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计算机科学与技术笔记范文1
关键词:计算机科学;发展趋势;技术;探析
随着国家经济条件的不断改变,计算机科学与技术也越来越先进,信息传播能力也越来越强,各个国家之间的沟通更加密切[1]。计算机科学与技术的发展,丰富了人们的社会视野,提高了人们的生活质量,使人们的生活更加惬意,这种现象表明,计算机科学与技术的发展才是让国家强大起来的重要基础,计算机发展趋势的不断深化,是提高国家社会生产力和各种能力的重要组成部分。
1计算机科学与技术的起源和历史回顾
计算机科学与技术诞生于1946年2月15日,它是世界上第一台通用电子数字计算机,名字叫“埃尼阿克”,这台体积又大又笨重的机器在美国发明成功,它由1.8万个电子管组成,体重有30余吨,运行速度大概为500次每秒的加法运算,而且当时它的成本非常高,后来随着经济条件的不断进步,计算机的体积在逐渐减小,且在运行速度、性价比、成本等方面都得到很大的提高。计算机技术是世界上发展最快的科学技术之一,它从诞生的那一天起就与其他的学科有着密不可分的关系,但是从其他方面讲,任何学科知识也会促进计算机科学的发展。
2计算机科学与技术的发展现状
2.1普遍性和重要性
从古到今,科学技术始终是第一生产力,不断提高计算机科学与技术是当今社会的方向,也是人们生活中必不可少的一部分,随着计算机科学与技术70多年的发展历史,从简单到复杂,从低级到高级,如今计算机已经融入到社会生活的各个方面,无论是医疗机械、社会文化、学生的学习区域,都离不开计算机科学与技术的发展。人们的生活在不断变化,计算机科学与技术也在日益强大。
2.2专业化和综合应用化
随着计算机科学与技术的不断普及,它的专业化和综合应用化也越来越明显,比如,我们日常生活中经常使用的各种家电,它们都涉及到了计算机的方便性,它们运用计算机来操控各种家电的运行程序,为人们的生活节省了很大的空间和精力。此外,为适应国家经济发展的需求,计算机技术与科学的多方面专门化又必须强化为系统的综合应用化,从而更好地解决社会生活中各领域产生的问题。
2.3突破性和深入性
随着计算机科学与技术在各个领域的广泛应用,它的功能和使用目的也更加明确,从1904年电子管的发明到1964年第一台计算机的诞生,一共用了42年,而随着科学技术的不断进步,从半导体晶体到半导体计算机的发明阶段却只用10年的时间,微电子精细加工发展到集成电路也更加迅速,在这个时期仅用了两年的时间,直到今天,第四代计算机已经问世,这更加反映了科技的重大进步和突破性,同时,根据不同使用人群的要求,有针对性地对各种台式机和笔记本电脑进行改造,为人们的日常生活以及所从事的工作提供更大的便利[2]。
3计算机科学与技术在未来社会中可能出现的发展趋势
3.1网络无线化
一直以来,追求自由是人类的理想生活,计算机网络的无线化也是人们一直梦寐以求的,未来的无线化,将比现在的笔记本电脑更加方便,它摆脱了如今的网络和设备之间的无线连接,未来的计算机显示器与主机之间也是通过无线来连接的。它是一种与其他技术有很大不同的无线通信技术,这种技术不仅会用在计算机的网络上,还会用于各种计算机装置和部件间的沟通。
3.2信息智能化
从某种角度来看,网络技术的发展是计算机科学与技术的核心,也是现代通信技术与计算机技术相结合的产物,在发挥计算机功能方面存在着极大的影响。如今的宽带连接实现了网络传播的途径,各种不同的发展技术将在未来得到更好的体验,智能化使计算机具有模拟人的感觉和思维方式的能力,同时,人们也可以更方便地在网络上得知来自世界各地的信息,拓展人们的视野[3]。目前,人们利用计算机科学技术所提供的智能化服务,将此应用在家庭、工作等不同区域,促进了社会的发展,使未来的计算机科学与技术得到更深层次的发展。
3.3多方面发展性
随着计算机科学与技术的不断应用,如今的每家每户基本都拥有自己心仪的计算机,一方面希望众多用户能共享信息资源,另一方面也希望各台计算机之间能更加快速地互相传递信息进行通信,人们对计算机的要求也越来越高。对于现代社会来讲,计算机是人类生活中不可缺少的必备工具,无论是上班、学习还是娱乐,都离不开电脑,他们可以随时通过笔记本电脑查阅自己想要的资料。计算机普遍发展的现象不仅在国内体现得淋漓尽致,在国外也是相当受重视的,它的发展普及适应了高效率、高节奏的城市生活发展,使计算机在未来更加多方面、多元化、个性化地发展。
3.4性能效率好
目前,计算机的更新速度越来越快,科技也在不断进步,但是不得不承认,它是一把双刃剑,有利也有弊,在使用的过程中也存在着一定的弊端。比如某些人利用计算机的优势在网络上进行欺诈,以此来骗取人们的钱财,给人们造成不必要的损失;此外,有的人还利用网络漏洞来攻击他人的系统,盗取他人的重要信息。因此,新时代的计算机科学与技术,应根据以往的经验来尽量避免这些问题的发生,加快计算机的更新效率,运行速度也逐渐顺畅,性价比更高,使计算机科学与技术性能更好,在科技发达的今天,不断地在生活中实践计算机的科学与技术,促进社会科学技术的进步。
4结语
总之,在当今社会中,计算机的科学与技术的发展,应用于生活中的各个年龄阶段的人,如今的计算机发展,应该逐渐向多元化、智能化发展。众所周知,计算机科学与技术对促进我国的经济发展也起着关键的作用。同时,人们还应该降低计算机的开发成本,生产更加环保的硬件和组件,无论何时,都应该本着计算机科学与技术的健康发展趋势,让人们的生活更加便利、舒适,人与人之间的关系也更加和谐,使社会经济与计算机的发展共同进步,探索未来神秘而未知的世界。
参考文献
[1]陈相吉.计算机科学与技术的起源和历史回顾[J].电脑与电信,2014(102):122.
