TI图形计算器在数学教学中的运用摘要:传统数学教学模式因教学媒介、教学手段单一,容易导致学生学习的主动性和创造性缺失.TI图形计算器引入课堂成为了丰富一线教学媒介,契合现代教学理念的一种有益尝试.实践证明,结合TI图形计算器的数学教学有助于消除学生在求学过程中的畏难情绪,有助于发掘学生联系实际、主动发现问题的能力,更有助于激发学生学习数学的兴趣.关键词:TI图形计算器;数学教学;课堂效率传统数学教学模式发展至今,与现代教学理念及要求间存在着诸多不相适应的地方,集中体现在教学媒介单一,现代化教具媒体应用范围狭小;教学手段单一,融合现代信息技术的新型教学方式应用范围有待拓宽,教与学的互动性仍显不足;课程的大信息量与课堂教学的多变性、学生的消化吸收能力之间尚未实现完全的匹配协调[1-4].通过对使用新型学习工具——TI图形计算器学习数学的70名高中学生的跟踪调查表明,新型学习平台和学习工具的创设对学生学习能力的培养、整体素质的提升以及教师教学观念的转变都将产生积极而深远的影响,最终促使数学实验教学落到实处,从而进一步拓宽课堂教学的空间.1TI图形计算器在数学教学中的应用 TI图形计算器引入教学的初衷传统的数学课堂,教师教学常常囿于一笔一尺完成教学任务,这样的教学不仅手法方式单一,容易致使课堂气氛沉闷,而且长此以往更会影响学生的学习兴趣,限制学生的发散思维,造成人为的教学瓶颈,所谓提高课堂效率只能沦为空谈.新型教学辅助工具TI图形计算器走进课堂,成为努力破解上述一系列问题的一种有益尝试. TI图形计算器的教学实践2006年下半年,上海财经大学附属中学成立了TI图形计算器班,旨在培养一批对数学感兴趣的学生,发挥其兴趣主导优势,借助新工具挖掘学生的学习潜质,从而带动学校整体数学教学质量和水平的提高.利用拓展型课程从教授TI-83图形计算器的操作方法入手,以课本中现有的习题为起点,借助TI图形计算器开展了机器解法的实验性数学学习的实践活动.在进行全局教学规划之初,将TI图形计算器学习课程有意识地进行了难度分层,设计了体验基本的计算(入门阶段,实现对工具尝试性的接触)、数的取值、精确度的含义、代数求值的应用(中级阶段,实现工具与现实数学学习的结合)、函数画图、直接绘图(高级阶段,实现学生自主学习、能动学习的效果)等教学环节.通过细心指导,使学生从最初对学习工具的懵懂到努力尝试运用,从摸索探究工具的实用潜力到合作交流,酝酿属于自己的学习“成果”.学生在结合TI图形计算器运用的数学学习过程中真正做到了“动手、用心、入脑”.通过在做中学,在学中想,再回到实际应用,将例题变式、拓展,尝试一题多解,多题一解,并初步尝试简易的编程,在循序渐进中完成对复杂多元数学体系的解构,使学生在数学学习中有了较大收获.学生朱某的学习成绩在班级前10名左右,对编程特别有兴趣,“自从得到TI图形计算器后,天天使用从未间断(学生语)”.TI图形计算器成为他学习数学不可缺少的工具.借助它帮助朱某验证了许多猜想,极大地提高了他的逻辑推理能力.在高中学习阶段,朱某对问题的思考表现出超乎寻常的缜密,思维广度也显露出优势.他对数学题中的多解问题,从未出现漏解情况.长期使用TI图形计算器发展了他的批判思维,敢于发表不同的看法,形成较强的动手能力.在学习数列这部分内容时,利用自己的课余时间认真钻研,经常提出一些有价值的问题,经过反复琢磨、推敲、修改,最后撰写完成了一篇2千多字的《斐波那契数列的程序编写》论文,受到市教委教学研究室和区教育局等上级教育部门的肯定.目前,他还积极准备参加今年的学生作品展示与评比活动,利用TI图形计算器设计了“世博,跨越,梦想”(见图1),其主题思想为:“在上海举办世博会的过程中,会有很多困难,这些困难像跨栏的栏杆一样挡在了成功的路上,我相信,上海一定能跨过去.中国一定行!”,很好地将德育、时事教育及TI图形计算器数学教学的成效诠释出来.利用TI图形计算器教学的现状及对策使用范围有待进一步拓宽如同所有新生事物一样,TI图形计算器融入教学,广泛为教师、学生和家长接受还需要一段时间的磨合和应证,但只要秉持着“以学生为本”、“尊重知识、尊重人才培养”的现代教育理念进行教学,使用现代信息技术工具支持教学的大方向就能把握住,利用新型媒介打开教学思路扩充学生技能的尝试就是有价值的.目前全市范围内有组织地进行TI图形计算器教学的学校并不多,在教学实验和开拓创新方面TI图形计算器教学显然为教育者提供了一种新的教学参考模式和大量实验数据及成果.而为实现优质学习工具最终服务学生的目的,加强前期案例积累、数据分析成为一种必要和必需,这就要求教学者自身完善灵活运用现有工具的能力,教育者建立稳定推广的机制.适用广度有待进一步发掘对待TI图形计算器这类的新型教辅工具,学校及拓展课程的指导教师要妥善处理好“探索”与“坚持”两者的关系,既要打破旧思想的窠臼,跳出固有的思维框架,又要在实际工作中不断联系现代教学方式和手段,不断发掘实用工具的另类用途,避免TI图形计算器的应用重走旧式教学工具的老路.在探索过程中,还应加强教育者的教学研究指导和创新心得交流,密切联系教材实际、学生实际和生活实际.通过在学校内部教研组及区领导课题组范围内推广使用TI图形计算器教学,协助老教师突破技术限制,在更大范围内推广了教具教学,不但利用TI-83计算器进行编程、函数列表绘图功能将函数、不等式、方程融为一体,还进一步研究了图形计算器的数列、数组功能,逐步实现“墙内开花墙外香”深层教学效果.教学梯度有待进一步明确利用TI图形计算器教学在学生数理逻辑培养,加深数学教学理解,提高发散思维等方面有一定裨益,但要注意与学生实际接受能力、具体动手能力等各方面综合素质相适应,遵循教学的客观规律,减少“教师教得累,学生听得累”的现象.在教学中,尝试联系地进行教学,指导学生通过一些函数来绘制简易标志,如肯德基、麦当劳、衣服、汽车的商标等,使学生从对直观画面的兴趣转而对其背后的数学原理公式等产生兴趣.建立TI图形计算器教学的阶段目标机制和校验检查机制,督促教学者结合教学大纲有针对性地开展现实教学活动,避免出现不一而足,参差不齐的教学进度.2 TI图形计算器在数学教学中的收效与思考打开了学生全新学习之门教育教学的改革最终能否成功取决于学生的认可程度和有效适应程度.2008年上海市举办“利用TI图形计算器画图”的活动,旨在与数学课外活动有机结合,认真组织学生利用TI图形计算器开展数学实验和创新实践,促使学生积极主动、生动活泼地学习.学生们积极参加该比赛,分别从“奥运”、“世博”和“神七”方面选题,进行“利用TI图形计算器描绘图案”的设计和制作,取得了较好的成绩.图1“世博,跨越,梦想”学生夏某在全班34人中,学习成绩一直很好,但受知识和思维的局限,数学的学习和探索潜力没有充分挖掘出来,经过对TI图形计算器实验学习和探索产生了浓厚的学习兴趣,充分调动了他学习数学的积极性,拓宽思维能力和创新能力.夏某参加了2007年“TI图形计算器教学应用研究”学生作品展示与评动,并获得了上海市三等奖的好成绩.2008年,他利用TI图形计算器设计了“冲天登月之梦”(见图2),其主题思想为:“中国成功发射嫦娥2号飞船,圆中国人‘万户’登月的梦想”.更新了教师的教育教学理念在利用TI图形计算器推进数学研究性学习中,教师的教学理念得到更新.学习数学的目的不仅仅在于学得某个数学公式、定理和结果,更要关注学生对数学知识的理解、学习的程度以及思维的深度与广度,从单纯传授一个新的知识点的思想窠臼中跳出,转而是关注学生能力的培养.弗赖登塔尔早就指出:“数学教学的核心是学生的再创造”[5],教师应该去指导而不是单纯教他们如何去操作.教师的职责不仅仅是“传道、授业、解惑”,而是要成为具有反思能力的专家型教师.成为专业化教师的最好途径就是参与课题研究,运用现代化教学手段与技术改进教学方式、方法,不断进取,提高课堂教学的效率和效果.开创了高效的教学模式对“TI图形计算器”班和“非TI图形计算器”班进行了跟踪调查,对高一年级1年来大型考试平均成绩的数据进行统计(见表1).表1高一年级的考试平均成绩班级中考成绩第一学期期中第一学期期末第二学期期中第二学期期末TI班 非TI班 通过数据可以看到,在入校时数学整体水平不及普通班级的TI班学生,经过1年科学、系统的TI图形计算器结合教学实践,学生在基础知识的掌握和运用方面有了明显提高,在高一4次大型考试中显性成绩均领先于非TI班,且平均分差距仍有逐步拉大的趋势.