可以進行更深入的探索。

(二)60-70年代——技術擴散和產(chǎn)業(yè)增長階段，政府扶持的重點轉向長期基礎性研究和培養(yǎng)人才

60年代初期，美國的計算機行業(yè)開始商業(yè)化，可以獨立于政府的資助和采購，全國出現(xiàn)了幾個大型的計算機公司。這些大型公司建立了自己的實驗室，并且有能力自己研究開發(fā)計算機應用技術，從而促進了計算機產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化。如，IBM公司與美國航空公司在部分采用軍事指揮和SAGE技術的基礎上，開發(fā)了計算機訂票系統(tǒng)（SABRE系統(tǒng)）。計算機定票系統(tǒng)的迅速發(fā)展成為推動計算機產(chǎn)業(yè)化的一個重要動力。與此同時，產(chǎn)業(yè)界對計算機人才的需求大大增加。出現(xiàn)了計算機科學領域，幾個重要學校的計算機系已經(jīng)成立。

隨著計算機技術產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化，政府的資助重點開始轉向長期基礎性研究和培養(yǎng)人才。60年代后期至70年代，由于計算機產(chǎn)業(yè)界對R&D的投入增加，盡管政府資助產(chǎn)業(yè)界的絕對數(shù)額還在上升，但比例卻急劇下降。

(三)80-90年代——計算機產(chǎn)業(yè)成熟階段，政府積極組織和支持聯(lián)合研究開發(fā)

隨著產(chǎn)業(yè)界增加對計算機技術研究開發(fā)的投入，政府資助所占比例開始下降。80年代初期，日本的電子工程和計算機存儲器等技術開發(fā)，使美國的計算機產(chǎn)業(yè)感到了競爭威脅。同時，美國半導體生產(chǎn)設備的國際市場份額從75%下降到了40%。“增強競爭力”成了美國80年代技術政策的關鍵字眼，國內(nèi)要求政府采取行動的呼聲提高。同時，大學與實業(yè)界開始以合資、協(xié)議等方式進行合作，或組織行業(yè)協(xié)會抵制來自日本的威脅。

為了提高美國計算機產(chǎn)業(yè)的競爭力，使其在世界占據(jù)領先地位，聯(lián)邦政府不僅繼續(xù)支持計算機科學和技術的研究，而且調(diào)整了支持重點和資助方式。政府對計算機技術的資助重點開始轉向支持各界聯(lián)合開發(fā)，通過支持行業(yè)協(xié)會等一些新機構，組織和促進產(chǎn)業(yè)界聯(lián)合開發(fā)。1984年的國家合作研究法案從不信任法案中把研究協(xié)會的名字去掉了，從而使研究協(xié)會的合作合法化。政府支持半導體制造技術協(xié)會（SEMATECH）等行業(yè)性組織機構，發(fā)揮其在計算機技術聯(lián)合開發(fā)中的組織作用。那一時期，半導體制造技術協(xié)會和高性能計算機研究所等受到政府資助的行業(yè)性機構，成為計算機技術研究開發(fā)和政策議程的主導者。

90年代，政府一方面對現(xiàn)存的政府所有的成熟的計算機基礎設施實現(xiàn)商業(yè)化和私有化；另一

方面又開始資助新的更高層次的技術研究。如，NSF于1992年將其互聯(lián)網(wǎng)向商業(yè)應用開放之后，又于1995年成功地把NSF的互聯(lián)網(wǎng)推向私有化。與此同時，NSF和其他聯(lián)邦機構還在繼續(xù)進行下一代互聯(lián)網(wǎng)（NGI）的開發(fā)與擴展工作，計劃將互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速度提高100倍。NGI計劃將建立一個試驗性的、范圍廣闊的、可升級的測試系統(tǒng)，用以開發(fā)那些對國家至關重要的網(wǎng)絡應用技術，如國防和醫(yī)療等。

