计算机发展论文范文
时间：2023-03-19 03:30:07
计算机发展论文范文第1篇
之所以能够产生明显的效果，关键是政府职能明确，不断根据产业发展需要调整支持方向，改进资助体系和管理。总结美国联邦政府支持计算机技术研究开发的经验，对我国政府支持产业技术发展有着重要的借鉴作用。
一、美国政府对计算机技术发展的支持
第二次世界大战结束后，联邦政府一直是计算机技术的强有力支持者。按1995年不变价计算，1976-1995年间，联邦政府对计算机科学研究和技术开发的支持由1.8亿美元增加到9.6亿美元，增长了5倍。其中，基础研究投入由6500万美元增加到2.65亿美元；应用研究投入由1.16亿美元增加到7亿美元。联邦政府资助中约35-45%投向大学，其余55-65%投向政府实验室和产业界；政府基础研究资金的70%投向大学。联邦政府还对其他与计算机技术相关的研究给予资助。联邦政府对与计算机研究相关的其他技术和电子工程研究方面的投入由1972年的不到10亿美元增加到1995年的17亿美元，占联邦总投入的比重由5%增至7%。
联邦政府从其职能出发决定资助方向，政府资金主要投向以下几个方面。
(一)重点支持长期的基础性研究
美国政府在长期基础性研究和共性应用技术的研究开发方面发挥了重要作用。长期基础性研究的主要特点，一是其效益往往在短期内无法显现出来，风险较大。特别是在产业发展初期，企业没有实力进行这样的研究工作；二是其应用领域往往比较广泛，一家公司无法完全利用，而且又无力阻止竞争者利用其研究成果。因此，产业界较少对长期基础性研究进行投资。
美国联邦政府对计算机技术的长期基础性研究的资助项目已经取得了明显的效果。如，政府资助的计算机人工智能技术研究开始于70年代早期，直到1997年才研制出能够成功识别持续性语音的个人电脑。与此相似的是，国防基金从60年代就开始资助可用于三维图像的基础性系统研究，直到90年代才形成消费性产品。尽管这项成果在高性能仪器中早已开始应用，但近些年才广泛应用于医疗、娱乐及国防产业。
(二)资助计算机研究的基础设施
联邦政府在计算机基础设施建设方面发挥了关键作用，为美国发展计算机产业提供了源源不断的人才。
1.为产业发展培养了大量人力资源
联邦政府的资助计划培养了一大批电子工程和计算机科学的研究生和优秀研究人员，为计算机和电子工程的发展提供源源不断的后续人才。国家科学基金的数据表明，1985-1996年间，获得联邦资金资助的计算机和电子工程专业的研究生比例从14%增加到20%。联邦政府对研究生的资助主要采取助教奖学金的形式，助教奖学金占总资助额的75%以上。1985年到1995年，全国最好的计算机系里，如MIT、卡内基·梅隆、加利弗尼亚大学勃克力分校等的计算机和电子工程专业的研究生中约有56%得到了联邦政府的资助，其中一半是助教奖学金。1997年，斯坦福大学电子工业和计算机专业27%的研究生获得联邦政府资助，50-60%的博士得到资助。同时，政府资助的一些大型研究项目还培养了一批学术带头人。
2.为大学教育和研究提供了良好的设备和设施
配备和维护研究的硬件设备需要较高的资金投入，一般的大学很难筹集到这笔资金。联邦政
府采取多种形式来支持大学购买计算机设备，主要有两种形式：一种是为大学教学提供计算机设备；另一种是通过资助特定研究项目为大学提供精良设备。
联邦政府在支持大学研究设备方面的主要贡献，一是支持建立大学计算中心，资助大学计算机系开展研究工作。国家科学基金（以下简称“NSF”）于1956年就开始了为大学提供普通教学和研究用计算机的资助计划。该计划每年提供的资助金额增长很快，1958-1970年间，共资助了66,00万美元。60年代，国防部高级项目处(以下简称“DARPA”)重点资助了少数几个基础好的大学计算机系（如MIT，卡内基-梅隆大学，斯坦福大学）开展专门项目研究，资助项目的大部分资金用来采购设备。据估计，60年代，全美大学中约一半的计算设备是由政府机构资助提供。1981-1995年间，联邦政府资助了计算机科学系研究设备采购的65%，1985年高达83%。在电子工程方面，联邦政府的设备资助也维持在较高的水平，1982年为75%，1995年为60%。NSF启动了两套专门为计算机科学系提供设备的计划：计算机研究设备计划和一个更加广泛的协作实验研究计划。
二是研制高性能计算设备和建设网络设施。80年代中期，政府资助了IBM701等高性能计算机
的研制，造出了供研究人员进行各种研究使用的大型计算机系统。1985年，NSF启动了一项建立超级计算机中心的计划，资助建立了5个全国范围的计算机中心，为那些不能在普通计算机上进行的高级的、运算复杂的研究提供了条件。后来，这些中心成为高性能计算机的早期试验场，还对一些计算机科学系的教学起了重要作用。同时，这项计划还带动州、私人部门出资在其他大学建立超级计算机中心。
随着网络技术的发展，政府加大对网络设施的资助力度。1973年起，NSF着手进行一项科学网络的计划，每年提供60万美元到75万美元为大学的研究人员建立计算机网络。
(三)支持利用高新技术的大型应用系统的研究开发和推广
联邦政府有效资助了大型应用系统的研究开发项目。DARPA支持了计算机间相互联结的分批转换网络（ARPANET）的研究项目。这项研究促进了有关入网协议、分批转换及路线安排等项研究。同时也推进了对大型网络管理模式的开发研究，如，域名系统及开发电子邮件等。DARPA的研究成果显示了大型分批转换网络的价值，促进了其他网络的开发。NSF网络的建立形成了网络的基础。政府通过资助大型高新技术应用系统的开发，把学术界和产业界的研究者汇聚起来共同建立共用的实验室，交流思想，从而创造出一支有能力最终推动技术发展的研究力量。如，50年代的SAGE项目组织了来自MIT、IBM及其它研究实验室的研究者，整个项目过程中出现了许多创新思想，目前在计算机行业已经获得广泛认可的想法都是当时提出来的。许多计算机行业中的先驱人物也从50-60年代的控制计算机系统(SAGE)项目中获得了经验，后来这些人在代表着计算机及通讯事业新兴的公司及实验室中工作。SAGE的影响在后来的几十年中才逐步显现出来。
构造大型应用系统的实践表明，有些研究并不一定直接导致某一项技术的创新，而是导致开发与技术推广。应用开发是对已经研究出来的技术进行分析和合理组合，形成新的应用系统。如，建立大型应用系统的研究项目就是把电子通讯系统的原理应用到ARPANET项目开发中，形成了网络技术的基础。
(四)对产业技术的早期资助
20世纪50年代，联邦政府资助了绝大部分计算机技术的研究。那时，政府对计算机技术研究
开发的资助超过工业界R&D投入的3倍，几乎覆盖了整个计算机界的研究与开发。直到1963年，政府还资助着IBM计算机R&D的35%，Burroughs公司的50%，Control-Data公司的40%。从60年代末开始，因为整个计算机行业快速发展，政府对计算机R&D资助的比例急剧下降。直到70年代中期，政府资助仅占计算机R&D投入的25%，1979年达到战后的最低点15%。随着新项目的启动和里根执政时期的国防建设，1983年，政府对计算机技术研究的资助比例又有回升，约占20%。
美国政府对产业界的资助重点放在推动技术商业化方面。一是对产业界早期研究的资助。政府对企业实验室提出的一些有市场前景的技术给予资助，将其推向商业化。例如，IBM最先提出了相关性数据库的构想，但IBM考虑到这项技术构想可能对自己已经成熟的产品造成潜在的竞争威胁，没有继续进行商业化研究开发投入。而NSF资助加州大学伯克立分校对这一构想进行深入研究，并将其推向商业化；二是支持共性技术研究开发。有些研究开发具有商业价值，但属于共性技术，单个企业难以研究开发，或者企业担心难以控制竞争者使用技术成果。IBM最先开发了RISC(精简指令系统计算机)，但直到DARPA资助加州大学伯克立分校及斯坦福大学进行深入研究时，RISC才实现了商业化。该研究是作为70年代末、80年代初“大规模集成电路”（VLSI）项目的一部分来进行的。后来许多公司把以RISC为基础的产品引入了市场领域。
(五)联邦政府的资助对创新起到重要作用
