計算機套用(重點學科):發展歷程,套用領域,科學計算,過程檢控,信息管理,輔助系統

計算機套用是研究計算機套用於各個領域的理論、方法、技術和系統等，是計算機學科與其他學科相結合的邊緣學科，是計算機學科的組成部分。計算機套用是對在社會活動中的如何參與和實施給予方針指導的活動。

計算機套用分為數值計算和非數值套用兩大領域。非數值套用又包括數據處理、知識處理，例如信息系統、工廠自動化、辦公室自動化、家庭自動化、專家系統、模式識別、機器翻譯等領域。

基本介紹

中文名：計算機套用
分類：數值計算和非數值套用
領域：計算機
作用：模式識別、機器翻譯

發展歷程,套用領域,科學計算,過程檢控,信息管理,輔助系統,人工智慧,語言翻譯,系統開發,分析階段,設計階段,實現階段,維護階段,發展方向,巨型化,微型化,網路化,智慧型化,技術意義,發展問題,發展前景,專業培養,相關專業,培養目標,主要課程,就業方向,

發展歷程

1.40年代中期至50年代末

計算機套用主要是科學計算、工程設計等數值套用，這一階段使用第一代電子管計算機（數字機和模擬機），硬體體積龐大，運算速度慢，系統維護需要較高的技術，軟體尚未形成系統，應用程式編制耗費大量人力。主要套用於國防尖端武器的研製、生產和使用。

2.50年代末至60年代末

開始向非數值套用方面發展。這一階段使用第二代電晶體計算機,除繼續用於科學計算外，主要用於數據處理、工商業事務處理、企業信息管理。60年代後期出現小型機後，硬體逐步形成系列，接口設備和外圍設備品種增多，組塊式的軟體設計使軟體的編制趨於工程化，並套用於生產過程的實時控制。

3.70年代

計算機套用普及到社會經濟更多的領域。第三代積體電路計算機具有良好的性能價格比和可靠性，它促進了計算機的推廣套用。隨著微處理機的迅速發展，計算機廣泛套用於工業、農業、文化教育、衛生保健、服務行業、社會公用事業等。家用電器採用微處理機後使計算機套用深入到家庭生活和娛樂之中。計算機技術與通信技術的結合，使計算機網路得到發展。信息服務業的興起使社會信息資源得到更廣泛的利用。

4.70年代至今

此時軟體越來越豐富，出現了資料庫系統、可擴充語言、網路軟體等。而且隨著微型計算機和網路的出現，其套用領域已經涉及各個領域，在辦公自動化資料庫管理、圖像識別、語言識別、專家系統及家庭娛樂等眾多領域中大顯身手。

套用領域

科學計算

（或稱為數值計算）

早期的計算機主要用於科學計算。科學計算仍然是計算機套用的一個重要領域。如高能物理、工程設計、地震預測、氣象預報、航天技術等。由於計算機具有高運算速度和精度以及邏輯判斷能力，因此出現了計算力學、計算物理、計算化學、生物控制論等新的學科。

過程檢控

利用計算機對工業生產過程中的某些信號自動進行檢測，並把檢測到的數據存入計算機，再根據需要對這些數據進行處理，這樣的系統稱為計算機檢測系統。特別是儀器儀表引進計算機技術後所構成的智慧型化儀器儀表，將工業自動化推向了一個更高的水平。

信息管理

（或稱數據處理）

信息管理是目前計算機套用最廣泛的一個領域。利用計算機來加工、管理與操作任何形式的數據資料，如企業管理、物資管理、報表統計、帳目計算、信息情報檢索等。國內許多機構紛紛建設自己的管理信息系統（MIS）；生產企業也開始採用製造資源規劃軟體（MRP），商業流通領域則逐步使用電子信息交換系統（EDI），即所謂無紙貿易。