三、幾點啟示

美國政府資助計算機技術發(fā)展的經(jīng)驗，對我們有以下幾點啟示。

(一)政府職能明確

在美國的計算機革命中，政府、產(chǎn)業(yè)界和學校起了不同的作用。政府主要引導大學和產(chǎn)業(yè)界研究機構的研究，特別在建立前沿研究需要的實物基礎設施，培養(yǎng)大學生、研究生和技術隊伍等方面起到關鍵性作用。盡管有些在市場中處于主導地位的大公司，如AT&T、IBM、微軟和英特爾等在基礎研究方面也投入了大量資金。但大公司更傾向投資于與其發(fā)展目標及產(chǎn)品開發(fā)有緊密聯(lián)系的研究項目。而政府則在長期基礎性研究、應用前途廣泛的共性技術研究開發(fā)方面發(fā)揮了重要作用。

隨著計算機產(chǎn)業(yè)從幼稚產(chǎn)業(yè)發(fā)展為成熟產(chǎn)業(yè)，美國聯(lián)邦政府的作用經(jīng)歷了一系列變化。從50年代的用戶和資助者，60-70年代的資助基礎研究和培養(yǎng)人才，到80-90年代的合作者。資助機構和管理也從分散、無戰(zhàn)略計劃逐步發(fā)展到由專門機構統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

(二)資助來源多元化和機制多樣化，發(fā)揮政府機構的作用

聯(lián)邦政府對于計算機技術與電子工程技術的資助主要是通過幾個機構來完成的。例如國防部、國家科學基金、國家航空航天部、能源部及國家健康機構。這些機構的特點是，專業(yè)技術能力比較強，機構內(nèi)部有許多專業(yè)技術人員，有些機構本身就是國家研究機構。除國家科學基金外，這些機構大都是計算機技術的直接需求和應用方，經(jīng)常根據(jù)部門自身的需要資助計算機技術研究開發(fā)。

多元化的優(yōu)點，一是有利于技術發(fā)展的多樣性。由于計算機技術是工具性技術，各個領域有不同的需求，因此，每一個機構都有各自的資助重點及資助方式，從而促進計算機技術多樣化發(fā)展；二是提供多種潛在的支持，增加了研究機構和研究人員的選擇余地，有利于競爭；三是研究成果可以在不同的機構間轉移，形成廣泛的用途，提高了研究成果的利用效率。

(三)加強統(tǒng)一協(xié)調(diào)

盡管美國政府對計算機技術的資助計劃是由專業(yè)管理部門分別執(zhí)行的，但是，隨著計算機產(chǎn)業(yè)的成熟和資助規(guī)模的擴大，各專業(yè)管理部門和聯(lián)邦政府不斷加強對計算機資助項目計劃的統(tǒng)一協(xié)調(diào)和戰(zhàn)略規(guī)劃。60年代以前，軍方對計算機技術的資助是根據(jù)各軍兵種自己的需求分散進行的。60年代初，國防部成立了高級研究項目處，并成立了專門的信息處理技術辦公室。一個重要目的就是協(xié)調(diào)軍方各部門的長期戰(zhàn)略性資助計劃，實行統(tǒng)一管理。

90年代，美國國家科學技術委員會中設置計算機、信息和通訊委員會，該機構通過下級委員

會，協(xié)調(diào)12個政府部門或機構的有關計算機和通訊技術的R&D項目，并重點組織實施了5個具有長期戰(zhàn)略意義的項目計劃。

這種體制即發(fā)揮了專業(yè)機構的積極性和技術特長，又加強了統(tǒng)一協(xié)調(diào)，避免重復研究和

分散競爭資源的局面，提高了政府資助的整體效果。

(四)以多種方式支持計算機技術

除了資助研究開發(fā)以外，美國政府對計算機技術市場的形成發(fā)揮了重要作用。美國政府是高新技術的最大用戶，政府采購為高新技術創(chuàng)造了巨大的市場。

