关键词：人工智能计算机技术
一、人工智能的定义
“人工智能”(ArtificialIntelligence)一词最初是在1956年Dartmouth学会上提出的。人工智能是指研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。目前能够用来研究人工智能的主要物质手段以及能够实现人工智能技术的机器就是计算机，人工智能的发展历史是和计算机科学与技术的发展史联系在一起的。
人工智能理论进入21世纪，正酝酿着新的突破，人工智能的研究成果将能够创造出更多更高级的智能“制品”，并使之在越来越多的领域超越人类智能，人工智能将为发展国民经济和改善人类生活做出更大贡献。
二、人工智能的应用领域
1.在管理系统中的应用
(1)人工智能应用于企业管理的意义主要不在于提高效率，而是用计算机实现人们非常需要做，但工业工程信息技术是靠人工却做不了或是很难做到的事情。在《谈谈人工智能在企业管理中的应用》一文中刘玉然指出把人工智能应用于企业管理中，以数据管理和处理为中心，围绕企业的核心业务和主导流程建立若干个主题数据库，而所有的应用系统应该围绕主题数据库来建立和运行。换句话说，就是将企业各部门的数据进行统一集成管理，搭建人工智能的应用平台，使之成为企业管理与决策中的关键因子。
(2)智能教学系统(ITS)是人工智能与教育结合的主要形式，也是今后教学系统的发展方向。信息技术的飞速发展以及新的教学系统开发模式的提出和不断完善，推动人们综合运用超媒体技术、网络基础和人工智能技术区开发新的教学系统，计算机智能教学系统就是其中的典型代表。计算机智能教学系统包含学生模块、教师模块，体现了教学系统开发的全部内容，拥有着不可比拟的优势和极大的吸引力。
2.在工程领域的应用
(1)医学专家系统是人工智能和专家系统理论和技术在医学领域的重要应用，具有极大的科研和应用价值，它可以帮助医生解决复杂的医学问题，作为医生诊断、治疗的辅助工具。事实上，早在1982年，美国匹兹堡大学的Miller就发表了著名的作为内科医生咨询的Internist2Ⅰ内科计算机辅助诊断系统的研究成果，由此，掀起了医学智能系统开发与应用的高潮。目前，医学智能系统已通过其在医学影像方面的重要作用，从而应用于内科、骨科等多个医学领域中，并在不断发展完善中。
(2)地质勘探、石油化工等领域是人工智能的主要作用发挥领地。1978年美国斯坦福国际研究所就研发制成矿藏勘探和评价专家系统“PROSPECTOR”，该系统用于勘探评价、区域资源估值和钻井井位选择等，是工业领域的首个人工智能专家系统，其发现了一个钼矿沉积，价值超过1亿美元。
3.在技术研究中的应用
(1)在超声无损检测(NDT)与无损评价(NDE)领域中，目前主要广泛采用专家系统方法对超声损伤(UT)中缺陷的性质、形状和大小进行判断和归类；专家运用超声无损检测仪器，以其高精度的运算、控制和逻辑判断力代替大量人的体力与脑力劳动，减少了任务因素造成的无擦，提高了检测的可靠性，实现了超声检测和评价的自动化、智能化。
(2)人工智能在电子技术领域的应用可谓由来已久。随着网络的迅速发展，网络技术的安全是我们关心的重点，因此我们必须在传统技术的基础上进行网络安全技术的改进和变更，大力发展数据挖掘技术、人工免疫技术等高效的AI技术，开发更高级AI通用和专用语言，和应用环境以及开发专用机器，而与人工智能技术则为我们提供了可能性。
三、人工智能的发展方向
1.专家系统是目前人工智能中最活跃、最有成效的一个研究领域，它是一种具有特定领域内大量知识与经验的程序系统。近年来，在“专家系统”或“知识工程”的研究中已出现了成功和有效应用人工智能技术的趋势。人类专家由于具有丰富的知识，所以才能达到优异的解决问题的能力。那么计算机程序如果能体现和应用这些知识，也应该能解决人类专家所解决的问题，而且能帮助人类专家发现推理过程中出现的差错，现在这一点已被证实。
2.智能信息检索技术的飞速发展。人工智能在网络信息检索中的应用，主要表现在:(1)如何利用计算机软硬件系统模仿、延伸与扩展人类智能的理论、方法和技术。(2)由于网络知识信息既包括规律性的知识，如一般原理概念，也包括大量的经验知识这些知识不可避免地带有模糊性、随机性、不可靠性等不确定性因素对其进行推理，需要利用人工智能的研究成果。
3.SOAr是一种通用智能体系结构，其始终处在人工智能研究的前沿，已显示出强大的问题求解能力，它认为机器人的开发是人工智能应用的重要领域。在它的研究中突出4个概念:(1)所处的境遇机器人不涉及抽象的描述，而是处在直接影响系统的行为的境地。(2)具体化机器人有躯干，有直接来自周围世界的经验，他们的感官起作用后会有反馈。(3)智能的来源不仅仅是限于计算装置，也是由于与周围进行交互的动态决定。(4)浮现从系统与周围世界的交互以及有时候系统的部件间的交互浮现出智能。目前，国内外不少学者都对机器人足球系统颇感兴趣，足球机器人涉及机器人学、人工智能以及人工生命、智能控制等多个领域。足球机器人系统本身既是一个典型的多智能体系统，是一个多机器人协作自治系统，同时又为它们的理论研究和模型测试提供一个标准的实验平台。
参考文献：
[1]元慧.议当代人工智能的应用领域和发展状况[J].福建电脑，2008.