[2]张瑞.计算机科学与技术的发展趋势探析[J].制造业自动化,2015(21):161-162.
计算机科学与技术笔记范文2
关键词:计算机科学与技术;发展趋势;研究
在当前的社会发展中,计算机科学技术发挥着重要的作用,对社会的发展进步起到了巨大的推动作用。随着计算机科学技术的快速发展,人们生活中的各种实际问题都得到了有效地解决,在计算机科学技术的帮助下,人们的生活方式变得更加快捷、舒适和文明。此外,计算机科学技术在经济、文化等方面的发展中也有着非常重要的作用。
一、计算机科学与技术发展的整体方向
(1)向“高”度发展。体现在计算机的主频上,随着主频的逐步提高,计算机的整体性能会越来越稳定,速度会越来越快。英特尔公司已经研制出能集成超出10亿个晶体管的微处理器,也就是说一台计算机不止使用一个处理器,可能会用到几十、几百甚至更多的处理器,即并行处理,截止目前,在世界范围内性能最高的通用机就采用了上万台处理器。而专用机的并行程度又要高出通用机,其关键核心技术是操作系统,体现在两方面,一方面是如何高效能的使很多计算机之间产生联系,实现处理机间的高速通信,另一方面是如何有效管理这些计算机,并使之互相配合、协调工作。
(2)向“广”度发展。随着计算机的高速发展,计算机已经普及,成为个人常用之物,可以说人手一台。向“广”度发展指网络化范围的扩大以及向各个领域的逐渐渗透。到那时,计算机就会无处不在,像现在的发动机一样,应用于所有电器中,你家里的电器不管是冰箱、洗衣机还是笔记本、书籍等都已电子化。说不定多少年后学生用的教科书也被淘汰,被和教材大小一样的笔记本计算机所代替,学生可根据自己实际需要查阅、记录所需的资料。有人预言未来的计算机如此普及价格就和买一本书一样便宜,还有一次性使用的,用完就可以扔掉,它将成为人们生活中最常用、最方便的日用品。
(3)向“深”度发展。即向人工智能方向发展。比如说,如何把网上丰富的、有用的信息变为己有,如何使人机更好地互动等,这是计算机人工智能发展、研究的主要课题。所谓人工智能,即计算机的智能成分占主要,会具备多种感知能力、逻辑思维能力,到那时,人们可以与计算机自由交流,用手写字输入,甚至可以用表情、手势和计算机沟通,人机交流方便、灵活、快捷。使人产生身临其境之感的交互设备也已经发明出来,主要体现在虚拟现实技术领域方面。同时,信息将实现永久性存储,百年存储器正在研发当中,让我们一起期待吧。
二、计算机科学技术的几个具体发展趋势
1.巨型计算机的研制与应用
巨型计算机通常运算速度非常快、储存空间和功能强大的特点,通常巨型计算机的运算速度可以达到每秒百亿次以上,内存容量在几百兆字节以上。巨型计算机在天文、气象、地质、航天、卫星等尖端科学技术领域有着非常广泛的应用。巨型计算机的发展水平是当前计算机科学技术发展的重要体现,对于推动计算机结构、软件和硬件理论技术、以及计算机应用等方面的发展有着巨大的推动作用。
2.计算机的智能化
所谓智能化计算机就是指那些利用平行处理技术对计算机中的多个数据或指令,同时进行处理和分析的计算机。这种智能化计算机利用多个处理器进行数据信息处理,其运算速度非常快。在一些非常高端的技术行业中,经常会需要利用智能化计算机对一些复杂繁琐的数据进行推演和分析,这样可以有效的节约时间和成本,从而提升这些高技术行业的工作效率。在进行计算机的智能化开发过程中,相关的研发人员往往会从人脑的特点出发,从而使计算机变得更加人性化,这也是我们所说的智能化。
3.高性能新型计算机的发展
(1)量子计算机。计算机专家已经根据量子学理论知识,在量子计算机的研制方面取得了一定成果,如:美国科学家已经成功完成了4个“锂离子”量子的缠结状态,这一成果体现了人类在量子计算机研究领域上已经更上一层楼。
(2)光子计算机。传统计算机的数据信息运算和处理都是通过电子手段来实现的,但光子计算机则是由光子技术来进行的,光子计算机的出现使得传统的计算机导线互联方式转变成为了光互联的形式,运算方式也变为了更为现代化的光运算方式。所谓光运算就是指各种数据信息是由不同波长的光表现出来的,光运算可以对各种复杂的数据信息进行更加快速的处理分析,当前光子计算机的运算速度还有着非常快速的增长趋势。
(3)纳米计算机。纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。应用纳米技术研制的计算机内存芯片,其体积只有数百个原子大小,相当于人的头发丝直径的千分之一。美国正在研制一种连接纳米管的方法,用这种方法连接的纳米管可用作芯片元件,发挥电子开关、放大和晶体管的功能。专家预测,10年后纳米技术将会走出实验室,成为科技应用的一部分。纳米计算机体积小、造价低、存量大、性能好,将逐渐取代芯片计算机,推动计算机行业的快速发展。
4.超微技术领域的生物计算机
早在二十世纪八十年代,生物计算机就已经投入研制了,这种计算机最大的特点就是利用生物芯片,由生物工程技术中所产生的“蛋白质分子”组合构成。在这种生物芯片中,信息是以波的方式进行传递的,其运算速度快的惊人,几乎相当于普通计算机运算速度的十万倍,且具备强大的储存空间,而其能量消耗仅为普通计算机的十分之一,这种生物计算机的优势作用显而易见。由于蛋白质分子具有再生能力,因此,它可以通过自我组合而合成新的微型电路,这样就使得计算机具备了生物体的基本特征,因此被称为生物计算机。根据现在的生物计算机技术发展来看,预计将在不久的未来,制造出通过物理和化学作用就能检测、处理、储存、分析、传输数据信息的分子元件。
总之,从第一代计算机的问世到现代计算机的广泛应用,计算机因其低成本高效率越来越受到用户的青睐。随着社会技术的快速发展计算机科学技术更新的频率也变得越来越高。人性化、高效化的计算机信息技术已渗透到了人们生产生活的各个方面,成为社会发展中一个必不可少的重要工具。
参考文献:
[1]邱志明.探索计算机科学与技术的发展趋势[J].黑龙江科技信息,2011(16).