联邦政府的资助计划促进了计算机技术的创新。据统计，1993至1994年间，美国全国共批准了1619项与计算机产业有关的专利。尽管这些专利的所有者75%是美国企业，但它们所引用的论文大部分是由大学或政府的研究人员撰写的。在按资助来源分类统计的论文中，51%的资助来自于联邦政府，37%来自产业界的资助。政府资助中NSF占22%，DARPA占6%。尽管这些数据仅限于两年的专利统计，但反映出联邦所资助的项目，特别是在大学里进行的资助研究，推动了计算机行业的技术创新。
二、美国政府在计算机产业技术发展各阶段中的主要作用
政府在计算机科学技术发展过程中的作用，随计算机产业成长和发展阶段不同而变化。(一)50年代——计算机技术发展的初期阶段，政府的主要作用是用户和资助者
在1960年以前，美国政府作为用户和资助者，主导着电子计算机技术的研究开发。这一期间，政府支持计算机技术主要出于国防需要，资助面比较窄，重点是对技术本身的试验，而且没有一个系统的长期战略计划。但是，这一时期的政府资助项目尝试了不同类型的资助机制，对私营部门产生了非常重要的影响。
50年代，几个主要计算机公司的R&D都得到过联邦政府的各种形式的资助。例如，在IBM公司的R&D投入中，政府合同资助投入占50%以上，直到1963年还有35%。联邦政府不仅在资金上对私营部门提供资助，而且从项目设计、技术思路、人力资源等方面提供了支持。资助的项目涉及到有关国家安全、人力资源培养等各方面，还包括一些综合性、高投入、不确定性大、具有长期影响的技术开发项目。政府资助的许多项目研究出了设备的原型，在这些原型基础上，研究人员可以进行更深入的探索。
(二)60-70年代——技术扩散和产业增长阶段，政府扶持的重点转向长期基础性研究和培养人才
60年代初期，美国的计算机行业开始商业化，可以独立于政府的资助和采购，全国出现了几个大型的计算机公司。这些大型公司建立了自己的实验室，并且有能力自己研究开发计算机应用技术，从而促进了计算机产业的商业化。如，IBM公司与美国航空公司在部分采用军事指挥和SAGE技术的基础上，开发了计算机订票系统（SABRE系统）。计算机定票系统的迅速发展成为推动计算机产业化的一个重要动力。与此同时，产业界对计算机人才的需求大大增加。出现了计算机科学领域，几个重要学校的计算机系已经成立。
随着计算机技术产业化和商业化，政府的资助重点开始转向长期基础性研究和培养人才。60年代后期至70年代，由于计算机产业界对R&D的投入增加，尽管政府资助产业界的绝对数额还在上升，但比例却急剧下降。
(三)80-90年代——计算机产业成熟阶段，政府积极组织和支持联合研究开发
随着产业界增加对计算机技术研究开发的投入，政府资助所占比例开始下降。80年代初期，日本的电子工程和计算机存储器等技术开发，使美国的计算机产业感到了竞争威胁。同时，美国半导体生产设备的国际市场份额从75%下降到了40%。“增强竞争力”成了美国80年代技术政策的关键字眼，国内要求政府采取行动的呼声提高。同时，大学与实业界开始以合资、协议等方式进行合作，或组织行业协会抵制来自日本的威胁。
为了提高美国计算机产业的竞争力，使其在世界占据领先地位，联邦政府不仅继续支持计算机科学和技术的研究，而且调整了支持重点和资助方式。政府对计算机技术的资助重点开始转向支持各界联合开发，通过支持行业协会等一些新机构，组织和促进产业界联合开发。1984年的国家合作研究法案从不信任法案中把研究协会的名字去掉了，从而使研究协会的合作合法化。政府支持半导体制造技术协会（SEMATECH）等行业性组织机构，发挥其在计算机技术联合开发中的组织作用。那一时期，半导体制造技术协会和高性能计算机研究所等受到政府资助的行业性机构，成为计算机技术研究开发和政策议程的主导者。
90年代，政府一方面对现存的政府所有的成熟的计算机基础设施实现商业化和私有化；另一
方面又开始资助新的更高层次的技术研究。如，NSF于1992年将其互联网向商业应用开放之后，又于1995年成功地把NSF的互联网推向私有化。与此同时，NSF和其他联邦机构还在继续进行下一代互联网（NGI）的开发与扩展工作，计划将互联网的数据传输速度提高100倍。NGI计划将建立一个试验性的、范围广阔的、可升级的测试系统，用以开发那些对国家至关重要的网络应用技术，如国防和医疗等。
三、几点启示
美国政府资助计算机技术发展的经验，对我们有以下几点启示。
(一)政府职能明确
在美国的计算机革命中，政府、产业界和学校起了不同的作用。政府主要引导大学和产业界研究机构的研究，特别在建立前沿研究需要的实物基础设施，培养大学生、研究生和技术队伍等方面起到关键性作用。尽管有些在市场中处于主导地位的大公司，如AT&T、IBM、微软和英特尔等在基础研究方面也投入了大量资金。但大公司更倾向投资于与其发展目标及产品开发有紧密联系的研究项目。而政府则在长期基础性研究、应用前途广泛的共性技术研究开发方面发挥了重要作用。
随着计算机产业从幼稚产业发展为成熟产业，美国联邦政府的作用经历了一系列变化。从50年代的用户和资助者，60-70年代的资助基础研究和培养人才，到80-90年代的合作者。资助机构和管理也从分散、无战略计划逐步发展到由专门机构统一协调。
(二)资助来源多元化和机制多样化，发挥政府机构的作用
联邦政府对于计算机技术与电子工程技术的资助主要是通过几个机构来完成的。例如国防部、国家科学基金、国家航空航天部、能源部及国家健康机构。这些机构的特点是，专业技术能力比较强，机构内部有许多专业技术人员，有些机构本身就是国家研究机构。除国家科学基金外，这些机构大都是计算机技术的直接需求和应用方，经常根据部门自身的需要资助计算机技术研究开发。
多元化的优点，一是有利于技术发展的多样性。由于计算机技术是工具性技术，各个领域有不同的需求，因此，每一个机构都有各自的资助重点及资助方式，从而促进计算机技术多样化发展；二是提供多种潜在的支持，增加了研究机构和研究人员的选择余地，有利于竞争；三是研究成果可以在不同的机构间转移，形成广泛的用途，提高了研究成果的利用效率。
(三)加强统一协调
尽管美国政府对计算机技术的资助计划是由专业管理部门分别执行的，但是，随着计算机产业的成熟和资助规模的扩大，各专业管理部门和联邦政府不断加强对计算机资助项目计划的统一协调和战略规划。60年代以前，军方对计算机技术的资助是根据各军兵种自己的需求分散进行的。60年代初，国防部成立了高级研究项目处，并成立了专门的信息处理技术办公室。一个重要目的就是协调军方各部门的长期战略性资助计划，实行统一管理。
90年代，美国国家科学技术委员会中设置计算机、信息和通讯委员会，该机构通过下级委员
会，协调12个政府部门或机构的有关计算机和通讯技术的R&D项目，并重点组织实施了5个具有长期战略意义的项目计划。
这种体制即发挥了专业机构的积极性和技术特长，又加强了统一协调，避免重复研究和
分散竞争资源的局面，提高了政府资助的整体效果。
(四)以多种方式支持计算机技术
除了资助研究开发以外，美国政府对计算机技术市场的形成发挥了重要作用。美国政府是高新技术的最大用户，政府采购为高新技术创造了巨大的市场。
从半导体到超级计算机，在许多领域中，政府创造了计算机及其技术的市场，促进新技术的标准化和核心技术在计算机行业的推广。例如，联邦政府为阿波罗号航天飞机采购的集成电路以及国防部的洲际弹道导弹项目都对集成电路生产能力的提高形成了一种刺激。为开发核武器，能源部及其前身机构对高性能计算机的需求驱动了早期超级计算机市场的形成。美国政府的统计体系也是早期计算机及其软件的大用户。在软件方面，通过建立联邦数据处理标准，联邦政府促使市场向“美国国家标准机构”制定的COBOL(面向商用的通用计算机语言)不断靠近；为使FORTRAN程序语言扩展应用于并联计算机，政府资助了高级FORTRAN论坛项目。
反垄断诉讼也具有深远的影响。例如，1952年出现了针对IBM的反垄断诉讼案，要求IBM公司出卖或出租其设备，以帮助其它公司进入这一商业领域。同时要求IBM公司对其包括电子计算机在内的所有有关信息处理设备的现有及未来专利实施许可制度，并规定了许可的比率。“司法部反垄断部门”的负责人认为，IBM诉讼案是“开放电子领域的一个进步”，为其他公司进入计算机行业打开了方便之门。
(五)保持战略产业在国际竞争中的领先地位
美国政府对计算机技术的贡献中最发人深省的是，政府不仅在计算机产业的发展初期发挥了作用，而且在计算机产业逐步趋于成熟时，仍然起着重要作用。
