计算机发展论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇计算机发展论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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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。

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引言

随着信息时代的到来，人们对计算机性能要求的日渐提高。尤其是网络技术的迅猛发展的今天，一些在传统上由PC机处理的任务将转移到网络上处理，从而也对计算机技术提出了更高的要求。然而“技术瓶颈”成为目前摆在PC制造商面前的主要困难，比如一种新型的个人计算方法等。因而从某种意义上说，如果要打破这些技术壁垒，就要求这些制造商们必须开发出更为高级的微处理技术和更先进的计算机存储技术。为此，目前各国的计算机研究开发人员正在加紧研制新型的计算机，计算机无论从体系结构的变革还是到器件与技术革命都要产生一次量的乃至质的飞跃。在不久的将来，新型的量子计算机、光子计算机、生物计算机、纳米计算机等将会在21世纪悄悄走进我们的生活，乃至遍布于社会各个领域。

一、计算机技术的发展

自从1946年世界上第一台电子计算机诞生以来，电子计算机技术的发展已经走过了半个多世纪的历程。从第一代电子管计算机到现在正在开发的第六代神经网络计算机，计算机的体积不断变小，但性能、运行速度和存储功能却在不断提高。然而，人类的追求是无止境的，科学家们一刻也没有停止研究更好、更快、功能更强的计算机。从目前的研究方向看，未来电脑将向着以下几个方面发展。

(一)工作专业化。其实用过计算机的人都知道，并不是我们的每一件工作都需要一部高性能的PC才能完成，甚至有的时候，你采用高性能的计算机来办一个简单的事情还可能带来麻烦，因为高性能会带来高能耗、高发热量等不良的负面效应。因而可以预测，未来的计算机会根据大家从事的工作不同，在其性能上和外观上也会有很大的不同。专项工作的PC将会有专用设备，从而提高我们的工作效率。其实现在您如果仔细留意的话，目前在我们的身边就正在发生这样的变化。比如大型超市里的收银机、售卖彩票的PC机和银行的运行终端等等，这些都是为了提高某一项工作的效率和减少成本，逐渐由通用PC慢慢演变而来的。也许在不久的将来这样的趋势就会出现在我们的家庭生活中，比如用“家庭智控计算机”作为家用电器控制中心，为我们控制家中的电灯、电视、冰箱、空调、洗衣机等等，把我们的家变成一个智能的家。

(二)系统智能化。伴随着计算机的综合能力的日益强大，可以预见，未来民用化的计算机也可能会开始具备某种程度的智能化，以帮助我们来处理日常生活中的琐事，甚至出现以前我们所想的专门做家务活的机器人，这样可以让人们可以腾出更多的时间用于工作、学习、交际和娱乐等。大家知道当今社会，电子宠物已经越来越受到青少年一代的喜爱。这不仅因为电子化的宠物比真实的小猫小狗饲养更加方便，而且它还可以不断进行更新换代，另外它更容易与主人进行交流，甚至可以模拟多种宠物，可以与计算机之间进行通信等等。这些优势将让电子宠物取代一部分真正的宠物，成为未来人类的新伙伴。

(三)设计环保化。环境保护和节约能源是当今时代的主题。社会的发展也应当以保护环境、节约能源为前提，计算机行业也不能例外。我们知道随着计算机综合性能的提高，其能耗也将随之越来越大；而且现在计算机在人们的家庭生活中的扮演着越来越重要的角色，它运行的时间也将随之变得更长。因而为了不让计算机成为家中用电量最大的电器，技术人员也想尽各种方法让计算机的能耗降低，在这种情况下，就出现了像我们上面提到的那些专门化的计算机，它不仅让计算机的效率大幅提高，而且可以让低性能的硬件系统具备专业的功能，从而达到减少能耗的目的。另外还可以通过采用新的架构，比如采用“量子”“光子”“纳米”方式代替现有的硅架构的计算机，大幅降低计算机的能耗。而耗电的第二大户——显示系统，也将因为LCD、OLED等显示器的普及，不再成为用电大户。

(四)交流人性化。作为未来人类的工作和生活的工具以及家庭的智能控制中心，计算机需要和使用人之间进行不断地交流，才能更好为使用人服务。这就要求计算机和人之间的交流要人性化，才能让使用人真正乐意使用计算机。我们用美国微软古川副总裁所说“计算机将会变成一种能够与用户交流冷暖和喜怒哀乐等情感的产品”这句话来阐述未来计算机的发展思路，我想再贴切不过了。

为了实现这个目标，可以想象，未来的计算机的与使用人的交互方式将会实现多样化.而且随着计算机智能化的提高，多数工作它们可以自动选择操作的流程，其中的过程无需人们参与，所以软件的界面也越来越简单，使用起来就像现在操作家用电器或者手机一样简单，使用人无需再进行专门的学习或培训，就连老人小孩都能运用自如。信息技术的发展会使人们与计算机交流就像与人交流一样。人们使用计算机将变得更自然。其结果是：计算机的用户界面将变得更像人，虽然其应用程序并非“人工智能”程序。

二、移动技术的发展

随着因特网的迅猛发展和广泛应用、无线移动通信技术的成熟以及计算机处理能力的不断提高，未来社会各个行业新的业务和应用将随之不断涌现。移动计算正是为提高工作效率和随时能够交换和处理信息所提出，业已成为行业发展的重要方向。引入了移动计算的信息化平台有三个方面的内涵：第一，加上综合信息化平台不但要达成业务网络和传递网络的互联互通，还要具备移动或无线的运作能力。第二，可移动性将会带来自由性和自如性，这是丰富商务操作的充分条件，为其带来了更大的便利。第三，让更为灵活的信息和越加务实的要约真正具有时空价值和可转让性，进而有机地在行业内化竞争为合作，化封闭为共赢，激活固化的产品和服务，使企业和行业更加轻松面对机遇与挑战，使运营者富于想象力。这些都是构筑一个行业信息平台的必要条件。

移动计算主要包括三个要素：通信、计算和移动。这三个方面既相互独立又相互联系。其实在移动计算这个概念提出之前，人们对它的三个要素的研究已经有很长时间了，而移动计算是第一次把它们综合起来进行研究。它们三者之间可以相互转化，例如，通信系统的容量可以通过计算处理而得到提高。移动计算，由于它是一个大融合的综合工具，所以它至少可以在三个层面上为信息化“锦上添花”。首先，它可根据应用者不同的需要融合各种通信网络和技术，以达到效用的完全性；其次，它是计算机技术和通信技术的完美融合，能够使两者在行业体系中发挥更大的作用；第三，它可以将企业管理工具和业务工具融入信息化的大体系之中，使企业的管理、经营决策的做出是建立在完善的信息平台之上，因而大大增加了它的及时性和有效性。