计算机科学与技术笔记范文3
关键词:我国;计算机科学技术;发展趋势
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.135
上世o20年代,计算机的诞生促进了社会的信息化发展。并且,随着科学技术的进步,计算机技术水平越来越高。到目前为止,计算机技术要已经被运用到社会生活中的各个行业,极大地方便了人们的工作和生活。而在当今计算机信息时代,我国计算机科学技术的发展速度越来越快,发展广度越来越宽,发展高度不断提升。计算机科学技术从单一的信息技术逐渐走向了多元化的领域技术,光学计算机技术、纳米计算机技术、生物计算机技术成为我国计算机科学技术的发展趋势。研究我国计算机科学技术发展趋势不仅能够提高促进计算机科学技术朝着正确的方向发展,而且对我国计算机科学技术水平的提升有着深刻的现实意义。
1 计算机科学技术发展的原因
1.1 时展的需求
在当今信息化时代,人们对计算机科学技术的需求量越来越大。虽然,计算机技术最初运用在战争领域。但是,在二战结束之后,世界各国追求和平发展。计算机技术已经被使用在人们的日常生活中,各经济领域对计算机技术的需求量不断加大,强调运用计算机技术创新产品服务,提高企业的经济效益。在这种情况下,各国十分重视计算机科学技术的民用化发展,以充分发挥计算机科学技术在人们生活中的作用。
1.2 信息共享的发展
信息共享是计算机科学技术发展的基础,信息共享促进了计算机科学技术的研发,加强了计算机科学技术研发人员之间的信息沟通和信息交流,并为计算机科学技术的发展提供了充足的信息支持,以减少计算机科学技术的研发周期,提高计算机科学技术的发展速度。
1.3 计算机理论基础的研究
计算机理论基础对计算机科学技术的发展有着重要的指导作用,在计算机科学技术研发的过程中,研发人员能够在理论知识中获得设计灵感并将计算机理论知识运用到计算机科学技术研发的过程中。并且,计算机理论知识需要实践的检验。在计算机科学技术发展的过程中运用理论知识能够检验理论知识的正误并改进错误的理论知识,进而使计算机科学技术研发拥有正确的理论指导,减少计算机科学技术研发过程中的错误。
2 我国计算机科学技术发展的总体方向
2.1 发展高度
计算机科学技术的发展高度主要体现在计算机主频上。计算机主频发展程度越高,计算机的性能就越稳定,运行速度就越快。目前,英特尔公司已经研发出了超过10亿晶体管的计算机微处理器,也就是说计算机可以有多个处理器共同工作,能够有效提高计算机的运行速度。
2.2 发展广度
计算机科学技术的发展广度主要指计算机科学技术在人们生活中的渗透范围。现阶段,我国社会的计算机已经普及,几乎家家都有一台计算机,计算机无处不在。并且,目前人们在生活中所使用的笔记本、冰箱、洗衣机等都是计算机科学技术的电子化产品。很可能在若干年要以后,纸质书籍被淘汰,人们普遍使用电子书进行学习。
2.3 发展深度
计算机科学技术发展深度指计算机人工智能的发展。计算机人工智能的发展课题主要包括人机互动、信息选用等。人工智能要求计算机具备多种思维逻辑能力和感知能力,能够与人进行自由交流。现阶段,计算机人工智能主要运用在虚拟现实技术中。在不久的将来,计算机人工智能会在人们的社会生活中得到普及。
3 我国计算机科学技术发展的趋势
3.1 高速计算机技术
随着计算机科学技术的发展,美国发明了空气绝缘体来提高计算机运行速度的技术。并且,纽约保利技术公司发明了计算机使用的新型电路。在这种电路中,芯片之间用胶滞体所包裹的导线连接,而胶滞体的大部分物质是空气。胶滞体导线不吸收任何信号,在信息传输的过程中极大地提高了信息传输的速度。并且,胶滞体导线能够节约成本,降低计算机的耗电量,提高计算机的运行速度。但是,胶滞体导线的散热性较差,保利公司针对这一问题研发出了电脑芯片冷却技术。我国计算机科学技术积极借鉴美国计算机科学技术的研发成果,积极研发提升计算机运行速度的科学技术,高速计算机技术成为我国计算机科学技术的重要发展趋势。
3.2 超微技术生物计算机
上世纪八十年代,西方国家便将计算机科学技术应用到生物领域,积极研制生物计算机。生物金计算机主要运用生物芯片,以波的方式传递信息,极大地提高了计算机的运算速度。生物计算机的运算速度是普通计算机的十万倍。并且,生物计算机的存储空间十分强大,计算机消耗较小,与普通计算机相比具有明显的优势。另外,随着科学技术的发展,生物计算机已经突破了超微技术领域,实现了超微机器人。在生物计算机背景下,我国加强重视生物计算机的优势,积极探索生物计算机科学技术,研究超微技术在生物领域的运用,尤其强调生物计算机科学技术在医疗行业的运用,以提高我国的医疗水平。
3.3 光学计算机
光学计算机用光作为计算机信息传输的主要手段,光的信息传输速度远远高于普通计算机,并且,光的偏振特征和光的频率能够有效提高计算机信息传输的能力。另外,光学计算机不需要任何导线,光线交叉也不会造成信息干扰,极大地提高了计算机的智能水平。在上世纪九十年代,英国、法国、德国等六十多个国家组成了科研队伍进行光学计算机研究。现阶段,计算机科技发展水平不断提高,我国在科学技术的支持下,加快研发光学计算机技术,光学计算机成为了我国计算机科学技术的重要发展趋势。
参考文献:
[1]向东.计算机未来发展方向预测及新技术之研究论述[J].广东职业技术教育与研究,2016(02).