從半導體到超級計算機，在許多領域中，政府創(chuàng)造了計算機及其技術的市場，促進新技術的標準化和核心技術在計算機行業(yè)的推廣。例如，聯(lián)邦政府為阿波羅號航天飛機采購的集成電路以及國防部的洲際彈道導彈項目都對集成電路生產(chǎn)能力的提高形成了一種刺激。為開發(fā)核武器，能源部及其前身機構對高性能計算機的需求驅(qū)動了早期超級計算機市場的形成。美國政府的統(tǒng)計體系也是早期計算機及其軟件的大用戶。在軟件方面，通過建立聯(lián)邦數(shù)據(jù)處理標準，聯(lián)邦政府促使市場向“美國國家標準機構”制定的COBOL(面向商用的通用計算機語言)不斷靠近；為使FORTRAN程序語言擴展應用于并聯(lián)計算機，政府資助了高級FORTRAN論壇項目。

反壟斷訴訟也具有深遠的影響。例如，1952年出現(xiàn)了針對IBM的反壟斷訴訟案，要求IBM公司出賣或出租其設備，以幫助其它公司進入這一商業(yè)領域。同時要求IBM公司對其包括電子計算機在內(nèi)的所有有關信息處理設備的現(xiàn)有及未來專利實施許可制度，并規(guī)定了許可的比率。“司法部反壟斷部門”的負責人認為，IBM訴訟案是“開放電子領域的一個進步”，為其他公司進入計算機行業(yè)打開了方便之門。

(五)保持戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)在國際競爭中的領先地位

美國政府對計算機技術的貢獻中最發(fā)人深省的是，政府不僅在計算機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展初期發(fā)揮了作用，而且在計算機產(chǎn)業(yè)逐步趨于成熟時，仍然起著重要作用。

第2篇

關鍵詞:計算機;精品課;技術基礎;課程體系

1計算機技術基礎精品課程建設的基礎條件

(1)計算機技術基礎課在人才培養(yǎng)中的地位和作用不斷增強

自1985年以來,計算機技術基礎理論課和計算機技術基礎實驗課就被列為大連水產(chǎn)學院的重要基礎課。十多年來,修讀計算機技術基礎課的學生由最初的8個本科專業(yè)、5個專科專業(yè)的372人,發(fā)展到現(xiàn)在的30個本科專業(yè)1800多人。計算機技術基礎課不僅是計算機科學教育的前導課程,同時也是培養(yǎng)學生上機操作能力的基本途徑。該課程的教學不僅僅局限于理論知識的傳授,更加注重學生動手實踐能力的培養(yǎng)和素質(zhì)的提高,培養(yǎng)學生在今后的學習生活工作中必要的計算機操作技能。今天,計算機技術基礎課程已經(jīng)不僅僅是為后續(xù)課程打基礎,它已經(jīng)成為一門自然科學的素質(zhì)教育課,特別是在對大學生科學素質(zhì)培養(yǎng)中起到了其它課程所無法替代的作用,課程教學的著眼點轉到了傳授知識、培養(yǎng)能力和提高素質(zhì)上來,課程體系也由理論課和實驗課兩門,改為兩門必修課和多門選修課的形式。

(2)課程體系和教學內(nèi)容隨著人才培養(yǎng)目標的變化、國家等級考試的變化、就業(yè)形勢的變化而不斷改革,適應了計算機技術基礎地位和作用的變化

計算機技術基礎教研室多年來一直進行教學研究和學術研究活動。自1985年開始組織規(guī)范的教學研究活動,每月一至二次。課程設置由原來的Basic語言、Fortrain語言發(fā)展到今天的C語言,由Foxpro發(fā)展到今天的VisualFoxpro。選修課程也由原來的一門單片機原理發(fā)展到今天的多門課程,如VC、VB、PowerBuilder程序設計、Java、網(wǎng)絡技術與應用等課程。課程組成員積極進行教學研究課題,“水產(chǎn)院校計算機教學模式改革的研究與實踐”2002年獲遼寧省優(yōu)秀教學成果二等獎。“計算機基礎課程教學改革的研究與實踐”獲大連水產(chǎn)學院教學成果二等獎。教研室現(xiàn)在正在進行水院教改項目“計算機基礎教學的改革與實踐”和重點建設課程“計算機技術基礎”,通過教學研究和學術研究,不斷改革計算機技術基礎課教學,適應了人才培養(yǎng)目標的變化,提高了課程建設的水平。