计算机技术已经趋于成熟，该产业不再像以前那么依赖于基础性研究了。政府为什么还要继续资助计算机技术研究呢？计算机行业是一个收益丰厚的高度竞争的产业，为什么一些大公司不能完全依靠自己的力量进行新技术的开发？实际上，在70年代后期和80年代初期，美国计算机产业界已经增加了对计算机技术研究开发的投入，政府的资助所占比例开始下降。而由于80年代日本的电子工程和计算机存储器等技术开发，对美国的计算机产业震动很大。因此，围绕提高美国计算机产业的竞争力，占据世界领先地位这一目标，政府和产业界联合起来，加大了计算机科学和技术研究的投入力度。
计算机发展论文范文第2篇
关键词:测试系统;VXI总线;PXI总线
测试技术涉及到众多学科专业领域,如传感器、数据采集、信息处理、标准总线、计算机硬件和软件、通信等等。测试技术与科学研究、工程实践密切相关,两者相辅相成,科学技术的发展促进了测试技术的发展,测试技术的发展反过来又促进了科学技术的进步。
测试仪器发展至今,大体经历了5代:模拟仪器、分立元件式仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。自上个世纪80年代以来,伴随微电子技术和计算机技术飞速发展,测试技术与计算机技术的融合已引起测试领域一场新的革命。1986年美国国家仪器公司提出“虚拟仪器”即“软件就是仪器”的概念。虚拟仪器是卡式仪器的进一步发展,是计算机技术应用于仪器领域而产生的一种新的仪器类型,它以标准总线作为测试仪器和系统的基本结构框架,配置测量模块,通过软件编程实现强大的测量功能。在虚拟仪器系统中,用灵活、强大的计算机软件代替传统仪器的某些硬件,用人的智力资源代替物质资源,特别是系统中应用计算机直接参与测试信号的产生和测量特征的解析,使仪器中的一些硬件、甚至整件仪器从系统中“消失”,而由计算机的硬软件资源来完成它们的功能。另外,通过软件可产生许多物理设备难以产生的激励信号以检测并处理许多以前难以捕捉的信号。虚拟仪器是计算机技术和测试技术相结合的产物,是传统测试仪器与测试系统观念的一次巨大变革。
测试技术和设备涉及国民经济和国防建设的各行各业,先进的电子测试设备在众多行业的科研、生产和设备维护使用过程中起着举足轻重的作用。特别是在电子产品、航空航天、武器装备、工业自动化、通信、能源等诸多领域,只要稍微复杂一点的涉及到弱电的系统(或装置)都要考虑测试问题。测试系统是设备或装备的一个必不可少的组成部分,如武器系统的维护维修离不开测试设备。一个系统(或装置)测试功能的完备与否已成为衡量其设计是否合理和能否正常运行的关键因素之一。
测试仪器和系统在国民经济和国防建设中起着把关和指导者的作用,它们广泛应用于炼油、化工、冶金、电力、电子、轻工和国防科研等行业。测试仪器和系统从生产现场各个环节获得各种数据,进行处理、分析和综合,通过各种手段或控制装置使生产环节得到优化,进而保证和提高产品质量。在武器系统科研试验现场,测试仪器和系统可获得试验中各个阶段和最终试验数据,用于及时发现试验中出现的问题和给出试验结论,并为后续相关试验提供依据。因此,测试仪器与系统对于提高科研和试验效率,加快武器试验进程和保证试验安全至关重要。以雷达、综合电子战为代表的军事电子领域,以预警机、战斗机、卫星通信、载人航天和探月工程为代表的航空、航天领域及以导弹武器系统为代表的兵器领域等都离不开测试设备,它是这些装备和系统正常使用和日常维护及维修所必备的。
1系统类型
现代的测试系统主要是计算机化系统,它是计算机技术与测量技术深层次结合的产物。随着计算机技术的发展,构成测试系统的可选择性不断加大,按照测试功能要求,可构成多种类型的计算机测试系统。在计算机测试系统分类问题上并没有严格的统一规范,以硬件组合形式划分,测试系统可分为基于标准总线的测试系统、专用计算机测试系统、混合型计算机测试系统和网络化测试系统等4种类型。
(1)基于标准总线的测试系统
基于标准总线的测试系统种类非常多,如ISA总线、PCI总线、STD总线、GPIB总线、CPCI总线、VXI总线和PXI总线等。这类系统采用各种标准总线,在PC计算机主板的扩展槽或者扩展机箱插槽上、工控机底板插槽上、VXI和PXI机箱背板总线上,插入各种A/D,I/O等功能和仪器模块,构成测试系统。
目前各类标准总线功能模块和模块化仪器品种齐全且商品化程度高,因此系统集成容易。此类系统具有标准化、模块化、可靠性高、可重构等特点。
(2)专用计算机测试系统
专用计算机测试系统是将具有一定功能的模块相互连接而成。专用计算机测试系统又可分为2大类,一类是专业生产厂商设计生产的大型、高精度的专用测试系统;另一类是专业生产厂商生产的小型智能测试仪器和系统。
专用计算机测试系统最重要的特征是系统的全部硬软件规模完全根据系统的要求配置,系统的硬软件应用/配置比高。因此,系统具有最好的性能/价格比,在大批量定型产品中采用这种类型比较合适。根据所采用微处理器的不同,专用计算机测试系统又可分为标准总线计算机系统和单片机系统。
(3)混合型计算机测试系统
这是一种随着8位、16位、32位单片机出现而在计算机测试领域中迅速发展的结构形式。它由标准总线系统与由单片机构成的专用计算机测试系统组成,并通过各种总线(串行或并行)将2部分连接起来。标准总线系统的计算机一般称为主机,主机承担测试系统的人机对话、计算、存储和处理、图形显示等任务。专用机部分是为完成系统的特定功能要求而配置的,如各种数据的现场采集,通常称为子系统。
(4)网络化测试系统
利用计算机网络技术、总线技术将分散在不同地理位置、不同功能的测试设备集成在一起,加上服务器、客户端以及数据库,组成测试局域网系统,通过网络化的虚拟仪器软件,共同实现复杂、相互组合的多种测试功能。网络型计算机测试系统的灵活性较大,可用多种方式及时地索取现场数据。
2发展现状
测试系统采用标准总线硬软规范使得测试系统向开放性、集成化发展,推动了测试系统标准化、模块化、虚拟化等进程。目前测试系统可选用的、主流的标准总线包括ISA总线、PCI总线、VXI总线、CP2CI总线和PXI总线及工业现场总线等,其中VXI总线和PXI总线最具有代表性。
VXI总线是上世纪80年代末期在VME总线的基础上扩展而成的仪器系统总线。VXI总线由于采用模块化开放式结构,易于扩展、重构和系统集成。它依靠有效的标准化,采用模块化的方式,实现仪器模块间的互换性和互操作性,使得不同厂商生产的测量模块能容易地组建一个高性能的测试系统。其开放的体系结构和即插即用方式符合信息产品的要求。缩短了测试系统的研制周期,降低了成本,减小了风险。因此,VXI总线一经问世便受到了测试界的认可并迅速得到推广。
VXI总线系统已在美国国防、航空航天、工业等领域得到较广泛应用。美国国防部对其三军武器维护维修的自动测试系统要求广泛采用现成的基于标准总线的COTS或商用硬件和软件产品。为了实现武器维护维修自动测试系统的标准化、通用化,陆海空军分别采用了综合测试设备(AFTE)、联合自动保障系统(CASS)、新型通用测试站(CTS)。美国许多生产自动测试系统的公司正在把标准的ATLAS语言转换为面向目标的Ada语言,将Ada为基础的测试环境(ABETIEEE-1266)转换为更广泛的测试环境(ABBET)。ABBET是一种易于修改和扩充的模块化开放式结构,而VXI总线和其VISA为能够满足这种环境的规范。为此,美国三军广泛使用VXI总线测量系统完成武器系统的维护维修,达到了降低费用、减少测试设备体积和提高测试效率等要求。
美军F-22战斗机从生产制造测试到现场维护维修测试过程都采用了商用的通用自动测试系统。此系统采用了VXI总线产品硬件、ABET软件、UNIX/POSIX/WINDOWS操作系统、局域网LAN、PC/工作站、专家诊断系统、可编程仪器标准指令(SCPI)等等。该系统具有体积小、价格低、测试速度高及性能高等特点。另外,VXI总线测试还广泛用机测试、导弹测试、风洞数据采集、喷气发动机测试、工业生产过程控制和波音757,767和777客机测试设备等等。
VXI总线测试系统不仅涉及到电子测量领域,而且已延伸到微波、毫米波和通信领域。在数字域、频率域和时间域的测试得到了较广泛的应用,譬如通信卫星、雷达和电子对抗测试中的任意波形发生器、频谱仪、逻辑分析仪、网络分析仪、微波/射频模块等。VXI总线不仅在军事上获得了应用,而且还在通信、铁路、电力、石化、冶金等行业得到了广泛应用。
