基本知识
计算机
计算机语言
多媒体技术
计算机操作环境||计算机硬件
人工智能||人工神经网络
计算机汉化
管理信息系统(MIS)
计算机绘图
计算机图像处理
计算机集成制造(CIM)
办公自动化(OA)
计算机辅助工程(CAE)
计算机决策支持系统
计算机专家系统
数据库系统
参考资料:
面向对象技术
面向对象技术(OOT)是一种软件开发和程序设计技术。所开发的程序是面向对象程序,直接描述客观世界的对象及其相互关系。例如,银行经理、秘书、职员、顾客、帐本、打印机,直接作为对象出现的程序中。他们相互通信,完成诸如存取款、会计结算、打印报表等业务。以往的编程技术只用数据结构和算法来模拟要完成的业务,虽然可以得到所需计算,但经不起修改。如果增加某项业务,如代营股票,则程序几乎要重编。而现在只要把增加的业务加到顾客、帐本、职员、打印机这些对象上就可以了。
对象是封装了数据和操作的程序块。所谓封装是为这个程序块建立显示的界面。其它对象只能向这个界面发消息,不能访问内部的私有数据和操作。比如我们要求某人“坐下”(发消息),某人接受消息后调整自己的肌肉、神经使自己坐下(操作),从而改变了他的状态(描述姿态的数据变了)。外界不必过问惊动了几条神经,收缩了哪几块肌肉。因此,内部的数据和实现操作的算法若有改动,对其它程序对象没有任何影响。
封装使程序局部化,易修改、好维护,但许多对象有相同的功能时免不了重复,所以面向对象技术有继承的机制。例如,我们描述了“人”这一对象。人有姓名、年龄、职业、住址等数据和吃饭、乘车、上班等操作。我们再设计一个新对象“中国人”时,它将继承“人”的所有数据和操作,再加上“说汉话”、“写汉字”、“身份证号”等“中国人”特有的数据和操作。这样,设计新对象时只要在原有对象基础上作较少的派生,如果运行无误,便将新对象入库,下次又可继续派生。如从中国人派生出“中国男人”、“中国女人”等。于是,库中各类对象按继承关系可形成一棵倒置的树,分枝不断增加,到一定时候一个新程序要用到的对象类库中全有,只要“摘取”出来就可以直接使用,几乎不用编程。所以说,继承支持高度的软件重用。
此外,由于对象自己操作自己的数据。同一消息不同的对象均以自己的方式响应,使得一种消息可有多种响应方式。这叫多态性。例如,“吃饭”这个消息,“中国人”和“俄国人”响应不同(一用筷子,一用刀叉),按过去的编程方法,要分别编出各自的程序,多态性则使程序增删简化。
封装、继承、多态是面向对象程序的主要特征。正是这些特征使程序安全、可靠、可重用、易维护。把这些思想用于硬件、数据库、人工智能技术、分布式计算、网络、操作系统都显示出其优越性。因而,成为当今新兴的计算机技术。特别是多媒体数据只有与相应的操作相联系才能显现出图、声、像,采用封装数据和操作的办法,有力地促进了多媒体应用技术的发展。
计算机维护
计算机维护是提高计算机使用效率和延长计算机使用寿命的重要措施。
计算机维护主要体现在两个方面:一是硬件的维护;二是软件的维护。
计算机硬件的维护主要有以下几点:
(1)任何时候都应保证电源线与信号线的连接牢固可靠;(2)定期清洗软盘驱动器的磁头(如三个月、半年等);(3)计算机应经常处于运动状态,避免长期闲置不用;(4)开机时应先给外部设备加电,后给主机加电;关机时应先关主机,后关各外部设备,开机后不能立即关机,关机后也不能立即开机,中间应间隔10秒以上;(5)软盘驱动器正在读写时,不能强行取出软盘,平时不要触摸裸露的盘面;(6)在进行键盘操作时,击键不要用力过猛,否则会影响键盘的寿命;(7)打印机的色带应及时便换,当色带颜色已很浅,特别是发现色带有破损时,应立即更换,以免杂质沾污打印机的针头,影响打印针动作的灵活性;(8)经常注意清理机器内的灰尘及擦试键盘与机箱表面,计算机不用时要盖上防尘罩;(9)在加电情况下,不要随意搬动主机与其他外部设备。
