计算机科学的发展篇1
关键词：计算科学；计算工具；图灵模型；量子计算
1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。
2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。
3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。
4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，这种奇迹般的发展速度被公认为“摩尔定律”。
5“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。
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。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2048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。
6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。
计算机科学的发展篇2
关键词：科学发展模式；计算机科学；改革
中图分类号：tp3文献标识码：a文章编号：1007-9599(2011)14-0000-01
toSeetheDevelopmentofComputerSciencefromScientificDevelopmentmode
ZhangBaoyu1,YuGan2
(1.SchoolofComputerScience&engineering,anhuiUniversityofScience&technology,Huainan232001,China;2.FuyangnormalCollege,informationengineeringCollege,Fuyang236041,China)
abstract:thedevelopmentmodeisascientificphilosophyofscienceoneofthecoreissuesofconcern.thispaperdescribesKuhn'sclassictheoryofscientificdevelopmentmodelbasedonthepathofdevelopmentofcomputerscienceforadetailedanalysis,description,andthecontinueddevelopmentofcomputerscienceisgiventothenecessityofreform,reformofcomputerscienceisgivenafewsuggestions.
Keywords:Scientificdevelopmentmode;ComputerScience;Reform
本文主要介绍库恩的科学发展模式：前科学常规科学反常和危机科学革命新的常规科学，库恩的模式是以“范式”的变革为核心的。库恩的科学发展模式中，科学是在周期式的循环中发展，通过科学革命，从一个常规科学过渡到另一个常规科学。既有常规科学时期的一般知识累积的过程，又有科学革命时期的范式新旧更替的过程。
一、前科学阶段。所谓前科学，就是尚未形成该学科“范式”的原始科学阶段。在计算机科学形成具体的理论科学之前，计算机科学当属于前科学阶段。在这一阶段中，机械计算机拓荒的时代，那些所谓的“计算机”都是基于机械运行方式，尽管有个别产品开始引入一些电学内容，却都是从属与机械的，还没有进入计算机的灵活：逻辑运算领域。
二、常规科学阶段。科学家们经过长期的研究和争论，形成了公认的“范式”，并依靠共同信仰的范式把大家统一为一个科学共同体。可以说，这一范式的形成，是前人不断摸索，不断进行理论研究，后人在前人的理论基础上，将理论与实践相结合的伟大成果。在此之后计算机科学已经形成了一套完整的理论体系，为后人继续对计算机进行科学研究提供指明了方向。也使得计算机科学傲然屹立于自然科学领域之中。为人们的生产，生活提供不可思意的帮助。
三、反常阶段。科学探索中新事物是层出不穷的，当科学家们发现了范式预期之外的新事物、新现象、新发现，用范式难以解释，这就是反常现象。反常的出现，推动更多科学家通过观察实验搜集更多的反常去证实反常。在当今社会我们可以清楚的看到，人们的需要不再是单纯的学会使用计算机，了解什么是计算机？而是如何使得人们再使用计算机时舒适，方便，如何使计算机更好的与其他学科结合，解决其他学科中的难题等等。计算机的研究者们应该将计算机的相关理论与其他学科的特点结合起来，深入研究。新技术革命的浪潮对计算机科学而言是挑战，也是机遇，计算机科学工作者应抓住机遇，不要囿于前人的学术观点，应大胆提出异议，促进计算机学理论的更新和革命。
四、危机阶段。当反常现象大量出现，并成为常规科学无法解决的难题时，人们开始怀疑范式，失去对范式的信任，科学共同体开始分化，这时才有可能打破旧范式的统治转向接受新范式。由于受旧范式支配的常规科学面临生死存亡的考验，反常势必导致危机。随着反常现象的不断出现，计算机的发展方向成为计算机工作者最为关心的问题。计算机以后究竟向着什么方向发展，计算机界还未形成同一的共识。有识之士认识到计算机只有向其他的学科渗透，与其他的学科相结合，才是计算机发展的唯一正确的道路，才能跟上时展的步伐。单纯的为了发展计算机而发展计算机已没有什么有意义的前景。为此，计算机工作者在危机面前必须树立坚定的信念，做大量艰巨而细致的工作，以迎接计算机科学革命的到来。
五、科学革命阶段。大规模，超大规模计算机的出现，是计算机科学与当时最先进的自然科学和社会科学相结合的产物，其所取得的成就对于计算机的以后发展起到非常重要的作用。我们今天所处的时代与大规模，超大规模计算机时代虽有不同，但也有很大的相似，我们拥有现代最科学的哲学―马克思主义哲学的指导，自然科学飞速发展，各学科之间联系日益广泛。特别是近数十年来，自然科学在高度分化的基础上开始转向重新综合的趋势。现代系统论、信息论、控制论、协同学、耗散结构理论等边缘学科、综合学科理论的兴起，计算机领域中已由原有的计算机硬件向计算机软件，硬件的转变，同时“人工智能”，“通讯工程”等的出现，都为计算机科学革命提供可能和有利条件。
六、新常规科学阶段。科学革命以后，科学即转入新的常规科学，进入了在新范式指导下的渐进式发展。科学史就是常规科学和科学革命不断交替的过程，循环往复，永无止境。跟上了时代步伐的新的中医理论体系（新范式）会随着社会科学和自然科学的发展而不断地向前发展。这一新的理论是以现代语言描述的，因而容易被世界人民所接受，并因为其整体辩证的特色而广泛受到欢迎，且使这一学科本身蕴藏着无穷的发展潜力。新的计算机理论体系还会给未来社会科学和自然科学以反馈，产生深刻的影响，从而有助于未来社会科学和自然科学的发展。作为以实践应用为主要研究目标的计算机科学体系，在发展的过程中，也会找到与其他学科越来越多的交叉点和结合点，在相互取长补短，各自克服缺陷的前提下，经过各自一次又一次的科学革命，最终一定能够达到完全融合。
既然计算机科学即将面临一场危机，我们就要想办法解决危机。要解决危机，必须进行革命，抛弃旧范式，建立新范式。要创建新范式，就需要批判精神与创造精神。对计算机科学进行革命，可从以下几个方面着手。首先要继续深化本学科的发展，向高层次，深层次发展。要对计算机科学进行实质性的深化发展。其次，要拓宽本学科的发展方向，建立新的发展方向，如现在新兴的人工智能，通讯工程等。最后，要加强同别的学科的联系，将计算机科学努力渗透到其他自然科学领域，才能使得计算机科学在自然科学日新月异的当今社会继续存在，发展，强大。
参考文献：
[1]远德玉.科学技术发展简史[m].沈阳:东北大学出版社,2000
计算机科学的发展篇3
关键词：计算机科学；历史；发展；趋势
中图分类号：tp3-4文献标识码：a文章编号：1007-9599(2012)06-0000-02
一、计算机科学与技术的发展历史回顾
1946年2月15日，世界上第一台通用电子数字计算机“埃尼阿克”（eniaC）在美国研制成功。当时它是由1.8万个电子管组成，是一台又大又笨重的机器，体重达30多吨，占地有两三间的教室般大，运算速度为每秒5000次的加法运算。并且当时它的计算成本很高，随着计算机成本的逐步降低，到了20世纪60年代和80年代以后，很多国家的政府部门和专业的研究机构以及有实力的企业开始应用计算机管理各种事务，后来，随着科学技术的逐渐发展，因特尔思维CpU处理器的诞生进一步推动了计算机的普及与推广。直到1982年世界上首台个人计算机的诞生，使计算机的成本快速下降，计算机科学技术的应用从一开始只能用于军事部门和大型科研企业开始发展转入到普通的小公司甚至一般家庭。20世纪90年代开始，计算机科学技术逐渐呈现两极化的发展趋势：一方面向微型发展，进入到各个企业、家庭；另一方面，计算机科学技术仍然在军事、国防、科研等领域广泛应用。
目前，计算机科学无论是在政府机关、企业、家庭等领域，计算机科学技术都得到了广泛的发展和进步的体现，不难发现，计算机儿科学技术是一个计算机是一个飞速发展、进步、具有超强生命力和发展前景的领域，计算机科学无论在运算速度、开发成本、使用性能都得到了质与量的飞跃，它的每次更新发展都必然带来自身的进步与推广。而如今，随着它的六十多年发展历史，并且逐步渗透到人们社会与生活的方方面面，从一元向多元化的转变，极大的充实和发展了人类生活领域，促进了社会文明进步。
二、计算机科学与技术的发展现状
（一）普及性与深入发展性
科学技术是第一生产力，不断发展进步的计算机科学技术是当今社会中潜在与重要生产力，对人类社会发展进步有着举足轻重的地位，是毫无疑问的生产力，如今，随着科学技术的飞速发展和计算机应用的日益普及，人们开始越来越多地利用计算机解决实际问题，计算机已经作为一种支柱性的力量渗透到社会生活的方方面面，经济、社会、文化、商业领域等。并且随着计算机不断地更新进步，它对现代社会的影响必然随之扩大。
（二）专门化与综合化
在计算机已经越来越普及的同时，其专门化和综合应用的特点也日益凸显出来，例如，各种家用电器也开始具备了智能化，通过网络来操控家电的运行程序，家庭网络分布式系统将逐渐取代目前单机操作的模式，极大的方便了人们的生活。另一方面，为了适应某些经济政策发展需要，计算机技术的多方面专门化又必须强化为系统的综合性能，从而更好地解决方方面面的工作。
（三）突破性与深入性
随着计算机技术在各个领域专业化的普及与发展，它的功能和定位将会更加明确，从而促使计算机应用的领域功能分化，挑战更多的突破性革命，并且深入到社会生活更加广泛的领域。这种突破性突出表现在计算机科学的发展更新上，从1904年电子管的发明到1946年第一台计算机的问世，共耗时42年，而随着科技的进步，半导体晶体管到半导体计算机的发明只用了10年的时间，此外。微电子精细加工发展到集成电路，历时不到两年，一直到到第四代计算机的问世，更是历史的重大进步与突破，现如今，根据不同使用人群的需求，各种台式机和笔记本逐渐诞生并且不断的进行更新改造，计算机将按照从事的工作进行分类更多的体现了人性化的要求和社会生活的发展需要。
三、计算机科学技术在未来的发展趋势
（一）计算机科学技术向信息的智能化更加深层次的发展
在一定程度上，网络技术的发展已经成为计算机系统的中心，在普及计算机功能上起着日趋重要的作用和影响。宽带高速上网等服务是目前计算机的主要特性，各种不同的发展技术将在未来等到更好的发展体现。同时，人们可以在网上看到来自于世界方方面面的信息，并从中获取我们自身想要得到的信息，极大的充实了人们的知识量、拓宽了人们视野。目前。人们利用计算机科学技术所提供的智能化服务，应用在家庭、企业等不同领域，促进了现代科技的发展，人文化、智能化在多方面得到了体现，促进了计算机想更高、更深入层次的发展进步。
（二）计算机科学技术日益普及、向多领域广泛的发展
随着社会的发展进步，人们对现代化生活方式的需要，计算机作为一种必不可少的工具进一步向社会渗透普及，计算机科学技术教育也在各种程度的教学领域纷纷得到实践，各个阶层要求掌握计算机科学技术知识也大幅增长，“无处不在的计算”发展趋势不仅体现在国内，在国外同样日益普及，向多领域、多层次发展延伸。计算机科学技术存在于各种家庭电器中，现在的笔记本、电子书籍等更是计算机向多领域多层次发展普及的表现。不论是学生、上班族都可以根据手中的笔记本进行学习，查阅资料。即方便又快捷。它的发展普及适应了高效率、高节奏的城市生活发展。
（三）计算机的更新速度越来越快、性能品质越来越高
