前言：中文期刊网精心挑选了计算机应用技术前景范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
计算机应用技术前景范文1
关键词：计算机多媒体技术；前景趋势；应用
计算机多媒体技术所指的就是利用数字通信网络技术、计算机交互式综合技术对多种表示媒体的信息进行处理的一种技术，其处理的信息对象包括声音、视频、图像等。利用多个软件、硬件，可以在多种信息间构建逻辑关系，促使交互式系统的形成[1]。近几年，多媒体技术的应用非常广泛，给人们带来了新的感觉与新体验，使人们的生活、工作方式均产生了较大变化。
1计算机多媒体技术的应用
计算机多媒体技术能够实现视频、声音、图像、数据、文字等信息的处理，它结合了数据传输、数据存储、数据转化等多方面的功能[2]。目前，该技术在多个领域中被应用。
（一）通讯领域中计算机多媒体技术的应用
通讯系统为人们的交流提供了有利条件，该系统可实现信息的交换、传递，通过计算机可同时对视频、音频、动画、文字等信息进行处理，从而实现信息的交流、传播。另外，将计算机与通信系统相结合，可以使距离、地域限制克服，提高信息传递的可靠性与有效性，可使彼此间的心理距离拉近，除此之外，还可确保信息传递的及时性。将计算机多媒体技术应用于通讯系统中，可使通讯更加具备真实感，将人心隔阂打破，为人们的远距离沟通、交流提供便捷。
（二）教学领域中多媒体技术的应用
目前，我国的高端人才非常缺乏，这就更加凸显了教学人才培养的重要性。多媒体技术的应用可以使传统单调的教学模式被打破，促使教学形式、教育内容更加丰富，对师生交流具有促进作用，可将师生距离拉近。多媒体技术的应用还可以激发学生的好奇心，使他们更加愿意投入到学习中，提高学习兴趣。
（三）医疗领域中多媒体技术的应用
随着多媒体技术的迅速发展，我国医疗领域也引入了该技术，并且取得了巨大突破，推动了医学诊断成像技术的发展。
（四）远程教育中多媒体技术的应用
计算机多媒体技术的发展推动了我国教育形式的变革。目前，远程公开网络课程非常流行，为学生的自主学习提供了方便，也可满足部分上班族的进修需求。就上班族而言，他们平常的工作比较忙碌，基本无时间外出进修，远程教育的出现可以使他们的学习需求得以满足，也不会对其工作产生太大影响。（五）娱乐项目中计算机多媒体技术的应用计算机多媒体技术在多个娱乐项目中被应用，就电影而言，以往主要是2D电影，伴随计算机多媒体技术的发展，3D电影的普及程度越来越高，为人们带来了更好的视觉享受。除此之外，在音乐制作上，也引入了计算机多媒体技术，通过该技术可以实现对音效的处理，取得更好的音效效果。
2计算机多媒体技术的前景趋势
计算机多媒体技术取得进一步发展后，为人们的工作、生活带来很大便捷，人们的生活方式、工作方式产生了很大变化，目前，该技术已经成为我们生活中的重要组成部分。计算机多媒体技术在以后的发展中仍然是以服务于人们为主，最大限度为人们的工作、生活提供便利。
（一）集成化
从以往的计算机使用情况上看，大多为文本媒体，对信息的表达还停留于显示阶段，在日后的计算机多媒体技术应用中，可实现听觉、触觉、视觉、嗅觉等方面的合成。
（二）计算机多媒体技术的网络化应用会更加广泛
在日后计算机多媒体技术的发展过程中，多媒体技术还将与科研项目相结合，促使抽象、复杂的科研内容简单化，将其转变为具体的动画信息或者图形，推动科研工作的发展。除此之外，多媒体技术还可结合于远程传输技术，可快速、有效传输信息，达到远程交流、远程处理事物的目的，促使信息网络平台的形成，为人们的交流、学习提供方便。
（三）计算机多媒体技术的家庭化
多媒体技术在日后将会被应用于更多加用电气中，使电器的使用更人性化、智能化。目前，电脑的应用非常普及，对多媒体技术家庭化的发展具有促进作用，该技术已经被应用于人们的生活、学习与工作中，越来越多的人接触到计算机多媒体技术，充分了解到该技术的便捷性、高效性，有利于充分发挥该技术的作用。（四）计算机多媒体技术的智能化日后，科研工作人员还将对计算机多媒体技术进行改良，使其朝着智能化的方向进步与发展，便于该技术能够更好的为人们的工作、生活服务。多媒体技术的信息量较多，能够以人们的意愿为依据，对信息进行筛选，在日后还将变得更加智能化。
3结语
计算机多媒体技术已经被应用于多个领域中，推动了人们生活、工作方式的变革，使人们的生活观念改变，为人们的生活增添了更多色彩。该技术将视频、音频、图像、图形等多种技术相结合，在医疗领域、远程教育、通信系统、娱乐项目中均得到了较好的应用，且随着日后的进一步发展，计算机多媒体技术将会变得更加智能化、自动化，为人们的工作、生活提供更多方便。
作者:王玲 刘乃荣 索颖 单位:辽东学院
参考文献：
计算机应用技术前景范文2
[关键词]计算机信息安全；大数据环境；应用分析
中图分类号：TM532 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0299-01
基于信息技术和计算机技术发展起来的大数据环境同样面临着不可忽视的网络安全和信息安全问题。随着信息技术的不断发展，大数据时代已经来临。大数据时代为人们的生产生活带来了极大的便利，但是同时也让人们的生产、生活和学习活动受到信息安全的威胁。要认识到大数据环境背景下的计算机信息安全问题，并且采取措施做好相应的应对和防御。结合笔者多年的工作经验，本文对大数据环境下的计算机信息安全技术应用进行了相关的分析和探究，以期为计算机信息安全工作提供一定的参考。
一、目前大数据环境下的计算机信息安全工作状况