对计算机软件的维护主要有以下几点:
(1)对所有的系统软件要做备份。当遇到异常情况或某种偶然原因,可能会破坏系统软件,此时就需要重新安装软件系统,如果没有备份的系统软件,将使计算机难以恢复工作。(2)对重要的应用程序和数据也应该做备份。(3)经济注意清理磁盘上无用的文件,以有效地利用磁盘空间。(4)避免进行非法的软件复制。(5)经常检测,防止计算机传染上病毒。(6)为保证计算机正常工作,在必要时利用软件工具对系统区进行保护。
总之,计算机的使用是与维护分不开的,既要注意硬件的维护,又要注意软件的维护。
计算机安全
随着计算机硬件的发展,计算机中存储的程序和数据的量越来越大,如何保障存储在计算机中的数据不被丢失,是任何计算机应用部门要首先考虑的问题,计算机的硬、软件生产厂家也在努力研究和不断解决这个问题。
造成计算机中存储数据丢失的原因主要是:病毒侵蚀、人为窃取、计算机电磁辐射、计算机存储器硬件损坏等等。
到目前为止,已发现的计算机病毒近万种。恶性病毒可使整个计算机软件系统崩溃,数据全毁。这样的病毒也有上百种。计算机病毒是附在计算机软件中的隐蔽的小程序,它和计算机其他工作程序一样,但综的功能会破坏正常的程序和数据文件。欲防止病毒侵袭主要是加强行政管理,杜绝行动外来的软件并定期对系统进行检测,也可以在计算机中插入防病毒卡或使用清病毒软件清除已发现的病毒。
人为窃取是指盗用者以合法身份,进入计算机系统,私自提取计算机中的数据或进行修改转移、复制等等。防止的办法一是增设软件系统安全机制,使盗窃者不能以合法身份进入系统。如增加合法用户的标志识别,增加口令,给用户规定不同的权限,使其不能自由访问不该访问的数据区等。二是对数据进行加密处理,即使盗窃者进入系统,没有密钥,也无法读懂数据。密钥可以是软代码,也可以是硬代码,需随时更换。加密的数据对数据传输和计算机辐射都有安全保障。三是在计算机内设置操作日志,对重要数据的读、写、修改进行自动记录,这个日志是一个黑匣子,只能极少数有特权的人才能打开,可用来侦破盗窃者。
由于计算机硬件本身就是向空间辐射的强大的脉冲源,如和一个小电台差不多,频率在几十千周到上百兆周。盗窃者可以接收计算机辐射出来的电磁波,进行复原,获取计算机中的数据。为此,计算机制造厂家增加了防辐射的措施,从芯片,电磁器件到线路板、电源、转盘、硬盘、显示器及连接线,都全面屏蔽起来,以防电磁波辐射。更进一步,可将机房或整个办公大楼都屏蔽起来,如没有条件建屏蔽机房,可以使用干扰器,发出干扰信号,使接收者无法正常接收有用信号。
计算机存储器硬件损坏,使计算机存储数据读不出来也是常见的事。防止这类事故的发生有几种办法,一是将有用数据定期复制出来保存,一旦机器有故障,可在修复后把有用数据复制回去。二是在计算机中做热备份,使用双硬盘,同时将数据存在两个硬盘上;在安全性要求高的特殊场合还可以使用双主机,万一一台主机出问题,另外一台主机照样运行。现在的技术对双机双硬盘都有带电插拨保障,即在计算机正常运行时,可以插拨任何有问题部件,进行更换和修理,保证计算机连续运行。
计算机安全的另外一项技术就是加固技术,经过加固技术生产的计算机防震、防水、防化学腐蚀,可以使计算机在野外全天候运行。
计算机应用
普通工具可以辅助人体某些器官的工作,比如车辆可代替人脚行走,起重机可帮助人手搬运,可以说,普通工具使人的体力得到扩展。计算机作为一种特殊的工具,可以辅助人脑的工作,它是人脑的扩展,所以计算机被俗称为“电脑”。它的应用领域十分广泛,凡是需要用脑的地方都可以求得计算机的帮助。