輔助系統

計算機輔助設計、製造、測試（CAD/CAM/CAT）。用計算機輔助進行工程設計、產品製造、性能測試。①經濟管理：國民經濟管理，公司企業經濟信息管理，計畫與規劃，分析統計，預測，決策；物資、財務、勞資、人事等管理。②情報檢索：圖書資料、歷史檔案、科技資源、環境等信息檢索自動化；建立各種信息系統。③自動控制：工業生產過程綜合自動化，工藝過程最優控制，武器控制，通信控制，交通信號控制。④模式識別：套用計算機對一組事件或過程進行鑑別和分類，它們可以是文字、聲音、圖像等具體對象，也可以是狀態、程度等抽象對象。

人工智慧

開發一些具有人類某些智慧型的套用系統，用計算機來模擬人的思維判斷、推理等智慧型活動，使計算機具有自學習適應和邏輯推理的功能，如計算機推理、智慧型學習系統、專家系統、機器人等，幫助人們學習和完成某些推理工作。

語言翻譯

1947年，美國數學家、工程師沃倫·韋弗與英國物理學家、工程師安德魯·布思提出了以計算機進行翻譯（簡稱“機譯”）的構想，機譯從此步入歷史舞台，並走過了一條曲折而漫長的發展道路。機譯分為文字機譯和語音機譯。機譯消除了不同文字和語言間的隔閡，堪稱高科技造福人類之舉。但機譯的質量長期以來一直是個問題，尤其是譯文質量，離理想目標仍相差甚遠。中國數學家、語言學家周海中教授認為，在人類尚未明了大腦是如何進行語言的模糊識別和邏輯判斷的情況下，機譯要想達到“信、達、雅”的程度是不可能的。這一觀點恐怕道出了制約譯文質量的瓶頸所在。

系統開發

分析階段

根據計算機用戶對於輸入、處理過程和輸出特性的需要，對原有系統的現狀進行調查分析，並在此基礎上提出建立新系統或改造舊系統的初步建議，即對新系統的目標、功能、成本、效益、人員、進度等作出預測和描述。這一階段也稱為可行性研究階段。

設計階段

首先根據調查確定系統的構成和軟體、硬體環境的要求，並提出系統建議書。在進行方案論證並獲得通過後轉入物理設計，也就是對系統的輸入輸出、處理過程、信息流向、數據結構、顯示和列印格式，以及人機對話方式等逐層細化，進行設計。這時，應將系統劃分為若干模組和過程，分析其相互關係和處理順序，保證系統的完整性、正確性和適應性。經過仔細的分析和對各種方法的選擇，在本階段結束時提出實施計畫和進度安排，寫出系統用戶手冊和操作使用說明書。分析和設計工作均由系統分析員完成。

實現階段

按照系統設計方案實現套用系統，分別完成機器配置安裝、現場改造、程式編制、人員培訓和數據準備等各方面的工作。這個階段的工作由程式設計師和操作員完成。

維護階段

系統從投入運行開始，就進入維護階段。維護工作一般包括正確性、完整性和適應性3 個方面。這一工作通過向用戶發出修改通知或更新版本來進行。

系統評價對計算機套用系統的開發有直接指導意義，需要對功能指標、性能指標、可用性、可靠性、易理解性、可維護性、可移植性和系統成本進行定性或定量的分析。這些指標的好壞決定系統壽命的長短。

發展方向

巨型化

巨型化是指計算機的運算速度更高、存儲容量更大、功能更強。目前正在研製的巨型計算機其運算速度可達每秒百億次。

微型化

微型計算機已進入儀器、儀表、家用電器等小型儀器設備中，同時也作為工業控制過程的心臟，使儀器設備實現“智慧型化”。隨著微電子技術的進一步發展，筆記本型、掌上型等微型計算機必將以更優的性能價格比受到人們的歡迎。