近年来计算机信息技术已经在各个领域中得到了较为广泛的应用，同时在应用过程中也出现了多种安全威胁，大数据环境下的计算机信息安全威胁主要表现在以下几个方面。首先是由网络病毒感染产生的信息安全问题。计算机网络信息技术的不断发展使得一部分不法分子制造病毒对计算机信息技术应用产生极为恶劣的影响，由于计算机网络病毒具有一定的连带性，一旦感染病毒会对其他的相关软件产生威胁，很容易产生计算机信息网络应用的使用安全隐患，带导致系统崩溃。其次，人为操作也会产生极为严重的计算机信息技术安全问题，虽然计算机互联网技术已经得到了较为广泛的普及，但是并不是所有的人都能够正确的操作计算机，很多人在计算机操作方面存在的漏洞会引起计算机信息安全漏洞的出现，泄露重要的信息和数据。另外，计算机信息网络本身存在的安全漏洞也是导致计算机信息安全问题的重要原因之一，任何的计算机信息技术都不是完美无缺的，都存在着一定的安全漏洞。。最后，网络安全管理措施缺乏也是导致计算机信息安全问题出现的主要原因，信息安全意识缺乏、网络安全监控管理技术缺乏都容易引起信息泄露。
二、大数据环境下计算机信息安全技术的应用
（一）加密技术应用
加密技术的主要应用对象是数据，主要是指对数据的加密，通过相关技术将敏感的明文数据通过加密转变为比较难以识别的密文数据，从而实现对数据的信息安全保护技术。解密是加密技术的应用重点和核心，通过同一加密算法对同一明文进行加密，促使其变为不同的密文，当打开密文的时候，能够利用密匙还原加密，这个过程被称作解密。对称加密和非对称加密是加密技术中的两种最为典型的技术。首先对称加密技术是指在控制过程中对加密和解密使用同样的密匙，在对称加密技术中，密匙的保护是十分重要的因素，在实际应用过程中，DES、3DES技术是最为常用的分组密码算法。对称密匙技术具有加密、解密速度、数字运算量小以及保密程度高的特点，但是在密匙管理方面存在着一定的难度，在信息和数据传递过程中很容易将密匙丢失和泄露，对数据安全产生直接的影响。其次非对密匙技术是指在加密和解密过程中应用不同的密匙，但是在加密密匙方面具有一定的公开性。在理论上来说，公开的加密密文与明文的对照解密密匙进行推算是不可能的，这是非对称密匙应用过程的主要原理。在非对称密匙技术下，每一个用户都有一个公开的密匙和一个私人的密匙，与对称密匙相比，非对称密匙具有分配简单、管理方便的特点，但是在处理速度上比较缓慢。在实际应用过程中，用户要根据自身网络数据信息安全管理的特点选择合适的加密技术，在保证信息数据安全的同时做好技术应用。
（二）认证技术的应用
认证技术也是大数据环境下计算机信息安全技术的一种主要类型。加密技术虽然能够使得计算机信息得到一定程度的安全保障，但是这种程度的保障对于某些数据和信息来说是完全不够的，因此信息鉴别和身份认证技术也是大数据环境下计算机信息安全保护的重要技术措施。在实际应用过程中，认证技术涉及的内容是十分广泛的，常见的有数字摘要、数字信封、数字证书等等。计算机信息安全技术中的认证技术主要是通过鉴别交易者的身份进行的，主要功能是味蕾避免发生信息被篡改、伪造和删除的风险。例如目前作为常用的数字证书认证技术主要是PKI执行机构CA所颁发的用户数字身份证，能够为用户信息的完整性和安全性提供可靠的保障。
（三）防火墙技术的应用
防火墙技术解决计算机信息安全问题的一种比较传统的安全信息技术，主要是通过限制公共数据和服务进入到防火墙内，对防火墙内的相关信息进行安全保护的一种技术。过滤型和应用型是防火墙技术应用的两种主要技术类型。
在过滤型技术方面，目前常用的计算机信息安全技术已经开发出静态技术和动态技术两种基本类型。其中静态技术主要是与路由器技术一同产生的，对每个包含已经定义好的规则进行审查的技术，而动态性技术主要是指通过动态设置对过滤条目进行自动的增加或者是更新。在应用型方面，主要包括第一代应用网关型防火墙技术和第二代自适应型防火墙技术，其中第一代应用网关型防火墙技术主要能够对原本内部发出的数据进行隐藏，具有公认的安全性，而第二代自适应带来型防火墙技术能够对网络中的所有数据进行筛选和保护，具有很强的安全性。与其他计算机信息安全技术相比，防火墙技术具有简单、实用和技术透明的特点，在不更改原有网络应用系统的前提下，能够对相应的安全保护对象进行保护。但是防火墙技术在企业、军事等业务安全要求比较突出的领域内难以达到相应的要求，是一种比较基础的计算机信息安全保护技术和手段。
三、结语
大数据环境是随着计算机技术、网络信息技术的不断发展而发展起来的，由于互联网技术和信息技术具有很强的开放性和共享性，这在给用户带来极大便利的同时，也为用户带来了较高的信息安全风险。为了避免由于信息安全风险带来的危害和损失，需要采取相关的措施做好大数据环境下的计算机信息安全技术工作。因此，探究大数据环境下计算机信息安全技术工作具有十分重要的意义。
参考文献
[1] 大数据时代面临的信息安全机遇与挑战[J].林国勇.信息化建设.2016（01）.
[2] 浅析大数据环境下的个人信息安全保护[J].雷善雨.科技创新导报.2015（32）.
计算机应用技术前景范文3
【关键词】计算机；多媒体技术
引言
计算机技术是当今社会应用最为广泛的一项科学技术，而其中的多媒体技术更是集智能、声音、图像、数据以及视频等要素为一身的特点，为人们的工作和学习提供了巨大的帮助。尤其是在教育事业上，计算机多媒体技术通过其良好的视觉和听觉效果，更加便于学生们对相关知识要点的理解，从而在很大程度上提升了学生们的学习效率。在当今的教育环境中，无论是在义务教育中的初级阶段，还是在各类高等院校的教育中，都可以发现多媒体技术的应用。并且借助于信息全球化的发展，计算机多媒体技术将会在未来的各个领域中得到更加广泛的应用。本文的主要立足点就在于计算机多媒体技术的应用与发展。