只拥有新的教学理念,没有一个良好的载体,是不能付诸于实践的.这个良好的载体就是需要有一个行之有效的教学模式——“Learning by making”(做中学).通过TI搭建的实验平台,让学生们自己动手一起探索.在探索过程中,教师有意识地将数学研究的某些思想方法渗透到教学过程中,学生思维活跃,研究容量也较大,图形计算器的结合使用既提高了课堂效率,也丰富了学生对数学研究的方法.在鼓励他们动手的同时,激发了他们的思维,充分体现了研究性学习,取得较好的教学效果.教师追求的目标是在完成教学任务的前提下提高课堂效益.TI图形计算器为实现这一目标提供了大量的数学活动线索和丰富的数学活动机会,让学生对数学产生浓厚的学习与思考的兴趣.教师应该让学生在钻研与探索中,感受学习的快乐与辛苦,那么无论成功或失败,学生都会从中有收获、有启发.参考文献:[1]王林全.现代数学教育研究概论[M].广州:广东高等教育出版社,2005:1-17.[2]顾鸿达.用图形计算器学数学[M].北京:中华地图学社,2005.[3]张奠宙,李士锜,李俊.数学教育导论[M].北京:高等教育出版社,2003:27-65.[4]张奠宙,宋乃庆.数学教育概论[M].北京:高等教育出版社,2005:10-11.[5]弗赖登塔尔.数学教育再探[M].上海:上海教育出版社,1999:62-68.图2冲天登月之梦
汉字图形窗口界面设计方法及函数编程技巧摘要 该文讨论了汉字图形窗口界面设计的一般方法,给出了窗口生成,窗口管理,菜单生成与管理,鼠标与键盘管理等实现的子函数,并给出了部分C语言源程序。这些函数的组合可以设计出丰富的汉字图形窗口界面。一、图形窗口设计函数主要包括窗口生成与管理函数,如窗口生成,窗口打开,窗口关闭,窗口删除等。1.窗口结构定义方法typedef struct gwin {int x0,y0,; /*窗口位置及大小*/int Border; /*窗口边框类型*/int Wcolor; /*窗口背景颜色*/char Wstate; /*窗口状态标志*/char far *Buffer; /*指向窗口缓冲区指针*/}GWIN;在GWIN中,Border为窗口的边框属性,可以根据不同要求设计出多种边框类型业,以美化窗口界面。2.窗口子函数窗口生成子函数:Gwin * GwinCreate(x0,y0,x1,y1,border,color)int x0,y0,x1,y1; /*窗口位置及大小*/BorderMode border; /*窗口边框类型*/int color; /*窗口背景颜色*/窗口显示子函数:GwinDisplay(GWIN *w)w为用GwinCreate生成的窗口指针,即此函数画出窗口。窗口打开子函数:GwinOpen(GWIN * w)此函数调用GwinDisplay来显示窗口,并存储屏幕。窗口关闭子函数:GwinClose(GWIN * w)此函数关闭已打开的窗口,恢复屏幕,但此窗口数据还保存,可再次打开。窗口删除子函数:GwinKill(GWIN * w)此窗口彻底清除窗口,不可重新打开。3.部分程序下面给出实现上述功能的C语言程序/*Windows Create*/#include <>#include <>#include <>#include <>#include <>#include <>#define CR 0x0d#define Esc 0x1b#define Left 0x4b#define Right 0x4d#define Up 0x4d#define Down 0x50#define OPEN 1 /*窗口为打开状态*/#define CLOSE 0 /*窗口为关闭状态*/#define MOUSE 0 /*是否有鼠标移动*//*定义窗口边框类型*/typedef enum {NoBorder,/*普通窗口,系统默认值*/TBorder,/*窗口有凸边框类型*/WBorder,/*窗口有凹边框类型*/TWBorder,/*窗口有凸凹边框类型*/WTBorder,/*窗口有凹凸边框类型*/CBorder,/*窗口有汉字边框类型*/... /*其它窗口类型*/}BorderMode;GWIN * GwinCreate(x0,y0,x1,y1,border,color)int x0,y0,x1,y1;BorderMode border;int color;{GWIN *w;w=malloc(sizeof(GWIN));w->x0=x0;w->y0=y0;w->x1=x1;w->y1=y1;if(border==NoBorder)w->Border=NoBorder;if(border==WBorder)w->Border=WBorder;if(border==TBorder)w->Border=TBorder;if(border==TWBorder)w->Border=TWBorder;if(border==WTBorder)w->Border=WTBorder;if(border==CBorder)w->Border=CBorder;w->Wcoloe=color;w->Buffer=NULL;return(w);}void GwinDisplay(GWIN * w){if(w->Border==NoBorder)DrawGwin(w,NoBorder);if(w->Border==WBorder)DrawGwin(w,WBorder);if(w->Border==TBorder)DrawGwin(w,TBorder);if(w->Border==WTBorder)DrawGwin(w,TWBorder);if(w->Border==TWBorder)DrawGwin(w,TWBorder);if(w->Border==CBorder)DrawGwin(w,CBorder);}void GwinOpen(GWIN * w){if(w->Wstate==OPEN)return 0;w->Buffer=(char far *)malloc((unsigned int))-imagesize(w->x0,w->y0,w->x1,w->y1)-getimage(w->x0,w->y0,w->x1,w->y1,w->Buffer);w->Wstate=OPEN;GwinDisplay(w);}void GwinClose(GWIN * w){if(w->Wstate==CLOSE)return 0;-putimage(w->x0,w->y0,w->Buffer,-GPSET);free((char far *) w->Buffer);w->Wstate=COLSE;}void GwinKill(GWIN * w){if(w->Wstate==OPEN)GwinClose(w);free(w);}二、菜单窗口界面生成与管理子函数1.菜单结构定义说明typedef struct gmenu{GWIN * w; /*含有菜单的窗口*/char * * chstring;/*菜单中汉字串指针*/int xnum;/*水平方向菜单分布项*/int ynum;/*垂直方向菜单分布项*/int hzcolor/*汉字颜色*/int mnow /*光标位置*/int mtotal/*菜单总个数*/}GMENU;2.菜单生成与管理子函数菜单生成子函数:GMENU * MenuCreate(x,y,xnum,ynum,border,hzcolor,bcolor,chstring)int x,y;/*菜单左上角位置*/int xnum,ynum;/*菜单在X,Y方向个数*/BorderMode border;/*菜单边框类型*/int hzcolor; /*汉字颜色*/int bcolor; /*菜单背景颜色*/char * * chstring; /*汉字串*/菜单打开子函数:MenuOpen(GMENU * m)m为用MenuGreate生成的菜单直针。菜单驱动子函数:MenuDrive(GMENU * m)此函数提供用鼠标或键盘选择菜单项的方法。菜单关闭子函数:MenuClose(GMENU *m)此函数关闭已打开的菜单,恢复屏幕,但此菜单数据还保存,可再次打开。菜单删除子函数:MenuKill(GMENU * m)此菜单被彻底清除,不可重新打开。