虽然移动性可以给计算和通信在行业内带来新的应用，但同时不可避免的也会带来许多问题。其中存在的最大问题就是如何面对无线移动环境带来的挑战。在无线移动环境中，信号要受到各种各样因素的干扰和影响，因为会有多径和移动，给信号带来时间地域和频率地域弥散、频带资源受限、较大的传输时间延缓等等问题。这样一个环境下，引出了很多在移动通信网络和计算机网络中未遇到的问题。第一，信号通道可靠性问题和系统配置问题。有限的无线带宽、恶劣的通信环境使各种应用必须建立在一个不可靠的、可能断开的物理连接上。在移动计算网络环境下，移动终端位置的移动要求系统能够实时进行配置和更新。第二，为了真正实现在移动中进行各种计算，必须要对宽带数据业务进行支持。第三，如何将现有的主要针对话音业务的移动管理技术拓展到宽带数据业务。第四，如何把一些在固定计算网络中的成熟技术移植到移动计算网络中。当然，随着网络技术和移动计算技术的逐渐成熟和完善，这些问题都将会得到有效的解决，相信在不久的将来人类将迈入一个全新网络世界。那时候的工作、学习、生活方式将会如何，我想非常值得我们期待。

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计算机技术对社会发展造成的最鲜明的影响在经济发展方面主要表现为，计算机技术既影响了经济发展方式和社会经济结构，还影响了社会生产关系，使整个社会的经济发展呈现出一种新的态势。首先，计算机技术对经济发展方式的影响。在计算机技术的推动之下，社会经济发展方式由原来的单纯依靠手工操作的低效率发展方式转变成为了依靠计算机控制的数字化标准操作，不仅生产效率大大高于从前，而且生产质量也较之前有大幅度的提高。这种新的经济发展也解放了人力，人们不在被固定在生产线上重复一些机械劳动，这些劳动都被数字化设备所代替，人们只用对生产质量进行相应的检查即可。其次，计算机技术对社会经济结构的影响。计算机技术对社会经济结构的影响主要表现在新的产业——信息产业的产生。在原来的三个产业之外，出现了以信息制造、信息存储、信息传输和信息分享为主的第四个产业。越来越多的人投入到这个新的产业之中，使这个新的产业创造出越来越大的产值，对社会经济发展产生着巨大的影响。最后，计算机技术对社会生产关系的影响。计算机技术对社会生产关系的影响主要表现在，人们在生产中产生的关系发生了变化，越来越多的人依靠计算机技术或者计算机网络而成为了自由职业者，可以在自由的时间和地点完成给定的任务，摆脱了传统的生产关系对人的束缚。

1.2计算机技术对人们生活的影响

计算机技术对人们生活的影响既包括生活方式方面的影响，也包括思维方式方面的影响。首先，计算机技术对人们生活方式的影响。在计算机技术的支持之下，人们生活的方方面面都受到了相应的影响。在计算机技术的支持之下，传统的被动式新闻获取方式逐渐转变成为了上网主动搜索多样化的新闻并且与新闻者进行多种形式的互动；人们的购物方式也产生了改变，传统的逛街购物转变成为了逛购物网站购物，既便捷又高效；人们的娱乐方式发生了很大的改变，传统的看电视看电影的娱乐方式转变成了上网看各种影视剧等，满足人们的个性化需求；传统的阅读模式也发生了很大的改变，传统的纸质阅读模式也转变成为了电子书阅读，既降低了阅读成本，又可以随时随地开展阅读。这些都是在计算机技术的支持之下完成的，可以说，计算机技术对人们的生活方式带来非常深刻的影响和改变。其次，计算机技术对人们思维方式的影响。在计算机技术以及互联网发展的影响之下，人们的思维方式产生了新的改变，形成了计算机技术支持之下的互联网思维，如粉丝经济、试错和一切以用户为中心等思维，这些思维的产生对传统的思维方式产生了很大的影响。并且，将这些思维方式利用到其他领域之中也能够产生各种意想不到的效果。

2计算机技术对社会发展的负面影响

2.1计算机技术对社会关系的影响

计算机技术快速发展一方面使得各种交流工具越来越多，另一方面却使人际关系越来越淡化。通过调查研究发现，越来越多的人喜欢在网上通过各种交流工具来开展人际之间的交流，而在现实生活之中，他们却很少同身边的人说话沟通，甚至越来越多的人产生了某种程度的交流恐惧，不能够以正常的心态同他人面对面交流，产生了很多的社会问题。当前愈演愈烈的社会整体冷漠现象也同计算机技术的发展不无关系。在计算机技术的发展之下，各种社会问题通过网络被夸大和渲染，很多人因此对社会产生了一种失望情绪，进而造成了社会整体冷漠现象的产生。

2.2计算机技术对人身心健康的影响

计算机技术对人身心健康影响主要表现在，在计算机技术快速发展的影响之下，计算机中的各种内容对人们的身心健康影响越来越大。首先，计算机呈现内容的多样化造成人们对计算机依赖性的提高，造成了使用电脑时间过长，进而造成了眼睛疲劳、颈椎硬化、鼠标手等电脑使用问题。同时，长时间的使用电脑也造成了人们坐着的时间长，而运动时间减少的状况，使人们整体身体素质下降。其次，计算机呈现内容对人们心理造成了很大的负面影响。主要包括长时间打游戏产生的焦虑，长时间无意识上网产生的空虚以及长时间被多元化价值观冲击造成的心理失衡等，严重影响着人们的正常生活。

2.3计算机技术发展带来的计算机犯罪率激升

在计算机技术快速发展的催化之下，也使得一些别有用心的人发现了新的“致富”途径，即通过攻击他人计算机，盗取、售卖他人信息或者是直接窃取他人账号密码等来赚钱。这既影响了人们的网络使用安全，也影响了整个社会风气，在整个社会形成了一种不劳而获的气氛，影响深远。

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2人性化

为了使计算机不断的人性化，就不断的从空间上添加新的组件。当技术提升到一定程度时，能够充分支持产品的功能，人性化就会成为社会的首要需求。人性化也是计算机技术发展的趋势，随着计算机技术的发展，通信能力和计算能力都不断的提升，各种新型传感器、联网设备不断的发展，计算机技术就会进入更加人性化的普适计算时代，为人类提供方便和信息化的服务。

3目前计算机技术的创新发展

3.1微处理器的发展

它是计算机的核心，目前微处理器发展过程中，体型有了明显的缩小，当前处理器在微型方面受制于量子效应等多个方面。当前，无论是紫外光远对处理器性能的提升，还是其它方式对处理器性能的提升都存在一些缺陷，所以微处理器的发展的改良将直接影响到计算机技术的发展趋势。

3.2分组交换技术的发展

它会对计算机所得的数据加以分割，并让其长度成为相同的数据段，之后再在每一段数据前加以相关的信息，标识数据发送位置，之后再按照该标识来对数据进行传输。其方式是采用逐段方法使用通信链路，大大提升通信效能。

3.3纳米技术的发展

随着计算机技术日新月异，人们所需要处理的信息量大幅度增加，处理信息的速度变成关键性衡量指标。当前计算机处理信息依靠电子元件来完成。所以，电子元件性能的好坏影响着信息处理的速度。为此，计算机今后的发展会趋向于纳米技术方面，因为纳米技术会大大提升机程度。