[2]刘玉然.谈谈人工智能在企业管理中的应用[J].价值工程，2003.
[3]焦加麟，徐良贤，戴克昌.人工智能在智能教学系统中的应用[J].计算机仿真，2003，(8).
[4]周明正.人工智能在医学专家系统中的应用[J].科技信息，2007.
[5]张海燕，刘镇清.人工智能及其在超声无损检测中的应用[J].无损检测，2001，(8).
[6]马秀荣，王化宇.简述人工智能技术在网络安全管理中的应用[J].呼伦贝尔学院学报，2005，(4).
［关键词］计算机技术发展趋势移动计算
引言
随着信息时代的到来，人们对计算机性能要求的日渐提高。尤其是网络技术的迅猛发展的今天，一些在传统上由PC机处理的任务将转移到网络上处理，从而也对计算机技术提出了更高的要求。然而“技术瓶颈”成为目前摆在PC制造商面前的主要困难，比如一种新型的个人计算方法等。因而从某种意义上说，如果要打破这些技术壁垒，就要求这些制造商们必须开发出更为高级的微处理技术和更先进的计算机存储技术。为此，目前各国的计算机研究开发人员正在加紧研制新型的计算机，计算机无论从体系结构的变革还是到器件与技术革命都要产生一次量的乃至质的飞跃。在不久的将来，新型的量子计算机、光子计算机、生物计算机、纳米计算机等将会在21世纪悄悄走进我们的生活，乃至遍布于社会各个领域。
一、计算机技术的发展
自从1946年世界上第一台电子计算机诞生以来，电子计算机技术的发展已经走过了半个多世纪的历程。从第一代电子管计算机到现在正在开发的第六代神经网络计算机，计算机的体积不断变小，但性能、运行速度和存储功能却在不断提高。然而，人类的追求是无止境的，科学家们一刻也没有停止研究更好、更快、功能更强的计算机。从目前的研究方向看，未来电脑将向着以下几个方面发展。
(一)工作专业化。其实用过计算机的人都知道，并不是我们的每一件工作都需要一部高性能的PC才能完成，甚至有的时候，你采用高性能的计算机来办一个简单的事情还可能带来麻烦，因为高性能会带来高能耗、高发热量等不良的负面效应。因而可以预测，未来的计算机会根据大家从事的工作不同，在其性能上和外观上也会有很大的不同。专项工作的PC将会有专用设备，从而提高我们的工作效率。其实现在您如果仔细留意的话，目前在我们的身边就正在发生这样的变化。比如大型超市里的收银机、售卖的PC机和银行的运行终端等等，这些都是为了提高某一项工作的效率和减少成本，逐渐由通用PC慢慢演变而来的。也许在不久的将来这样的趋势就会出现在我们的家庭生活中，比如用“家庭智控计算机”作为家用电器控制中心，为我们控制家中的电灯、电视、冰箱、空调、洗衣机等等，把我们的家变成一个智能的家。
(二)系统智能化。伴随着计算机的综合能力的日益强大，可以预见，未来民用化的计算机也可能会开始具备某种程度的智能化，以帮助我们来处理日常生活中的琐事，甚至出现以前我们所想的专门做家务活的机器人，这样可以让人们可以腾出更多的时间用于工作、学习、交际和娱乐等。大家知道当今社会，电子宠物已经越来越受到青少年一代的喜爱。这不仅因为电子化的宠物比真实的小猫小狗饲养更加方便，而且它还可以不断进行更新换代，另外它更容易与主人进行交流，甚至可以模拟多种宠物，可以与计算机之间进行通信等等。这些优势将让电子宠物取代一部分真正的宠物，成为未来人类的新伙伴。
(三)设计环保化。环境保护和节约能源是当今时代的主题。社会的发展也应当以保护环境、节约能源为前提，计算机行业也不能例外。我们知道随着计算机综合性能的提高，其能耗也将随之越来越大；而且现在计算机在人们的家庭生活中的扮演着越来越重要的角色，它运行的时间也将随之变得更长。因而为了不让计算机成为家中用电量最大的电器，技术人员也想尽各种方法让计算机的能耗降低，在这种情况下，就出现了像我们上面提到的那些专门化的计算机，它不仅让计算机的效率大幅提高，而且可以让低性能的硬件系统具备专业的功能，从而达到减少能耗的目的。另外还可以通过采用新的架构，比如采用“量子”“光子”“纳米”方式代替现有的硅架构的计算机，大幅降低计算机的能耗。而耗电的第二大户——显示系统，也将因为LCD、OLED等显示器的普及，不再成为用电大户。