[2]常思维.计算机网络通信技术及发展趋势研究[J].科技致富向导,2013(35).
计算机科学与技术笔记范文4
关键词 数字逻辑与数字系统 基础 核心 实验
1 定位为基础核心课程
“数字逻辑与数字系统”课程是计算机科学与技术专业及相关专业的基础核心课程,首先定位要明确,对于刚入校的低年级学生来讲,教师一定要有打好其扎实基础的信心、责任与方法,教师不仅要有教好本课程的责任,还要有引导学生入门计算机科学与技术专业的方法与责任,故教人者同时兼顾着指引学习者进大门(计算机学科)与入小门(数字逻辑与数字系统)的责任。
(1)对不同的学校、专业来说,无论是硬件、软件、应用或其他相关专业,各校有自身的基础、底蕴,故对各专业的分类,要求会有所偏重,但“基础”、“核心”应该不可动摇。
(2)无论是本科、专科,还是其他层次类型的学校(公办、民办、独立学院、自考、函授、高职院校)都应重视本基础核心课程的教学。
对“数字电路与数字系统”,教育部在各类相关的教学大纲中均规定为必开课程(其重要性在此也不必多说)。
2 领导的重视程度
各高校计算机院、系领导安排此课程的相对重视程度至关重要。
(1)主讲教师、助教、实验课技师要安排精兵强将。我们可比喻上课效果按下棋的段位来分,教授上课未必是九段,讲师也可以是九段。即要由那些课上得棒并且有责任心的人员进行教学。
(2)有较稳定的教学、研究小组。现在较普遍的问题是有些教师搞科研或因其他原因,常常出差,出现换、停课次数较多的现象,必然影响教学效果。应该建立一些制度,如带实验临时由研究生轮流带不行;教师常出差不行;课程从头至尾必须由固定的老师完成,不能像办讲座式地轮换人员。
(3)领导、教师、实验技师经常要注意学生的反馈意见,随时掌握教与学、示范与动手过程中出现的问题,并及时解决。本课程既要学理论,又要动手做实验,各环节要环环套上。
(4)选一本恰当的教材,在充分尊重主讲教师的基础上,给予一定的把关。虽然计算机及相关专业要开设数字电路课程,但是由于不同的学校、专业的要求,着重点、学生的层次有所不同,在选择教材时也有所区别。这里强调的是“恰当”,即适合学生的层次并经过实践证明选用此教材达到了好的效果。比如我们南京大学计算机系选用的是由科学出版社出版的新世纪高等学校计算机专业教材系列中的《数字逻辑与数字系统》(白中英主编)教材,这是针对普通高校本科生使用的获奖教材,经过论证和试用到正式选定使用,取得了较好的效果。
3 主讲教师一定要负责
选定有丰富教学经验的且有责任心的主讲教师(同时也是相关教研小组的负责人)是关键的一环。
(1)主讲教师要经常与实验师、助教、学生沟通。
(2)相对来说,各角色要分工明确。
①主讲教师是主线、核心队员。
②实验师首先要教会每个学生真正自己动手(这是一道坎,有人会用别人做好的东西去冒充,硬件上手和软件上手不一样,现在电脑很普及,软件上手实践机会多,而硬件要有相应的实验条件提供)做好基础实验;其次才是谁做得更复杂、更好的问题。
③对助教主要要求他发现、总结学生作业及实验中的问题,特别是带有普遍性的问题。
(3)教研小组负责人对各类人员要有考核,亲自与学生沟通,及时了解本教学小组成员的工作成效,比如耐心程度,对学生的态度,设备、器材的损坏率等。
(4)积极与院、系领导打交道,以便保持本课程在获得支持、重视程度、投资更新等方面的地位。
4 结合调查意见
结合学校、教务处等有关部门对学生的教学抽样意见调查,将本课程的得分、评价与其他课程作比较,以便相互促进、提高,本作者所主讲的数字逻辑电路课程在综合评分中总是名列前茅。本课程有自身的独到之处,讲课、实验做得好具有得分优势,而如果不重视实验,做得不好结果正相反。
5 课时的安排要适当
各学校要根据自身的情况及所选用教材的建议课时,综合考虑实际课时的确定。比如我校计算机系所选用的教材参考课时为64学时,我们认为这是最低课时数,我们是偏重软件的学校,对于为数不多的硬件课程要保质保量,主讲教师要根据情况增加课时,应在正常顺序教课的基础上,对于:(1)学生学习中存在的普遍性问题;(2)习题中带普遍性的问题;(3)增加的某些内容、补充的典型例题等由主讲教师在课堂上讲效果好。另一个要注意的问题是现在普遍采用电化教育,上课放投影,教师如果不掌握好进度(往往难以掌握),学生会无所适从,应给一定时间要求学生记笔记,并给予反应上的缓冲时间。我们试过两个班级做记笔记与不记笔记的对比,最终有一定时间记笔记的班级在学习效果、考试成绩方面均优于不记笔记的班级,现在学生普遍不愿记笔记、不愿动手,这是要引起注意的一种新的惰性。