一、计算机多媒体技术的基本内容
（一）计算机多媒体技术的定义
计算机多媒体技术主要是指通过融合两种或者两种以上媒体的一种人机交互式信息交流和传播的媒体。其中包括了音频、文字、图像、视频以及动画等多种要素。虽然各种媒体的表现形式上会存在一定的问题，但是存在形式都是相同的，都是以数字化的形式存在，即为计算机二进制数字文件。严格意义上来说，虽然计算机多媒体技术的发展时间虽然不长，但是其作用和功能却是其他技术所不能取代的，在很大程度上为人们的工作和学习提供了重要的辅帮助。
（二）计算机多媒体技术的特点
计算机多媒体凭借其自身的优势和特点，在当今的社会中得到了广泛的应用。其特点和优势主要包括多媒体信息的表现与交互、音频采集技术以及数据压缩技术。其中多媒体信息与交互是指在多媒体的平台下，可以使各类媒体形成一种良好的共存关系，并且在共存的状态中能够做到彼此间的优势互补，通过合理的媒体安排来使其发挥出更好的效果。音频采集技术是指将模拟信号采样生成数字信号，在经过计算机处理后储存到相应的介质中。当前在采集信息上运用的技术主要有VFW技术以及DirectShow技术，二者都能够很好的实现信息采集任务。而数据压缩技术则主要是指为了得到更好地视听效果来对相关要素进行处理的过程。由于多媒体技术包含了多种媒体形式，其中具有数据、文本、三维动画以及图像等多种要素，要想得到最佳的表现效果就要对这些要素进行科学的处理和安排。
二、当前计算机多媒体技术的应用现状
随着计算机技术的不断发展，计算机多媒体技术也得到了相应的进步和提升，在人们当前的工作生活中几乎随处都可以看到多媒体技术的应用。人们工作和学习的效率也因为多媒体技术的出现和应用得到了很大的提高。从技术分类角度来看，多媒体技术可以分为数据处理技术的应用、通信技术的应用以及人工智能多媒体应用。其中多媒体数据处理的应用主要是指对文字、图像以及声频和视频要素的整合处理，使相关信息更好的展现在人们面前的一种手段。而计算机多媒体通信技术的应用是指通过利用图像、文字以及数据的新型通信方式，来为人们提供更多高质量的服务。在通信技术应用的方面，当前的通信方式主要有有线通信方式和无线通信方式，这两种方式都是当前运用的比较广泛的通信方式。计算机多媒体技术的通信功能相对于电话等传统的通信方式更具有图文并茂的优势，并且在利用的形式上也更具有简化的便利。人工智能是指利用机器代替人们进行相应的劳动和工作，而人工智能多媒体应用就是在一定程度上将人工智能同多媒体技术之间进行结合，从而使多媒体技术具备智能化的特点，有利于人们对多媒体技术的使用和了解。而在具体的应用中，多媒体技术有可以被分为在通信系统中的应用、在编著系统中的应用、在工业领域中的应用、在医疗影像诊断系统中的应用以及在教育领域中的应用。多媒体技术在通信方面的应用在一定程度上实现了人们面对面的交流，打破了人们之间的地域限制，提高了信息的瞬时性。而在编著方面的应用则为很多多媒体电子出版物和软件出版提供了良好的服务，能够以最佳的效果实现相应的工作任务。在工业领域中的应用主要是通过多媒体的教学方式，利用多媒体PC来开拓市场，进行相关员工的培训。这种形式不仅可以在很大程度上降低企业的生产成本，还有助于对市场的动态予以科学的掌握和分析，进而对路适销增强自身的竞争力。多媒体技术在医疗影像系统方面的应用是当今医疗事业进步的一个重要标志。通过对计算机多媒体技术的应用，可以强化对医疗影像的分析和处理工作，从而得出更具有说服力的结果。在教育方面的应用则主要是以多媒体课件的形式展现，在声文并茂的条件下，教师以及学生们可以通过效果良好的图像和视频等因素加深对相关知识的理解，进而提升学生们的学习效率和质量。
三、计算机多媒体技术的未来发展前景分析
随着社会的不断发展和变化，人们对于计算机多媒体技术的要求也将不断增加，为了使其能够更好的满足人们的需求，就要对其进行适当的发展和完善。未来计算机多媒体技术的发展应该主要从三方面进行，分别是计算机多媒体技术的集成化、多媒体终端的智能化和嵌入化以及计算机多媒体技术的网络化。在计算机多媒体技术的未来发展中应当对视觉、听觉以及味觉等多方面的因素进行整合，“显示”效果并不能被作为多媒体技术的最终追求目标。要使相互合成之后的展现效果得到最大程度的提升，满足人们的各类需求，给人们带来更好的使用体验。并且在表达方式上也要变得更加细腻，提升人机交互的自然醒和高效性。而对于多媒体终端的智能化和嵌入化方面，则是要努力提升计算机多媒体中的多媒体性能，并将计算机芯片嵌入到各类电器之中，利用多媒体技术的影响去开发更多的智能化电器。在多媒体所需要的系统和软件上进行不断地创新和发展，最终达到多媒体终端设备智能化的目的。最后，在计算机多媒体技术的网络化发展上也要进行不断地探求和努力。在信息化、网络化不断发展的今天，要想使多媒体技术能够得到更加广泛和高效的应用，对其进行相应的网络化建设是必不可少的。
结束语：当前计算机的发展已经步入到了成熟的阶段，无论是在硬件设施上的发展还是在软件的发展和创新上都已经变得较为完善，在这样的环境和条件下可以为多媒体技术的发展和应用提供重要的技术支撑和保障。然而，在不断进步的同时必然也会伴随着不断发现的一些问题，目前图像和音频的压缩编码规范性还有待提高，并且在一些隐私性较强的资料上也没有做到很好的强化。所以说未来的多媒体技术尽管具有计算机技术方面的优势，但仍然还有很长的发展道路要走，只有对计算机多媒体技术进行更加严格合理的规范，才能够使其具有更好的发展前景，并更好的应用在教育事业以及医疗事业等各项领域。
参考文献：
[1]刘颖，王磊，郝锦峰. 计算机多媒体技术的研究与发展前景分析[J]. 长沙铁道学院学报（社会科学版），2013，02：195-196.
