计算科学发展范文

计算科学发展范文第1篇

论文摘要：计算科学主要讲述了一种科学的思想方法，计算科学的基本概念、基本知识它的发展主线、学科分支、还有计算科学的特点、发展规律和趋势。

引言：随着存储程序式通用电子计算机在上世纪40年代的诞生，和计算科学的快速发展以及取得的大量成果。计算科学这一学科也也应运而生。《计算科学导论》正如此书的名字，此书很好的诠释了计算科学这一学科，并且指导了我们应如何去学好这一学科。使得我们收获颇多。并且让我深深的反思了我的大学生活。正如赵老师书中所讲的：“计算科学是年轻人的科学，一旦你选择了计算科学作为你为之奋斗的专业类领域，就等于你选择了一条布满荆棘的道路。一个有志于从事计算科学研究与开发的学生，必须在大学几年的学习中，打下坚实的基础，才有可能在将来学科的高速发展中，或在计算机产品的开发和快速更新换代中有所作为。

<一>什么是计算科学和它的来历

计算科学主要是对描述和变换信息的算法过程，包括其理论、分析、设计、效率分析、实现和应用的系统研究。全部计算科学的基本问题是，什么能（有效的）自动运行，什么不能（有效的）自动运行。本科学来源于对数理逻辑、计算模型、算法理论、自动计算机器的研究，形成于20世纪30年代的后期。

随着存储程序式通用电子计算机在上世纪40年代的诞生，人类使用自动计算装置代替人的人工计算和手工劳动的梦想成为现实。计算科学的快速发展以也取得大量成果，计算科学这一学科也也应运而生。

<二>计算科学的发展

a、首先先介绍图灵机

图灵机的发明打开了现代计算机的大门和发展之路。图灵机通过一条两端可无限延长的袋子，一个读写头和一组控制读写头的（控制器）组成它有一个状态集和符号集，而此符号集一般只使用0和1两个符号。而就是这个简洁的结构和运行原理隐含了存储程序的原始思想，深刻的揭示了现代通用电子数字计算机的核心内容。现在通用的计算机是电子数字计算机，而电子数字计算机的发展是建立在图灵机的基础之上。他的二进制思想使计算机的制作的简化成只需两个稳定态的元器件。这在今后的计算机制作上无论是二极管或集成电路上都显示了明显的优越性。

b、计算机带动的计算学科

1946年随着现代意义上的电子数字计算机ENIAC的诞生。掀起了社会快速发展的崭新一页。计算机工作和运行就摆在了人们的面前。

1、计算机语言

我们要用计算机求解一个问题，必须事先编好程序。因此就出现了最早的机器指令和汇编语言。20世纪50年代后，计算机的发展步入了实用化的阶段。然而，在最初的应用中，人们普遍感到使用机器指令编制程序不仅效率低下，而且十分别扭，也不利于交流和软件维护，复杂程序查找错误尤其困难，因此，软件开发急需一种高级的类似于自然语言那样的程序设计语言。1952年，第一个程序设计语言ShortCode出现。两年后，Fortran问世。作为一种面向科学计算的高级程序设计语言，Fortran的最大功绩在于牢固地树立了高级语言的地位，并使之成为世界通用的程序设计语言。Algol60的诞生是计算机语言的研究成为一门科学的标志。该语言的文本中提出了一整套的新概念，如变量的类型说明和作用域规则、过程的递归性及参数传递机制等。而且，它是第一个用严格的语法规则——巴科斯范式（BNF）定义语言文法的高级语言。还有用于支持结构化程序设计的PASCAL语言，适合于军队各方面应用的大型通用程序设计语言ADA，支持并发程序设计的MODULA-2，支持逻辑程序设计的PROLOG语言，支持人工智能程序设计的LISP语言，支持面积对象程序变换的SMALLTALK、C等。

2、计算机系统和软件开发方法

现代意义上的计算机绝不是一个简单的计算机了而也包括了软件（系统软件、应用软件）。各种各样的软件使得计算机的用途大大增强。而软件开发也成为了一个重要课题和发展方向。软件开发的理论基础即是计算模型。随着计算机网络、分布式处理和多媒体的发展。在各种高级程序设计语言中增加并发机构以支持分布式程序设计，在语言中通过扩展绘图子程序以支持计算机图形学程序设计在程序设计语言中已非常的流行。之后，在模数/数模转换等接口技术和数据库技术的支持下，通过扩展高级语言的程序库又实现了多媒体程序设计的构想。进入20世纪90年代之后，并行计算机和分布式大规模异质计算机网络的发展又将并行程序设计语言、并行编译程序、并行操作系统、并行与分布式数据库系统等试行软件的开发的关键技术依然与高级语言和计算模型密切相关，如各种并行、并发程序设计语言，进程代数，PETRI网等，它们正是软件开发方法和技术的研究中支持不同阶段软件开发的程序设计语言和支持这些软件开发方法和技术的理论基础----计算模型

3、计算机图形学

在计算机的硬件的迅速发展中。随着它的存储容量的增大，也掀起了计算机的巨大改革。计算机图形学、图像处理技术的发展，促使图形化界面的出现。计算机图形学是使用计算机辅助产生图形并对图形进行处理的科学。并由此推动了计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助教学（CAI）、计算机辅助信息处理、计算机辅助测试（CAT）等方向的发展。图形化界面的出现，彻底改变了在一个黑色的DOS窗口前敲代码输入控制命令的时代。同时也成就了一个伟大的公司Microsoft。

4、计算机网络

随着用户迫切需要实现不同计算机上的软硬件和信息资源共享。网络就在我们的需求中诞生了。网络的发展和信息资源的交换使每台计算都变成了网络计算机。这也促进计算机的发展和广泛应用。

<三>计算机学科的主线及发展方向

围绕着学科基本问题而展开的大量具体研究，形成学科发展的主流方向与学科发展主线和学科自身的知识组织结构。计算学科内容按照基础理论、基本开发技术、应用以及他们与硬件设备联系的紧密程度分成三个层面：

1、计算科学应用层

它包括人工智能应用与系统，信息、管理与决策系统，移动计算，计划可视化，科学计算机等计算机应用的各个方向。

2、计算科学的专业基础层

它是为应用层提供技术和环境的一个层面，包括软件开发方法学，计算机网络与通信技术，程序设计科学，计算机体系结构、电子计算机系统基础。

3、计算科学的基础层

它包括计算科学的数学理论，高等逻辑等内容。其中计算的数学理论涵盖可计算性与计算复杂性理论形式语言与计算机理论等。

<四>计算机的网络的发展及网络安全

(1)计算机网络与病毒

一个现代计算机被定义为包含存储器、处理器、功能部件、互联网络、汇编程序、编译程序、操作系统、外部设备、通信通道等内容的系统。

通过上面定义，我们发现互联网络也被加入到计算机当中。说明了网络的重要以及普及性。21世纪是信息时代。信息已成为一种重要的战略资。信息科学成为最活跃的领域之一，信息技术改变着人们的生活方式。现在互联网络已经广泛应用于科研、教育、企业生产、与经营管理、信息服务等各个方面。全世界的互联网Internet正在爆炸性的扩大，已经成为覆盖全球的信息基础设施之一。

因为互联网的快速发展与应用，我们各行各业都在使用计算机。信息安全也显得格外重要。而随着计算机网络的发展，计算机网络系统的安全受到严重的挑战，来自计算机病毒和黑客的攻击及其他方面的威胁也越来越大。其中计算机病毒更是很难根治的主要威胁之一。计算机病毒给我们带来的负面影响和损失是刻骨铭心的，譬如1999年爆发的CIH病毒以及2003年元月的蠕虫王病毒等都给广大用户带来巨大的损失。

我们想更好的让计算机为我们服务，我们就必须很好的利用它，利用网络。同时我们也应该建立起自己的防护措施，以抵抗外来信息的侵入，保护我们的信息不受攻击和破坏。

(2)计算机病毒及它的防范措施：

计算机病毒是一组通过复制自身来感染其它软件的程序。当程序运行时，嵌入的病毒也随之运行并感染其它程序。一些病毒不带有恶意攻击性编码，但更多的病毒携带毒码，一旦被事先设定好的环境激发，即可感染和破坏。