3.实现上述功能子函数的源程序代码GMENU * MenuCreate(x,y,xnum,ynum,border,hzcolor,bcolor,chstring)int x,y,xnum,ynum;BorderMode border;int hzcolor,bcolor;char * * chstring;{GWIN *w,GMENU *m;m=malloc(sizeof(GMENU));m->=chstring=chstring;m->=xnum=xnum;m->=ynum=ynum;m->=hzcolor=hzcolor;m->=mnow=1m->=mtotal=Number_of_Menu(m->=chstring);w=(GWIN *)GwinCreate(x,y,x+xnum * Longest(chstring),y+(ynum-1)+C0,border,bcolor);m->=w=wreturn m;}其中,Number_of_Menu(string)为求串中菜单项个数的函数,Longest(string)为求串中最长项长度的函数。其它子函数可参照窗口函数设计出,此处限于篇幅,不再给出。三、下拉式菜单设计方法有了第一,第二节的窗口设计及菜单设计函数,可以很方便的定义出下拉式及弹出式菜单,菜单可以层层嵌套,主子关系及热键可以自由定义,有了窗口及菜单函数,可以组合设计出风格迥异的应用程序界面。本节的子函数包括:根菜单生成(主菜单)、下拉式菜单生成、菜单连接、菜单初始化、菜单驱动、菜单关闭、菜单删除。1.下拉式菜单结构定义方法typedef struct pmenu{GMENU * m;/*定义菜单*/int pstate; /*下拉式菜单状态*/int pid; /*菜单标识码*/struct pmenu *Father; /*定义父菜单*/struct pmenu *Son /*定义子菜单*/char hotkey[MaxSon+1];/*定义热键*/}PMENU;2.下拉式菜单生成与管理子函数根菜单生成子函数:PMENU *Proot(pid,x,y,border,hzcolor,bcolor,chstring)int pid;/*根菜单标识码,一般为000*/int x,y;/*菜单在X,Y方向个数*/BorderMode border;/*菜单边框类型*/int hzcolor;/*汉字颜色*/int bcolor;/*菜单背景颜色*/char * * chstring;/*汉字串*/下拉式菜单生成子函数:PMENU *Pcreate(pid,x,y,border,hzcolor bcolor,chstring参数含义同上,pid值一般取为100,200,300等,利用此函数可生成普通弹出式菜单。菜单连接子函数:void Plink(PMENU * p1,int n,PMENU * p2)此函数建立两个菜单p1,p2之间的主次关系,p1为父菜单,p2为子菜单,执行此菜单,则把p2挂在了p1的第n个菜单项上。下拉式菜单初始化子函数:Pint();菜单关闭子函数:Pclose();菜单删除子函数:Pkill();菜单中定义热键子函数:HotKey(PMENU *p1,int n,int Vascii);PMENU *p1;/*下拉式菜单p1*/int n;/*菜单p1中菜单个数*/int Vascii;/*定义热键的ASCII码值*/利用此函数可定义弹出式菜单p1中任意项n的键盘热键,该键的ASCII码值为Vascii。3.实现上述功能子函数的源程序代码PMENU *RP,*CP;pmenu * Proot(pid,x,y,border,hzcolor,bcolor,chstring)int pid,x,y;BorderMode border;int hzcolor,bcolor;char * * chstring;{PMENU *p;int i;RP=CP=malloc(sizeof(PMENU));p->pstate=CLOSE;p->pid=pid;p->m=MenuCreate(x,y,Num_of_Menu(chstring),1,border,hzcolor,bcolor,chstring);p->father=NULL;for(i=1;i
计 算 机 图 形 学 简 介 课程号: 06191130 课程名称:计算机图形学 英文名称:Computer Graphics周学时:2-2 学分:3预修要求:计算方法、c语言内容简介:计算机图形学的原理、算法及系统,并用c语言编写绘图程序。主要内容包括计算机图形学的发展概况、图形设备及系统;线段、园、区域填充、线型线宽、字符、裁剪、等基本图形生成算法;样条、Bezier、B样条等常用曲线的概念、生成算法和性质;Coons曲面、Bezier曲面、B样条曲面等常用曲面的基本概念和生成算法;用c语言编写绘图程序。选用教材或参考书: <<计算机图形学>>(新版),孙家广 杨长贵编著,清华大学出版社,2003年《计算机图形学》 教学大纲 一、 课程的教学目的和基本要求 计算机图形学是随着计算机及外围设备而产生和发展起来的,它是近代计算机科学与雷达、电视及图像处理技术的发展汇合而产生的硕果。在造船、航空航天、汽车、电子、机械、土建工程、影视广告、地理信息、轻纺化工等领域中的广泛应用,推动了这门学科的不断发展。通过<<计算机图形学>>的学习,使学生掌握计算机图形学的有关原理、算法及系统,并能用c语言编写绘图程序。要求学生通过本课程学习,掌握计算机图形学的发展概况、图形设备及系统,掌握直线、园与椭园、区域填充、线型与线宽的处理、字符、裁剪、反走样等基本图形生成算法,掌握样条曲线、Bezier曲线、B样条曲线等常用曲线的概念、生成算法和性质,掌握Coons曲面、Bezier曲面、B样条曲面等常用曲面的基本概念和生成算法,利用c语言编写大量绘图程序。二、 相关教学环节安排 1、 用多媒体投影教学。2、上机实验课,每周2学时。三、 课程主要内容及学时分配 每周2+2学时,共18周。主要内容(一)概述―― 图形设备、系统和应用 2学时1. 计算机图形学的发展及应用2. 图形的输入设备3. 图形的输出设备4. 计算机图形系统组成(二)直线的生成算法 5学时1. 数值微分法2. 中点法3. Bresenham算法4. 逐点比较法 (三)园与椭园的生成算法 5学时1. 园生成算法:中点法、数值微分法、Bresenham算法、逐点比较法2. 椭园生成算法 (四)基本图形生成算法 6学时 1.区域填充算法 2.线宽与线型处理 3.字符 4.裁剪算法 5.反走样(五)常用曲线生成算法 5学时1. 样条曲线生成算法2. Bezier曲线生成算法3. B样条曲线生成算法 (六)常用曲面生成算法 4学时1.Coons曲面2.Bezier曲面3.B样条曲面 (七)图形变换 2学时1. 图形变换基础2. 窗口视图变换 (八)图形程序设计基础(用C语言) 7学时1. 图形系统2. C语言图形函数3. 图形程序设计及编程实例 (九)上机实习 四、教材及主要参考书教材:<<计算机图形学>>(新版) 孙家广 杨长贵编著 清华大学出版社 参考书:<<计算机图形学>> 孙家广 杨长贵编著 清华大学出版社
