计算机科学的认识与设想(计算机科学导论论文)

计算机科学的认识与设想

一、对计算机及计算机学科体系的理解

计算机实际上就是一种按照程序控制自动进行信息加工处理的通用工具，主要用来进行信息处理，并输出结果信息，可识别、转换、存储和处理各种信息。

随着计算机信息时代的到来，全球信息化进入了一个全新的发展时期，人们越来越认识到计算机所具有的强大的信息处理功能，从而使其成为信息产业的基础和支柱。在人们物质需求不断得到满足的同时，对各种信息的需求也在不断地增长，计算机终将成为人们工作和生活中必不可少的工具。

计算机学科长期以来被认为代表了两个重要的领域，一个是计算机科学，另一个是计算机工程，两者曾经分别作为计算机软件领域和计算机硬件领域的代名词。随着计算技术的发展，IEEE/ACM 在CC2001中将计算机学科称为计算学科，并将计算学科分为四个领域（也称专业方向），分别是计算机科学、计算机工程、软件工程和信息系统。于2004年6月1日公布的CC2004报告，在上述四个领域的基础上，增加了一个信息技术领域，并预留了未来的新发展领域。

二、计算机系统（硬件+软件）

计算机系统是由硬件和软件两大部分组成的。

一、硬件系统

1946年，美籍匈牙利数学家冯·诺依曼提出了计算机的硬件结构，主要由5大基本部件组成：运算器、控制器、存储器、输入和输出设备，以运算器为中心。现在的计算机已转向以存储器为中心的硬件结构。

1.主机

主机的核心部件是主板，通常装有以下部件：中央处理器（CPU）、内存（ROM，RAM）、输入/输出控制电路、扩充插槽、键盘接口等。

2.外部设备

（1）输入设备。键盘和鼠标是最常用和最基本的输入设备。其中各种命令程序和数据都可以通过键盘输入到计算机中，通常将键盘划分为3个区。

（2）输出设备。常用的输出设备是显示器，它是微机将信息传给用户的窗口。计算机的各种运行状态、工作的结果，以及编辑的文件、程序、图形等都随时显示在显示器上。

除此之外，输出设备还有打印机、扫描仪等。

3.外存储器

硬盘、软盘、光盘、U盘、移动硬盘等。

二、软件系统

软件是提高计算机使用效率、扩大计算机功能的程序和文档的总称。文档（Documents）是描述程序操作及使用的有关资料；程序（Program）是为了获得一定结果而编制的计算机指令的有序集合。通常将软件分为两大类，即系统软件和应用软件。

1.系统软件

一般指面向计算机管理的、支持应用软件开发和运行的软件，其通用性很强。系统软件一般由计算机生产厂家提供，其目的是最大限度地发挥计算机的作用，充分利用计算机资源，便于使用和维护计算机。

2.应用软件

应用软件是指用户在各自的应用领域中为解决各种实际问题而开发编制的程序。常用的

有财务管理程序、人事档案管理程序、工资管理程序、银行业务管理程序、图书资料检索程序等。还有一些专业公司开发的通用成品应用软件，如微软公司的办公自动化软件等。所以说，应用软件是面向用户、为用户服务的软件。

三、计算机知识的相关课程

1.计算机网络基础

2.Internet基本应用

3.数据库系统基础

4.程序设计基础

5.数据库安全

四、计算机研究、开发、发展的前沿方向

未来的计算机将以超大规模集成电路为基础，向巨型化、微型化、智能化和网络化等方向发展。

1.巨型化

计算机的运算速度更高、存储容量更大。目前正在研制的巨型计算机运算速度可达每秒百亿次。

2.微型化

微型计算机已被应用于仪器、仪表、家用电器等小型仪器设备，同时也作为工业控制过程的心脏，使仪器设备实现“智能化”。随着微电子技术的不断发展，笔记本型、掌上型等微型计算机必将更受人们的欢迎。

3.智能化

智能化是计算机发展的一个重要方向，对它的研究主要是建立在现代科学基础上的。新一代计算机将可以模拟人的行为和思维过程，进行“看”、“听”、“说”、“想”和“做”等具有逻辑推理和学习的能力。

4.网络化

随着计算机应用的深入以及家用计算机的普及，有更多的用户希望能共享信息资源，各台计算机之间能互相传递信息。计算机网络是现代通信技术和计算机技术结合的产物，并且在现代企业的管理中发挥着越来越重要的作用。

五、计算机应用概述

计算机所具有的高速度运算、逻辑判断、大容量存储和快速存取等特性，决定了它在现代人类社会的各种活动领域都成了越来越重要的工具。科学研究的任务就是对自然界和人类社会各种现象和事实进行探索，发现其中的规律，即认识世界的范畴。计算机应用范围相当广泛，涉及科学研究、信息管理、工农业生产、军事技术和文化教育等各个方面。

1.科学计算（数值计算）

科学计算是计算机最重要的应用之一。计算机数据处理包括：数据采集、数据转换、数据分组、数据组织、数据计算、数据存储、数据检索和数据排序等。随着新技术革命的到来，人类所掌握的科学知识呈现爆炸性增长的局面。事实上，计算机在非数值方面的应用己经远远超过了在数值计算方面的应用。

2过程控制（实时控制）

计算机是生产自动化的基本技术工具，在自动控制理论上，利用现代控制理论处理复杂的多变量控制问题，其数学工具是矩阵方程和向量空间，必须使用计算机求解。在综合自动化系统中，计算机赋予自动控制系统越来越大的智能性。

3.人工智能与自动控制

计算机的计算速度快，又具有逻辑判断能力，所以广泛应用于自动控制。如对生产和试验设备及其过程进行控制，大大提高了自动化水平，减轻劳动强度，节省生产和实验周期，提高劳动效率、产品质量和产量，在现代国防及航天航空等领域，计算机起着决定性的作用。

4.信息高速公路

21世纪是一个信息时代，为了便于大量信息快速交流，各国都在建设高速传递信息的通信主干网络，并且组成互联网，国际互联网（Internet）就是其中之一。

5.电子商务

电子商务的主要功能包括网上广告、宣传、订货、付款、货物递交、客户服务等，另外还包括市场调查分析、财务核算及生产安排等所有Internet网上的商务活动。

六、个人发展、设想与努力

作为一名网络工程专业的学生，我认为网络方向就是我的发展方向。网络工程专业主要在于以网络通信技术和计算机技术为基础，突出计算机软硬件系统、数字通信系统、计算机网络系统、网络安全技术和网络管理技术。其与Internet有着密不可分的联系。所以在大学这四年，我会利用好大学的宝贵时间学好本专业的课程的同时去学习有关Internet的知识，为以后的发展铺好道路。

未来的因特网不仅具有许多奇特的功能，通过因特网，你可以弄清楚已经过去了的五万年的历史，却不一定能够知道未来五十年的事情。但有一点是可以肯定的：因特网会越来越“神”。

主要参考文献

1. 贸耀国，朱静华．计算机科学导论．武汉：华中理工大学出版社，1992．

2. 张炎福等．微型计算机IBM—Pc的原理与应用．南京：南京大学出版社，1984．

3. 钱锋，王行刚．计算机基础教程．北京：清华大学出版社，1984．

4. 微型型计算机原理与应用编写组．微型计算机原理与应用．北京1985．

5. 计机概论编写组．计算机概论．高等教育出版社，1985．

6. 张海藩，张丽薄．计算机系统导论与应用．北京：北京科海培训中心．

7. 张学良主编．多媒体计算机技术及其应用．北京：电子工业出版社．1995．