(3)師資是課程建設的關鍵

自98年以來,計算機基礎課程組新進教師6人,其中研究生4人,本科2人。課程組8人中有2人在讀博士、正教授1人、副教授2人、講師3人、助教2人。教師隊伍年輕化,適合計算機發(fā)展日新月異的需要。課程組全體人員,既承擔理論課教學,又承擔實驗課教學,人均年教學工作量300多學時。旺盛的精力和飽滿的工作熱情,超額完成繁重的工作任務,得到了學生與老師的贊譽和好評。

(4)高度重視教材的使用與建設、保證實現(xiàn)教學改革和人才培養(yǎng)的目標

計算機技術基礎課使用的是新世紀計算機基礎教育優(yōu)秀教材,符合國家教委的白皮書的要求,與國家等級考試緊密接軌。2002年,我們參加了農(nóng)業(yè)出版社組織的十五規(guī)劃教材的教材編寫工作會議,進行了有關教材方面的深入研究與探討。2003年,我們參加了農(nóng)業(yè)出版社組織的十五規(guī)劃教材《計算機公共基礎》和《計算機技術基礎》的編寫工作。2006年,我們作為副主編參與了十一五規(guī)劃教材《C語言程序設計》和《C語言程序設計實驗指導》的編寫工作。隨著科學技術的發(fā)展,實驗教材的內(nèi)容老化逐年顯現(xiàn),尤其計算機技術的概念和方法不能得到足夠的反映,不利于培養(yǎng)學生學習能力與創(chuàng)新精神,為此我們在多次討論和調(diào)研的基礎上,于2004年自編了《計算機技術基礎實驗》。

2多方位進行計算機技術基礎精品課程建設

(1)計算機技術基礎教學培養(yǎng)學生科學素質(zhì)的研究,重新審視水產(chǎn)院校計算機技術基礎課程的地位和作用

通過進行“計算機公共基礎教學改革”教學研究課題,我們認為計算機技術基礎的作用不僅僅是為后續(xù)課打基礎,而且更應該在大學生科學素質(zhì)培養(yǎng)中發(fā)揮更重要的作用。在教學過程中,任課教師能夠有意識地體現(xiàn)這一教學指導思想,從而提高了全校師生對計算機技術基礎課的認識。

(2)計算機技術基礎課程體系設置的研究

多年來,計算機技術基礎僅開出理論課和實驗課兩門課,已經(jīng)不能滿足教學內(nèi)容改革的要求。我們在原有課程體系的基礎上,增加了既對各專業(yè)學生學習專業(yè)課程有利、又對學生畢業(yè)設計有利的一些選修課程,如C++、PB、JAVA等。我們已申報校教改項目,在這個項目中,我們將對課程體系的設置進行大范圍的整改,這將對各院系學生的計算機學習產(chǎn)生重大的影響。現(xiàn)在已確立了以必修課為主,以若干門2或2.5學分的選修課為輔,因材施教的新課程體系。

(3)計算機技術基礎課教學內(nèi)容改革的研究

確定了必修加選修的課程體系后,主要的任務就是必修課中講哪些內(nèi)容、選修課中講哪些內(nèi)容、必修課與選修課之間的“接口”如何設置。我們認真研究了計算機學科的發(fā)展歷史與趨勢,結合各專業(yè)對計算機技術基礎的要求,配合教學計劃及教學時數(shù)的調(diào)整,對計算機技術基礎課程的教學內(nèi)容進行合理的調(diào)整及科學的組合,力求既要符合教學大綱的基本要求,又具有新時期教學改革的新特點。同時,介紹學科發(fā)展的新成果及新動態(tài),激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。我們選用了適合國家計算機等級考試的21世紀優(yōu)秀教材,將講課內(nèi)容進行了改革,對等級考試和學生后續(xù)課程學習有利的內(nèi)容多講、細講,對教材后面的新增的內(nèi)容進行簡單的介紹,為選修課設置了必要的“接口”。

