计算机科学技术的研究范畴及其在各领域中的应用PPT格式课件下载.ppt

1、运运用用数数学学和和计计算算机机科科学学的的理理论论研研究究程程序序设设计计语语言的基本规律。言的基本规律。程程序序设设计计方方法法学学：研研究究编编制制高高质质量量程程序序的的各各种种程程序序设设计计规规范范化化方方法法，并研究程序正确性证明理论等。并研究程序正确性证明理论等。JSJDL元器件与存储介质元器件与存储介质微电子技术微电子技术计算机组成原理计算机组成原理计算机体系结构计算机体系结构微型计算机技术微型计算机技术程序设计语言的设计程序设计语言的设计数据结构与算法数据结构与算法程序设计语言翻译系统程序设计语言翻译系统操作系统操作系统数据库系统数据库系统算法设计与分析算法设计与分析软件工

2、程学软件工程学可视化技术可视化技术计算机硬件的研究内容计算机硬件的研究内容JSJDL网络结构网络结构数据通信与网络协议数据通信与网络协议网络服务网络服务网络安全网络安全软件开发工具软件开发工具完善既有的应用系统完善既有的应用系统开拓新的应用领域开拓新的应用领域人人机工程机工程计计算算机机网网络络的的研究研究内内容容JSJDL8.2 8.2 计算机在科学研究中的应用计算机在科学研究中的应用科学研究是计算机的传统应用领域。主要用来进行科技文献的存储与查询、仿真计算、虚拟现实、复杂现象的跟踪与分析以及知识发现等。一、计算机仿真技术一、计算机仿真技术1、定定义义：仿真就是应用计算机对复杂现实系统经过抽

3、象和简化形成系统模型，然后在分析的基础上运行此模型，从而得到系统一系列的统计性能。2、优优势势：缩短决策时间，避免资金、人力和时间的浪费。可以重复进行，优化实施方案，具有很高的科学研究价值和巨大的经济效益。3、应应用用：首先由于仿真技术在应用上的安全性，使得航空、航天、核电站等成为仿真技术最早的和最主要的应用领域。特别是在军事领域，新型的武器系统、大型的航空航天飞行器在其设计、定型过程中，都要依靠仿真试验进行修改和完善。其次从仿真的经济性考虑，由于仿真往往是在计算机上模拟现实系统过程，并可多次重复运行，使得其经济性十分突出。采用模拟器培训工作人员，经济效益和社会效益也十分明显。另外，从环境保护

4、的角度考虑，仿真技术也极具价值，如现代核试验多是在计算机上仿真进行。JSJDL二、虚拟现实技术二、虚拟现实技术1虚拟现实技术的基本类型虚拟现实技术的基本类型是一种高度逼真地模拟人在自然环境中视、听、动等行为的人机界面技术，按其功能不同，可分成三种类型。（1）沉沉浸浸型型虚虚拟拟现现实实系系统统。是一套比较复杂的系统。使用者必须头戴头盔、手带数据手套等传感跟踪装置，才能与虚拟世界进行交互。优优点点是用户可完全沉浸到虚拟世界中去，缺缺点点是系统设备价格昂贵，难以普及推广。（2）简简易易型型虚虚拟拟现现实实系系统统。由一台普通的计算机系统组成，使用者通过键盘、鼠标便可与虚拟环境进行交互。特特点点是结

5、构简单、价格低廉，易于普及推广，是一套经济实用的系统。（3）共共享享型型虚虚拟拟现现实实系系统统。是利用远程网络，将异地的不同用户联结起来，共享一个虚拟空间，多个用户通过网络对同一虚拟世界进行观察和操作，达到协同工作的目的。JSJDL2 2虚拟现实系统的组成虚拟现实系统的组成虚拟显示系统通常由3个子系统构成：视觉子系统，视觉子系统，提供的信息使参与者可以感知环境及其变化；听听觉觉子子系系统统，给参与者一个覆盖360度球体的声音环境，从而可以增强虚拟环境的真实性；触触觉觉子子系系统统，可以使参与者能够感觉到物体的运动阻力、表面纹理、材质和弹性等。3 3虚拟现实技术的应用虚拟现实技术的应用虚拟现实

