计算机科学技术前景
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计算机科学技术前景范文第1篇
中图分类号：TP3
世界上第一台电子计算机产生于1946年的美国，它叫“ENIAC”，这台计算机是因为军事目的而产生的。它体积庞大，耗电较大，使用并不方便。第二代电子计算机产生与人类研制出晶体管密切相关，这有效地缩小了它的体积，使用起来更加方便。1959年又出现了第三代的集成电路电子计算机，它的运算速度明显的到了提升。七十年代是计算机发展的高速阶段，1976年，美国制造出来了“克雷一号”，这让计算机技术进入了第四个阶段，计算机变得更小巧，更方便。而90年代以来，计算机更有向智能化发展的趋势。
1 计算机科学技术发展现状
20世纪90年代以来，计算机科学技术主要呈现出两种发展趋势：一是它仍然在传统领域如军事、国防、科研等领域发挥自己的优势；二是它进入了千家万户，成为了人们生活中不可或缺的一部分。在这里简要分析一下计算机科学技术的发展现状。
1.1 计算机进入千家万户
现在，没有人能够否认计算机在人类社会中的重要作用，科学技术是第一生产力的真理完美地体现在了计算机技术的发展上。计算机技术的不断发展和完善，使得人类生活的方方面面得到了改善，它俨然已经深入到了社会生活的各个层面，并在各个层面都发挥着举足轻重的作用。无论是政府机关，还是家庭个人都受益于计算机技术的普及，人们愈来愈看重利用计算机科学技术来解决实际社会生活中发生的各种问题。
1.2 计算机技术更加专门化
计算机技术的专门化是必然的趋势，尽管计算机科学技术在不断普及，然而因为计算机技术特有的高精尖特征使得他可以在一些特殊的领域发挥自己的功用。举个简单的例子即是：我们用的各式各样的智能手机以及已经智能化的家用电器，传统的单机操作必然被更为简洁和人性化的家庭网络分布式系统所代替，这极大地方便了人们的生活。还有，为了使得计算机技术适合政策和经济发展所需，它必然而且已经在专门化的基础上强化为系统的综合功能，从而极好地适应了社会的发展需求。
1.3 计算机技术的突破性进展
随着科技的不断进步，计算机科学技术也有了很大的突破，这种突破性可以在两个方面看到：一是微处理器的发展。微处理器能够缩小处理器芯片内的晶体管尺寸和线宽，因此它极大地提高了计算机的性能。通过利用改进的光刻技术，即用更短波长的曝光光源，经掩膜曝光，将刻蚀在硅片上面的晶体管制作得更加精巧，以及将连接晶体管的导线制作得更加细小实现了缩小微处理器内晶体管的尺寸和线宽。二是纳米电子技术。随着计算机技术的迅速发展，计算机向着微型化、智能化、高速化的方向发展，当前的电子元件已难以满足这些高要求，在这样的情况下，纳米技术的诞生无疑是送来了福音，它代表着一种全新看待问题的方式，不仅仅是简单的尺寸变小，纳米技术无疑是革命性的技术。它的发展已经有效地帮助计算机技术解决了集成度和处理速度的双重制约问题。
2 计算机科学技术发展前景展望
2.1 计算机软件技术不断完善
计算机软件技术的发展受到市场因素的影响很大，这一点完全不同于计算机硬件技术。程序语言是计算机软件技术的最重要的组成部分之一，随着网络的兴起和发展，各种各样的语言都推出了网络的新版本。以当前的现状来看，计算机技术和工作技术的结合是计算机软件技术发展的重要方向，它的发展能够有效帮助人们处理现实工作中的任务，使得工作变得更有效率。
