广工计算机专业导论论文

《计算机专业导论》课程论文学生学院专业班级学号学生姓名成绩2013年12月8日1对计算机及计算机学科体系的理解计算机是一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。计算机由硬件系统和软件系统所组成，可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类。计算机学科是研究计算机的设计，制造和利用进行信息获取，表示，存储，处理控制等的理论、原则、方法和技术的学科。计算机学科主要分为三个大的研究方向：计算机系统结构、计算机应用、计算机软件与理论。计算机科学是研究计算机及其周围各种现象和规律的科学，亦即研究计算机系统结构、程序系统（即软件）、人工智能以及计算本身的性质和问题的学科。计算机科学涵盖了从算法的理论研究和计算的极限，到如何通过硬件和软件实现计算系统。计算机系统（硬件＋软件）计算机系统由计算机硬件和软件两部分组成。硬件包括中央处理机、存储器和外部设备等；软件是计算机的运行程序和相应的文档。计算机系统具有接收和存储信息、按程序快速计算和判断并输出处理结果等功能。计算机系统的特点是能进行精确、快速的计算和判断,而且通用性好,使用容易，还能联成网络。一切复杂的计算，几乎都可用计算机通过算术运算和逻辑运算来实现。计算机有判别不同情况、选择作不同处理的能力,故可用于管理、控制、对抗、决策、推理等领域。计算机能存储巨量信息。只要字长足够，计算精度理论上不受限制。计算机一次操作所需时间已小到以纳秒计。计算机是可编程的，不同程序可实现不同的应用。丰富的高性能软件及智能化的人-机接口,大大方便了使用。多个计算机系统能超越地理界限，借助通信网络，共享远程信息与软件资源。计算机系统是层次结构。内核是硬件系统，是进行信息处理的实际物理装置。最外层是使用计算机的用户。用户与硬件系统之间的接口界面是软件系统，它大致可分为系统软件、支援软件和应用软件三层。硬件系统主要由中央处理器、存储器、输入输出控制系统和各种外部设备组成。中央处理器是对信息进行高速运算处理的主要部件，其处理速度可达每秒几亿次以上操作。存储器用于存储程序、数据和文件，常由快速的主存储器和慢速海量辅助存储器组成。各种输入输出外部设备是人机间的信息转换器,由输入以及输出控制系统管理外部设备与主存储器之间的信息交换。软件系统的最内层是系统软件，它由操作系统、实用程序、编译程序等组成。操作系统实施对各种软硬件资源的管理控制。实用程序是为方便用户所设，如文本编辑等。编译程序的功能是把用户用汇编语言或某种高级语言所编写的程序，翻译成机器可执行的机器语言程序。支撑软件有接口软件、工具软件、环境数据库等，它能支持用机的环境，提供软件研制工具。支援软件也可认为是系统软件的一部分。应用软件是用户按其需要自行编写的专用程序，它借助系统软件和支援软件来运行，是软件系统的最外层。计算机系统可按系统的功能、性能或体系结构分类，如：专用机与通用机，巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机，流水线处理机与并行处理机，多处理机与多机系统、分布处理系统和计算机网，诺依曼机与非诺依曼机。操作系统是方便用户、管理和控制计算机软硬件资源的系统软件（或程序集合）。从用户角度看，操作系统可以看成是对计算机硬件的扩充；从人机交互方2式来看，操作系统是用户与机器的接口；从计算机的系统结构看，操作系统是一种层次、模块结构的程序集合，属于有序分层法，是无序模块的有序层次调用。操作系统是软件，而且是系统软件。操作系统能管理计算机系统的各种资源，扩充硬件的功能，提供良好的人机界面，方便用户使用计算机。它在整个计算机系统中具有承上启下的地位。操作系统由进程调度子系统、进程间通信子系统、内存管理子系统、设备管理子系统、文件子系统、网络子系统组成。操作系统有多种实现方法与设计思路，如：整体式系统、层次式系统、微内核系统。