6、技术广泛地应用于各个领域，科学研究与实验、教育与培训、制造、建筑、艺术娱乐、遥控操作、城市规划等。尽管目前虚拟现实系统的硬件设备还比较昂贵，虚拟现实技术尚未能普及。但是，随着虚拟现实技术的不断发展和完善，以及硬件设备价格的不断降低，我们相信，虚拟现实技术以其自身强大的优势和潜力，最终会在许多领域广泛应用并发挥其重要作用。二、虚拟现实技术二、虚拟现实技术JSJDL三、三、文件存储与检索系统文件存储与检索系统科技文献的检索与查询是开展科学研究工作的先导。在进行任何一项科学研究工作之前都必须对该课题国内外的研究状况有一个全面、深入的了解，这样才能够继承前人所取得的成果、避免花费无谓的精力去重复做他人

7、已经做过的工作或者重蹈他人已经失败的覆辙。在信息化的社会中，科技文献正在以爆炸性的速度急剧地增加。据统计，目前全世界每年发表的科技论文多达500万篇以上、科学杂志已达数十万种、每天约有近百亿信息单元的信息量在网上传递，如此庞大的信息量，只有依靠计算机来检索和存储才能进行正常有效的科学研究和科技成果的交流。JSJDL8.3 8.3 计算机在教育、教学中的应用计算机在教育、教学中的应用一、校园网建设一、校园网建设主要包括以下几个方面：1信息中心信息中心一般由资源服务器、web服务器、数据库系统及主干交换机等构成。它负责整个校园网的信息交换与保障网络的正常运作。2多媒体教室多媒体教室多媒体教室是指配

8、有多功能投影系统的教室。多功能投影系统是以计算机为核心的，包括多媒体投影机、录像机、影碟机、视频展示台、功率放大器、大屏幕和视听演示系统等设备。它可与校园网或闭路电视系统相连，同时计算机还能供讲课者使用，用于演讲、学术报告、课件演示等。3计算机网络教室计算机网络教室计算机网络教室是指计算机教室连成的局域网，教学内容直接从网络上发布。这类教室主要用于信息技术课教学，学生上机练习以及其它课程的辅助学习等。JSJDL4虚拟图书馆虚拟图书馆将大量的图书资料以数字化的形式存储在资源服务器上，或通过Video服务器提供各种多媒体信息资源。学生与教师通过计算机网络可以方便的对资料进行查询、检索和使用。5学校

9、办公网学校办公网通过在校园网上运行的综合信息管理系统，使学校的教学管理、学生管理和日常管理等实现办公自动化，。6校园卡系统校园卡系统利用校园网和智能卡（1C卡）技术，形成学校内部完整的校园卡系统，通过一张IC卡，可以作为学生证、上机证、借书证、电话卡、就餐卡等，使学校全面实现电子信息化管理。8.3计算机在教育、教学中的应用计算机在教育、教学中的应用JSJDL 二、计算机管理教学与计算机辅助教育计算机管理教学也是计算机在教育领域中的一个重要应用。这类应用是将计算机应用于教学的设计和评价及管理学生的成绩和自然状况，处理与教学有关的事物数据，它包括用计计算算机机制制订订教教学学计计划划、计计算算机机

10、辅辅助助测测验验、学学生生错错误误分分析析等等。计算机在管理上的应用使学校的管理更加方便、快捷、准确，使教学结构更加优化。随着多媒体课件制作技术的成熟，加快了计算机辅助教育的发展。一一些些学学校校已已经经将将课课堂堂多多媒媒体体组组合合教教育育方方式式和和利利用用多多媒媒体体计计算算机机个个别别交交互互学学习习方方式式结结合合到到传传统统教教育育方方式式中中。目前除了专业的软件技术公司能提供多媒体课件外，学校教师自己设计制作的课件也极大地丰富了教学资源。开展计算机辅助教育不仅使学校教育发生了根本变化，还可以使学学生生在在学学校校里里就就能能体体验验计计算机的应用，使学生培养计算机意识，培养出复