(4)教學方法和手段現(xiàn)代化的研究

計算機技術基礎中蘊含著很多科學的思維方法,而這些方法對學生學習其它學科的知識也是適用的,所以領會和掌握計算機技術基礎中科學的思維方法將使學生終身受益,這些方法的學習就是計算機技術基礎中培養(yǎng)學生科學素質(zhì)的具體內(nèi)容。為了實現(xiàn)知識——能力——素質(zhì)一體化教學,在教學過程中我們針對不同的教學內(nèi)容,選用不同的教學方法和手段,徹底摒棄“灌輸式”的教學方法,從傳統(tǒng)的“學到什么”向“如何學”轉變,從注重知識傳授向注重能力培養(yǎng)轉變。教學中運用問題教學法、啟發(fā)式教學法、討論式教學法、自學式教學法等方式,引導學生多思考,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造思維能力;運用發(fā)現(xiàn)法教學,使學生把自己作為一個發(fā)現(xiàn)者,探索知識的來源,培養(yǎng)學生探索和發(fā)現(xiàn)問題的欲望及思考和解決問題的獨創(chuàng)性。

針對不同專業(yè)、不同基礎的學生,我們也采用不同的教學模式和方法。考慮到土木、船舶、機械類學生在畢業(yè)設計中,往往要進行大量的復雜的科學計算,我們在教學中,重點加強了學生在計算方法與數(shù)值分析中的教學,培養(yǎng)學生自己動手編寫相應的計算工具;對于電子、通信、自動化專業(yè)的學習,強化了學生在基本位運算、硬件地址等相關內(nèi)容的教學,為學生在將來的電路系統(tǒng)專業(yè)課程學習打下基礎;對于海洋、環(huán)境學科,我們在教學中增加了統(tǒng)計分析、方差回歸等教學;外語系、經(jīng)濟管理學院側重數(shù)據(jù)庫理論、圖形設計等教學。此外,為了滿足學生對于更高層次的教學要求,我們在教學中還穿行了關于本課程的提高版本C++以及相關熱點領域的介紹和講解,深受學生的關注和好評。對于部分能力出眾的學生采取單獨指導,讓他們借助參考資料學習更深一層的內(nèi)容等。

針對目前課時緊張,教授內(nèi)容較多的情況,我們要求教師充分備課,準備好電子教案,選擇恰當?shù)睦}、習題進行精講;盡量多的采用電子演示文稿、大屏幕多媒體聯(lián)機演示等先進教學方式,把計算機課程講得生動活潑、引人入勝,同時可省下大量的教學時間;在實現(xiàn)多媒體教學的同時,計算機技術基礎教學課件課件已放到校園網(wǎng)上,并指導學生進行自主學習;向?qū)W生公布主講教師郵箱,利用網(wǎng)絡資源隨時解答學生的問題;并即將開通BBS教師論壇供教師們討論交流,以提高學生的計算機整體水平。

(5)考試方法的研究

引進了考試系統(tǒng),采取靈活多樣的考試方式,利用計算機網(wǎng)絡定期對學生進行模擬考試和期中期末考試。

計算機技術基礎包括兩部分,一個是理論課,另一個是實驗課。前者是考試課,后者是考察課。由于理論課講授中結合計算機等級考試知識,期末試卷測試中采用與二級等級考試相似的題型。成績劃分為平時成績、期中成績與期末考試成績。主要評分依據(jù)為學生課堂回答問題情況、作業(yè)完成情況及出勤情況等。這樣有效地調(diào)動了學生平時學習的積極性,避免了期末突擊學習現(xiàn)象的發(fā)生。實驗課考核分平時階段考核和期末考核,均利用考試系統(tǒng)進行。同時要求學生作關于課程的綜合設計的大作業(yè),綜合所學程序設計的知識,提高學生對所學知識的整體運用能力。

3教學效果

近幾年,由于學校擴大招生規(guī)模,教研室老師嚴重短缺,每位老師承擔了大量的工作,基本上都處于超負荷工作。但是,由于教研室采用了先進的教學方法和教學手段,同時對教學內(nèi)容進行了有效的改革,繁重的教學任務并沒有降低教學效果,相反,我們的課程受到了校內(nèi)同事的一致好評和學生的歡迎。學生在遼寧省非計算機專業(yè)二級等級考試水平考試中多次取得較好成績,有些班級的通過率達100%。課程組全體教師在授課的過程中時時滲透國考的題型,將講課內(nèi)容與國家教育部的白皮書及等級考試緊密結合在一起。雖然2005年我校等級考點剛剛申請下來,但經(jīng)過短短的一年時間,我校學生等級考試的通過率提高了17.44個百分點,取得了非常好的效果。