计算机应用技术前景范文4
[关键词]3D打印；配件制作；计算机信息化
中图分类号：TP334.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）05-0251-01
一、引言
3D打印技术，又称“快速成形技术 （Rapid Prototype）”。这种集分层制造、机械工程、数控技术、计算机辅助设计（CAD①）、材料工程、逆向工程等科学一身的技术，能够直接、自动、精确地设定的物品和零件。如果说传统切削型设备（如车床、铣床、刨床等）运用的是“减材制造”，那么3D打印设备则是“增材制造”。目前，3D打印技术逐渐在建筑、医学模型、玩具、日用品等行业的模具制作得到应用。
二、3D打印技术的基本原理
简单地说，3D打印的基本原理就是“叠层制造”：设计人员首先通过计算机软件制作出配件的3D模型图纸文件，然后打印机根据文件描述的配件形状，由打印头提供粘合材料（粉末状金属或塑料等），每次制作一个微米级厚度和特定形状的截面，逐层堆积粘结起来就制作出所需要的立体配件。整个打印机就像一个数学上连续截面的“积分”过程。
三、3D打印技术分类
在成型技术上，3D打印主要分为：
FDM（Fused Deposition Modeling熔融层积成型）；
LOM（Laminated Object Manufacturing叠层制造）；
SLA（Stereo-Lithography立体平版印刷）；
SLS（Selective Laser Sintering选区激光烧结）。
四、警用特殊配件制作现状分析
在实际工作中，警方为了完成任务的需要，常常要自行制作一些具有特殊功能的“配件”，如支架、支座、套筒等。
1、警用特殊配件的特点
警用特殊配件与其他行业的零配件相比具有以下特点：
1）配件的独特性。很多配件都是针对特定现场环境和特定设备来设计和制作的，加上不同人对配件设计思路的差异，因此在外形、尺寸和功能呈现独特性，一般在社会上难以找到完全相同或类似的零配件。
2）配件的产量少。由于配件的独特性，加上需求量小，因此配件产量不多。
3）配件的尺寸小。由于需要与其他警用装备相配合，加上使用空间所限，这些配件尺寸一般较小。
2、警用特殊配件制作水平现状
目前，警用特殊配件制作基本沿用“人手测绘+机械加工”的传统模式：除个别有条件的单位配置数码自动车床之外，很多单位用于制作特殊配件的设备仍以普通车床（指刃具运动需要人手操作的车床）为主。模式和设备决定了JZ配件制作的现状：
1）配件一次性成型能力低。普通车床受自身性能的限制，除了表面形状简单的配件（如圆柱体、立方体）之外，对于形状特殊（如球体、多面体）和结构复杂的配件无法一次性成形，实际操作中只能把大配件分解成为多个小配件，分别制作后再组合。那些无法在车床上制作的配件还要依赖人手制作。
2）配件制作流程自动化程度低
传统的普通车床必须要人手控制刃具对配件往复切削，同时要避免刃具切削偏差造成配件作废，因此整个过程都离不开人员操作和看护，配件制作过程智能化、自动化程度低。
3）计算机辅助设计应用率低
一是传统机械车床加工能力有限，只能制作一些外形和结构比较简单的配件，例如上面提到的圆柱体、立方体或者长方体，设计人员在只需“手描笔画”即可完成配件草图，计算机辅助设计软件难以发挥作用；
二是普通车床是手动操作，无法实现数控自动化，计算机辅助设计的作用被大大削弱，也降低了设计人员的积极性和创造热情。
五、3D打印技术对警用特殊配件制作的影响
1、与传统设备的比较
与警用特殊配件制作所使用的传统设备相比，3D打印设备具有以下突出的技术特点：
1）能制作复杂配件
传统设备如普通车床、数码车床，是以金属刃具对材料进行切削来实现配件成形，相当于“减法”，受自身技术条件（如刃具尺寸、刃具行走轨道等）所限，存在制作“死角”，难以制作出JZ工作中对结构和表面有特殊要求的配件，如内部中空的壳体、细小的突起或凹陷等等。
2）制作流程自动化高
通过计算机3D制模软件设计好的3D图纸文件（常见后缀为*.STL），将文件输入3D打印设备，即会自动打印出对应配件。整个打印过程可由设备自行独立完成，基本不需要人手干预，制作人员可在打印的同时进行其他工作，工作效率得到提高。
3）配件制作精度高
目前的3D打印技术下，配件工艺精度可达微米级。以国外的MakerBot Replicator ReplicatorReplicatorReplicator2 打印设备为例，打印头的定位精度为：Z轴2.5微米，X轴和Y轴为11微米，可以实现每次0.1mm的逐层打印，配件表面精细度可达到100微米层的分辨率（类似于普通复印纸的精度）。
4）打印设备轻便化
轻便性，是3D打印设备相比于传统设备的显著特点。传统的机械车床、数码车床，重量动辄几百公斤乃至上吨，而且占用空间大。相比之下，3D打印机的尺寸和重量与传统设备相去甚远：以上述MakerBot Replicator ReplicatorReplicatorReplicator2 打印机为例，设备净重为11.5KG，体积为长490X宽320X高380mm，大小与一般激光喷墨打印机类似，适合办公室环境下使用，搬运移动较为方便。
2、对警用特殊配件制作的信息化意义
3D打印技术的引进和应用，能够极大地提升警用特殊配件制作的计算机信息化程度。
1）实现配件设计方案数字化2）实现配件设计方案资源共享3）实现配件制作控制信息化4）提高配件设计人员的计算机信息化水平
3、警用特殊典型配件类型
从目前警用特殊配件的应用实际来分析，3D打印设备有望在以下典型配件制作上发挥独特作用：
1）警用器材的载体（外壳）
以制作一个长方体的中空型载体（外壳）为例，传统制作流程需要经过锯、铣、钻、锉等多项工序，使用包括机械车床、钻台等多种设备和工具，需要消耗工时在8小时以上。相比之下，3D打印设备则可以自动独立完成配件，并在配件内部精确地形成所需的中空间隔，工作效率更高。
2）警用器材的定位件
定位件主要用于精确固定警用器材的位置。应用3D打印技术，只需设计出3D图纸，就能够在3D打印设备上快速制作出定位件。加上一般定位件尺寸较小，对于强度要求不高的定位件，使用3D打印设备来进行小批量的制作则更为方便。
3）仿制物品
可以利用3D扫描仪对原物进行扫描，生成3D图纸后再根据工作需要进行修改。
六、总结
随着计算机、高分子技术等学科的不断进步，3D打印技术必将逐步成熟，功能也会不断强大。在警用特殊配件制作中引进和应用3D打印技术，有望在技术原理、设计模式和制作能力方面填补传统加工制作设备的空白，激发配件设计和制作人员的积极性，极大地提升警用特殊配件计算机信息化程度，从而在对应层面上提高警方工作效率。
参考文献
计算机应用技术前景范文5
关键词：聚丁二酸丁二醇酯（PBS）；制备技术；应用前景；生物降解性；石油基产品 文献标识码：A
中图分类号：TQ323 文章编号：1009-2374（2015）15-0048-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.15.024
1 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）综述
1.1 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）定义
聚丁二酸丁二醇酯（PBS）作为一种新型塑料材料，结构是丁二酸与丁二醇经常复分解反应后形成的酯，分子式为：HO-[CO-（CH2）2-CO-O-（CH2）4-O]n-H，
具有生物降解性优异、用途广泛等特点，常用于塑料包装、食用餐具、农用薄膜、医用高分子材料等领域。与其他降解型塑料相比，PBS的成本低、性能良好，能非常好地与其他不同材料进行有效聚合，因此其工业应用前景非常广阔，具有很好的市场与经济价值。
研究表明，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）以二元酸以及二元醇等化学物质为主要原料，通过一系列化学反应而合成。经过多年的科学实验与工业声场，PBS的加工性能已经比较成熟，可在绝大多数塑料设备上开展任何形式、任何类型加工。此外，PBS也可以与碳酸钙、淀粉等廉价填料共混，以此来以降低生产质保成本。
1.2 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的性能
研究表明，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）塑料除了具有普通塑料的性能外，同时还具有透明性好、光泽度强以及印刷性能好等多种特点，是目前被公认为最有前景的绿色环保型高分子材料。具体来说，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的性能主要表现在以下四个方面：