4计算机技术的未来发展特点与趋势

4.1未来计算机技术的未来发展特点

（1）智能化模式，第五代计算机发展目标就是把计算机通过模拟人的思维与感觉，使其在处理信息和数据上更加的快捷和方便，使计算机技术的发展更加的广阔，机器人科技的发展就是体现计算机技术智能化快速发展的典型代表。（2）多极化方向发展模式，到目前为止，各行各业、各个领域都有各种类型的计算机为之服务，他们在各自的领域中不断的发展与创新，进而形成多极化的发展模式。在航空航天领域、军事国防领域以及生物科技领域等众多领域都与各种大中小型计算机的应用。（3）网络化模式，计算技术的网络化是计算机技术与现代的通信设备相结合，共同建立起一个功能强大、适用范围广阔的传递网络信息的计算机。从而使计算机技术实现网络化，并为全球化的发展贡献主要力量。

4.2未来计算机技术的未来发展趋势

未来计算机的发展有一些主要的趋势，例如神经网络计算机的发展，量子、分子计算机的发展，计算机中网络与软件技术上的新突破等等。计算机技术的未来发展将是多样化、全面化、智能化的，计算机技术的大发展会成为人们生产、生活的重要部分，未来计算机技术的发展将会给人类带来翻天覆地的变化和影响。

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一、企业计算的发展状况

1.企业计算的含义

企业计算（EnterpriseComputing）主要是指企业信息系统，如ERP软件（企业资源规划）、CRM软件（客户关系管理）、SCM软件（供应链管理、即物流软件），银行证券软件，财务软件，电子商务/政务（包括各种网站），数据仓库，数据挖掘，商务智能等企业信息管理系统。

2.企业计算的发展

回顾IT产业系统的发展脉络。40年前IBMS/360系统的诞生开创了以大型主机为核心的重心计算时代，计算机开始影响人类发展的历程。之后小型机的兴起和网络技术的成熟使分布式计算模式被人们广泛的接收。到了上世纪80年代，IBM发明的个人电脑（PC）更是将客户机/服务器的计算机模式逐渐推向一个高峰。随着互联网的出现，业界进入到了互联网计算时代，IBM在这个时期率先倡导了电子商务理念，使得IT手段首次成为了商业生活中不可缺少的组成部分。进入21世纪，IT业界再次迎来新变革大潮，我们看到以SOA、虚拟化技术为代表的21世纪企业计算模式已经渐露端倪，并成为成就企业创新成功的重要因素。

今天，企业需要通过不断的业务创新来推动自身的发展。越来越多的CIO开始意识到，在企业业务创新中，自身扮演着非常重要的角色。业务的创新离不开先进的IT基础架构支撑，这也对IT基础架构提出了新的要求，这些要求归结起来有如下几个方面：如何满足企业对掌控信息，优化IT的需求；如何帮助企业降低风险、提升员工的效率，支持业务灵活性。要解决以上的问题，建立一个面向创新的IT基架构是行之有效的途径。一个面向创新的IT基础架构的显著特征是以SOA，虚拟化技术为核心，具有安全、可扩展的特性，同时秉承开放标准的思想，有能力协同各方资源。

3.当今企业计算的模式

在当今的企业计算模式下，以下的一些热点正在成为重要的应用趋势：ServerFarm2.0（下一代ServerFarm），ServerFarm2.0实际上代表了虚拟化技术在客户数据中心的最新应用理念。它以虚拟化的服务器存储设备、系统管理和自动化软件为基础，同时是以一种服务的形式为客户变化的应用需求提供灵活的基础架构资源。应用ServerFarm2.0，客户可以缩短应用部署时间、简化硬件系统、大大节省硬件投资，同时管理流程自动化可以提高系统维护人员的效率。

绿色数据中心——gartner公司指出，环境的可持续性正在成为IT组织日益优先关心的问题，并预计到2011年将会超过一半的大型IT环境中实现对环境可持续性发展有益的流程和工具。数据中心日益增加的能源成本及供电、散热和空间方面的管理也正在成为一项重大的挑战。IBM很早认识到数据中心的能源效率是一个涉及到各个方面且相互联系的难题——从硅技术和芯片设计的进步，一直到数据中心的系统规划,以及如何运行这些系统以最大程度地减少能源的使用。

刀片及模块化计算——刀片以及模块化计算架构，以其经济、低功耗和灵活易于扩展的特性越来越受到企业用户，尤其是中小企业的青睐，并逐渐成为网络计算的标准设备。到目前为止，全球50多家风险投资公司为了推动刀片服务器生态环境的发展已经投入了超过10亿美元。

安全和业务弹性——伴随着愈演愈烈的网络侵入、病毒传播，和数据盗窃等问题的发生，安全和业务弹性越来越成为影响企业生存发展的根本问题之一。企业也开始重新思考解决安全问题的根本之道。企业对于安全性方面的需求主要有以下几个方面：系统各个层面的安全、安全快速的在线交易，广泛安全的网络传播、强制性的侵入侦测，协同合作伙伴实施企业范围内的安全保障、集中的密钥管理等。

二、嵌入式系统的发展状况

计算机产业革命的技术基础是集成电路、微处理器、微型计算机，它的计算手段起到了智力替代的作用。通用计算机智力平台的模式，，推动了嵌入式系统的智力嵌入，整个现代计算机形成了两个领域：一个是通用计算机领域，一个是嵌入式领域。

1.通用计算机和嵌入系统的区别

通用计算机提供了智力平台，主要实现软件设计，包括：计算机辅助设计、辅助制造、科学计算、工程设计等，实现了智力替代平台。而在嵌入式计算机领域中，智力嵌入是将嵌入式系统嵌入到对象体系中。这个对象体系包含家用电器、智能仪表、工控单元等多个领域，嵌入是带计算机内核的设备，所以提供了智力平台和智力嵌入模式，这就是计算机革命的两个模式。入式计算机出现以后，通用计算机和嵌入计算机分道扬镳，出现了两个不同的发展方向。嵌入式系统的发展走向单片机的道路，直到现在单片机仍然是嵌入式系统的重要发展方向。

通用计算机承担智力平台的使命，嵌入式系统承担智力嵌入的使命，这是两个不可兼容的技术发展方向。所以通用计算机承担的任务是高速海量的数字计算，而嵌入式系统主要是满足对象系统的全面智能化要求。现在通用计算机不断地提高速度和存储容量，而嵌入式系统中，位计算机仍然是一个很主要的应用形式。嵌入式系统的发展方向是超小型、超低价位、高可靠性和易耦合。嵌入到对象体系时，原对象系统应该和电子系统具备很好的耦合，包括传感器、传感器接口、驱动器接口、人机界面等。除了物理耦合性，还需要科学的耦合性，研究人员应对所涉及的技术原理深入了解。

2.嵌入式系统的发展

单片机是嵌入式发展的必然道路，通用计算机的体系结构不能替代嵌入式系统，必须建立一个创新的体系结构。英特尔最早提出了嵌入式系统经典的硬件体系，这个体系精简、高效、高可靠，它的指令系统突出控制功能，外部总线易扩展、易配置，提供了在位系统中必须遵循的特殊功能计算机管理模式，不管将来扩展任务电路单元，都遵循归一化的特殊功能管理模式。另外英特尔还带来了原创嵌入式操作系统。早期嵌入式操作系统受通用计算机影响最大，作为原创RTOS实时多任务操作系统，设计时必须考虑实时性、多任务性。