2.2 计算机科学技术的智能化发展趋势
计算机当前最主要的功能就是上网，所以我们可以说，网络技术的发展俨然已经成为了计算机技术发展的重心，它会直接影响到计算机功能的普及，可以设想，各种网络技术必定会在未来的计算机技术中得到更好的体现。当代的人们都通过网络获取各个渠道的信息，并从这些信息中选取对自己有用的，从而达到自身的完善，拓展自己的视野。大众能够利用计算机的智能化解决生活中的种种问题，这既是一种技术的进步，也是文明的进步，计算机技术必然会向着更高和更为深入的层面发展。
2.3 计算机科学技术向多个领域全面发展
由于计算机科学技术的特性，使得它对方便人们生活起了重大的作用，计算机作为人们不可或缺的生活必需品而存在，它的工具性特征已经深入了生活的方方面面，全面影响了当代人们的生活方式，社会各个阶层的人对于计算机技术的要求都有不同程度的提升。计算机科学技术不仅在我国，在整个世界都已经深入到了各个领域中去。如今的笔记本电脑随处可见，它的确为方便人们生活立下了汗马功劳，我们可以极为快捷地学习或查阅信息。
2.4 计算机科学技术的发展愈来愈快
计算机科学技术的发展有着越来越快的趋势，其更新换代的能力非其他行业所能相比。随着它的快速发展，它所暴露出来的弊端也越多，于是，对这种弊端进行改造的速度也必须越来越快。而且，随着因特网的迅猛发展和广泛应用，计算机处理能力的不断提高，新的业务和应用也不断涌现。例如Inter公司已经拥有了10亿以上的晶体管微处理器，能够将所有的计算机协调并行起来，有效地解决现实生活中出现的各种技术问题。
2.5 计算机科学技术在向环保化发展
随着社会的发展，人们在使用计算机时对其相关的性能要求在不断的提高，因此计算机的能耗也随着变大。同时，由于人们的家庭生活在很多方面都离不开计算机，因此对于计算机的使用时间也比以前大大增多。为了减少计算机的耗电量，越来越多的计算机技术人员开始研究降低计算机能耗的方法，例如通过一种专门的PC通用设备提高计算机的工作效率，这样可以使得低性能的计算机也能够具备专业的功能，进而可以大大的降低计算机工作时产生的能耗。或者也可以考虑采用“量子”、“光子”等新构架的计算机将硅构架的计算机替换掉，降低计算机的能耗。同时在制作计算机的材质方面也要尽可能的减少对不可回收材料的使用。
2.6 计算机技术在向人性化方向发展
现如今计算机已经成为了人们不可或缺的使用工具，为了使计算机能够更好的为人类服务，因此要加强使用者与计算机之间的交流。在这个背景下，只有将计算机技术的设计向人性化发展，才会提升人们使用计算机的兴趣。因此，未来计算机在发展的过程中，应该注重人性化设计，使得人们在使用计算机的时候不仅能够通过键盘控制，还能够通过语音、眼睛等进行控制。同时，未来人们对计算机的使用也不需要学习专门的技术，使得人们在运用起来就如同使用一个普通的电器一样简单，无论老少都能够简便的对计算机进行操作。
计算机科学技术显然已经和大众生活紧密关联在了一起，计算机科学技术的发展能够不断地满足人们日益增长的物质文化需求，这是计算机科学技术的历史使命。相信未来的计算机科学技术的发展一定会令广大人民获益，令国家的综合实力得到增强。
参考文献：
[1]王晓丽.计算机科学技术的研究与发展[J].黑龙江科技信息，2011，30：101.
[2]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.
