計算機科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論 第8章

《計算機科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論 第8章》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、計算機科學(xué)技術(shù)的研究范疇及在各領(lǐng)域的應(yīng)用第8章本章主要內(nèi)容第一節(jié)計算機科學(xué)技術(shù)的研究范疇第二節(jié)計算機在科學(xué)研究中的應(yīng)用第三節(jié)計算機在教育、教學(xué)中的應(yīng)用第四節(jié)計算機在制造業(yè)的應(yīng)用第五節(jié)計算機在商業(yè)、銀行、證券業(yè)中的應(yīng)用第六節(jié)計算機在交通運輸業(yè)中的應(yīng)用第七節(jié)計算機在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第八節(jié)計算機在辦公自動化中的應(yīng)用8.1計算機科學(xué)技術(shù)的研究范疇計算機科學(xué)主要的研究范疇包括計算機理論、計算機硬件、計算機軟件、計算機網(wǎng)絡(luò)及計算機應(yīng)用等。1計算機理論的研究內(nèi)容離散數(shù)學(xué)：主要研究數(shù)理邏輯、集合論、近似代數(shù)和圖論等。算法分析理論：主要研究算法設(shè)

2、計和分析中的數(shù)學(xué)方法與理論。形式語言與自動機理論：研究程序設(shè)計語言及自然語言的形式化定義、分類、結(jié)構(gòu)等，研究識別各類語言的自動機模型及其相互關(guān)系。程序設(shè)計語言理論：運用數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)的理論研究程序設(shè)計語言的基本規(guī)律。程序設(shè)計方法學(xué)：研究編制高質(zhì)量程序的各種程序設(shè)計規(guī)范化方法，并研究程序正確性證明理論等。計算機硬件的研究內(nèi)容元器件與存儲介質(zhì)微電子技術(shù)計算機組成原理計算機體系結(jié)構(gòu)微型計算機技術(shù)計算機軟件的研究內(nèi)容程序設(shè)計語言的設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法程序設(shè)計語言翻譯系統(tǒng)操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)算法設(shè)計與分析軟件工程學(xué)可視化技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)的

3、研究內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)安全計算機應(yīng)用的研究內(nèi)容軟件開發(fā)工具完善既有的應(yīng)用系統(tǒng)開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域人—機工程返回8.2計算機在科學(xué)研究中的應(yīng)用科學(xué)研究是計算機的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。主要用來進行科技文獻的存儲與查詢、仿真計算、虛擬現(xiàn)實、復(fù)雜現(xiàn)象的跟蹤與分析以及知識發(fā)現(xiàn)等。一、計算機仿真技術(shù)1、定義：仿真就是應(yīng)用計算機對復(fù)雜現(xiàn)實系統(tǒng)經(jīng)過抽象和簡化形成系統(tǒng)模型，然后在分析的基礎(chǔ)上運行此模型，從而得到系統(tǒng)一系列的統(tǒng)計性能。2、優(yōu)勢：縮短決策時間，避免資金、人力和時間的浪費?？梢灾貜?fù)進行，優(yōu)化實施方案，具有很高的科學(xué)研究價

4、值和巨大的經(jīng)濟效益。3、應(yīng)用：首先由于仿真技術(shù)在應(yīng)用上的安全性，使得航空、航天、核電站等成為仿真技術(shù)最早的和最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。特別是在軍事領(lǐng)域，新型的武器系統(tǒng)、大型的航空航天飛行器在其設(shè)計、定型過程中，都要依靠仿真試驗進行修改和完善。其次從仿真的經(jīng)濟性考慮，由于仿真往往是在計算機上模擬現(xiàn)實系統(tǒng)過程，并可多次重復(fù)運行，使得其經(jīng)濟性十分突出。采用模擬器培訓(xùn)工作人員，經(jīng)濟效益和社會效益也十分明顯。另外，從環(huán)境保護的角度考慮，仿真技術(shù)也極具價值，如現(xiàn)代核試驗多是在計算機上仿真進行。二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)1．虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本類型是一種高度

5、逼真地模擬人在自然環(huán)境中視、聽、動等行為的人機界面技術(shù)，　按其功能不同，可分成三種類型。（1）沉浸型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。是一套比較復(fù)雜的系統(tǒng)。使用者必須頭戴頭盔、手帶數(shù)據(jù)手套等傳感跟蹤裝置，才能與虛擬世界進行交互。優(yōu)點是用戶可完全沉浸到虛擬世界中去，缺點是系統(tǒng)設(shè)備價格昂貴，難以普及推廣。（2）簡易型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。由一臺普通的計算機系統(tǒng)組成，使用者通過鍵盤、鼠標便可與虛擬環(huán)境進行交互。特點是結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，易于普及推廣，是一套經(jīng)濟實用的系統(tǒng)。（3）共享型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。是利用遠程網(wǎng)絡(luò)，將異地的不同用戶聯(lián)結(jié)起來，共享一個虛擬空間，多

6、個用戶通過網(wǎng)絡(luò)對同一虛擬世界進行觀察和操作，達到協(xié)同工作的目的。2．虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成虛擬顯示系統(tǒng)通常由3個子系統(tǒng)構(gòu)成：視覺子系統(tǒng)，提供的信息使參與者可以感知環(huán)境及其變化；聽覺子系統(tǒng)，給參與者一個覆蓋360度球體的聲音環(huán)境，從而可以增強虛擬環(huán)境的真實性；觸覺子系統(tǒng)，可以使參與者能夠感覺到物體的運動阻力、表面紋理、材質(zhì)和彈性等。3．虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域，科學(xué)研究與實驗、教育與培訓(xùn)、制造、建筑、藝術(shù)娛樂、遙控操作、城市規(guī)劃等。盡管目前虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的硬件設(shè)備還比較昂貴，虛擬現(xiàn)實技術(shù)尚未能普及。但是，隨

7、著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，以及硬件設(shè)備價格的不斷降低，我們相信，虛擬現(xiàn)實技術(shù)以其自身強大的優(yōu)勢和潛力，最終會在許多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用并發(fā)揮其重要作用。三、文件存儲與檢索系統(tǒng)科技文獻的檢索與查詢是開展科學(xué)研究工作的先導(dǎo)。在進行任何一項科學(xué)研究工作之前都必須對該課題國內(nèi)外的研究狀況有一個全面、深入的了解，這樣才能夠繼承前人所取得的成果、避免花費無謂的精力去重復(fù)做他人已經(jīng)做過的工作或者重蹈他人已經(jīng)失敗的覆轍。在信息化的社會中，科技文獻正在以爆炸性的速度急劇地增加。據(jù)統(tǒng)計，目前全世界每年發(fā)表的科技論文多達500萬篇以上、科學(xué)雜志已達

8、數(shù)十萬種、每天約有近百億信息單元的信息量在網(wǎng)上傳遞，如此龐大的信息量，只有依靠計算機來檢索和存儲才能進行正常有效的科學(xué)研究和科技成果的交流。返回8.3計算機在教育、教學(xué)中的應(yīng)用一、校園網(wǎng)建設(shè)主要包括以下幾個方面：1．信息中心一般由資源服務(wù)器、web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及主干交換機等構(gòu)成。它負