计算机软件知识的相关课程计算机软件知识的相关课程主要有：面向对象与Windows编程，嵌入式系统，离散数学、电路原理、模拟电子技术、数字逻辑、数字分析、数据库、计算机组成原理、微型计算机技术、计算机系统结构、软件工程、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。计算机专业要学习和掌握那些知识点，应具有那些能力计算机专业要学习和掌握电子技术和计算机组成与体系结构的基本原理、分析方法和实验技能，能从事计算机硬件系统开发与设计；掌握程序设计语言、算法与数据结构、操作系统以及软件设计方法和工程的基本理论、基本知识与基本技能，具有较强的程序设计能力,能从事系统软件和大型应用软件的开发与研制；掌握并行处理、分布式系统、网络与通信、多媒体信息处理、计算机安全、图形图象处理以及计算机辅助设计等方面的基本理论、分析方法和工程实践技能，具有计算机应用和开发的能力；掌握计算机科学的基本理论，具有从事计算机科学研究的坚实基础。学习计算机专业要具有较强理论基础和设计、开发软件能力的软件人才，以满足软件开发、技术管理、科学研究和高等教育等多层次的社会需要；需要掌握两到三种开发工具的使用，熟知数据库，了解操作系统，还要有需求理解能力与模块化思维能力；还要具备团队精神和协作能力，有良好的文档习惯、规范化的代码编写习惯、测试习惯以及学习和总结的能力。计算机研究、开发、发展的方向和前沿计算机研究方向包括计算机应用技术、计算机软件与理论、计算机系统结构。计算机应用技术研究方向：计算机网络、实时计算机应用、CIMS、计算机图形学、并行计算、网络信息安全、数据库、情感计算、数据挖掘、分布式计算、知识工程、计算机视觉、自动推理、机器学习、草图理解、网络性能分析与协议设计、网络管理与安全、计算机图形学、信息可视化、基于GPU的高性能计算、复杂系统(应急、物流、海洋)领域工程、基于SOA的空间信息共享与业务协同、语义搜索引擎、自然语言处理、机器翻译、搜索引擎、空中交通信息系统与控制、民航3信息与决策支持系统、智能交通系统理论与技术等。计算机软件与理论研究方向：计算理论、算法理论；软件工程、中间件、智能软件、计算环境；并行计算、网格计算、普及计算；密码学、信息安全、数据理论；图形图象算法、可视化方法；人工智能应用基础。计算机系统结构研究方向：分布式计算机系统、计算机网络系统与全球个人计算系统、真实感图形生成与虚拟现实技术。当今计算机科学发展趋势，可以把它分为三维考虑。一维是是向高的方向。性能越来越高，速度越来越快，主要表现在计算机的主频越来越高。像前几年我们使用的都是286、386、主频只有几十兆。90年代初，集成电路集成度已达到100万门以上，从VLSI开始进入ULSI，即特大规模集成电路时期。而且由于RISC技术的成熟与普及，CPU性能年增长率由80年代的35%发展到90年代的60%。到后来出现奔腾系列，到现在已出现了奔腾4微处理器，主频达到2GHz以上。而且计算机向高的方面发展不仅是芯片频率的提高，而且是计算机整体性能的提高。目前世界上性能最高的通用计算机已采用上万台计算机并行，美国的ASCI计划已经完成每秒12。3万亿次并行机。目前正在研制30万亿次和100万亿次并行计算机。美国另一项计划的目标是2010年左右推出每秒一千万亿次并行计算机（Petaflops计算机），其处理机将采用超导量子器件，每个处理机每秒100亿次，共用10万个处理机并行。专用计算机的并行程度比通用机更高。另一个方向就是向“广”度方向发展，计算机发展的趋势就是无处不在，以至于像“没有计算机一样”。近年来更明显的趋势是网络化与向各个领域的渗透，即在广度上的发展开拓。未来，计算机也会像现在的马达一样，存在于家中的各种电器中。那时问你家里有多少计算机，你也数不清。你的笔记本，书籍都已电子化。包括未来的中小学教材，再过十几、二十几年，可能学生们上课用的不再是教科书，而只是一个笔记本大小的计算机，所有的中小学的课程教材，辅导书，练习题都在里面。不同的学生可以根据自己的需要方便地从中查到想要的资料。