6 激发学生的学习兴趣,调动其积极性
在整个教学的各个环节上要设法激发学生的学习兴趣,从而调动起同学们对本课程的学习、动手作实验的积极性。
(1)通过形象的比喻(要结合内容与进度)激发学生兴趣
比如学习基本逻辑运算及电路时,将其比喻为建高楼,需要先了解砖、钢筋、水泥等基础建筑材料;当学生学到可以设计一些较为简单的电路时,既要肯定又要激励,可比喻为,你可以用砖等基础材料搞创作了,不过还仅仅停留在搭个羊圈、盖个马棚的水平,必须进一步学下去;而在教材基本上讲完后,可比喻为,你现在相当于可以建造人住的普通房屋了,但你要造高楼大厦,建筑精品还需努力学下去。这样类似的比喻学生印象深,已有不止一个已毕业的学生遇见我闲谈时提到教师比喻建筑之事,有的学生对我姓什么都有些模糊,但建筑之事不忘。
(2)激发学生的好胜心
现在的学生普遍好表现,好展示自己,给他舞台,他会用十足的心思。比如讲触发器时,对主从J―K触发器的基本逻辑图,我对学生说,谁5分钟看懂并能正确讲给我听就封他为高手,10分钟看懂水平还可以,15分钟还未看懂就别自己看了;而对维持阻塞D触发器的逻辑图,谁8分钟看懂是高手,12分钟看懂还可以,18分钟还闹不明白就别自己看了。
学生说他学到了相关知识,并能做题目了,我封他水平还可以;要做高手必须用尽量短的时间讲得让别人听懂,这对教师也存在挑战,教师自己懂的东西能否尽快让学生也懂,这是个考验。
(3)结合就业
告诉学生现在硬件越来越重要,其应用范围越来越广,就业机会和工资待遇大有提高,现各大学计算机专业毕业的学生动手能力普遍不够,会编大型程序的人不多,会硬件设计的人就更少了,若想粮袋里的粮食多一些,那就先跟老师把数字逻辑电路这一基础课学好。如果学生拿着自己设计的硬件作品去找工作,往往比拿一软件作品还管用(别人一看你硬件都会设计,那么普通编程也应该没问题)。
7 目前国内高校本门课程普遍存在的一些问题
作者经过对国内各层次的高校数字逻辑电路课程的教学、实践及相关教材的调研,发现了一些问题。
(1)使用教材较为陈旧,讲授内容缺乏时代性。
①教材不少,但更新较慢,有的教师有惰性,不愿轻意换教材或使用更新版本,这与教师太忙,学校重科研、轻教学等多种原因有关。
②出版社与作者对如何更新已有版本的教材缺少沟通。比如涉及到报酬如何算等问题。实际上如果使用同一书的更新版本,既节省教师的备课时间,又有延续性,出版社书的销量也可以增加,这样效果较好,所以出版社应与相关作者建立长期的合作关系。
(2)只讲授“功能部件”级范围,不涉及“数字系统”级范围。
①与教学计划的革新、课时安排有关。
②与主讲教师、助教、实验技师的观念、水平的提高,知识的更新有关。
③与学校设备、器材的经费投入有关(这不完全是任课教师的问题)。
(3)不少院校将本课程交给电子系教师讲授,因而与后续课程不易衔接(理论教学、实践教学都会存在问题)。
①外系教师的责任感通常与本系教师有差别。实验师、助教的配备也有问题,有的学校还可能是私下请的,无工作量、无考核,只给课时费了结;有的可能连实践课内容都砍掉了。
②对不同专业的后续课,培训人才的侧重点会有较大的偏差,比如对软、硬件设计的结合等问题。
③我们应该偏重围绕计算机这一专门的数字系统进行研究,可称是一种纵深研究,而电子系是一种横向的广泛的研究。
(4)硬件设计语言本科生采用ABEL-HDL语言较易掌握,效果较好,而用VHDL语言效果相对差些。
(5)所用实验设备较为落后,这会涉及到经费的投入问题,有的学校微机购置了许多,而数字电路实验设备却很陈旧,甚至没有。
(6)硬件课程受到挤压,有的地方把数字电路和模拟电路课程合并,有的甚至作为讲座性质或干脆砍掉不上了。这些都是有待规范、解决的问题。
总之,应在把“数字逻辑与数字系统”课程真正作为计算机专业基础核心课的原则下,各校结合自己的情况,在教学、实践的各个环节上引起足够的重视,认识到基石与空中楼阁的含义,如果没有学好先行的基础课,那么后续的专业课也是无法学好的。
8 小结
本文是作者根据自己在多年的教学中对数字电路课程的地位、授课过程中所经历的课程内、外的某些相关问题而进行的总结,以及一些较为成功的经验,并提出了自己的一些独特看法、观点。同时对国内一些不同层次的学校作了调查、研究,借鉴了一些经验,并指出了存在且有待克服的问题,对于那些正在讲授数字电路课程的青年教师或即将讲授本课程的教师是值得一读的。作者自认为是从事计算机教育教学实践中取得的一个小小成果,且具有普遍意义。
参考文献
[1] 白中英. 数字逻辑与数字系统. 北京:科学出版社,2003.