(四)交流人性化。作为未来人类的工作和生活的工具以及家庭的智能控制中心，计算机需要和使用人之间进行不断地交流，才能更好为使用人服务。这就要求计算机和人之间的交流要人性化，才能让使用人真正乐意使用计算机。我们用美国微软古川副总裁所说“计算机将会变成一种能够与用户交流冷暖和喜怒哀乐等情感的产品”这句话来阐述未来计算机的发展思路，我想再贴切不过了。
为了实现这个目标，可以想象，未来的计算机的与使用人的交互方式将会实现多样化.而且随着计算机智能化的提高，多数工作它们可以自动选择操作的流程，其中的过程无需人们参与，所以软件的界面也越来越简单，使用起来就像现在操作家用电器或者手机一样简单，使用人无需再进行专门的学习或培训，就连老人小孩都能运用自如。信息技术的发展会使人们与计算机交流就像与人交流一样。人们使用计算机将变得更自然。其结果是：计算机的用户界面将变得更像人，虽然其应用程序并非“人工智能”程序。
二、移动技术的发展
随着因特网的迅猛发展和广泛应用、无线移动通信技术的成熟以及计算机处理能力的不断提高，未来社会各个行业新的业务和应用将随之不断涌现。移动计算正是为提高工作效率和随时能够交换和处理信息所提出，业已成为行业发展的重要方向。引入了移动计算的信息化平台有三个方面的内涵：第一，加上综合信息化平台不但要达成业务网络和传递网络的互联互通，还要具备移动或无线的运作能力。第二，可移动性将会带来自由性和自如性，这是丰富商务操作的充分条件，为其带来了更大的便利。第三，让更为灵活的信息和越加务实的要约真正具有时空价值和可转让性，进而有机地在行业内化竞争为合作，化封闭为共赢，激活固化的产品和服务，使企业和行业更加轻松面对机遇与挑战，使运营者富于想象力。这些都是构筑一个行业信息平台的必要条件。
移动计算主要包括三个要素：通信、计算和移动。这三个方面既相互独立又相互联系。其实在移动计算这个概念提出之前，人们对它的三个要素的研究已经有很长时间了，而移动计算是第一次把它们综合起来进行研究。它们三者之间可以相互转化，例如，通信系统的容量可以通过计算处理而得到提高。移动计算，由于它是一个大融合的综合工具，所以它至少可以在三个层面上为信息化“锦上添花”。首先，它可根据应用者不同的需要融合各种通信网络和技术，以达到效用的完全性；其次，它是计算机技术和通信技术的完美融合，能够使两者在行业体系中发挥更大的作用；第三，它可以将企业管理工具和业务工具融入信息化的大体系之中，使企业的管理、经营决策的做出是建立在完善的信息平台之上，因而大大增加了它的及时性和有效性。
虽然移动性可以给计算和通信在行业内带来新的应用，但同时不可避免的也会带来许多问题。其中存在的最大问题就是如何面对无线移动环境带来的挑战。在无线移动环境中，信号要受到各种各样因素的干扰和影响，因为会有多径和移动，给信号带来时间地域和频率地域弥散、频带资源受限、较大的传输时间延缓等等问题。这样一个环境下，引出了很多在移动通信网络和计算机网络中未遇到的问题。第一，信号通道可靠性问题和系统配置问题。有限的无线带宽、恶劣的通信环境使各种应用必须建立在一个不可靠的、可能断开的物理连接上。在移动计算网络环境下，移动终端位置的移动要求系统能够实时进行配置和更新。第二，为了真正实现在移动中进行各种计算，必须要对宽带数据业务进行支持。第三，如何将现有的主要针对话音业务的移动管理技术拓展到宽带数据业务。第四，如何把一些在固定计算网络中的成熟技术移植到移动计算网络中。当然，随着网络技术和移动计算技术的逐渐成熟和完善，这些问题都将会得到有效的解决，相信在不久的将来人类将迈入一个全新网络世界。那时候的工作、学习、生活方式将会如何，我想非常值得我们期待。