校督導組多次對課題組成員進行聽課,給予了充分肯定。在近三年的期中教學檢查中,學生對計算機基礎課堂教師的評價很好,主講教師的學生打分的優(yōu)秀率達100%。

兄弟院校的同行們對我校計算機基礎教學能在如此缺少課時的情況下,面對這么多的學生,超額完成教學任務,感到非常欽佩。

面對來自方方面面的贊譽,我們并沒有驕傲與自滿,感到自身的擔子更重了。因為我們深知,計算機技術基礎課程是培養(yǎng)學生應用計算機知識研究問題和解決問題,為完成畢業(yè)論文和畢業(yè)設計奠定基礎,為深入學習其他專業(yè)知識、培養(yǎng)學生用計算機解決專業(yè)問題的入門課程。所以我們必須走在時代的最前沿,緊跟時代的脈搏、不斷進取。在參加全國農(nóng)林院校的十五規(guī)劃教材的教學和教材研討會上,我們根據(jù)近幾年的教學經(jīng)驗闡述了自己的觀點,得到與會的全國其他院校同行的一致贊同。我們編寫的計算機基礎課程的教材已在全國多所農(nóng)林院校使用。

第3篇

未來的計算機技術將向超高速、超小型、平行處理、智能化的方向發(fā)展。盡管受到物理極限的約束，采用硅芯片的計算機的核心部件CPU的性能還會持續(xù)增長。作為Moore定律驅(qū)動下成功企業(yè)的典范Inter預計2001年推出1億個晶體管的微處理器，并預計在2010年推出集成10億個晶體管的微處理器，其性能為10萬MIPS（1000億條指令／秒）。而每秒100萬億次的超級計算機將出現(xiàn)在本世紀初出現(xiàn)。超高速計算機將采用平行處理技術，使計算機系統(tǒng)同時執(zhí)行多條指令或同時對多個數(shù)據(jù)進行處理，這是改進計算機結構、提高計算機運行速度的關鍵技術。

同時計算機將具備更多的智能成分，它將具有多種感知能力、一定的思考與判斷能力及一定的自然語言能力。除了提供自然的輸入手段（如語音輸入、手寫輸入）外，讓人能產(chǎn)生身臨其境感覺的各種交互設備已經(jīng)出現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實技術是這一領域發(fā)展的集中體現(xiàn)。

傳統(tǒng)的磁存儲、光盤存儲容量繼續(xù)攀升，新的海量存儲技術趨于成熟，新型的存儲器每立方厘米存儲容量可達10TB（以一本書30萬字計，它可存儲約1500萬本書）。信息的永久存儲也將成為現(xiàn)實，千年存儲器正在研制中，這樣的存儲器可以抗干擾、抗高溫、防震、防水、防腐蝕。如是，今日的大量文獻可以原汁原味保存、并流芳百世。

新型計算機系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)

硅芯片技術的高速發(fā)展同時也意味著硅技術越來越近其物理極限，為此，世界各國的研究人員正在加緊研究開發(fā)新型計算機，計算機從體系結構的變革到器件與技術革命都要產(chǎn)生一次量的乃至質(zhì)的飛躍。新型的量子計算機、光子計算機、生物計算機、納米計算機等將會在21世紀走進我們的生活，遍布各個領域。

量子計算機

量子計算機是基于量子效應基礎上開發(fā)的，它利用一種鏈狀分子聚合物的特性來表示開與關的狀態(tài)，利用激光脈沖來改變分子的狀態(tài)，使信息沿著聚合物移動，從而進行運算。

