时间:2023-03-02 15:09:38
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原告泰安市建筑设计院
被告上海广运科技发展有限公司(以下简称“广运公司”)
被告刘守奎
被告刘守奎系原告职工,在原告处负责计算机软件开发事项。1998年7月,根据原告指令并由原告提供全部物质条件,由刘守奎负责开发“工程量计算软件”,至1999年5月已经完成了市场调研和软件设计。为证明诉请,原告向法院提供了由刘守奎完成的《工程量计算──计算内容》、《第一部分:工作流程、总控及属性定义》、《第二部分:模型建立及修改》、《第三部分:图形及工程数据》等4本软件技术资料,对此,刘守奎予以认可。嗣后,刘守奎离开原告单位,于1999年6月10日与被告广运公司签订合作开发协议,从事“广运工程算量软件”的开发工作并获成功。广运公司除招聘刘守奎外,还招聘了其他人员一起对工程量计算软件进行设计开发,并予以资金投资。2000年6月,刘守奎与广运公司因故实际终止履行合作开发协议,仍回原告处工作。7月29日,刘守奎与广运公司办理了技术交接手续,刘守奎将其在广运公司开发和掌握的文档资料和程序源码移交给广运公司,并在“技术报告”中称,软件主持单位是广运公司,合作单位是泰安市建筑设计院,作为软件的合作单位,从1998年4月开始,泰安市建筑设计院组织了本软件的部分前期市场调研和软件初步设计工作等。广运公司将“广运工程算量”软件向国家版权局申请著作权登记,并获得了计算机软件著作权登记证书。为此,原告将两被告诉至法院,请求判令广运公司的“广运工程算量软件”系侵犯原告拥有的“工程量计算软件”著作权的侵权作品,并向原告赔礼道歉,消除影响。
[审判]
一审法院认为:刘守奎在到广运公司工作前已经进行了一定的开发工作,对于刘守奎提交给原告的《工程量计算──计算内容》、《第一部分:工作流程、总控及属性定义》、《第二部分:模型建立及修改》、《第三部分:图形及工程数据》等4本软件技术资料是否属于职务作品,系原告与刘守奎之间的法律关系。现作者刘守奎对原告诉称的职务作品事实完全认可,并且被告广运公司也未能证明这4份技术资料是刘守奎在广运公司工作期间开发的,因此,法院认定原告提交的上述4本软件技术资料系刘守奎在到广运公司工作前完成的职务作品,其著作权属于原告。
从原告提交的上述4本软件技术资料内容分析,该软件资料虽然属于软件设计的概要设计阶段,但是,该软件技术资料具有创造性劳动的特征,同样可以受著作权法中关于文字作品的规定予以保护。经比较,刘守奎移交给广运公司的《工程量计算软件设计说明-计算。doc》和《属性定义程序编制说明-属性定义。doc》同原告享有著作权的其中2本软件设计资料大部分内容相同。据此,法院认为,广运公司未经原告许可,由刘守奎将原告单位未发表的作品复制到广运公司使用,应当认为构成了复制使用。即便广运公司在本案诉讼过程中称将刘守奎移交涉嫌侵权的作品排除在其文档外,两被告仍应承担相应的法律责任。由于原告未开发出独立的系争软件,而且广运公司在开发系争软件过程中,除招聘刘守奎外,还招聘了程序员等其他工作人员,并独立投入了相关费用。同时,由于程序语言与原告享有著作权的4本软件技术资料的设计语言属于不同的表达方式,根据著作权侵权判断的基本要素,原告仅仅依据现有的4本软件技术的概要设计资料,否定广运公司整个系争软件的著作权,缺乏事实与法律依据,法院不予支持。据此判决:1、被告上海广运科技发展有限公司停止使用刘守奎移交给上海广运科技发展有限公司的《工程量计算软件设计说明-计算。doc》和《属性定义程序编制说明-属性定义。doc》2本技术资料;2、被告刘守奎和被告上海广运科技发展有限公司在本判决生效之日起15日内,以书面形式向原告泰安市建筑设计院赔礼道歉、消除影响(内容须经法院审核);3、原告其他诉讼请求不予支持。
判决后,原被告均不服一审判决,向上海市高级人民法院提起上诉,二审法院作出了驳回上诉,维持原判的终审判决。
[评析]
本案是一起涉及从文字到程序的计算机软件著作权侵权判断的新类型案件,主要涉及以下法律问题:
一、原告4本软件技术资料性质的认定
本案原告诉称被告广运公司的“广运算量软件程序”系侵犯原告拥有的“工程量计算软件”著作权的侵权作品,其所基于的权利证据是《工程量计算──计算内容》、《第一部分:工作流程、总控及属性定义》、《第二部分:模型建立及修改》、《第三部分:图形及工程数据》等4本软件技术资料。因而,判断这4本软件技术资料究竟是原告计算机软件中的程序部分还是文档部分,成为本案原告享有权利的关键。
通常,一个计算机程序的设计开发一般要经历三个阶段:
1、产生程序设计的概念或创意阶段。这种概念或创意根据顾客或用户的需要拟定,将作为未来程序的基础。此阶段相当于软件生命周期中的可行性研究与计划阶段和需求分析阶段。
2、程序设计准备阶段。在这一阶段,使用流程图或算法来说明程序设计的概念或思想。此阶段相当于软件生命周期中的概要设计阶段和详细设计阶段。
3、用一系列指令的形式写出程序本身。此阶段相当于软件生命周期中的编码实现阶段。
从原告提供的4本软件技术资料的内容分析,4本软件技术资料的主要内容系描述开发计算机程序的一种设计思想,尚属于概要设计阶段,原告本身并未开始计算机程序的开发。因此,从著作权保护的角度,原告享有的权利以4本软件技术资料为准。
至于这4本资料是受文字作品、文档保护还是程序保护,法院认为其只能依据其创造性给予著作权法中的文字作品保护。
二、侵权的认定——著作权保护的范围:创意表达两分法
(一)创意表达两分法界定与适用
创意表达两分法是指当存在许多不同的方式可用来表现某一概念时,如果所选择的表达方式并不是为了表达思想概念所必须采用的唯一方式,那么该表达方式只是思想概念的表达,而不是思想概念本身。著作权保护表达,不保护思想,是目前各国都接受的基本原则。也就是说,著作权法只保护计算机程序作品的创作形式而不保护该程序的内涵。
本案在确定原告4本技术资料享有相关著作权后,是否能够延及内容反映的技术思想,实践中有不同的观点。一种观点认为,4本技术资料文字及其反映的技术思想均受著作权保护。被告广运公司利用其中的技术思想进行相应的软件开发,构成了著作权侵权。原告就是持这种观点。另一种观点,即法院审理本案的意见认为,根据著作权保护的表达和思想两分法,原告的4本技术资料只是反映了一种技术思想,思想本身不能受著作权保护。尤其在计算机软件领域,只有思想与表达有机地集合在一起的作品,才能享有著作权法保护。
TRIPS协议第九条第二款明确规定:“版权保护应延及表达,而不延及思想、工艺、操作方法或数学概念之类”,该条约明确提出著作权只保护表达,不保护思想。1996年底通过的《世界知识产权组织版权条约》第二条对此也作了几乎相同的规定:“版权保护延及表达,而不延及思想、过程、操作方法或数学概念本身。”
至于一件作品哪些成分属于思想概念,哪些部分属于思想概念的表达,有时区分起来是一个难题。思想概念只有以某种形式表达出来才能受著作权法的保护,而且在多数场合,思想和表达只是一个相对的概念。原告现有的4本软件技术资料对于文档来说,属于创意的表达,应当受著作权法保护,但对于程序而言,则仅属于创意,尚未到达表达的程度。因此,对于原告来说,4本技术资料如果被他人以同样的方式被抄袭或剽窃,则构成著作权侵权;如果他人使用了该技术资料的部分技术思想,但运用不同的表达形式,则不构成侵权。
在某些特殊情况下,创意表达可以合并。比如,某一创意可能只有少数几种表达,这时已经很难对创意及其表达加以区分。因为著作权法不保护创意,所以这种情况下对创意的表达也无法给予保护。故某人为表达同一创意而采取的表达,如果与他人已经存在的表达相似,则不认为侵权。
计算机软件侵权案件的创意表达两分法,是美国法院在审理计算机软件侵权案件中确立的原则。尽管该原则在国外的司法实践中被广泛直接运用,但国内判决类似案件大都持谨慎态度。即便在案件审理中依照该原则认定相关事实,但一般不在判决书中直接适用。本案合议庭在审理这起案件中对该原则进行了研究,直接根据该方法认定被告侵权。
(二)两分法与著作权上的改编之间的关系
被告广运公司是否将原告4本软件技术资料用计算机语言加以改编形成了计算机软件,这是本案要解决的关键问题。在著作权法上的改编,是指以原作品为基础,变更其形式,重新表现该作品内容。一般而言,改编的目的是为作品不同的用途、满足不同需要进行的形式上的编写,它们在内容上有较大的承继关系,只是表达形式上进行了变更。在计算机软件领域,文档与程序之间属于完全不同的两种基础表达形式,技术文档体现的是一种技术构思,而程序是采用某种程序设计语言编写出的代码化指令序列。两者在制作要求上完全不同,思想表现方式也完全不同,它们之间不构成原作品与改编作品之间的关系。只有当采用某种程序设计语言编写的程序已经存在时,在原有程序基础上改用另一种程序设计语言编写得到的新程序与原有程序之间的关系才是著作权法意义上的“改编”。
那么,体现原告技术思想的技术资料是否就不能得到有效的保护呢?如果当事人要对该程序体现的技术思想进行保护,则必须采用专利法或反不正当竞争法等进行保护。当事人在各种权利竞合的情况下,选择不同的诉讼角度,其诉讼后果不尽相同。因此,本案的诉讼后果跟原告的诉讼角度是有关系的。
被告上海广运科技发展有限公司(以下简称“广运公司”)
被告刘守奎