单片机时代也属于嵌入式时代，不过单片机进入电子应用领域，主要面对智能仪表、家用电器、工控单位等领域。在通讯网络遍布的后PC时代，很多计算机人才进入这个领域，形成了嵌入式系统全面发展的新时代，它和单片机时代是衔接的。单片机和嵌入式系统是两个时代概念，但其内涵相同，单片机是嵌入式独立发展的时代，两者之间并没有技术本质的差异，都遵循MCU和SoC道路。

嵌入式系统包含四个支柱学科：微电子学、计算机学科、电子学科和对象学科。四个学科共同促进嵌入式系统发展。其中对象学科和其他三个学科之间差异最大，所有嵌入式产品从对象学科中走出来，无论是计算机学科、微电子学科还是电子技术学科，都为嵌入式应用提供了一个广阔的平台，对象系统在这个平台上实现嵌入式系统的应用。

嵌入式系统新型的产业模式是一个扇形产业结构，和资本经济时代一体化封闭的产业结构有本质的差别。此外，半导体产业中还突显了知识产权产业，嵌入式产业中从百花齐放开始向技术集权方向发展。技术集权方式对整个产业发展很有利，可以做到技术上的高度统一和协调。平台模式的发展日益明显，微电子学科、计算机学科、电子学科都为对象学科构建理想的平台，提供最适合的集成开发环境和操作系统。

三、人工智能的发展状况

1.人工智能的含义

人工智能实际上是一个计算机系统，是模仿职能活动的程序，使之能显示出某些人类智能活动的特性以延伸人类智力的科学，所以可以说人工智能是计算机科学与心理科学相结构而产生的研究成果，是用计算机实现人的智力活动和功能的一门边缘学科。换句话说，它是计算机科学的一个分支，主要研究问题求解中的搜索问题和知识信息的处理问题、涉及计算机科学、心理学、哲学和语言学等多种学科，总的目标是增强人的智力。从实用的观点看，人工智能是一门以知识为研究对象，研究知识的获取、知识的表征方法和知识的使用，设计计算机使之模仿人脑的学习、推理等思维活动，来解决需人类专家才能处理的复杂问题，如医疗诊断、石油钻井、探矿、气象预报等课题。

2.人工智能的发展

现代人工智能的先驱者创立了很多的学科，例如维纳的控制论，冯·诺依曼的博弈论以及申农的信息论，它们对人工智能的形成和发展产生了很大的影响。整个60年代是人工智能发展的黄金时期，很多人工智能科学家在人工智能的各个领域做出了奠基性的贡献。

网络技术的发展，特别是世界范围内因特网的普及给新时期人工智能的发展注入了活力。而研究工作的结果给人工智能的信息系统建设以促进作用。人工智能将在未来的网络世界中扮演重要的角色。网络的快速发展，特别是极端丰富的网络资源要求计算机不但能用文本、图形，还能通过语音、动作姿势等与用户进行交互。这种交互应该是有目标导向的、合作式的，同时应该是自适应的，并为用户提供沉浸感。

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一、计算机网络技术在考古学中的应用

由于种种客观条件的制约，考古界目前对计算机的应用还处于起步阶段，目前在考古领域最广泛的应用仍停留于对考古发掘资料的计算机输入和数据库管理等方面。经过近十年的发展，考古资料信息的数据库管理技术已经在考古文博界得到了长足的发展和应用，而计算机网络技术因其自身也是处于不断发展的过程中，因此，在考古工作中还有待引入和普遍应用。

计算机网络技术的最大优势就在于能够将众多原本分散、孤立的计算机和其他相关的外部设备通过网络互联，从而以最小的成本付出，最大限度地发挥资源优势，达到人们对沟通信息、共享资源的目标要求。网络技术在考古工作领域的引入，其优势之一就在于能够将较昂贵的各类外部设备，如高精度扫描仪、磁带备份机、彩色打印机、光盘刻录机等通过网络进行共享，以充分拓展外部设备的应用范围。近年来，随着各类计算机外部设备的发展，原本较昂贵的硬件设施在性能大幅提高的情况下，其价格却在不断下降，一些原本无条件普遍使用的设备也正在逐步普及，利用网络实现硬件资源共享的这一基本目的随之也就不再具有明显的优越性。因此，计算机网络技术在考古工作中的应用，其最主要的意义是在于借助于网络架构模式，实现考古信息的网络化管理、共享、传播以及信息的检索和交流。

1.考古信息的网络化管理

考古信息的有序、科学管理是考古工作中的一个重要方面和后期研究的实际需求。在20世纪90年代初期对全国文博单位计算机应用状况的调查中，有半数以上的文博单位希望能够将计算机应用于田野工作、资料检索与处理系统及藏品管理系统等方面，由此可见，国内文博界已普遍认识到了传统信息管理模式的种种弊端，并迫切地需要一套现代化、高效率的信息管理模式[1]。近年来，随着计算机数据库和多媒体技术的日趋成熟，考古部门已能够研制开发出符合考古工作需要的专业信息数据库管理系统。在计算机技术支撑下的新的考古信息管理系统，可以针对自身的学科特点和工作需要，充分利用计算机的多媒体技术、可视化技术和数据库技术，将考古信息以图、文、声、像等多种形式，按考古遗址、地层、单位等分门别类进行输入和归档、管理，并可按照研究者的不同要求快速、准确地对资料进行检索、查询、统计和研究。因而，考古信息管理系统的开发研制，在国内考古界已成为计算机应用的主要领域之一。

然而，随着计算机数据库信息管理技术在考古工作中应用的不断深入，普通的计算机数据库管理技术的缺陷和不足也日益凸显。最明显的不足是，目前应用于考古工作中的数据库管理软件，其操作方式还大多停留于单机工作状态，这种方式已不能充分满足考古发掘信息的科学有效管理和共享要求，在一定程度上限制了考古信息在后期分析、归纳和整合等应用方面的效率。这一问题目前已被考古工作者认识到，并着手进行了构架于网络平台管理系统的开发[2]。

通常来说，一个考古部门的田野考古工作不可能长期固定于某一特定区域，因此，普通的考古信息管理系统在这种情况下就无法及时地补充和更新考古发掘的最新信息，即使在具有便携式计算机等条件下，不具备网络化信息管理系统支持，也只能够做一些必要的基本资料录入，而考古信息的最终归档工作，则只能待一个区域的考古发掘工作告一阶段后，再进行后期的补充输入。这种情况无疑造成了考古资料信息归档工作的滞后和资料输入工作的重复。网络技术在考古信息管理中的应用，可以充分发挥出信息资源共享的优势，使考古信息通过网络实现实时的远程输入、检索、归档和管理。借助构建于网络技术平台的考古信息管理系统，考古工作者通过对网络服务器中专业数据库的远程访问，可以实现对考古信息的网络输入、检索和管理，并及时追加和补充考古发掘的最新信息。这种方式不仅有助于提高信息的输入和检索效率，考古工作者还可结合数据库中同类遗迹、遗物的资料比照，对考古发掘工作中的各类考古遗迹作出对比分析，有助于进一步提高田野考古发掘研究工作的主动性。