大学计算机科学导论论文计算机科学与技术这一门科学深深的吸引着我们这些同学们,原先不管是国内还是国外都喜欢把这个系分为计算机软件理论、计算机系统、计算机技术与应用。后来又合到一起,变成了现在的计算机科学与技术。我一直认为计算机科学与技术这门专业,在本科阶段是不可能切分成计算机科学和计算机技术的,因为计算机科学需要相当多的实践,而实践需要技术;每一个人(包括非计算机专业),掌握简单的计算机技术都很容易(包括原先Major们自以为得意的程序设计),但计算机专业的优势是:我们掌握许多其他专业并不"深究"的东西,例如,算法,体系结构,等等。非计算机专业的人可以很容易地做一个芯片,写一段程序,但他们做不出计算机专业能够做出来的大型系统。今天我想专门谈一谈计算机科学,并将重点放在计算理论上。1)计算机语言随着20世纪40年代第一台存储程序式通用电子计算机的研制成功,进入20世纪50年代后,计算机的发展步入了实用化的阶段。然而,在最初的应用中,人们普遍感到使用机器指令编制程序不仅效率低下,而且十分别扭,也不利于交流和软件维护,复杂程序查找错误尤其困难,因此,软件开发急需一种高级的类似于自然语言那样的程序设计语言。1952年,第一个程序设计语言Short Code出现。两年后,Fortran问世。作为一种面向科学计算的高级程序设计语言,Fortran的最大功绩在于牢固地树立了高级语言的地位,并使之成为世界通用的程序设计语言。Algol60的诞生是计算机语言的研究成为一门科学的标志。该语言的文本中提出了一整套的新概念,如变量的类型说明和作用域规则、过程的递归性及参数传递机制等。而且,它是第一个用严格的语法规则——巴科斯范式(BNF)定义语言文法的高级语言。程序设计语言的研究与发展在产生了一批成功的高级语言之后,其进一步的发展开始受到程序设计思想、方法和技术的影响,也开始受到程序理论、软件工程、人工智能等许多方面特别是实用化方面的影响。在“软件危机”的争论日渐平息的同时,一些设计准则开始为大多数人所接受,并在后续出现的各种高级语言中得到体现。例如,用于支持结构化程序设计的PASCAL语言,适合于军队各方面应用的大型通用程序设计语言ADA,支持并发程序设计的MODULA-2,支持逻辑程序设计的PROLOG语言,支持人工智能程序设计的LISP语言,支持面积对象程序变换的SMALLTALK、C等。而且,伴随着这些语言的出现和发展,产生了一大批为解决语言的编译和应用中所出现的问题而发展的理论、方法和技术。有大量的学术论文可以证明,由高级语言的发展派生的各种思想、方法、理论和技术触及到了计算机科学的大多数学科方向,但内容上仍相对集中在语言、计算模型和软件开发方法学方面。(2)计算机模型与软件开发方法20世纪80年代是计算机网络、分布式处理和多媒体大发展的时期。在各种高级程序设计语言中增加并发机构以支持分布式程序设计,在语言中通过扩展绘图子程序以支持计算机图形学程序设计成为当时程序设计语言的一种时尚。之后,在模数/数模转换等接口技术和数据库技术的支持下,通过扩展高级语言的程序库又实现了多媒体程序设计的构想。进入20世纪90年代之后,并行计算机和分布式大规模异质计算机网络的发展又将并行程序设计语言、并行编译程序、并行操作系统、并行与分布式数据库系统等试行软件的开发的关键技术依然与高级语言和计算模型密切相关,如各种并行、并发程序设计语言,进程代数,PETRI网等,它们正是软件开发方法和技术的研究中支持不同阶段软件开发的程序设计语言和支持这些软件开发方法和技术的理论基础——计算模型。(3)计算机应用用计算机来代替人进行计算,就得首先研究计算方法和相应的计算机算法,进而编制计算机程序。由于早期计算机的应用主要集中在科学计算领域,因此,数值计算方法就成为最早的应用数学分支与计算机应用建立了联系。最初的时候,由于计算机的存储器容量很小,速度也不快,为了计算一些稍稍大一点的题目,人们常常要挖空心思研究怎样节省存储单元,怎样减少不需要的操作。为此,发展了像稀疏矩阵计算理论来进行方程组的求解;发展了杂凑函数来动态地存储、访问数据;发展了虚拟程序设计思想和程序覆盖技术在内存较小的计算机上运行较大的程序;在子程序和程序包的概念提出之后,许多人开始将数学中的一些通用计算公式和计算方法写成子程序,并进一步开发成程序包,通过简洁的调用命令向用户开放。子程序的提出是今日软件重用思想的开端。在计算机应用领域,科学计算是一个长久不衰的方向。该方向主要依赖于应用数学中的数值计算的发展,而数值计算的发展也受到来自计算机系统结构的影响。早期,科学计算主要在单机上进行,经历了从小规模数值分析到中大规模数值分析的阶段。随着并行计算机和分布式并行计算机的出现,并行数值计算开始成为科学计算的热点,处理的问题也从中大规模数值分析进入到中大规模复杂问题的计算。所谓中大规模复杂问题并不是由于数据的增大而使计算变得困难,使问题变得复杂,而主要是由于计算中考虑的因素太多,特别是一些因素具有不确定性而使计算变得困难,使问题变得复杂,其结果往往是在算法的研究中精度与复杂性的矛盾难于克服。几何是数学的一个分支,它实现了人类思维方式中的数形结合。在计算机发明之后,人们自然很容易联想到了用计算机来处理图形的问题,由此产生了计算机图形学。计算机图形学是使用计算机辅助产生图形并对图形进行处理的科学。并由此推动了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助教学(CAI)、计算机辅助信息处理、计算机辅助测试(CAT)等方向的发展。在各种实际应用系统的开发中,有一个重要的方向值得注意,即实时系统的开发。利用计算机证明数学定理被认为是人工智能的一个方向。人工智能的另一个方向是研究一种不依赖于任何领域的通用解题程序或通用解题系统,称为GPS。特别值得一提的是在专家系统的开发中发展了一批新的技术,如知识表示方法、不精确性推理技术等,积累了经验,加深了对人工智能的认识。20世纪70年代末期,一部分学者认识到了人工智能过去研究工作基础的薄弱,开始转而重视人工智能的逻辑基础研究,试图从总结和研究人类推理思维的一般规律出发去研究机器思维,并于1980年在《Artificial Intelligence》发表了一组非单调逻辑的研究论文。他们的工作立即得到一大批计算机科学家的响应,非单调逻辑的研究很快热火朝天地开展起来,人工智能的逻辑基础成为人工智能方向发展的主流。数据库技术、多媒体技术、图形学技术等的发展产生了两个新方向,即计算可视化技术与虚拟现实技术。随着计算机网络的发展,分布在全世界的各种计算机正在以惊人的速度相互连接起来。网络上每天都在进行着大量政治、经济、军事、外交、商贸、科学研究与艺术信息的交换与交流。网络上大量信息的频繁交换,虽然缩短了地域之间的距离,然而同时也使各种上网的信息资源处在一种很难设防的状态之中。于是,计算机信息安全受到各国政府的高度重视。除了下大力气研究对付计算机病毒的软硬件技术外,由于各种工作中保密的需要,计算机密码学的研究更多地受到各国政府的重视。实际上,在计算机科学中计算机模型和计算机理论与实现技术同样重要。但现在许多学生往往只注重某些计算机操作技术,而忽略了基础理论的学习,并因为自己是“操作高手”而沾沾自喜,这不仅限制了自己将研究工作不断推向深入,而且有可能使自己在学科发展中处于被动地位。例如,在20世纪50年代和20世纪60年代,我国随着计算机研制工作和软件开发工作的发展,陆续培养了在计算机制造和维护中对计算机某一方面设备十分精通的专家,他们能准确地弄清楚磁芯存储器、磁鼓、运算器、控制器,以及整机线路中哪一部分有问题并进行修理和故障排除,能够编制出使用最少存储单元而运算速度很快的程序,对机器代码相当熟悉。但是,当容量小的磁芯存储器、磁鼓、速度慢的运算器械、控制器很快被集成电路替代时,当程序设计和软件开发广泛使用高级语言、软件开发工具和新型软件开发方法后,这批技术精湛的专家,除少量具有坚实的数学基础、在工作中已有针对性地将研究工作转向其他方向的人之外,相当一部分专家伴随着新技术的出现,在替代原有技术的发展过程中而被淘汰。因此,在计算机科学中,计算比实现计算的技术更重要。只有打下坚实的理论基础,特别是数学基础,学习计算机科学技术才能事半功倍,只有建立在高起点理论基础之上的计算机科学技术,才有巨大的潜力和发展前景。计算机理论的一个核心问题我国计算机科学系里的传统是培养做学术研究,尤其是理论研究的人(方向不见得有多大的问题,但是做得不是那么尽如人意)。而计算机的理论研究,说到底了,如网络安全学,图形图像学,视频音频处理,哪个方向都与数学有着很大的关系,虽然也许是正统数学家眼里非主流的数学。这里我还想阐明我的一个观点:我们都知道,数学是从实际生活当中抽象出来的理论,人们之所以要将实际抽象成理论,目的就在于想用抽象出来的理论去更好的指导实践,有些数学研究工作者喜欢用一些现存的理论知识去推导若干条推论,殊不知其一:问题考虑不全很可能是个错误的推论,其二:他的推论在现实生活中找不到原型,不能指导实践。严格的说,我并不是一个理想主义者,政治课上学的理论联系实际一直是指导我学习科学文化知识的航标(至少我认为搞计算机科学与技术的应当本着这个方向)。我个人的浅见是:计算机系的学生,对数学的要求固然跟数学系不同,跟物理类差别则更大。通常非数学专业的所?高等数学",无非是把数学分析中较困难的理论部分删去,强调套用公式计算而已。而对计算机系来说,数学分析里用处最大的恰恰是被删去的理论部分。