被告刘守奎系原告职工,在原告处负责计算机软件开发事项。1998年7月,根据原告指令并由原告提供全部物质条件,由刘守奎负责开发“工程量计算软件”,至1999年5月已经完成了市场调研和软件设计。为证明诉请,原告向法院提供了由刘守奎完成的《工程量计算──计算内容》、《第一部分:工作流程、总控及属性定义》、《第二部分:模型建立及修改》、《第三部分:图形及工程数据》等4本软件技术资料,对此,刘守奎予以认可。嗣后,刘守奎离开原告单位,于1999年6月10日与被告广运公司签订合作开发协议,从事“广运工程算量软件”的开发工作并获成功。广运公司除招聘刘守奎外,还招聘了其他人员一起对工程量计算软件进行设计开发,并予以资金投资。2000年6月,刘守奎与广运公司因故实际终止履行合作开发协议,仍回原告处工作。7月29日,刘守奎与广运公司办理了技术交接手续,刘守奎将其在广运公司开发和掌握的文档资料和程序源码移交给广运公司,并在“技术报告”中称,软件主持单位是广运公司,合作单位是泰安市建筑设计院,作为软件的合作单位,从1998年4月开始,泰安市建筑设计院组织了本软件的部分前期市场调研和软件初步设计工作等。广运公司将“广运工程算量”软件向国家版权局申请著作权登记,并获得了计算机软件著作权登记证书。为此,原告将两被告诉至法院,请求判令广运公司的“广运工程算量软件”系侵犯原告拥有的“工程量计算软件”著作权的侵权作品,并向原告赔礼道歉,消除影响。
[审判]
一审法院认为:刘守奎在到广运公司工作前已经进行了一定的开发工作,对于刘守奎提交给原告的《工程量计算──计算内容》、《第一部分:工作流程、总控及属性定义》、《第二部分:模型建立及修改》、《第三部分:图形及工程数据》等4本软件技术资料是否属于职务作品,系原告与刘守奎之间的法律关系。现作者刘守奎对原告诉称的职务作品事实完全认可,并且被告广运公司也未能证明这4份技术资料是刘守奎在广运公司工作期间开发的,因此,法院认定原告提交的上述4本软件技术资料系刘守奎在到广运公司工作前完成的职务作品,其著作权属于原告。
从原告提交的上述4本软件技术资料内容分析,该软件资料虽然属于软件设计的概要设计阶段,但是,该软件技术资料具有创造性劳动的特征,同样可以受著作权法中关于文字作品的规定予以保护。经比较,刘守奎移交给广运公司的《工程量计算软件设计说明-计算。doc》和《属性定义程序编制说明-属性定义。doc》同原告享有著作权的其中2本软件设计资料大部分内容相同。据此,法院认为,广运公司未经原告许可,由刘守奎将原告单位未发表的作品复制到广运公司使用,应当认为构成了复制使用。即便广运公司在本案诉讼过程中称将刘守奎移交涉嫌侵权的作品排除在其文档外,两被告仍应承担相应的法律责任。由于原告未开发出独立的系争软件,而且广运公司在开发系争软件过程中,除招聘刘守奎外,还招聘了程序员等其他工作人员,并独立投入了相关费用。同时,由于程序语言与原告享有著作权的4本软件技术资料的设计语言属于不同的表达方式,根据著作权侵权判断的基本要素,原告仅仅依据现有的4本软件技术的概要设计资料,否定广运公司整个系争软件的著作权,缺乏事实与法律依据,法院不予支持。据此判决:1、被告上海广运科技发展有限公司停止使用刘守奎移交给上海广运科技发展有限公司的《工程量计算软件设计说明-计算。doc》和《属性定义程序编制说明-属性定义。doc》2本技术资料;2、被告刘守奎和被告上海广运科技发展有限公司在本判决生效之日起15日内,以书面形式向原告泰安市建筑设计院赔礼道歉、消除影响(内容须经法院审核);3、原告其他诉讼请求不予支持。
判决后,原被告均不服一审判决,向上海市高级人民法院提起上诉,二审法院作出了驳回上诉,维持原判的终审判决。
[评析]
本案是一起涉及从文字到程序的计算机软件著作权侵权判断的新类型案件,主要涉及以下法律问题:
一、原告4本软件技术资料性质的认定
本案原告诉称被告广运公司的“广运算量软件程序”系侵犯原告拥有的“工程量计算软件”著作权的侵权作品,其所基于的权利证据是《工程量计算──计算内容》、《第一部分:工作流程、总控及属性定义》、《第二部分:模型建立及修改》、《第三部分:图形及工程数据》等4本软件技术资料。因而,判断这4本软件技术资料究竟是原告计算机软件中的程序部分还是文档部分,成为本案原告享有权利的关键。
通常,一个计算机程序的设计开发一般要经历三个阶段:
1、产生程序设计的概念或创意阶段。这种概念或创意根据顾客或用户的需要拟定,将作为未来程序的基础。此阶段相当于软件生命周期中的可行性研究与计划阶段和需求分析阶段。
2、程序设计准备阶段。在这一阶段,使用流程图或算法来说明程序设计的概念或思想。此阶段相当于软件生命周期中的概要设计阶段和详细设计阶段。
3、用一系列指令的形式写出程序本身。此阶段相当于软件生命周期中的编码实现阶段。
从原告提供的4本软件技术资料的内容分析,4本软件技术资料的主要内容系描述开发计算机程序的一种设计思想,尚属于概要设计阶段,原告本身并未开始计算机程序的开发。因此,从著作权保护的角度,原告享有的权利以4本软件技术资料为准。
至于这4本资料是受文字作品、文档保护还是程序保护,法院认为其只能依据其创造性给予著作权法中的文字作品保护。
二、侵权的认定-著作权保护的范围:创意表达两分法
(一)创意表达两分法界定与适用
创意表达两分法是指当存在许多不同的方式可用来表现某一概念时,如果所选择的表达方式并不是为了表达思想概念所必须采用的唯一方式,那么该表达方式只是思想概念的表达,而不是思想概念本身。著作权保护表达,不保护思想,是目前各国都接受的基本原则。也就是说,著作权法只保护计算机程序作品的创作形式而不保护该程序的内涵。
本案在确定原告4本技术资料享有相关著作权后,是否能够延及内容反映的技术思想,实践中有不同的观点。一种观点认为,4本技术资料文字及其反映的技术思想均受著作权保护。被告广运公司利用其中的技术思想进行相应的软件开发,构成了著作权侵权。原告就是持这种观点。另一种观点,即法院审理本案的意见认为,根据著作权保护的表达和思想两分法,原告的4本技术资料只是反映了一种技术思想,思想本身不能受著作权保护。尤其在计算机软件领域,只有思想与表达有机地集合在一起的作品,才能享有著作权法保护。
TRIPS协议第九条第二款明确规定:“版权保护应延及表达,而不延及思想、工艺、操作方法或数学概念之类”,该条约明确提出著作权只保护表达,不保护思想。1996年底通过的《世界知识产权组织版权条约》第二条对此也作了几乎相同的规定:“版权保护延及表达,而不延及思想、过程、操作方法或数学概念本身。”
至于一件作品哪些成分属于思想概念,哪些部分属于思想概念的表达,有时区分起来是一个难题。思想概念只有以某种形式表达出来才能受著作权法的保护,而且在多数场合,思想和表达只是一个相对的概念。原告现有的4本软件技术资料对于文档来说,属于创意的表达,应当受著作权法保护,但对于程序而言,则仅属于创意,尚未到达表达的程度。因此,对于原告来说,4本技术资料如果被他人以同样的方式被抄袭或剽窃,则构成著作权侵权;如果他人使用了该技术资料的部分技术思想,但运用不同的表达形式,则不构成侵权。
在某些特殊情况下,创意表达可以合并。比如,某一创意可能只有少数几种表达,这时已经很难对创意及其表达加以区分。因为著作权法不保护创意,所以这种情况下对创意的表达也无法给予保护。故某人为表达同一创意而采取的表达,如果与他人已经存在的表达相似,则不认为侵权。
计算机软件侵权案件的创意表达两分法,是美国法院在审理计算机软件侵权案件中确立的原则。尽管该原则在国外的司法实践中被广泛直接运用,但国内判决类似案件大都持谨慎态度。即便在案件审理中依照该原则认定相关事实,但一般不在判决书中直接适用。本案合议庭在审理这起案件中对该原则进行了研究,直接根据该方法认定被告侵权。
(二)两分法与著作权上的改编之间的关系
被告广运公司是否将原告4本软件技术资料用计算机语言加以改编形成了计算机软件,这是本案要解决的关键问题。在著作权法上的改编,是指以原作品为基础,变更其形式,重新表现该作品内容。一般而言,改编的目的是为作品不同的用途、满足不同需要进行的形式上的编写,它们在内容上有较大的承继关系,只是表达形式上进行了变更。在计算机软件领域,文档与程序之间属于完全不同的两种基础表达形式,技术文档体现的是一种技术构思,而程序是采用某种程序设计语言编写出的代码化指令序列。两者在制作要求上完全不同,思想表现方式也完全不同,它们之间不构成原作品与改编作品之间的关系。只有当采用某种程序设计语言编写的程序已经存在时,在原有程序基础上改用另一种程序设计语言编写得到的新程序与原有程序之间的关系才是著作权法意义上的“改编”。
那么,体现原告技术思想的技术资料是否就不能得到有效的保护呢?如果当事人要对该程序体现的技术思想进行保护,则必须采用专利法或反不正当竞争法等进行保护。当事人在各种权利竞合的情况下,选择不同的诉讼角度,其诉讼后果不尽相同。因此,本案的诉讼后果跟原告的诉讼角度是有关系的。
自上世纪末90年代末开始计算机科技技术的发展日新月异,与之同步的计算机硬件技术也在不断顺应着计算机软件系统进行着高速的改朝换代,从而达到匹配其需求的目的。时至今日,随着人机互动系统的不断完善与普及,各种新颖的输入/输出硬件不断的刷新市场,这都给计算机硬件组装的教学工作提出了新的挑战,如何使计算机硬件教学顺应计算机科技的发展是摆在计算机教育工作者面前的一个崭新的课题。
1.当前计算硬件组装教学上存在的主要问题
由于计算机硬件组装教学相对于软件教学来说,教学知识概念比较繁复,而且一些硬件与具有着高集成化的特点,这就是说计算机硬件在教学内容本身上就存在着学习的硬伤,再加上教学时许多问题比较抽象,如果不亲自动手操作很难让学生产生认同感,这就导致了当前学生们普遍的“喜软(件)怕硬(件)”的情绪。同时,由于许多软件教学课程实践中并没有和硬件产生必要的联系,这就容易让一些计算机专业学生产生轻视硬件组装课程学习的心理。
2.计算机硬件科技发展的背景
从学生的就业形式上来考虑,学生们所学习的计算机硬件组装知识,必须是计算机产品最前沿的产品,所以制定计算机硬件组装教学实践并不是一个静态的过程,而是要时刻关注计算机市场动态,了解计算机硬件技术的最新发展以及相应配件的换代情况。但这对于计算机学校的财力要求比较高,要尽量协调资源,尽量避免用废弃教学机或是淘汰落后品来进行计算机硬件组装教学实践的情况发生。同时,从2010年对我国计算机维修市场的调查统计中显示,只有5%的硬件维修任务是出在硬件实质损伤维修/维护上,也就是说有95%的的硬件故障任务用简单的更新/更换硬件方法得到解决,粗糙而浪费资源,这客观反映出当前我国计算机硬件市场急需硬件专业技术人才,这也为计算机硬件组装教学工作提供了动力。