目前，计算机的更新效率越来愈快，随着科技的不断进步，针对计算机科学技术在使用中日益暴露的弊端进行更新改造，并且更新改造的效率逐渐加快，比如，计算机的“并行处理”技术，程度越来愈高。目前世界上性能最高的计算机已经采用上万计算机并行的方式处理，inter公司现拥有10亿以上的晶体管微处理器，把计算机协调并行起来，高效的解决现实存在的技术问题。高性能、高品质的更新技术日益发展实践，促进了社会科学技术的进步。
四、结束语
如今，计算机已经成为现代社会生活中必不可少的应用工具，作为一股潜在的发展技术来满足人们现实生活需要，对人们日常生活的影响逐渐扩大，并越来愈向高效化、智能化、多元化的发展趋势前进。更明显的趋势是网络化与向各个领域的渗透，信息的智能化全面发展与进步。计算机科学及时的发展，像一把科学的利刃，渗透到国家、社会、生活的各个领域，丰富了人们的社会生活，转变了人们生活方式，提高了工作学习效率，更加推动了时代的进步和社会文明的发展，我们看好计算机科学与技术的健康发展趋势，跟随它的进步的脚印，让计算机科学与技术带领我们探索未来神秘而未知的世界。
参考文献：
[1]蔡芝蔚.计算机技术发展研究[J].电脑与电信,2008,2
[2]陈相吉.未来计算机与计算机技术的发展[J].法制与社会,2007,10
计算机科学的发展篇4
【关键词】计算机科学与技术方向发展趋势
有关言论认为，二十世纪人类最伟大的进步就是计算机科学技术的出现和发展，给人类的生活带来了天翻地覆的变化，使人类的生活更加智能化发展，同时也使得人类的生活水平得到了质的飞跃，使人类社会进入到了新的发展纪元，因而二十一世纪人类追求的将是更为先进的计算机科学技术发展水平，在享受技术所带来的便利同时也可以提升国家的整体综合实力，进而面对全球经济时代背景下更为严峻的计算机科学技术竞争形势。
一、计算机科学与技术的研究背景
该学科的历史发展研究要回溯到上个世纪初，自计算机出现之日起，就给人类社会带来了巨大的改变和挑战，而且在很多的领域当中都得到了非常广泛的应用，目前，这一学科已经在我国各大高校内开设，主要学习有关计算机技术发展方面的内容，并且要提高计算机应用水平，旨在能够培养高尖端型的技术人才。
二、当前计算机科学与技术的发展现状
要说三十年以前，人们还没有像现在这样使用计算机，互联网技术也没有得到广泛的普及，然而现在，基本上已经没有人不会使用计算机了，而且现代人的生活也离不开互联网络，很少有人能够脱离计算机科学技术而生活，现代化的工作办公离不开计算机，学习绘图、动画制作都离不开计算机科学技术的应用，尤其是电子支付软件的出现，更是方便了人们出行、购物以及生活，在学校教育中，已经采取了计算机电子化教学的方式，学生在家就可以听到老师上课，还可以通过一些通讯软件来实现教师和学生之间的沟通与交流。还有人们居住的小区，都采取了电子化的进出模式，大大提高了人们居住环境的安全性，也方便了对人们居住环境的管理，因此，计算机科学技术的发展是人类生产技术水平的提高的一种表现，未来的发展趋势也一定是向着更加利于人类生活化而发展的。
三、计算机科学与技术得以发展的因素
该门技术得以飞速发展的原因有很多，随着全球经济水平不断发展，人类的生产能力技术水平也不断提高，以计算机技术为主的学科得到了非常广泛性的应用，自上个世界初以来，人类不断揉入大量的精力和资金到这一学科的研究当中，希望能够提高机械化生产的技术水平，可以说，现代人们的生活已经完全离不开计算机技术了，在人们生活中的每一个角落都有计算机应用的影子，因此对于该学科发展的研究也在日益发展变化，越是复杂的行业就越是需要高超的计算机技术，对于计算机内部系统结构中的软件、硬件发展也都有着更高的要求，也只有创新出新技术发展，才能够更加满足全球一体化的发展需求，不过不能够及时开展该门学科的技术发展，必将被这个社会所淘汰。
在计算机技术发展中，人类实现了高度的资源共享性发展，使得全世界各地的人们都能够在计算机互联网的应用中及时地了解想要获得的信息，在获得资源信息的基础上又进一步促进了计算机信息技术的发展，完成了数字信号的转换功能，从而进一步缩短了新技术开发研究的时间，使得计算机技术更新换代的速度变得更为地迅速。与此同时，许多新型的有关计算机的发展理论也在不断地研究并且取得了突破性的进展，理论内容的发展也需要通过技术的实践发展得到证明，新理论的提出需要新技术的支持，并且引领着今后未来的发展趋势，比如说，光盘、U盘的开发就已经完全取代了上个世纪末期出现的软盘，新处理系统的产生使得计算机科学技术的发展得到了质的飞跃。
通过计算机科学技术的发展，能够实现许多领域的融合发展，对于现代化企业来说，任何一个单位都不是独立的个体，而是要通过许多行业领域的共同支持才能够完成，而且还渗透在每个行业领域里各项工作内容上面，促进各个行业领域的快速发展，又反过来引领着计算机技术的发展方向和趋势。现代化的竞争，是技术的竞争，只有自身技术提高了，相应的竞争能力水平才可以跟着提高。不过，影响计算机技术的发展因素并不只是单纯的一方面，而是由全社会各个行业领域的综合性发展所造成的，同时也是社会的发展在推动着计算机科学技术前进的脚步。
四、计算机科学与技术的发展方向
（一）高效率
从发展方向的角度上来看待计算机科学技术的发展，未来的技术水平能力只能是越来越高，效率越高，发展越快。速度，已经成为了制约着计算机技术发展水平的关键影响因素，特别是以计算机处理性能为标准，需要对电子集成电路进行更好的研究开发，让计算机的处理器能够满足人们更高的处理需求，也就是让计算机能够有更高的处理性，完成信息的处理工作，过去老旧的计算机处理性能水平大多数已经不能适应现代化信息存储的需求，存储空间小，运行空间小，都在很大程度上制约着计算机技术能力水平的提高，为了更好地方便人们的生活使用，就必须要从计算机的处理性能上面入手，不断提高计算机的计算速度、计算效率以及计算的准确性，对于老旧落后的生产技术进行淘汰，尽量避免让用户在使用的过程中遇到计算机“卡机”、“死机”的现象，要给人们提供方便而不是增加负担。
（二）广泛性
未来社会人们能够使用到计算机科学技术的地方只会越来越多，而不会越来越少，因而具有广泛性的应用方向特点，比如说苹果公司新出applewatch苹果手表，这款智能化手表的出现就意味着人们生活的转变，同时也意味着计算机科学技术已经走入到了我们身边，并且融为了我们生活中不可缺少的一部分，许多代产品的出现，代表着它自身发展水平的提高，设计更加精密，功能更为强大，内置的处理系统UBeR更是可以直接实现远程控制，实施远程监控等功能。还有很多广泛性应用的例子，就不一一列举了，只能说，未来世界一定是一个计算机科学技术所领导的世界，计算机技术的应用发展将会变得更加地普遍和广泛，让全民都可以享受到计算机技术发展所带来的便利。
（三）人性化
人和机器有着本质上的不同，人是具有感情的，具有思维，具有人性化和智慧的生物，计算机是一种机器，它所运作的原理完全是依据程序化的技术模式，机器给人的感觉永远都是冷冰冰的，但是人们并不喜欢冷冰冰的东西，人们比较注重人性化的感受，因此，人们要求现代化的计算机科学技术发展一定要有人性化，让人们在使用的过程中，能够感到人性的价值和温暖，要将计算机数字处理系统同人性进行融合，希望计算机也能够出现人类的思考方式，实现人机沟通，也就是说，我们需要的这台计算机是一台可以和我们进行对话聊天的智能型计算机，它应该具有人类的思考能力，这样它才能够更好地满足我们的生产需求，转变人们的生活方式。
五、计算机科学与技术的未来发展趋势展望
（一）更专业化
电子计算机智能高度发达之所以像现在这样发达，是因为关于应用板块的设计上取得了较大程度上的进展，而应用技术的未来发展趋势，也一定会是更加专业化、细化的，例如说最近几年比较流行的平板电脑，就是将传统的计算机技术融合发展成为掌上电脑，不仅实现了人们对数据处理的需求，同时还可以随身携带，增加了各种设备读取软件，在一定程度上提高了计算机技术整体发展水平。而在外部插槽技术研发中，使得pCi技术的使用表达有着更高的扩展性和实用性。从专业化发展的角度上来看，比如说机器设备，收银设备等的研究都要分门别类，而针对家用电器终端的使用上面，人们可以设计一种家庭化模式的计算机处理体系，在计算机处理中心当中，实现综合化发展，让人们可以享受到更加专业化的计算机技术应用。
（二）更智能化
在人工智能化计算机技术发展中，以智能化机器人的出现为例，开拓了智能化计算机技术发展的综合性领域，人们可以在家中向机器人设计应用程序，让机器人打扫卫生，或者刷碗等工作，这种智能化的机器人将会是未来计算机科学技术发展的重要趋势和挑战，智能化的机械运作生产在某种程度上正在取代着人类手工的劳作，在提高工厂生产率的同时，也减轻了人们的负担，提高了对工作人员人身安全的保护性。现如今，智能化的生产发展模式已经基本完全在工厂生产中得到应用，成为生产劳动的主力，因而未来一定会朝着更加智能化的发展趋势进行改革创新，还可以全方位地开展家庭联网系统，使人们可以随时随地对家中的各种电子设备进行控制，并且对其进行实时性的监控，及时地了解到家中电子设备软件的应用情况，让人们在路上就能够控制家里的电饭锅和空调的运行。除此之外，通过现代电子计算机技术的开展，还可以实现对某些电器软件的智能升级，更新处理系统，改进使用方法和使用手段。抛开生活和生产而言，计算机技术应用最为尖端的项目应当属于航空航天领域了，通过智能化计算机技术的开发，人类已经实现了登陆月球，已经冲出地球，走向了宇宙，而且机器智能人类甚至是登上了火球，这些计算机技术的实现无一不是在证明人类智慧的发展，智能化电子机器人的发展，开辟了人类视野，未来更加智能化的计算机技术一定会带领人类继续走向未知的领域探索。
（三）多领域化
就当前计算机技术发展的状况来看，未来的技术发展趋势并不是单一的，而是会向着多元化融合的领域方向上进展，在多元化，多领域化融合的过程中，将会给人类的生产和生活方式带来巨大的改变，随着电子互联网技术的发展和创新应用，人们所需要的技术生活方式也在不断地变化当中，可以说，当今社会计算机电脑已经是必需品了，人们加更难脱离计算机以及互联网进行生活，在多元化宽领域的发展中，人们对计算机技术的使用已经不再单纯地停留在电脑上了，而是已经将计算机技术同手机、电视等电子设备进行了高度统一，人们可以在手机上就观看视频、图片并且和他人进行沟通与交流，现代人们家家都有一台智能电视、一部智能手机，而通过计算机科学技术的开发，未来将会实现电视、手机以及计算机一体化发展，将三者融为一台电子机器，在这台电子机器中融合了多领域化的发展特点，让人们在这一台机器上面，就可以自由地掌握社会各行业领域的信息，在每天的学习和生活中，都可以找到自己想要知道的东西，而且这种小型的电子机器设备还便于携带，大大方便了人们的生活，并且向着宽领域的方向发展，融合了更为宽层次领域技术。
（四）更品质化
与过去人们生活追求不同的是，现代人们更加愿意追求高品质化的计算机技术生活，享受速度更快、质量更高的计算机技术体验模式，对于品质化的追求可以体现在人们对于苹果公司所出品的手机、电脑的追求，苹果计算机技术风靡全球最重要的原因就是因为人们所追求的高品质化生活，苹果计算机的处理系统有着高效的处理能力，就比如说和其他的windows处理系统相比，苹果计算机的处理能力就要远远高于普通计算机系统对信息的处理能力，所以人们宁愿付出更高价钱来享受更为优质的服务系统，举这个苹果的例子主要是想说明，现代人们对于计算机科学与技术的发展需求，人们更加追求的是品牌，是品位。倘若苹果公司不能够保证每年创新出一台更加富有品位化的产品，就将会被这个日新月异的计算机技术市场所淘汰，而我国在这一方面一直处于发展阶段，还需要进一步向外国的公司进行学习，了解到世界最为先进的计算机科学技术发展趋势，不断找到国内技术中所欠缺的地方，找到当前发展模式中所存在的问题，学习美国、韩国的先进计算机科学技术，在保证计算机应用软件发展速度的同时，为人们提供优质化的操作系统。
六、结论
综上所述，计算机科学技术已经是当代人民生活中无法分割的重要部分，对于该项学科领域的发展趋势研究也已经成为了不可回避的话题，此项技术在给人们带来的便利同时也给人们的生活带来了巨大的机遇和挑战，新时代计算机技术的出现转变了人们的生产、生活方式，同时人们对于未来技术的发展方向也提出了新的要求，尤其是在对该项技术的发展趋势展望中，希望计算机技术能够更加专业化，把每一项计算机处理系统设备都能够处理地更好、更加完善，同时还希望能有智能化、人性化的发展趋势，让计算机技术能够更加满足人们的生活特点和生活习惯，让人们在计算机技术的应用中能够感到更加地亲切和舒适，要从全方位、多领域的角度上开展此项技术，进而让人们可以追求更加品质化的优质生活，实现计算机科学与技术的综合化发展。
参考文献：
[1]邢凯翔.计算机科学与技术发展趋势的探讨[J].赤峰学院学报（自然科学版），2015.