计算机科学技术前景范文第2篇
关键词：地理信息系统；立体人才培养模式；课程体系；实践教学
1997年教育部对我国高等教育专业目录进行了修订，在地理学一级学科下增设了地理信息系统本科专业。将近10年时间，全国已有100多所高校建立了该专业，其中大部分依托原有的地理学、测绘工程等专业，因此专业培养模式和课程体系存在着较大差异。2003年8月，地理信息系统协会召开了首届GIS专业教育研讨会，提出了GIS专业课程体系设置方案，提出“低年级宽口径、高年级分类培养”的基本模式，但没有涉及到农林院校。随着地球信息科学和现代林业科学的发展，GIS技术在林业中的应用范围不断拓广，层次不断深入，建立适应地理学类专业基本要求、又具有森林资源与生态环境应用特色的立体人才培养模式和专业发展平台，以及立体化课程体系和实践教学体系，对于GIS教育和现代林业的发展都具有重要意义。北京林业大学GIS专业是在摆脱原有专业的情况下设立的全新专业，因此建立新的立体化课程体系具有必要性和可行性。
一、专业定位与特色
GIS专业的基本特点是该专业属于新兴的综合性、交叉性学科范畴。根据专业人才培养的基本要求，通过对国内外GIS专业教学模式和课程设置的充分调研，结合我校的特点，适应林业和生态环境建设对创新性人才的需求，我们提出“立足林业，服务生态”的办学理念。通过专业建设，形成既适应地理学类专业基本要求、又具有森林资源与生态环境应用特色的立体人才培养模式和专业发展平台，以充分体现该专业的交叉性、边缘性、综合性和技术性，服务于生态环境建设。通过培养方案修订、课程体系优化、教学内容和手段改进、实践教学环节改革，构成专业建设的系统性工程，形成完善的立体人才培养模式，建立起专业发展平台，构建立体课程体系，使人才培养模式、课程体系、教学内容和手段等各个环节都得到极大的改造和提升，形成创新性人才培养和专业发展、学科发展的新特点，即：重视基础、面向应用、突出重点、深入前沿、分类培养、拓宽口径。
我校地理信息系统专业的特色在于培养学生的地理信息系统设计、开发和地球信息科学综合应用能力，以资源与环境调查、信息管理、监测、评价、预测及决策为主要应用方向。学生主要学习地理信息系统和地图学、遥感技术、卫星定位系统等方面的基本理论和基本知识，受到应用基础研究、技术开发方面的科学思维和科学实验的训练，具有地理信息系统研究、设计与开发的基本技能及初步的教学、研究、开发和管理能力。专业定位概括为：3S理论技术基础扎实(专业的根本，提高培养层次)；立足林业，服务于生态环境建设(体现专业特色)；适当兼顾其他领域应用(拓宽就业渠道)。 br>
二、专业培养目标和培养方式
(一)专业培养目标
GIS专业主要培养具备地理信息系统与地图学的基本理论、基础知识、基本技能，能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作，能在城市、区域、资源、环境、交通、人口、住房、土地、基础设施规划和管理、政务商务管理等领域从事与地理信息系统有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。毕业生应获得以下几方面的知识和能力：
1.掌握数学、计算机科学、地理学、信息管理等方面的基本理论和基本知识；
2.掌握地理信息系统和地图学的基本理论、基本知识和基本实验技能，以及地理信息系统技术开发的基本原理和基本方法，具有地理信息系统设计与开发、空间信息处理分析、系统管理和维护的能力；
3.掌握森林资源与生态环境调查、监测、评价、信息管理的基础知识；
4.了解国家科学技术、知识产权、可持续发展战略等有关政策和法规；
5.了解地图学与地理信息系统学科的理论前沿、应用前景和最新发展动态，以及地理信息系统产业发展状况，具有较强的学习能力和创新意识；
6.受到应用基础研究、技术开发方面的科学思维和科学实验的训练，具有一定的从事科学研究工作的能力；
7.掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。
(二)专业培养方式
GIS专业以课堂教学、实践教学、毕业论文、综合实习为主要培养方式，由技术应用人才、地理信息系统设计与开发人才、科学研究人才、创新型拔尖人才四个层次构成立体人才培养模式。