11、合型人才。算机的应用，使学生培养计算机意识，培养出复合型人才。JSJDL 三、网络教育三、网络教育很多校园网站和网上学校提供了较为丰富的教学资源，并提供了远程交互的教学功能；一些资源丰富、教育水平高、网络环境好的学校，还开展了与远郊区县甚至国外学校的远程教育。远程教育主要有实时远程教学、虚拟教室教学、远程考试、教学反馈四种功能。远程教育已开始建设以计算机网、卫星电视网、电信网三网合一的空间立体开放的远程教育体系。JSJDL8.4 8.4 计算机在教育、教学中的应用计算机在教育、教学中的应用一、辅助完成产品的设计和制造一、辅助完成产品的设计和制造1CAD广广泛泛应应用用：汽车、飞机、船舶、机械、

12、大规模集成电路、建筑、服装设计等方面。优优点点：使得人与计算机均能发挥各自的特长，缩短设计周期、提高工作效率、节省人力和财力、提高设计水平和质量。主主要要技技术术：图形处理、工程分析、数据管理、软件设计和接口技术等。进进一一步步发发展展：智能CAD，用来解决很多属于非数值计算的问题。虚拟设计，可以完成传统CAD做不到的工作，如交互和实时、虚拟装配和虚拟实验、使图形真实感强（有远、近、纵、深的感觉）等。JSJDL8.4 8.4 计算机在教育、教学中的应用计算机在教育、教学中的应用2CAM设设备备和和技技术术主主要要有有：数字控制设备、可编程序逻辑装置、计算机辅助编制加工计划、机器人工程学、制造质

13、量控制技术等。作用：采用CAM系统，从对设计文档、工艺流程、生产设备等的管理，到对加工与生产装置的控制和操作，都可以在计算机的辅助下完成。将CAD系统与CAM系统相结合，即把CAD的输出（设计文档）作为CAM设备的输入，能够实现无图纸加工，使得设计和制造过程的部分工作实现自动化，进一步提高生产的自动化水平。有些国家已把CAD和CAM、计算机辅助测试及计算机辅助工程组成一个集成系统，使设计、制造、测试和管理有机地组成为一体，形成高度的自动化系统。JSJDL二、二、CIMS（计算机集成制造系统）计算机集成制造系统）1CIMS的定义的定义我们把“将计算机技术集成到整个制造过程中所构成的系统”称为CI

14、MS。2CIMS的构成及有关技术的构成及有关技术主要由设计与工艺模块、制造模块、管理信息模块和存储运输模块构成构成。CIMS的有关技术技术包括：材料需求计划、制造资源计划、企业资源计划、准时制造、敏捷制造和虚拟制造。3CIMS的现状与发展趋势的现状与发展趋势CIMS的的现现状状：目前我国CIMS总体技术的研究已处于国际上比较先进的水平。初步形成了11个系列的CIMS目标产品，覆盖了企业信息化工程所需要软件产品的85%以上。发展趋势发展趋势：l集成化集成化l智能化智能化l全球化全球化l虚拟化虚拟化l柔性化柔性化l绿色化绿色化JSJDL1核心技术核心技术以信息技术、仿真技术和虚拟现实技术为支持。涉及面很广，以建模技术、仿真技术、虚拟现实技术、作为核心技术。2在制造业中的应用在制造业中的应用虚拟制造技术最初是在飞机、汽车等领域获得成功的应用。目前主要应用在以下几个方面。虚拟企业虚拟产品设计虚拟产品制造虚拟生产过程三、虚拟制造三、虚拟制造JSJDL8.5 8.5 计算机在商