为了保证发掘资料检索、使用的有序和安全，可以根据使用者的不同，在网络管理系统中设置不同的使用权限。如考古机构中的领队人员等，可以通过网络对已归档的各个发掘区域的考古信息进行实时地全面检索和查询，并就已归档的资料加入批注，以有效地实施对田野发掘工作的全面指导；发掘人员根据其不同的工作区域，拥有在特定模块进行检索、输入的权限，以便将最新的发掘资料进行远程追加输入。这种方式，在保证已归档考古信息安全性的同时，提高了考古信息管理的同步、更新效率。

2.考古信息的网络化共享

网络技术应用于考古工作的另一个重要方面就是考古信息的网络化共享。考古信息的网络化共享，首先是在网络管理系统平台支持下的考古信息共享。构建于网络平台之中的考古信息管理系统，不仅为远程输入和管理考古信息奠定了基础，同时也为远程共享考古信息提供了可能。以规范化为基础构建的考古信息管理系统，其基本信息是可以实现相互沟通的。假设在全国考古机构的信息化工作步入一定的阶段后，各级相关的考古机构都拥有了既相对独立又可相互沟通的考古信息管理系统，那么借助于网络技术平台，就可以在全国范围内实现考古信息的网络化共享。这种工作方式的优势是显而易见的。一方面，相关考古机构的上级主管部门可以借助这一考古信息网络管理平台对考古发掘与研究现状实现有效的实时监督和指导，最大限度地减少因信息滞后所带来的种种弊端；另一方面，考古工作者也可借助这一网络平台及时地了解和掌握已公布的考古发掘和研究信息，并可在一定程度上实现考古信息的交流。当然，由于考古发掘工作的自身特点和考古信息的相关要求，这一层次的考古信息网络化共享应当严格限制于考古专业人员，并且要遵循考古信息的相关规章制度，以保证考古信息的安全和有序。

实现考古信息网络化共享的另一个重要的方式，就是借助于专业化的考古学信息网站的考古信息来实现的。随着计算机网络技术应用的不断深入，目前在互联网上已经出现了越来越多的考古学专业信息网站，这些专业网站在一定程度上为考古工作提供了获取和共享考古信息的一个窗口。例如说，中国文物信息网()是《中国文物报》主办的网站，它借助于网络将最新的考古动态和信息进行，考古工作者只须登录该网站就可及时了解到这些信息。此外，一些专业网站还将已发表的考古专题研究资料输入数据库并联入网络，为学者开展相关课题的研究提供了可贵的资料信息。

3.考古信息的网络化传播和

借助于网络而实现的考古信息的传播与，其优势首先在于其“无时差”性。通过网络平台，最新的考古信息可以在第一时间内实现在网络上的和传播；其次，考古信息的网络化传播与，除了在初始的制作过程中需要投入一定的费用外，后期几乎不需再有什么费用的投入，与传统的传播方式相比较，显然是具有“低成本”的优势，这一特性也就为考古信息的网络传播与提供了有力的支持；第三，就是考古信息的“可及性”。借助于网络所实现的考古信息的传播与，为研究者提供了极大的便利，只要是有条件接触网络的地方，就可以及时地通过网络了解和掌握考古发掘和研究工作的最新信息。这一优势极大地改变了传统的研究方式，也在一定程度上改善了研究过程中资料收集工作的困难局面；第四，就是由于信息技术的独特优势，考古信息的网络化传播和具有“信息的多样性和交互性”这一显著的特点。传统方式的考古信息的传播和，囿于传播载体的局限，往往只能以文字、图像或者绘图等几种方式来传达考古信息，而信息技术所具备的优势，不仅可以提供更多的信息类别，比如说在线视频信息等，而且还可以提供诸如三维虚拟遗址地层图、虚拟现实等交互式的信息传播方式，为研究者提供全方位、多角度的研究资料。如上所述，考古信息的网络化传播与，由于其所具有的这些显著的特点和优势，使考古信息的网络化传播和具有着传统方式所无法比拟的优点。

考古信息网络化传播和的形式，目前主要有考古专业网站的信息，专业电子期刊的信息以及专业网上论坛等多种方式。借助于考古专业网站所实现的考古信息，可为研究者提供丰富和详实的专业信息；专业电子期刊，也是及时传播考古信息的重要途径之一。专业电子期刊，是在传统意义上的专业学术期刊基础上，借助于网络实现的一种形式，它具有着较好的时效性和信息类别的灵活性，是对传统印刷型期刊功能的拓展，其主要类别可分为在线WEB阅读和邮件订阅发送以及电子文档下载等多种方式。电子期刊与传统纸媒体杂志相比，具有许多新的特点和优势，从出版速度上看，即使出版速度最快的传统杂志也无法与网络电子刊物的即时性相比。据统计，世界各地见于著录的重要考古学期刊有950多种，出版者包括学术出版社、大学出版社、科研机构或学术团体以及独立的出版者等几个类别，其中20%拥有自己的网站[3]。这些电子专业期刊的出现，为考古信息的传播和提供了重要的途径。考古信息网络的第三种形式，就是专业网上论坛，这主要包括以公告板(BBS)等形式的田野考古动态、学术会议、热点学术问题的讨论等内容，这种方式因主要为研究者自发性地活动，是上面所述两种主要类别的补充。

4.考古信息的网络检索和实时交流

借助于网络技术所实现的考古专业信息的检索，是对传统信息检索手段的全面革新。考古信息的网络检索，彻底地摆脱了时空的限制，使专业信息的检索工作易如反掌。而且，随着网络考古专业信息的日益丰富，相信未来的信息检索工作将会主要依赖于网络技术进行。

专业考古信息的网络检索主要是指考古及其相关信息网络数据库检索[4]。正如上文所谈到，如果未来的考古信息处理系统能够通过网络实现互联的话，借助于这样一个庞大的考古专业信息的网络检索数据库进行考古专业信息的检索，将会为考古学的未来发展提供现代化的信息工具。目前从技术层面而言，实现这一目标是完全可以做到的，但是要建立这样一个全国性质的庞大的考古专业信息网络数据库，最主要的难度在于要建立一整套规范、科学、统一、安全的考古信息管理系统，并在全国范围内进行推广使用。此外，目前在网络中还存在着不可计数的专题性考古信息网络数据库，这些提供网络检索的专题性质的考古数据库，为我们的考古发掘和研究提供了十分重要的研究工具。

除了本学科信息的网络检索工作外，借助于网络平台，我们还可以实现对相关自然科学信息的网络检索。比如说，借助于网络平台，我们可以对考古发掘工地的GIS地理信息和早期航片进行检索，对于我们制订田野考古工作的实施计划有着一定的帮助。