计算机的应用按系统结构可分为单机系统、多机系统、局部网络系统、集散系统和分布式系统等。按应用技术可分为数值计算、数据处理、自动控制、信息处理和人工智能、计算机辅助工程等。数值计算是指用计算机来处理科学研究和工程技术中所提出的数学问题。如天气预报、石油探测等都用到大量复杂的数值计算。数据处理中的数据包括数字、字母、符号、表格、图形乃至文字、语言、声音等。处理是指对数据的查询、分类、排序、统计、制表等,这些称为计算机的非数值计算,其特点是数据量大,需要反复处理。在图书情报检索、企事业管理、民航订票等许多场合得到应用。自动控制是用计算机拾取数据,并寻取最优方案实施对控制对象的自动控制。它要求精度高、速度快、可靠性强。在机械设备控制、生产过程控制、军事航空航天‘等多种领域得到应用。信息处理和人工智能是用计算机对信息进行综合加工分析或是用计算机模拟人类的某些智能活动,从原始信息产生新的信息的过程。其应用如图像分析、语音识别、专家系统、决策支持系统、智能机器人等。计算机辅助工程是利用计算机辅助完成某些工作任务,如计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助测试、计算机辅助教学等。
近年,随着计算机技术的发展,出现了综合应用上述技术的趋势。如计算机集成制造系统是将设计、制造、检测、管理、控制、辅助决策集于一体的自动化系统,是21世纪制造业的生产模型。计算机信息集成系统则是面向第三产业,实现数据处理、信息处理、辅助决策、自动办公于一体的计算机综合应用系统。在当今世界上,计算机信息网络使人们能在一国一地乃至全世界范围内交换各种信息,以计算机网络为骨干的信息高速公路已为人们熟知。
80年代以来,计算机开始进入家庭。计算机在家庭中的应用是从文字处理开始的。但这远不是计算机的全部功能。随着计算机技术的发展,它可以充当辅助学生学习的家庭教师、可以做游戏、开展娱乐活动。随着多媒体技术的发展,以计算机控制的集各种家用电器为一体的家庭影视音响娱乐中心的实现已经不是梦想。家用计算机接在国际互连网络上可以与远在天涯海角的亲友“交谈”,及时查询世界各国的图书、科技情报,了解全球的各种信息。随着各种商用信息服务网的建立,所有企事业单位、家庭和个人都将置身于更加现代化的信息环境中,身在家中,便可通过计算机享受到各种社会服务,如银行、保险、医疗、教育等等,还可实现家庭办公。
计算机通信
通信是指在两点或多点之间进行的信息交换过程。通俗地讲,计算机通信就是经过计算机进行的通信,是在计算机之间,或计算机与其终端、打印机或其他外围设备之间进行的数据交换的过程。计算机通信的对象是以二进制形式表示的数据,所以计算机通信也称之为计算机数据通信。信息有多种形式,包括各种文本文件(如文章、文档、报告)、电子表格、数据库文件、图形、图像、以及语音、音乐等。当这些信息转换为以二进制形式表示的数据时,就可以经过计算机进行通信了。
简单的计算机通信,只需通过计算机或终端设备的串行口或并行口,用电缆将其联接起来,就能进行数据传输,这通常是近距离的通信。而远程的复杂的计算机通信则是在计算机通信网络系统中进行,多台计算机和通信联接设备按一定规则组合起来,通过不同的通信介质(分组数据交换网、电话线路、卫星信道等)来完成数据的传输。
一个计算机通信系统由数据终端设备(DTE)、数据通信设备(DCE)、传输信道及通信软件几部分组成。
计算机主机、显示终端、打印机等外围设备都是数据终端设备,可作为数据传输的起点或终点,发送和接收数据信息。调制解调器(MODEM)、各种连接器及电缆等数据通信设备,用于组成计算机通信网和远程通信计算机的串/并行口也可以算作数据通信设备,用于计算机主机与显终端、打印机等外围设备及计算机之间的近距离通信。传输信道一般是指计算机通信网络系统中,计算机之间数据传输的通道,包括公共电话线、专用电缆、光纤电缆、卫星信道、以及各种有线无线通信网等。装在计算机中的通信软件也是计算机通信系统中的一个重要角色,它包括操作系统中的基本通信命令,通用通信软件和专用通信软件等,主要是提供计算机与调制解调器之间数据传输的控制,提供计算机数据传输速率的控制。没有通信软件,任何通信都无法进行。