[2]侯国宁.计算机科学与技术的发展趋势探析[J].中国管理信息化，2015.
[3]高飞.探讨计算机科学与技术的发展趋势[J].通讯世界，2015.
[4]马维杰.计算机科学与技术的发展趋势分析[J].数字技术与应用，2015.
计算机科学的发展篇5
[abstract]SincereformandopeningofChina'seconomycontinuestoacceleratethepaceofdevelopment,people'slivingstandardsimprove,computernetworktechnologygraduallyfromahighlevelforresearchstudytomillionsofhouseholdspopularity.thisnotonlyreflectsourcontenttoenrichthelivesofpeoplewithwealth,butalsofullydemonstratesthelevelofChina'scomputerscienceandtechnologygraduallyimproved.theearliestcomputersciencenetworktechnologyistheremoteterminalthroughthecommunicationlinedatasenttothehostcomputertohandle,formedonlyasimpleonlinesystem.withChina'sgrowingeconomicstrength,high-techtalentsincreasinglevels,promptingcomputertechnologyandcommunicationtechnologycontinuestoevolve,computerscienceandtechnologyhaveevolvedfromthesimpletothecomplexdevelopmentprocess,fromsingletomulti-unitdevelopment,andgraduallyspreadtomillionsofhouseholds.
中图分类号：G623.58文献标识码：a文章编号：2095-2104（2013）
【关键词】新形势；计算机网络；技术与发展
[Keywords]newsituation;Computernetwork;technologyandDevelopment
计算机科学网络技术的发展令人举世瞩目，一方面，从20世纪70年代开始建立的远程网，1946年第一台计算机出现开始算起，它的发展史已超过六十多年，计算机科学网络技术的发展无论是从降低成本、运算速度、缩小性还是开发与应用上，都一定程度上由量的积累得到了质的飞跃。另一方面，随着我国新形势下经济的不断发展，科学技术水平的不断提高，促使人们的生活节奏不断加快，计算机科学网络技术的应用也随之从从前的一元化逐步走向多元化的发展趋势。新形势下计算机网络科学与技术的应用不仅涵盖了大部分的高新技术领域，而且也已经逐步渗透进我们一日生活中的各个方面，不仅包括工业领域、军事领域、商业领域等，现在甚至我们社会生活中离不开的电子产品——手机，也由非智能向智能计算机网络技术方向转变。从80年代迅速兴起的局域网，到90年代先进的、能够提供足够宽带的交换式网络技术的产生、应用到普及，以及atm、千兆以太网、全光纤网等高速科学网络技术的诞生与发展，从仅有4个节点的远程网发展到覆盖全国乃至全世界的巨大型的互联网。这都在证明着新形势下计算机科学技术的发展不容小视。
一、新形势下计算机科学技术发展的未来整体趋势
（一）计算机科学技术发展与应用的层次更加深远
随着经济的发展，技术水平的不断提高，计算机科学技术的发展将会向信息快速化、智能化方向更深一步层次的进步与发展。现在只要“百度一下”网上就会出现海量的信息供你选择，针对这些信息我们应如何把这些条理不清晰的海量信息变成我们真正想找寻的所需知识，现在这一问题将逐步成为计算机科学技术发展课题研究的重要方向，与此同时还要更深层次的挖掘计算机更多的多元化、智能化成分，使得我们的生活与计算机之间的相处更为自然和谐，更为通大便利。新形势下现如今的科学技术水平是使得计算机科学网络技术越来越有更深层次的感知、理解能力，越来越有更深层次的较高思维运转能力，使得我们在使用计算机的过程中不再单一的输入应试的计算机语言，而是能逐步通过感觉、需要打出文字信息传输给计算机，甚至可以应用表情符号，或者使计算机开始识别“人脸系统、手势语言”来与计算机达到更深层次进行沟通，在新形势下这种令我们在计算机使用过程中可以产生身临其境的交流、感受的人机感应设备已经在逐步出现并得到应用，而且这就是我们经常听到的虚拟计算机技术领域发展集中体现的证明。
（二）新形势下计算机科学技术性能的发展会更高，速度会更快
在新形势下随着经济的不断发展，高新科学技术水平的不断提高，计算机科学网络技术的性能将会越来越现代，水平将会越来越高，速度也会越来越快，这将最集中的表现在计算机主频方面越来越精密。据相关信息资料统计，inter公司目前已拥有超过10亿的有关晶体管的微处理器，这种在一个计算机中使用上千个处理器，这被称之为"并行处理"。另外，据相关数据的分析与统计，在目前世界上性能最高的通用计算机已经采用上万台计算机并行的模式。而且对于一些专用的计算机并行程度会更高、性能会更强大。可见，在计算机科学技术发展的关键技术上把各种计算机高效并快捷的联系起来，并以相互之间协调的工作，加之合理的运用，成为最为熟悉的系统软件——应用系统的功能。相信计算机在这一科学技术发展的基础上，将会越走越高，性能将会越来越强，也会逐步走向人民的生活，逐步走向平民化。
（三）新形势下计算机科学技术发展所涵盖的范围更加广泛
在经济发展的新形势下计算机科学技术发展涵盖的范围会更加广泛，在经济发展的近几年来，变化最为明显的趋势主要表现为计算机科学网络化逐步向各领域之间更广范的渗透，逐步从广度上进行开拓和延伸。在西方，有学者把这种计算机的发展趋势被称之为"无处不在的计算"。设想，在经济发展的新形势下，未来的计算机也会像现在的汽车和电器中的马达一样，就像现在计算机科学技术在家中的应用范围已经广泛到各个方面，就连我们曾经的笔记本、各种书刊、杂志等都已经逐步电子化了。我想再过几十年，包括每个学生甚至每个上班族，都能根据自己需要在随身携带的一本薄薄的计算机上查得自己所需要的信息与资料，既省时又方便，适应现代高节奏且高效率的都市生活与应用。甚至有人预言，在不久大的将来计算机的价钱会逐步平民化、普及化达到真正的人手一台，应用自如。在使用计算机方面就像吃饭或者睡觉一样平常，计算机将会像手机一样成为人们最常用的“必须品”。
二、计算机科学网络技术的未来应用
在经济发展，科学技术水平提高的新形势下，计算机的应用服务在现如今的通信网络发展的趋势中是不容忽视的一方面。就比如现在人人必备的手机，越来越多地逐步趋近计算机智能化，“3G”这个网络专属名词已经成了通信业最热门讨论话题之一。手机的功能已不仅是打电话、发短信、上网，而且在其他领域里更是大展身手，各显神通。例如，管理人员可以通过手机命令员工进行相关专业的服务与工作，并对员工的工作进行评估与监督；在销售部门，销售人员可以利用手机对顾客提供商品业务的信息查询与相关服务，还可以直接通过手机直接下达销售订单，也可供顾客查询订单详情等。这些都是计算机科学网络技术不断发展的集中体现。像在销售领域的应用不仅节省了时间，而且也为顾客提供了相应的便利，为顾客提供了更周到、更便捷高效的服务与帮助。这样随着计算机科学技术的不断发展已不再需要携带笨重的计算机，有些简单的工作只需一个智能的手机就可以轻而易举的做到。
总之，随着社会科学技术与经济的快速发展，计算机科学技术不仅很大程度地渗透到了人们的生活和工作的各个方面，而且正在不断快速的向前发展着。本文了简单的探讨了新形势下计算机科学技术发展的整体趋势。总而言之，新形势下计算机科学网络技术正在以人们所不能设想到的速度不断迅速的发展着，并逐步走向性能高、层次深、范围广的趋势。
【参考文献】
【1】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
【2】张瑞.《计算机科学与技术的发展趋势探析》.[J].制造业自动化.2010
计算机科学的发展篇6
摘要：本文通过全面论述计算机图形学的知识结构体系与它在计算机科学教育中的作用与地位，提出把计算机图形学列入计算机专业的核心课程，以弥补“高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)”与“高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程”中对计算理论“能行性”教育的缺失与应用软件编程系统训练的不足。
关键词：计算机图形学；计算机教育；核心课程；软件系统；应用开发
中图分类号：G642文献标识码：B
1引言
2006年，国家教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会编制出版了“高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)“(以下简称”新专业规范“)[1]，该“新专业规范”指出：由于计算机专业是全国在校人数最多、高校开设专业最多的专业，这导致计算机类专业毕业生目前出现就业困难，其主要原因还是计算机人才的培养满足社会需要的针对性不够明确，导致了人才结构上的不合理。解决方法是分类培养、使计算机专业的学生能有相对优势的知识结构，高校教育应该为计算机专业现在的毕业生增加专业特色、增强就业竞争优势，等等。并由此提出了“高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程”(以下简称“核心课程”)[2]。无疑，这对全面规范并提高国内计算机教育的整体水平具有非常大的指导作用。通过认真学习研究这些内容之后发现，究竟应选择哪些课程作为计算机的公共核心课程供全国各行业人员作为学习计算机的基础知识，以及一些课程的教学内容应该如何安排，才能做到既拓展计算机专业学生的知识领域、又能增加学生毕业后的就业渠道等，这些都是大家不断思考的问题。而计算机“核心课程”的选择似乎对上述已有问题的解决帮助不够，而增加计算机图形学的教育对解决这些问题是一个值得借鉴的好方法，理由如下(不妥之处，请批评指正)。
2计算机图形学课程列入核心课程，弥补本科教学计算能行性教育的缺失
作为具有全国指导意义的“新专业规范”，应该为计算机教育在多个行业方向的发展奠定基础，而抽出它们所共有的基础课作为计算机本科教育的核心课程，但现有的“新专业规范”的公共“核心课程”[2]只有
程序设计
离散数学
数据结构
计算机组成
计算机网络
操作系统
数据库系统
等7门课程内容，而把“计算机图形学”课程排斥在核心课程之外，这显然不利于计算机应用的全面发展，不利于计算机动画、游戏、图形标准、计算机仿真、计算机辅助设计与制造等计算机应用软件行业的全面发展，会缩小计算机本科生毕业之后的就业面，也与制定“新专业规范”的初衷相悖。
什么能被自动计算一直是计算机界探讨的主题之一[8]，那些确切能用计算方法解决的问题如何设计才能被计算机自动计算简称计算的能行性(可计算性的实现前提)，而程序设计与数据结构这两门课程是计算机编程的基础，它们作为计算机的公共核心课程是必须的。但这两门课程(该“程序设计”课程实为计算机程序设计语言＋语句的简单应用，“数据结构”讲授程序加工的数据如何配合算法进行有效管理安排、以实现算法的功能)并没有从理论上解决计算机程序根据什么原则才能进行有效设计、以及程序如何构成系统后才能最后自动解决用户提交的计算问题，这是国内“程序设计”课程多年来悬而未决的老大难题。其原因在于：讲授程序设计语言时，学生还没有数据结构方面的知识，而数据结构本身既不讲模型方法、又不讲解软件系统等概念，同时这两门课程也缺少具有复杂计算模型的大规模实用软件编程的整体训练内容与方法，若把这些缺失的内容都加入到教学中，则一无足够的课时、二是改变了授课的性质。所以，从算法语言的角度介绍程序的设计方法是不完备的。