3.以计算机科技发展为基进行硬件组装教学的原则
3.1 将理论和实践操作进行有机结合
首先由于计算机硬件组装教学所涉及到的教学内容,如:电子电路基础、各电子元配件(包括电阻、电容等)工作原理、相关硬件的匹配原理等都是具有着极强知识性和极强实践性的知识内容,需要通过多课时、多层次的实训教学才能达到理想化的教学目的。因为将理论和实践操作进行有机结合是以计算机科技发展为基进行硬件组装教学的首要原则。
3.2 以学生就业需求为教学目的
随着当前计算机专业学生就业形式的日趋严峻,以就业为主导向的职业人才培养教育形式已经成为了专业人才培养的核心思路。同样的,计算机硬件行业也迫切需要适合计算机科技发展需求的高素质、高聚合性、技能过硬的复合型人才,要达到这样的人才培养效果,在计算机硬件组装教学设计初期,就要以学生的就业需求为教学根本原则进行设计。
4.针对计算机科技发展的计算机硬件组装实训改革措施归纳
4.1 灵活应用调研/多媒体手段,激发学生主动学习欲望
不可否认的事实是,当前学生学习计算机硬件组装课程时,绝大多数是被动式学习,只能通过机械的反复操作,反复记忆达到一种,“心里没记住,但手却记住了”的操作熟练状态。这种方式很容易造成对计算机硬件组装学习的厌恶或抵触情绪。所以在具体教学实践中,要尽量的多利用多媒体手段,(当然如果能找到硬件实物则更为理想)模拟制作相应的硬件实体课件,使学生产生兴趣,主动的作到知识点与实物结合。同时,要尽量用多媒体课件代替相对枯燥的板书教学,让学生在单位时间内尽量多的获得信息量,如果多媒体课件制作的工作量比较大,可以进行全体教师的调配,大家分章节制作课件,然后串换使用,这样用多媒体手段进行的演示操作可以使枯燥的硬件装机内容尽量生动地展示给学生,有效地调动学生的求知欲望。而且还要尽量多安排学生在课余时间做一些相关的硬件信息调研或市场调研任务,这样学生在进行实际调研过程中客观了解到所接触到硬件的价值所在,有助于学生对硬件的理解和记忆。
4.2 尽最大努力多安排实训课时
计算机硬件组装教学最忌讳的教学效果,就是培养出的学生“眼高手低”,所有的操作知识步骤都能靠着反复死背而记牢,但当进行实际操作或是出现一些灵活问题时就变得不着头绪。因此,要尽学校最大的努力多安排计算机硬件组装的实训课程,这样在学生巩固所学习理论知识的同时还大大提高了学生的动手能力,为以后就业工作实践打下了坚实的基础。
4.3 给学生多提供实践操作的机会
学校可以根据自身的情况,与专业公司协商,承接一些计算机硬件维修任务。初期让学生在老师的带领下完成任务,后期达到独立完成维修任务的目的。这样通过具体的问题,学生可以用心的思考所学过的知识技能,并将其用在实处;将课堂上所学到的技能代入到实际存在的故障中,将实训课程的内容和社会中所存在的相关问题相结合,让学生在这样的环境中锻炼成长。并可以和市场上一些专业公司合作,推荐一些在实践操作中比较优秀的学生,去该公司进行实习,进一步刺激学生的学习积极性,将学习与以后走入社会生存联系到一起,让学生对自己的人生提前作出规划。
4.4 考核体系的完善
在传统的计算机硬件组装考核体系中,学生的成绩基本都是由实践操作报告来进行分数评定的,这样得出的分数与该学生的实际操作能力有很大出入,因为考核所进行的操作部分题目大多是验证型题目,学生比较容易通过完成,这样所得出的分数不能客观评价学生的计算机硬件组装能力。因此为了针对计算机科技的发展需求,对于计算机硬件组装教学的考核体系也应当系统化,比如制定相应的计算机硬件组装维护考核标准,或是组织学生参加一些国家统一的认证考试,比如:全国计算机信息高新技术考试(即通常说的CITT)、信息产业部推出的硬件工程师认证考试等等。
5.虚拟实训室的建立,符合计算机科技发展需求
前文已经提到过根据计算机硬件科技发展的情况,学校应该及时更新实训用计算机硬件材料,但这样的更新耗损非常巨大,尤其现在计算机职业院校多为私立办学形式,这种理想化的硬件组装实训形式无法达到。所以虚拟实训室这种以软件替代硬件的高科技形式就得以发展了,通过市场调研将最新的硬件配件进行编程模拟,这样在简化实验操作程序的同时,也大大弥补了实训资源的不足。而且突破了传统的计算机硬件装机实训教学过分受到时间和空间制约的事实,完成了教学模式的更新。在对市场上新出现的硬件产品进行编程虚拟时,一定要与模拟实体保持一致,对于设备的接口、具体操作法要完整的用多媒体形式进行模拟,让学生达到身临其境的效果。
但必须要强调的是,普通的计算机职业院校是无法达到硬件模拟高度仿真指标的,因此,虚拟实训室不能完全的代替实物实训教学活动。 虚拟实训所操作的效果都是将操作进行理想化模式进行的,在和实际操作接轨时可能会出现手动失误或操作缺憾等问题,所以它并不能代替实物实训。
1计算的本质
抽象地说,所谓计算,就是从一个符号串f变换成另一个符号串g。比如说,从符号串12+3变换成15就是一个加法计算。如果符号串f是x2,而符号串g是2x,从f到g的计算就是微分。定理证明也是如此,令f表示一组公理和推导规则,令g是一个定理,那么从f到g的一系列变换就是定理g的证明。从这个角度看,文字翻译也是计算,如f代表一个英文句子,而g为含意相同的中文句子,那么从f到g就是把英文翻译成中文。这些变换间有什么共同点?为什么把它们都叫做计算?因为它们都是从己知符号(串)开始,一步一步地改变符号(串),经过有限步骤,最后得到一个满足预先规定的符号(串)的变换过程。
从类型上讲,计算主要有两大类:数值计算和符号推导。数值计算包括实数和函数的加减乘除、幂运算、开方运算、方程的求解等。符号推导包括代数与各种函数的恒等式、不等式的证明,几何命题的证明等。但无论是数值计算还是符号推导,它们在本质上是等价的、一致的,即二者是密切关联的,可以相互转化,具有共同的计算本质。随着数学的不断发展,还可能出现新的计算类型。
2远古的计算工具
人们从开始产生计算之日,便不断寻求能方便进行和加速计算的工具。因此,计算和计算工具是息息相关的。
早在公元前5世纪,中国人已开始用算筹作为计算工具,并在公元前3世纪得到普遍的采用,一直沿用了二千年。后来,人们发明了算盘,并在15世纪得到普遍采用,取代了算筹。它是在算筹基础上发明的,比算筹更加方便实用,同时还把算法口诀化,从而加快了计算速度。
3近代计算系统
近代的科学发展促进了计算工具的发展:在1614年,对数被发明以后,乘除运算可以化为加减运算,对数计算尺便是依据这一特点来设计。1620年,冈特最先利用对数计算尺来计算乘除。1850年,曼南在计算尺上装上光标,因此而受到当时科学工作者,特别是工程技术人员广泛采用。机械式计算器是与计算尺同时出现的,是计算工具上的一大发明。帕斯卡于1642年发明了帕斯卡加法器。在1671年,莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算器,是长1米的大盒子。自此以后,经过人们在这方面多年的研究,特别是经过托马斯、奥德内尔等人的改良后,出现了多种多样的手摇计算器,并风行全世界。
4电动计算机
英国的巴贝奇于1834年,设计了一部完全程序控制的分析机,可惜碍于当时的机械技术限制而没有制成,但已包含了现代计算的基本思想和主要的组成部分了。此后,由于电力技术有了很大的发展,电动式计算器便慢慢取代以人工为动力的计算器。1941年,德国的楚泽采用了继电器,制成了第一部过程控制计算器,实现了100多年前巴贝奇的理想。
5电子计算机
20世纪初,电子管的出现,使计算器的改革有了新的发展,美国宾夕法尼亚大学和有关单位在1946年制成了第一台电子计算机。电子计算机的出现和发展,使人类进入了一个全新的时代。它是20世纪最伟大的发明之一,也当之无愧地被认为是迄今为止由科学和技术所创造的最具影响力的现代工具。
在电子计算机和信息技术高速发展过程中,因特尔公司的创始人之一戈登·摩尔(GodonMoore)对电子计算机产业所依赖的半导体技术的发展作出预言:半导体芯片的集成度将每两年翻一番。事实证明,自20世纪60年代以后的数十年内,芯片的集成度和电子计算机的计算速度实际是每十八个月就翻一番,而价格却随之降低一倍。这种奇迹般的发展速度被公认为“摩尔定律”。
6“摩尔定律”与“计算的极限”
人类是否可以将电子计算机的运算速度永无止境地提升?传统计算机计算能力的提高有没有极限?对此问题,学者们在进行严密论证后给出了否定的答案。如果电子计算机的计算能力无限提高,最终地球上所有的能量将转换为计算的结果——造成熵的降低,这种向低熵方向无限发展的运动被哲学界认为是禁止的,因此,传统电子计算机的计算能力必有上限。
而以IBM研究中心朗道(R.Landauer)为代表的理论科学家认为到21世纪30年代,芯片内导线的宽度将窄到纳米尺度(1纳米=10-9米),此时,导线内运动的电子将不再遵循经典物理规律——牛顿力学沿导线运行,而是按照量子力学的规律表现出奇特的“电子乱窜”的现象,从而导致芯片无法正常工作;同样,芯片中晶体管的体积小到一定临界尺寸(约5纳米)后,晶体管也将受到量子效应干扰而呈现出奇特的反常效应。
哲学家和科学家对此问题的看法十分一致:摩尔定律不久将不再适用。也就是说,电子计算机计算能力飞速发展的可喜景象很可能在21世纪前30年内终止。著名科学家,哈佛大学终身教授威尔逊(EdwardO.Wilson)指出:“科学代表着一个时代最为大胆的猜想(形而上学)。它纯粹是人为的。但我们相信,通过追寻“梦想—发现—解释—梦想”的不断循环,我们可以开拓一个个新领域,世界最终会变得越来越清晰,我们最终会了解宇宙的奥妙。所有的美妙都是彼此联系和有意义的7量子计算系统