计算机通信技术是随着计算机技术的进步逐步完善和发展起来的,是计算机技术与通信技术相结合的结果。现在的研究热点是计算机通信网络技术和多媒体通信技术。
计算机通信的建立使得计算机用户之间可以做到资源共享,使得许多单机可以联网运行,这样就可更加充分地发挥出每台计算机的作用,也使得传统通信更加快捷。
计算机网络
计算机联网的主要目的是实现资源共享,包括信息资源、硬件资源、软件资源以及通信资源的共享,建立人与人之间更广泛的沟通渠道。
计算机网络经历了由简单到复杂、由低速到高速的发展过程。大约经历四个阶段:第一阶段是远程终端联机阶段,例如1964年IBM公司与美国航空公司一起建立了第一个远程联机订票系统,把全美2000个订票终端用电话线边连在一起。第二阶段是计算机联网阶段,最先联网的是远程网,1968年美国国防部高级研究计划署建立了ARPANET,它就是国际交互网(Internet)的前身。1972年Xerox 公司开发了以太网(Ethernet),成为局域网的典型。第三阶段是网络互连的阶段,1984年国际标准化组织ISO公布了开放系统互连标准OSI,促进了网络互连的发展,出现了Internet网、光纤网、卫星以及综合业务数字网(ISON)。第四阶段是信息高速公路的阶段,这是今后网络向高速率、高带宽、多媒体、大容量方向发展的崭新阶段。
要对一个计算机网络能有概括的了解,就必须知道它在多大的地理范围内、采用何种拓扑结构把进网设备连接起来,使用什么网络软件、遵守哪些通信协议,以多快的速率和多高的可靠性来传递数据,从而实现信息资源的共享。
从地理范围的大小看,网络分为局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)。LAN的范围是一个建筑物或几个相邻的建筑物,比LAN更小的就是多处理机系统(MMP)的互连网WAN的范围是一个国家,比WAN更大的就是全球网了。
从拓扑结构的形状看,网络分为总线网、星形网、环形网等。例如以北京为中心向各地画出辐射线,我们就说它是星形拓扑结构网。
从通信协议的规定看,网络可分成许多种。例如总线网可能用CSMA/CD(具有碰撞检测的载波侦听多路送取)的协议,环形网可能用令牌环协议。广域网则可能用X·25协议。
从传输速率的快慢看,我们使用bps 作单位,表示每秒钟传送的比特数。一般低速网在300bps、1200bps到100Kbps;中速网在1Mbps到10Mbps;高速网则在100Mbps以上。例如信息高速公路采用的ATM技术其速率都在150Mbps以上。
进网的硬件设备则有各种类型的计算机(它们或者当网络服务器用,或者当客户工作站用)网络卡、调制解调器、交换设备、集线器、网间互连器等。所用连接设备有同轴电缆、双绞线、光缆等。
网络软件通常是操作系统的扩展,称为网络操作系统,例如Novell公司的 NetWare、 Microsoft公司的 Windows NT等。
网络工程是一个复杂的系统工程,绝不是只用导线一连就能解决的简单问题。网络的安全也应特别注意。国内外都曾发生病毒侵入网络或者利用网络犯罪的事件,我们必须引以为鉴。
计算机的发展阶段
现代计算机孕育于英国、诞生于美国、成长并遍布于全世界。对于它的历史,我们可以分三个阶段描述,即近代、现代、当代三阶段。
(1)近代计算机阶段 近代计算机指用齿轮杠杆为部件并具有完整含义的机械式或机电式计算机。1642年法国科学家帕斯卡发明了齿轮式加减法器。1673年德国科学家莱布尼兹发明了齿轮式乘除法器。1821年英国剑桥大学数学教授巴贝奇发明了差分机,1834年他又发明了分析机,包括输入、处理、存储、控制、输出五部分装置,可惜这部机器限于工艺条件直到他逝世亦未全部完成。国际上称他为“计算机之父”。1944年哈佛大学物理教授艾肯在IBM公司的支持下,完成了用齿轮和继电器为部件的机电式计算机Mark,才使巴贝奇的梦想变成现实。