<一>、病毒的入侵方式

1．无线电方式。主要是通过无线电把病毒码发射到对方电子系统中。此方式是计算机病毒注入的最佳方式，同时技术难度也最大。可能的途径有：①直接向对方电子系统的无线电接收器或设备发射，使接收器对其进行处理并把病毒传染到目标机上。②冒充合法无线传输数据。根据得到的或使用标准的无线电传输协议和数据格式，发射病毒码，使之能够混在合法传输信号中，进入接收器，进而进人信息网络。③寻找对方信息系统保护最差的地方进行病毒注放。通过对方未保护的数据链路，将病毒传染到被保护的链路或目标中。

2．“固化”式方法。即把病毒事先存放在硬件（如芯片）和软件中，然后把此硬件和软件直接或间接交付给对方，使病毒直接传染给对方电子系统，在需要时将其激活，达到攻击目的。这种攻击方法十分隐蔽，即使芯片或组件被彻底检查，也很难保证其没有其他特殊功能。目前，我国很多计算机组件依赖进口，困此，很容易受到芯片的攻击。

3．后门攻击方式。后门，是计算机安全系统中的一个小洞，由软件设计师或维护人发明，允许知道其存在的人绕过正常安全防护措施进入系统。攻击后门的形式有许多种，如控制电磁脉冲可将病毒注入目标系统。计算机入侵者就常通过后门进行攻击，如目前普遍使用的WINDOWS98，就存在这样的后门。

4．数据控制链侵入方式。随着因特网技术的广泛应用，使计算机病毒通过计算机系统的数据控制链侵入成为可能。使用远程修改技术，可以很容易地改变数据控制链的正常路径。

<二>病毒攻击的防范的对策

1．建立有效的计算机病毒防护体系。有效的计算机病毒防护体系应包括多个防护层。一是访问控制层；二是病毒检测层；三是病毒遏制层；四是病毒清除层；五是系统恢复层；六是应急计划层。上述六层计算机防护体系，须有有效的硬件和软件技术的支持，如安全设计及规范操作。

2．严把收硬件安全关。国家的机密信息系统所用设备和系列产品，应建立自己的生产企业，实现计算机的国产化、系列化；对引进的计算机系统要在进行安全性检查后才能启用，以预防和限制计算机病毒伺机入侵。

3．防止电磁辐射和电磁泄露。采取电磁屏蔽的方法，阻断电磁波辐射，这样，不仅可以达到防止计算机信息泄露的目的，而且可以防止“电磁辐射式”病毒的攻击。

4．加强计算机应急反应分队建设。应成立自动化系统安全支援分队，以解决计算机防御性的有关问题。

很多公司都有因为电脑被入侵而遭受严重经济损失的惨痛经历，不少普通用户也未能避免电脑被破坏的厄运，造成如此大损失的并不一定都是技术高超的入侵者所为，小小的字符串带给我们的损失已经太多。因此，如果你是数据库程序开发人员、如果你是系统级应用程序开发人员、如果你是高级计算机用户、如果你是论坛管理人员......请密切注意有关字符漏洞以及其他各类漏洞的最新消息及其补丁，及时在你的程序中写入防范最新字符漏洞攻击的安全检查代码并为你的系统安装最新的补丁会让你远离字符带来的危险。经常杀毒，注意外来设备在计算机上的使用和计算机对外网的链接。也可以大大有效的避免计算机被攻击。

<五>总结

在学了计算科学导论之后，让我更深入的了解了我将来要从事的学科。计算科学导论指导着我们该怎么学习计算机。让我更清楚的知道我们信息安全专业的方向。正如计算科学这座大楼一样，在不断的成长。信息安全也必将随着网络的进一步发展而更多的被人们重视。总之学习了这门课之后让我受益匪浅，也知道自己应该好好努力，争取在自己的专业领域上有所成就。

参考文献：

1、《计算科学导论》（第三版），赵志琢著，科学出版社2004版

2、《计算机病毒分析与对抗》傅建明彭国军张焕国编著武汉大学出版社2004版

3、《计算机应用于基础》（第三版）丁爱萍著西安电子科技大学出版社2006版

计算科学发展范文第2篇

关键词：计算科学 计算机科研 计算工具

理论研究科学既有深厚的科学意义，又具备丰富的应用功能，是最基本的计算机科学的组成部分，在国际上一直很受重视，但在国内却是大家不太了解的领域。

据了解，从1998年成立至今，微软亚洲研究院已经确立了五大研究方向，涵盖多媒体、数字娱乐、用户界面、无线及网络技术和互联网搜索与挖掘等领域。本次成立的理论研究组将与原有的五个研究组平行运作，为他们提供理论方面的支持，帮助他们进一步拓展研究的深度和广度。

首先，先谈谈关于计算科学与计算机发展。

第一，计算的本质以及远古的计算工具。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。随着数学的不断发展, 还可能出现新的计算类型。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。同时还把算法口诀化,从而加快了计算速度。

第二，近代计算系统与电动计算机和电子计算机。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。

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。

第三，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。所有的美妙都是彼此联系和有意义的

第四，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。

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。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。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。

再次，关于理论计算机科学研究提速

据了解，从1998年成立至今，微软亚洲研究院已经确立了五大研究方向，涵盖多媒体、数字娱乐、用户界面、无线及网络技术和互联网搜索与挖掘等领域。本次成立的理论研究组将与原有的五个研究组平行运作，为他们提供理论方面的支持，帮助他们进一步拓展研究的深度和广度。

第一，理论研究科学深厚的科学意义和具备丰富的应用功能。理论研究科学既有深厚的科学意义，又具备丰富的应用功能，是最基本的计算机科学的组成部分，在国际上一直很受重视，但在国内却是大家不太了解的领域。直到2004年,计算机理论学界大师姚期智从任教多年的普林斯顿大学回归清华大学时，才算刚刚起步。

微软亚洲研究院院长沈向洋认为，理论研究组的意义在于，从科研角度来讲，理论相当于底层的基础支撑，丰富的、有深度的、坚实的理论资源将使基础研发走得更快更远。他表示，对于微软亚洲研究院来说，促进地区整体科研实力的提高是其使命之一。理论研究组的成立，除了为研究院其他组的研究以及微软产品的研发做好坚实的理论储备，进一步促进研究院的发展和创新外，还希望能和清华大学等科研院所一道促进理论计算机科学在中国的研究与发展。

第二，理论计算机科学研究的机会与挑战。理论计算机科学怎样才能够做出一些突破性的研究，让中国信息科学的研究更上一层楼，姚期智院士举了两个例子：

其一点，有些问题是效率问题，譬如互联网的搜索就能得益于理论计算机科学的发展。互联网是一个很大的图形，在这个图形里面所做的事情，基本上是理论计算机科学里面所包含的问题，如果能在算法上进行改进的话，就能在科学、时间、商业上取得非常大的效果，从而发挥强大的效益。

另一点，有些问题，不单是效率问题，而是能不能够做到的问题。譬如安全，在过去30年的研究里，大家公认的在信息安全、网络安全方面，没有一个好的理论框架和基础，不可能做到绝对安全，完全避免黑客的攻击。因此，必须在理论发展的基础上去保证各种信息的安全。

未来可能会从两个方面解决摩尔定律的极限问题：一方面是计算机的硬件，譬如说量子计算机；另一方面是计算机的软件。

综上所述，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。如果我们用最好的方法，写的软件程序能够比现在更有效率的话，计算能力本身就会帮我们做许多现在无法做到的事情。

参考文献：

[1]M.A.NielsenandI.L.Chuang,QuantumComputation and Quantum Information[M].Cambridge University Press.

[2]A.M.Turing.On computable numbers,with an application to the Entscheidungsproblem,Proc. Lond.

