计算机基础——计算机应用领域以及未来发展趋势

(81) 2024-04-18 14:01:01

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目录

 前言

一.计算机应用领域

1.信息管理

2.过程控制

 3.计算机辅助技术

1)计算机辅助设计

2)计算机辅助制造

3)计算机辅助教学

 4.翻译

5.多媒体

6.网络

二.计算机未来发展趋势

1.新技术

 2.大趋势

1)巨型化

2)微型化

3)网络化

4)人工智能化

5)多媒体化

6)技术结合


 前言

本章将会讲解计算机基础中的计算机应用领域以及未来发展趋势。


一.计算机应用领域

计算机应用是研究计算机应用于各个领域,方法,技术和系统,是计算机学科与其他学科相结合的边缘学科。

1.信息管理

信息管理是以数据库管理系统为基础,辅助管理者提高决策水平,改善运营策略的计算机技术,信息处理具体包括数据的采集,存储、加工、分类,排序、检索和发布等一系列工作,信息管理已广泛应用于办公自动化,企事业单位计算机辅助管理与决策、情报检素、电影电视动画设计等各行各业。

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科学计算是计算机最早的应用领域,是指利用计算机来完成科学研究中提出的数值计算问题。
利用计算机的运算速度高,存储容量大和连续运算的能力,可以解决人工无法完成的各种科学计
算问题,例如,工程设计、地震预测,气象预报、火箭发射等都需要由计算机承担庞大而复杂的
计算量。


2.过程控制

过程控制是利用计算机实时采集数据,分析数据,按最优值迅速地对控制对象进行调节的过程,采用计算机进行过程控制,不仅可以大大提高控制的自动化水平,降低失误率,而且可以提高控制的时效性,从而改善劳动条件,例如,在工厂使用计算机实时监控每台设备的生产情况和耗损情况。因此,计算机过程控制已在机械制造,石油,化工,建筑,环保等部门得到广泛的应用。

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 3.计算机辅助技术

计算机辅助技术有以下几种。

1)计算机辅助设计

计算机辅助设计(Corputer Aided Design,CAD)是利用计算机系统辅助设计人员进行工程或产品设计,以实现最佳设计效果的一种技术,采用计算机进行设计可以缩短工期、提高效率。

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2)计算机辅助制造

计算机辅助制造(Computer Aided Marufacturing,CAM)是利用计算机系统进行产品的加工控制过程,输入的信息是零件的工艺路线信息,而输出的信息则是刀具的运动轨迹,与计算机辅助设计技术相结合可以实现设计产品生产的自动化,这种技术被称为计算机集成制造系统,这样可以大大地减少人力成本。

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3)计算机辅助教学

计算机辅助教学(Computer Aided nstruction,CAl)是利用计算机系统进行课堂教学的过程,教学课件可以用PowerPoint或Flash等软件制作,计算机辅助教学技术不仅能减轻教师的负担,还能使教学内容生动形象,能够通过动画的形式动态演示实验原理或操作过程,以此来激发学生的学习兴趣,提高教学质量。

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 4.翻译

1947年,美国数学家,工程师沃伦·韦弗与英国物理学家,工程师安德鲁·布思提出了用计算机进行翻译的设想,机译从此步入历史舞台,直到今天,机译走过了一条曲折而漫长的发展道路。虽然机译拥有巨大的应用需求,但是机译的译文质量长期以来一直没有保障,被列为21世纪世界十大科技难题,虽然现在许多大的互联网公司和软件公司都推出了翻译软件和服务,如百度,谷歌。金山等,但是与理想目标仍相差甚远,中国数学家,语言学家周海中教授认为,在人类尚未明了大脑是如何进行语言的模糊识别和逻辑判断的情况下,机译要想达到“信、达,雅”的程度是不可能的,这一观点也是制约译文质量的瓶颈所在。

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5.多媒体

随着通信和计算机技术的发展,在医疗,教育,商业、银行、保险,行政管理,军事,工业,
广播,交流和出版等领城中,多媒体的应用发展很快。当今多媒体充斥着人们的生活,在生活中
视频网站有优酷、土豆等、媒体播放器有暴风影音、酷狗音乐盒等。

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6.网络

计算机网络是由一些独立的和具备信息交换能力的计算机互联构成的,以实现资源共享。计算机在网络方面的应用使人们的交流跨越了时间和空间障碍。计算机网络已成为人类建立信息社会的物质基础,给我们的工作带来了极大的方便,如在全国范围内的银行信用卡的使用,火车累预订系统的使用,聊天软件的使用等;以及在lnternet上测览,检索信息,收发电子邮件,阅读书报,玩网络游戏、选购商品,实现远程教育等。