1.2.1 良好的加工性。工业研究与应用显示，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）具有良好的加工性能，加工温度比较高，一般在150℃～200℃之间。可在多种常用的塑料加工设备上开展注塑、挤出以及吹塑等各类成型加工，是学术界与工业加工行业公认的加工性能最好的材料。此外，该型材料还可以与碳酸钙、淀粉等其他物质进行混合，降低生产、使用成本。
1.2.2 良好的耐热性。聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的耐热性也非常优异，多年的实验与工业研究表明，聚丁二酸丁二醇酯在各类塑料中的耐热性能最出色，能非常好地满足工业对塑料用品耐热性的需求，从而广泛应用于冷热饮包装和餐盒等塑料材料。
1.2.3 低降解性与化学性能稳定性。降解是与形成相反的化学反应，是指大分子化合物经化学反应回归到小分子化学的过程。化学稳定性是指材料对来自外在因素腐蚀的抵抗能力。聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的化学稳定性非常好，只有在化肥、土壤、水以及其他外在因素的环境下，缓慢的被微生物和动植物体内的催化酶分解，最终分解成二氧化碳和水。
1.2.4 良好的力学性能。与其他多种塑料相比，PBS具有更为优异的力学性，具有各类通用树脂的力学性能。
1.3 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的应用
由于聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的上述性能，使它具有非常广的应用范围。
1.3.1 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）广泛应用于包装领域，主要有包装垃圾袋、食品袋、各种冷热饮瓶子、农用薄膜、种植器具与植被网等。
1.3.2 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）广泛用于各类日化用品。一般来说，日化用品对塑料制品的机械强度的要求比较严格，所以需要在PBS中添加滑石粉、碳酸钙等，满足日化用品的使用需求。
1.3.3 由于聚丁二酸丁二醇酯（PBS）具有生物相容性与可降解性等特点，从而广泛应用于医疗行业，如用于人造软骨、手术缝合线、手术支架等医用设备。
2 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）应用的合成工艺
化学合成法在聚丁二酸丁二醇酯（PBS）合成中的应用最广泛，主要有溶液缩聚法、熔融缩聚法、扩链法、酯交换聚合法等。此外，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）也可采用生物发酵法进行合成，但其成本较高，应用范围不广。
2.1 溶液聚合法
溶液聚合法的具体原理如下：在一定温度与催化剂条件下，使丁二酸与丁二醇发生化学反应，完成二者的酯化反应，在反应过程中使用不同的溶剂，减少反应生成的水分，然后在高温条件下发生缩聚反应。
一般来说，如果不能及时分离溶液聚合反映产生的水分，将会给PBS的聚合反应带来不利影响。因此，有学者对溶液缩聚法进行了提升与改进，以十氢萘为溶剂，以二元酸和二元醇为原料，在合适的温度与催化加条件下发生聚合反应，并用油水分离器取代传统水分离方法。该种方法适用于工业对塑料的大规模生产。
2.2 熔融缩聚法
熔融缩聚法将合成PBS的过程分成酯化阶段和缩聚阶段两部分。具体步骤为：在较低的温度条件下，以丁二酸和丁二醇为化学反应原料，进行熔融酯化反应，然后在真空、高温条件下完成缩聚反应。
该方法对催化剂的要求比较高，催化剂能直接影响PBS分子量的大小。学者在35℃与31.99kPa的条件下，以三氟甲烷磺酸钪和三氟甲基磺酰亚胺为催化剂完成聚合反应，取得了较好的效果。
但是，通过传统合成工艺聚合得到的PBS分子量相对较低，限制了PBS的合成效果与应用范围。因此，学者又进一步创新和改进了PBS的合成工艺，将缩聚反应分为预缩聚和真空缩聚两步，从而进一步提高了PBS聚合的效果与效率。
2.3 扩链法
扩链剂是一种分子量相对较低的双官能团化合物，易同高分子聚合物链的末端基团发生化学反应，可增加聚合物的相对分子量，进一步加快聚合反应。
使用扩链剂后的扩链法可使聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的力学性能大幅提高，研究结果显示使用扩链法后的PBS的力学性能有所善、特性黏度有所增强、生物降解性也有所改善。
此外，使用扩链剂后的扩链法还可提高PBS的分子量，研究表明：采用该法后的PBS的分子量成倍增加，热稳定性也有所提高，但该扩链反应法所需的时间较长，反应条件也较为苛刻，因而使用范围较小。
2.4 酯交换法
在高温、高真空以及催化剂的作用下，使等量的二元醇和二元酸二甲酯进行酯交换，完成聚合反映，从而得到聚丁二酸丁二醇酯（PBS）。由于酯交换法中未使用溶剂，而且参加反应的二元醇可通过水溶剂或加热等简单操作除去，最终得到的PBS杂质含量较低。
3 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的改进
为进一步提高聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的性能，许多学者开展了大量的针对PBS的改进性分析与研究，在不断提高PBS各类常用性能与特点的同时，也有效地提高了生物相容性和生物降解性特性，具体改进方法分为共聚改进方法和共混改进方法两种。
在实施共聚改进方法时，把芳香族类聚酯添加到PBS制备之中，能明显提高其既有的物理性能与力学性能。研究表明，将芳香基团连接在PBS侧链上，能使PBS的断裂明显伸长、撕裂度明显降低、生物降解性明显加强。把脂肪族组分添加到PBS的制备过程中，可有效改善PBS的脆性，提高其生物降解性等。
4 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的应用及产业化发展
PBS是降解能力非常强的化学聚合物，在自然条件下，可完成分解，且其分解产物是对自然环境没任何污染与破坏的水和二氧化碳。因此，大力发展与推广PBS及其相关产业，是有效降低塑料产量、环减环境污染的重要途径之一。
4.1 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的应用
以PBS作为主要的原料，可制造出化学性能与物理性能都非常优良的复合纤维。此外，将带有金属离子的陶瓷材料与PBS纤维混合，能制造出抗菌性能非常好的纤维材料。研究还表明PBS在人体内部的适应性非常好，在人体内可以被完全分解和吸收，且几乎不产生副作用。因此，PBS也广泛应用于医疗手术缝合线等。
4.2 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的产业化发展
近年来，欧美发达国家越来越重视PBS可降解塑料的研究与应用，投入大量的人力与物力，加大研发力度，从而明显加快了产业化发展的步伐。研究表明，生物降解性塑料的需求呈几何指数增长率，预计欧洲2015年消费量将超过100万吨。
20世纪末，日本的高科技公司以异氰酸酯为扩链剂，对传统缩聚合成得到、分子量相对较低的PBS开展改进，成功实现了相对分子量为200000的PBS聚合，极大地扩展了PBS的应用范围、加快了市场化应用步伐。
在国内，中科院下属的研究所自主研发了特种纳米微孔载体材料复合高效催化体系，实现了对相对分子质量超过200000的PBS的聚合合成，并与相关公司签署协议，合资组建分子材料公司，建设世界最大规模的PBS生产线，成功实现其产业化发展，这标志着中国生物降解塑料产业开始大规模产业化的新纪元。此外，由于PBS具有优异的性能，中科院在常用塑料加工设备上对PBS及其相关产品开展再加工与再成型研究，从而制备出加工性能更加优异、工业用途更加广泛的PBS材料，且该材料对设备和工艺的要求进一步降低。
PBS生物降解性聚酯作为塑料家族的品种之一，因其良好的性能特征与低污染性，正以很快的速度实现产业化、规模化发展。目前已经进入实用推广阶段，随着社会对环境污染的日益关注以及对降解塑料的不断需求量，其产业规模必定将进一步扩大。与此同时，发酵法生产丁二酸已实现商业化发展，技术也已成熟，为大规模生产与发展PBS提供来源保障，使PBS变成真正的绿色塑料，且其成本也将进一步降低，产品的应用领域还会不断扩大。
5 结语
目前，虽然PBS作为一类新型的生物降解材料，且国内外学术界与工业领域对其的研究与应用逐渐增加，但其在很多领域的研究存在局限与不足。不同学者的观点仍存在一定的分歧。本文认为，随着理论研究与实践应用的进一步深入与成熟，PBS的综合性能将会不断提高、成本与价格也将不断降低，并逐渐取代传统塑料，进一步降低对环境的污染与危害，从而真正实现可持续发展。
参考文献
[1] 廖才智.生物降解性塑料PBS的研究进展[J].塑料科技，2010，（7）.