[2] John M. Yarbrough 著. 数字逻辑:应用与设计.李书浩,仇广煜等译.北京:机械工业出版社,2000.
计算机科学与技术笔记范文5
关键词: 考勤软件 高校 课堂 设计思路
中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2014)05-0270-01
随着科学技术的不断发展,各种智能终端和移动技术已经走入人们的普通生活,这些技术在不断地改变人们的生活和工作的方式。除了满足各类用户在娱乐方面的各种不同需求之外,移动终端技术还可以应用于各种不同的办公领域,本文就是探讨在移动终端普及化的今天,我们如何利用移动终端技术中的不同模块,来设计和开发高等学校课堂考勤软件以及论述各种方法的不同点。
课堂是学生学习的主要场所,课堂学习是学生获取知识、培养能力、提高素质的主渠道。抓好课堂考勤是创造良好学习氛围,形成良好班风学风的必要条件。而在当前各高校普遍推行的学分制条件下,学生上课较以前分散,课堂、教室的流动性使得班级概念相对弱化,班主任、辅导员、班干部对学生的上课情况的了解和掌握较非学分制条件下有所削弱,同时部分教师淡化课堂考勤,导致一些学生利用学分制条件下课堂考勤监控不严而长期旷课。学分制课堂教学的新特点使传统的课堂考勤制度遇到严峻的挑战。
一、背景概述
1.什么是课堂考勤软件
课堂考勤软件,是指通过使用计算机软件开发技术,实现高等院校课堂考勤、考勤结果处理的软件系统。
2.为什么要使用课堂考勤软件
正如本文开篇论述,课堂是学生学习的主要场所,课堂学习是学生获取知识、培养能力、提高素质的主渠道。其中,大学课堂教学不同于高中、初中等各阶段的课堂教学,大学崇尚自主发展的学习方式造成了课程进行过程中监督不严谨,一些同学利用各种教学监管上的漏洞而长期旷课,导致最终课程考核无法通过,不能达到毕业要求,无法领取毕业证的现象。相信这样的结果,无论是学生还是学校都是不想见到的。
为了避免上述不良结果的产生,大部分高校现在都开始重新严抓课堂考勤问题,但是新的问题也随之而出。首先,大学生的课程比较自由,使得上课的地点以及参与人员并不是一成不变的。其次,学生上课比较分散,而负责课堂考勤的老师或同学分身乏力,造成人员上的紧缺。最后,传统的点名方式会形成大量的纸质数据难以保存和处理,而且会造成很大的资源浪费,在人与环境问题矛盾日益凸显的今天,这样的问题显得更为严重。
为了解决上面的三大问题,考勤工作者便提出了通过使用软件的方式来取代传统的考勤方式的设想,利用不同平台或者不同技术实现的课堂考勤软件来解决我们目前面临的各种问题。软件设计方在实现软件的过程中也提出了很多设计方法,本文接下来就对目前比较受大众认可的几种方法进行阐述。
二、设计思路说明
1.利用蓝牙技术实现课堂考勤软件
蓝牙,是一种支持设备短距离通信(一般10m内)的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。通过蓝牙技术,我们可以要求学生将自己的智能设备的蓝牙名称设置为自己的学号或者其他互异名称,这样我们便可以通过蓝牙设备名称唯一确定一个学生,由于是短距离的信号通信,这样就保证了学生必须在教室完成通信,完成了课堂考勤的任务。
但是使用蓝牙设备存在以下的缺陷:
首先,蓝牙设备的可见时间在使用Android系统的智能移动终端中较短,如果系统不能快速完成名称匹配,就不能进行有效考勤,这点对于实际应用的教室环境造成了比较大的考验。
其次,使用蓝牙技术有一个兼容性的问题,众所周知,IOS系列的智能设备采用的蓝牙设备与Android,Windows Phone等系统的蓝牙标准有所差异,IOS设备的蓝牙无法与其他设备进行通信,而且使用IOS系统设备的用户群体也不占少数,在高校中较为普遍,这就造成了巨大的问题。
最后就是关于考勤流程严谨性的问题,采用这样的方式,学生可以准备一台备用手机交由自己的同学代为参加考勤,但是由于这样的方法所需要的经济成本较高,所以还是属于可以容忍的技术漏洞。
2.利用指纹识别技术实现课堂考勤软件
指纹识别即指通过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别。每个人的指纹都具有唯一性,也就是说世界上的每个人指纹都不相同,这样我们就可以利用指纹来对学生是否到教室进行听课,已经到教室的时间判断是否有迟到等行为的发生。
指纹识别虽然从考勤方式上来看是一个非常有效的考勤方式,但是指纹考勤却存在如下几点不足:
首先,指纹考勤需要配备专门的指纹考勤设备,按照目前的市场价格来说,要为一所学校的每一个教室都配备指纹考勤机的经济消耗是巨大的。
其次,指纹考勤机的数据如果想要随时查询需要将考勤机联网,而且还需要开发对应的考勤数据分析处理软件,从经济和时间成本上来说消耗都比较巨大。
最后,指纹考勤需要对学生指纹情况进行收集,在此项工作上需要消耗较大的时间成本,同时也涉及到个人隐私问题。
3.利用学生校园卡实现课堂考勤软件