计算科学发展范文第3篇

1.1常规阶段为了适应社会科技、经济的不断发展，使计算机更好地为人们的生产生活服务，计算机工作者们不断潜心致力于计算机的开发与研究。慢慢形成了新的范式，理论体系也慢慢成熟起来。依靠这些范式、理论，形成了科学统一体。为计算机的发展指明了方向。此时的计算机科学已经具备了比较完整的理论体系，即为后人对计算机的研究提供了智力支持，又能使计算机更好地应用到生产生活各个领域中，给人们带来意想不到的帮助。使计算机在科学领域中扮演着重要角色。虽然计算机技术在这个阶段算是比较成熟，但是计算机的应用范围还是比较有限的，使用计算机的行业仅仅集中于一些高科技产业，大多数计算机依旧是用于做一些高难度的计算工作，使得计算机在普通人群中的推广并不是很普遍。

1.2反常阶段探索科学的过程就是发现新事物的过程，而新事物总是层出不穷的，科学家们在探索科学的过程中时常会有意想不到的新发现、新体会，超出了他们的预期。这就是反常科学阶段，在反常阶段很多关于计算机的技术的难题不断地出现在科学家的面前，其中还包括了一些比较新鲜的计算机应哟，促使计算机的应用变得多样化，而正是这些反常现象的出现才更好地促进了科学研究，才更好地激发了工作者的热情，使他们对反常现象产生了兴趣，反复进行论证、观察、实验。用反常去论证反常。所以促使一些新的产品应运而生，使得计算机在使用的时候涉及的范围更加的广泛，应用的人群也逐渐的增多。使计算机的科学发展有一定的灵活性和主动性，不只是囿于科学家设计的模式中，还要增加计算机使用的普及型，这就给计算机研究人员提出了更高的要求，既要实现科学发展的目标，又要加快计算机技术在社会人群中的普及，争取在这一过程中汲取社会中大胆的创新，使得计算机科学的发展道路加快，为此，科学家需要做到的是接受挑战，抓住机遇，敢于突破原有的思维观点，大胆创新，并且积极的实践，将新颖的想法付诸实践，并注意计算机科学人才的培养，吸取社会上新奇的想法创新，对已有的计算机成果接纳并采用，如此可以为计算机的革新提供更广阔的舞台。

1.3危机阶段在计算机发展中如果超出预期的反常现象很多，超出了常规科学可以解决的范畴，这时候人们就会不信任范式，科学统一体也会分化，逐渐的计算机的范式已经成为了计算机科学发展的传统的模式，也在计算机科学学术范围内制造了异常不小的危机，范式已经不能满足人们对于计算机科学的探索，为此，科学家需要采用合适的措施度过这次的危机，也只有这样，才可以突破原来范式理论的限制，促进新范式的形成。一种范式只能适应本时期的需求，当社会日益发展需要更高性能的计算机时，原来范式支配下的常规科学就面临着去留的考验，必然会导致危机产生。随着危机不断出现，在计算机经历的一个个生死存亡的关头，科研者们最关注的就是计算机的发展趋势，计算机的未来到底会怎样？究竟会达到什么样的性能，科学家们还不能形成一致的认识，有的人员认为，要想充分发挥计算机的功能，就不能仅仅局限于研发计算机本身，要通过不断增强它的处理性能实现服务人类的目的。要与其他学科密切渗透，与人们的生产生活密切联系，要实现人机更好地对话。特别是随着Internet的不断发展，计算机的开发要更趋向于实用性，方便人们的生产生活。如果单纯致力于计算机本身的研制开发已经没有什么现实的意义，面对上述现象，计算机科研者要保持保持清醒的头脑、坚定的信心，用勤奋的工作作风，严谨的工作态度迎接计算机革命的挑战。

1.4科学阶段计算机事业已经取得了很高的成就。随着科学技术越来越先进，计算机也越来越科学化。当今的计算机已经进入全新的时代，与以往有很大不同。随着CPU性能的不断提高，计算机的处理速度大大提高，应用领域越来越宽。计算机实现了与其他学科领域的相互渗透，特别是随着近来科学由学科分化逐步走上统一的趋势，计算机更要适应这一转化，发挥它的综合效能。随着科学革命的发展，科学已进入新的常规科学阶段，在全新范式的调控下取得循序渐进地发展变化。科学的常规性和革命性的不断更替构成了科学的发展史，这一进程是不断循环的过程，是没有止境的。科学的迅速发展促进了新范式的出现，新的理论是需要用新的语言进行描述的，所以更容易被当下人们接受，由于科学本身蕴藏的无穷的生命力，新的计算机理论体系还能推动和促进未来社会、自然科学的发展。计算机体系研究的主要目标是实践应用，在其发展演化进程中，会越来越多的实现与其他学科领域的契合、交融，与其他学科相互融合，扬长避短，不断改善自身不足，历经一次次科学革命，实现最终的完全契合。科学革命不可避免的会给计算机科学带来危机，科学工作者们面对危机要积极应对，想法克服，必须以新代旧，形成新的范式。这就要求他们敢于批判、勇于创新、大胆革命。

2计算机科学发展模式构建

计算机技术的发展使计算机的未来充满变数，大幅度提高计算机的性能是毋庸置疑的，关键如何实现质的飞跃，如何构建科学的模式是至关重要的。计算机的发展不能只是局限于自身性能的提高，还要注重人性化、环保型等。

2.1向“高”度发展最初计算机是靠机械动力实现的，性能十分低等，后来随着电子，集成电路等技术的引进才不断实现了高性能、高速度。近年来随着集成电路集成度的大大提高，计算机CPU性能已呈现逐年提高的趋势，随着RISC技术的不断发展，更是使中央处理器性能每年增长率从八十年代的百分之三十五提高到九十年代的百分之六十。随着奔腾处理器的应用，如今研发的奔腾四微CPU，主频已超过2G。计算机向更高端的方向发展，不仅仅是某一处理性能的优化，而是整体性能的优化。比如美国ASCI计划成功研发出并行上万台计算机的并行机。主频可以实现12.3万亿次。随着科技的不断发展，计算机的性能一定会取得更高层次的发展。

2.2向“广”度发展计算机不断向更广的领域发展，可以说当今人们的生活时时处处有计算机人们已经进入了网络化时代，计算机的网络化以及其在工作、生活、生产等各个领域的普及应用，使计算机的应用领域越来越广泛。比如未来的发展趋势，也许会实现计算机与家庭日用电器的合并，冰箱、电视机、微波炉等都可能由电脑控制，到那时可能连你自己都数不清家里有几台计算机。再过一段时间，也许学生就实现了全电脑化，书籍电子化、资料习题电子化、教科书电子化等。方便学生据实际情况查找需要的内容，方便快捷。现在手机与计算机合体，使人们随时随地共享网络，使计算机已经慢慢深入到人们生活工作的每一个角落。

2.3向“深”度发展计算机的深度发展就是指电脑的智能化，电脑与人脑的思维方式不同，计算机与人类之间仍存在间隔，人很难通过肢体语言实现与电脑的信息交流。如何更好地实现人机交流，更好地实现对计算机复杂信息的提取应用就成为计算机重要研发内容。随着网络的普及，计算机在老百姓中普及已成为必然的趋势，而他们由于知识水平较低，所以更要求计算机智能化，易操作。所以目前计算机操作难已成为阻碍普及的主要因素。所以目前已顺应时代的要求出现了计算机对语言文字的识别功能，可以通过手写、口语完成简单的操控。今后随着科技的不断发展，计算机将越来越趋于智能化。

2.4环保型随着人们环保意识的不断增强，加之计算机的使用人群数量不断的加大，计算机带来的环境保护问题也引起了人们的广泛关注，一旦计算机的环保问题得到了解决，可以说对于人类的环保有着不可小觑的贡献。所以生产环保型的计算机已是人们普遍的要求，这就要求在科学发展计算机事业的同时要树立环保意识。首先是节能方面，随着计算机在人们生活中应用的广泛性，计算机已成为家庭耗能最大的电器，为了响应低碳生活的号召，就要千方百计的降低耗能，比如可以采用DNA、光子等新型方式替待原有的硅架构，大大地减少耗能，还可以通过开发新型的显示系统达到降低耗能的目的，比如可以普及LCD等显示器。其次是要关注计算机的用料，尽量选用可再生材料，对于重金属、污染性或不可回收的材料尽可能的避免采用。

2.5人性化计算机已经走进了千家万户，但是目前很多计算机操作难依然是阻碍人机交流的主要原因，使计算机不能很好地为人们服务，这就要求计算机科学发展的人性化，这就要求人机交互方式要多样化，不仅可以通过键盘交流，还能通过手势、语言、甚至表情等进行交流，使计算机使用起来就像手机、电视一样简单，不管老人小孩用起来都能得心应手。为了实现大众化计算机的使用人群，需要将计算机的一些实用技术进行更新，不但在计算机应用之中有适合老人和小孩的应用，还要使得计算机的操作变得简单，或者是配备适合老人和小孩的计算机机型，降低计算机与各种人群之间的交流难度，这就对计算机的智能化提出了更高的要求。

3结语

要想保障计算机的科学发展，需要广大科研者们不断探索，大胆创新。首先要致力于本行。要自足与计算机自身领域，在新的范式、理论的指导下大胆创新，引进新的技术、材料，使计算机向着更高、更广、更深层次的发展。实现计算机科学实质性的进展。拓宽发展方向，实现与其他自然、社会学科的交融。使其能跟上时展的步伐，呈现出日新月异的发展势头，使计算机科学不断得到发展、壮大。

计算科学发展范文第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。”[论/文/网LunWenNet/Com]

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。[论*文*网]

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.