[2] 刘钺，杜风光.生物降解塑料的产业化现状与前景
[J].河南化工，2012，29（8）.
[3] 张维，季君晖，赵剑，王小威，许颖，杨冰，王萍
丽.生物质基聚丁二酸丁二醇酯（PBS）应用研究进展[J].化工新型材料，2010，（7）.
[4] 黄关葆.聚丁二酸丁二醇酯的研究与产业化现状[J].纺织学报，2014，（8）.
[5] 王斌，许斌.聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的现状及进展[J].化工设计，2014，（3）.
[6] 李彦磊，陈复生，刘昆仑，王洪杰，方志锋.可生物降解材料及其评价方法研究进展[J].化工新型材料，2013，（3）.
[7] 季君晖.新型全生物降解塑料PBS进展[J].中国科技成果，2008，（8）.
计算机应用技术前景范文6
关键词：知识表示与知识推理；教学设计；教学实践；数理逻辑；人工智能
知识表示与知识推理是智能信息处理的基础。从人工智能的角度看，知识是构成智能的基础，人类的智能行为依赖于利用已有的知识进行分析、猜测、判断和预测等。当人们希望计算机具有智能行为时，首先需要在计算机上表达人类的知识，然后再告诉计算机如何像人一样地利用这些知识。
自从人工智能领域诞生以来，知识表示与知识推理就一直是其中最为重要的子领域。经过五十多年的发展，知识表示与知识推理领域的许多研究内容、研究方法和研究成果已经深深渗入到计算机科学，进而对计算机学科的发展产生了深远的影响。例如，在C++、Java等面向对象程序设计语言中，“继承”这一最为核心的技术就来源于知识表示与知识推理。再如，在软件自动化领域，许多程序规格语言和程序验证技术都借鉴了知识表示与知识推理领域的Prolog语言等研究成果。从工程开发的角度看，专家系统、智能搜索引擎、智能控制系统、智能诊断系统、自动规划系统等具有所谓智能特征的系统都或多或少地依赖于知识表示与知识推理技术。因此，对于计算机专业的学生来说，学习知识表示与知识推理方面的课程，对于今后在相关领域从事系统开发和科学研究都大有裨益。
在ACM与IEEE-CS联合攻关组制订的计算教程CC2001(Computing Curricula 2001)中，知识表示与知识推理得到了高度重视。CC2001给出的计算机科学知识体由14个知识领域组成：在其中的IS(Intelligent Systems)知识领域中，关于知识表示与知识推理的内容占据了10个知识单元中的2个，即知识单元“(Is3)知识表示与推理”以及知识单元“(IS5)高级知识表示与推理”。在ACM和IEEE-CS进一步修订后的计算机科学教程CS2008(Computer Science Curriculum 2008)中，知识表示与知识推理同样得到了高度重视。此外，在我国高等学校计算机科学与技术教学指导委员会制定的计算机专业规范中，上述的IS3和IS5两个知识单元被全部包括到计算机科学专业的核心课程“人工智能”中。然而，据我们了解，由于“人工智能”在许多高校仅仅作为专业任选课开设，使得计算机相关专业的许多学生无法接触到知识表示与知识推理方面的内容。与此同时，由于课时数限制及没有得到重视等因素，实际开设的“人工智能”课程(包括本科生课程和研究生课程)往往难以覆盖CC2001在知识单元IS3和IS5中列出的各个知识点。
实际上，经过五十多年的发展，知识表示与知识推理领域已经沉淀出一系列基本的方法、理论和技术；这些方法、理论和技术在CC2001的知识单元IS3和IS5中基本上都以知识点的形式列举了出来。作为计算机专业的教育工作者，我们有责任将这些体现了几代人智慧结晶的知识介绍给学生。另一方面，从研究者的角度来看，知识表示与知识推理是一个非常活跃的研究领域；尤其是随着Web技术的发展以及Web科学的出现，知识表示与知识推理将在计算机科学中扮演越来越重要的角色。面对万维网这个全球最大的分布式信息库，如何让计算机对其中海量的数据和信息进行分析、推理和管理，进而为人类提供方便的知识服务，是目前信息技术领域面临的一个重大问题。针对这个问题，国内外研究者基本上都是从人工智能的角度寻求解决思路；近年来成为研究热点的语义Web更是完全建立在知识表示与知识推理的基础上。因此，从开拓学生思维以及介绍研究与技术前沿的角度来看，也非常有必要向学生讲授知识表示与知识推理的相关内容。
基于以上认识，我们为计算机软件与理论专业和计算机应用技术专业一年级的硕士研究生开设了一门32课时的选修课程，以CC2001和CS2008列出的知识单元为核心，对知识表示与知识推理的相关内容进行教学。本文对教学设计和教学实践中遇到的主要问题进行分析，针对这些问题给出相应的解决对策，并对我们获得的经验和教训进行总结。
1 “知识表示与知识推理”知识体的教学设计
自上世纪九十年代以来，国内外许多高校就将“知识表示与知识推理”作为一门课程，面向研究生或高年级的本科生开设。其中比较著名的包括加拿大多伦多大学Hector J.Levesque教授开设的知识表示课程，美国斯坦福大学Leom Morgenstem教授开设的知识表示课程，英国曼彻斯特大学Ulrike Sattler教授等讲授的知识表示和推理课程，中山大学刘咏梅教授讲授的知识表示和推理课程等。但是，由于没有统一的课程设置标准，这些课程讲授的知识点都不尽相同。2000年，Leom Morgenstem和Richmond H.Thomason总结了开设知识表示与知识推理课程时面临的挑战，提出了相应的解决思路。其中，针对该课程缺乏统一的教学知识体的情况，他们设计了一个持续14周、每周2次课的教学大纲。在文献[5]中，Leora Morgenstem进一步修订了之前提出的教学大纲，建议在其中增加语义Web及Web本体语言OWL等内容。