量子計算機中數(shù)據(jù)用量子位存儲。由于量子疊加效應，一個量子位可以是0或1，也可以既存儲0又存儲1。因此一個量子位可以存儲2個數(shù)據(jù)，同樣數(shù)量的存儲位，量子計算機的存儲量比通常計算機大許多。同時量子計算機能夠?qū)嵭辛孔硬⑿杏嬎悖溥\算速度可能比目前個人計算機的PentiumⅢ晶片快10億倍。目前正在開發(fā)中的量子計算機有3種類型：核磁共振(NMR)量子計算機、硅基半導體量子計算機、離子阱量子計算機。預計2030年將普及量子計算機。

光子計算機

光子計算機即全光數(shù)字計算機，以光子代替電子，光互連代替導線互連，光硬件代替計算機中的電子硬件，光運算代替電運算。

與電子計算機相比，光計算機的“無導線計算機”信息傳遞平行通道密度極大。一枚直徑5分硬幣大小的棱鏡，它的通過能力超過全世界現(xiàn)有電話電纜的許多倍。光的并行、高速，天然地決定了光計算機的并行處理能力很強，具有超高速運算速度。超高速電子計算機只能在低溫下工作，而光計算機在室溫下即可開展工作。光計算機還具有與人腦相似的容錯性。系統(tǒng)中某一元件損壞或出錯時，并不影響最終的計算結果。

目前，世界上第一臺光計算機已由歐共體的英國、法國、比利時、德國、意大利的70多名科學家研制成功，其運算速度比電子計算機快1000倍。科學家們預計，光計算機的進一步研制將成為21世紀高科技課題之一。

生物計算機（分子計算機）

生物計算機的運算過程就是蛋白質(zhì)分子與周圍物理化學介質(zhì)的相互作用過程。計算機的轉換開關由酶來充當，而程序則在酶合成系統(tǒng)本身和蛋白質(zhì)的結構中極其明顯地表示出來。

20世紀70年代，人們發(fā)現(xiàn)脫氧核糖核酸(DNA)處于不同狀態(tài)時可以代表信息的有或無。DNA分子中的遺傳密碼相當于存儲的數(shù)據(jù)，DNA分子間通過生化反應，從一種基因代瑪轉變?yōu)榱硪环N基因代碼。反應前的基因代碼相當于輸入數(shù)據(jù)，反應后的基因代碼相當于輸出數(shù)據(jù)。如果能控制這一反應過程，那么就可以制作成功DNA計算機。

蛋白質(zhì)分子比硅晶片上電子元件要小得多，彼此相距甚近，生物計算機完成一項運算，所需的時間僅為10微微秒，比人的思維速度快100萬倍。DNA分子計算機具有驚人的存貯容量，1立方米的DNA溶液，可存儲1萬億億的二進制數(shù)據(jù)。DNA計算機消耗的能量非常小，只有電子計算機的十億分之一。由于生物芯片的原材料是蛋白質(zhì)分子，所以生物計算機既有自我修復的功能，又可直接與生物活體相聯(lián)。預計10～20年后，DNA計算機將進入實用階段。

納米計算機

“納米”是一個計量單位，一個納米等于10[-9]米，大約是氫原子直徑的10倍。納米技術是從80年代初迅速發(fā)展起來的新的前沿科研領域，最終目標是人類按照自己的意志直接操縱單個原子，制造出具有特定功能的產(chǎn)品。

現(xiàn)在納米技術正從MEMS（微電子機械系統(tǒng)）起步，把傳感器、電動機和各種處理器都放在一個硅芯片上而構成一個系統(tǒng)。應用納米技術研制的計算機內(nèi)存芯片，其體積不過數(shù)百個原子大小，相當于人的頭發(fā)絲直徑的千分之一。納米計算機不僅幾乎不需要耗費任何能源，而且其性能要比今天的計算機強大許多倍。

目前，納米計算機的成功研制已有一些鼓舞人心的消息，惠普實驗室的科研人員已開始應用納米技術研制芯片，一旦他們的研究獲得成功，將為其他縮微計算機元件的研制和生產(chǎn)鋪平道路。互聯(lián)網(wǎng)絡繼續(xù)蔓延與提升