三、结束语
关键字：计算机 文字处理技术 文化发展
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1674-2117（2014）10-0065-02
传统模式的文字处理技术，无论是从字样整体的辨别率、模块的调整还是使用的范围来说，都已不能满足现代生活的需要。而现代文字处理技术采用的是曲线模式的调整，通过对轮廓与内部轮廓不同幅度的调整，使文字的弯曲程度以及辨别率都具有较大的提高。
1 计算机文字处理技术发展历程及分类
1.1 文字处理技术发展历程
随着现代科技技术的不断发展，文字表现形式凸显模式多种多样。主要是以“非黑即白”的演化模式表现现有文字，在技术上主要以点阵、向量以及曲线，字体分为点阵模式，点阵包括左右结构、上下结构，文字排序结构按照字体模式把单个结构进行解体。向量主要是以字体的笔画顺序连接而成，向量既有大小又有方向，在文字处理技术上，向量技术主要对文字平面设计进行处理，文字内的横和竖的排列关系都是按照向量模式进行配比的，假设没有合适的向量关系，就使文字失去了原有的价值观念，没有整体性的方向感。曲线技术处理文字的效果主要是显示文字整体的量化性，使文字整个笔画连续起来，这样才能保证文字在后期处理效果上，显现出的不只是流线形的整体美感，而更重要的是文字能够在显示屏幕上正确地表示出来，这样才是文字最终的处理技术。
1.2 文字处理技术之点阵字
文字点阵字处理技术是采用0和1点阵的图形来描述文字像素效果，点化成面、面化成体，这种拼凑的技术效果在文字处理上显得尤为重要。点阵式利用电平之间的跳变，画出文字的点阵符型。假设在处理文字“周”的点阵结构上，在电平跳变模式上打出0和1像素的包含点，在外边框进行电平0的跳变，在半包围结构内进行1的跳变，像素点化成型模式便能根据不同的电平点进行处理，这样在后期打印排版时节省搜索像素的时间，通过0和1像素分配点的不同对文字进行整体控制，加大了文字的分辨率，根据800×624点像素的分辨率对文字进行识别，文字在组合上不会出现因识别率低造成不能识别的现象。但这种技术也具有一定的弊端，数据流量大，在文字整体边缘模式易产生锯齿，文字在组合上不能进行有效地旋转和移相。
1个像素点含有2个字节数，每个字节含有的信息数据量为8bit，这样在集成像素点空间数据流量上就增大了存储空间。产生锯齿是由于像素点排布均匀造成的，文字集成的像素点比较多，计算机在扫描过程中对2um范围内的空白处，都进行了像素点的集成，造成在后期曲线成型上出现的锯齿较多。文字的旋转和移相，文字的旋转需要点阵模板的转换，转换过程中使像素点的电平发生突变，0电平会因为瞬时的转置，造成在像素点的偏移，该位置处不会出现像素点，产生局部化的空白。变形是根据点阵字相位的偏移进行集成的像素，变形时需要把文字进行放大或缩小，在放大过程中，会把像素从中心点位置处向边缘化扩张，使点阵图的偏置随着偏移量的变化变大，假设文字在放大过程中，由于点阵图偏移量的变化幅度控制在0.4um～0.6um范围内，点阵图对应的像素点便会扩大至原来的2.5倍。点阵图的缩小也是这样进行的。
1.3 文字处理技术之向量字
向量字处理技术是一种利用有向线段来描述文字的轮廓，每个文字的组成部分都包含有笔画的结构部分，假设文字结构没有笔画结构，整体效果便会显得很复杂化，加大后期文字简化的难度。向量处理的文字技术采用多线段的方式拼凑文字的结构，每个文字都是由多个线段构成，并且线段分为有向线段和无向线段，有向线段在文字处理技术上被广泛采用，在有向线段处理的技术上添加了矢量协议，保证整体线段的构造既有大小又有方向，在文字轮廓上还有具体的坐标点。假设处理问题“量”字的结构模型时，向量的有向线段会把整体结构分为上中下三部分结构，每部分结构含有向量的有效值不一样。上半部分为“曰”，该字整体结构为全包围结构，在矢量线段处理上，上下线段在数值上大小相等，方向相同，在左上点标记坐标原点，进行矢量线段的绘制，设左上点的坐标为（0，0），右上角的坐标值变为（2，0），便能拼凑出上半部分的整体结构。再统计左半边的坐标数值，分为负半轴结构，表示的坐标点为（0，-2），这样便能有效地确定出左半边的字画结构。通过这种模式的描绘与计算，设计下半部分结构根据坐标值序号之间的连接，便能很快把整个字体的模式有效地折射在坐标轴上。