参照2.2的内容,学生校园卡可以作为学生唯一身份鉴定标识,在教室增设刷卡机,可以对学生是否到教室和到教室时间等情况加以记录,也不失为一个绝佳的设计思路,而且免去了收集学生指纹信息的过程,属于一大优点。
虽然校园卡考勤免去了指纹考勤收集指纹的工作,但是指纹考勤的第一和第二点不足,校园卡考勤依然存在。而且使用校园卡考勤对于学生来说,可以让同学代为打卡,而且没有什么漏洞利用成本,所以不太建议使用这样的方法。
4.利用GPS技术实现课堂考勤软件
利用GPS定位卫星,在全球范围内实时进行定位、导航的系统,称为全球卫星定位系统,简称GPS。现在的智能终端均内置了GPS模块,可以单向地请求位置信息,我们可以开发程序将这些位置信息进行收集,通过预处理我们就可以判定软件使用者的位置,从而对学生进行考勤。
本设计思路需要面临的现实问题是:目前GPS定位技术在家用或者智能终端上使用的效果还并不成熟,定位偏差一般在40米以内,如果使用本系统,并不能保证定位的准确性。
同时,本设计思路同方案一都具有设计漏洞,但是同2.1中描述,这样的漏洞属于可控制或可接受范围之内。
5.利用校园网络建设实现课堂考勤软件
本设计思路是建立在高校校园无线网建设基础之上的一种设计思路,通过校内无线局域网的IP分配情况,可以基本确定学生在学校的位置,通过智能终端的无线网卡地址以及唯一学生标识符(如:学号)就可以唯一确定学生信息。采用这样的方式可以简单快速低成本的完成智能终端课堂考勤系统。
但是,这样的设计思路也存在很多问题:
首先,由于这样的思路是基于校园无线网络建设的,所以软件的使用范围可能就要受到很大的影响。在没有校园无线网覆盖的高校之中,这样的问题就显得极为巨大。
其次,这样的设计和本文2.1中描述的方法都存在设计漏洞,不过这样的漏洞属于系统或者考勤数据准确性可以接受的范围之内。
三、总结与致谢
本文经过上述内容,为大家介绍了目前市面上各种类型的课堂考勤软件的基本设计思路,同时对其进行了分析。结合我校实际状况,我们选择了2.5中论述的设计思路对软件进行设计和开发,同时配备了比较完整的数据挖掘分析机制,对确保课堂出勤率工作上做出了巨大的贡献。
在本文的最后,我们要对一直支持我们的研究、设计和开发的西南大学计算机与信息科学学院各位领导表示感谢。也要向在软件设计和开发过程中为我们提供技术支持的各位老师和同学表示感谢。
参考文献
[1]廖稳.校园一卡通系统研究及开发[D].吉林大学,2008.
[2]冯为华,章卫星,钟平.“校园一卡通”考勤及门禁管理系统的开发与研究[J].四川理工学院学报: 自然科学版, 2006, 19(1): 71-74.
[3]张彤,曾炜,杨湛琳,等.高校考勤管理软件开发中若干技术问题[J].计算机与现代化,2006 (2):111-113.
作者简介:展镜博(1993-),男,山西太原人,现为西南大学计算机与信息科学学院软件学院2011级本科生,主要研究方向:计算机科学与技术
傅广垣(1993-),男,浙江温州人,现为西南大学计算机与信息科学学院软件学院2011级本科生,主要研究方向:计算机科学与技术
计算机科学与技术笔记范文6
关键词: 离散数学 计算机科学与技术专业 教学方法
离散数学是现代数学的一个重要分支,主要研究离散量的结构及其相互关系,是计算机专业的核心基础课程。它作为有力的数学工具,对计算机的发展、计算机科学的研究起着重大作用,其思想、方法、概念已渗透到计算机学科的各个领域,为数据结构、数据库原理、操作系统、算法分析、逻辑设计、系统结构等后继课程的重要理论基础。
一、课程特点
离散数学的主要特点有:内容零散、定义和定理多。离散数学的教学内容主要包括命题逻辑、集合论、代数系统和图论[1]-[2]。这四个部分自成体系,联系并不紧密。如果其中某部分没有学好,对其他部分影响不大,但是不能通过某部分学习间接理解其他部分。每个内容都包含繁多又抽象的定义和定理,使得离散数学内容零散、枯燥,不容易形成一个有机整体。
二、现状及存在问题
离散数学是计算机专业的核心基础课程,主要研究离散量的结构及相互关系。对培养学生的学科素质、掌握正确的学科方法起着重要作用。目前离散数学课程在教学手段及方法、内容设置、学时安排、学生考核等方面都存在一些问题。
(一)教学模式单一,缺乏多样性。通常教学中表现出以定义、定理、算法、推理与证明方法的介绍为主,缺乏对知识应用的讲解,从而导致离散数学学习枯燥无味,抑制学生的学习兴趣。笔者通过对学生的调研发现,学生在学习过程中对为什么学及学了有什么用很茫然,往往认为离散数学没有实用价值,更没有体会到离散数学对培养思维能力的重要性。他们认为离散数学等一些理论基础课对考研及继续深造没什么帮助,对就业也没多大价值。学生的这些认识误区导致对离散数学不够重视,学习积极性不高。
(二)教学学时安排有问题。离散数学的一个很重要目的是培养学生具有一定的抽象思维能力和逻辑推理能力,为计算机专业其他后续课程奠定坚实的基础。河南理工大学计算机应用型人才的离散数学培养方案是64学时,而且只有理论教学,没有实践教学,对离散数学这门具有丰富理论和实际应用内容的课程来说远远不够。
三、教学方法探讨