全世界有近400家公司在VXI总线联合会申请了制造VXI总线产品的识别代码,其中大约70%为美国公司,25%为欧洲公司,亚洲仅占5%。在大约1300多种VXI产品中,80%以上是美国产品,其门类几乎覆盖了数据采集和测量的各个领域。在市场方面,2002年以前,美国VXI市场的总销售额虽然仍以每年30%～40%的增长。近两年来,由于PXI和CPCI等产品的掘起,VXI产品销售增势已趋缓。
1997年美国国家仪器公司NI了一种全新的开放性、模块化仪器总线规范———PXI总线标准。PXI的核心技术是CompactPCI工业计算机体系结构、MicrosoftWindows软件及VXI总线的定时和触发功能。PXI总线其实是PCI在仪器领域的扩展,它将CompactPCI规范定义的PCI总线技术发展成适合于测量与数据采集场合应用的机械、电气和软件规范,从而形成了新的虚拟仪器体系结构。制订PXI总线规范的目的是为了将台式PC的性能价格比优势与PCI总线面向仪器领域的必要扩展完美地结合起来,形成一种主流的虚拟仪器测试平台。
PXI总线的基础一是当今计算机技术,二是借鉴和吸取了VXI总线特点。VXI基于VME总线,而PXI基于PCI总线。由于标准PCI总线带宽是132MB/s,标准VME总线只有40MB/s,因此PXI总线性能优于VXI总线。由于PXI插卡尺寸小,所以它能够为便携式、台式与固定架式装置提供一个通用平台。开放的PXI总线规范可组成模块化的测试系统,它可以容易地整合多个厂家的测试产品。
PXI总线规范也能把不同平台的仪器集成到PXI测试系统中。如为了兼顾已有的VXI总线系统和保护用户投资,已开发了跨接VXI总线系统和PXI总线系统的转接卡。
近几年,PXI总线产品种类和数量增长迅速。PXI总线系统联盟(PXISA)就有60多家公司参与,这些公司生产或集成基于PXI总线的测试模块和测试系统。现在已有数百种不同的3U或6UPXI模块供用户选用。随着其应用范围和领域的不断扩大,市场份额也将迅速增大。
目前,测试系统发展方向主要表现在以下几个方面:
(1)基于标准总线的硬件平台
测试系统采用模块化开放式标准总线体系结构,易于扩展、重构和系统集成。于是,不同厂商生产的测量模块能容易地组建一个高性能的测试系统。测试系统集成强调基于COTS,不仅可降低系统成本和研制周期,而且可使系统容易升级换代。
(2)分布式、网络化结构
在工业生产和科研试验现场,由于被测系统(或装置)一般均采用分散布置或安装,因此,测试系统应可采用分布式或网络结构,以解决被测信号因长距离传输所造成的测试精度下降问题。同时,测试系统其内部电缆将明显减少,解决了过去复杂的连接问题。网络化测试系统具有资源共享、集中管理、分布测量和处理、功能多样化和操作便捷等特点。
(3)同步授时
测试系统要保证与测试对象的时间同步,此外其本身也应有时间基准要求。因此,测试系统必须要有统一的时间基准即时统,时统一般采用IRIG-B码。GPS授时为首选的一种时间基准。GPS授时型接收机不受时间、地点和气候的限制,可提供高精度、连续的实时授时信息。在测试系统中,应采用具有自主授时、内外同步功能的GPS模块以实现与测试对象同步。
(4)虚拟仪器
虚拟仪器技术的出现,大大增强了测试系统的功能。虚拟仪器的测量功能模式是“动态的”,可根据用户需要来定义或扩展,而不是“静态的”即固定的、不可变更的。除示波器、任意波形发生器、数字表、频谱分析仪等通用测量与分析仪器外,对不同的参量测量类型和需求,通过虚拟仪器平台,依各自测量参数的测量原理,利用信号分析与处理技术,通过编制软件程序,就能实现用户定制的各种测试仪器。因此,虚拟仪器在构建和改变仪器的功能和技术性能方面具有灵活性与经济性,且可缩小测试设备的体积、减少其重量。
3基本功能特点
传统的测试系统主要由“测试电路”组成,所具备的功能较少,也比较弱。随着计算机技术的迅速发展,使得传统测试系统发生了根本性和革命性变革。测试系统采用计算机代替常规电子线路作为主体和核心,从而产生了计算机测试系统。将计算机引入测试系统中,不仅可以解决传统测试系统不能解决的问题,而且还能简化电路、增加或增强功能、降低成本、易于升级换代。计算机测试系统具有高精度、高性能、多功能的特点。
计算机测试系统应用专业领域很广,不同的应用领域使用的测试系统或仪器在名称、型号、指标等方面有所区别,组成计算机测试系统的类型也不尽相同。但一般都应具备以下功能特点。
(1)自动校零
可在每次采样前对传感器的输出值自动校零,从而降低因测试系统漂移变化造成的误差,提高测试精度。
(2)自动修正误差
许多传感器的特性是非线性的,且受环境参数变化的影响比较严重,从而给仪器带来误差。可用软件进行在线或离线修正;也可把系统误差存贮起来,便于以后从测试结果中扣除,提高测试精度。
(3)量程自动切换
可根据被测量值的大小自动改变测量范围,从而提高分辨率。
(4)多参数实时测量
可同时对多种不同参数进行快速测量,对一些参数还可多次重复测量或者连续测量,多次重复测量有利于误差的统计,以更真实地反映参数变化规律。
(5)强大的数据处理、分析和评估
对测量的数据进行各种数学运算、误差修正、量纲换算,以及时域和频域分析等工作。对参数测量的结果具有分析和评估能力。
(6)虚拟仪器功能
通过软件编程设计实现仪器的测试功能,而且可以通过不同测试功能的软件模块的组合来实现多种测试功能。
(7)模拟仿真
通过软件可实现对被测试信号的模拟,以用于系统调试和自检,也可将采集的信息进行回放,用于模拟或仿真被测设备的输出。
(8)资源共享
利用计算机的网络口和串并口,可完成测试系统与外部设备之间的数据传输,实现远距离测量控制和资源共享,便于分布式测量、集中控制等。
(9)在线监测和故障诊断
可对测试系统自身进行实时监测,判断测试结果的正确性,并能自动记录和显示;一旦发现故障则立即进行报警,显示故障部位或可能的故障原因,可利用专家系统对故障排除方法进行提示。对于采用硬件热备份的系统,还可进行热切换,保证测试工作不中断。
4设计原则
计算机测试系统的研制过程一般应从分析测试任务需求开始;然后进行系统总体方案设计、硬件设计、软件设计、系统调试和现场调试;直到测试系统正式投入运行,并达到所要求的功能和性能指标为止。
测试任务需求分析阶段非常重要,此阶段主要分析系统的技术指标和功能,确定系统的输入通道类型和数量(模拟、数字和开关)、量程范围、采样频率和精度、传感器类型、测试结果评定标准、输出结果形式等。
对于计算机测试系统硬件设计,首先应综合测试任务需求规模、测试功能指标和测试环境等要素,确定系统结构的基础即选何种标准总线。由于测试任务需求的各异,对于相同硬件构架,通过软件编程可以构成各种不同功能和用途的测试系统。测试软件一般包括系统配置和标定、数据采集和存储、数据处理和分析、数据交换和结果输出、被测信号模拟仿真等5部分。
计算机测试系统设计时,一般应遵循和参照以下原则:
(1)高性能原则
测试系统可容纳接口种类要多;通道容量要大;采样频率要高;采集精度要高;仿真模拟/信号发生器要具备;数据存贮器容量要大;实时采集与处理能力要强;综合分析和评估要强;具备远程诊断能力。
(2)软件设计原则
软件设计应遵循标准化、模块化和可移植性强、代码效率高等原则。
(3)小型化与自动化原则
系统硬件结构要小型化和标准化,以便于运输和安装;自检功能要完备;智能化水平要高,便于操作。
(4)电磁兼容性原则
依据有关国军标,确保系统自身的电磁兼容性;系统在实际工作环境下能可靠地正常地运行;不对其它设备有影响或造成干扰。
(5)可重构原则
能对测试系统硬件和软件进行重新组合和配置,以适应不同测试对象的需求,从而提高投资效益。
5结束语
计算机测试系统在众多行业的科研、生产和设备使用过程中起着举足轻重的作用,其重视程度显著提高。伴随着信息技术的迅速发展,计算机测试系统将进一步向着开放性、标准化、模块化、重构性强、虚拟化和网络化等方向发展,其在工程技术的各个领域将得到更广泛地应用。
参考文献
[1]周明光,马海潮.计算机测试原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2005.