对于这个问题，计算理论早已从计算的机理与实现上予以解决。但计算理论的内容一般只在研究生阶段讲授，且计算理论是研究生的一个专业方向、即使该理论在研究生阶段讲授、学生理解也有一定难度，而把这套理论方法直接用于实践以解决实际应用问题难度更大[9]。即现有成熟的程序设计理论与方法没有通过适当的载体引进本科课堂教学中是现行教育政策最大的不足，而计算机图形学是直接从应用软件开发的角度阐述计算的“能行性”问题(见下述)，当其列入计算机的核心课程后，既能弥补上述计算理论教育中缺失的一环，也能有效弥补上述7门核心课程中计算机应用软件编程系统训练不足的尴尬。事实上，GpU(图形处理芯片)与CpU在pC机上的发展并驾齐驱，证明计算机图形学是计算机科学中不可缺少的重要研究领域，可这些没有在“核心课程”[2]中得到有效的体现令人不解。
3计算机图形学的知识结构体系
3.1计算机图形学的研究对象、研究方法与基本教学内容
计算机图形学的最终目的就是用计算机程序的方法在计算机显示器屏幕上生成图像效果，特别是生成类似照相机拍摄的三维图像。而照相机拍摄三维图像是一个具体的物理过程，它的基本原理是光线在空间物体之间相互传播，当光线被物体表面反射并被照相机接收后形成的显示效果。由于人们能从二维照片上光点的亮度与大小判断出物体表面该点距照相机的相对远近，故人们常称这种图像为三维图像。用计算机程序的方法生成具有高度真实感的图形就是对上述物理过程的一种近似仿真模拟得到的效果。为了达到这一目的，人们根据仿真方法的要求，建立了仿真过程需要的各种模型(包括照相机模型，灯光模型，颜色模型，照明模型，物体的几何模型，物体表面的材质与纹理模型)，通过①模型数据的输入(交互输入、编程输入、文件输入等)、②数据的存储与管理(系统参数文件、图形模型数据文件、规格化图形数据文件、物理显示设备的图形显示文件)、③数据的运算处理(物体的几何变换、全剖切运算、集合运算、三维重建算法、物体的各种变形运算等)、④数据的输出(各种线段图形的生成与实面积多边形的填充算法、着色算法、消隐算法、纹理映射算法、阴影算法，光线跟踪算法与辐射度算法)等4个处理过程，用系统编程设计的方法实现其图形显示[7]。
这里照相机模型描述了三维空间中的点、线、面等图形投影转换成二维空间中点、线、面等图形，并调用二维图形的生成算法生成二维图像，同时裁剪超出显示范围的三维图形、便于图形的正确显示。灯光模型与颜色模型描述了光线产生的根源、点光源的空间几何分布、光线在空间中的传播方向与衰减规律，光线的色彩属性、亮度计算方法与合成色的变化规律等内容。照明模型描述了物体表面反光或透光能力的计算方法。物体的几何模型描述了一个物体的点线面等几何尺寸与大小。材质特性描述了各物体表面对各种性质光线的反光与透光能力的大小。纹理模型直接描述了物体表面各点的显示细节与像素值。着色算法确定了用何种插值算法填充多边形网格表面、使其显示效果是多边形网格效果或是一张光滑的曲面效果。消隐算法确定显示物体表面的各个可见表面与边线，不显示其被遮挡的不可见的表面与边线。纹理映射算法就是把一张照片映射至物体的表面上(又称贴图)，而这个照片既可以是实际照相机拍摄的三维照片，也可以是用数学模型描述并动态产生的结果。在场景中，由于某些遮挡物的存在，光线不能直接照射到某些物体的表面，使得这些表面反光(透光)的亮度暗于被光线直接照射物体表面的亮度；观察的角度不同，所见这种阴影效果的形状与大小不一样；阴影算法即在场景图中统一绘制这种阴影显示效果与非阴影显示效果。光线跟踪算法、辐射度算法就是仿真光线的传播过程以达到最后生成所需的图像效果。
事实上，在计算机图形学的应用领域中仅研究这些模型还不够，还要用程序设计语言与数据结构的知识把它们都转换成一个个可执行的算法，并用系统编程的方法把这些算法构成一个软件系统整体，才能方便各种图形的生成。而在这个软件系统中生成图形的第一步是构造多种物体的几何模型与形状(物体的几何变换、全剖切运算、集合运算是用简单物体构造复杂物体的有效工具之一，三维重建算法是用点、线、面等元素恢复物体外壳的几何形状)，在统一的世界坐标系中确定它们的位置与朝向，再逐一确定物体表面的材质特性与纹理效果等，使这种多物体造型(称场景造型)满足实际应用的需要。第二步是设置灯光与灯光的特性，设置照相机模型等。第三步是在上述二步的基础上，统一用光线跟踪算法或辐射度算法生成上述场景造型所对应的三维图像效果(又称渲染)。
应注意：
①试图精确的构造现实世界中所有物体、特别是具有复杂结构或微小结构或细微动态变化物体的几何模型既不现实、其代价也太大，人们总是想用其它的方法来代替，这就是所谓分形描述、粒子描述建模等多种其它建模方法的来源；
②完全按照物理学上光线的传播方法来生成图像太费时间，光线跟踪算法、辐射度算法事实上是对物理光线传播方法的一种近似。这个近似程度一般由图像显示的真实感与计算的复杂度来确定。
③在上述场景造型的构造过程中，若物体运动或变形，灯光改变照射的范围、朝向、亮度、色彩，照相机改变拍摄的方向或跟踪拍摄，此时若连续拍摄(即渲染)三维空间场景效果，就形成了多帧图像，连续播放这些多帧图像就是计算机动画。
④所谓图形标准就是把上述的照相机模型、点光源的灯光模型、颜色模型、简单的照明模型、着色算法，以及点线面、多边形网格模型等模型与算法用硬件实现，并由图形标准提供软件接口方法调用这些硬件功能；当用户向该图形标准提供上述模型的描述数据与材质、纹理描述数据之后，计算机就能用硬件加速的方法实现在显示器中高速生成点线面、多边形网格，以及光照效果的表面、纹理效果等图形。目前的图形标准本身并不负责物体几何模型的构造，也不负责管理各种模型数据等。现图形标准主要以纹理映射算法为主，暂时还没有用光线跟踪或辐射度算法以实现三维图形的实时显示。可见图形标准仅是计算机图形学部分研究成果的具体实现。
⑤若能在上述场景造型中，让各种物体实时运动(照相机与灯光是具有其它功能的物体，它们也有几何形状，也能与人、动物等角色(多关节物体)一样进行各种运动)，并能接收用户的交互操作、且这种运动过程具有故事情节性，同时这种多物体运动的效果能在计算机显示器屏幕中实时生成显示，这种计算机动画就是3D游戏(人类社会活动的仿真)。3D游戏另一个难点在于复杂游戏引擎的构造――即如何构造并管理游戏场景的模型数据(包括声音与人工交互操作等)，使整个游戏画面达到实时显示的目的。事实上，3D游戏可以看成是计算机多媒体技术与虚拟现实技术在商业上的降级简单应用。
⑥物体的几何造型、变形与运动是计算机动画的一个难点，比体这个概念更复杂的是流体与场的模型构造、显示，它们能描述更广泛一类的物理现象，如台风的变化过程、风洞的实验效果、物体表面的应力变化现象、环境中热传递效果的变化、地质勘探结果的可视化显示等，一般人们把这些问题归纳在“科学计算的可视化”课程中讲授，因为这些流体与场的模型构造等需要比较深的数学知识。但是，一旦这些流体与场的几何数据模型确定之后，人们就能用图形标准显示它们。
⑦计算机辅助设计CaD与计算机动画的区别：在CaD中，也需要构造物体的几何模型并显示这些物体的构造效果，更重要的是还需要用数控机床把这些设计出的物体零件加工制造出来，故它对物体的几何模型要求特别高、特别是其误差控制，因为多个零部件组成的精密加工机床等最后影响加工的精度都与各个物体模型的误差精度相互关联。显然，在CaD领域中，也有零部件之间的联动等多种运动需要精密控制(机械运动与仿真)。与物体几何模型要求相比，CaD领域中物体的显示要求可以放低些。而在计算机动画中，相对而言，对物体几何模型的要求低，例如物体的外表面可以不封闭，只要这个不封闭的外壳表面破绽不被照相机拍摄到就可以了；但计算机动画对最后渲染的图像显示质量的真实感效果要求很高。
⑧二维图形与三维图形的区别：这两者的区别除了其数学模型一个是二维的、一个是三维的之外，更大的区别还在于二维图形学只能从数学上研究图形的基本规律(点、直线、曲线、平面与形状，位置，运动与变形，色彩等)、以及图形的模型构造与显示方法；利用二维图形的简单性，可剖析计算机二维图形系统的组成，即软件系统是一个能自动运行的程序，它能从输入、存储、运算处理、
输出等方面全面处理用户在某个领域中提出的诸多数学模型并完成其模型描述数据的加工任务，使用户很容易明确这种软件的组成、功能与使用范围。三维图形学却可以用数学模型的方法研究自然界中的多种物理现象，由此探讨大自然中多种物理现象的变化规律，并能用图形显示的方法来表现这种变化过程，这种方法正是人们探索自然并进行科学研究所倡导的基本方法之一。因此，从三维图形学的基本教学研究内容可知，用图形方式(可见的点线面、色彩、纹理)显示各种物理现象的变化过程只是一个表面现象，关键的是要掌握这种变化过程的物理机理并能用数学模型的方法全面正确的描述这种变化(即用图形的方法表达计算机信息数据的含义非常适合人们观察自然、了解自然现象与变化规律，而计算机的信息描述数据是由具体的各种物理变化过程确定的)，即掌握计算机仿真与科学研究方法才是学习计算机图形学的真谛，也即用计算物理学的基本思想能统一传统意义上计算机图形学与计算机辅助设计学科中的基本研究内容。计算机专业的学生有了这种方法后，再深入其它各应用学科领域，努力掌握其物理原理、科学实验与数学模型方法等知识，并与行业专家相互配合，计算机与计算工具就在各专业领域的科学研究与系统设计上大有用武之地了。
综上所述，可以给出计算机图形学如下定义：
计算机图形学属于计算机应用软件的研究范畴，它主要通过物理原理与数学方法，建立描述自然景观(虚幻世界)的几何数据模型与显示图形的物理数学模型，以达到用程序的方法把这些模型的描述数据通过算法转换成在计算机显示器中显示自然景观图像的目的。本质上，用计算机生成三维真实感图形就是用数学模型的方法仿真光线在物体之间相互传播而产生的显示效果或把光线传递的效果即照片映射至物体表面上所产生的显示效果。
国内计算机图形学教育工作者已认识到计算机图形学在计算机学科教育与科学研究中的重要性，并于2001年公开出版计算机图形学教材支持上述观点[10]。但由于这些观点没有引起国内计算机界制定政策的主流阶层人士的关注，相反，从2000年开始，计算机图形学的内容却从全国范围内的计算机专业等级考试中消失，这不能不说是国内计算机教育的一大损失。
而计算机图形学的授课关系见4.1节。
3.2“新专业规范”中，计算机图形学的教学内容有待改进
“新专业规范”中计算机图形学的教学内容主要放在计算机图形标准的使用上，核心内容只有图形标准、照相机模型，图形显示设备与输入设备，前期课程要求计算机程序设计语言与离散数学，并只安排8个课时来讲授这些内容，其它的内容作为选修内容(这包括各种图形的生成算法、物体几何模型的描述方法，计算机动画，可视化，虚拟现实，计算机视觉，人们对色彩的主观感受、如何用色彩方式表达设计作品的主题思想，等等)。这种教学安排能使学生掌握图形标准的使用、以及照相机模型的应用，很容易导致学生误认计算机图形学就是在显示器上绘制各种图形这种认识偏差。
这种教学安排不当之处如下：
首先，计算机图形学的前期课程应该是程序设计语言与数据结构。实际上，不学离散数学并不影响学生编写图形学的各种应用程序；但不学数据结构，则编程困难；而且授课学时数太少。
其次，图形标准自成体系，但它不能构成一个完全自动运行并具有图形数据输入、存储、运算处理、输出等处理全流程功能的软件系统，它往往需要用户在应用软件中向图形标准输入模型数据并调用其各函数才能出现所需要的图形显示效果。初学者原指望学了计算机图形学，就知道象3DSmaX与openGL等软件中是如何编写程序并实现各种动画图形的显示，但授课结果却令人失望。
第三，由于初学者一般缺少对计算机图形学的全面了解，缺少对计算机图形学的研究对象与研究方法的认识，也没有图形系统的概念，该“新专业规范”授课大纲中虽有物体几何模型的描述方法但缺少在图形系统中具体建造物体几何模型等实例；另大纲中授课内容的逻辑关系非常不顺畅(例如把计算机视觉作为计算机图形学的一部分对待并讲授值得商榷，虽然人们期待从计算机视觉图像中获得图像的模型描述数据并一直朝这个方向努力，但计算机图形学与计算机视觉的研究方向与研究方法毕竟有很大的区别)，也没有总结出计算机图形学的核心概念，且对计算机图形学的认识仍停留在图形学由各种算法的集合所组成的认识层面上，很难正确体现计算机图形学在科学研究中的重要作用。若授课内容掌握不当易使教学与学习迷失方向，或再次导致计算机图形学课程被计算机专业边缘化，这也是多年来国内同行反映计算机图形学难教难学的原因之一，这显然与当今计算机图形学在计算机科学中的发展潮流相悖。
第四，图形标准只是计算机图形学部分研究成果的具体实现，当初国外为什么会选择图形标准而不是选择计算机动画为案例作为讲授计算机图形学课程的主要内容，作者认为可能有以下原因：
①历史的原因：因为图形标准是计算机图形学最早、最成熟的研究领域，后才有CaD、游戏与动画等；且图形标准在各个行业都有广泛的应用，而CaD、游戏与动画是一个具体的专业方向，教学难度大。