(2)现代计算机阶段 现代计算机指利用先进的电子技术代替机械齿轮技术,继电器依次被电子管、晶体管、集成电路取代而制成的数字电子计算机。
现代计算机的奠基人是英国科学家图灵,他的主要贡献有二:一是建立图灵机模型,确立了可计算性理论。二是提出图灵测试,为人工智能研究打下基础。计算机(Computer)一词正是他最先使用的,不过当时主要指组织起来进行数值计算的一组人员。
通常人们把数字电影子计算机的发展分为四代:第一代为电子管计算机,典型机器有ENIAC(1946)、EDVAC(1952)、IBM701(1952)等,第二代为晶体管计算机,典型机器有IBM7090、7040、Burrou
ghs6500、CDC6600等。第三代为中小规模的集成电路计算机,典型机器有IBM360,370系统。第四代为超大规模的集成电路计算机,除了传统的大型主机和小型机外,又出现了为数众多的微型机、工作站,此外还出现了超级计算机。
(3)当代计算机阶段 进入90年代后,计算机的发展进入崭新的阶段。它并不像80年代初人们预想的那样会在第四代大型主机的基础上继续出现第五代、第六代乃至第七代计算机……。
实际情况是微处理器芯片的功能越来越强大,以“奔腾”为核心的微机性能越来越完善,计算机网络越来越广泛,用许多芯片组成的多处理系统正成为速度最快的新式超级计算机。所有这此新事实使我们感到有必要把当代计算机的发展概括为高速计算与高速网络相结合的时代,多媒体、超大型知识数据库向每个人都提供服务的时代。
计算机可靠性
一个产品验收合格投入运营后,时间一长往往因零部件故障(振动、磨损种、积尘、温差、放电等)使整个产品不能正常工作,当排除故障后又能工作得很好。这时好时坏的性质可用该产品的可靠性来表示。例如,某种型号火箭发射5次,4次失败,则以次数度量可靠性为20%。再如,一架飞机因故障停飞156小时而预期满3000小时才大修,则以无故障时间度量可靠性为(1-156/3000)×100%=94.8%
计算机系统的可靠性也是这样定义的:在给定的时间内,计算机系统能实施应有功能的能力。由于计算机系统由硬件和软件组成,它们对整个系统的可靠性影响呈现完全不同的特性:硬件和一般人工产品的机件一样,时间一长就要出毛病。软件则相反,时间越长越可靠。因为潜藏的错误陆续被发现并排除,它又没有磨损、氧化、松动等问题。所以,计算机的可靠性是指分别研究硬件的可靠性和软件的可靠性。
硬件故障主要和零部件制造工艺、组装质量、自然损耗、易维护性有关。它和产品设计有关系但不直接。硬件的可靠性度量在计算机界比较统一,用平均两次故障相隔时间度时。如一台机器每78小时左右出一次故障,另一台200小时左右,则后者比前者可靠。
软件故障表现为程序计算结果有时正确有时不正确。例如,某些输入组常常出错,其余的则没有问题。这些缺陷的原因往往可追溯到软件设计上,是软件的内在缺陷。如果能够排除则软件可靠性增加。但往往排除了一个缺陷又引发了另外几个潜藏故缺陷,这就引起可靠性降低。
软件的可靠性和正确性虽然都以运行结果是否正确来考察,但测试正确交付验收的软件不一定可靠。例如,某子程序取值随运行次数偏移,在忽略对其超值的警戒条件时,会导致实际使用中出现失败,如同若干小时后出病毒一样。同样,可靠的程序不一定正确。如例如,每当一组数进去必然出错非常稳定,一改就消除了。我们说它是可靠的,但改前却是错误的。
软件可靠性的度量和测试目前还没有形成公认的模型和方法,也谈不上标准。从数学上研究它是一随机过程。工程上则以概率统计方法处理。例如,人为播下K个错误,经过一段时间查出J个错误,则认为可靠度是J/K%