[2]李行善等.自动测试系统集成技术[M].北京:电子工业出版社,2004.
[3]乔立岩,彭喜元.开放式自动测试系统体系结构研究[DB/OL].中国科技论文在线.
[4]马飒飒,吴国庆等.COTS技术应用对军用ATE的影响[J].计算机测量与控制,2003,11(2).
计算机发展论文范文第3篇
未来的计算机技术将向超高速、超小型、平行处理、智能化的方向发展。尽管受到物理极限的约束，采用硅芯片的计算机的核心部件CPU的性能还会持续增长。作为Moore定律驱动下成功企业的典范Inter预计2001年推出1亿个晶体管的微处理器，并预计在2010年推出集成10亿个晶体管的微处理器，其性能为10万MIPS（1000亿条指令／秒）。而每秒100万亿次的超级计算机将出现在本世纪初出现。超高速计算机将采用平行处理技术，使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理，这是改进计算机结构、提高计算机运行速度的关键技术。
同时计算机将具备更多的智能成分，它将具有多种感知能力、一定的思考与判断能力及一定的自然语言能力。除了提供自然的输入手段（如语音输入、手写输入）外，让人能产生身临其境感觉的各种交互设备已经出现，虚拟现实技术是这一领域发展的集中体现。
传统的磁存储、光盘存储容量继续攀升，新的海量存储技术趋于成熟，新型的存储器每立方厘米存储容量可达10TB（以一本书30万字计，它可存储约1500万本书）。信息的永久存储也将成为现实，千年存储器正在研制中，这样的存储器可以抗干扰、抗高温、防震、防水、防腐蚀。如是，今日的大量文献可以原汁原味保存、并流芳百世。
新型计算机系统不断涌现
硅芯片技术的高速发展同时也意味着硅技术越来越近其物理极限，为此，世界各国的研究人员正在加紧研究开发新型计算机，计算机从体系结构的变革到器件与技术革命都要产生一次量的乃至质的飞跃。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世纪走进我们的生活，遍布各个领域。
量子计算机
量子计算机是基于量子效应基础上开发的，它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态，利用激光脉冲来改变分子的状态，使信息沿着聚合物移动，从而进行运算。
量子计算机中数据用量子位存储。由于量子叠加效应，一个量子位可以是0或1，也可以既存储0又存储1。因此一个量子位可以存储2个数据，同样数量的存储位，量子计算机的存储量比通常计算机大许多。同时量子计算机能够实行量子并行计算，其运算速度可能比目前个人计算机的PentiumⅢ晶片快10亿倍。目前正在开发中的量子计算机有3种类型：核磁共振(NMR)量子计算机、硅基半导体量子计算机、离子阱量子计算机。预计2030年将普及量子计算机。
光子计算机
光子计算机即全光数字计算机，以光子代替电子，光互连代替导线互连，光硬件代替计算机中的电子硬件，光运算代替电运算。
与电子计算机相比，光计算机的“无导线计算机”信息传递平行通道密度极大。一枚直径5分硬币大小的棱镜，它的通过能力超过全世界现有电话电缆的许多倍。光的并行、高速，天然地决定了光计算机的并行处理能力很强，具有超高速运算速度。超高速电子计算机只能在低温下工作，而光计算机在室温下即可开展工作。光计算机还具有与人脑相似的容错性。系统中某一元件损坏或出错时，并不影响最终的计算结果。
目前，世界上第一台光计算机已由欧共体的英国、法国、比利时、德国、意大利的70多名科学家研制成功，其运算速度比电子计算机快1000倍。科学家们预计，光计算机的进一步研制将成为21世纪高科技课题之一。
生物计算机（分子计算机）
生物计算机的运算过程就是蛋白质分子与周围物理化学介质的相互作用过程。计算机的转换开关由酶来充当，而程序则在酶合成系统本身和蛋白质的结构中极其明显地表示出来。
20世纪70年代，人们发现脱氧核糖核酸(DNA)处于不同状态时可以代表信息的有或无。DNA分子中的遗传密码相当于存储的数据，DNA分子间通过生化反应，从一种基因代玛转变为另一种基因代码。反应前的基因代码相当于输入数据，反应后的基因代码相当于输出数据。如果能控制这一反应过程，那么就可以制作成功DNA计算机。
蛋白质分子比硅晶片上电子元件要小得多，彼此相距甚近，生物计算机完成一项运算，所需的时间仅为10微微秒，比人的思维速度快100万倍。DNA分子计算机具有惊人的存贮容量，1立方米的DNA溶液，可存储1万亿亿的二进制数据。DNA计算机消耗的能量非常小，只有电子计算机的十亿分之一。由于生物芯片的原材料是蛋白质分子，所以生物计算机既有自我修复的功能，又可直接与生物活体相联。预计10～20年后，DNA计算机将进入实用阶段。
纳米计算机
“纳米”是一个计量单位，一个纳米等于10[-9]米，大约是氢原子直径的10倍。纳米技术是从80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域，最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子，制造出具有特定功能的产品。
现在纳米技术正从MEMS（微电子机械系统）起步，把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积不过数百个原子大小，相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源，而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。
目前，纳米计算机的成功研制已有一些鼓舞人心的消息，惠普实验室的科研人员已开始应用纳米技术研制芯片，一旦他们的研究获得成功，将为其他缩微计算机元件的研制和生产铺平道路。互联网络继续蔓延与提升
今天人们谈到计算机必然地和网络联系起来，一方面孤立的未加入网络的计算机越来越难以见到，另一方面计算机的概念也被网络所扩展。二十世纪九十年代兴起的Internet在过去如火如荼地发展，其影响之广、普及之快是前所未有的。从没有一种技术能像Internet一样，剧烈地改变着我们的学习、生活和习惯方式。全世界几乎所有国家都有计算机网络直接或间接地与Internet相连，使之成为一个全球范围的计算机互联网络。人们可以通过Internet与世界各地的其它用户自由地进行通信，可从Internet中获得各种信息。
回顾一下我国互联网络的发展，就可以感受到互联网普及之快。近三年中国互联网络信息中心(CNNIC)对我国互联网络状况的调查表明我国的Internet发展呈现爆炸式增长，2000年1月我国上网计算机数为350万台，2001年的统计数为892万台，翻一番多；2000年1月我国上网用户人数890万；2001年1月的统计数为2250万人，接近于3倍；2000年1月CN下注册的域名数为48575，2001年1月的统计数为122099个，接近于3倍；国际线路的总容量目前达2799M，8倍于2000年1月的351M。
人们已充分领略到网络的魅力，Internet大大缩小了时空界限，通过网络人们可以共享计算机硬件资源、软件资源和信息资源。“网络就是计算机”的概念被事实一再证明，被世人逐步接受。
在未来10年内，建立透明的全光网络势在必行，互联网的传输速率将提高100倍。在Internet上进行医疗诊断、远程教学、电子商务、视频会议、视频图书馆等将得以普及。同时，无线网络的构建将成为众多公司竞争的主战场，未来我们可以通过无线接入随时随地连接到Internet上，进行交流、获取信息、观看电视节目。
移动计算技术与系统
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，新的业务和应用不断涌现。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，业已成为产业发展的重要方向。
移动计算包括三个要素：通信、计算和移动。这三个方面既相互独立又相互联系。移动计算概念提出之前，人们对它们的研究已经很长时间了，移动计算是第一次把它们结合起来进行研究。它们可以相互转化，例如，通信系统的容量可以通过计算处理（信源压缩，信道编码，缓存，预取）得到提高。
移动性可以给计算和通信带来新的应用，但同时也带来了许多问题。最大的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的干扰和衰落的影响，会有多径和移动，给信号带来时域和频域弥散、频带资源受限、较大的传输时延等等问题。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。
面向全球网络化应用的各类新型微机和信息终端产品将成为主要产品。便携计算机、数字基因计算机、移动手机和终端产品，以及各种手持式个人信息终端产品，将把移动计算与数字通信融合为一体，手机将被嵌入高性能芯片和软件，依据标准的无限通信协议（如蓝牙）上网，观看电视、收听广播。在Internet上成长起来的新一代自然不会把汽车仅作为代步工具，汽车将向用户提供上网、办公、家庭娱乐等功能，成为车轮上的信息平台。
计算机发展论文范文第4篇
关键词:计算科学计算工具图灵模型量子计算
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
计算机发展论文范文第5篇
关键词:计算科学计算工具图灵模型量子计算
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
[1]M.A.NielsenandI.L.Chuang,QuantumComputationandQuantumInformation[M].CambridgeUniversityPress,2000.