②商业发展的需要：图形标准用硬件实现后，已经成为个人计算机的标准配置，这就促使人们更加专注图形标准的发展。
③国外的教学体系不一样：美国的计算机工业、图形学产业与计算机教育均位于世界领先水平，但全美国并没有强制性的计算机教育指导大纲，可是美国各校的计算机教育各有特色，他们对计算机的各个方面都有涉及、且各种层次的计算机课程都有，这种宽松的教育体制有利于科技成果与教育的创新培养。以图形学课程为例，若你需要继续深造，它还有许多图形学的选修课、提高课程(如计算机辅助几何设计、数字几何处理、曲面造型与设计、CaD、计算机动画、游戏、计算机程序设计方法等等)以及最新的学术论文等待着你、直至让你从这种授课体系中走向学科的最前沿与商业开发――即虽然他们的某一门基础课不一定很完美，但他们可以从完整的授课体系中，让你掌握计算机图形学等计算机应用学科的全部内容；但这也同时留下了因为课程划分过细，使人不容易一下掌握学科内容的全貌而留下遗憾。可是国内的计算机教育与国外不一样，首先，国内的高校没有条件开设那么多的计算机选修课；其次，若是全国性的计算机教学指导大纲不全面、不权威的话，就会在计算机学科的发展道路上留下无可挽回的遗憾。
④出于知识产权的保护，美国没有一本书的教学内容是一样的(包括CC2005中关于计算机图形学的知识结构体系的论述)，这固然便于知识创新，但却不利于优秀知识的继承与传授，结果使得每本新书的内容与体系都不一样且庞杂，这对初学者是一个极大的负担，需要教师认真抽取众多书籍的有效内容，成系统后传授给学生，才能有效的提高学生的学习效率，2000年以前国内外计算机图形学的教材内容与体系的不够成熟，也是造成国内计算机图形学授课不能得到有效重视的原因之一。
⑤由于以上原因，美国人并没有把计算机图形学作为计算机学科的核心课程，这使得美国人的计算机图形学课程的教育落后于其计算机图形学等商业软件开发等应用，这是一个不争的事实(在美国，教材与授课基本上是老师的个人作为，商业软件的开发是团队作为并有经济利益作为支撑，它能不断发展并自我完善)。也有很多国际人士认识到计算机图形学的教育出现了问题[4]，显然，仍把计算机图形学定义为在显示器上显示各种图形是过于简单，这是没有正确地把计算机图形学学科的发展规律引入教育部门、忽视计算机图形学在各行业领域中的具体应用与需求的一种表现。因此，全面认真研究美国人在计算机教育与计算机工业的发展规律、商业软件开发等多种优缺点，再针对国内计算机教育中存在的不足，提出解决问题的方法应该是国内计算机教育界值得深思的问题；显然，仅用跟踪所谓国外先进的教学方法与理念也有不全面的地方。
4计算机图形学课程在计算机科学教育中的作用与地位
4.1计算机图形学是计算机应用软件编程思想系统训练的重要基础课程
数据计算、数据存储与检索、数据联网通信是现代计算机的三个最基本的应用。在这三者中，对于数据存储，一般有数据结构课程与数据库系统软件分别介绍其基本原理与大规模数据的系统管理等软件应用；对于数据联网通信，一般有通信技术、计算机互联网等课程、winSocket技术等介绍其基本原理与实现方法；对于数据计算，一般有算法语言、编译原理、自动机理论等课程介绍其原理，计算机科学与技术专业追求的目标是：用形式语言与自动机理论，通过形式化和模型的建立，构建系统，进行模型计算。但这些内容抽象、内容难以理解、难以直接应用解决实际应用问题[9]，计算机专业的本科生学习这一方法尚有一定难度，非计算机专业的学生更不会接触编译原理与自动机理论等，这就造成一般学生在学习计算机进行编程计算的问题上存在知识缺陷，而计算机图形学课程的授课正好可以有效的解决这个问题。
国内新一版的计算机图形学的授课方法[7]：首先，以二维图形为例，从理论上全面解决了图形系统软件的构建方法以及图形数据处理流程的全过程，使初学者牢固的树立起软件系统的概念；其次，为了用计算机仿真的方法在显示器中生成三维真实感图形效果，建立了描述各种物理现象的多种数学模型(见上述)，这些数学模型的描述数据都能通过图形模型数据文件的方式保存在计算机图形系统中供系统内部程序调用，以仿真方法生成三维图像。也就是说，①系统与模型的数学与形式化的描述方法；②按系统数据处理流程，用算法语言与数据结构等知识把模型数据的处理方法全转换成一个个程序，以实现其数据处理的全过程等任务；③编程实现时，需根据计算机的配置与用户的经济要求，合理考虑所选算法的复杂度(或选择优化算法实现图形功能)；这三者是计算机编程计算的基本步骤与要求，是实现可计算性的三个条件――即计算机图形学既成功探索了一般典型的计算机应用软件系统开发的基本规律，又用可视化的方式表达了其程序数据运算处理的最后结果，这为该课程成为初学者学习计算机程序设计方法的首选课程之一奠定了基础。
若没有计算机图形学等编程课程的系统训练，计算机初学者一般只能通过实际大型软件项目的学习与训练(或继续深造)，通过自我总结与提高，才能全面地掌握这种编程与数据计算等知识，而这种机会不是人人都具有的，其付出的代价也将是巨大的。例如现在一般计算机本科专业的学生虽然能熟练的掌握3dsmax软件的操作使用，但不清3dsmax软件是如何编制而成，就是现阶段本科教育存在缺陷的具体表现。
通过数据结构的学习，使学生明白：算法＋数据结构决定程序设计；但计算机图形学的授课能使学生进一步明白：算法不是从天上掉下来的，它们是由用户解决实际问题建立的物理数学模型、并抽象出模型描述数据之后，提出处理其数据模型的基本方法与步骤；而数据结构是记录该模型的描述数据、以及根据算法的需要构造而成、以配合保存各种中间加工数据或最后加工结果；编程者只有把这些解决问题对象的多种模型编写成软件系统之后，才能完满的完成程序设计的任务――即计算模型及对模型的变换与运算处理方法决定了程序设计的算法与数据结构。
4.2计算机图形学的教育体现了计算机学科的科学性
计算学科是指通过在计算机上建立模型并模拟物理过程来进行科学调查和研究。该学科是对信息描述和变换算法的系统研究，主要包括它们的理论、分析、效率、实现和应用[6]。在目前所见的计算机教材中，只有计算机图形学是按照这种理论体系组织教学内容的。这些教学内容是人们耳熟能详的物理原理与相对简单的数学知识在计算机中的综合运用，是计算机学科科学性的具体表现之一――只有把计算工具直接应用于科学研究中，这种计算工具与方法具有科学性才有说服力，而计算机仿真是科学研究中常用的一种有效方法，复杂的数学计算又是仿真建模的基础，从这个意义上讲，仿真与复杂的数学计算等都是科学研究中重要的研究方法之一。这样，该课程就很好的解决了“新专业规范”中人们对“数字科学计算”的认识不统一而导致该课程的教学内容与要求不详等问题，很好地使计算机的应用回归其本来面目；
4.3用图形方式表示计算机信息数据的含义，比用数字符号方式表示其含义更高级、更自然，也是计算机科学研究的对象之一
用文字符号方式描述客观世界是对客观世界的一种抽象，是对客观世界的一种不完整的描述；而人们感受客观世界最自然、相对全面的是用眼睛观察客观世界，它可以较准确的确定客观世界中物理现象的存在与变化规律，这个方法运用于计算机中，就是用图形方式表示计算机信息数据的含义，这种表示方法比符号方式表示信息数据的含义复杂，表示的信息量大，对计算机的硬件要求高。在计算机的多媒体信息表达方式中，图形方式是处理过程最复杂的、也更符合人们的观察习惯。故用图形方式表达信息数据是一种表达信息数据含义的高级表达方式。
现代计算机的应用，不仅是数值计算与数据管理、还表现在工程设计中，人们用图形方式来表达设计人员的设计思想、设计方法，以及设计作品的体系结构与功能等，它能充分表达设计人员的形象思维方式，这种表达方式不仅要求能用计算机表达出来，而且要求计算机能接受人们用这种方式向计算机输入数学模型，这些都是计算机科学面临的新课题。例如古代三国时期，诸葛亮造木牛流马搬运粮草，史书虽然有文字记载其构造方法，但后人却无法复原这种运输工具。在没有实物的情况下，只有用图形方式表示该运输工具的基本构造方法才能使后人复原这种古代的运输工具。对于这类复合结构的复杂物体与运动形式即使用几何数据对它详细描述，若不借助图形方式来表示其几何形状与结构等信息，人们对它的理解也会发生困难，这就是现实中用符号方式描述与图形方式描述(抽象描述与形象描述)信息含义之间的差别。经验告诉我们：在计算机中，信息数据的描述方法不同，往往导致编程的方法与效果也不同，若我们不进行这种方式的培训，就会落后于计算机时代的发展。
4.4掌握计算机配置的常用工具，是计算机应用的必要条件
传统计算机学科的授课内容，并不直接讲解如何进行科学计算等问题，而是为解决复杂的科学计算等问题提供软件服务工具、方法与手段等。例如，从大量应用中(包括软件编程)，找准、预测用户的需求；然后，从中抽象其具有共性的方法与难题，并把它们上升为理论，最后把这种理论开发成工具与系统方法，供用户使用；操作系统软件、汇编语言与编译系统、高级语言与编译系统、软件工程的概念与方法、面向对象的软件开发语言等都是这样逐渐发展起来的；同样的思路，为了计算机的应用，人们开发了办公自动化软件、数据库系统软件、网络浏览器、三维图形标准等各种工具，等等，用户用这些工具能更高效率的开发应用程序。但是，这种授课方式却把用计算机解决科学计算等应用问题留给具体的应用部门与用户对应用软件的具体开发，而课堂教学一般缺少这方面的系统实例，这也是导致目前计算机本科生应用软件系统开发能力弱的原因之一。
但当计算机学科发展到用可视化软件开发应用程序，而计算机的基础教育却忽视这种发展潮流与技术进步(现有的计算机公共核心课程没有计算机图形学的内容)，这只能使我们的应用软件的开发水平仍停留在上世纪70年代的字符表现水平上。因此，计算机本科教育中，使学生掌握计算机配置的常用工具是计算机应用的必要条件，这当然包括让学生掌握计算机三维图形标准这个有用工具。
4.5计算机图形学是嫁接多学科的桥梁，是科学研究思维能力训练的延续与有效方法之一
大学的教育，除了要求学生掌握一门专业的系统基础理论知识与应用外，关键是要掌握“根据任务与需要，学会从中发现问题、分析问题、提出解决问题的方法，建立解决问题的数学模型，直至用物理实验或软件编程的方法解决发现的问题”这种工作能力以及继续学习深造的能力。只有这样，计算机专业的学生才具备自我获取知识和探索解决问题的能力，并使自己在新的工作岗位上做到既是计算机方面的专家，也是行业领域的专家助手，计算机专业的学生才能更好的服务于社会，造福于自己。
什么样的课程能做到使他们具备自我获取知识和探索解决问题的思维能力？传统上大学物理与数学课程的教育是培养这一方法的有效途径。因为物理学是蕴藏科学方法论的宝库，物理不仅包含了物质世界的运动规律，同时蕴涵了丰富的哲理和研究、思维方法，对于培养创新思维有着独特的优势。这种独特的优势地位决定了大学物理在培养全面发展型人才中的特殊作用。显然，知识的内容是有限的，而思维的创造力是无限的。物理学若干世纪以来的辉煌成就，使之创造了一整套行之有效的思想方法和研究方法，据专家统计，在300种通用的科学方法中，物理学包含170种，占56．7%。在大学物理课程中，学生可以接触到实验的方法、观察的方法、科学抽象的方法、理想模型的方法、科学归纳的方法、类比的方法、演绎的方法、统计的方法、证明和反驳的方法、数学模型的方法；还可以学习到科学假设的方法、对称性分析的方法以及定性和半定量的方法等等。同时，物理课程中还包含了无数著名科学大师许多深刻的物理思想和精妙的哲学思辩，尤其随处可见前辈科学破除权威，敢于怀疑，大胆创新的许多生动鲜活的事例。这些闪耀人类智慧光芒的科学方法和科学精神，对提高学生的科学素养，培养他们的探索精神和创新意识，都会产生积极而深远的影响，起到其他课程无法替代的作用[3]。
但传统上计算机课程内容的安排中断了高等数学与大学物理的学习与后续计算机课程学习的相互关系，一些搞计算机工作的人员会片面地认为不学物理与高等数学也一样能学好计算机课程、一样能从事计算机工作。而计算机图形学课程的教学是嫁接大学一年级的高等数学、大学物理与三年级计算机专业教育的有效桥梁，是物理、数学知识在计算机应用领域中的具体应用。而计算机图形学编程思想的训练，特别是探索解决物理问题的数学模型的各种研制方法与思维能力，对各种行业面临实际问题的解决与计算机应用软件的编程具有典型的示范作用――即不同的应用领域、待解决的物理问题与性质不同，其建模解决问题的方法也不同。这种思维方式能告诉各专业学习计算机的学生：通过建立软件系统、并用模型与仿真的方法指导工程实现(例如实现计算机图形显示)是工程应用中的典型方法之一(自动控制、通信、雷达系统工程中都是先用系统的数学模型与仿真方法确定系统工作参数后，再考虑其具体系统的物理实现)，这种思维方式是目前计算机公共核心课程与“软件工程”课程所缺少的。具备这种知识与能力，无疑为计算机专业的学生拓展新的发展方向、为计算机专业的学生向其他应用行业的转行做好了思想准备。