计算科学发展范文第5篇

关键词：科学发展模式；计算机科学；改革

中图分类号：TP3 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 14-0000-01

To See the Development of Computer Science from Scientific Development Mode

Zhang Baoyu1,Yu Gan2

(1.School of Computer Science&Engineering,Anhui University of Science&Technology,Huainan232001,China;2.Fuyang Normal College,Information Engineering College,Fuyang236041,China)

Abstract:The development mode is a scientific philosophy of science one of the core issues of concern.This paper describes Kuhn's classic theory of scientific development model based on the path of development of computer science for a detailed analysis,description,and the continued development of computer science is given to the necessity of reform,reform of computer science is given a few suggestions.

Keywords:Scientific development mode;Computer Science;Reform

本文主要介绍库恩的科学发展模式：前科学常规科学反常和危机科学革命新的常规科学，库恩的模式是以“范式”的变革为核心的。库恩的科学发展模式中，科学是在周期式的循环中发展，通过科学革命，从一个常规科学过渡到另一个常规科学。既有常规科学时期的一般知识累积的过程，又有科学革命时期的范式新旧更替的过程。

一、前科学阶段。所谓前科学，就是尚未形成该学科“范式”的原始科学阶段。在计算机科学形成具体的理论科学之前，计算机科学当属于前科学阶段。在这一阶段中，机械计算机拓荒的时代，那些所谓的“计算机”都是基于机械运行方式，尽管有个别产品开始引入一些电学内容，却都是从属与机械的，还没有进入计算机的灵活：逻辑运算领域。

二、常规科学阶段。科学家们经过长期的研究和争论，形成了公认的“范式”，并依靠共同信仰的范式把大家统一为一个科学共同体。可以说，这一范式的形成，是前人不断摸索，不断进行理论研究，后人在前人的理论基础上，将理论与实践相结合的伟大成果。在此之后计算机科学已经形成了一套完整的理论体系，为后人继续对计算机进行科学研究提供指明了方向。也使得计算机科学傲然屹立于自然科学领域之中。为人们的生产，生活提供不可思意的帮助。

三、反常阶段。科学探索中新事物是层出不穷的，当科学家们发现了范式预期之外的新事物、新现象、新发现，用范式难以解释，这就是反常现象。反常的出现，推动更多科学家通过观察实验搜集更多的反常去证实反常。在当今社会我们可以清楚的看到，人们的需要不再是单纯的学会使用计算机，了解什么是计算机？而是如何使得人们再使用计算机时舒适，方便，如何使计算机更好的与其他学科结合，解决其他学科中的难题等等。计算机的研究者们应该将计算机的相关理论与其他学科的特点结合起来，深入研究。新技术革命的浪潮对计算机科学而言是挑战，也是机遇，计算机科学工作者应抓住机遇，不要囿于前人的学术观点，应大胆提出异议，促进计算机学理论的更新和革命。

四、危机阶段。当反常现象大量出现，并成为常规科学无法解决的难题时，人们开始怀疑范式，失去对范式的信任，科学共同体开始分化，这时才有可能打破旧范式的统治转向接受新范式。由于受旧范式支配的常规科学面临生死存亡的考验，反常势必导致危机。随着反常现象的不断出现，计算机的发展方向成为计算机工作者最为关心的问题。计算机以后究竟向着什么方向发展，计算机界还未形成同一的共识。有识之士认识到计算机只有向其他的学科渗透，与其他的学科相结合，才是计算机发展的唯一正确的道路，才能跟上时展的步伐。单纯的为了发展计算机而发展计算机已没有什么有意义的前景。为此，计算机工作者在危机面前必须树立坚定的信念，做大量艰巨而细致的工作，以迎接计算机科学革命的到来。

五、科学革命阶段。大规模，超大规模计算机的出现，是计算机科学与当时最先进的自然科学和社会科学相结合的产物，其所取得的成就对于计算机的以后发展起到非常重要的作用。我们今天所处的时代与大规模，超大规模计算机时代虽有不同，但也有很大的相似，我们拥有现代最科学的哲学―马克思主义哲学的指导，自然科学飞速发展，各学科之间联系日益广泛。特别是近数十年来，自然科学在高度分化的基础上开始转向重新综合的趋势。现代系统论、信息论、控制论、协同学、耗散结构理论等边缘学科、综合学科理论的兴起，计算机领域中已由原有的计算机硬件向计算机软件，硬件的转变，同时“人工智能”，“通讯工程”等的出现，都为计算机科学革命提供可能和有利条件。

六、新常规科学阶段。科学革命以后，科学即转入新的常规科学，进入了在新范式指导下的渐进式发展。科学史就是常规科学和科学革命不断交替的过程，循环往复，永无止境。跟上了时代步伐的新的中医理论体系（新范式）会随着社会科学和自然科学的发展而不断地向前发展。这一新的理论是以现代语言描述的，因而容易被世界人民所接受，并因为其整体辩证的特色而广泛受到欢迎，且使这一学科本身蕴藏着无穷的发展潜力。新的计算机理论体系还会给未来社会科学和自然科学以反馈，产生深刻的影响，从而有助于未来社会科学和自然科学的发展。作为以实践应用为主要研究目标的计算机科学体系，在发展的过程中，也会找到与其他学科越来越多的交叉点和结合点，在相互取长补短，各自克服缺陷的前提下，经过各自一次又一次的科学革命，最终一定能够达到完全融合。

既然计算机科学即将面临一场危机，我们就要想办法解决危机。要解决危机，必须进行革命，抛弃旧范式，建立新范式。要创建新范式，就需要批判精神与创造精神。对计算机科学进行革命，可从以下几个方面着手。首先要继续深化本学科的发展，向高层次，深层次发展。要对计算机科学进行实质性的深化发展。其次，要拓宽本学科的发展方向，建立新的发展方向，如现在新兴的人工智能，通讯工程等。最后，要加强同别的学科的联系，将计算机科学努力渗透到其他自然科学领域，才能使得计算机科学在自然科学日新月异的当今社会继续存在，发展，强大。

参考文献：

[1]远德玉.科学技术发展简史[M].沈阳:东北大学出版社,2000

[2]Tony Greening麦中凡译.21世纪计算机科学教育.