向量字段文字的处理技术具有以下优点：文件信息量少，与点阵式相比，不用进行文字的打点。而是采用整体绘制的方式，占用整体的信息量少，对于一般的笔画数，含有的信息量为4bit，整个文字包含的信息量与点阵式的像素点相差甚多。向量采用的是整体结构，流程简化，在原有的基础上便可操作。但从复杂角度进行分析，向量的弯曲度很难掌控，线段弯曲程度与折线的条数有关，折线的条数越多，则弯曲程度的复杂性就越大，使文字在整体表现效果上很难达到平整的自然过渡。假设计算机文字向量处理技术在某字段弯曲部分的笔画数较多，存有折线的复杂性较大；向量在集成点处存有的字节片段较多，弯曲程度加大。
1.4 文字处理技术之曲线字
曲线文字处理技术采用的是正交曲线的变化关系，在一次线性代数关系式中y=kx+b与二次线性代数式y=ax EMBED Equation.3+bx+c中未知函数变化的幅度不一致，在后期字模成型的样本也不一致。假设利用曲线文字处理技术在处理“图”字时，首先利用一次函数关系式y=kx+b对轮廓线进行描绘，确定文字各点的不同位置。再利用二次曲线函数关系式y=axEMBED Equation.3+bx+c对内轮廓线的精确度进行细致化的调整，统一对各部分的线型关系进行规划。这种处理技术精确度高，采用不同的线性函数关系对文字的内外轮廓线进行统一调整，这样在无极倍数上可扩大无限次。并且，这种文字处理技术的印刷度高，一次可成形多个版本的字体，通过调节函数内外轮廓的对比度进行放大和缩小。假设对字体模式的变换中对一次函数y=kx+b中，k的取值进行变化，通过调节幅值的变等关系，使轮廓幅度的误差降值6%左右。
2 计算机文字处理技术对人类文化的影响
文字处理技术对人类文化发展具有积极的影响，首先确立了不同的感官字体。通过处理技术中点阵字、向量字以及曲线字的演进，在产生文字边沿的锯齿、信息量的大小以及整体的外观形象都具有非常大的发展。例如，文字边沿的锯齿的磨合，早期利用点阵字的处理技术，由于像素点偏振集中性强，使在文字的外边沿产生大量的像素集成点，在后期点成线的规划阶段时，各个像素点模糊性强，不能连成有效的整体部分。后来利用曲线式文字的处理技术，为文字处理的过渡提供了有力的平台。曲线成型的文字字模接近完美的饱和度，利用一次曲线成型看轮廓，利用二次曲线对文字内部的勾画进行合理的调整，使文字整体的美观感受接近理想状态。原有文字处理技术出现的误差率非常大，并且文字成型版块没有固定的模式。在印刷处理上，文字的轮廓与内部结构之间的结构几乎相连，造成文字的辨别率差。
由于现有技术的不断发展，原有处理文字的技术被淘汰，采用现代化计算机处理技术，对人类文化的发展具有积极的影响。传统印刷处理上还是采用的是人工印刷，效率低、辨别率差、整体美感达不到人类的要求标准。但采用计算机文字处理技术，这种现象有大幅度的改善，其中包括文字的字样、辨识率、流线性、字符模块的版面都具有人性化的设置，字样包括宋体、楷体、微软雅黑、仿宋等，满足人们在计算机上处理文字的要求。
3 结语
人类文化的发展过程中，文字处理技术的演化包括多个阶段，每个阶段的变革对文字处理技术都具有积极的一面。计算机文字信息处理技术满足了人类对字样的分析标准，扩宽了用户文字种类使用上的范围，对各种字体的字号、模块也可随意调整，这样的文字处理技术将会带来更多的发展前景。
（济阳县职工培训中心，山东 济南 251400）