4.6计算机学科的发展是为了应用，而计算机图形学是计算机科学计算等应用的典型代表
计算机科学与技术主要以计算机产业的形式出现在人们的日常生活中，是人们生活、学习与工作的有效计算、存储查询、娱乐等辅助工具之一。计算机科学除了要探讨计算理论自身的发展之外，还要探讨产业的发展，探讨用户的应用与需求；再强大的计算机、功能更全面的开发工具，也需要更复杂的计算机应用课题做支撑，这是计算机学科发展的两条主线。计算机学科的核心教育仅局限于计算理论自身的发展是不完善的，而计算机图形学在计算机动画、3D游戏、图形标准、计算机仿真(如天气预报、大规模地质勘探数据处理、模拟原子弹爆炸与理论设计、模拟汽车碰撞、电磁辐射设计、计算流体力学等应用都需要用图形方式表达其结果)、计算机辅助设计与制造等领域的大量应用，代表了当今计算机科学应用的发展水平，是推动计算科学向前发展的源动力之一，不能再被计算机教育界所忽视。
基于以上理由，相信计算机图形学成为计算机公共核心课程是可行的！
未经授权，谢绝在公开的商业出版物中复制、引用本文之观点与内容。
参考文献
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计算机科学的发展篇7
关键词科技进步模式计算机学科改革
中图分类号：G642文献标识码：a
1前科学阶段
所谓前科学，就是尚未形成该学科“范式”的原始科学阶段。在计算机科学形成具体的理论科学之前，计算机科学当属于前科学阶段。在这一阶段中，机械计算机拓荒的时代，那些所谓的“计算机”都是基于机械运行方式，尽管有个别产品开始引入一些电学内容，却都是从属与机械的，还没有进入计算机的灵活：逻辑运算领域。
2常规科学阶段
科学家们经过长期的研究和争论，形成了公认的“范式”，并依靠共同信仰的范式把大家统一为一个科学共同体。可以说，这一范式的形成，是前人不断摸索，不断进行理论研究，后人在前人的理论基础上，将理论与实践相结合的伟大成果。在此之后计算机科学已经形成了一套完整的理论体系，为后人继续对计算机进行科学研究指明了方向。也使得计算机科学傲然屹立于自然科学领域之中。为人们的生产，生活提供不可思议的帮助。
3反常阶段
科学探索中新事物是层出不穷的，当科学家们发现了范式预期之外的新事物、新现象、新发现，用范式难以解释，这就是反常现象。反常的出现，推动更多科学家通过观察实验搜集更多的反常去证实反常。在当今社会我们可以清楚的看到，人们的需要不再是单纯的学会使用计算机，了解什么是计算机？而是如何使得人们在使用计算机时舒适，方便，如何使计算机更好的与其他学科结合，解决其他学科中的难题等等。计算机的研究者们应该将计算机的相关理论与其他学科的特点结合起来，深入研究。新技术革命的浪潮对计算机科学而言是挑战，也是机遇，计算机科学工作者应抓住机遇，不要囿于前人的学术观点，应大胆提出异议，促进计算机学理论的更新和革命。
4危机阶段
当反常现象大量出现，并成为常规科学无法解决的难题时，人们开始怀疑范式，失去对范式的信任，科学共同体开始分化，这时才有可能打破旧范式的统治转向接受新范式。由于受旧范式支配的常规科学面临生死存亡的考验，反常势必导致危机。随着反常现象的不断出现，计算机的发展方向成为计算机工作者最为关心的问题。计算机以后究竟向着什么方向发展，计算机界还未形成统一的共识。有识之士认识到计算机只有向其他的学科渗透，与其他的学科相结合，才是计算机发展的唯一正确的道路，才能跟上时展的步伐。单纯的为了发展计算机而发展计算机已没有什么有意义的前景。为此，计算机工作者在危机面前必须树立坚定的信念，做大量艰巨而细致的工作，以迎接计算机科学革命的到来。
5科学革命阶段
大规模，超大规模计算机的出现，是计算机科学与当时最先进的自然科学和社会科学相结合的产物，其所取得的成就对于计算机的以后发展起到非常重要的作用。我们今天所处的时代与大规模，超大规模计算机时代虽有不同，但也有很大的相似，我们拥有现代最科学的哲学—马克思主义哲学的指导，自然科学飞速发展，各学科之间联系日益广泛。特别是近数十年来，自然科学在高度分化的基础上开始转向重新综合的趋势。现代系统论、信息论、控制论、协同学、耗散结构理论等边缘学科、综合学科理论的兴起，计算机领域中已由原有的计算机硬件向计算机软件，硬件的转变，同时“人工智能”，“通讯工程”等的出现，都为计算机科学革命提供可能和有利条件。
6新常规科学阶段
科学革命以后，科学即转入新的常规科学，进入了在新范式指导下的渐进式发展。科学史就是常规科学和科学革命不断交替的过程，循环往复，永无止境。跟上了时代步伐的新的中医理论体系（新范式）会随着社会科学和自然科学的发展而不断地向前发展。这一新的理论是以现代语言描述的，因而容易被世界人民所接受，并因为其整体辩证的特色而广泛受到欢迎，且使这一学科本身蕴藏着无穷的发展潜力。新的计算机理论体系还会给未来社会科学和自然科学以反馈，产生深刻的影响，从而有助于未来社会科学和自然科学的发展。作为以实践应用为主要研究目标的计算机科学体系，在发展的过程中，也会找到与其他学科越来越多的交叉点和结合点，在相互取长补短，各自克服缺陷的前提下，经过各自一次又一次的科学革命，最终一定能够达到完全融合。
既然计算机科学即将面临一场危机，我们就要想办法解决危机。要解决危机，必须进行革命，抛弃旧范式，建立新范式。要创建新范式，就需要批判精神与创造精神。对计算机科学进行革命，可从以下几个方面着手。首先要继续深化本学科的发展，向高层次，深层次发展。要对计算机科学进行实质性的深化发展。其次，要拓宽本学科的发展方向，建立新的发展方向，如现在新兴的人工智能，通讯工程等。最后，要加强同别的学科的联系，将计算机科学努力渗透到其他自然科学领域，才能使得计算机科学在自然科学日新月异的当今社会继续存在，发展，强大。
参考文献
计算机科学的发展篇8
从iCt到Computing：英国正在发生的信息技术课程变革
从最初的程序设计是第二文化，到信息技术工具论，再到后来注重信息处理能力，世界各国的信息技术课程一直在发展演化，人们变革信息技术课程的脚步也未曾停止。信息技术课程一直是英国中小学的必修课程之一。随着时代的发展、计算机软件的更新换代和学生的变化，单纯学习办公软件的英国iCt课程越来越受到学术界、产业界等方面的质疑。有学者这样批评道：“学生仅仅知道如何消费技术，却不知道如何创造技术。”此后，越来越多的人认为应该学习软件背后的原理和规则，即计算机科学知识。从2006年开始，英国信息技术教育研究者就试图在iCt课程中加强计算机科学教育。2012年，英国皇家学会（RoyalSociety）在《关闭还是重新开始：英国中小学中计算的方式》的报告中明确地提出，目前的英国iCt国家课程标准将计算机科学、信息技术和数字化素养等整合在“iCt”的标题之下，其结果就是计算机科学经常被忘记或者忽略，导致信息技术课程的教学偏向“怎么样使用办公软件”，而不是指向能够支撑学生未来生活的知识。这个报告认为，应该重新定义iCt，并考虑是否可能把它分解为清晰的领域：数字素养、信息技术和计算机科学，以便恰当地分清在每个学段需要设置的课程内容。他们在报告中建议，“每个儿童应该有机会在学校学习计算，包括将计算机科学作为一门严肃的学术科目”。与此同时，英国教育大臣迈克尔·高夫（michaelGove）宣布终止当前的iCt课程，并将给予学校自由，让学校选择合适的课程与教学资源。2013年2月，英国教育部颁布了Computing学习计划草案。2013年9月11日，英国教育部正式公布了Computing课程学习计划。英国Computing课程的核心是计算机科学，在这门学科中，学生学习信息与计算的原理，数字系统如何工作以及如何通过编程使得这些知识得以使用。基于这些知识与理解，让学生应用信息技术创造程序、系统等。
英国从iCt到Computing的课程变革告诉我们，必须正视目前信息技术课程的危机。“改革往往产生于某种已经感受到的危机，这种危机呼唤着大规模快速行动以应对危机”。从社会需要以及学生个人发展等不同的角度出发，只有去改变目前的信息技术课程目标与内容，才能够真正地适应变化。回归计算机科学课程也许是重构信息技术课程的一条出路。
计算机科学课程理论支点：计算思维
没有正确的理论作为指导，行动就会陷入盲目和被动。缺乏正确的认识基础，方向就会迷失，机会就会丧失。信息技术快速发展与普及以及对单纯信息技术操作技能教学内容的反思，全世界的信息技术教育研究者开始寻求新的课程理论支点。计算思维（Computationalthinking）理论所倡导的像计算机专家一样思维的理念恰恰契合了国际上社会发展的需求。国际计算机科学课程正是将计算思维理论作为指导性理论，并将计算思维作为计算机科学课程的核心目标。
计算思维概念是由时任美国卡内基·梅隆大学（CmU）计算机科学系主任的周以真（Jeannettem.wing）教授在2006年3月首次提出的。周教授从思维的视角阐述计算机科学，并以此来探索计算机学习的教育价值。她认为，计算思维不仅仅属于计算机科学家，它应当是每个人的基本技能。计算思维理论有助于人们从以往单纯学习信息技术操作技能的泥潭中解脱出来。周教授在2013年接受笔者的访谈时曾指出：“学习怎么样使用应用软件并没有什么错误，但是我想我们的学生能够学习更多和更深的概念。”
计算思维理论一经诞生，就得到世界各国计算机教育研究者的高度重视。计算思维理论影响着国际计算机科学课程变革。英国CaS组织公布的《计算机科学：学校课程》（Computerscience：acurriculumforschool）中明确提出：“计算机系统对我们生活的社会产生着深远的影响，计算思维提供了一个新的‘镜头’，通过它我们可以看看我们自己和我们的世界。”在国际上，各国计算机科学专家和信息技术教育研究者召开了系列的学术研讨会，探索并讨论与计算思维有关的主题。英国新设立的Computing课程正是将计算思维理论作为课程的指导性理论，核心目标是让学生通过计算思维来理解和改变世界。
国际计算机科学课程的设置状况
从国际发展趋势来看，各国和地区的信息技术课程都是从最初的计算机科学课程发展而来的，随后信息技术工具的使用以及信息处理的方法逐渐成为主流。但是最近几年，随着信息技术的快速普及以及操作简单化趋势，各国和地区对于计算机工具论指导下的信息技术课程进行深度反思与批判，计算机科学课程重回人们的视野。尤其21世纪以来，国际上出现了重视计算机科学课程，甚至以计算机科学课程取代信息技术课程的呼声与做法。
1.美国计算机科学课程
由于受教育分权制的影响，美国各州中小学信息技术教育的目标分为信息素养、教育技术和计算机教育三大类别，反映出不同的技术教育取向——信息素养关注信息能力，教育技术凸显创造与革新，计算机教育强调计算思维。三者虽有融合交叉，但关注点各不相同。
美国计算机协会下的计算机教师协会一直致力于推广计算机科学课程。自20世纪80年代起，美国计算机协会就先后了多个计算机科学课程模型供各地教育行政部门选择。2011年，美国计算机教师协会在全美中小学计算机教育调研基础上制定了最新的“计算机科学教育标准”，从“计算思维”、“合作”、“计算实践与编程”、“计算机和交流设备”以及“社区、全球化和伦理影响”五个方面制定了不同学段学生需要达成的计算机学习标准，并建议以核心课程的方式在中小学开设计算机科学教育。
2.新西兰程序设计与计算机课程
2008年，新西兰修订了中小学数字化技术的课程，从2011年明确地表述为“程序设计与计算机科学”。改变的动因是“在最近时间，新西兰学校已经很少教授计算机科学，经常性的是计算机教育聚焦在一般性的应用和技能上，甚至更糟的是，有的时候计算机仅仅被认为是一个工具。当然，学生能够使用计算机是重要的，但是应该让学生了解到计算是一个领域”。“中小学计算机课程在中小学涵盖三个不同的方向：将计算机作为一个工具来用于教学（如电子化学习）；将计算机用于一般性的目的（有的成为信息技术）；计算作为一个独特的领域（包括程序设计和计算机科学）。由于管理者被这些不同的角色所困扰，导致计算机科学不能够成为一个独立的领域”。
3.日本的信息科学课程
日本从20世纪80年代开始在中小学推广信息科学课程，并特别强调信息处理能力，认为其是课程的核心。即使如此，日本的课程体系中仍然保留着相当多的计算机科学内容。在1999年公布的高中学习指导要领中，高中信息科学课程分为必修科目“信息a”、“信息B”、“信息C”，分别侧重于信息技术运用能力、信息科学的理解、参与信息社会的态度，学生可选择其中一门作为必修。在2008年颁布的新学习指导要领中，他们将这三个必修科目修改为“社会与信息”与“信息科学”，学生在其中选一个科目进行学习。