尽管目前各高校开设的知识表示与知识推理课程的课程大纲仍然不尽相同，但比较可喜的是，对知识表示与知识推理的教学在CC2001计算教程中得到了高度重视。CC2001分别在“知识表示与推理”和“高级知识表示与推理”两个知识单元中列出了关于知识表示与知识推理的教学内容。知识单元“知识表示与推理”由以下知识点组成：命题逻辑和谓词逻辑回顾，归结原理与定理证明，非单调推理，概率推理，贝叶斯定理。知识单元“高级知识表示与推理”由以下知识点组成：结构化知识表示(包括对象与框架、描述逻辑和继承系统)，非单调推理(包括非经典逻辑、缺省推理、信念修正、偏好逻辑、知识源的集成、冲突信念的聚合)，对动作和变化的推理(包括情景演算、事件演算和分枝问题)，时态和空间推理，非确定性推理(包括概率推理、贝叶斯网络、粗糙集和可能性理论、决策理论)，针对诊断的知识表示与定性知识表示。在CC2001的基础上，CS2008在知识单元“知识表示与推理”中增加了合一与提升、前向链接、反向链接以及归结等知识点；在知识单元“高级知识表示与推理”中增加了本体工程和语义网络两个 知识点。
以CC2001和CS2008列出的知识点为基础，在综合考察了国内外相关课程的开设情况之后，我们对“知识表示与知识推理”课程的教学内容及相应的学时分配设计如下。
1)概述(2学时)。介绍知识表示与知识推理领域的发展历史、现状和前景：讲授知识表示的基本思路和基本原理；介绍知识表示方法和技术的典型应用：列举典型的采用了知识表示技术的系统，与没有采用知识表示技术的系统进行比较分析。
2)基于一阶谓词逻辑的知识表示和推理(4学时)。讲授一阶谓词逻辑的语法、语义和语用；通过例子讲授如何应用一阶谓词逻辑进行知识表示；讲授如何应用消解原理进行知识推理；讲授如何应用Tableau算法进行知识推理；分析一阶谓词逻辑存在的局限。
3)Horn子句逻辑与产生式系统(2学时)。讲解Horn子句及其过程解释；介绍SLD归结以及分别采用反向链和正向链的推理过程；通过例子讲授如何应用Horn子句逻辑进行知识表示和推理；对Prolog语言进行简单介绍；通过例子介绍如何应用产生式系统进行知识表示和推理。
4)结构化知识表示(6学时)。介绍对象与框架，介绍基本的框架形式系统：介绍语义网络，对推理过程中的继承机制进行介绍。介绍描述逻辑家族的研究历史和发展现状；以逻辑系统ALC为例，讲解描述逻辑的语法和语义；通过例子讲授如何应用描述逻辑进行知识表示；讲授如何应用Tableau算法对描述逻辑刻画的知识进行推理。
5)非单调知识表示和推理(4学时)。介绍非单调性推理的研究历史；讲解封闭世界假设与开放世界假设；讲解缺省推理和限定推理；对自认知逻辑、偏好逻辑和真值维持系统进行介绍；对信念修正、知识源的集成以及冲突信念的聚合进行介绍。
6)非确定知识表示和推理(4学时)。对模糊逻辑进行介绍；讲授概率推理和主观贝叶斯方法；对粗糙集、可能性理论和决策理论进行介绍。
7)解释与诊断(2学时)。讲授反绎推理的基本思路，将其与演绎推理和归纳推理进行比较分析；以一个电路系统为例，讲授如何在知识表示的基础上采用反绎推理进行故障诊断。
8)动作与规划(4学时)。介绍动作与规划领域的研究历史和发展现状；讲授如何在STRIPS系统中对动作进行刻画以及如何进行规划求解：讲授如何应用情景演算和事件演算对动作进行刻画、推理、及规划求解；对框架问题、条件问题和分枝问题进行介绍；对规划语言PDDL进行介绍。
9)时态和空间推理(2学时)。对时间点／时间段、离散／连续、有限／无限、线性／分支等表示时态信息的不同方式进行介绍；对Allen的区间代数理论进行介绍；对线性时态逻辑和分支时态逻辑进行介绍；对基于点／基于区域、离散／连续、有限／无限、同维／混合维等表示空间信息的不同方式进行介绍；对区域连接演算RCC进行介绍；对时态与空间推理的结合进行简单介绍。
10)语义Web和本体工程(2学时)。介绍语义Web的基本思想、技术现状和发展趋势；讲授语义Web的层次模型以及各个层次的目标和功能；对资源描述框架RDF、Web本体语言OWL、Web规则标记语言RIF、Web查询语言SPARQL等进行介绍。对本体的构建、管理和维护进行介绍。
上述教学内容的基本特点是覆盖了CC2001和CS2008列出的关于知识表示与推理的所有知识点。此外，我们将目前作为计算机科学和人工智能领域研究热点的语义Web等内容引入了课堂教学，不仅可以将相关研究前沿展示在学生面前，而且还可以让学生更加深刻地体会学习知识表示与知识推理的价值，进一步激发他们的学习热情。另一方面，上述教学内容存在的一个缺陷是内容过多。由于受到课时数的限制，部分内容在讲授时不能充分展开，留给学生课堂练习和讨论的时间不充裕。
2 教学实践中的主要问题及对策
在围绕“知识表示与知识推理”知识体开展教学实践时，我们遇到的问题主要来自以下几个方面：教师和学生对“人工智能”课程以及其中的“知识表示与知识推理”知识体不重视，缺乏合适的教材，学生缺乏必要的基础知识。下面对这些问题进行逐一分析，对我们采取的对策进行相应介绍。
2.1 师生对“人工智能”课程不重视
许多教师和学生对“人工智能”课程不够重视，甚至存在偏见。我们觉得，这种现状很大程度上是由人工智能自身的发展历程造成的。人工智能领域刚诞生时就被赋予过高的期望；早期的研究者也过于乐观地给出了一些不切实际的承诺。由于不能在短期内实现过高的目标和兑现相应的承诺，使人工智能领域在上世纪80年代末90年代初一度跌入低谷，甚至达到了声名狼藉的地步。这一特殊的发展历程使得一部分对人工智能了解不多的教师和学生产生误解，认为人工智能是一个比较务虚的领域。这种误解甚至影响到“人工智能”课程的开设。目前，在许多高校计算机相关专业的课程设置中，“人工智能”往往只作为选修课程开设，没有得到教师和学生的普遍重视。
实际上，从信息技术发展规律的角度来看，人工智能的上述发展历程是很正常的。根据市场权威研究机构Gartner给出的“技术成熟度曲线”(hype cycle)理论，一项新的IT技术在产生之后，一般先是默默无闻地奋力发展几年，然后会由于被大家寄予很高的期望而迅速火爆起来，接着会因为没能兑现过高的承诺而跌入谷底，最后会再次崛起并由于过硬的成就而被大众普遍接受。人工智能已经经历了从默默无闻到迅速火爆再到跌入谷底的发展过程，目前正处于再次崛起的阶段，并且将通过不断取得的成就而被大众普遍接受。