计算科学发展范文第6篇

关键词：计算机 方向 意义

一、计算机科学与技术的发展方向

（一）计算机科学与技术模块化

以计算机技术为基础的各种应用技术，极大地拓宽了计算机的使用范围，人类社会的多数任务，都可以通过计算机辅助的方式进行。甚至可以说，现代人类文明与计算机技术已经以一种极为紧密的形式结合到一起，二者互相促进，共同发展。计算机科学与技术之所以有今天这么大的普及度，就是因为他的通用模块化设计起了决定性的推动作用，以后的计算机科学与技术同样也不会牺牲这方面优点，而且还会将它发扬光大，不但在内置板卡中实现模块化，甚至可以提供多个外接插槽，以供使用人加入新的模块，增加性能或功能，具有高性能、高扩展性、高可靠性、很好的升级性以及低花费的特点，最终实现了计算机科学与技术模块化。

（二）计算机科学与技术无线化

计算机的无线化风潮同样也是人们梦寐以求的，讲的“无线你的无限”有所不同的是：未来的计算机将实现网络和设备间的无线连接，这将意味着未来在家中和在外面工作都很方便，计算机科学与技术无线化。

（三）计算机科学与技术专门化

其实并不是每一件工作都需要一部高性能计算机才能完成，甚至是有时候采用高性能的计算机还有可能带来麻烦，因为高性能势必带来高能耗、高发热量等不良的负面效应。将来的计算机由于从事的工作不同，在性能上在外形上都会有很大的不同。将以专业化来以提高工作效率。其实目前在我们的身边也正在发生这样的变化，比如售卖的终端、商场里的收银机、银行的终端等等，多是为了提高某一项工作的效率和减少成本。也许这样的趋势出现在我们的家庭生活中，专用的“家庭调控计算机”将成为家中的电器控制中心，为我们控制家中的电灯、冰箱、微波炉、空调等等，把我们的家变成一个智能的家。

（四）计算机科学与技术网络化

计算机科学与技术已经越来越普及，各种家用电器也开始具备了智能化，这些现象将促进家电与计算机的网络化进程，家庭网络分布式系统将逐渐取代目前单机操作的模式，计算机可以通过网络控制着各种家电的运行，并通过互联网下载各种新的家电应用程序，以增加家电的功能，改善家电的性能等等。也可以通过互联网远程遥控家中的家电，在办公室的时候就可以提前让家中的电器做好饭，煮好菜，开空调等等。计算机科学与技术网络化。

（五）计算机科学与技术的环保化

随着计算机的性能的提高，能耗也将越来越大；而且计算机在家庭生活中的扮演的角色越来越重要，运行的时间也将变长。为了不让计算机成为家中用电量最大的电器，技术人员也先进各种方法让计算机的能耗降低，比如通过上面提到的专门化的计算机，让计算机的效率大幅提高，从而可以让低性能的硬件系统具备专业的功能，减少能耗。另外通过采用新的架构环保型的计算机的另一个特点是，制造计算机的材料方面有很大的变化，重金属和不可回收的材料的比例将会进一步降低，可再生材料大行其道，也想到了那个时候，PC也想现在的报纸一样，可以在失去使用价值以后。

二、计算机科学与技术的现实意义

作为未来人类的工具和家中的控制中心，计算机需要和使用人进行非常多的交流，才能更好为使用人服务。这就计算机科学与技术的现实意义。计算机科学与技术是最先进的科学技术发明之一，对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域，已形成了规模巨大的计算机产业，带动了全球范围的技术进步，由此引发了深刻的社会变革，计算机已遍及一般学校、企事业单位，进入寻常百姓家，成为信息社会中必不可少的工具。计算机科学与技术具有模拟人的感觉和思维过程的能力，使计算机成为计算机的现代化。这也是目前正在研制的新一代计算机要实现的目标。计算机科学与技术的研究包括模式识别、图像识别、自然语言的生成和理解、博弈、定理自动证明、自动程序设计、专家系统、学习系统和智能机器人等。计算机的现代化有重大的现实意义。从单机走向联网是计算机应用发展的必然结果。所谓计算机生活化，是指用现代通信技术和计算机技术把分布在不同地点的计算机互联起来，组成一个规模大、功能强、可以互相通信的网络结构。网络化的目的是使网络中的软件、硬件和数据等资源能被网络上的用户共享。大到世界范围的通信网，小到实验室内部的局域网已经很普及，因特网（Internet）已经连接包括我国在内的150多个国家和地区。由于计算机网络实现了多种资源的共享和处理，提高了资源的使用效率，因而深受广大用户的欢迎，得到了越来越广泛的应用。

三、结语

信息与计算科学技术的兴起，是人类文明发展到一定阶段的必然产物。人们在看待计算机时，既要看到计算机及其配套应用在人类社会中发挥的重要作用，也要注意在使用计算机时所面临的潜在风险。要用科学、全面的眼光去看待计算机技术的发展与使用。要学会利用其优点、长处，充分发挥其积极作用，不断地促进社会经济、文化、科研等各方面事业的发展。

参考文献：

[1]王宗运，于敏.计算机科学与技术的现代化运用探究[J].电子技术与软件工程，2013（12）：199.

[2]谢彬.解析计算机科学与技术的现代化运用[J].计算机光盘软件与应用，2013（9）：93-94.

[3]陈小龙.浅析计算机科学与技术的发展趋势[J].计算机光盘软件与应用，2013（12）：117-118.

[4]何文瑶.计算机技术发展态势分析[J].科技创刊，2013（05）.

[5]计算机技术[J].中国无线电电子学文摘，2010（01）.

计算科学发展范文第7篇

关键词：物理学 计算机 背景 网络 量子信息

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）06-0152-01

物理学作为一门基础学科，一直是我们高中生（特别是理科生）学习的重点。但很多同学在接触物理过程中，认为学物理是无用的，因为其好像对我们的个人生活并没有什么实际性的帮助，反而因为难度较高造成了很大的学习压力，殊不知计算机与物理学存在着不能割裂的联系，已成为我们生活中不可缺少的一部分。

一、计算机发明的背景及其发展历程

物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及计算机所使用的实验手段和思维方法的自然科学，它是人们对无生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结的一门学科。物理学的影响深远，这是因为物理学的突破时常会造成新科技的出现，物理学的新点子很容易在其它学术领域产生共鸣。例如，在电磁学上的进展，直接地导致了发电机的产生，使电力的大规模生产与传输成为现实，大幅度地提升了整个社会的生活水平。计算机这一伟大发明就是在人类不断的认识世界，发现自然界规律的的背景下产生的。

自1946年第一台计算机发明以来，计算机虽然只经过了几十年的发展，但计算机已经经历了占地面积大、速度慢、储存量小，主要用于数据计算的第一代计算机――电子管计算机；以磁芯或磁鼓作存储器，开始用于数据处理和过程控制的第二代计算机――晶体管计算机；主存储器渐渐过渡到半导体存储器并且主要部件变成中小规模集成电路的第三代计算机――中小规模集成电路计算机；体积缩小、性能提高、集成更高的并开始广泛用于各种领域的第四代计算机――大规模和超规模集成电路计算机。现在，人类已经迎来了计算机、网络、通信技术三位一体的具有人工智能的第五代计算机时代，可以说，在计算机发展的每一个阶段，物理学都留下了不可磨灭的印记。

二、物理学对计算机发展的影响

1.第二次科技革命中最具代表性的即是奥斯特的“电磁感应”现象的发现，该发现为发电机和电动机的制造创造了可能性，之后法拉第的“电磁感应定律”更是为发电机的发明和投入使用奠定了坚实的基础，使人类迎来了区别于以往的新能源。同时从电磁感应实验以及应用物理理论研究到电气化时代的到来，电力成为了新型主要的能源，电力设备也逐渐的发展起来[1]，计算机就是在电力的支撑下才有了发展的可能。计算机等电力设备产生的前提是电力的存在，并且它们赖以工作的前提也是充沛的电力，可以说，计算机赖以存在的首要前提便是物理学中电力的发现。

2.现今，如果问影响人类最广泛的计算机功能是什么？很多人会毫不犹豫的选择网络。网络不仅拉近了人与人之间的联系，而且因为资源的共享使生活更加便捷、工作更加科学。那究竟网络是怎样实现的，它又与物理学有那些联系呢？网络就是通过线路互连起来的、资质的计算机集合，确切的说就是将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线路连接起来，并配置网络软件，以实现计算机资源共享的系统。网络传输需要介质，网络常用的传输介质有：双绞线、同轴电缆、光纤、无线传输媒介等，这其中无论是金属导体还是光纤导体，都离不开其物理性能的开发，其本身存在的物理性能是支撑网络传输的基础。并且随着计算机制造业的大力发展，更是将计算机网络硬件的可靠性及性价比推向一个新的高峰[2]，这种现状下计算机硬件的改革与创新也不断开展，物理作为支撑硬件发展的物质和性能基础任务还很巨大。

3.进入21世纪，更多的高新物理技术也不断的应用到了计算机的革新之中。量子纳米科学就与计算机紧密相关，量子纳米材料在化工、医药、建材等领域已经有了很多应用，而量子纳米结构的电子、光子和微机械将成为下一代量子微电子和光电子器件的核心，通过与通讯技术和计算机技术的紧密联系，势必在21世纪引起一场新的技术革命。除此外，量子信息也给计算机架构体系带来变革，它涉及到如何从物理学的角度，从物质层面上深入理解什么是信息，什么是物质，能量和信息关系等基础性问题。并且，量子信息作为利用量子态作为信息载体进行信息储存、处理、计算和传送的一门学科，它能完成经典信息系统难以胜任的高速计算、大容量信息传输通讯和安全保密等的信息处理任务[3]，对计算机的发展意义重大。

计算机已经经过了70多年的发展历程，不管是仅仅实现计算功能的第一代计算机，还是现在功能多样，广泛普及的第五代计算机，其发展的前提都离不开新物理技术的创新和新物理材料的发现。现今，在计算机向系统巨型化、体积微型化、资源网络化和功能智能化前行的道路上，物理学作为推动社会发展的基础学科，还将用其独特的魅力发挥重要的作用。

参考文献

[1]杨淑凤，张元元. 物理学与人类文明进步[J]. 成人教育，2010，（06）：75-76.