记上一堆曲面积分的公式,难道就能算懂了数学?那倒不如现用现查,何必费事记呢?再不然直接用Mathematica或是Matlab好了。退一万步。华罗庚在数学上的造诣不用我去多说,但是他这光辉的一生做得我认为对我们来说,最重要的几件事情:首先是它筹建了中国科学院计算技术研究所,这是我们国家计算机科学的摇篮。在有就是他把很多的高等数学理论都交给了做工业生产的技术人员,推动了中国工业的进步。第三件就是他一生写过很多书,但是对高校师生价值更大的就是他在病期间在病床上和他的爱徒王元写了《高等数学引论》(王元与其说是他的爱徒不如说是他的同事,是中科院数学所的老一辈研究员,对歌德巴赫猜想的贡献全世界仅次于陈景润)这书在我们的图书馆里居然找得到,说实话,当时那个书上已经长了虫子,别人走到那里都会闪开,但我却格外感兴趣,上下两册看了个遍,我的最大收获并不在于理论的阐述,而是在于他的理论完全的实例化,在生活中去找模型。这也是我为什么比较喜欢具体数学的原因,正如我在上文中提到的,理论脱离了实践就失去了它存在的意义。正因为理论是从实践当中抽象出来的,所以理论的研究才能够更好的指导实践,不用于指导实践的理论可以说是毫无价值的。正如上面所论述的,计算机系的学生学习高等数学:知其然更要知其所以然。你学习的目的应该是:将抽象的理论再应用于实践,不但要掌握题目的解题方法,更要掌握解题思想,对于定理的学习:不是简单的应用,而是掌握证明过程即掌握定理的由来,训练自己的推理能力。只有这样才达到了学习这门科学的目的,同时也缩小了我们与数学系的同学之间思维上的差距。关于计算机技术的学习我想是这样的:学校开设的任何一门科学都有其滞后性,不要总认为自己掌握的某门技术就已经是天下无敌手了,虽然现在Java,VB,C,C++用的都很多,怎能保证没有被淘汰的一天,我想.NET平台的诞生和X#语言的初见端倪完全可以说明问题。换言之,在我们掌握一门新技术的同时就又有更新的技术产生,身为当代的大学生应当有紧跟科学发展的素质。举个例子,就像有些同学总说,我做网页设计就喜欢直接写html,不愿意用什么Frontpage,Dreamweaver。能用语言写网页固然很好,但有高效的手段你为什么不使呢?仅仅是为了显示自己的水平高,unique? 我看真正水平高的是能够以最快的速度接受新事物的人。高级程序设计语言的发展日新月异,今后的程序设计就像人们在说话一样,我想大家从xml中应是有所体会了。难道我们真就写个什么都要用汇编,以显示自己的水平高,真是这样倒不如直接用机器语言写算了。反过来说,想要以最快的速度接受并利用新技术关键还是在于你对计算机科学地把握程度。总的来说,从教育角度来讲,国内高校的课程安排不是很合理,强调理论,又不愿意在理论上深入教育,无力接受新技术,想避开新技术又无法避得一干二净。我觉得关键问题就是国内的高校难于突破现状,条条框框限制着怎么求发展。我们虽然认识得到国外教育的优越性,但为什么迟迟不能采取行动?哪怕是去粗取精的取那么一点点。
同志你好: 一下是我给你总结的资料,请核对后使用。 最后祝你工作愉快!计算机图形学 计算机图形学(Computer Graphics,简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。 简单地说,计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从处理技术上来看,图形主要分为两类,一类是基于线条信息表示的,如工程图、等高线地图、曲面的线框图等,另一类是明暗图,也就是通常所说的真实感图形。 计算机图形学一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。为此,必须建立图形所描述的场景的几何表示,再用某种光照模型,计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。所以计算机图形学与另一门学科计算机辅助几何设计有着密切的关系。事实上,图形学也把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究内容。同时,真实感图形计算的结果是以数字图像的方式提供的,计算机图形学也就和图像处理有着密切的关系。 图形与图像两个概念间的区别越来越模糊,但还是有区别的:图像纯指计算机内以位图形式存在的灰度信息,而图形含有几何属性,或者说更强调场景的几何表示,是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的。 计算机图形学的研究内容非常广泛,如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法、非真实感绘制,以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。 计算机图形学的发展 1963年,伊凡•苏泽兰(Ivan Sutherland)在麻省理工学院发表了名为《画板》的博士论文, 它标志着计算机图形学的正式诞生。至今已有三十多年的历史。此前的计算机主要是符号处理系统,自从有了计算机图形学,计算机可以部分地表现人的右脑功能了,所以计算机图形学的建立具有重要的意义。近年来, 计算机图形学在如下几方面有了长足的进展: 1、智能CAD CAD 的发展也显现出智能化的趋势,就目前流行的大多数CAD 软件来看,主要功能是支持产品的后续阶段一一工程图的绘制和输出,产品设计功能相对薄弱, 利用AutoCAD 最常用的功能还是交互式绘图,如果要想进行产品设计, 最基本的是要其中的AutoLisp语言编写程序,有时还要用其他高级语言协助编写,很不方便。而新一代的智能CAD 系统可以实现从概念设计到结构设计的全过程。例如,德国西门子公司开发的Sigraph Design软件可以实现如下功能:① 从一开始就可以用计算机设计草图,不必耗时费力的输入精确的坐标点,能随心所欲的修改,一旦结构确定,给出正确的尺寸即得到满意的图纸;② 这个软件中具有关系数据结构, 当你改变图纸的局部,相关部分自动变化,在一个视图上的修改,其他视图自动修改,甚至改变一个零件图,相关的其它零件图以及装配图的相关部分自动修改:③ 在各个专业领域中,有一些常用件和标准件, 因此,希望有一个参数化图库。而Sigraph不用编程只需画一遍图就能建成自己的图库;④Sigraph还可以实现产品设计的动态模拟用于观察设计的装置在实际运行中是否合理等等。智能CAD的另一个领域是工程图纸的自动输入与智能识别,随着CAD技术的迅速推广应用,各个工厂、设计院都需将成千上万张长期积累下来的设计图纸快速而准确输入计算机,作为新产品开发的技术资料。多年来,CAD 中普遍采用的图形输入方法是图形数字化仪交互输入和鼠标加键盘的交互输入方法.很难适应工程界大量图纸输入的迫切需要。因此, 基于光电扫描仪的图纸自动输入方法已成为国内外CAD工作者的努力探索的新课题。但由于工程图的智能识别涉及到计算机的硬件、计算机图形学、模式识别及人工智能等高新技术内容,使得研究工作的难点较大。工程图的自动输入与智能识别是两个密不可分的过程,用扫描仪将手绘图纸输入到计算机后,形成的是点阵图象. CAD 中只能对矢量图形进行编辑, 这就要求将点阵图象转化成矢量图形.而这些工作都让计算机自动完成.这就带来了许多的问题.如① 图象的智能识别;② 字符的提取与识别;③ 图形拓扑结构的建立与图形的理解;④实用化的后处理方法等等。国家自然科学基金会和863计划基金都在支持这方面的研究, 国内外已有一些这方面的软件付诸实用,如美国的RVmaster,德国的VPmax, 以及清华大学,东北大学的产品等。但效果都不很理想.还未能达到人们企盼的效果。 2 计算机美术与设计 2.1 计算机美术的发展 1952年.美国的Ben .Laposke用模拟计算机做的波型图《电子抽象画》预示着电脑美术的开始(比计算机图形学的正式确立还要早)。计算机美术的发展可分为三个阶段: (1)早期探索阶段(1952 1968年)主创人员大部分为科学家和工程师,作品以平面几何图形为主。1963年美国《计算机与自动化》杂志开始举办年度“计算机美术比赛”。 代表作品:1960年Wiuiam Ferrter为波音公司制作的人体工程学实验动态模拟.