(一)精心组织课堂,注重离散数学及计算机学科的融合。针对其教学内容繁多,但教学课时数偏少的特点,在无法增加教学课时的情况下,针对不同的教学要求,把知识单元分成三种类型[3]:核心知识单元、推荐知识单元和可选知识单元。如工程型离散数学课程的核心知识单元是:集合、关系、函数、树、图、基本逻辑、基本证明技术、基本计数;推荐知识单元是:特殊的图、代数结构及相关的证明技术;可选知识单元是:高级计数,初等数论,形式系统,以及相关的证明技术。在制订教学计划时,应该选择全部核心知识单元和推荐知识单元。在可选知识单元中,若专业特色是信息安全,则可以选用初等数论;若专业特色是人工智能,则可以选用形式系统。同时,需要教师根据具体的教学内容在设置上有所侧重,比如,对二元关系部分,侧重点是加强对二元关系的性质相关问题的论证方法的训练。
其次,在离散数学教学中融入计算机科学及数学建模相关的知识[4]-[5],还要以生动有趣的形式呈现给学生,注重学科之间的联系。如讲数理逻辑、函数内容时可以结合计算机专业中编程语言、编译方面的知识;讲代数系统、布尔代数时可结合信息安全或密码学方面的知识;讲图论时可结合通讯与网络、算法分析等方面的知识。这就给离散数学教师提出了很高的要求。教师不仅要吃透离散数学教材的内容,还要对计算机科学及数学建模等学科有相当的了解。因此,需要教师不断扩大知识面,改进教学模式。
(二)采用互动教学方式。在教学过程中注重与学生的互动,学生和教师具有平等的地位。学生可以对教师的授课内容提出疑问,并和教师讨论。教师可以采取提问、抽查的方式对学生进行督促。师生共同讨论,加深学生对问题的理解。教师以问题为牵引,采用启发式思维方式引导学生共同探讨,在相互学习中理解和掌握数学基础知识及其在信息安全领域的应用。同时在教学过程中,教师可以经常提出一些解决实践问题,如利用同余基本原理安排足球比赛日程表,提高学生学习兴趣。通过互动教学模式,学生注意力集中于课程内容,课堂气氛更加活跃。在教学过程中,教师一直处于学习状态,能够在教授课程的同时获取新的知识。
(三)在教学过程中结合使用网络教学平台。利用Moodle、BB(Blockbord)、SAKAI等主流网络教学平台进行网络教学。网络教学不仅是将教学材料在网上,更多的是不同学生之间,以及教师和学生之间的沟通与交流。另外,传统教学过程中一些保证教学质量的关键环节,如作业、考试、笔记记录等都应该能够在网上得到很好的支持。教师可以在平台上开设网络课程,同时,与现有“课堂教学”进行有机结合,开展基于网络的教辅教学活动。帮助老师充分利用教学资源提高教学效率和质量,减少重复劳动,提高整体教学质量。
(四)加强实践,提高学生的动手能力。离散数学的一个基本教学目的是培养和提高学生的逻辑思维能力,这正是程序设计所必备的基本能力,在离散数学中加入实验教学是对这种能力很好的锻炼[6]。教师可以设计一些上机编程的实践内容,例如,要求学生设计实验判断等价关系、求主析(合)取范式、实现最小生成树的Kruskal算法、判断某一简单图是否为二分图或欧拉图等。实验采用学生个人或3、4个人的小组合作方式。学生在老师的指导下,完成相关实验。这样,学生就可以验证理论知识,深化对理论知识的理解。另外,实验教学要求学生掌握数据结构、程序设计、算法分析(算法优化)等方面的知识。让学生自己通过分析问题、编写并调试程序解决实际问题,更好地理解离散数学相关知识,感受到离散数学的价值所在,培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力,对学生综合素质的培养具有良好的效果,提高学生的学习兴趣和理论与实际结合的能力。
(五)采用灵活的考核方式。以往数学类课程大都以平时作业和期末卷面成绩的综合为最终成绩,为了更好地适应课程的发展,需要教师采用灵活多样的考核方式对学生进行考核,大体上可以分成这样几个部分:期末考试(60%)、平时作业(10%)、实践环节(20%)、科研能力(参加课程内容相关的创新性项目,撰写论文或报告情况)(10%)。通过这种方式全方位考查学生的水平,全面培养学生的能力。
四、结语
影响离散数学教学质量的因素很多。既要培养学生的抽象思维能力和逻辑推理能力,又要引导学生学会利用计算机解决实际数学问题。扎实的数学理论功底对掌握计算机技术固然重要,而通过编程解决数学问题,可以加深对数学理论、数学模型的理解,加强运用,因此,在教学中应坚持将离散数学与计算机编程相结合,并加以丰富的应用实例,激发学生对该课程及相关课程的兴趣,取得良好的教学效果。
参考文献:
[1]屈婉玲,耿素云,张立昂.离散数学[M].北京:高等教育出版社,2008.
[2]左孝凌.离散数学[M].上海:上海科学技术文献出版社,1982.
[3]屈婉玲,王元元,傅彦等.离散数学课程教学实施方案[J].中国大学教学,2011,(1):39-41.
[4]刘梅.应用型本科院校离散数学课程建设[J].计算机教育,2011,(2):66-69.
[5]温雪莲.在离散数学的教学实践中融入数学建模思想[J].中国科技信息,2010,(3):236-238.