[2]姜山峰，刘涛. 计算机网络技术的原理及发展趋势[J]. 价值工程，2013，（36）：217-218.

计算科学发展范文第8篇

【关键词】计算机 科学发展 模式

随着社会的不断发展，科技的发展呈现出日新月异的发展态势。随着一些先进的技术设备及材料大量涌进计算机领域，使计算机的技术、性能、速度等反方面都有很大的提高。为计算机在生产、生活等各个领域的应用提供了支持。当今社会，社会科学发展模式中，已越来越广泛的应用到计算机技术。科学的发展是有其周期性和循环性的。要发展就要有革命，就要实现新范式对旧范式的交替，就要完成新旧常规科学的交替。

1 计算机科学发展道路

1.1 原始阶段

原始阶段也就是所说的前科学时期，是计算机研发的最初阶段，这时候还缺乏科学的范式，在这一阶段之中，机械计算机可以说是处在一个“开荒”的阶段，所存在的计算机都是基于机械的运行方式运行的，没有形成系统的理论科学，计算机也只是处于机械计算机时代，各种应用程序仅仅局限于机械运动的方式，即使有一些产品把电子技术、电学知识引进来，但都摆脱不了机械的方式，计算机尚不能独立、敏捷的进行逻辑运算。比如世界上第一台机械计算机是由法国帕斯卡发明的，是齿轮转动式的计算机，只能完成最简单的加减法运算。此时的计算机不仅个头庞大，而且计算效率十分低下，不能完成复杂的运算并且这台计算机的真空管的损耗率相当的高，几乎是在计算机进行极为简单的计算的时候，都会损坏一个真空管，使得计算机的运行效率十分的低下，这就使计算机的使用有很大的局限性，不能广泛应用于其他领域。处于前科学阶段。

1.2 常规阶段

为了适应社会科技、经济的不断发展，使计算机更好地为人们的生产生活服务，计算机工作者们不断潜心致力于计算机的开发与研究。慢慢形成了新的范式，理论体系也慢慢成熟起来。依靠这些范式、理论，形成了科学统一体。为计算机的发展指明了方向。此时的计算机科学已经具备了比较完整的理论体系，即为后人对计算机的研究提供了智力支持，又能使计算机更好地应用到生产生活各个领域中，给人们带来意想不到的帮助。使计算机在科学领域中扮演着重要角色。虽然计算机技术在这个阶段算是比较成熟，但是计算机的应用范围还是比较有限的，使用计算机的行业仅仅集中于一些高科技产业，大多数计算机依旧是用于做一些高难度的计算工作，使得计算机在普通人群中的推广并不是很普遍。

1.3 反常阶段

探索科学的过程就是发现新事物的过程，而新事物总是层出不穷的，科学家们在探索科学的过程中时常会有意想不到的新发现、新体会，超出了他们的预期。这就是反常科学阶段，在反常阶段很多关于计算机的技术的难题不断地出现在科学家的面前，其中还包括了一些比较新鲜的计算机应哟，促使计算机的应用变得多样化，而正是这些反常现象的出现才更好地促进了科学研究，才更好地激发了工作者的热情，使他们对反常现象产生了兴趣，反复进行论证、观察、实验。用反常去论证反常。所以促使一些新的产品应运而生，使得计算机在使用的时候涉及的范围更加的广泛，应用的人群也逐渐的增多。使计算机的科学发展有一定的灵活性和主动性，不只是囿于科学家设计的模式中，还要增加计算机使用的普及型，这就给计算机研究人员提出了更高的要求，既要实现科学发展的目标，又要加快计算机技术在社会人群中的普及，争取在这一过程中汲取社会中大胆的创新，使得计算机科学的发展道路加快，为此，科学家需要做到的是接受挑战，抓住机遇，敢于突破原有的思维观点，大胆创新，并且积极的实践，将新颖的想法付诸实践，并注意计算机科学人才的培养，吸取社会上新奇的想法创新，对已有的计算机成果接纳并采用，如此可以为计算机的革新提供更广阔的舞台。

1.4 危机阶段

在计算机发展中如果超出预期的反常现象很多，超出了常规科学可以解决的范畴，这时候人们就会不信任范式，科学统一体也会分化，逐渐的计算机的范式已经成为了计算机科学发展的传统的模式，也在计算机科学学术范围内制造了异常不小的危机，范式已经不能满足人们对于计算机科学的探索，为此，科学家需要采用合适的措施度过这次的危机，也只有这样，才可以突破原来范式理论的限制，促进新范式的形成。一种范式只能适应本时期的需求，当社会日益发展需要更高性能的计算机时，原来范式支配下的常规科学就面临着去留的考验，必然会导致危机产生。随着危机不断出现，在计算机经历的一个个生死存亡的关头，科研者们最关注的就是计算机的发展趋势，计算机的未来到底会怎样？究竟会达到什么样的性能，科学家们还不能形成一致的认识，有的人员认为，要想充分发挥计算机的功能，就不能仅仅局限于研发计算机本身，要通过不断增强它的处理性能实现服务人类的目的。要与其他学科密切渗透，与人们的生产生活密切联系，要实现人机更好地对话。特别是随着Internet的不断发展，计算机的开发要更趋向于实用性，方便人们的生产生活。如果单纯致力于计算机本身的研制开发已经没有什么现实的意义，面对上述现象，计算机科研者要保持保持清醒的头脑、坚定的信心，用勤奋的工作作风，严谨的工作态度迎接计算机革命的挑战。

1.5 科学阶段

计算机事业已经取得了很高的成就。随着科学技术越来越先进，计算机也越来越科学化。当今的计算机已经进入全新的时代，与以往有很大不同。随着CPU性能的不断提高，计算机的处理速度大大提高，应用领域越来越宽。计算机实现了与其他学科领域的相互渗透，特别是随着近来科学由学科分化逐步走上统一的趋势，计算机更要适应这一转化，发挥它的综合效能。随着科学革命的发展，科学已进入新的常规科学阶段，在全新范式的调控下取得循序渐进地发展变化。科学的常规性和革命性的不断更替构成了科学的发展史，这一进程是不断循环的过程，是没有止境的。科学的迅速发展促进了新范式的出现，新的理论是需要用新的语言进行描述的，所以更容易被当下人们接受，由于科学本身蕴藏的无穷的生命力，新的计算机理论体系还能推动和促进未来社会、自然科学的发展。计算机体系研究的主要目标是实践应用，在其发展演化进程中，会越来越多的实现与其他学科领域的契合、交融，与其他学科相互融合，扬长避短，不断改善自身不足，历经一次次科学革命，实现最终的完全契合。科学革命不可避免的会给计算机科学带来危机，科学工作者们面对危机要积极应对，想法克服，必须以新代旧，形成新的范式。这就要求他们敢于批判、勇于创新、大胆革命。

2 计算机科学发展模式构建

计算机技术的发展使计算机的未来充满变数，大幅度提高计算机的性能是毋庸置疑的，关键如何实现质的飞跃，如何构建科学的模式是至关重要的。计算机的发展不能只是局限于自身性能的提高，还要注重人性化、环保型等。