模拟飞行员在飞机中各种情况;1963年Kenneth Know Iton的打印机作品《裸体》。1967年日本GTG小组的《回到方块》。 (2)中期应用阶段(1968年~1983年)以1968年伦敦第一次世界计算机美术大展一“控制论珍宝 (Cybernehic Serendipity1为标志,进入世界性研究与应用阶段;计算机与计算机图形技术逐步成熟, 一些大学开始设置相关课题, 出现了一些CAD应用系统和成果, 三维造型系统产生并逐渐完善。代表作品:1983年美国IBM 研究所Richerd Voss设计出分形山(可到网站“分形频道hrtp:ttfracta1.126.tom 中查找有关“分形”的知识) (3)应用与普及阶段(1984年~现在)以微机和工作站为平台的个人计算机图形系统逐渐走向成熟, 大批商业性美术(设计)软件面市; 以苹果公司的MAC 机和图形化系统软件为代表的桌面创意系统被广泛接受,CAD成为美术设计领域的重要组成部分。代表作品:1990年Jefrey Shaw的交互图形作品“易读的城市f The legible city) 。 2.2 计算机设计学(Computer Des i gn i cs) 包括三个方面:环境设计(建筑、汽车)、视觉传达设计(包装)、产品设计。 CAD对艺术的介入,分三个应用层次: (1)计算机图形作为系统设计手段的一种强化和替代; 效果是这个层次的核心(高精度、高速度、高存储)。 (2)计算机图形作为新的表现形式和新的形象资源。 (3)计算机图形作为一种设计方法和观念。 3 计算机动画艺术 3.1 历史的回顾 计算机动画技术的发展是和许多其它学科的发展密切相关的。计算机图形学、计算机绘画、计算机音乐、计算机辅助设计、电影技术、电视技术、计算机软件和硬件技术等众多学科的最新成果都对计算机动画技术的研究和发展起着十分重要的推动作用50年代到60年代之间,大部分的计算机绘画艺术作品都是在打印机和绘图仪上产生的。一直到60年代后期,才出现利用计算机显示点阵的特性,通过精心地设计图案来进行计算机艺术创造的活动。 70年代开始.计算机艺术走向繁荣和成熟 1973 年,在东京索尼公司举办了“首 届国际计算机艺术展览会”80年代至今,计算机艺术的发展速度远远超出了人们的想象 在代表计算机图形研究最高水平的历届SIGGRAPH年会上,精彩的计算机艺术作品层出不穷。另外,在此期间的奥斯卡奖的获奖名单中,采用计算机特技制作电影频频上榜,大有舍我其谁的感觉。在中国,首届计算机艺术研讨会和作品展示活动于1995年在北京举行 它总结了近年来计算机艺术在中国的发展,对未来的工作起到了重要的推动作用 3.2 计算机动画在电影特技中的应用 计算机动画的一个重要应用就是制作电影特技 可以说电影特技的发展和计算机动画的发展是相互促进的。1987年由著名的计算机动画专家塔尔曼夫妇领导的MIRA 实验室制作了一部七分钟的计算机动画片《相会在蒙特利尔》 再现了国际影星玛丽莲•梦露的风采。1988年,美国电影《谁陷害了兔子罗杰》 (Who Framed Roger Rabbit?)中二维动画人物和真实演员的完美结合,令人膛目结舌、叹为观止 其中用了不少计算机动画处理。1991年美国电影《终结者II:世界末日》展现了奇妙的计算机技术。此外,还有《侏罗纪公园》(Jurassic Park)、《狮子王》、《玩具总动员》(Toy Story)等。 3.3 国内情况 我国的计算机动画技术起步较晚。1990年的第11届亚洲运动会上,首次采用了计算机三维动画技术来制作有关的电视节目片头。从那时起,计算机动画技术在国内影视制作方面得到了讯速的发展, 继而以3D Studio 为代表的三维动画微机软什和以Photostyler、Photoshop等为代表的微机二维平面设计软件的普及,对我国计算机动画技术的应用起到了推波助谰的作用。 计算机动画的应用领域十分宽广 除了用来制作影视作品外, 在科学研究、视觉模拟、电子游戏、工业设计、教学训练、写真仿真、过程控制、平面绘画、建筑设计等许多方面都有重要应用,如军事战术模拟 4 科学计算可视化 科学计算的可视化是发达国家八十年代后期提出并发展起来的一门新兴技术,它将科学计算过程中及计算结果的数据转换为几何图形及图象信息在屏幕上显示出来并进行交互处理,成为发现和理解科学计算过程中各种现象的有力工具。 1987年2月英国国家科学基金会在华盛顿召开了有关科学计算可视化的首次会议。会议一致认为“将图形和图象技术应用于科学计算是一个全新的领域” 科学家们不仅 需要分析由计算机得出的计算数据,而且需要了解在计算机过程中数据的变化。会议将这一技术定名为“科学计算可视化(Visualization in Scientific Computing)”。科学计算可视化将图形生成技术图象理解技术结合在一起, 它即可理解送入计算机的图象数据.也可以从复杂的多维数据中产生图形。它涉及到下列相互独立的几个领域:计算机图形学、图象处理、计算机视觉、计算机辅助设计及交互技术等。科学计算可视按其实现的功能来分, 可以分为三个档次:(1)结果数据的后处理;(2)结果数据的实时跟踪处理及显示;(3)结果数据的实时显示及交互处理。 4.1 国外科学计算可视化现状 (1)分布式虚拟风洞 这是美国国家宇航局(Ames)研究中心的研究项目,包括连接到一台超能计算机上的两个虚拟屏幕。这一共享的分布式虚拟环境用来实现三维不稳定流场。两个人协同工作, 可在一个环境中从不同视点和观察方向同一流场数据。 (2)PHTHFINDER 这是美国国家超级计算机应用中心(NCSA)的研究项目. 是在交互分布环境下研究大气流体的软件。PHTHFINDER通过多个相联系的模型来研究暴风雨。 (3)狗心脏CT数据的动态显示 这也是NCSA的研究项目,它利用远程的并行计算资源.用体绘制技术实现CT扫描三维数据场动态显示。其具体内容是显示一个狗的心脏跳动周期的动态图像。 (4)燃烧过程动态模型的可视化 这是美国西北大学的研究项目.可以显示发生在非烧热的气体燃烧中复杂的空问瞬态图象。火焰位于两个同心圆柱之间.可燃混合气体从内圆柱注入,燃烧所生成的物质通过外圆柱送出。 (5)胚胎的可视化 依利诺大学芝加哥分校研制了一个在工作站和超级计算机上实现的可视亿应用软件。其内容是对一个七周的人类胚胎实现交互的三维显示, 是由卫生和医学国家博物馆所得到的数据重构而成的。这一项目表示了对人类形态数据实现远程访问和在网络资源中实现分布计算的可能性。最近美国还将做整个人体的可视化, 他们将两个自愿者(一男一女)做成了切片,男的被切了1780片, 厚度约1毫米,女的被切了5400片, 厚度约O.3毫米,数据量很大。概括起来有以下几点: (1)科学计算可视化技l术在美国的著名国家实验室及大学中已经从研究走向应用,应用范围涉及天体物理、生物学、气象学、空气动力学、数学、医学图象等领域。科学计算可视化的技术水平正在从后处理向实时跟踪和交互控制发展。 (2)美国在实现科学计算可视化时, 已经将超级计算机、光纤高速网、高性能工作站及虚拟环境四者结合起来,显示了这一领域技术发展的重要方向。就三维数据场的显示算法而言,当数据场分布密集而规则时(如cT扫描数据)多采用体绘制技术,这种算法效果好,但计算费时。对于数据场分布稀疏,或分布不规则的应用领域, 如天体物理、气象学多采用构造中间几何图象的方法,这种方法生成图象速度快,较易作到实时交互处理。 5 虚拟现实 “虚拟现实”(Virbual ReMity)- 词是由美国喷气推动实验室(VPL)的创始人拉尼尔(Jaron Lanier)首先提出的 在克鲁格(Myren Kruege)70年代中早期实验里.被称为 人工现实”(Artificial reality);而在吉布森(William Gibson)l984 年出版的科幻小说Neuremanccr里,又被称为“可控空间”(Cyberspaee)。虚拟现实, 也育人称之为虚拟环境(Virtual Environment)是美国国家航空和航天局及军事部门为模拟而开发的一门高新技术 它利用计算机图形产生器,位置跟踪器,多功能传感器和控制器等有效地模拟实际场景和情形,从而能够使观察者产生一种真实的身临其境的感觉虚拟环境由硬件和软件组成,硬件部分主要包括:传感器(Sensors)、印象器(Efeeter)和连接侍感器与印象器 产生模拟物理环境的特殊硬件。