量子计算最初思想的提出可以追溯到20世纪80年代。物理学家费曼RichardP.Feynman曾试图用传统的电子计算机模拟量子力学对象的行为。他遇到一个问题:量子力学系统的行为通常是难以理解同时也是难以求解的。以光的干涉现象为例,在干涉过程中,相互作用的光子每增加一个,有可能发生的情况就会多出一倍,也就是问题的规模呈指数级增加。模拟这样的实验所需的计算量实在太大了,不过,在费曼眼里,这却恰恰提供一个契机。因为另一方面,量子力学系统的行为也具有良好的可预测性:在干涉实验中,只要给定初始条件,就可以推测出屏幕上影子的形状。费曼推断认为如果算出干涉实验中发生的现象需要大量的计算,那么搭建这样一个实验,测量其结果,就恰好相当于完成了一个复杂的计算。因此,只要在计算机运行的过程中,允许它在真实的量子力学对象上完成实验,并把实验结果整合到计算中去,就可以获得远远超出传统计算机的运算速度。
在费曼设想的启发下,1985年英国牛津大学教授多伊奇DavidDeutsch提出是否可以用物理学定律推导出一种超越传统的计算概念的方法即推导出更强的丘奇——图灵论题。费曼指出使用量子计算机时,不需要考虑计算是如何实现的,即把计算看作由“神谕”来实现的:这类计算在量子计算中被称为“神谕”(Oracle)。种种迹象表明:量子计算在一些特定的计算领域内确实比传统计算更强,例如,现代信息安全技术的安全性在很大程度上依赖于把一个大整数(如1024位的十进制数)分解为两个质数的乘积的难度。这个问题是一个典型的“困难问题”,困难的原因是目前在传统电子计算机上还没有找到一种有效的办法将这种计算快速地进行。目前,就是将全世界的所有大大小小的电子计算机全部利用起来来计算上面的这个1024位整数的质因子分解问题,大约需要28万年,这已经远远超过了人类所能够等待的时间。而且,分解的难度随着整数位数的增多指数级增大,也就是说如果要分解2046位的整数,所需要的时间已经远远超过宇宙现有的年龄。而利用一台量子计算机,我们只需要大约40分钟的时间就可以分解1024位的整数了。
8量子计算中的神谕
人类的计算工具,从木棍、石头到算盘,经过电子管计算机,晶体管计算机,到现在的电子计算机,再到量子计算。笔者发现这其中的过程让人思考:首先是人们发现用石头或者棍棒可以帮助人们进行计算,随后,人们发明了算盘,来帮助人们进行计算。当人们发现不仅人手可以搬动“算珠”,机器也可以用来搬动“算珠”,而且效率更高,速度更快。随后,人们用继电器替代了纯机械,最后人们用电子代替了继电器。就在人们改进计算工具的同时,数学家们开始对计算的本质展开了研究,图灵机模型告诉了人们答案。
量子计算的出现,则彻底打破了这种认识与创新规律。它建立在对量子力学实验的在现实世界的不可计算性。试图利用一个实验来代替一系列复杂的大量运算。可以说。这是一种革命性的思考与解决问题的方式。
因为在此之前,所有计算均是模拟一个快速的“算盘”,即使是最先进的电子计算机的CPU内部,64位的寄存器(register),也是等价于一个有着64根轴的二进制算盘。量子计算则完全不同,对于量子计算的核心部件,类似于古代希腊中的“神谕”,没有人弄清楚神谕内部的机理,却对“神谕”内部产生的结果深信不疑。人们可以把它当作一个黑盒子,人们通过输入,可以得到输出,但是对于黑盒子内部发生了什么和为什么这样发生确并不知道。
9“神谕”的挑战与人类自身的回应人类的思考能力,随着计算工具的不断进化而不断加强。电子计算机和互联网的出现,大大加强了人类整体的科研能力,那么,量子计算系统的产生,会给人类整体带来更加强大的科研能力和思考能力,并最终解决困扰当今时代的量子“神谕”。不仅如此,量子计算系统会更加深刻的揭示计算的本质,把人类对计算本质的认识从牛顿世界中扩充到量子世界中。
如果观察历史,会发现人类文明不断增多的“发现”已经构成了我们理解世界的“公理”,人们的公理系统在不断的增大,随着该系统的不断增大,人们认清并解决了许多问题。人类的认识模式似乎符合下面的规律:
“计算工具不断发展—整体思维能力的不断增强—公理系统的不断扩大—旧的神谕被解决—新的神谕不断产生”不断循环。
无论量子计算的本质是否被发现,也不会妨碍量子计算时代的到来。量子计算是计算科学本身的一次新的革命,也许许多困扰人类的问题,将会随着量子计算机工具的发展而得到解决,它将“计算科学”从牛顿时代引向量子时代,并会给人类文明带来更加深刻的影响。
参考文献
理论研究科学既有深厚的科学意义,又具备丰富的应用功能,是最基本的计算机科学的组成部分,在国际上一直很受重视,但在国内却是大家不太了解的领域。
据了解,从1998年成立至今,微软亚洲研究院已经确立了五大研究方向,涵盖多媒体、数字娱乐、用户界面、无线及网络技术和互联网搜索与挖掘等领域。本次成立的理论研究组将与原有的五个研究组平行运作,为他们提供理论方面的支持,帮助他们进一步拓展研究的深度和广度。
首先,先谈谈关于计算科学与计算机发展。
第一,计算的本质以及远古的计算工具。抽象地说, 所谓计算, 就是从一个符号串f变换成另一个符号串g。比如说,从符号串12+3变换成15就是一个加法计算。如果符号串f是x2,而符号串g是2x,从f到g的计算就是微分。定理证明也是如此,令f表示一组公理和推导规则,令g是一个定理, 那么从f到g的一系列变换就是定理g的证明。从这个角度看,文字翻译也是计算,如f代表一个英文句子, 而g为含意相同的中文句子, 那么从f到g就是把英文翻译成中文。这些变换间有什么共同点?为什么把它们都叫做计算?因为它们都是从己知符号(串) 开始, 一步一步地改变符号(串) , 经过有限步骤, 最后得到一个满足预先规定的符号(串) 的变换过程。
从类型上讲, 计算主要有两大类::数值计算和符号推导。随着数学的不断发展, 还可能出现新的计算类型。早在公元前5世纪,中国人已开始用算筹作为计算工具,并在公元前3世纪得到普遍的采用,一直沿用了二千年。同时还把算法口诀化,从而加快了计算速度。
第二,近代计算系统与电动计算机和电子计算机。近代的科学发展促进了计算工具的发展:在1614年,对数被发明以后,乘除运算可以化为加减运算,对数计算尺便是依据这一特点来设计。1620年,冈特最先利用对数计算尺来计算乘除。1850年,曼南在计算尺上装上光标,因此而受到当时科学工作者,特别是工程技术人员广泛采用。机械式计算器是与计算尺同时出现的,是计算工具上的一大发明。帕斯卡于1642年发明了帕斯卡加法器。在1671年,莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算器,是长1米的大盒子。自此以后,经过人们在这方面多年的研究,特别是经过托马斯、奥德内尔等人的改良后,出现了多种多样的手摇计算器, 并风行全世界。
20世纪初,电子管的出现,使计算器的改革有了新的发展,美国宾夕法尼亚大学和有关单位在1946年制成了第一台电子计算机。电子计算机的出现和发展,使人类进入了一个全新的时代。它是20世纪最伟大的发明之一,也当之无愧地被认为是迄今为止由科学和技术所创造的最具影响力的现代工具。
第三,摩尔定律与计算的极限。人类是否可以将电子计算机的运算速度永无止境地提升?传统计算机计算能力的提高有没有极限?对此问题,学者们在进行严密论证后给出了否定的答案。如果电子计算机的计算能力无限提高,最终地球上所有的能量将转换为计算的结果――造成熵的降低,这种向低熵方向无限发展的运动被哲学界认为是禁止的, 因此, 传统电子计算机的计算能力必有上限。
而以IBM研究中心朗道(R.Landauer)为代表的理论科学家认为到21世纪30年代,芯片内导线的宽度将窄到纳米尺度(1纳米=10-9米), 此时,导线内运动的电子将不再遵循经典物理规律――牛顿力学沿导线运行,而是按照量子力学的规律表现出奇特的“电子乱窜”的现象,从而导致芯片无法正常工作;同样,芯片中晶体管的体积小到一定临界尺寸(约5纳米)后,晶体管也将受到量子效应干扰而呈现出奇特的反常效应。所有的美妙都是彼此联系和有意义的
第四,量子计算系统。量子计算最初思想的提出可以追溯到20世纪80年代。物理学家费曼RichardP.Feynman曾试图用传统的电子计算机模拟量子力学对象的行为。他遇到一个问题:量子力学系统的行为通常是难以理解同时也是难以求解的。以光的干涉现象为例,在干涉过程中,相互作用的光子每增加一个,有可能发生的情况就会多出一倍,也就是问题的规模呈指数级增加。模拟这样的实验所需的计算量实在太大了,不过,在费曼眼里,这却恰恰提供一个契机。因此,只要在计算机运行的过程中,允许它在真实的量子力学对象上完成实验,并把实验结果整合到计算中去,就可以获得远远超出传统计算机的运算速度。
量子计算的出现,则彻底打破了这种认识与创新规律。它建立在对量子力学实验的在现实世界的不可计算性。试图利用一个实验来代替一系列复杂的大量运算。电子计算机和互联网的出现,大大加强了人类整体的科研能力,那么,量子计算系统的产生,会给人类整体带来更加强大的科研能力和思考能力。不仅如此, 量子计算系统会更加深刻的揭示计算的本质, 把人类对计算本质的认识从牛顿世界中扩充到量子世界中。
再次,关于理论计算机科学研究提速
据了解,从1998年成立至今,微软亚洲研究院已经确立了五大研究方向,涵盖多媒体、数字娱乐、用户界面、无线及网络技术和互联网搜索与挖掘等领域。本次成立的理论研究组将与原有的五个研究组平行运作,为他们提供理论方面的支持,帮助他们进一步拓展研究的深度和广度。
第一,理论研究科学深厚的科学意义和具备丰富的应用功能。理论研究科学既有深厚的科学意义,又具备丰富的应用功能,是最基本的计算机科学的组成部分,在国际上一直很受重视,但在国内却是大家不太了解的领域。直到2004年,计算机理论学界大师姚期智从任教多年的普林斯顿大学回归清华大学时,才算刚刚起步。
微软亚洲研究院院长沈向洋认为,理论研究组的意义在于,从科研角度来讲,理论相当于底层的基础支撑,丰富的、有深度的、坚实的理论资源将使基础研发走得更快更远。他表示,对于微软亚洲研究院来说,促进地区整体科研实力的提高是其使命之一。理论研究组的成立,除了为研究院其他组的研究以及微软产品的研发做好坚实的理论储备,进一步促进研究院的发展和创新外,还希望能和清华大学等科研院所一道促进理论计算机科学在中国的研究与发展。
第二,理论计算机科学研究的机会与挑战。理论计算机科学怎样才能够做出一些突破性的研究,让中国信息科学的研究更上一层楼,姚期智院士举了两个例子:
其一点,有些问题是效率问题,譬如互联网的搜索就能得益于理论计算机科学的发展。互联网是一个很大的图形,在这个图形里面所做的事情,基本上是理论计算机科学里面所包含的问题,如果能在算法上进行改进的话,就能在科学、时间、商业上取得非常大的效果,从而发挥强大的效益。
另一点,有些问题,不单是效率问题,而是能不能够做到的问题。譬如安全,在过去30年的研究里,大家公认的在信息安全、网络安全方面,没有一个好的理论框架和基础,不可能做到绝对安全,完全避免黑客的攻击。因此,必须在理论发展的基础上去保证各种信息的安全。
未来可能会从两个方面解决摩尔定律的极限问题:一方面是计算机的硬件,譬如说量子计算机;另一方面是计算机的软件。
综上所述,如果观察历史,会发现人类文明不断增多的“发现”已经构成了我们理解世界的“公理”,人们的公理系统在不断的增大,随着该系统的不断增大,人们认清并解决了许多问题。人类的认识模式似乎符合下面的规律:“计算工具不断发展-整体思维能力的不断增强-公理系统的不断扩大-旧的神谕被解决-新的神谕不断产生”不断循环。
无论量子计算的本质是否被发现,也不会妨碍量子计算时代的到来。量子计算是计算科学本身的一次新的革命,也许许多困扰人类的问题,将会随着量子计算机工具的发展而得到解决,它将“计算科学”从牛顿时代引向量子时代,并会给人类文明带来更加深刻的影响。如果我们用最好的方法,写的软件程序能够比现在更有效率的话,计算能力本身就会帮我们做许多现在无法做到的事情。
参考文献:
1计算的本质
抽象地说,所谓计算,就是从一个符号串f变换成另一个符号串g。比如说,从符号串12+3变换成15就是一个加法计算。如果符号串f是x2,而符号串g是2x,从f到g的计算就是微分。定理证明也是如此,令f表示一组公理和推导规则,令g是一个定理,那么从f到g的一系列变换就是定理g的证明。从这个角度看,文字翻译也是计算,如f代表一个英文句子,而g为含意相同的中文句子,那么从f到g就是把英文翻译成中文。这些变换间有什么共同点?为什么把它们都叫做计算?因为它们都是从己知符号(串)开始,一步一步地改变符号(串),经过有限步骤,最后得到一个满足预先规定的符号(串)的变换过程。
从类型上讲,计算主要有两大类:数值计算和符号推导。数值计算包括实数和函数的加减乘除、幂运算、开方运算、方程的求解等。符号推导包括代数与各种函数的恒等式、不等式的证明,几何命题的证明等。但无论是数值计算还是符号推导,它们在本质上是等价的、一致的,即二者是密切关联的,可以相互转化,具有共同的计算本质。随着数学的不断发展,还可能出现新的计算类型。
2远古的计算工具
人们从开始产生计算之日,便不断寻求能方便进行和加速计算的工具。因此,计算和计算工具是息息相关的。
早在公元前5世纪,中国人已开始用算筹作为计算工具,并在公元前3世纪得到普遍的采用,一直沿用了二千年。后来,人们发明了算盘,并在15世纪得到普遍采用,取代了算筹。它是在算筹基础上发明的,比算筹更加方便实用,同时还把算法口诀化,从而加快了计算速度。
3近代计算系统
近代的科学发展促进了计算工具的发展:在1614年,对数被发明以后,乘除运算可以化为加减运算,对数计算尺便是依据这一特点来设计。1620年,冈特最先利用对数计算尺来计算乘除。1850年,曼南在计算尺上装上光标,因此而受到当时科学工作者,特别是工程技术人员广泛采用。机械式计算器是与计算尺同时出现的,是计算工具上的一大发明。帕斯卡于1642年发明了帕斯卡加法器。在1671年,莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算器,是长1米的大盒子。自此以后,经过人们在这方面多年的研究,特别是经过托马斯、奥德内尔等人的改良后,出现了多种多样的手摇计算器,并风行全世界。
4电动计算机
英国的巴贝奇于1834年,设计了一部完全程序控制的分析机,可惜碍于当时的机械技术限制而没有制成,但已包含了现代计算的基本思想和主要的组成部分了。此后,由于电力技术有了很大的发展,电动式计算器便慢慢取代以人工为动力的计算器。1941年,德国的楚泽采用了继电器,制成了第一部过程控制计算器,实现了100多年前巴贝奇的理想。
5电子计算机
20世纪初,电子管的出现,使计算器的改革有了新的发展,美国宾夕法尼亚大学和有关单位在1946年制成了第一台电子计算机。电子计算机的出现和发展,使人类进入了一个全新的时代。它是20世纪最伟大的发明之一,也当之无愧地被认为是迄今为止由科学和技术所创造的最具影响力的现代工具。
在电子计算机和信息技术高速发展过程中,因特尔公司的创始人之一戈登·摩尔(GodonMoore)对电子计算机产业所依赖的半导体技术的发展作出预言:半导体芯片的集成度将每两年翻一番。事实证明,自20世纪60年代以后的数十年内,芯片的集成度和电子计算机的计算速度实际是每十八个月就翻一番,而价格却随之降低一倍。这种奇迹般的发展速度被公认为“摩尔定律”。
6“摩尔定律”与“计算的极限”
人类是否可以将电子计算机的运算速度永无止境地提升?传统计算机计算能力的提高有没有极限?对此问题,学者们在进行严密论证后给出了否定的答案。如果电子计算机的计算能力无限提高,最终地球上所有的能量将转换为计算的结果——造成熵的降低,这种向低熵方向无限发展的运动被哲学界认为是禁止的,因此,传统电子计算机的计算能力必有上限。
而以IBM研究中心朗道(R.Landauer)为代表的理论科学家认为到21世纪30年代,芯片内导线的宽度将窄到纳米尺度(1纳米=10-9米),此时,导线内运动的电子将不再遵循经典物理规律——牛顿力学沿导线运行,而是按照量子力学的规律表现出奇特的“电子乱窜”的现象,从而导致芯片无法正常工作;同样,芯片中晶体管的体积小到一定临界尺寸(约5纳米)后,晶体管也将受到量子效应干扰而呈现出奇特的反常效应。
哲学家和科学家对此问题的看法十分一致:摩尔定律不久将不再适用。也就是说,电子计算机计算能力飞速发展的可喜景象很可能在21世纪前30年内终止。著名科学家,哈佛大学终身教授威尔逊(EdwardO.Wilson)指出:“科学代表着一个时代最为大胆的猜想(形而上学)。它纯粹是人为的。但我们相信,通过追寻“梦想—发现—解释—梦想”的不断循环,我们可以开拓一个个新领域,世界最终会变得越来越清晰,我们最终会了解宇宙的奥妙。所有的美妙都是彼此联系和有意义的7量子计算系统
量子计算最初思想的提出可以追溯到20世纪80年代。物理学家费曼RichardP.Feynman曾试图用传统的电子计算机模拟量子力学对象的行为。他遇到一个问题:量子力学系统的行为通常是难以理解同时也是难以求解的。以光的干涉现象为例,在干涉过程中,相互作用的光子每增加一个,有可能发生的情况就会多出一倍,也就是问题的规模呈指数级增加。模拟这样的实验所需的计算量实在太大了,不过,在费曼眼里,这却恰恰提供一个契机。因为另一方面,量子力学系统的行为也具有良好的可预测性:在干涉实验中,只要给定初始条件,就可以推测出屏幕上影子的形状。费曼推断认为如果算出干涉实验中发生的现象需要大量的计算,那么搭建这样一个实验,测量其结果,就恰好相当于完成了一个复杂的计算。因此,只要在计算机运行的过程中,允许它在真实的量子力学对象上完成实验,并把实验结果整合到计算中去,就可以获得远远超出传统计算机的运算速度。
从类型上讲,计算主要有两大类:数值计算和符号推导。数值计算包括实数和函数的加减乘除、幂运算、开方运算、方程的求解等。符号推导包括代数与各种函数的恒等式、不等式的证明,几何命题的证明等。但无论是数值计算还是符号推导,它们在本质上是等价的、一致的,即二者是密切关联的,可以相互转化,具有共同的计算本质。随着数学的不断发展,还可能出现新的计算类型。
2远古的计算工具
人们从开始产生计算之日,便不断寻求能方便进行和加速计算的工具。因此,计算和计算工具是息息相关的。
早在公元前5世纪,中国人已开始用算筹作为计算工具,并在公元前3世纪得到普遍的采用,一直沿用了二千年。后来,人们发明了算盘,并在15世纪得到普遍采用,取代了算筹。它是在算筹基础上发明的,比算筹更加方便实用,同时还把算法口诀化,从而加快了计算速度。
3近代计算系统
近代的科学发展促进了计算工具的发展:在1614年,对数被发明以后,乘除运算可以化为加减运算,对数计算尺便是依据这一特点来设计。1620年,冈特最先利用对数计算尺来计算乘除。1850年,曼南在计算尺上装上光标,因此而受到当时科学工作者,特别是工程技术人员广泛采用。机械式计算器是与计算尺同时出现的,是计算工具上的一大发明。帕斯卡于1642年发明了帕斯卡加法器。在1671年,莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算器,是长1米的大盒子。自此以后,经过人们在这方面多年的研究,特别是经过托马斯、奥德内尔等人的改良后,出现了多种多样的手摇计算器,并风行全世界。
4电动计算机
英国的巴贝奇于1834年,设计了一部完全程序控制的分析机,可惜碍于当时的机械技术限制而没有制成,但已包含了现代计算的基本思想和主要的组成部分了。此后,由于电力技术有了很大的发展,电动式计算器便慢慢取代以人工为动力的计算器。1941年,德国的楚泽采用了继电器,制成了第一部过程控制计算器,实现了100多年前巴贝奇的理想。
5电子计算机
20世纪初,电子管的出现,使计算器的改革有了新的发展,美国宾夕法尼亚大学和有关单位在1946年制成了第一台电子计算机。电子计算机的出现和发展,使人类进入了一个全新的时代。它是20世纪最伟大的发明之一,也当之无愧地被认为是迄今为止由科学和技术所创造的最具影响力的现代工具。
在电子计算机和信息技术高速发展过程中,因特尔公司的创始人之一戈登·摩尔(GodonMoore)对电子计算机产业所依赖的半导体技术的发展作出预言:半导体芯片的集成度将每两年翻一番。事实证明,自20世纪60年代以后的数十年内,芯片的集成度和电子计算机的计算速度实际是每十八个月就翻一番,而价格却随之降低一倍。这种奇迹般的发展速度被公认为“摩尔定律”.