从课程设置来看，国际上的总体趋势是逐渐加大了计算机科学课程内容的比重，且有一些国家独立开设了计算机科学课程。
国际计算机科学课程的目标与内容
1.美国计算机科学课程的目标与内容
美国计算机协会将计算机科学定义为：“计算机科学是计算机和算法过程的学习，它包括其中的原理、硬件及软件设计、应用软件及其对社会的影响。”因此，美国的计算机科学课程主要包括：编程、硬件设计、网络、图形、数据库与信息搜索、计算机安全、软件设计、编程语言、逻辑、编程模式、两种抽象之间的转换、人工智能、计算机的局限性（计算机不能做什么）、信息技术应用与信息系统以及社会问题（因特网安全、隐私、知识产权等）。
2.日本信息科学课程的目标与内容
日本“信息科学”科目的内容包括四个部分：（1）计算机和信息通信网络。包括：计算机和信息处理、信息通信网络的构成、信息系统的机能和提供的服务。（2）解决问题和运用计算机。包括：解决问题的基本方法、问题的解决和处理程序的自动化、模型化和模拟。（3）信息的管理和问题解决。包括：信息通信网络和问题解决、信息的存储与管理、对问题解决的评价和完善。（4）信息技术的发展和信息伦理。包括：社会信息化和人类、信息社会的安全和信息技术、信息社会的发展和信息技术。
3.英国计算机科学课程的目标与内容
英国2013年9月公布的正式国家课程Computing的目标是：让学生理解和应用计算机科学的基本原理和概念，包括抽象、逻辑、算法、数据表示；能使用计算术语来分析问题，并具备为解决这些问题不断地编写计算机程序的实践经验；能评价和使用信息技术，包括新兴的或不熟悉的技术，分析性地解决问题；成为有责任心、有能力、自信的、有创造力的iCt使用者。
启示
不难发现，世界各国均充分认识到了信息技术课程偏重于应用信息技术软件的缺陷，计算机科学课程成为信息技术课程的主要组成部分已是大势所趋。我国现行的信息技术课程正遭受诸多的质疑与批判，已走到一个发展的十字路口。分析我国信息技术课程的未来发展走向，可从国际经验中得到一定的启示和借鉴。
1.计算机科学课程应有独立的地位与体系
我国的信息技术课程最初是从计算机选修课开始发展的，但不久后计算机科学的内容由于被质疑不够实用等原因而逐渐丧失其应有的课程地位，因而现行的信息技术课程更加偏向软件工具操作。但是随着时代的发展，如今信息技术工具的使用技能可以在家庭中得到普及和应用，而计算机科学的内容仍有其独特的价值，应该在信息技术课程中重新确立其独立的地位与体系，特别是我国教育决策部门应该充分地认识到我国从信息技术大国向信息技术强国转变的过程之中，计算机科学课程所具有的独特价值。
2.计算机科学课程内容体系的开发
若想计算机科学课程得到迅速的普及和发展，必须从宏观上对计算机科学课程内容体系进行设计与开发。从国际经验来看，各国都根据自己国家的实际情况，设计了小学、初中和高中不同阶段的计算机科学课程内容标准。我们显然需要一套适应新情况、考虑地方不同弹性需求的计算机科学课程标准来推进我国计算机科学教育。根据我国目前的实际情况，信息技术课程需要区分为两个部分，一是信息技术部分，偏重信息技术工具学习与信息处理方法，二是计算机科学部分，偏重计算机科学的原理与方法。而在我国小学阶段，信息技术部分和计算机科学部分都应该有一定的比重，以信息技术部分为主，计算机科学部分为辅。在初中阶段，信息技术部分应该以信息技术工具综合应用以及信息处理方法为主，计算机科学部分比重加大。到了高中阶段，则应该以计算机科学部分为主，再辅以使用信息技术进行创造的部分。
3.研究先行探索计算机科学课程发展路径
从国际计算机科学课程的经验来看，计算机科学课程发展并不仅仅是教育领导的简单意志，而是研究先行。从最初的对于计算机科学课程实施现状的调查，到全面审视计算机科学课程，再到深入国际比较研究计算机科学现状，再到开发计算机科学课程，最后才到国家层面的政策行为。没有前面的研究基础，各国绝对不会贸然地开展计算机科学课程。但是，在我国信息技术课程发展之中，先行的研究还做得不够。我们当前最紧要的任务不是简单地制定一个课程标准，而是首先厘清计算机科学课程的理论基础和内在逻辑。唯有踏实而有效的研究，才能够真正推动我国信息技术课程健康、有序地发展。
如今，我国的信息技术课程正处于变革期，如能适应社会需要与学生发展需要，信息技术课程定会浴火重生，否则，延续单纯技能化倾向，必然丧失其独有的价值和地位。计算机科学课程给重构信息技术课程带来了一缕阳光。国内的有识之士早已进行了有益的实践尝试，我们要借鉴国外先进经验，总结国内有益尝试，重构课程体系，才能不负时代的责任。
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计算机科学的发展篇9
【关键词】计算机科学经济发展
在当代社会的经济发展中，计算机技术的重要作用已经成为了必不可少的条件之一。计算机科学能够整合社会经济的各项数据，预测出经济的未来走向。根据计算机的分析，人类能够顺应经济的发展趋势，制定相应的对策，采取合适的措施，去主动适应经济发展中的各种变化。经济的全面信息化是对时代变革的适应，也是时展给予我们的机遇。我国应当全力研究计算机科学与经济发展的关系，落实计算机科学的应用，促使计算机科学在经济发展中发挥更加巨大的作用。
一、计算机科学如何在经济发展中起到作用
由于计算机技术的发展应用，企业的管理方式和生产方式都已经发生了极大的变化。企业的生产过程变得自动化，很多人力的劳动方式被计算机控制所取代，不仅节省了大量的人力物理，还大大提高了工作效率。相比人力劳动，计算机控制不会存在精神上的疲劳，能够对生产流程保证严格的控制，降低事故和不合格产品的出现几率。在管理方面，企业内部的信息化系统，方面了上下级之间的交流。领导层的决策通过网络进行传达，节省了信息传递的时间，一定程度上防止了信息在传递过程中意思发生扭曲，有利于领导层政策的落实。另一方面，基层员工的信息反馈也能在最短时间内传达到领导层耳中，方便领导层根据员工的工作实际对命令作出调整。计算机系统的应用，大大增强了企业内部的执行能力，给企业的生存发展带来了活力。
二、计算机科学对经济发展的影响
（一）给经济发展营造了信息环境
根据我国传统的企业管理理论，企业内部的执行力是否良好是影响企业效益，决定企业管理水平的重要因素。如果企业内部的执行力高，员工能及时根据上级的命令做出反应，企业内部的信息能够快速、准确地进行传播，各种计划方案能够得到有效实施，各种措施也能得到彻底落实。相反，如果企业的执行力低下，那么信息传播的效率就会降低，信息传递准确性也不足，公司的各项政策不能得到落实，企业的经济效益也就不会增加。在以往的企业管理模式中，命令作为一种消息，是通过口头和文字形式从上级一级一级传递到基层。在这个传播的过程中，难免会发生信息含以上的扭曲，传递的速度也受到很大影响。这就导致了企业不能够根据市场的动态第一时间做出反应，各种决策的时效性也有所降低，制约了企业的发展。计算机科学的出现改变了这种情况，为经济的发展创造了良好的信息环境。计算机技术能够摆脱时间与空间的束缚，让各种商业信息及时、准确地传播到领导层的受众，让领导层能够第一时间作出决定，然后又快速、精准地传达给各级员工。在市场竞争中，时间就是金钱，比别人提前一步作出决策，进行改变，就能够让企业占据一步的优势。
（二）让生产者和消费者之间的交流更频繁
信息传播的方便，不仅仅对企业内部造成了影响，还对生产者和消费者造成了影响。因为互联网的出现，生产者和消费者之间的交流也变得更加容易了。生产商的任务不仅仅是生产产品进行销售就完了，还要对产品的使用情况进行跟踪调查，这能够帮助生产商了解产品在使用过程中的优点和缺点。生产商了解了商品的优点，就能针对性地加强产品的独特优势；了解产品在使用中的缺点，就能够改正产品的不足，提高产品的质量。生产商通过互联网，能够了解最新的市场信息和市场动态，了解消费者的具体需求，从而在市场竞争中占据有利的位置。消费者通过互联网与生产者沟通，能够避免双方之间产生误解，避免浪费双方的精力和时间。信息技术和计算机科学也是一把双刃剑。在方便了人们的生产和生活的同时，也让行业和企业之间的竞争更加激烈。为了在激烈的企业竞争中生存下来，企业就必须利用计算机技术增强自身的执行力，提高生产厂家与消费用户之间的交流频率。
（三）让商业活动更加安全
在过去的商业活动中，电话交流和面谈是达成协议、签订合同的主要交流方式。双方之前没有任何接触，对彼此的信用程度和人格品质都不了解，进行交易的风险很大。还有，交易双方通过书面形式和财物交换来进行交易，很容易造成信息的泄露，给企业带来一定的危险。计算机科学技术和网络技术的饮用，让商业活动的安全性得到了大大增加，电子商务成了商业活动的新型方式。在电子商务的环境下，交易双方能够保留一些不需要泄露的信息，公开交易的必要信息，增加双方的信任，促进交易顺利进行。企业在日常的管理中，一定要区分好公开与不公开的信息，树立良好的商业信誉形象，增强自身的信用程度。还要运用各种技术手段保护自己的机密，维护企业的信息安全。
（四）扩大企业的规模
信息化的到来让市场上的企业竞争更加激烈。在经济信息化的大形势下，企业在竞争中想要胜出，一定要提高对于信息的接受能力和处理效率。激烈的市场竞争能够调整经济的产业结构，整合各个行业的企业。企业在信息化的背景下，一定要落实计算机技术的应用，增强获取商业信息的能力，提高企业对市场的敏感度。能够对市场的信息和产品的反馈第一时间做出反应，思考出企业发展的新办法和新措施，企业才能够扩大规模，提高效益，在未来的发展中占据先机。
三、如何让计算机科学在经济发展中起到作用
（一）在企业内部开展培训学习
要想适应时代的发展，融入网络信息化的大环境中，企业就要加强员工和领导层的计算机知识和计算机应用能力。企业应当根据自身的发展状况和过去的发展经验，将计算机科学技术与生产实际结合起来，开发出属于企业自身的独特应用方式。企业的员工要根据时代和社会的变革，及时补充新知识，增加对计算机和互联网的了解，跟上时展的脚步。企业要定期为员工开展计算机专业培训和计算机知识讲座，增进员工对计算机的了解，提高员工的计算机应用能力，在企业的发展中发挥更大作用。
（二）落实企业的计算机技术应用
企业的员工对计算机有了相当的了解，具备一定的操作能力以后，就需要企业提供各种硬件设施来进行实际的操作了。计算机设施的齐备是计算技术应用的基础。如果企业内部的计算机设备都缺乏，即使员工的计算机知识再丰富，实际操作能力再强大也无从发挥。这就制约了计算机技术对企业发展的促进作用。所以企业的领导层一定要树立起对计算机科学的重视，确保公司投入足够的资金购买计算机设施，构建企业的信息化系统。统一应用的计算机和软件，有助于企业内部信息传递的及时、准确，有利于企业增强内部的执行能力。在计算机技术的应用过程中，要保持系统客户端的间接性和可操作性，方便客户和生产商的使用，让客户和生产商更积极参与到商业活动中来。
（三）高校加强计算机人才培养
高校是进行学术研究和科学创新的主要阵地。计算机科学的发展和应用，离不开各大高校的研究和创新。企业要加强与高校和科研机构的交流合作，形成一个完整的计算机研究、创新、应用体系。企业根据自己的需要和市场的反馈，给高校提供计算机应用的研究课题；高校机构研究后，将研究成果提供给企业，转化成实际运用的技术，这样就完成了一个研究、创新、应用的过程。对于高校自身，要注意计算机人才的培养。培养计算机人才，要从硬件和软件两方面入手[3]，两者兼顾，齐头并进。硬件方面就是学校的基础设施和配套设施要齐备，应用的教学工具不能少。现在我国各大院校都在进行扩招，学生的数量逐渐增加。如果配套设施不足，就不能满足学生的需求，影响学生的学习效果，妨碍计算机人才的培养。软件方面就是学校要从教材内容和课程设计上着手。学校对教材的选择要注意，谨慎挑选教材的出版商和版本，根据专业和课程的设置选择学生所要用到的教材。还要根据专业的不同设置各类课程的内容，合理分配学生学习理论知识和实际上机操作的课堂时间，让学生的理论知识和实际操作能力两方面都得到提高。最后，高校还要注意计算机教师队伍的培养。良好的教师队伍，能够在指导学生课堂学习的时候发挥更大作用，让教学达到更显著的效果。
四、结论
计算机网络技术和经济都在随着时代的变化而不断发展变化。计算机技术为经济发展开辟了新途径和更广泛的空间。能够先一步在企业的生产管理中利用计算机技术，就能够增强企业的内部执行力，提高生产商和消费者的交流频率，在未来的行业竞争中占据优势，在经济发展中取得先机。
参考文献：
[1]赵保华.计算机科学技术对经济发展促进的研究[J].计算机光盘软件与应用，2014.