而且这些计算机与现在的手机合为一体，随时随地都可以上网，相互交流信息。所以有人预言未来计算机可能像纸张一样便宜，可以一次性使用，计算机将成为不被人注意的最常用的日用品。第三个方向是向深度方向发展，即向信息的智能化发展。网上有大量的信息，怎样把这些浩如烟海的东西变成你想要的知识，这是计算科学的重要课题，同时人机界面更加友好。目前计算机思维的方式与人类思维方式有很大区别，人机之间的间隔还不小。人类还很难以自然的方式，如语言、手势、表情与计算机打交道，计算机难用已成为阻碍计算机进一步普及的巨大障碍。随着nternet的普及，普通老百姓使用计算机的需求日益增长，这种强烈需求将大大促进计算机智能化方向的研究。近几年来计算机识别文字（包括印刷体、手写体）和口语的技术已有较大提高，已初步达到商品化水平，估计5-10年内手写和口语输入将逐步成为主流的输入方式。手势（特别是哑语手势）和脸部表情识别也已取得较大进展。使人沉浸在计算机世界的虚拟现实（VirtualReality）技术是近几年来发展较快的技术，21世纪将更加迅速的发展。近年来，计算机科学中前沿的问题主要围绕信息、知识、智能三大研究领域展开讨论。而知识不同于信息，它是人们对信息经过大脑的加工与处理后，形成的规律、规则、方法及认识。智能则是指大脑从历史信息、知识的基础之上形成的对现有信息、知识的推理、演绎、判断的方法。根据研究分析表明，在三大研究领域中，主要有以下前沿热点研究。信息方面：信息处理、数据仓库和数据挖掘、生物信息学。知识方面：以知识科学与知识工程为主要研究的问题。智能方面：以人工神经网络的研究,机器证明,人工智4能与专家系统,遗传算法,代数逻辑学形成了本研究领域的主要特色。计算机应用领域计算机的应用领域已渗透到社会的各行各业，正在改变着传统的工作、学习和生活方式，推动着社会的发展。计算机的主要应用领域有科学计算、数据处理、辅助技术、过程控制、人工智能、网络应用。科学计算是指利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。在现代科学技术工作中，科学计算问题是大量的和复杂的。利用计算机的高速计算、大存储容量和连续运算的能力，可以实现人工无法解决的各种科学计算问题。数据处理是指对各种数据进行收集、存储、整理、分类、统计、加工、利用、传播等一系列活动的统称。据统计，80％以上的计算机主要用于数据处理，这类工作量大面宽，决定了计算机应用的主导方向。计算机辅助技术包括计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助教学。过程控制是利用计算机及时采集检测数据，按最优值迅速地对控制对象进行自动调节或自动控制。采用计算机进行过程控制，不仅可以大大提高控制的自动化水平，而且可以提高控制的及时性和准确性，从而改善劳动条件、提高产品质量及合格率。因此，计算机过程控制已在机械、冶金、石油、化工、纺织、水电、航天等部门得到广泛的应用。例如，在汽车工业方面，利用计算机控制机床、控制整个装配流水线，不仅可以实现精度要求高、形状复杂的零件加工自动化，而且可以使整个车间或工厂实现自动化。人工智能是计算机模拟人类的智能活动，诸如感知、判断、理解、学习、问题求解和图像识别等。现在人工智能的研究已取得不少成果，有些已开始走向实用阶段。例如，能模拟高水平医学专家进行疾病诊疗的专家系统，具有一定思维能力的智能机器人等等。计算机技术与现代通信技术的结合构成了计算机网络。计算机网络的建立，不仅解决了一个单位、一个地区、一个国家中计算机与计算机之间的通讯，各种软、硬件资源的共享，也大大促进了国际间的文字、图像、视频和声音等各类数据的传输与处理。你准备在哪些方向发展，有何规划与设想，你应做那些努力？我的职业方向初步定为程序员，为此，我应至少熟练掌握两到三种开发工具的使用，重点学习C/C++和JAVA，其次，能掌握一种简便的可视化开发工具；要熟知数据库，熟练掌握SQL的基本语法；要了解操作系统，了解它的内存