1.通过课堂教学使学生掌握本专业的基本理论、技术和基础知识。教学过程中以教师为主导、学生为主体，充分发挥学生的能动性，采用启发式、研讨式等教学方式，加强学生的自学能力，培养学生勤于思考、善于提出问题并独立解决问题的能力；
2.通过实践教学加强学生的基本技能，培养学生的动手能力。主要通过综合性设计性实验的合理安排以及综合性实习，培养学生分析问题和解决问题的能力；
3.通过毕业论文和综合实习环节，训练学生的表达能力和写作能力，以及掌握文献资料的能力，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力、独立工作的能力；
4.通过设置名师教室、科研训练学分和创新学分，使学生了解学科发展的前沿，培养创新意识和创新能力以及团队意识；
5.通过第二课堂、社团活动等加强素质教育，使学生具有一定的管理组织能力，积极参与多方面的社会服务与公益活动，树立服务社会的思想。
三、立体人才培养模式和课程体系
立体人才培养模式的基本思想是严格按照因材施教的原则，改革传统的一刀切这种单一的人才培养方式，根据生源的不同特点、兴趣和基础，将人才培养目标划分为不同层次，根据不同层次的培养目标制定相应的培养计划，提出不同的培养要求，学生毕业后达到不同的专业层次。
(一)立体人才培养模式
由技术应用人才、地理信息系统设计与开发人才、科学研究人才、创新型拔尖人才四个层次构成金字塔培养模式。
第一层次(技术应用人才)：培养掌握地球信息科学基础理论和技术，面向广大行业服务的应用型人才。要求学生具有扎实的计算机、地学、数学基础，面向多行业应用，熟悉和了解森林资源与环境调查、监测与评价，土地资源评价，房地产评估，地籍与 施工测量，区域分析与规划等多学科的基础知识与基本技能，特别是森林生态学、森林经营与管理、资源调查监测与评价、灾害监测等方面的基础知识与基本技能，能够胜任林业和生态环境建设领域有关空间信息获取、管理、分析等工作。
第二层次(地理信息系统设计与开发人才)：在第一层次的基础上，培养在计算机、信息科学等方面具有较为扎实的知识和技术，面向企业、科研单位、教学行业的GIS设计与开发人才。要求学生熟练掌握VC++、JAVA等程序设计语言和系统设计工具，数据库管理和应用技术，软件工程、数据结构等基础理论和知识，了解GIS发展的最新动态，能够从事GIS设计与开发工作。
第三层次(科学研究人才)：培养掌握学科前沿理论和技术，具有进一步培养潜力的高层次后备人才，毕业后可以直接进入硕士阶段的学习和深造，或成为科研、教学行业的研究型人才。要求学生具备多学科交叉知识的背景，掌握人工智能、空间统计学等基础理论，能够利用地球信息科学与技术在资源环境领域从事科学研究工作。
第四层次(创新型拔尖人才)：这类人才应具备扎实的专业基础和独立从事研究、开发的能力，有一定的创新意识和创新能力，通过国际交流与合作，争取到国外深造。
将该模式用一个圆锥体来表示，圆锥的每一个截面构成一个不同的培养层次，在二维截面上，表示该层次应具备的知识和技术，底面是该专业的基本要求。层次越高，人数逐渐减少，学生的知识储备量是相应截面下圆台的体积。通过该模式的培养，学生毕业后可以成为3S技术在资源环境中的应用人才、软件开发人才、了解和掌握3S技术前沿信息的研究型人才以及高素质的拔尖人才。
根据此培养模式，在新的教学计划中，将第一层次的基础知识和基本技能培养作为专业基础和主干课程，通过不同门类的专业选修课达到该层次不同行业应用型人才的要求；第二层次通过专业主干课和有关系统开发设计的专业选修课达到培养目标；第三层次在前两个层次的基础上，通过人工智能、空间统计学、数据挖掘与知识发现等理论、技术的学习，以及创新性实践活动(如科研训练)达到要求；第四层次通过从低年级的外语加强，到高年级的专业讲座、名家讲堂、导师导向培养等多种方式，培养拔尖人才。
转贴于 (二)立体化课程体系的建设和优化
根据立体培养模式，建立理论——技术——应用的教学体系。与此相适应，在课程体系中，专业基础课注重基础理论的培养，要求深而广；专业课的设置注重知识的深度，体现学科发展的前沿，从技术的角度加深；选修课则注重知识的广度，体现资源与环境特色，面向实际应用。通过合理的课程设置，以3S技术在资源与环境中的应用为核心，加强相关学科的专业知识基础，形成完整的知识结构体系，以适应本学科综合性边缘学科的特点。