網路化

隨著計算機套用的深入，特別是家用計算機越來越普及，一方面希望眾多用戶能共享信息資源，另一方面也希望各計算機之間能互相傳遞信息進行通信。

計算機網路是現代通信技術與計算機技術相結合的產物。計算機網路己在現代企業的管理中發揮著越來越重要的作用，如銀行系統、商業系統、交通運輸系統等。

智慧型化

計算機人工智慧的研究是建立在現代科學基礎之上。智慧型化是計算機發展的一個重要方向，新一代計算機，將可以模擬人的感覺行為和思維過程的機理，進行“看”、“聽”、“說”、“想”、“做”，具有邏輯推理、學習與證明的能力。

技術意義

計算機科學與技術的各門學科相結合，改進了研究工具和研究方法，促進了各門學科的發展。過去，人們主要通過實驗和理論兩種途徑進行科學技術研究。現在，計算和模擬已成為研究工作的第三條途徑。

計算機與有關的實驗觀測儀器相結合，可對實驗數據進行現場記錄、整理、加工、分析和繪製圖表，顯著地提高實驗工作的質量和效率。計算機輔助設計已成為工程設計優質化、自動化的重要手段。在理論研究方面，計算機是人類大腦的延伸，可代替人腦的若干功能並加以強化。古老的數學靠紙和筆運算，現在計算機成了新的工具，數學定理證明之類的繁重腦力勞動，已可能由計算機來完成或部分完成。

計算和模擬作為一種新的研究手段，常使一些學科衍生出新的分支學科。例如，空氣動力學、氣象學、彈性結構力學和套用分析等所面臨的“計算障礙”，在有了高速計算機和有關的計算方法之後開始有所突破，並衍生出計算空氣動力學、氣象數值預報等邊緣分支學科。利用計算機進行定量研究，不僅在自然科學中發揮了重大的作用，在社會科學和人文學科中也是如此。例如，在人口普查、社會調查和自然語言研究方面，計算機就是一種很得力的工具。

計算機在各行各業中的廣泛套用，常常產生顯著的經濟效益和社會效益，從而引起產業結構、產品結構、經營管理和服務方式等方面的重大變革。在產業結構中已出觀了計算機製造業和計算機服務業，以及知識產業等新的行業。

計算機套用，具備計算機硬體技術能力、軟體技術能力、8位、32位嵌入式微計算機系統套用能力以及良好的工程技術能力的複合型人才。主要課程： C系列語言程式設計、計算機網路基礎、電路與電子技術、單片機原理與套用、感測器技術、控制工程基礎、可視化編程技術、Linux作業系統、接口技術等。學生畢業後可在工業測控裝置製造企業，

民用電子製造各類企業從事嵌入式系統的軟、硬體開發工作，也可以從事工業測控裝置，民用各類智慧型電器的維修工作。

計算機還是人們的學習工具和生活工具。藉助家用計算機、個人計算機、計算機網、資料庫系統和各種終端設備，人們可以學習各種課程，獲取各種情報和知識，處理各種生活事務(如訂票、購物、存取款等)，甚至可以居家辦公。越來越多的人的工作、學習和生活中將與計算機發生直接的或間接的聯繫。普及計算機教育已成為一個越來越重要的問題。

總之，計算機的發展和套用已不僅是一種科學的技術現象而且是一種政治、經濟、軍事和社會現象。

發展問題

我國計算機套用水平低,企業信息化水平低，上網企業與上網家庭數量還較少，信息技術在企業與家庭中套用尚不夠普及。與已開發國家及開發中國家相比都有很大差距，據國家統計中心研究，我國信息化能力不僅遠落後於美日等已開發國家，也落後於新加坡、韓國、菲律賓、埃及、印度等開發中國家；網民占人口比例瑞典達67%,瑞士60%,德國49%,我國僅3.5%。國內計算機套用發展很不平衡，各地區信息化指數高低相差20多倍，網際網路用戶及計算機擁有量在東西部地區、大陸與台灣地區差距很大，台灣網際網路用戶有540萬，網民占人口比例達26%，連網主機85萬台，企業有50%己開展電子商務，大陸開展電子商務企業不到10%。我國信息產業尚不能完全滿足信息化發展與計算機套用對軟硬體產品的需求，國產化產品技術水平與市場占有率低，重大套用工程與大型套用系統所用的軟硬體產品主要依靠國外公司，科技成果轉化速度慢，系統集成，信息服務水平有待提高,計算機套用有關標準、規範既缺乏又不統一，急需加強。