6“摩尔定律”与“计算的极限”
人类是否可以将电子计算机的运算速度永无止境地提升?传统计算机计算能力的提高有没有极限?对此问题,学者们在进行严密论证后给出了否定的答案。如果电子计算机的计算能力无限提高,最终地球上所有的能量将转换为计算的结果--造成熵的降低,这种向低熵方向无限发展的运动被哲学界认为是禁止的,因此,传统电子计算机的计算能力必有上限。
而以IBM研究中心朗道(R.Landauer)为代表的理论科学家认为到21世纪30年代,芯片内导线的宽度将窄到纳米尺度(1纳米=10-9米),此时,导线内运动的电子将不再遵循经典物理规律--牛顿力学沿导线运行,而是按照量子力学的规律表现出奇特的“电子乱窜”的现象,从而导致芯片无法正常工作;同样,芯片中晶体管的体积小到一定临界尺寸(约5纳米)后,晶体管也将受到量子效应干扰而呈现出奇特的反常效应。
哲学家和科学家对此问题的看法十分一致:摩尔定律不久将不再适用。也就是说,电子计算机计算能力飞速发展的可喜景象很可能在21世纪前30年内终止。着名科学家,哈佛大学终身教授威尔逊(EdwardO.Wilson)指出:“科学代表着一个时代最为大胆的猜想(形而上学)。它纯粹是人为的。但我们相信,通过追寻”梦想-发现-解释-梦想“的不断循环,我们可以开拓一个个新领域,世界最终会变得越来越清晰,我们最终会了解宇宙的奥妙。所有的美妙都是彼此联系和有意义的。”
7量子计算系统
量子计算最初思想的提出可以追溯到20世纪80年代。物理学家费曼RichardP.Feynman曾试图用传统的电子计算机模拟量子力学对象的行为。他遇到一个问题:量子力学系统的行为通常是难以理解同时也是难以求解的。以光的干涉现象为例,在干涉过程中,相互作用的光子每增加一个,有可能发生的情况就会多出一倍,也就是问题的规模呈指数级增加。模拟这样的实验所需的计算量实在太大了,不过,在费曼眼里,这却恰恰提供一个契机。因为另一方面,量子力学系统的行为也具有良好的可预测性:在干涉实验中,只要给定初始条件,就可以推测出屏幕上影子的形状。费曼推断认为如果算出干涉实验中发生的现象需要大量的计算,那么搭建这样一个实验,测量其结果,就恰好相当于完成了一个复杂的计算。因此,只要在计算机运行的过程中,允许它在真实的量子力学对象上完成实验,并把实验结果整合到计算中去,就可以获得远远超出传统计算机的运算速度。
在费曼设想的启发下,1985年英国牛津大学教授多伊奇DavidDeutsch提出是否可以用物理学定律推导出一种超越传统的计算概念的方法即推导出更强的丘奇--图灵论题。费曼指出使用量子计算机时,不需要考虑计算是如何实现的,即把计算看作由“神谕”来实现的:这类计算在量子计算中被称为“神谕”(Oracle)。种种迹象表明:量子计算在一些特定的计算领域内确实比传统计算更强,例如,现代信息安全技术的安全性在很大程度上依赖于把一个大整数(如1024位的十进制数)分解为两个质数的乘积的难度。这个问题是一个典型的“困难问题”,困难的原因是目前在传统电子计算机上还没有找到一种有效的办法将这种计算快速地进行。目前,就是将全世界的所有大大小小的电子计算机全部利用起来来计算上面的这个1024位整数的质因子分解问题,大约需要28万年,这已经远远超过了人类所能够等待的时间。而且,分解的难度随着整数位数的增多指数级增大,也就是说如果要分解2046位的整数,所需要的时间已经远远超过宇宙现有的年龄。而利用一台量子计算机,我们只需要大约40分钟的时间就可以分解1024位的整数了。
8量子计算中的神谕
人类的计算工具,从木棍、石头到算盘,经过电子管计算机,晶体管计算机,到现在的电子计算机,再到量子计算。笔者发现这其中的过程让人思考:首先是人们发现用石头或者棍棒可以帮助人们进行计算,随后,人们发明了算盘,来帮助人们进行计算。当人们发现不仅人手可以搬动“算珠”,机器也可以用来搬动“算珠”,而且效率更高,速度更快。随后,人们用继电器替代了纯机械,最后人们用电子代替了继电器。就在人们改进计算工具的同时,数学家们开始对计算的本质展开了研究,图灵机模型告诉了人们答案。
量子计算的出现,则彻底打破了这种认识与创新规律。它建立在对量子力学实验的在现实世界的不可计算性。试图利用一个实验来代替一系列复杂的大量运算。可以说。这是一种革命性的思考与解决问题的方式。
因为在此之前,所有计算均是模拟一个快速的“算盘”,即使是最先进的电子计算机的CPU内部,64位的寄存器(register),也是等价于一个有着64根轴的二进制算盘。量子计算则完全不同,对于量子计算的核心部件,类似于古代希腊中的“神谕”,没有人弄清楚神谕内部的机理,却对“神谕”内部产生的结果深信不疑。人们可以把它当作一个黑盒子,人们通过输入,可以得到输出,但是对于黑盒子内部发生了什么和为什么这样发生确并不知道。
9“神谕”的挑战与人类自身的回应
人类的思考能力,随着计算工具的不断进化而不断加强。电子计算机和互联网的出现,大大加强了人类整体的科研能力,那么,量子计算系统的产生,会给人类整体带来更加强大的科研能力和思考能力,并最终解决困扰当今时代的量子“神谕”.不仅如此,量子计算系统会更加深刻的揭示计算的本质,把人类对计算本质的认识从牛顿世界中扩充到量子世界中。
中图分类号:F230 文献标志码:A 文章编号:1000-8772(2013)05-0084-02
在现代经济与科技高速发展条件下,会计核算只有进行创新,变革传统财务会计体系,才能更好地为投资者和债权人服务,会计作为一种管理信息系统,其核心任务就是向投资者和债权人提供相关与可靠的财务信息,以帮助做出正确的决策。随着科学技术的飞速发展企业会计环境也面临着新的变化,主要体现在两个方面:一是成本会计技术手段与方法不断更新,会计电算化已经或正在取代手工记账,而且在企业建立内部网情况下,实时报告成为可能。二是成本会计的应用范围不断拓展,企业对成本控制投入了越来越多的精力。企业外部环境的变化主要体现在以下四个方面:(1)大多数产品供过了求,造成市场竞争日趋激烈;(2)产品需求多样化,顾客对产品质量也日益苛求;(3)国际间分工合作日趋密切,竞争也趋于残酷激烈;(4)新技术、新工艺的创新蔚然成风。
一、科技发展对成本会计的冲击
知识经济已经渗透到社会和经济的各个领域,同样也给会计领域带来了巨大的冲击,会计创新已经成为一个崭新的课题。特别是企业制造环境发生了巨大的变化,新制造环境具体包括:
1 弹性制造系统。是指使用机器人及电脑控制的材料处置系统,来结合各种独立的电脑程式机器工具进行生产,它有益于产品制造程序的弹性化。其最大的好处,是可以从事多样化产品的生产,解决对产品多样化、精致化的需求。
2 电脑辅助设计及电脑辅助制造系统。电脑辅助系统,不但提高了电脑的功能,并且为厂商提供了更为宽广的发展空间。使用电脑辅助系统可减少人工成本、节省时间并提高工作效率。
3 制造资源规划。是指制造业所采用的电脑管理信息系统。目前流行的材料需求规划有助于管理当局进行及时、有效的投资与生产经营决策。
4 电脑整合制造系统。是指以电脑为核心,新科技的系统,以形成自动化的制造程序,实现工厂无人化管理。
面对企业新制造环境的冲击,传统的成本会计技术与方法如果继续使用,将造成:(1)产品成本计算不准确。因为在新制造环境下,机器人和电脑辅助生产系统在某些工作上已经取代了人工,人工成本比重从传统制造环境下的20%~40%降到了现在的不足5%。但制造费用剧增并多样化,其分摊标准如果只用人工小时已难于正确反映各种产品的成本。(2)成本控制可能产生短期行为。传统成本会计,将预算与实际业绩编成差异报告,即将实际发生的成本与标准成本相比较。在新制造环境下,这一控制系统将产生不良的行为。例如,为获得有利的效率差异,可能导致企业片面追求大量生产,造成存货的增加。另外,为获得有利价格差异,采购部门可能购买低质量的原材料,或进行大宗采购,造成质量问题或材料库存积压等等。
针对传统成本会计不适应新制造环境的局面,尤其是竞争激烈和人工成本很低的高新技术企业,把为生产一种产品所发生的所有作业,如质量检验、机器维修和顾客服务等分配到产品成本中。这种方法较传统成本计算方法更为精细,成本数据更加准确。利用作业成本信息,帮助管理人员找出不增值但消耗资源的作业,所提供的成本信息也能够促使管理人员重新设计整个价值链上的作业活动以节省企业资源。
二、成本会计工作顺应市场环境以及科技经济发展环境的对策
面对现代成本会计的发展趋势,即作业成本法与作业基础管理的兴起,战略成本管理方兴未艾,以及目标成本的推广应用等等,我国的成本会计工作如何顺应国际国内市场环境以及企业生产环境的变化,结合国情,引进、吸收、消化各种新的管理理论与方法,并总结我国自己的成功经验,值得我们深思。笔者认为,应采取的对策是:
1 成本会计工作者应更新观念,树立成本效益、思想,充分发挥成本会计的职能作用
长期以来,我们在评价企业成本工作绩效时,往往把成本升降作为唯一标准。这在理论上是说不通的,因为成本只表现一定时期内所发生的各种劳动耗费,至于这种耗费效益如何,却不是产品成本指标本身所能反映出来的。所以,成本工作绩效考核应通过投入与产出关系进行评价:一是产出的投入越少越好,二是投入的产出越多越好,三是投入增长慢于产出增长为好,四是投入减少快于产出减少为好,五是投入下降,产出上升为好。在实践中片面强调降低成本,势必挫伤企业为未来增效而支出某些短期看来高昂但却必要的费用的积极性,从而影响企业技术革新和产品更新换代。过去由于我们未能正确理解成本效益思想,导致有些企业在竞争中往往注重采用低成本战略,而忽视采用差异化战略。因为企业投产新型差异化产品,从短期看往往开支较大,但实际上这些新型差异化产品可以扩大市场占有率,从而得到更高的成本效益。所以,为未来增效而正视树立成本效益思想,有利于企业竞争战略的制定。