1.课程设置原则
(1)体现林业特色。我校GIS专业在加强专业基础的同时，应体现森林资源与环境应用的特色。因此，设置林业生态环境工程概论、森林资源监测与评价、森林生态学等课程。
(2)加强开发能力培养。根据GIS专业的基本要求以及社会需求，加强开发的基础，使学生掌握GIS软件开发的基本方法、开发环境的工具，适应多种行业对软件开发人员的需求，设置VC++、C语言、GIS设计与开发等必修课，以及选修课Java语言、WEBGIS等。
(3)强化实践环节。GIS专业是技术性很强的专业，对学生实际动手能力要求很高，因此实践环节是教学效果和质量保障的关键。主要措施包括：综合实习5周，时间按排在第六学期末的暑假，不占用正常教学时间，地点以校外实习基地为主，结合教师的科研课题，内容包括数据获取的途径和方法、应用主流平台进行空间数据处理、模型与系统开发、数据维护等。
(4)尽早培养专业意识和创新意识。将遥感、GIS等主干课程设在二年级下半学期，使学生在二年级就开始接触专业核心。在核心课程教学中增加讲座、讨论教学方式，该方式已经在目前的教学中尝试并取得很好的效果。同时，设置“数据仓库与知识挖掘”、“地学模型基础”两门选修课，跟踪学科发展。
(5)强调课程之间的衔接，体现学科交叉的特征。由于学科的交叉性强，涉及计算机、地理学、数学、资源与环境等多种课程，课程之间密切相关，将“地球科学概论”与“系统科学概论”合并为“地球系统科学概论”，体现专业的特征。
(6)体现分类培养的理念。根据专业特点，同时体现我校的特色，拓宽专业渠道。选修课分为三类：开发类、应用类和前沿类课程。学生可以根据自身的特点选择相应类别的课程，并自成体系。
2.基本课程设置
(1)主要专业基础课：强调计算机、地学、数学基础，以面向多种行业发展。
①计算机课程：包括计算机技术基础(理)、VC++、数据结构、计算机图形学、数据库原理与技术、软件工程等。
②地学基础课程：包括自然地理学、地球系统科学概论、地图学。
③数学课程：包括高等数学A、线性代数A、数理统计等。
④资源环境管理：包括林业生态环境工程概论、森林资源监测与评价。
(2)主要专业课：强调3S理论和技术的掌握。
包括专业概论、测量学、GPS原理与应用、计算机制图、数字摄影测量、遥感原理与应用、地理信息系统原理与应用、遥感图象处理、GIS设计与开发。
(3)专业选修课：注重计算机、数学、地学知识的扩展和在3S技术中的应用，与研究生教育衔接。
专业选修课包括：
①计算机科学：计算机网络技术、多媒体技术及应用、微机原理、虚拟现实技术、计算方法、Java语言、人工智能、数据仓库与知识挖掘。
②地学：经济地理学、人文地理学。
③数学：地学模型基础、多元统计分析。
④应用：土地评价与土地管理、地籍测量与管理、施工测量、森林生态学、WEBGIS、区域分析与规划、资源环境信息系统、森林经营管理等。
通过以上课程设置，以3S技术在资源与环境中的应用为核心，加强相关学科的专业知识基础，形成完整的知识结构体系，以适应本学科综合性边缘学科的特点。
四、立体实践教学模式
在实践教学方面，改革和完善实习、实验内容，增加综合性实习比重，以利于学生了解课程之间的联系并联系实际。立体实践教学模式包括四个基本层次。
(一)课堂实验
根据新的培养模式，对原有教学计划中专业基础课和专业课以及部分专业选修课的实验环节进行系统分析和实验效果跟踪，根据跟踪结果对部分实验内容进行适当调整，增加综合性设计性实验的比重。
(二)课程实习
实习内容注重培养学生的综合设计和开发能力，如在遥感图象处理与应用、GIS开发与应用课程中，采用国际主流平台培养学生的软件设计和开发能力。组织学生到企业、科研院所参观学习，增强学生对科研和生产应用的了解，以利于学生扩展就业思路，确定自身专业发展方向。
(三)综合实习
通过项目研究，决定增加5周的综合实习环节，以教学基地为主要平台，联合相关企业开展高年级综合实习，由专业教师和企业、科研院所共同承担指导工作，提高学生的综合素质，将理论和技术应用于生产实际中。
(四)科研训练
制定学生参与科研活动的计划，并要求有科研课题的教师通过双项选择确定3～5名本科生参与课题研究。同时组织高年级的学生参加全国GIS设计大赛，学科教师为指导。