計算機套用、信息化的市場經濟和政策法律環境尚待完善，目前還缺乏有力的技術經濟學政策推動信息技術廣泛套用，信息化的組織領導與管理體制尚待完善與加強，有關市場管理的法律法規、社會信用體系尚未完全建立，電子商務的發展所需要的市場環境尚不完善。企業管理體制、機制、管理理念與組織機構尚不能適應市場經濟的要求，博弈知識的缺乏，部分領導對信息技術套用的重要性、緊迫性認識不足。企業採用信息技術等高新技術尚缺少內在的動力、人力、財力與物力。基礎工作薄弱，信息技術人才特別是既懂信息技術又懂行業業務技術的複合型人才更為缺少，廣大職工信息意識與信息技術套用知識欠缺，職工文化素質急待提高。

發展前景

“十.五”期間，北京，上海，廣東等地信息化試點經驗將進一步推廣,在科學發展觀的引領下，將建成若干信息化示範省市、地區、城市社區及鄉鎮，2010年全國各地區、中小城市信息化將會快速發展。社會公用事業，公共服務等公共領域信息化步伐加快。文教衛生，社會保險，社會治安，公共運輸，供水供暖供電系統，社區服務等公共領域將廣泛套用信息技術，金字系列重點套用工程與數字奧運會勝利完成,社會公共領域信息化水平將上一個新台階，為人民民眾衣食住行提供良好的環境和服務信息技術進入家庭，推進家庭信息化的發展。智慧型建築、小區逐步推廣，電話、手機、信息家電、家用電腦進一步普及，使信息技術大量進入家庭及個人生活，推動了家庭信息化的發展。全國家庭電腦普及率2005年將達8－10%，城市家庭電腦普及率達20-30%，2010全國家庭電腦普及率將達15－20%，城市家庭電腦普及率達40-50%，信息家電數位化、智慧型化、家庭影院、居家辦公將逐步普及,家庭信息化的發展將大大提高生活質量。

專業培養

1.知識、能力和素質結構

（一）知識結構

1、通用知識。通用知識是學習和掌握專業基礎理論、專業知識的基礎和工具，並對今後從事的計算機套用工作起輔助和支持作用。通用知識包括紮實的文化、社會科學和法律知識，以及計算機數學基礎、計算機套用基礎、C語言程式設計、計算機網路基礎、作業系統原理等專業必備的基礎理論知識。

2、專業知識。專業知識是從事計算機套用技術工作的根基。專業知識包括Visual FoxPro程式設計、VisualBasic點net程式設計、JAVA程式設計、圖形圖像處理、FLASH動畫製作、網頁製作等。

（二）能力結構

1、基礎能力：計算機相關高等數學的套用能力；基本程式設計能力；計算機系統管理和維護能力；外語套用能力；汽車駕駛能力。

2、專業能力：使用高級語言進行程式的設計、調試和維護能力；熟練使用辦公自動化系列軟體的能力；運用關係型資料庫Visual FoxPro設計和套用管理信息系統的能力；利用Visual Basic語言編制一般視窗套用軟體的能力；計算機多媒體素材的處理能力；綜合性網頁設計與製作能力。

3、綜合能力：社會適應能力；學習能力；競爭能力；組織與管理能力；創新與創業能力。

（三）素質結構

1、思想道德素質。具有科學的世界觀、人生觀和道德觀，有明確的是非觀念；具有愛國主義、團隊精神精神，有良好的敬業、創新意識。

2、文化素質。具有高等數學、程式設計、數據處理等理工科知識，有一定的科學素養；具有必要的哲學、法律、職業道德等人文社科知識，有一定的文化素養。

3、業務素質。掌握計算機的基本知識，能夠熟練操作各種常用套用軟體；具有常用套用軟體的安裝、調試、使用和管理、維護能力；具有一般應用程式和資料庫系統的編寫和使用能力；具有以業務知識為基礎，專業操作能力、創新能力為標誌的較高的業務素質。