[2]A.M.Turing.Oncomputablenumbers,withanapplicationtotheEntscheidungsproblem,Proc.Lond,1936(42):230～265.
计算机发展论文范文第6篇
1.1专业知识发展
教师的专业知识是教书育人的前提。计算机教师的专业知识包括三个方面：一是日常生活、人文素养等基础文化知识；二是教育理论、教学方法等教育学科知识；三是综合的计算机学科专业知识。
1.2专业能力发展
教师的专业能力是教书育人的核心。计算机教师的专业能力主要包括教学能力和科研能力两个方面。其中，教学能力是教师最基本的能力，而科研能力则是教师服务于教学、服务于社会最直接的体现。
1.3专业创造发展
教师的专业创造是教书育人的拓展。计算机教师的专业创造主要包括信息化技术在教学中的运用和社会化应用项目的开发两个方面。一方面教师应注重将信息化技术运用到教学中，创新教学模式，提高教学质量；另一方面教师应多参与企业项目的开发，探析项目流程，提高实践能力，将知识转化为财富。
2高职院校计算机专业青年教师专业发展生态分析
2.1内部生态因素分析
计算机青年教师专业发展过程中，经常会遇到专业知识结构不合理、专业能力不扎实和专业创造情意不浓厚等内部生态因素的影响。
（1）专业知识结构不合理
高职院校计算机青年教师大多数为工科毕业，虽具有丰富的专业学科知识，但教育学科知识却十分缺乏。作为一名教师，不仅要知道应该教什么，还要知道应该怎样教，努力掌握好教育规律。
（2）专业能力水平不扎实
高职院校计算机青年教师大多数为应届毕业生或是企业引进人才，没有经过系统的教育理论、教学技能等专门性培训。他们的教育理论功底浅薄，教学技能欠缺，课题研究能力不足。
（3）专业创造情意不浓厚
一些计算机青年教师进入高职院校工作后，爱岗敬业精神不强，缺乏创造和奉献意识。一方面他们不乐于将自己所学专业知识运用到教学、科研、人事等工作的信息化建设中；另一方面他们不屑于参与企业应用项目的开发，未能做到“学以致用，用以促学”。
2.2外部生态因素分析
计算机青年教师专业发展同时也受到知识更新快、评审规定严、学术资源少等外部生态因素的影响。
（1）知识更新快，招生形势险。随着现代信息技术的快速发展，计算机专业知识和技术更新速度极快，对教师提出了更高的要求。同时，越来越多的学生对计算机专业的认知存在误区，使高职院校计算机专业招生面临严峻的考验。
（2）评审规定严，职称晋级难。当前高职院校体系下，计算机专业课题研究范围广，时间长，要求高、费用贵，职称评审规定严、要求多。这些使得计算机专业教师在职称晋级上远比其他专业教师困难，青年教师更是如此。
（3）学术资源少，人脉圈子窄。计算机专业在我国教育领域中，起步较晚，符合高职院校实际情况的免费网络学术资源寥寥无几。同时，计算机青年教师处于“以电脑为伴”的环境，这使得他们的人脉圈狭窄，人脉资源匮乏。
3高职院校计算机专业青年教师专业发展路径探索
根据计算机专业青年教师专业发展存在的问题，从实际情况出发，积极探索“基于终身学习、课题研究、项目实践、校企合作、网络协作等五位一体的专业发展共同体”路径，努力引导青年教师积极主动地进行专业发展。
3.1基于终身学习的专业发展共同体
古语曰：“活到老学到老”，教师的专业发展要求教师是一个学习者。如今，科学技术的迅猛发展使得计算机专业知识呈几何级数增长。社会发展速度的加快，知识累积和传播方式的改变，都使得计算机青年教师引领学术前沿变得更加困难。因此青年教师只有不断学习，终身学习，才能不被社会淘汰，成为一名合格的教师。但传统的教师独自学习方式，往往缺乏计划、目标、监督等良好的学习氛围。构建一个领导、专家、教师、学生等全员参与的“终身学习的共同体”协作平台，共同体成员为共同的目标而持续不断地共同学习、共同创造，并在学习、沟通、合作、共享、民主的氛围中，不断充实和丰富自己，超越自我，促进教师的专业发展。
3.2基于课题研究的专业发展共同体
课题研究是教师专业能力的主要方面之一，其来源于教学，同时又服务于教学，“科研”与“教学”两者密不可分。但在目前的高职教育体系中，计算机专业课题研究、、职称评审等要求严格，再加上青年教师缺乏经验，在课题研究上往往寸步难行。依据“共同愿景下的自愿组合”原则，将志同道合的教师和专业研究人员组合为一个有效实体。实体中的人员在研究过程中注重相互交流、相互探讨、合作与共享，共同解决研究中遇到的种种问题，分享成功的喜悦，从而避免教师在独自研究中出现力量单薄、枯燥无味等现象。研究的情意也由消极被动变为积极主动，可大力促进高校课题研究的开展和教师在研究过程中的成长，实现教师积极主动的专业发展。
3.3基于项目实践的专业发展共同体
高职院校以“培养应用型技能人才，注重学生实践能力的提升”为教育目标，教师则是这一目标的实施者。若教师不具备较强的实践能力，那又何谈教育学生。高职院校计算机专业更是要求培养的学生能直接适应企业岗位的要求，但当前计算机青年教师理论与实践相分离，缺乏项目实践。依据“以问题为出发点，以实践研究为主打”的原则，将有着共同愿景的教师聚集在一起，构建基于项目实践的互动、交流、分享、总结的共同体。它强调将学习过程置于有意义的项目情境当中，通过共同体成员的合作解决真实性问题，使教师在项目实践中获得相关知识，进而形成一种实践智慧，掌握解决问题的技能，提高自主学习的能力，真正使教师在实践中成长，在实践中探索。
3.4基于校企合作的专业发展共同体
“以服务为宗旨，以就业为导向”是高等职业教育的办学方针，校企合作的推行是这一方针实施的重要动力。但是，在传统的校企合作中，却出现了企业参与意识冷淡、高职院校参与方式偏颇种种问题，造成校企合作步履维艰。联合高职院校和企业的共同利益，以合作共赢为基础，构建相互开放、相互依存、相互促进的“校企合作共同体”迫在眉睫。在共同体中，校企双方共同制定人才培养目标和方案，共同组织、实施教学计划和内容。企业师傅与学校教师之间实现双向的岗位互换与互补，换位思考，换岗工作，共同完成学生的培养任务，使得校企双方融合融通，充分发挥各自特长，提高学校的办学效益和效率，同时教师的专业发展能力也得到提升。
3.5基于网络协作的专业发展共同体
网络技术的迅猛发展给教师的专业发展带来了新的挑战和机遇，特别是计算机专业教师，更应该充分发挥专业优势，使网络优势资源服务于自己的专业成长。应以网络为平台，充分利用网络通讯工具，如微博、微信、QQ群等，构建共享、论证、协商、创作和反思五位一体的“网络协作共同体”。在开放的网络学习环境下，共同体成员之间以平等合作者的身份通过相互的协作、交流、讨论、反思、问题解决等多种学习方式，共享彼此的观点、思想、资源、知识、学习经验和集体智慧。同时强调以集体协同效应和团体成绩作为激励，注重教师和学生的个性发展以及创新知识的能力培养，达到学习的目的，从而促进共同体中每一个成员的自身发展。
4结语
在计算机技术快速发展的今天，高职院校必须重视计算机专业青年教师专业发展中存在的问题，积极探索教师专业发展路径，推动高职院校计算机专业青年教师的专业发展，为高职院校的全面发展、全面进步奠定坚实的教师队伍基础。
计算机发展论文范文第7篇
[关键词]计算机信息产业嵌入式系统企业计算人工智能
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。
参考文献：
[1]牛曼冰郭龙:浅析中国计算机产业三十年的璀璨成就.科技咨询,2008(12)
计算机发展论文范文第8篇
[关键词]会计电算化计算机审计发展思路
一、计算机审计是会计电算化的产物
深化改革是我国经济保持平稳较快增长的必由之路，也是建立现代企业会计制度的必由之路。在深化经济体制改革的过程中，会计电算化得到了普遍应用。会计电算化的普及对审计产生了非常大的影响，表现在多个方面，首先是对审计线索的影响尤其突出。实施了会计电算化，审计线索会发生很大的变化，传统的审计线索在电算化系统中中断甚至消失。其次是对审计内容的影响。系统的处理是否合法合规，是否安全可靠，都与计算机系统的处理和控制功能有关。因此在会计电算化条件下，审计人员要花费较多的时间和精力来了解和审查计算机系统的功能，以证实其处理的合法性、正确性、完整性和安全性。再次是对审计技术手段和方法的影响。实现会计电算化以后，会计电算化信息系统与传统手工会计系统相比，在许多方面发生了变化，必须采用新的审计技术方法才能适应这种变化。最后是对审计人员的影响。计算机要求审计人员除了要具有丰富的财务会计、审计等方面的知识和技能，熟悉有关的政策、法令依据外，还应掌握一定的计算机知识和应用技术。