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当然,计算机网络也给人们带来了一些负面影响,有些人利用网络传播计算机病毒,破坏网络中数据的正常交互和传输。有些犯罪分子利用网络来诈骗钱财,窃取机密,虽然如此,计算机网络所带来的负面影响还是次要的,计算机网络给社会带来的积极作用仍然是主要的。

二.计算机未来发展趋势

计算机现在正向着迷你化发展,从很笨重的BM老式机器,到MacBook超薄笔记本,以及各式各样的智能手机,智能穿戴设备等。人工智能也在慢慢融入我们的生活。

1.新技术

随着计算机性能需求的增加,未来技术包括分子计算机,光子计算机,纳米计算机,生物计算机,神经计算机、量子计算机等,下面简单介绍一下量子计算机。

量子计算机(Ouantum Computer)是一类道循量子力学规律进行高速的数学和逻辑运算,存储及
处理量子信息的物理装置,当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量
子计算机。

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量子理论认为,非相互作用下,原子在任一时刻都处于两种状态,称为量子超态,原子会旋转,即同时沿上,下两个方向自旋,这正好与电子计算机二进制数字0与1完全吻合,只要40个原子一起计算,就相当于今天一台超级计算机的性能,量子计算机以处于量子状态的原子作为中央处理器和内存,其运算速度可能比奔腾4芯片快10亿倍,就像一枚信息火箭,在一瞬间搜寻整个互联网。量子计算机芯片如图

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 2.大趋势

随着科技的进步,计算机的发展已经进入了一个快速而又崭新的时代,计算机已经从功能单一体积较大发展到了功能复杂,体积微小,资源网络化等,计算机的未来充满了变数,性能的大幅度高是不容置疑的,而实现性能的飞跃却有多种途径,计算机从出现至今,经历了机器语言,程序语言,简单操作系统和Linux.Windows等现代操作系统四代,第四代计算机的运算速度已经达到几十亿次每秒,计算机强大的应用功能,产生了巨大的市场需要,未来计算机性能应向着巨型化,微型化.网络化,智能化,多媒体化和技术结合的方向发展。

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1)巨型化

巨型化是指为了适应尖端科学技术的需求,发展高速度、大存储容量的超级计算机,随着人们对计算机性能的需求,特别是在某些高尖端的科学领域(如数据挖拥)对计算机的存储空间和运行速度等要求会越来越高。

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2)微型化

微型处理器的出现,使计算机体积缩小了,成本降低了,计算机理论和技术上的不断完善促使微型计算机很快渗透到全社会的各个行业和部门中,并成为人们生活和学习的必需品,多年来,计算机的体积不断缩小,从世界上第一台计算机到现在的合式计算机,笔记本电脑,平板电脑,体积逐步微型化,为人们提供便捷的服务,因此,未来计算机不但会趋于巨型化,还会不断趋于微型化,体积将越来越小。

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3)网络化

计算机网络化彻底改变了人类世界,人们通过互联网进行沟通,交流(使用0Q.微博等).教育资源共享(文献查阅,远程教育等)、信息查阅共享(百度、谷歌)等,特别是无线网络的出现极大地提高了人们使用网络的便捷性、网络化将会是未来计算机的发展趋势,并且网络的覆盖面会越来越广。

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4)人工智能化

计算机人工智能化是未来发展的必然趋势,现代计算机具有强大的功能和运行速度,但与人脑相比,其智能化和逻辑能力仍有待提高。人类不断在探素如何让计算机能够更好地反映人类思维。
使计算机能够具有人类的逻辑思维判断能力,可以通过思考与人类沟通交流。

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5)多媒体化

传统的计算机处理的信息主要是字符和数字,但是人们似乎更习惯的是图片,声音,影像等多种形式的多媒体信息,多媒体技术可以集图形,图像,音频,视频为一体,使信息处理的对象和内容更加接近真实世界,使人们使用计算机时更具有体验性,

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6)技术结合

现在的计算机CPU以晶体管为基本元件,以电能作为主要能源,但是,随着处理器的不断完善和更新换代的速度加快,计算机结构和元件也会发生很大的变化,光电技术,量子技术和生物技术的发展,对新型计算机的发展具有极大的推动作用。

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THE END

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