2.1 向“高”度发展

最初计算机是靠机械动力实现的，性能十分低等，后来随着电子，集成电路等技术的引进才不断实现了高性能、高速度。近年来随着集成电路集成度的大大提高，计算机CPU性能已呈现逐年提高的趋势，随着RISC技术的不断发展，更是使中央处理器性能每年增长率从八十年代的百分之三十五提高到九十年代的百分之六十。随着奔腾处理器的应用，如今研发的奔腾四微CPU，主频已超过2G。计算机向更高端的方向发展，不仅仅是某一处理性能的优化，而是整体性能的优化。比如美国ASCI计划成功研发出并行上万台计算机的并行机。主频可以实现12.3万亿次。随着科技的不断发展，计算机的性能一定会取得更高层次的发展。

2.2 向“广”度发展

计算机不断向更广的领域发展，可以说当今人们的生活时时处处有计算机人们已经进入了网络化时代，计算机的网络化以及其在工作、生活、生产等各个领域的普及应用，使计算机的应用领域越来越广泛。比如未来的发展趋势，也许会实现计算机与家庭日用电器的合并，冰箱、电视机、微波炉等都可能由电脑控制，到那时可能连你自己都数不清家里有几台计算机。再过一段时间，也许学生就实现了全电脑化，书籍电子化、资料习题电子化、教科书电子化等。方便学生据实际情况查找需要的内容，方便快捷。现在手机与计算机合体，使人们随时随地共享网络，使计算机已经慢慢深入到人们生活工作的每一个角落。

2.3 向“深”度发展

计算机的深度发展就是指电脑的智能化，电脑与人脑的思维方式不同，计算机与人类之间仍存在间隔，人很难通过肢体语言实现与电脑的信息交流。如何更好地实现人机交流，更好地实现对计算机复杂信息的提取应用就成为计算机重要研发内容。随着网络的普及，计算机在老百姓中普及已成为必然的趋势，而他们由于知识水平较低，所以更要求计算机智能化，易操作。所以目前计算机操作难已成为阻碍普及的主要因素。所以目前已顺应时代的要求出现了计算机对语言文字的识别功能，可以通过手写、口语完成简单的操控。今后随着科技的不断发展，计算机将越来越趋于智能化。

2.4 环保型

随着人们环保意识的不断增强，加之计算机的使用人群数量不断的加大，计算机带来的环境保护问题也引起了人们的广泛关注，一旦计算机的环保问题得到了解决，可以说对于人类的环保有着不可小觑的贡献。所以生产环保型的计算机已是人们普遍的要求，这就要求在科学发展计算机事业的同时要树立环保意识。首先是节能方面，随着计算机在人们生活中应用的广泛性，计算机已成为家庭耗能最大的电器，为了响应低碳生活的号召，就要千方百计的降低耗能，比如可以采用DNA、光子等新型方式替待原有的硅架构，大大地减少耗能，还可以通过开发新型的显示系统达到降低耗能的目的，比如可以普及LCD等显示器。其次是要关注计算机的用料，尽量选用可再生材料，对于重金属、污染性或不可回收的材料尽可能的避免采用。

2.5 人性化

计算机已经走进了千家万户，但是目前很多计算机操作难依然是阻碍人机交流的主要原因，使计算机不能很好地为人们服务，这就要求计算机科学发展的人性化，这就要求人机交互方式要多样化，不仅可以通过键盘交流，还能通过手势、语言、甚至表情等进行交流，使计算机使用起来就像手机、电视一样简单，不管老人小孩用起来都能得心应手。为了实现大众化计算机的使用人群，需要将计算机的一些实用技术进行更新，不但在计算机应用之中有适合老人和小孩的应用，还要使得计算机的操作变得简单，或者是配备适合老人和小孩的计算机机型，降低计算机与各种人群之间的交流难度，这就对计算机的智能化提出了更高的要求。

3 结语

要想保障计算机的科学发展，需要广大科研者们不断探索，大胆创新。首先要致力于本行。要自足与计算机自身领域，在新的范式、理论的指导下大胆创新，引进新的技术、材料，使计算机向着更高、更广、更深层次的发展。实现计算机科学实质性的进展。拓宽发展方向，实现与其他自然、社会学科的交融。使其能跟上时展的步伐，呈现出日新月异的发展势头，使计算机科学不断得到发展、壮大。

参考文献

[1]舒利益.德馨业精推动计算机科学发展――北京智能计算机技术有限公司创始人王迪兴[J].中国科技成果，2010，11（18）：69.

[2]张克文.对计算机科学发展的思考[J].北方经贸，2013，（6）：118.

作者单位

计算科学发展范文第9篇

据美国研究部报道，世界上体积最小的电子计算机来自日本，这款计算机的大小大概和一粒骰子大小，而且用途特殊，用于航空航天领域，这款计算机是为外太空环境的检测和研究而研制的。而且，现阶段，日本已经投入使用了这个号称世界上体积最小的电子计算机。而世界上运算速度最快的电子计算机在德国研制，每秒能够达到147.9万亿次浮点运算。现阶段，这款运算速度最快的电子计算机有五十几台在亚洲，有将近三百台在美国，有一百多台在欧洲投入使用。所以这种计算机还是没有得到广泛运用。

二、计算机科学技术的问题

实践是检验真理的唯一标准，计算机科学技术的发展在实践的检验中也发现了许多的问题。现阶段，计算机在社会生产和人们生活的方方面面都有发展，这其中，包括管理、生产、经济和军事等诸多方面。但是任何事物的发展都有有利和不利的一面，即任何事物的发展都存在两面性。在计算机科学技术的实际发展过程中，出现过很多网络安全问题。这给计算机科学技术带来了不容忽视的挑战。

三、计算机科学技术的未来发展趋势

3.1生物计算机技术的发展。20世纪80年代，研发人员利用对超微技术的发展，将其融入到计算机科学发展中，并由此产生了非常大的影响，取得了突破性的成功。研究人员将生物工程技术运用到计算机的核心零件——芯片中，然后构成了一种名为蛋白质分子的生物分子形式的计算机。20世纪90年代，美国的科学家公布了这种新型生物计算机并引起了科学界，生物界的极大轰动，除此之外还公布了一种新型的运算模式。

3.2纳米计算机的诞生和发展。纳米技术在计算机中的应用和发展得益于纳米技术在生活生产中的广泛应用和发展。随着纳米技术不断完善成熟，计算机芯片在保证其稳定性的同时还大大减小了体积。在计算机纳米技术领域的研发中，美国处于领先。它在纳米计算机的各个方面都取得了令人瞩目的成就和突破性的发展。

四、结束语

在当今世界，计算机科学技术的发展和创新给人们的生活和工作带了极大的便利，并且计算机科学技术正不断朝着更加人性化，更加稳定，更加全面的方向发展。可以预见，在科学家和研究者的不断努力下，计算机科学技术的发展将会给人类带来更多的快捷和更大的惊喜。

计算科学发展范文第10篇

关键词：科学发展观、以人为本、精神文明、政治文明、精神科学、和谐社会、自然属性、全面、协调、可持续发展

世界社会主义革命与国家政权在世界范围内曾经取得辉煌的成果；但是，在20世纪末期，东欧各国发生剧变和苏联解体使世界社会主义事业遭受了严重挫折。中国的社会主义事业在1989年经受住了严重的反革命动乱的考验，究其原因，获取反和平演变战略胜利的力量来自共产党的正确领导，来自我们的工人阶级，还有广大的农民阶层和战士们的支持，这说明，我们的政权是可以经受住考验的。邓小平同志提出并确立建设有中国特色社会主义的远大目标，等党的领导核心高举邓小平理论伟大旗帜，使中国的面貌发生了深刻的质变。以总书记为核心的党中央创造性地发现了社会主义政治的客观规律，坚持以人为本，坚持科学发展观，努力构建和谐社会，这是对马克思主义中国化的新发展。