由此可见，会计电算化的应用必然影响审计工作。会计电算化给审计提出了许多新问题和新要求，传统的审计已不能适应电算化的发展需要，开展计算机审计势在必行。
二、制约计算机审计发展的主要问题
会计电算化对传统的会计理论和实务产生了重大影响，必然对传统的审计产生很大的影响。所以，必须制定与新情况相适应的计算机审计准则，以利于开展计算机审计工作。与此同时，计算机审计准则的制定和计算机审计的开展将会对会计电算化的发展产生积极的推动作用。
在开展计算机审计工作中会遇到许多问题。这些问题正制约着计算机审计工作的进一步发展。概括有以下几个方面：
1.由于缺乏统一的计算机审计准则和标准，开展计算机审计存在较大风险。一是对计算机知识缺乏足够的了解，包括被审计单位的计算机系统程序缺乏了解，以及数据采集可能带来的机密泄露；二是使用技术不成熟的审计软件。有的审计软件没有经过科学的测试，可能本身就存在设计缺陷；三是审计证据的可靠性。由于有的被审计单位计算机运行处在缺乏控制的状态，审计人员就不能过分依靠，否则难以保证审计证据的可靠；四是过分对计算机技术的依赖。审计工作中，审计人员过分依赖计算机技术可能会导致检查效率低下，取证范围狭窄，审计证据不充分。
2.传统的思维方式和审计方法，阻碍了计算机审计的快速推进。首先，存在着用传统思维方式看待审计信息化，缺乏推进计算机审计的信心和远见。在计算机审计遇到困难时，不是从主观上找原因，而是简单地否定计算机审计的应用价值。其次，对计算机审计持观望和等待的态度。有的人认为计算机审计没什么大的用场，还不如手工审计快，不愿把时间浪费在掌握计算机技术上，无暇顾及计算机这一技术问题，自我隔离在信息化之外。其三，存在着技术困难和理念困惑，还没有真正认识到审计信息化必将带来人们思维方式、审计技术方法和作业流程的变革。
3.审计人员的素质与信息化发展水平不匹配，影响了计算机审计的整体推进。目前，有些审计机关面临的一个较大的问题是审计业务水平与审计信息化建设和发展的要求不相适应。一方面，由于审计人员队伍的老龄化，部分审计人员虽然有丰富的财会、审计知识和经验，但由于历史、客观的原因使他们没有机会接触计算机，造成一些知识结构上的欠缺，他们还很难提出符合信息化规律的审计需求，将传统的审计技术方法转换为计算机可以操作的语言还需要有个磨合的过程。另一方面，年轻的审计人员虽然掌握一定的计算机知识，但由于非计算机专业毕业，仅掌握浅层次的计算机基础知识和运用技能，缺乏深层次的计算机系统设计、程序编译检测技能，还不能有效分析系统结构。因此要真正运用计算机软件，完成难度较大的实质性审计程序尚有难度，需依赖专业的计算机技术人员协助，造成审计人员独立性减弱。此外，由于培训时间短，技术掌握不熟练，在审计过程中，还没有将计算机审计真正应用起来。实际运用与软件设计的要求还有一定的差距。4.对计算机审计软件开发和运用缓慢。目前由于电信、金融等机构计算机技术发展迅速，从而审计软件也开发利用较多，但其他领域较少，而通用的审计软件就更少了。迫切需要尽快开发实用审计软件，以提高计算机审计水平。
5.审计信息资源关联差，存在浪费。许多审计信息资料与数据储存在每一台电脑之中，审计信息资料不能有效地与局域网络进行链接，审计信息与数据不能互通，资源与信息没有实现共享。局域网内的审计数据库开发和建设不够完善，还没有为开展计算机审计提供更加便利的条件和环境。
三、计算机审计的发展思路
针对计算机审计发展中存在的问题，提出如下意见和建议，并采取有效措施，大力推动计算机审计工作的发展。
1.制定统一的计算机审计准则、规范和标准，有效规避计算机审计风险。要尽快制定计算机审计标准和准则，对计算机系统内部控制的评价、对审计人员应具备的资格、计算机审计过程和相关的审计技术以及证据收集等方面做出规范。保证计算机审计质量。
2.进一步提高认识，普及计算机审计知识，形成有利审计信息化实施的好环境。每一位审计人员都要提高对开展计算机审计工作的认识。要使审计人员不仅要了解计算机知识和原理；而且还要增强开展计算机审计的意识，并掌握计算机审计操作方法，逐步能根据审计过程中所出现的种种问题及时编写出各种测试、审查程序的模块。为此要大力强化审计干部开展计算机审计的紧迫性的认识，通过学习培训提高对计算机及网络知识的认识。
3.引入市场机制，尽快开发出更多的计算机审计应用软件。从开展计算机审计的实践来看，应当主要开发以下计算机应用审计软件：一是能帮助数据下载，提供不同被审计单位的计算机系统接口的软件；二是能对各管理系统进行测试软件。按特定标准生成用于测试系统的数据，使用测试数据检验程序进程，检测被审计单位执行的功能；三是能进行数据测试的审计软件。按审计的要求抽取数据后执行审计功能；四是建立规范的综合性审计数据库，包括满足制定审计计划需要的数据库，积累审计工作经验的数据库和为编写审计报告提供参考的数据库等。
4.各级审计机关要结合实际，开发适应基层审计工作的小软件。各级审计机关在引进和运用上级审计机关推广的通用审计软件的同时，更要注重结合各地的审计实践，开发出具有行业特点和地方特色的小软件。以通用性和适用性为原则，由最初的利用通用审计软件进行简单的查询和统计分析，向建立具体业务审计模型方向发展，形成较为固定的计算机审计模型，注意满足不同审计对象的相同审计项目的需要，方便不同类型数据的采集、转换与分析，避免资源浪费。
5.加强培训，建设一支适应时代需要的审计队伍。对审计人员素质的提高，要结合实际，因地制宜，分层进行。要经过培训使一线审计人员计算机审计能够分析建模，制订方案，建立审计模型；能够采集数据，下载数据，整理数据；转换数据和分析数据；最后要形成审计结果。
6.科学规划，循序渐进。要按照标准化、规范化、科学化的要求，加强网络硬件的配置。本着“先易后难，先急后缓”的原则。在软件的开发与应用上，要围绕审计项目的实际需要，积极探索适用对路的小软件，逐步建立功能配套、数据完备、操作简便的计算机审计系统。工作中要克服各自为政的状况，积极推行市场化运作模式，避免重复浪费。为此，审计机关的主要领导要经常研究计算机审计方面的问题，加大管理力度，进一步加强目标考核，将计算机审计的推广与应用作为一项硬指标落实到每个审计干部身上，引入奖惩激励机制，形成计算机审计良性发展的态势。
参考文献：
[1]孙伟峰:会计电算化信息系统的特点及其对审计的影响[J]；会计之友；2004年04期；70--71
[2]严永斌:我国计算机审计现状及建议[J]；会计之友；2006年03期；59--61
[3]张文婧:改进审计业务管理的思考[J]；审计与经济研究；2007年03期；41--43
[4]季辉:制约我国计算机发展的因素及对策研究[J]；中国管理信息化；2005年04期；25--27
计算机发展论文范文第9篇
1.有利于降低会计工作成本。网络会计能够快速的收集信息，并且具有收集信息成本低的优势；同时，网络会计的使用有效地减少了会计的工作量，减少了纸张、储存柜的使用，使企业运行的耗材成本不断下降。
2.会计工作失误少、效率高。计算机网络和专业软件为会计提供了更为精准的核算工具，减少了会计在经济核算中的失误。传统会计在信息的收集中需要各个部门的配合，
上报数据的过程往往会造成时间、人力的浪费。而网络会计有效地减少了这方面的浪费，极大地提高了工作效率。
3.接收信息渠道多、避免了数据的杂冗。通过对数据库的建立，能够将得到的数据进行无纸化的管理，省去了纸笔计算数据绘制表格的复杂过程，数据在数据库中独立存在，也避免了数据信息的杂乱繁冗。
二、当前网络会计面临的主要问题
（一）网络的安全问题和信息失真问题
网络技术不断发展，变得更加先进，虽然带来了快捷的网络服务，但随之而来的也有巨大的网络风险，各种病毒的侵入，黑客木马盗取数据信息等都威胁着网络会计的安全。网络安全系数不高会使得人们难以对网络会计抱有信心，而且网络会计要求企业对数据信息有较高的保密性和安全性，如果随意将财务信息投放在网络环境之中，会计工作的网络安全性便会出现很大的问题。此外，在网络环境中，数据量的增大就容易造成信息的失真，网络会计在信息输入的过程之中也会造成信息的错误输入，数据的失真。有时甚至出现信息伪造现象，由于缺乏规范的检验流程，使得数据在传输过程中难以保证正确性，在核对时也很难得到正确的原始数据。网络会计虽然省去了传统会计的核算的繁琐过程，减轻了工作量，简化了操作方法，但信息的伪造和虚假常常致使信息失真，这是现阶段网络会计的一大问题，急需解决。