今天人們談到計算機必然地和網(wǎng)絡聯(lián)系起來，一方面孤立的未加入網(wǎng)絡的計算機越來越難以見到，另一方面計算機的概念也被網(wǎng)絡所擴展。二十世紀九十年代興起的Internet在過去如火如荼地發(fā)展，其影響之廣、普及之快是前所未有的。從沒有一種技術能像Internet一樣，劇烈地改變著我們的學習、生活和習慣方式。全世界幾乎所有國家都有計算機網(wǎng)絡直接或間接地與Internet相連，使之成為一個全球范圍的計算機互聯(lián)網(wǎng)絡。人們可以通過Internet與世界各地的其它用戶自由地進行通信，可從Internet中獲得各種信息。

回顧一下我國互聯(lián)網(wǎng)絡的發(fā)展，就可以感受到互聯(lián)網(wǎng)普及之快。近三年中國互聯(lián)網(wǎng)絡信息中心(CNNIC)對我國互聯(lián)網(wǎng)絡狀況的調(diào)查表明我國的Internet發(fā)展呈現(xiàn)爆炸式增長，2000年1月我國上網(wǎng)計算機數(shù)為350萬臺，2001年的統(tǒng)計數(shù)為892萬臺，翻一番多；2000年1月我國上網(wǎng)用戶人數(shù)890萬；2001年1月的統(tǒng)計數(shù)為2250萬人，接近于3倍；2000年1月CN下注冊的域名數(shù)為48575，2001年1月的統(tǒng)計數(shù)為122099個，接近于3倍；國際線路的總容量目前達2799M，8倍于2000年1月的351M。

人們已充分領略到網(wǎng)絡的魅力，Internet大大縮小了時空界限，通過網(wǎng)絡人們可以共享計算機硬件資源、軟件資源和信息資源。“網(wǎng)絡就是計算機”的概念被事實一再證明，被世人逐步接受。

在未來10年內(nèi)，建立透明的全光網(wǎng)絡勢在必行，互聯(lián)網(wǎng)的傳輸速率將提高100倍。在Internet上進行醫(yī)療診斷、遠程教學、電子商務、視頻會議、視頻圖書館等將得以普及。同時，無線網(wǎng)絡的構建將成為眾多公司競爭的主戰(zhàn)場，未來我們可以通過無線接入隨時隨地連接到Internet上，進行交流、獲取信息、觀看電視節(jié)目。

移動計算技術與系統(tǒng)

隨著因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展和廣泛應用、無線移動通信技術的成熟以及計算機處理能力的不斷提高，新的業(yè)務和應用不斷涌現(xiàn)。移動計算正是為提高工作效率和隨時能夠交換和處理信息所提出，業(yè)已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。

移動計算包括三個要素：通信、計算和移動。這三個方面既相互獨立又相互聯(lián)系。移動計算概念提出之前，人們對它們的研究已經(jīng)很長時間了，移動計算是第一次把它們結合起來進行研究。它們可以相互轉化，例如，通信系統(tǒng)的容量可以通過計算處理（信源壓縮，信道編碼，緩存，預取）得到提高。

移動性可以給計算和通信帶來新的應用，但同時也帶來了許多問題。最大的問題就是如何面對無線移動環(huán)境帶來的挑戰(zhàn)。在無線移動環(huán)境中，信號要受到各種各樣的干擾和衰落的影響，會有多徑和移動，給信號帶來時域和頻域彌散、頻帶資源受限、較大的傳輸時延等等問題。這樣一個環(huán)境下，引出了很多在移動通信網(wǎng)絡和計算機網(wǎng)絡中未遇到的問題。第一，信道可靠性問題和系統(tǒng)配置問題。有限的無線帶寬、惡劣的通信環(huán)境使各種應用必須建立在一個不可靠的、可能斷開的物理連接上。在移動計算網(wǎng)絡環(huán)境下，移動終端位置的移動要求系統(tǒng)能夠?qū)崟r進行配置和更新。第二，為了真正實現(xiàn)在移動中進行各種計算，必須要對寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務進行支持。第三，如何將現(xiàn)有的主要針對話音業(yè)務的移動管理技術拓展到寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務。第四，如何把一些在固定計算網(wǎng)絡中的成熟技術移植到移動計算網(wǎng)絡中。