利用虚拟现实技术产生虚拟现实环境的软件需完成以下三个功能:建立作用器(Actors)以及物体的外形和动力学模型:建立物体之间以及周围环境之间接照牛顿运动定律所决定的相互作用;描述周围环境的内容特性 5.1 虚拟现实技术的应用 5.用于脑外科规划的双手操作空间接口工具 最近,美国弗尼亚大学推出了一种能用于脑外科规划的被称为Netra的双手操作空间接口工具 根据脑外科医生的工作环境和习惯,该系统采用一种外形象人头的控制器。脑外科医生可以根据他们的职业习惯,通过转动外形象人头的控制器, 来方便地观察人脑的不部位, 同时通过右手控制面板的平面来控制人脑的剥面的扫描井能根据CT或强磁共振图像所产生的主体脑模型显示所需得到观察视点着色后的真实图像 5.1.2虚拟环境用于恐高症治疗 英国研制的一个虚拟现实系统可以产生以下虚拟环境:① 透明的玻璃电梯,② 高层建筑阳台.@位于蛱咎之上的索桥。为了增加真实的感觉,患者除了佩戴能够产生三维立体景象的头盔式显示器外,还必须站在一个特制的框架内。调节电梯、.阳台和索桥的高度就可以产生不同程度的刺激。 .3虚拟风洞 德国信息技术国家研究中心的克鲁格等人建立了一个所谓的“虚拟风嗣 ,用以代替风洞实验(因风洞实验成本高,且实验难以控制)。在虚拟风洞中,其模拟的数据来自超级计算机或高性能工作站上运行的有限元程序。利用虎拟风洞,观测者通过佩戴液晶开关眼镜可以方便地对于给定的点和线进行观察,而且还可以通过放大的方式进行更细致的研究,大大方便了人们对于物体动力中特性的研究。 .4封闭式战斗作战训练器 封闭式战斗作战训练器(CCTT)是马斯塔格利等人为美军研制的用于坦克和机械化步兵在实际地形上进行演习的模拟装置。它与通常的虚拟环境和模拟器不同,它需要建立的是适用于军队训练的大规模复杂的虚拟环境。 .5虚拟现实技术在建筑设计中应用 虚拟现实技术还被广泛用于建筑设计。克鲁格等将他们设计的未来建筑显现在他们发明的虚拟工作平台上,建筑学家们聚集在一起透过所佩戴的液晶眼镜,可以看到设计的立体建筑,井方便地增添或移去建筑的一部分或其它物体。同时也可以通过数据手套来设置不同的光源.模拟不同时间的日光和月光.观察在不同光线下所设计建筑的美感以及与整个环境的协调性。 总之.虚拟现实技术是一门多学科交叉和综合集成的新技术。因此, 它的发展将取决于相关科学技术的发展和进步 虚拟现实技术最基本的要求就是反映的实时性和场景的真实性。但一般来说,实时性与真实性往往是相互矛盾的。 5.2 多通道用户界面 用户界面是计算机系统中人与计算机之间相互通讯的重要组成部分。八十年代以WIMP(窗口、图符、菜单、鼠标)为基础的图形用户界面(GUD极大地改善了计算机的可用性、可学性和有效性,迅速代替了命令行为代表的字符界面,成为当今计算机用户界面的主流。以用户为中心的系统设计思想.增进人机交互的自然性,提高人机交互的效率和带宽是用户界面的研究方向。于是提出了多通道用户界面的思想,它包括语言、姿势输入、头部跟踪、视觉跟踪、立体显示、三维交互技术、感觉反馈及自然语言界面等。可以这样说人体的表面就是人机界面。人体的任何部分都应成为人机对话的通道。虚拟现实显示是关键所在,这不仅要求软件来实现,更主要的是硬件上的实现。概括起来虚拟现实的人机交互通道可分为两个方面:主要的感觉通道和主要作用通道。多通道用户界面强调: (1)多个交互通道,如眼一语言一手势等。 (2)交互的双向性.如果每个通道兼有输入/输出 (3)交互不一定是在同一通道中完成.例如, 眼和耳都可以接受信息.但有明显的区别。眼永远是主动的, 即主动地去获取信息,耳永远是被动的,有些信息不管你愿不愿听,总要输到耳朵中,这就要求在具体的交互中具体选择交互通道。计算机图形学中各个领域的发展各有各自的特点, 但总起来说是以虚拟现实为导向 和目的的。虚拟现实的发展要求必将带动计算机图形学各学科的发展. 同样虚拟现实的发展也将依赖于其他学科的发展,计算机图形前景诱人。形势逼人(我国还比较落后),但通过努力还是可以缩短差距的。
四、政府知识管理系统实例分析 下面以由苏州欧索软件公司开发的“Bluten政府知识管理平台”③为主导,结合北京俊和在线网络科技有限公司的知识管理系统④作实例分析,这两家公司的政府知识管理系统基本上可以代表当前我国政府知识管理系统的现状。 经过归纳可以得到“Bluten政府知识管理平台”主要功能模块及特点是: 第一个主模块是政务中心,这是系统的主导功能,下设五个子功能: 一是公文管理(发文、收文、档案管理),特点是支持语音录入、手写录入,能实现收发公文流程的自由设置和流程监控;二是事务管理(人事办公事务和财务事务),特点是能够规范和固化行政办公流程,实现各项事务的自助处理;三是日程管理(有多种方式,如邮件提醒、短消息提醒、BP机提醒、电话提醒),特点是按日、周、月显示日程,并可对日程进行公布、存储、查询;四是会议管理(会议室管理、会议通知管理),特点是能与日程管理紧密联系,可进行会议提醒,可进行会议纪要管理;五是邮件管理(电子邮件收发、扩展Web访问)。 第二个主模块是资源中心,下设以下五个子功能:新闻发布、公告发布、政策法规办事指南、其他信息(包括各种交通信息及其共享信息)。第三个主模块是管理中心,能实现无线应用、消息提醒、流程自定义、图形化设计工具、多组织结构、流程监控分析、自定义表单、用户管理、图形化的用户权限管理等功能。 “Bluten政府知识管理平台”代表了当前大部分电子政务管理软件的主要功能。但是,应当说它的政府知识获取、传播共享、利用测评功能不够充分,基本上可以说还是一种办公管理,偏重于政务管理,而不是知识管理和公共服务。 相比之下,俊和在线的一站式电子政务应用解决方案除了具备上表所列的欧索软件中的大部分功能以外,还突出了知识管理功能。该方案基于门户系统与内容管理、虚拟网站集群,以及中间件平台等支撑系统的整合而成,包括“一站式”所必须具备的单点登录、统一认证、应用分布、虚拟站点集群、集中管理功能,同时还包括门户服务通常应具备的搜索引擎、消息引擎、个性化展现、知识导航、应用集成等功能。 从该方案的“一站式信息门户”有“消息沟通”模块,包括分类论坛、在线交流、在线聊天、在线调查、信访管理等功能;“一站式协同办公”平台的办公应用层中的特别有一个“办公协作平台”模块,其中有信息发布、数据文档共享、视频会议、论坛服务、远程办公等功能。事务管理模块中还有“辅助决策”功能等,在此都体现了知识管理的特征。 从上文提出的政府知识管理系统的三大功能需求,到俊和在线的知识管理系统这一阶段,政府的知识管理系统已经取得了很大进展:如知识门户开始形成、协同办公成效显著。但这些系统大多还只是停留在知识的简单获取、传播和利用阶段,需要加强的知识管理功能还有很多:隐性知识的获取难度仍然较大,需要引入适当的激励机制激发共享;知识交流的过程基本上还是在对知识的外化,真正内化的很少;对知识培训、推送考虑的也不多;知识贡献较少;也没有良好的知识测评机制。综上所述,当前已有的政府知识管理系统与从理论上设计的理想需求模型还有差距,在实践中,系统设计人员可以参考知识管理的功能需求,从公务员的个人知识管理做起,培养知识分享和交流的组织文化,培育实践社区,确定办公领域中的关键知识,重视信息门户的知识沉淀,并结合实际情况设计出适合政府的知识管理系统,培养政府创新能力。 ①以外促内,内强则外优——政府、公共事业单位知 识管理的导入.http://www.amteam.org/static/54235.hnn1. [访问日期:2007—2—3】 ② 刘武,朱明富.构建知识管理系统的探讨.计算机应用研究.2002(4):35—37. ③ 苏州欧索软件公司.Bluten知识平台解决方案.http://www.oceanso~:.com.cn/document/knowledge.doc. 【访问日期:2006-12-10】 ④北京俊和在线网络科技有限公司.成功方案:一站式电子政务应用解决方案.http://www.wits.com.cn/wits/news/news_show.asp?id=94&kind= 公司动态&trade=政府信息化.【访问日期:2007—3—9】