4、身心素質。具有強壯的體魄、旺盛的精力，掌握基本的擒拿格鬥方法。養成科學的強身健體的習慣，具有良好的心理素質。

2.主幹課程，核心課程

（一）專業骨幹課程

1、計算機數學基礎

是計算機專業必修的數學基礎知識。針對計算機專業的特點，加強了Mathematica數學軟體的套用。包含4大模組：微積分、線性代數、機率論。在微積分模組中包含了一元微積分、常微分方程、多元微積分初步、無窮級數、數值計算初步等內容。線上性代數模組中包含了行列式、矩陣、線性方程組的基本概念、基本理論及其套用；在機率論模組中包含了隨機事件與機率、隨機變數及其機率分布、隨機變數的數字特徵等內容。

2、計算機套用基礎

是計算機基礎教育的入門課程。主要講授計算機的基礎知識及計算機的組成原理，計算機作業系統(Windows和Dos)的概念和操作，Office辦公軟體Word 、Excel、PowerPoint的使用，計算機網路的基礎知識以及Internet的常用操作。

3、C語言程式設計

電腦程式設計的基礎知識、C語言的基本概念、順序結構程式設計、分支結構程式設計、循環結構設計、函式、指針、數組、結構、聯合以及枚舉類型、編譯預處理、位運算、檔案等內容，掌握利用C語言進行程式設計的基本方法，以及C語言編程技巧。

4、計算機網路基礎

計算機網路的基礎知識、相關技術和實際套用。主要內容包括：計算機網路概述、網路體系結構、計算機區域網路技術、網路中的傳輸介質、網路互聯與Internet技術等。

5、計算機多媒體技術基礎

計算機多媒體技術基礎知識，主要內容包括：圖象處理、聲音處理、影視處理、使用Authorware編輯合成軟體將各種多媒體元素組合在一起。

6、作業系統原理

作業系統的基本知識，主要內容包括進程管理、存儲管理、檔案管理、輸入/輸出系統、用戶與作業系統的接口及Linux作業系統簡介。

7、圖形圖像處理

使用Photoshop軟體進行圖形圖像處理，達到獨立的進行圖像編輯、圖像合成、校正和調節圖像的顏色，並能製作簡單的特效的目的。

8、網路安全技術與防範

網路安全概述、信息安全機制、密鑰分配與管理、病毒及防治措施、系統攻擊入侵檢測、防火牆技術、WWW安全性、電子郵件安全、其他Internet套用的安全性分析、網路作業系統安全性等。

（二）專業核心課程

1、Vf資料庫套用

資料庫的基本原理，資料庫系統的組成；關係型資料庫的特點、基本運算、數據組成；以Visual Foxpro為實例，資料庫的設計和開發，掌握資料庫的套用。

2、VB點NET程式設計

VB點NET程式設計語言的集成開發環境、程式設計基礎、窗體和基本輸出輸入、常用控制項、工程和程式管理、應用程式的結構、選單程式設計、窗體設計和檔案處理等。

3、JAVA程式設計

Java的語言規範、Java的編程技術及套用，主要內容有：Java基礎、流程控制、方法、數組、面向對象程式設計基礎、執行緒、圖形用戶界面設計等，使學生掌握用Java進行面向對象程式設計的基本方法。

4、網頁製作

網站的設計、編輯、修改、上傳，主要套用DreamweaverMX2004及FireworksMX2004。其中DreamweaverMX2004是網頁編輯軟體，講授其表格、框架、層等布局工具及超連結、CSS樣式等相關知識， Fireworks是圖形/圖像處理軟體，靜態圖片的製作、處理及簡單動態圖片的製作。

計算機套用(重點學科)