人工智能的教学在CC2001和CS2008中得到了高度重视。CC2001给出的计算机科学知识体由14个知识领域组成，作为其中的知识领域之一，智能系统(即人工智能)与离散结构、程序设计、操作系统、计算机体系结构等已经得到普遍重视的知识领域具有了相同的地位。在我国高等学校计算机科学与技术教学指导委员会制定的计算机专业规范中，也将“人工智能”作为了计算机科学专业的核心课程。但是，对人工智能相关知识的传播需要一个长期的过程，仍然需要广大科研和教育工作者的不懈努力。
2.2 师生对“知识表示与知识推理”知识体不重视
即便部分教师和学生认识到人工智能知识领域的重要性，但对于其中的“知识表示与知识推理”知识体仍然不够重视，认为没有必要专门通过一门课程进行教学。
针对这个问题，我们可以对人工智能领域的发展历程作进一步考察。我们知道，人工智能领域的诞生就是从知识表示和知识推理开始的。在1956年标志着人工智能诞生的Dartmouth会议上，Herbert Simon和Allen Newell展示的“逻辑理论家”就依赖于知识表示和知识推理。在此之后的五十多年中，知识表示与知识推理就一直是人工智能中最为重要的子领域。相 应的一个佐证是，1966年到2009年期间，在获得图灵奖的56名科学家中，Marvin Minsky、John Mccarthy、Herbert Simon、Allen Newell、Edward Feigenbaum和Raj Reddy等6名科学家都在知识表示与知识推理领域取得了开创性的研究成果。
知识表示与知识推理的重要性在CC2001和CS2008中同样得到了体现。CC2001给出的“智能系统”知识领域由以下10个知识单元组成：智能系统中的基本问题、搜索与约束求解、知识表示与推理、高级搜索、高级知识表示与推理、智能主体、自然语言处理、机器学习与神经网络、人工智能规划系统、机器人；C$2008在CC200I的基础上增加了智能感知这个知识单元。其中，关于知识表示和知识推理的教学内容不仅占据了两个知识单元，而且在智能主体、人工智能规划系统、机器人等知识单元中也占据了相应的多个知识点的位置。由于32课时的人工智能选修课程通常只能对上述知识单元作一个概要性的介绍，对于想进一步深入学习的学生，在有条件的情况下，我们完全有必要开设一门关于“知识表示与知识推理”的课程。另外，从上一节给出的教学设计可以看出，如果要覆盖CC2001和CS2008给出的关于知识表示与知识推理的所有知识点，一门32课时的课程在时间上还很不够用。因此，基于以上分析，我们希望“知识表示与知识推理”的教学首先能够得到相关教师的认可和重视，然后通过课程设置等途径逐渐吸引学生的关注，并在教学过程中激发起学生的学习兴趣和热情。
2.3 缺少合适的教材
尽管CC2001和CS2008详细地列出了关于知识表示与知识推理的主要知识点，但是，据我们所知，目前还没有出现完全覆盖这些知识点的合适教材，而中文的相关教材更是缺乏。
在参考了多方面的资料之后，我们选择了Ronald Brachman和Hector Levesque撰写的《Knowledge Representation and Reasoning》作为教材。Ronald Brachman和Hector Levesque都是知识表示与知识推理领域的著名学者。其中，Ronald Brachman于1977年在哈佛大学攻读博士学位时提出了KL-ONE系统，开创了目前成为研究热点的描述逻辑领域，之后于2003年担任了美国人工智能学会的主席，目前是ACM院士、雅虎全球研究运营副总裁。Hector Levesque在知识表示领域也做出了许多开创性的研究成果，曾于2001年担任人工智能顶级会议IJCAI的主席，于2006年当选加拿大皇家学会会士。除了时态和空间推理以及本体工程这两个知识点之外，CC2001和CS2008中列出的其他关于知识表示与知识推理的知识点，在《Knowledge Representation and Reasoning》中都基本上得到了体现。另外，为了在课程中向学生介绍语义Web方面的知识，我们选择了Grigoris Antoniou和Frank van Harmelen撰写的《A Semantic Web Primer》作为参考书目。
2.4 学生缺乏必需的基础知识
知识表示与知识推理的核心思想是采用形式语言(尤其是逻辑语言)对知识进行刻画和推理，因此要求学生在学习该课程前具有扎实的数理逻辑基础知识。
尽管数理逻辑对于整个计算机学科来说具有非常重要的作用，但在目前计算机相关专业的课程设置中，数理逻辑往往只作为离散数学课程的一个部分进行教学，在课时数量上非常有限。此外，从教材的角度来看，大部分离散数学教材的数理逻辑部分主要介绍命题逻辑的相关知识，而且只介绍命题逻辑联结词、范式、等值演算、自然推理系统等最基本的内容；对一阶谓词逻辑以及命题逻辑中更为深入的内容介绍得很少，甚至不介绍。这些内容对于学习知识表示与知识推理知识体来说远远不够。例如，根据我们在讲授“知识表示与知识推理”之前的调查，许多研究生对于一阶谓词逻辑的语法与语义等基本概念都还比较模糊，对于消解原理、Tableau方法、可满足性问题等内容更是没有接触过。
针对上述问题，除了原计划关于一阶谓词逻辑知识表示的4个课时之外，我们临时增加了2个课时的课堂教学，为学生补充命题逻辑的语法和语义、公式可满足性问题、Tableau判定算法、基于消解原理的判定算法等内容。由于受到课时的限制，许多重要的结论及其证明过程无法在课堂上详细阐述。
值得一提的是，由于研究课题的需要，我们组织部分研究生一起学习了John Bell和Moshe Machover撰写的著名教材《A Course in Mathematical Logic》。在学习这本教材时，我们将研究生分为三个小组，让各个小组自学该教材，对其中的引理、定理以及问题(Problem)进行证明或求解，然后在每周一次的学习班上使用黑板讲解他们的证明或求解过程。在3个月的时间里，将这本教材中的第一章和第二章学完后，这些研究生的数理逻辑知识明显上了一个台阶。在之后学习知识表示与知识推理的过程中，这部分研究生的学习效果也明显好得多。在今后的教学中，我们希望计算机相关专业的研究生能够先学习一门数理逻辑方面的课程，然后再学习知识表示与知识推理课程。
3 结语