软件工程强调在软件设计开发当中注意提高可靠性,具体措施包括:增强模块的局部性、内聚性,减少数据关连(耦合);多用重用件、标准库例程;改进测试分析,找出更多潜藏错误等等。
光盘及其应用
光盘(CD)与光盘存储技术是70年代的重大科技发明,经过80年代进一步的开发和研究,至今已得到了广泛的应用。
CD(Compact Disc)是商标,也是光盘的缩写,通常可以认为CD是光盘系列的总称。由于CD盘能存储不同类型的数据,包括音频和视频数据、计算机程序及数据等,所以开发CD盘的企业联合制定了许多标准,以适应多媒体技术的各种应用。
CD盘片的直径为120毫米,径向截面有3层:聚碳酸脂做的透明衬底、铝反射层和漆保护层。补底的螺旋线型光道上的凹坑与非凹坑的前后沿与长度分别代表了二进制的1和0,激光光束经聚焦后投射到光盘的底面,以读取数据。
光盘是一种大容量的存储介质,小小的盘片上能够储存650多兆字节的数据。一张CD-ROM盘相当15万张A4纸上记载的文字,足以容纳200多部大部头的书。而且光盘具有检索速度快,保存期长,数据安全等特点。光盘的巨大存储容量能够将文字信息、音频信号、视频信号融于一体,存储它们的综合信息,为多媒体技术的发展提供了良好的信息载体。
光盘的种类很多,按照数据存放格式和不同的数据类型,就有了不同的称呼,CD-DA、CD-ROM、CD-V、CD-I、CD-ROMXA、Photo-CD、CD-R、WORM和MO等,构成了光盘系列。但从它们的用途和性能分大致有3类:(1)一次写入多次读出的光盘,如CD-R和WORM,往往用于数据备份,以保存需要长期保留的资料,如年度统计报告、财务报表、气象资料、测绘资料、病历等各种档案资料和数据库数据,都是随机写入的,不允许改动,能随机查询,这些都是磁带存储介质所不具备的。(2)只读型光盘,CD-ROM、CD-V、CD-DA等都是只读光盘,用于存储计算机程序、音频和视频信息。这是市面价格最便宜、最常见的一种光盘。(3)可重复读写的光盘,如磁光盘MO等。
最早的光盘是激光视盘,后来有了激光唱盘,其上记录的电视信号和音乐信号都是模拟信号。而目前的光盘可以存放文字、影像和音乐,都是以数字信号记录,都可以在计算机系统中读取。
光盘系统不仅包括光盘盘片,还包括只读光盘软件和光盘驱动器。只读光盘中的数据和资料需要通过光盘驱动器才能读出。目前市场上出售的各种品牌的内置式或外置式光盘驱动器,基本上能够读取各种只读光盘的数据。不过,要从计算机系统上收听立体声音乐和观赏电影,还需有声卡和MPEG解压卡。而读取可擦写光盘数据的光盘驱动器与之不同,且目前价格十分昂贵。另外,光盘驱动器有单速、倍速、4倍速和倍速之分,指的是读取数据的速度,当然速度越快越好。单速、倍速的光盘驱动器已逐渐被淘汰。
光盘技术是一个正在发展的高新技术,高密度的,具有更大存储容量的光盘正在研究和开发的过程中,其应用前景十分可观。
计算机教育
人才一直是计算机发展的关键因素,人员素质的提高在我国尤其具有战略性的意义。
过去,我们一提计算机系统,想到的只是它的硬件系统和软件系统,实际上要组成一个高效而可靠的计算机系统就必须把人员、数据、设备、程序、规程这五个部分有机地结合起来才行。
计算机人才是分层次的,计算机教育是有针对性的。根据人们介入计算机的程度深浅,我们可以把人与计算机的关系粗分为四类:第1类是间接地受到计算机技术影响的人,称为一般人员。在我国,这一类人的数量极其庞大。第2类是把计算机当作最终产品而使用的人,称为计算机用户。第3类是结合具体任务对计算机进行再次开发以满足各种应用要求的人,称为应用程序员。第4类是把计算机科学技术本身作为研究对象的人,对系统进行开发的人,称为系统开发人员,对发展前沿进行研究的称为计算机科学家。显然,从人数分布来看,按上述顺序依次大幅度减少。我们把它称为计算机人才的金字塔结构。