传统降低成本的方法,从范围上看局限于生产领域;从内容上看局限于制造成本;从时效上看局限于事中和事后成本控制。随着市场经济的发展,传统降低成本的方法已经受到了严峻的挑战。成本回避将降低成本视野重点转移到产品开发、设计阶段以及采购、制造、销售和使用阶段;成本回避的核心是要求早期避免成本的发生,使挖掘降低成本潜力向预防性方向发展。从内容上着,扩大到整个产品生命周期成本,包括生产者成本(开发设计成本、制造成本、物流成本、营销成本)和消费者成本(使用成本、维护保养成本、废弃处置成本);从时效上看要求防患于未然,进行事前成本控制。总之,成本回避立足于早期回避可以避免发生的成本。成本会计的改革应构思成本回避的具体方法,并力求在实践中应用。
现代成本会计的主要职能是成本预测、成本决策、成本计划、成本控制、成本核算、成本分析和成本考核。成本决策是成本会计的重要环节,在成本会计中居于中心地位。它同成本会计其他职能是密切联系的,成本预测是成本决策的前提,成本决策是成本计划的依据,成本控制是实现成本决策既定目标的保证,成本核算是成本决策预期目标是否实现的最后检验,成本分析和成本考核是实现成本决策目标的有效手段。毋庸置疑,现代成本会计职能归根到底是一种行为职能,在行为科学逐渐受到重视的今日,企业应把激励贯彻始终,其核心是创造一种适当的激励环境,充分调动每个员工的积极性和创造性,群策群力,发挥成本会计职能作用,共同致力于整体目标的实现。
2 完善成本会计组织,提高全员成本意识和素质
为了适应现代成本会计的发展,必须完善成本会计的组织,建立和健全成本会计规章制度,实行全方位。全过程、全员管理成本,使决策层和所有部门、单位都重视成本,人人关心成本,提高全员成本意识和素质。对于成本会计人员来说,除了应具备会计职业道德之外,不仅要懂会计和财务管理,还要懂经营管理,特别是要熟悉生产技术,学会运用价值工程、成本最优化理论和方法;同时还要熟悉并掌握现代成本会计的理论与方法,学会预测、决策和控制,学会使用电子计算机进行信息处理。笔者认为,根据成本会计人员职责的要求,我国一些工业企业在成本岗位上要配备成本工程师,以利于成本会计做到技术与经济相结合,充分发挥成本会计的职能作用。加强成本理论的研究,提高我国成本会计水平
3 推进成本会计电算化
利用以计算机技术为中心的信息管理手段已成为现代成本会计的一种必然发展趋势。企业成本会计工作以电子计算机为手段,大大加快了信息反馈速度,增强了业务处理能力,对于及时、准确地进行成本预测、决策和核算,有效地实施成本控制,全面地考核、分析成本,都有重要意义。实践证明,实现成本会计电算化是当务之急,是实行新的成本会计方法的技术前提。但是,当前会计电算化应用中还存在以下的问题:一是简单地停留在模仿替代手工核算阶段,只能进行事后反映,无法进行科学决策、预测和事中控制。二是企业管理信息系统中,购、营销、人事、财会等子系统互相分割,尚未形成有机联系的整个企业管理信息系统;三是会计信息系统提供的一般只是财务会计信息,不能充分反映成本会计和管理会计需求的信息。因此,为了推动会计电算化深入发展,必须加快会计电算化从核算型向管理型转变,将会计信息系统有机地融入企业整个管理信息系统,通过电算化的应用,为成本会计和管理会计提供可靠的技术支持。
4 学习外国一切先进的经验和方法,博采众长,为我所用
西方成本会计是一门历史悠久的生机勃勃的学科,特别是随着适时制造、战略管理、基准管理、限制理论、行为科学、运筹学、系统工程和电子计算机等各种科学技术成就在成本会计中的广泛应用,形成了新型的着重管理的经营型成本会计。例如适合我国当前多数企业实际需要的标准成本会计,责任成本会计、目标成本计算、质量成本会计、成本决策、成本预测和近十几年孕育的适时制与倒推成本法、作业成本法与作业管理、成本企划、产品生命周期成本会计以及战略成本管理等。对此,我们应结合国情和不同企业的具体情况认真研究,有些方法可以直接引进,有些方法应加以改革和完善,有些方法只能在少数具备条件的企业采用,或局部吸收其方法。总之,为了完善发展我国的成本会计,借鉴西方成本会计理论与方法是非常必要的。但是这种学习要有创新,而创新只能与我国国情相结合,从而探索并形成一套具有中国特色的现代成本会计体系。
5 总结完善和推广我国行之有效的成本会计方法
在教学过程中教师重视的便是学生学习效率的高低,教师的作用便是在教学过程中对学生进行教学管理,一方面随时了解学生们的日常学习的情况,对学生们的学习情况通过测验的方式进行了解;另一方面也需要管理学生们除了学习之外的其他事情。传统的教学管理既浪费师生们的时间又降低教师的教学活动的创造性,产生负面的影响。在现代化教育中,计算机科学技术在教学管理中的运用,集成学习的计算机系统以及计算机测验软件的运用,在教师们的教学管理中发挥着重要的作用,既提高了教学管理的效率又提高了教师的教学水平,节省出更多的时间来进行其他教学活动,学生们在日常生活中更具自由性。计算机科学技术特色课堂教学的重要组成便是多媒体的交互应用。计算机的大力发展使得教学资源更加丰富,资源共享更加方便。计算机教学课件大量的运用,都提高了教学水平。教师们将这些计算机科学技术合理的运用在自己的课堂之上,使得学生们在学习时更好的理解掌握这些知识,教师们也可以与学生们利用计算机科学技术进行交流,增加师生间的互动性,形成师生共同参与的高效的具有特色的课堂教学。远程教育是随着计算机的发展同步发展的新型教学模式,现在也在高校中广泛地被使用。在师生互动的课堂教学之外还存在多媒体教学,这样学生在学习过程中接收了知识的图像视频语音,比老师的教授更加具有生动性与趣味性,使教学过程变得更加的直观形象;还可以让学生们按照自己的学习情况来安排学习的进度,更具灵活性。
(二)提高学生能力起到重要作用
创新是灵魂。教育教学过程中是否具有创新力的参与,是提高学生们能力的重要部分。高校需要为学生们创造良好的创新教育教学环境。既要提高计算机科学技术的教学环境,也要揣摩教学过程中学生的心理。教师不能限制学生的思维,在他们拥有自己的思维活动时,教师应该大力的鼓励学生们将自己的想法表现出来,提出自己的问题,提高学生们的创新能力。计算机科学技术教学是一个十分开放性的体系,教师在进行教学时,要将计算机方面的最新动态与学生们的学习相结合,通过计算机科学技术与学生们日常学科的结合,将其运用到学生们的各个领域,加强学生们的创新能力在各个学科间的运用。兴趣是创新的开始,教师们在日常的教学过程中要加大学生们对课堂的学习兴趣,计算机科学技术特色课堂教学的作用便体现出来了;在计算机科学技术运用的同时不要忽视教材的重要作用,所有的教学都要以教材为基础进行拓展,要求学生们自行探索。这些都可以加强学生们的创新能力。
二、计算机科学技术特色课堂教学未来发展趋势
现在计算机科学技术在高校教学过程中的运用只是一小步,随着计算机技术的进一步发展,其在教学中的重要性越来越明显,这是就必须加强创新能力,这就需要在未来进行更多的实践。首先需要提高教学过程的环境。学生们对于特定的学生内容具有很强的兴趣并且会努力进行探索与检验他们还会不断的找寻解决问题的途径,在这个过程中学生们在思维方面的强化以及对计算机中学习资料的灵活运用,既增加了理论的学习也增强了组织与动手能力,将会从两方面提高了学生们的创新能力。再者随着社会的发展,教育的发展,学生们在课堂教学中的中心地位将被体现,其计算机科学技术特色课堂教学将会建立以学生为中心的超媒体教学模式。就是采用计算机科学技术将其作为学生学习的主要方式,教师的作用便是辅助学生,不再在学生的学习中占据太多的地位。计算机在未来的教育界的作用一定会是无穷大的,现在的技术还无法达到,但是会渐渐的在实践中去实现它,尽早的让学生们的学习变得更加高效,更加有趣,更加丰富。
1 计算机科学技术的发展
人类研制出世界上第一台计算机是在1946年,该计算机发明引领人类进入第三次工业革命时代。从冯・诺依曼发明第一台计算机至今,计算机在70年内不断的发展与改进,从以往具有庞大体积的笨重机器,演变成当前零件集中、技术集成、功能强大的台式计算机与便携式笔记本。自改革开放以来,计算机科学技术发展更为迅猛,计算机逐渐的应用在各个领域,成为现代化社会处理日常工作的主要工具。
在国家层面,计算机技术可以用来处理政府事务、分析军事战略;在企业层面,计算机技术可以用来存储处理各种数据、实现办公自动化;在生活层面,计算机技术可以用来获取信息、视频通讯、网络购物等,使人们的生活更加便捷。计算机科学技术高低已经成为衡量一个国家信息化水平、科学技术能力的一个主要标准。
2 计算机科学技术的应用
近年来,国家大力推进信息化建设,在实际生活中计算机科学技术的应用领域也更加广泛。以下选取几个较为重要的领域分析计算机科学技术的应用:
2.1 军事、国防领域
计算机的最初研发就是为了应用在军事发展上,到现今计算机仍是军队和航空航天技术研究的重点课题。至今为止,计算机在政务处理、军事战略、以及队部模拟演练等方面都发挥着重要的作用。国家明确强调要全面打造信息化社会,将先进的计算机科学技术、设备以及产品应用在国家现代化军事建设中。在国际领域,计算机科学技术的发展水平也衡量着一个国家的现代化军事水平与综合国力的高低。
2.2 电力领域