（二）会计从业人员综合素质较低，相关法律法规相对欠缺
网络经济的发展，一改从前的传统办公交易方式，产生了虚拟的办公场所。通过虚拟空间的认证，企业就能够在网上组织宣传、征订货物。这些工作只有综合素质较高的人才能做好。现如今，高水平的会计从业人员相对缺乏，在熟练掌握会计技能的同时熟悉网络使用的会计人员少之又少，网络会计要求具有较强的综合能力，在这方面，当前的网络会计人才素质还达不到标准，职业道德素质不高。互联网以及计算机技术出现以后，社会经济的运作以及经济的发展都产生了重大的变化，与此同时作为经济辅助的会计行业也将不断发展，可是网络会计起步较晚，目前的法律制度并不完善。专门处理网络会计问题的法律法规相对缺失，缺乏配套的法律法规，尚不能满足网络会计的法律诉求，对使用安全造成威胁。
（三）计算机硬件及会计软件的问题
网络经济的发展为网络会计的产生和发展奠定了基础，为网络会计提供了良好的平台，基于互联网的信息共享，网络会计在工作中也有机会实现信息共享，在信息的传递、接收与反馈的过程中，任意一台计算机都可以获得数据信息，这就为会计的信息处理工作提供了方便。计算机硬件的配置高低影响网络工作的性能，硬件设备产生损坏，会影响储存的数据。网络会计对计算机硬件并没有投入过多关注，设备丢失又造成了信息的泄露。网络会计面临的一个重要问题就是计算机硬件设备老化，使用软件单一。
（四）内部控制问题
网络会计是网络经济的重要组成部分，要求内部协调性强，网络会计能够反映出绝大部分的财务性信息，也不会使得大额度的非财务性信息被遗漏或丢失。客户信息、企业业绩信息、市场占有动态反应都可以在网络会计人员的手中全部反应出来，这些信息代表着公司未来的方向，通过网络会计的工作可以清晰的体现出来。网络会计以往的工作方式是将年末或期末对一些计划的实施情况、资金的利用程度等通过财务总结记录在账上，如今发生了变化，生成结果周期大大缩短，加快了到达用户手中的速度。但网络会计对于定期编制财务报表问题比较棘手，有时难以制订出可以发挥作用的报表，网络会计实现会计到用户之间的双向传递缓慢，很难满足客户的个性化需求，这就是内部控制不协调的原因。网络会计的运行是集各种条件于一身的复杂整体，又从人工控制结合程序控制而来，各部分的失误都会影响整体，人员管理出现问题会使管理结构变得松散；内部资源共享可能被不法分子通过电子媒介盗取进入凭证，加上程序控制的缺陷，会使得系统重复出现错误。一个良好的网络环境是组织网络会计的基础，它能够辅助传统会计进行协调，进行企业财务的远程处理，提高了财务报账、报表和审计的速度，也方便企业及时查账。而目前人员与网络结合不紧密，内部控制并不协调。
三、解决当前网络会计问题的对策思考
（一）加强防范，提高网络安全系数
利用数据加密技术，对网络会计建立的数据库进行电子加密。具体操作中，对系统软件的安装修复要严格控制，通过改变文件共享属性来达到加密效果。对经常使用的软件定期杀毒检查。安全的网络就能够带来安全的共享信息，共享的数据信息也使每一个会计都可以从互联网上及时下载更新数据，在会计结算时也能保证会计质量。保证数据信息来源的真实可信，对于模糊不清的信息尽量不要使用。对财务数据建立电子档案，并采用安全加密技术进行保护，反复检查输入和输出的数据内容，避免操作失误带来的数据失真。提升信息质量，会计人员可以通过登录网站在线下载所需的各种财务以及非财务的信息，开放的网络环境为网络会计提供了丰富的信息来源，可以通过网络获得大量的数据。网络信息处在一个常态的流动之中，每秒都有新的信息代替旧的信息，网络会计在对企业经济的监督也会保持一个动态状态，时刻更新企业经济信息，能够实现企业会计核算经济的动态化。
（二）提高从业人员专业化程度和职业道德水平，完善相关法律法规
网络的发展促使信息向无纸化发展，网络会计也将使得会计工作趋于无纸化和电子化，方便信息处理和统计利用。国家要对网络技术人员的培养提供资金支持，培养专业化程度高的复合型高级人才，组织培训班定期培训网络会计从业人员，在专业知识以及网络知识上提供答疑，加强企业网络会计职工的竞争淘汰，定期淘汰不合格员工。对网络会计从业人员的职业道德素质进行评估，组织教育，提升员工的职业道德素质。普通的传统会计组织核算时经常会有无法直接看到的经济部分，但纸面上的数据不易发生信息盗窃问题，互联网基础之上的网络会计工作处在一个实时动态企业经济之中，企业信息的安全不易保证，对于计算机安全方面的法律，我国出台的已有一些，但在虚拟不可触的互联网空间内，违法犯罪的形式可以发生多样的变形。只有健全的法律才能保证企业合法行为的进行，因此，我国应借鉴国外相关法律以及成熟经验，建立一套基于国情的制约监督机制和配套的完善法律。
（三）计算机硬件的维护和对软件的开发过程加强监管
网络会计对信息的处理和传递都必不可少的要通过一定的媒介，信息的制作和传递都需要媒介的支持才能完成，因此，计算机硬件对于网络会计工作者的作用十分重大。定期组织专业网管人员检修计算机系统，对硬件定期维护，为防止计算机损坏带来的数据丢失，可以每次操作后备份数据。可使用新型的数据库或者是磁介质载体用来储存数据信息。但是磁介质载体也有着对系统的过分依赖的局限性，如果更换系统而无法解决软件兼容性的问题，数据信息的安全就失去了保障，注意保护数据成果，尽可能使用正版软件及安全度高的下载来源。及时升级新软件，保持新版本。组织研发人员进行网络会计软件的开发，设计出适合网络使用的会计软件，依托计算机，网络会计的运行只需上传数据，各部门数据保持相同，就能够检测核算出精准的数据，借助互联网完成的电子商务和网络会计办公，能突破时空的局限性，提高会计从业人员的效率。
（四）健全内部控制的相关机制
网络会计是网络经济的重要核心之一，网络会计的内部管理协调，会使交易更加便捷，能够减少交易成本。从组织管理下手，加强人员分配。优化配置各种人力、物力，完善职责分配，将会计报表核算的格式统一正确，保证拥有整齐划一的内部体系。依托人力资源和网络平台，减少审计和监管成本。内部控制健全辅助之优良的网络经营环境，利用网络电子虚拟空间能够储存大量的数据，鼠标一点就能进行数据处理，交叉查找。因此，要健全内部控制来组建人员和设备。网络信息的共享，分工将会更加明确化，会计的业务分部也会更加专业化，在网络上对会计所需进行的任务进行分工，每个人从事不同部分的工作，避免工作的重复，提高会计工作的效率。信息已进入了一个无纸化、数字化和全球网络化的时代，网络经济发展不可逆转，未来的网络会计也将成为企业财务和非财务工作的重要支点。网络会计较之于传统会计有着无可比拟的优越性和自身独特的特点。产生了网络会计之后，财务管理就变得轻松可靠，一方面，会计处理计算信息的速度大大提高，另一方面财务的成本也在最大程度内降低。网络会计使得能够实现以最少的人计算最多的账务，电子化的处理方式更是企业管理中所需要的。同时，网络会计也存在一些可以优化改进的问题，这需要我们共同应对，展望国内外先进经验，克服教训，设计出解决网络会计问题的最佳对策，为今后网络会计发展奠定基础。
计算机发展论文范文第10篇
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。
二、计算机技术对社会发展的负面影响
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.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。
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。
三、结语
综上所述，计算机技术的快速发展给整个社会以及社会中的个人都带来了切实的利益，但是，计算机技术的快速发展是一把双刃剑，它的快速发展也给整个社会带来了不小的负面影响。因此，我们需要在计算机技术发展的过程中，不断地促进其正面作用的积极发挥，同时利用计算机技术来降低其自身发展过程中带来的负面作用，最终促进计算机科学技术的健康和科学发展。