计算机科学的发展篇10
【关键词】学科教学程序教学工具教学新课程标准“死结”
针对目前中小学信息技术(计算机)学科发展、学科教学及其检测教学效果等所面临的诸多问题，为了更好地开展教学、指导自己教学，笔者作如下几方面的观察与思考。
一、20世纪90年代中期以前的前苏联“编程”教学学习模式，也称程序教学
计算机硬件投资价位过高，有的地方根本没条件配备，应用软件也不多、不普遍、软件技术也不成熟，虽然win3.1/3.2等窗口操作、鼠标操作有所涉及，但大多数软件操作界面还是主要以DoS命令方式为主，一般要求正统、系统的学习一个软件，才能驾驭，所以使用面不广，但利用仅有的一点硬软件资源，结合当时用好电脑就要结合编程的思想，在学习命令或学习代码前题下，学电脑，又用电脑，同时还能开发一些程序代码软件为学习、为工作所用，形成为用好电脑又在学命令、学编程的机制，在当时少有电脑的前题下，曾起到了不可小视的积极意义。
所以，那时中国大学培养的计算机人才主要是面向正统而系统的计算机软件编程或相关的。
而到了后期，随着电脑逐步推向大众，特别是电脑应用软件(不要求掌握电脑原理，了解软件内在的运行机制，就能使用)，就自然出现了教学或培训过于注重编程，有了电脑、有了应用软件，最基本的还是不会使用、电脑不能“派用场”的现象，这似乎是一个“死结”，这也是“使用软件”教学学习模式酝酝而生的理由。
二、20世纪90年代中后期所谓大众化“应用软件如何使用”教学学习模式，也称工具教学
主要是从上个世纪90年代后期开始，计算机技术、软件技术也逐步走向成熟，应用软件越来越多，导致计算机微机、家用机等价位也下来了，逐步走向普通学校、普通百姓家庭，此时“没有电脑、没有可用的应用软件”已不再是主要问题，恰恰相反突出的问题主要是“有了电脑或应用软件，不会使用”，所以那时到处出现“什么电脑使用傻瓜书、某某软件应用傻瓜书”等满天飞。
而学校、中小学当然脱离不了这个大环境、离不开大形势，所以教材改版为，目标主要瞄准“应用软件如何使用”。
当然，这一期间，特别是20世纪90年代末21世纪初，计算机多媒体技术、网络技术应用的普及与推广，它的优势、吸引度、资源共享度，相比单纯的计算机技术，是毋庸置疑。
这一阶段的“使用软件”教学模式、学习电脑模式，确实为能简单驾驭电脑，用好应用软件，服务于学习，服务于工作，起到了更现实的积极意义。而多媒体技术、网络技术的推广应用，无疑更为不学编程(或不设置)提供了借口，大大消弱了计算机正统编程学习的力度。
所以，那时中国大学培养的计算机信息人才错综复杂，甚至不学编程的也有。他们且不知，要真正用好多媒体技术、网络技术等，要做到优化配置，不知编程是万万不行的。例如随之流行且又实质使用的例子：多媒体中视频采编编程、Flash动画内在的脚本代码、网页网站动态服务页面、网络硬件源码配置等。
既然计算机应用软件的学习就普及大众化，那么对于信息技术(计算机)学科本身而言，理应走在时代的前沿，如果还是一味的教学生如何使用，那与社会成员、一般教师、学习使用应用软件的电脑爱好者就没有本质区别，这样的课程，这样的教学或学习也必将淘汰，这似乎又是个“死结”。同时，我们可以看到，社会的、一般教师、一般电脑爱好者，网络爱好者等，是不是真的驾驭了电脑、真的驾驭了软件、真的驾驭了网络，电脑出些问题、软件出些问题、网络出些问题、或者要增加些功能，他们又能如何应对?相比他们，笔者认为，作为一门课程，作为信息技术(计算机)教学，要教给学生，我们应该想的，要做的，更应该恰恰是这些，更应该是把信息技术作为一门系统的学科(科学)来教来学，而不在是单纯的“使用软件”教学，因为时情已经改变，学生需要的远不止这些。
三、2005年开始酝酿并实施的又一轮新课程标准，必修+选修教学学习模式
工具型教学，过于偏重古板的机械操作与训练，太侧重实用，太过于表面，教学的形式似乎成了完成外国软件的中文使用说明，教学似乎要把学生培养成业余的电脑爱好者，课的知识不成体系。所以，这就需要改革与发展，目前“必修+选修”的模式也就推出了。
笔者经过二轮的新课程亲身经营与实践，可以客观的说，新课程新课本粗看，好像变成了纯理论的内容，其实不然，好多操作、过程的展开、方法的实践、探究与应用、甚至道德价值等的学习都隐身其中。本次课改，虽说课程体系还不够合理、完善，但在知识、内容上等都基本形成了体系，不但讲究操作实践、实用，更强调提升学生的信息素养(特别是其中的信息意识)，强调技术的思想、强调学习的过程与方法、强调情感道德价值观的培养，教给学生学会学习，从而提高自身的信息能力。
当然，目前新课程的实施，也碰到了前所未有的挑战，出现了(可能还会增加)诸多如“初高中学生的‘零起点问题’”、正因为存在“零起点”“目前的课程内容与课时设置相矛盾问题”、课程要真正落实“信息技术学科师资队伍还有待提升”等新情况，甚至还出现了诸多不合理的现象或问题。这似乎是新的“死结”。
诸如，虽说形式上，每个学校、每个教师都说，照大纲、照课程标准在实施信息技术课程，但目前小学初中的现状是：有开设、有不开设，有教全部、有教部分、有到最后教一点应付的，我们口头上虽然总是不愿承认，但现实就是这样在不断发生。
诸如，关于“信息技术学业考试要不要考”，有人说不应当考，各学校按照标准自己把握。笔者甚有同感，考试达不到预期结果还不如不考，因为考好与其说是为了真正做好这门课程，还不如是为了学生发展，在实施考之前，还必须“先后”考虑三个度：学生目前的学业压力(有没有人真正核量过)再加上信息技术考试他能负担到什么度(即理应的接受度)，信息技术教师才能有教到什么程度，学业考试也才能考到怎么样的程度。倘若三个度颠倒了，那结果只能是适得其反，这也是我们目前活生生所面临的：学校、老师仅仅考虑要考什么，出现高一减课，高二加课，突击考完，高二的信息技术反而没课等怪现象、怪圈。
诸如，有学校、有考点、有老师提出的“新课程教学内容比以往多的多，但考试过于简单，只需考前应付一阵子就能过关。要考就要考出水平。这样才是对信息技术课程的认可，才是对信息技术老师的认可，才是对全体学生负责。”笔者认为：考出水平应是信息技术学科本身最基本的素质要求，但鉴于学生高考的压力、学生负担的压力，信息技术考试应紧扣新课程要求，即信息技术最基本的知识素养与操作素养，对照目前考试的方法、形式、内容，重要应考虑是“全”，而不应是“难”，而目前似乎有点“偏”、或“缺”，过于注重“合格过关”。有提出的“让那些课时安排不足的学校，不重视信息技术教学的学校考不好，让那些平日里不学习的学生考不过。”笔者认为：应该是平时学校或学生本身努力不够导致考不好，而不是有意设置他们考不好。倘若只知道考前应付，平时的课怎么上，怎么上好，学生又能学到什么……不敢想象……倒不如平时学习严格要求一点，基本内容学的扎实一点，有实际联系、有实际应用，这样的课，师生也感觉融洽，也都教得(或学得)有意义好多……要不然，对不起信息技术这门课程、对不起信息技术教师这一称号，更对不起学生。
诸如(笔者也持同样观点)，信息技术学科教学应理性回归本原——绝不能少“编程(思想)”。信息技术教学，既不能一味过份地开展“程序教学”，因为我们所要的：并不所有的学生都要成为未来的程序设计员，毕竟现成的应用软件越来越到位、越来越友好(有的甚至能提供二次开发的支持)。但作为一门课程，也不能一味“使用软件”教学，绝不能只做微软等公司的培训部门，因为信息技术(计算机)是其他学科的工具，他同样是信息技术学科的工具。“编程(思想)”是信息技术(计算机)学科的核心。小学初中在立足信息、信息技术、计算机、应用软件基础知识与基本技能的基础上，小学不妨渗透“游戏编程思想”，如学习LoGo语言，初中不妨渗透“图形窗口设计界面与面向对象的编程思想”，如学习VB编程的流程、算法、初识窗口界面后的代码。在小学、初中正规化基本解决“零起点”的情况下，在把握(或有所拓展)必修的基础上，高中重点应放在选修，选修网络不妨明了计算机网络内在的运作机制，并能初步分析(甚至初步构建)简单方案，而选修编程不妨带学生“由前台走到后台”，分析程序三种基本结构，并能初步尝试程序代码的分析与撰写。但真要是这么做，就会出现我们目前层次不全、鱼目混杂的信息技术师资队伍还不堪重负的局面，因为普通中小学信息技术以往没有专门正规的考试(其实可以检验教师是否胜任)，而高二的学业水平测试也只是近几年开始，况且只是高二，考试还存在上面提到的“过于简单”等不合理情况，造成目前我们的信息技术教师不少来自于其他学科，或凭着对计算机、或网络技术的爱好而改行的，等等。