目前我国大多的风力发电厂位于空旷、建筑物较少的地方,如海岸或沙漠中。然而在这些环境较为恶劣的地区建设发电厂,经常会受到过热、过冷、振动、盐雾或电燥等的影响,导致发电机的性能有所降低。因此,为了保障发电机的高性能、稳定性,除了需要硬件加固之外,还需要计算机科学技术来完成自我检测、自我诊断功能。使用计算机科学技术可以将发电机的运行状态、检测记录等操作数据全面的收集整合传输给管理维护人员,不仅极大程度上减轻了工作人员的劳动力,还节省了大量的时间和成本,获得更精准全面的数据。
2.3 无人机研发
随着近年来计算机、网络技术、人工智能等技术的飞速发展,现今我国的无人机研发已经取得较大的成就。无人机在军事方面可以完成侦察、电子干扰、战场目标毁伤效果评估等多种功能,甚至直接可以作为攻击武器打击重点目标或定点清除。一方面这些功能的实现都离不开计算机科学技术,需要强大的信息收集传输和综合计算分析判断提供支撑,另一方面由于无人机应用的环境较为复杂,包括复杂的地区环境、多变的场景、电磁的干扰以及无法预知的突况等,这些都需要更高的计算机科学技术来应对。
2.4 教育领域
近年来计算机信息技术在教育领域也逐渐普及。比较常见的应用在教育领域的计算机科学技术,包括多媒体教室、网络课堂、电子图书馆、以及各种计算机应用软件等。在高考中,考生的登记以及高考以后的成绩查询都离不开计算机科学与技术。对于学生来说,计算机有助于了解更多的知识信息,能够拓宽视野,帮助解决学习上、生活上的各种难题。计算机科学技术极大的改变了学生的学习方式,又使学习过程更加方便快捷,有利于提高成绩、丰富知识、培养综合素质。
3 计算机科学技术下一步的发展趋势
通过分析计算机科学技术的发展应用,可以发现当前的计算机技术正朝着智能化、日常化、功能更加集成的方向发展。
3.1 更加智能化
电子计算机自研发以来就致力于模拟人类的思维,人们希望计算机能够越来越“智慧”,可以独立进行运算、推理、学习以及联想等。如大家所知的超级国际象棋电脑“深蓝”,它碛32个大脑(微处理器),输入了一百多年来优秀棋手的对局两百多万局,每秒钟可以计算2亿步。
由此看来,智能化是当前信息化社会发展的大趋势,各个行业的产品都在向智能化方向发展。智能化计算机的研发可以快速实现多个数据、多条指令的并行处理,在运算速度上也不是普通计算机所能比拟的。通过云计算它可以在较短的时间内完成对大量数据的模拟分析,统一处理,也能更加精准度的进行一些模拟实验。除了应用在军事、航空、交通、科研等领域外,也可以应用在人们的生活中,如智能家居、智能小区的打造等。
3.2 更加日常化
日常化指的是计算机科学技术就像电、水一样渗透到人们的生活之中。尤其是近年来,在政府、企业等的发展中几乎离不开计算机技术。现在我们的洗衣机、电冰箱甚至录音机中都有马达的存在,而未来计算机技术将会像现在的马达一样存在于家中的各种电器中。国外称这种趋势为普适计算(Pervasive Computing)或无处不在的计算。
近年来我国也在大力推进教育信息化的建设,教师可以不局限于时间地域进行远程授课,也可以使用各种先进的计算机科学技术来丰富授课方式,并通过计算机网络进行问题的解答与收发作业等。学生可以利用计算机针对性的查找自己需要的课程教材、辅导资料等,也可以观看一些教学视频等来提升自己的学习成绩。特别是通过计算机和网路的完美结合,可以打破教育资源不平衡的限制,使师资力量薄弱的学校学生享受到优秀教师的远程教学,整体提高教学水平。
3.3 多种功能基于一体
在2016年的新品会上,青岛小鸡出壳网络科技有限公司向市场展示了最新的电脑技术发展趋势――激光电脑产品,该激光电脑被誉为现有电子科技成熟技术上的二次开发,也是电脑、电视、投影机等电子科技最新技术的集大成者,具有计算机、电视播放、投影投像、投影键盘等多个功能。
4 结语
随着电子信息技术的进步,计算机从以往的台式机演变为笔记本,再到如今普及的平板电脑,计算机技术在发生着日新月异的变化。计算机科学技术以其超强的生命力和不可替代性,在社会发展中不断更新换代,并长期具有广阔的发展前景。
参考文献
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作者简介
1 计算机科学与技术发展现状
1.1 计算机科学与技术地位
计算机是当前21世纪中影响力最大的技术之一,最初诞生于1904年,世界上第一只电子管诞生,随后在1946年出现了第一台计算机,经过不断的完善和创新,逐渐演变成了当前技术含量更高的计算机科学与技术。就计算机科学与技术本质来看,其中所包含的内容包罗万象,受到计算机科学与技术的影响而获得了更好更快的发展,促使计算机科学与技术变得更加人性化,在一定程度上可以有效满足人们在此方面的需求,获得更大的便利。在人们日常生活、工作和学习中,计算机科学与技术无处不在,除此之外,在一些军事、科学研究、工业生产和商业方面同样占有一席之地,影响较为深远,已经成为推动社会进步和变革不可或缺的部分。
1.2 计算机科学与技术发展中存在的问题
任何事物在发展中都有两面性,在评价一个事物的作用和内涵时,应该从多种角度去评析和诠释。计算机科学与技术在发展中,带给人们极大的生活便捷和服务,在促进社会进步的同时,对于人们的生产生活同样产生了不利的影响。诸如,计算机领域的“千年虫”事件的出现,致使计算机科学与技术的长远发展受到了严峻的考验,尤其是在保险、交通和电力行业受到的影响最为深刻,也正是这一事件的出现,带给社会严峻的考验。计算机科学与技术在发展中有利也有弊,但是其对社会的促进作用更为突出,将这些不利因素排除,能够为人们日常生产生活提供更大的便利和服务,成为当前首要待解决问题。
2 计算机科学与技术发展方向
计算机科学与技术在发展中,由于自身优势获得了前所未有的发展空间,就当前计算机科学与技术的发展趋势来看,总体上朝着高、广和深方向发展。
2.1 高度上发展
计算机科学与技术在高度上发展,更多的是体现在计算机主频上。由于计算机的先进性和便捷性,受到了社会各界的广泛关注和重视,并深入人们的日常生活、工作和学习中,成为生活中一种不可或缺的内容。计算机科学与技术经过不断完善和创新,计算机性能也在不断提升,尤其是晶体管微处理器的出现,以往使用单一处理器的计算机已经逐渐被时代所淘汰,开始朝着多个处理器同时运行处理的方向发展。在计算机中成功运用几万个处理器,运行速度和处理速度已经超越了市面上绝大多数的计算机,而操作系统在计算机使用中也成为了其中不可或缺的关键性技术。计算可以实现资源共享和通信连接,同时还可以推动计算机高效管理的实现,促使计算机互联,为社会生产生活提供更大的便利。
2.2 广度上发展
计算机作为一项重要的技术成果,在不断发展和完善中,呈现出了较为广阔的发展前景,除了在高度上获得发展以外,在广度上同样有待更进一步的开发和发展。尤其是在近些年来,计算机科学与技术逐渐朝着多元化方向发展成为主要趋势,渗透到人们的日常生活、工作和学习中。计算机在未来的发展将会出现在人们生活中处处可见的电器中,应用前景十分广阔。在未来的几十年内,人们利用计算机可以随时随地查找到资料,以其便捷的优势来满足社会进步的发展需要。甚至还有人曾预言说,未来的计算机将变成一种更加平民化的事物,就像是回家正常做饭一样,在人们的生活中随处可见。
2.3 深度上发展
计算机科学与技术深度上发展,主要是指计算机技术的不断创新和完善,朝着更加智能化方向发展,在满足人们信息需求的同时,还可以呈现更为人性化的人机互动界面。计算机也将衍生出大量的软件,以一种更加智能化的姿态来促进社会进步和发展,各种交互设备的出现,虚拟现实技术成为计算机领域发展的主要体现。
3 计算机科学与技术的未来发展趋势
3.1 计算机性能越来越好,更新速度越来越快
计算机科学与技术的发展趋势主要表现在两个方面:一个是性能越来越好,另一个则是更新速度越来越快。就当前电子产品发展现状来看,更新换代速度较快,主要是伴随着科学技术的进步和发展,电子产品中所应用的技术也在不断创新,对以往技术中存在的缺陷和不足进行完善。故此,计算机科学与技术的未来发展趋向,应该明确计算机的发展定位,朝着速度更快、性能更高级、使用更便捷的方向发展,这就需要持续加大科研投入力度,推动社会进步和发展。
3.2 高性能计算机的发展
硅芯片技术的快速发展,在一定程度促进了计算机科学技术的快速发展,但是由于硅芯片技术自身特性,在研究中已经逐渐接近临界点,并没有过高的价值值得深入研究。基于此,大量的研究开始逐渐转移到光子以及量子技术研究中,对于计算机科学与技术的未来发展具有十分重要的促进作用。结合量子技术研发出的计算机,运算性能将高于现今市面上计算机十几亿倍,而光子技术的应用则可以实现电子计算机的光速处理,性能更为优越,并广泛应用在一些高新技术研究领域,意义较为深远。
3.3 智能化的超级计算机
计算机科学与技术未来发展的一个主要趋势就是智能化,智能化的超级计算机较之现今的计算机而言,无论是运行速度还是信息处理速度都要更为突出,能够同时执行多条命令,处理效率更快。利用超级计算机实现数据的高效分析或者建立模型,对于科研成果研发具有更大的意义和作用,值得广泛推广和应用。
4 结论
综上所述,在社会快速进步和发展的背景下,针对我国计算机科学与技术的发展规律,还需要对其进行不断的创新和完善,切实提升综合竞争实力,真正的服务于社会,推动社会长远发展。
参考文献
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