以为代表的党的领导集体所提出的科学发展观具有十分深邃的思想内涵。科学发展观的出发点是以人为本，所谓以人为本基本含义简要说就是：它是一种对人在社会历史发展中的主体作用与地位的肯定，强调人在社会历史发展中的主体作用与目的地位；它是一种价值取向，强调尊重人、解放人、依靠人和为了人；它是一种思维方式，就是在分析和解决一切问题时，既要坚持历史的尺度，也要坚持人的尺度。以人为本的理论基础是马克思主义。它是以科学社会主义基本要求为前提，紧密结合中国当前的经济与社会状况，运用历史唯物主义基本原理，探索性地解决了社会主义政治中存在的基本问题。

科学发展观的主要内容是：坚持以人为本，树立全面、协调、可持续的发展观，促进经济、社会和人的全面发展。科学发展观创造性把人的地位和作用放到解决一切问题的首要位置，这深刻地体现了党中央的敏锐眼光与战略意识，其深邃的思想内涵集中体现为以下几个方面：

1、科学发展观是对人的本质问题的新发展。人的本质不仅仅是在于社会性，而是与人的精神紧密关联。我们坚持以人为本，强调人的地位和作用，其出发点在于人是一切社会、经济、政治、文化活动的中心，离开了人这个关键因素，任何活动将是没有意义的。人的精神也是人的本质之一，在任这个范畴中，精神活动是起到主导作用的，离开精神的人就是僵死的。辩证唯物主义认为物质是第一性的，精神是第二性的，既然人是以精神为主导的，而自然界以物质运动为基础，在自然界与人之间，人是处于劣势的，科学发展观要求人与自然和谐相处充分体现了马克思主义观念的基本要求。归根结底，具有先进的精神文明是每个人追求的目标，在人类社会里，构成社会的基本因素——人，他们之间的关系也受到个体精神文明发展程度的制约，我们强调人的精神的作用就是强调人的主观能动性，因而，建设精神文明这个工作应当摆到主要的议事日程之中，只有人的精神得到充分地发展，社会才会进步，物质文明与政治文明的建设才会得到发展。我们所强调的人的精神文明至少包括人的信仰、个人理想，自己的价值取向、知识水平、工作能力、心理素质、智力条件、言语特点、道德水准、喜好和感情等精神活动的各个方面。

2、科学发展观与构建和谐社会是对社会主义政治文明建设指导思想的新发现。政治文明是经济与社会的集中体现，经济集中体现为社会生产力水平与人民生活水平的高低，而社会性集中体现成生产过程中人的各种关系，也就是社会关系；而政治的问题既是阶级斗争的问题，又是一个严肃的社会文明问题，它是经济社会的集中体现，还同社会制度、社会关系、社会文化与社会文明发展程度有密切的关系，政治本身又是一个问题。社会文明表现为社会中每个人的精神文明状况，社会文化表现为社会的价值取向，社会制度取决于什么样的社会阶级占统治地位，也就是来谁领导的问题，它往往需要通过阶级斗争才能达成目标。如果盲目地追求经济发展，而不重视社会的进步，势必落入资本主义的俗套。我们强调政治的社会性，目的是提倡发展社会文明与精神文明，精神文明是社会文明的基础，这也是科学发展观和构建和谐社会的基本要求。

3、关于人的发展与精神科学的问题。既然人的精神是人的本质属性之一，那么在社会主义制度下，我们必须确立精神文明是全面地科学地发展人的基本内容。人和其所构成的社会是不同的，产生于社会过程的精神具有经过社会锻造的社会性，在此人的精神必然依附于人的社会性，马克思主义并不排斥人的精神具有的自然属性，然而，在人的精神文明发展过程中，人的社会性必然是主导的，人不能离开社会而独立存在，因而，社会文明决定着人的精神文明。精神科学研究的对象是人的精神活动规律，它是我们建设精神文明的基础。结合人的精神这一基本属性，科学发展观所坚持的全面地科学地发展人，就是要求我们以精神科学的态度对人的发展，人的全面发展问题可以具体表现成主客体的关系，人是主体，又是客体，整个社会形成对人的智力条件、知识能力、人生理想、价值观念和道德情操等基本素质的引导和促进必然会导致人的不断进步，经济条件的不足可能成为社会发展的瓶颈，而经济的发展同样要依靠人与社会的发展，一切问题归根结底是人的素质问题，这是以人为本的又一个思想内涵。

4、人是自然界的必然产物，宇宙从诞生的一刻开始就已经具有存在智慧生命的自然规律条件，因而，推动人的全面发展首先是提高全民基本的素质，这是提高国民其他素质前提，人的基本素质范畴由人的自然属性所规定，它至少包括人的先天智力水平、健康状况和外貌条件等。尽管人的内涵集中表现为人的精神文明，但是，精神文明不能离开人的自然属性而独立存在，俗话说：“人是铁，饭是钢，一顿不吃饿得慌。”人如果希望抛开自然界，这是不可能的，人类总是受到自然界赋予的种种限制，随着科学的发展，人们必然逐步认识周围的世界，然而，人类的文明只能逐步接近而无法超越宇宙对我们的支配。人的自然属性至少包括基因排列与特点以及由基因排列不同所导致的各种智力基础与身体素质差别。人类无法从生命延续上抛开动物的属性，当前社会中确实存在物质利益分配不平等，还有先天性疾病、生产力低下，国民素质、科技发展和经济发展落后等，这一切说明在自然与人的关系中人始终处于绝对的劣势。因此，撇开自然界对人的束缚来看待人类社会的发展是行不通的，我们必须强调人的自然属性和所要求的基本需求，同志所强调的人与自然和谐相处必须在尊重自然、科学合理地改造自然的方法中落实，人的自然属性严重影响着人所具有的本质属性，特别在经济文化还比较落后的第三世界应该更能够引起大家的重视，离开自然属性去谈论人的精神境界或社会理想，那可能会变成空话。我们不反对精神文明的重要作用，也不否定人的社会性是人的基本属性，在发挥人的主观性与社会机制和文化的作用时必须首先进一步加强国民素质建设，从根本上消除经济、文化、社会和政治发展中的基本障碍，只有使教育、医疗、社会保障等基础问题得到基本解决，精神文明、物质文明和政治文明建设的宏伟目标才有希望顺利达成。尊重和发展人的自然本性与需求是以人为本的前提，我们坚持全面地发展人首先要把人的基本素质发展好。

5、全面、协调、可持续发展必须依靠无污染可循环利用能源技术、工业电气化程度与计算机自动化控制技术的发展。自从上个世纪中期开始到现在，计算机科学与技术获得了翻天覆地的变化，计算机应用已经进入了寻常百姓的生活与工作之中，计算机是共产主义文明的雏形之一，列宁曾说过：“共产主义就是工业电气加上自动化。”到目前为止，计算机技术本质上仍然是一种自动化技术，人类一旦完全地掌握了自动化技术，人类的劳动方式将会得到解放，人类将撇开繁杂的低级劳动而从事更为先进的创造性活动，因此，我们认为在共产主义社会中也存在类似计算机的物质文明，只不过我们现在所称谓的计算机只是一个雏形。因此，我们国家在进行经济与文化建设的过程中必须特别重视计算机科学的教育和发展，学习计算机必须从娃娃抓起。计算机科学是共产主义科学的一个基本组成部分，我们坚持和强调科学发展观，就要以科学化的共产主义文明科学为参照，发展无污染可循环利用能源、工业电气化与数字化，这是使物质文明的建设全面、协调、可持续发展的物质基础，这是每一个在建设有中国特色社会主义过程中无产阶级先进分子所应具有的思想境界。随着能源技术的创新与发展，可循环利用的无污染能源技术一定会在不久的将来出现在人们的视野中。

以上围绕科学发展观的基本含义，从哲学上深入挖掘科学发展观的思想内涵。科学发展观既是一种思维方法，又是一种实践社会主义发展事业的工作方法。只有从战略的角度和科学的深度去审视它，它才会被很好地运用起来，从而争取建设中国特色社会主义事业的伟大胜利。

胡晓东

2008年5月3日

写于宁波海曙

参考文献：

1、《科学发展观学习读本》，中共中央宣传部理论局组织编写，学习出版社，P1-100；

2、《科学发展观思想体系研究》，周卫东著，人民出版社，P10-33；

3、《走向精神科学之路——狄尔泰哲学思想研究》，谢地坤著，江苏人民出版社，P1-120;