此外，各种数字化的考古资料层出不穷，如《史记》、《汉书》等古代文献已经出现了电子版本，一些专业网站提供了在线式的文献检索服务，为查询、检索古籍提供了高效地现代化手段。我们还可以通过考古机构的专业网站及时地获取国内外相关考古信息。

目前而言，大部分网络用户使用的接入方式还是拨号上网，这种方式由于速率较低，在未来将会逐步为ADSL、光纤接入等宽带网络接入方式所取代。在现有接入方式的限制下，考古信息的实时交流还仅限于诸如网络虚拟论坛，网络实时文字信息交流等简单的方式，而需要更大带宽支持的视频实时交流等方式在现有的条件下还不能发挥出其应有的作用。随着宽带网络的日益普及，通过视频播放、网络虚拟论坛等方式实现的考古信息的网络实时交流，可以预见将会是未来考古网络化工作的一个重要内容。

二、计算机网络技术与考古学未来发展的前景展望

考古学的学科目的，归根到底是通过对古代遗迹、遗物的发掘，来获取各类蕴含的历史信息，以最终复原古代社会，探究古代社会发展规律。从这个意义上说，考古学的学科目的也可视作是对古代历史信息的辨识、认知，并通过对这些信息的分析、整合来复原古代社会。考古学科的这一特性和需求，也正是计算机及其网络技术所具有的优势之一。网络技术与考古学的紧密结合，将会为考古信息的认知和进一步的整合、分析提供强有力的工具，带给考古学以新的研究方法、手段，也将会对考古学的未来发展产生深远的影响。

计算机网络技术于考古学中的应用，从表层来说，是为考古学增添了一对信息时代飞翔的翅膀；而从深层次来说，将会对信息时代考古工作的结构重组起到有力地推动和促进。正如上文所述，计算机网络技术之应用于考古工作，不仅有助于我们进行考古信息的网络化管理、共享，而且还为考古信息的传播、以及网络检索和实时的交流提供了有力的工具，这些不同层次的应用，都将会对考古学的未来发展带来深远的影响。而在未来的发展中，最为令人振奋的当为构建于计算机网络技术的、统一规范的国家考古信息管理系统的建立，以及它所带来的考古工作模式的重组和进一步完善。

构架于计算机网络技术的考古信息管理模式，为考古学基础信息的整合和后期研究提供坚实的基础，将会对考古学的既有工作模式产生重要的影响。在不远的将来，随着条件的日渐成熟，将有可能构架出一个以计算机网络技术为运作平台的、覆盖全国范围的考古信息管理系统，这种管理系统相信不仅为考古工作的宏观管理提供一个有效地管理方式，而且也为考古研究者后期资料的整合与研究提供一个利器。例如，借助于现代的计算机及网络技术，我们不仅可以将考古发掘信息进行科学、规范地管理，而且还可以通过网络平台进行远程的信息管理、共享和交流。相信随着全国范围内统一、规范的考古信息管理模式的构建完成，考古工作的每一个工作步骤，从初期踏勘、田野发掘到后期的资料整理都可以在此管理模式中进行运作，考古工作的网络化宏观管理将会得以实现。

当然，限于目前计算机技术的发展水平，本文只是对网络技术应用于考古学所做的初步设想。我们相信，随着未来计算机技术的不断发展成熟和在考古工作中应用的不断深入，计算机网络技术将会在考古工作中发挥出更大的作用。

【参考文献】

[1]李科威，于冰，童波.全国文博系统计算机应用状况调查.东南文化，1991，(3、4)：253.

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二、基于网络的自主学习环境:

随着科技的进步，各门学科都产生了其学科本身特点所决定的深层次的变革。高校学生在知识获取过程中遇到了前所未有的开阔性与实时性变化。学生的学习再也不像以前一样局限于教师授予和课本介绍，不论哪个学科学生学习过程中所要涉猎的知识越来越广阔，甚至连图书馆藏书都不能满足学生实时的需要。而基于此问题应运而生的基于网络的自主学习环境的建设就是各高校在现阶段需要完成的重点问题。

首先，基于网络的自主学习环境的建设的第一方面就是教学资源的准备。在网络技术与信息飞速发展的新时期环境下，教师的教学资源不仅仅局限于授课过程中使用的讲稿与电子课件，而要根据学生学习需要建立起适合学生随时自主学习的网络教学平台。教师将课程相关的教学大纲、教学计划、实验素材、课程要求、操作步骤、重点讲解等内容公布于网络教学平台，供学生随时下载与练习，跨越了空间与时间的限制，使课程开展于学生可供选择的随时随地，大大提高学生学习的自主性。

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一、计算机图形学的发展

计算机图形学是利用计算机研究图形的表示、生成、处理，显示的科学。经过30多年的发展，计算机图形学已成为计算机科学中最为活跃的分支之一，并得到广泛的应用。1950年，第一台图形显示器作为美国麻省理工学院（MIT）旋风一号——（Whirlwind）计算机的附件诞生．该显示器用一个类似示波器的阴极射线管（CRT）来显示一些简单的图形。在整个50年代，只有电子管计算机，用机器语言编程，主要应用于科学计算，为这些计算机配置的图形设备仅具有输出功能。计算机图形学处于准备和酝酿时期，并称之为：“被动式”图形学。

二、计算机图形学在曲面造型技术中的应用

曲面造型技术是计算机图形学和计算机辅助几何设计的一项重要内容，主要研究在计算机图象系统的环境下对曲面的表示、设计、显示和分析。它肇源机、船舶的外形放样工艺，经三十多年发展，现在它已经形成了以Bezier和B样条方法为代表的参数化特征设计和隐式代数曲面表示这两类方法为主体，以插值（Intmpolation）、拟合（Fitting）、逼近（Ap-proximation）这三种手段为骨架的几何理论体系。随着计算机图形显示对于真实性、实时性和交互性要求的日益增强，随着几何设计对象向着多样性、特殊性和拓扑结构复杂性靠拢的趋势的日益明显，随着图形工业和制造工业迈向一体化、集成化和网络化步伐的日益加快，随着激光测距扫描等三维数据采样技术和硬件设备的日益完善，曲面造型在近几年来得到了长足的发展。

2．1从研究领域来看，曲面造型技术已从传统的研究曲面表示、曲面求交和曲面拼接，扩充到曲面变形、曲面重建、曲面简化、曲面转换和曲面位差。

曲面变形（DeformationorShapeBlending）：传统的非均匀有理B样条（NURBS）曲面模型，仅允许调整控制顶点或权因子来局部改变曲面形状，至多利用层次细化模型在曲面特定点进行直接操作；一些简单的基于参数曲线的曲面设计方法，如扫掠法（Sweeping），蒙皮法（skinning），旋转法和拉伸法，也仅允许调整生成曲线来改变曲面形状。计算机动画业和实体造型业迫切需要发展与曲面表示方式无关的变形方法或形状调配方法，于是产生了自由变形（fFD）法，基于弹性变形或热弹性力学等物理模型（原理）的变形法，基于求解约束的变形法，基于几何约束的变形法等曲面变形技术和基于多面体对应关系或基于图象形态学中Minkowski和操作的曲面形状调配技术。