计算机信息管理在第三方物流中的应用 摘要:本文以提高计算机信息管理在企业物流中的应用程度为出发点,通过对第三方企业物流专业现状分析,就我国企业的物流管理信息系统建设进行了系统规划,给出了系统规划的框架,并就物流管理信息系统的安全性提出了建议。 关键词:信息管理,第三方物流,系统安全,外部信息,内部信息 我国物流市场现状 对于企业的发展而言,物流愈来愈成为其发展的瓶颈。目前,我国国内没有一家能让众企业均信服的第三方物流(简称TPC)企业,使得许多企业都拿出大量资金自己做物流。因此,第三方物流企业应该抓住这个时机,搞好自己的物流管理。 现代物流是以计算机信息管理和通信技术为核心的产业,但目前的企业物流尚处于传统的传递、送货阶段。因此,第三方物流企业要有严格的、科学的管理系统实现事务处理信息化、信息处理电子化的能力,充分利用计算机和计算机网络来处理信息,以提高自身竞争力。要达到此目的,其关键就是加紧物流管理信息系统的开发建设。 物流管理信息系统的设计与开发 第三方企业物流要做大、做强,展示本身企业的形象,从技术而言,开发物流管理信息系统就应从大局着眼,全盘考虑。首先就是管理者和技术人员的充分统筹规划,在企业内部开发适合自己信息管理系统,建立自己的供求网站,其次是对现行的规章制度整合优化,并对新内容进行开发。 系统的设计模式 此系统可以从第三方物流企业的市场地位方面进行考虑并进行开发。 由此可见,第三方物流管理信息系统建设包括两部分:外部的网上信息交流和内部的信息处理。 外部信息交流 客户管理子系统:网上接受订单模块;查询模块。财务结算子系统:基本费用结算模块;特别费用结算模块;查询费用结算模块。 内部信息处理 仓储管理子系统:仓库管理模块;库存管理模块;查询模块。运输管理子系统:车辆、人员变动管理模块;运输任务调度管理模块;查询模块。财务结算子系统:费用结算模块;查询模块。管理层子系统:权限设置模块;查询模块。 建立本企业的网站 物流企业建立自己的因特网站,在该网站上将企业的运作方式、配送情况每日在网上发布。通过运用现代化电子商务手段,实现网上配送的信息发布与收集,方便了客户、节省了物流成本、提高了物流效果,从而为企业带来更多的利润。 物流管理信息系统的安全性 根据系统分外部和内部两大模块,系统的安全性问题可从两方面进行保障。 外部信息交流中的安全 在与其他企业的信息交流中,接受企业定单、反馈信息等重要信息都在网上进行。针对网络上的不安全因素(例如:网络黑客攻击、网络病毒传播、网络系统本身不安全等)可采取相应的对策,例如:数据加密技术、数字签名技术、报文鉴别技术、访问控制技术、密钥管理技术、身份认证技术等。 内部信息处理中的安全 安全的运行环境是企业物流信息的基本要求,而形成一支高度自觉、遵纪守法的技术职工队伍则是计算机信息系统安全工作的最重要环节。要抓好这个环节的安全工作,可从两方面着手:一方面是从技术入手。即开发并应用好企业物流管理信息系统中的权限设置模块,对接触此信息管理系统的工作人员设置不同的访问权限、设置口令、进行身份确认,对用户的定时、定终端登陆用机的安全实施严格的访问控制技术,严格有效地制约对计算机的非法访问,防范非法用户的入侵。另一方面是由管理入手。任何的企业发展都要以人为本,第三方物流企业也不例外,企业可以在思想品质、职业道德、规章制度等方面做一定的工作。 发展现代物流产业是市场发展的必然趋势,第三方物流信息管理的设计与开发将会带来企业的外溢效应,实现计算机化全面管理在规划物流管理信息系统时会对一些较落后的环节进行优化的同时,可加快物流产业向现代化、信息化、产业化、集团化、专业化发展的进程,从而有利于拓展市场,扩大生存空间,提高企业的整体经济效益,有利于物流企业实现可持续发展。 参考文献: 1.王国华.计算机物流信息管理系统的实施与应用[J].科技情报开发与经济,2004,14 2.朱明.数据挖掘[M].中国科学技术大学出版社,2002
计算机病毒论文计算机病毒是一个程序,一段可执行码。就像生物病毒一样,计算机病毒有独特的复制能力。计算机病毒可以很快地蔓延,又常常难以根除。它们能把自身附着在各种类型的文件上。当文件被复制或从一个用户传送到另一个用户时,它们就随同文件一起蔓延开来。除复制能力外,某些计算机病毒还有其它一些共同特性:一个被污染的程序能够传送病毒载体。当你看到病毒载体似乎仅仅表现在文字和图象上时,它们可能也已毁坏了文件、再格式化了你的硬盘驱动或引发了其它类型的灾害。若是病毒并不寄生于一个污染程序,它仍然能通过占据存贮空间给你带来麻烦,并降低你的计算机的全部性能。可以从不同角度给出计算机病毒的定义。一种定义是通过磁盘、磁带和网络等作为媒介传播扩散, 能“传染”其他程序的程序。另一种是能够实现自身复制且借助一定的载体存在的具有潜伏性、传染性和破坏性的程序。还有的定义是一种人为制造的程序, 它通过不同的途径潜伏或寄生在存储媒体(如磁盘、内存)或程序里。当某种条件或时机成熟时, 它会自生复制并传播, 使计算机的资源受到不同程序的破坏等等。这些说法在某种意义上借用了生物学病毒的概念, 计算机病毒同生物病毒所相似之处是能够侵入计算机系统和网络, 危害正常工作的“病原体”。它能够对计算机系统进行各种破坏, 同时能够自我复制, 具有传染性。所以, 计算机病毒就是能够通过某种途径潜伏在计算机存储介质(或程序)里, 当达到某种条件时即被激活的具有对计算机资源进行破坏作用的一组程序或指令集合。与生物病毒不同的是几乎所有的计算机病毒都是人为地故意制造出来的, 有时一旦扩散出来后连编者自己也无法控制。它已经不是一个简单的纯计算机学术问题, 而是一个严重的社会问题了。几年前,大多数类型的病毒主要地通过软盘传播,但是,因特网引入了新的病毒传送机制。随着现在电子邮件被用作一个重要的企业通信工具,病毒就比以往任何时候都要扩展得快。附着在电子邮件信息中的病毒,仅仅在几分钟内就可以侵染整个企业,让公司每年在生产损失和清除病毒开销上花费数百万美元。今后任何时候病毒都不会很快地消失。按美国国家计算机安全协会发布的统计资料,已有超过10,000种病毒被辨认出来,而且每个月都在又产生200种新型病毒。为了安全,我们说大部分机构必须常规性地对付病毒的突然爆发。没有一个使用多台计算机的机构,可以是对病毒免疫的。计算机病毒是在什么情况下出现的?计算机病毒的产生是计算机技术和以计算机为核心的社会信息化进程发展到一定阶段的必然产物。它产生的背景是:(1)计算机病毒是计算机犯罪的一种新的衍化形式计算机病毒是高技术犯罪, 具有瞬时性、动态性和随机性。不易取证, 风险小破坏大, 从而刺激了犯罪意识和犯罪活动。是某些人恶作剧和报复心态在计算机应用领域的表现。(2)计算机软硬件产品的危弱性是根本的技术原因计算机是电子产品。数据从输入、存储、处理、输出等环节, 易误入、篡改、丢失、作假和破坏;程序易被删除、改写;计算机软件设计的手工方式, 效率低下且生产周期长;人们至今没有办法事先了解一个程序有没有错误, 只能在运行中发现、修改错误, 并不知道还有多少错误和缺陷隐藏在其中。这些脆弱性就为病毒的侵入提供了方便。(3)微机的普及应用是计算机病毒产生的必要环境1983年11月3日美国计算机专家首次提出了计算机病毒的概念并进行了验证。几年前计算机病毒就迅速蔓延, 到我国才是近年来的事。而这几年正是我国微型计算机普及应用热潮。微机的广泛普及, 操作系统简单明了, 软、硬件透明度高, 基本上没有什么安全措施, 能够透彻了解它内部结构的用户日益增多, 对其存在的缺点和易攻击处也了解的越来越清楚, 不同的目的可以做出截然不同的选择。目前, 在IBM PC系统及其兼容机上广泛流行着各种病毒就很说明这个问题。计算机病毒的来源有哪些?(1)搞计算机的人员和业余爱好者的恶作剧、寻开心制造出的病毒, 例如象圆点一类的良性病毒。(2)软件公司及用户为保护自己的软件被非法复制而采取的报复性惩罚措施。因为他们发现对软件上锁, 不如在其中藏有病毒对非法拷贝的打击大, 这更加助长了各种病毒的传播。(3)旨在攻击和摧毁计算机信息系统和计算机系统而制造的病毒----就是蓄意进行破坏。例如1987年底出现在以色列耶路撒冷西伯莱大学的犹太人病毒, 就是雇员在工作中受挫或被辞退时故意制造的。它针对性强, 破坏性大, 产生于内部, 防不胜防。(4)用于研究或有益目的而设计的程序, 由于某种原因失去控制或产生了意想不到的效果。参考资料: 还有很多: 自己看吧 采纳哦
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