我国的计算机教育始于1956年,为研制国产机而以任务带教学培养了少量技术骨干。60年代开始在个别高校设立计算机专业。计算机教育在80年代迎来第一个高潮,各高等院校普遍建立了计算机系,在非计算机专业普遍开设了计算机课程,引进了相当数量的计算机设备,中央电视台向全国播送计算机课程节目。计算机图书杂志大量出版发行。1984年成立了全国高等院校计算机基础教育研究会。90年代,国家教委加强了对计算机教育的宏观指导,建立了理科计算机科学技术教学指导委员会和工科计算机基础课程教学指导委员会,推出了全国计算机等级考试,我国普及计算机教育的第二个高潮已经到来。
美国的两个计算机学会ACM和IEEE-CS曾对计算学科归纳了九个主题领域:算法与数据结构、体系结构、人工智能与机器人学、数据库与信息检索、人机通信、数值与符号计算、操作系统、编程语言、软件工程与方法学。对每个主题领域都从理论、抽象与设计3个角度进行描述,这就构成了关于计算学科的3×9矩阵。为了强调知识结构的立体性,它们还提出了贯穿各领域的12个重复概念:汇集、大问题的复杂性、概念模型与形式模型、一致性与完整性、效率、抽象层次、演变、空间排序、时间排序、重用、安全性、折衷与后果、各个领域还可划分为更小的知识单元,用不同的知识单元就可以组成适合不同培养目标的教学计划。
值得指出的是在计算机教育中加强道德品质、团结协作的教育是很重要的。ACM/IEEE-CS在9个领域以外,特别补充了一个社会的、道德的及职业方面的论题,描述了有关文化、社会、法律、道德、历史、知识产权、职责等内容。我们要培育好青年一代,也不要重才轻德,忽视道德教育。
计算机文化
从文化教育的角度看,过去我们扫盲主要是使教育对象具有“能写会算”的基本功。国外把它归纳为三个R,即:读、写、算。现在针对信息化社会的要求又提出要培养在计算机上“能写会算”的人,国外把它称为计算机素养,又归纳出新的三个R,即:读计算机的书、写计算机程序、取得计算机实际经验,这概括了国外计算机扫盲的基本要求。随着计算机教育的普及,一个更深内涵的问题:计算机文化正成为人们关注的热点。
文化概念的内涵是极为广泛、深刻的。在精神方面它包括语言、文字、思想、心态、道德、传统、宗教信仰、风俗习惯等,在物质方面它也渗透到生产、生活、住房、饮食、交通、旅游、娱乐、体育等领域。
人类文化的发展与传播文化的媒体技术关系极大。早在1968年,美国一位计算机科学家就设想过将来的电脑将成为“超级媒体”或“超级纸张”。并希望它能像活字印刷术那样对人类产生革命性的冲击。事实的发展证实了他的预言。在计算机的支持下,无纸贸易、无纸办公、无纸新闻、无纸出版正在成为现实。
网络技术的发展也使电脑如虎添翼。它建立起人与人之间以及这一群人与另一群人之间沟通的渠道,把时间和空间上的距离大大缩小,使得人们能彼此交谈、交流思想、交换信息。每个新思想正在被综合成更新的思想,从而对人类的本质以及我们生存的宇宙产生新的认识。网络最重要的特点就是人人可以处在网络的中心位置,彼此能完全平等地对话。多媒体电脑全球网使人类的联系更加密切,知识宝库更加丰富,各种难题更容易获得解决。网络文明对人类社会进步和生活改善将起到不可估量的影响。
当然,计算机文化既有知识精华在传播,也有污秽糟粕在泛滥,例如网络上传播的不健康的东西就应该坚决取缔。
总之,随着计算机及其网络技术的发展,特别是信息高速公路的建设,要求我们不能单纯把它当作科学技术问题来研究,还应该当作一种重大的文化现象来探讨,兴利除弊,因势利导。
计算机技术
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