2．2从表示方法来看，以网格细分（Sub-division）为特征的离散造型与传统的连续造型相比，大有后来居上的创新之势。而且，这种曲面造型方法在生动逼真的特征动画和雕塑曲面的设计加工中如鱼得水，得到了高度的运用。

三、在计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）的应用

这是一个最广泛，最活跃的应用领域。计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，CAD）是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力，辅助知识劳动者进行工程和产品的设计与分析，以达到理想的目的或取得创新成果的一种技术。它是综合了计算机科学与工程设计方法的最新发展而形成的一门新兴学科。计算机辅助设计技术的发展是与计算机软件、硬件技术的发展和完善，与工程设计方法的革新紧密相关的。采用计算机辅助设计已是现代工程设计的迫切需要。CAD技术目前已广泛应用于国民经济的各个方面，其主要的应用领域有以下几个方面。

3.1制造业中的应用。CAD技术已在制造业中广泛应用，其中以机床、汽车、飞机、船舶、航天器等制造业应用最为广泛、深入。众所周知，一个产品的设计过程要经过概念设计、详细设计、结构分析和优化、仿真模拟等几个主要阶段。同时，现代设计技术将并行工程的概念引入到整个设计过程中，在设计阶段就对产品整个生命周期进行综合考虑。当前先进的CAD应用系统已经将设计、绘图、分析、仿真、加工等一系列功能集成于一个系统内。现在较常用的软件有UGII、I-DEAS、CATIA、PRO/E、Euclid等CAD应用系统，这些系统主要运行在图形工作站平台上。在PC平台上运行的CAD应用软件主要有Cimatron、Solidwork、MDT、SolidEdge等。由于各种因素，目前在二维CAD系统中Autodesk公司的AutoCAD占据了相当的市场。

3．2工程设计中的应用。CAD技术在工程领域巾的应用有以下几个方面：①建筑设计，包括方案设计、三维造型、建筑渲染图设计等。②结构设计，包括有限元分析、结构平面设计、框/排架结构计算和分析等。③设备设计，包括水、电、暖各种设备及管道设计。④城市规划、城市交通设计，如城市道路、高架、轻轨等。⑤市政管线设计，如自来水、污水排放、煤气等。⑥交通工程设计，如公路、桥梁、铁路等。⑦水利工程设计，如大坝、水渠等。⑧其他工程设计和管理，如房地产开发及物业管理、工程概预算等。

3．3电气和电子电路方面的应用。CAD技术最早曾用于电路原理图和布线图的设计工作。目前，CAD技术已扩展到印刷电路板的设计（布线及元器件布局），并在集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路的设计制造中大显身手，并由此大大推动了微电子技术和计算及技术的发展。

3．4仿真模拟和动画制作。应用CAD技术可以真实地模拟机械零件的加工处理过程、飞机起降、船舶进出港口、物体受力破坏分析、飞行训练环境、作战方针系统、事故现场重现等现象。在文化娱乐界已大量利用计算机造型仿真出逼真的现实世界中没有的原始动物、外星人以及各种场景等，并将动画和实际背景以及演员的表演天衣无缝地合在一起，在电影制作技术上大放异彩，拍制出一个个激动人心的巨片。:

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最初CAD被解释为“计算机辅助绘图”，由于当时计算机在设计上的作用是替代传统手工绘图的一种新工具，但随着后来信息技术的飞速发展，计算机技术在各领域的广泛应用，CAD的含义也在不断变化扩展，随着20世纪70年代像素的产生、80年代三维曲面造型系统的开发等，使电脑绘图从只能用“线”这一基本绘制元素发展到可以用点、面、体进行绘制计算机图形，从而使CAD的含义也发展成现在人们比较熟知的计算机辅助设计这个概念了。1970年的威尼斯双年展首次接纳了计算机绘画作品，这也标志着新的视觉艺术形式的诞生得到了社会的承认。

我国的计算机辅助设计起源于20世纪70年代。与国外计算机辅助设计发展的轨迹相似，国内计算机辅助设计的研究与应用基本上是从各高等院校发展起来的。20世纪90年代初，随着我国现代化进程的迅速发展以及计算机的进一步普及，在环境艺术设计和创作领域，计算机技术应用的价值，逐渐得到人们的重视。

二、我国计算机辅助环境艺术设计的现状

计算机作为信息时代重要的技术工具，在环境艺术设计领域得到普遍应用。在20世纪90年代前，国内对环境艺术设计效果的表现是使用手工绘制的方法，到了20世纪90年代初期，计算机辅助设计技术开始在我国建筑业应用。计算机辅助设计技术在建筑设计表现领域以不可逆转的潮流迅速发展。尤其是到了20世纪末，计算机辅助设计逐渐成为建筑效果表现的主流。起初，设计师主要运用AutoCAD软件进行施工图的绘制，在方案阶段还以手绘为主。但随着相关专业软硬件的更新和进步，它自身的强大优势得以显示，同时对传统手绘表现产生了越来越大的冲击。

随着近十几年来我国计算机辅助环境艺术设计的发展，计算机建筑效果表现的类型己经有了很细致的划分，可以分为：计算机建筑效果图、计算机建筑漫游动画和计算机建筑效果虚拟现实。计算机建筑效果图主要是通过3DSMAX，Lightscape，Photoshop等计算机软件制作的静态的效果图。通过计算机三维软件从平面、立面数据中得到透视图，透视点位置及视点角度均可变换，然后再渲染出二维图像，这种方式是目前社会上应用最广泛的。计算机漫游动画是利用3DSMAX软件的三维动画功能，在建筑物的室内或室外的设计阶段就能以可视的、动态的方式全方位展示建筑物所处的地理环境、建筑物外貌和各种附属设施以及建筑物内部空间的效果，使人们能够在未来的建筑物中漫游，因而成为建筑设计方案及装修效果展示、建筑方案投标、论证、评审的有力工具。

三、计算机辅助环境艺术设计的发展趋势

当前，随着计算机软硬件技术的迅猛发展，计算机辅助设计在环境艺术设计领域受到了广泛的重视和应用，比如各种方案的汇报、投标以及招商广告中随处可见，从而出现了大量的绘图软件的教程以及在教学上更加重视计算机绘图软件的教学课程。人们更多的关注计算机技术，想方设法掌握各种绘图软件，在模型、材质、灯光以及各种渲染技法上花费大量的时间，而忽略了最终的效果图的艺术性。计算机辅助设计是科学与艺术以及计算机与艺术设计相结合的边缘学科。计算机辅助设计在视觉艺术创造规律、形式法则和审美方法与传统的艺术设计是相同的。所谓视觉艺术，是通过人的视觉感受而将客观内容纳入主观心灵并予以对象化呈现的艺术形态。一些美学研究者认为，从审美主体的角度来看，艺术离不开创造者和欣赏者两个方面，而这两个方面都要通过一定的感官和相应的感性物质媒介，前者创造出审美对象，后者达到审美愉悦。所以说，作为视觉艺术的计算机辅助设计作品既要真实的描绘场景，又要使欣赏者达到审美偷悦。不可否认，人们的欣赏水平在不断提高，求新、求异的视觉口味也越来越高。这源于技术的发展、审美的进步，计算机技术的发展对于社会和艺术创造产生了重大的推动作用。

在计算机辅助环境艺术设计发展的初级阶段，设计师的目标是使效果图具有真实感，能够模拟未来场景的真实效果，具有一定的实用性。目前的计算机建筑效果图的风格单一，已经不能满足大众的不断提高的视觉口味。计算机建筑效果图既是表现的技术同时它又是视觉艺术。设计师创造出审美对象，筑物内部空间的效果，使人们能够在未来的建筑物中漫游，因而成为建筑设计方案及装修效果展示、建筑方案投标、论证、评审的有力工具。使用的软件有Creator系列三维建模工具及Vega场景管理软件。计算机建筑效果虚拟现实技术强调的是一种身临其境的感觉，采用的是人与人之间自然的交互方式。它可以实现逼真的、纯三维的场景，可以全方位、多角度、完全由用户自由控制在场景中漫游。作为建筑师可以从多个角度观察建筑方案，所以说虚拟现实技术不仅可以使用于建筑表现，而且也是一种推敲方案的有利手段。VR技术在我国的环境艺术设计领域中有着广泛的应用前景，将给环境艺术设计带来革命性的改变。

设计师创造出审美对象，要使欣赏者达到审美愉悦而不是审美疲劳。为此，根据目前我国计算机辅助环境艺术的发展情况，未来计算机建筑效果图应呈现艺术化、人情化和多样化趋势。

参考文献：

[1]邓庆尧.环境艺术设计[M].济南：山东美术出版社.

[2]张绮曼.中央工艺美术学院环境艺术设计系—室内设计的风格样式与流派[M].北京：中国建筑工业出版社.

[3]张绮受.中央工艺美术学院一环境艺术设计与理论[M].北京：中国建筑工业出版社.

[4]李小艺.环境艺术设计的新视界阅.北京：中国人民大学出版社.

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1.1 计算机专业教学重理论轻实践

目前高校的计算机教学中，教学设备陈旧，教学理念落后，在实际的教学中计算机课程所占的课时较少，教师一般都比较注重计算机理论知识的传授，而忽略了学生的实践操作训练。由于课时的不足，而教学任务又比较繁重，所以教师要在很短的时间内完成教学任务，这样就会造成教学质量的下降。教师自身素质在教学水平上也有一定的限制，计算机技术的信息更新比较快，教师很难迅速掌握比较新的技术，这样久而久之就会造成信息的滞后，严重影响教学的效果和学生学习的兴趣。

1.2 教材更新速度慢，教学内容设置不合理

当今电脑几乎成为现代家庭中的必备品，学生已经能掌握一些基本的操作技巧，但是学校在理论的学习方面，对计算机应用软件的更新比较缓慢，无法适应计算机技术快速发展的形式，有一定的滞后性，这样会严重影响学生学习的积极性和兴趣。教师在设置教学内容的时候，往往是根据自己的教学经验进行安排的，这样就会与社会对计算机人才需求有所出入，这样就使得学生进入社会后不能学有所用，无法适应工作的需求。另外学校计算机设备的不足，导致学生没有足够的操作空间，造成理论和实践脱节的现象。

1.3 教学手段单一，教学资源缺乏

在高校的计算机教学中，教师应该注重理论和实践的结合，用理论指导实践，用实践来检验理论，培养学生的实践操作能力。但是在实际的教学过程中，教学手段单一，学生掌握了一定的理论知识，却没有得到相应的实践。在计算机教学的课程中，由于缺乏教学资源，使得教学的质量受到影响，比如在制作多媒体课件的时候，学生一般只是照搬教材中的内容，很少涉及到其他方面的素材，这对学生实践能力和创新能力发展是很不利的。

2 高校计算机教学改革的策略

2.1 注重教学中理论和实践的结合

理论是实践的基础，在高校计算机教学中重要的培养目标就是培养学生的实践能力，在高校的计算机教学过程中，不仅要培养学生的操作能力，也要培养学生的创新能力。所以在实际的教学过程中，教师可以为学生提供一些具有实践性的题目，选择一些与生活日常相关的话题，要有一定的难度和挑战性，使学生在实际完成的过程中，既能运用到学习到的理论，也能培养他们解决问题的能力。教师在教学的过程中应该注重培养学生的感性认识能力，构建学生主动学习的基础，增加实际案例的教学内容。学生学习理论和实践的结合关键有在于学生学习兴趣的培养，教师在教学过程中可以借助多媒体设备，拓宽资源渠道，激发学生学习的热情和积极性。

2.2 改进教学方法和手段，丰富教学资源

高校在进行教学改革的时候，要切合教学的目标以及学生的实际学习情况，改进教学的方法和教学的手段，摒弃传统的教学手段，体现以学生为主的现代教学观，加强教师和学生之间的互动，构建有效的学习方法，调动学生学习的积极性，促进教学质量的提升。为了提升计算机教学的质量和学生学习的水平，要构建全新的教学模式，在教学的过程中，教师要不断更新计算机知识，也要利用丰富的教学手段丰富教学的内容，不仅培养学生的计算机基本素质，也培养学生实际解决问题的能力。教师不仅要注重教学的方法和手段，也要积极营造一个学习的氛围，使学生能够变被动学习为主动学习，教师可以积极开发网络化的教学环境，为学生创造一个交互式的学习环境，满足个性化发展的需求。

2.3 完善教学的评价手段，激发学生学习兴趣

在实践的课程中，教师扮演着引导者的重要角色，不仅要加强和学生之间的沟通，也要加强在学生实践过程中的有效指导。在教学的过程中，有效的培养学生的自主学习能力，允许学生有不同的见解，教师要充分相信学生的判断力，给以学生充分想象的空间，教师对于学生的提问要及时给予帮助，对学生完成的作业及时的给以评价。传统的评价都是通过考试进行的，这种方法不能完全掌握学生的实践能力，同时也会给学生造成一种错觉，为了应付考试而学习，久而久之就会忽略实践的重要性，这样不利于学生的全面发展。所以教师要完善教学的评价方法，不仅要考核学生的理论知识，也要对学生平时学习表现和操作技能进行考核，这样既能够激励学生在平时努力学习，也能够避免出现学生为追求成绩而死记硬背的现象。

2.4 加强师资队伍的建设，提升教学水平

随着经济的迅速发展，社会对人才的要求也不断提高，对计算机技术的要求也相应的提高，高校要重视对师资队伍的建设，培养一批批适应时展的教师队伍。教师不仅要提升自身的专业水平，也要时刻关注企业对人才的需求，促进自身知识的不断更新。另外学校要多提供学习和进修的机会，为教师提供更多去企业研究学习的机会，使教师水平不断提高。高素质高水平的教师队伍是学校进行教学最重要的保障，不仅可以促进学生学习的发展，也可以促进学校计算机教学的改革，使其与时俱进。