参考文献：
计算机技术对人们生活的影响计算机技术对人们生活的影响既包括生活方式方面的影响，也包括思维方式方面的影响。首先，计算机技术对人们生活方式的影响。在计算机技术的支持之下，人们生活的方方面面都受到了相应的影响。在计算机技术的支持之下，传统的被动式新闻获取方式逐渐转变成为了上网主动搜索多样化的新闻并且与新闻者进行多种形式的互动；人们的购物方式也产生了改变，传统的逛街购物转变成为了逛购物网站购物，既便捷又高效；人们的娱乐方式发生了很大的改变，传统的看电视看电影的娱乐方式转变成了上网看各种影视剧等，满足人们的个性化需求；传统的阅读模式也发生了很大的改变，传统的纸质阅读模式也转变成为了电子书阅读，既降低了阅读成本，又可以随时随地开展阅读。这些都是在计算机技术的支持之下完成的，可以说，计算机技术对人们的生活方式带来非常深刻的影响和改变。其次，计算机技术对人们思维方式的影响。在计算机技术以及互联网发展的影响之下，人们的思维方式产生了新的改变，形成了计算机技术支持之下的互联网思维，如粉丝经济、试错和一切以用户为中心等思维，这些思维的产生对传统的思维方式产生了很大的影响。并且，将这些思维方式利用到其他领域之中也能够产生各种意想不到的效果。
二、计算机技术对社会发展的负面影响
1.计算机技术对社会关系的影响计算机技术快速发展一方面使得各种交流工具越来越多，另一方面却使人际关系越来越淡化。通过调查研究发现，越来越多的人喜欢在网上通过各种交流工具来开展人际之间的交流，而在现实生活之中，他们却很少同身边的人说话沟通，甚至越来越多的人产生了某种程度的交流恐惧，不能够以正常的心态同他人面对面交流，产生了很多的社会问题。当前愈演愈烈的社会整体冷漠现象也同计算机技术的发展不无关系。在计算机技术的发展之下，各种社会问题通过网络被夸大和渲染，很多人因此对社会产生了一种失望情绪，进而造成了社会整体冷漠现象的产生。
2.计算机技术对人身心健康的影响计算机技术对人身心健康影响主要表现在，在计算机技术快速发展的影响之下，计算机中的各种内容对人们的身心健康影响越来越大。首先，计算机呈现内容的多样化造成人们对计算机依赖性的提高，造成了使用电脑时间过长，进而造成了眼睛疲劳、颈椎硬化、鼠标手等电脑使用问题。同时，长时间的使用电脑也造成了人们坐着的时间长，而运动时间减少的状况，使人们整体身体素质下降。其次，计算机呈现内容对人们心理造成了很大的负面影响。主要包括长时间打游戏产生的焦虑，长时间无意识上网产生的空虚以及长时间被多元化价值观冲击造成的心理失衡等，严重影响着人们的正常生活。
3.计算机技术发展带来的计算机犯罪率激升在计算机技术快速发展的催化之下，也使得一些别有用心的人发现了新的“致富”途径，即通过攻击他人计算机，盗取、售卖他人信息或者是直接窃取他人账号密码等来赚钱。这既影响了人们的网络使用安全，也影响了整个社会风气，在整个社会形成了一种不劳而获的气氛，影响深远。
三、结语
1 目前我国高校计算机教学中存在的问题
1.1 计算机专业教学重理论轻实践
目前高校的计算机教学中，教学设备陈旧，教学理念落后，在实际的教学中计算机课程所占的课时较少，教师一般都比较注重计算机理论知识的传授，而忽略了学生的实践操作训练。由于课时的不足，而教学任务又比较繁重，所以教师要在很短的时间内完成教学任务，这样就会造成教学质量的下降。教师自身素质在教学水平上也有一定的限制，计算机技术的信息更新比较快，教师很难迅速掌握比较新的技术，这样久而久之就会造成信息的滞后，严重影响教学的效果和学生学习的兴趣。
1.2 教材更新速度慢，教学内容设置不合理
当今电脑几乎成为现代家庭中的必备品，学生已经能掌握一些基本的操作技巧，但是学校在理论的学习方面，对计算机应用软件的更新比较缓慢，无法适应计算机技术快速发展的形式，有一定的滞后性，这样会严重影响学生学习的积极性和兴趣。教师在设置教学内容的时候，往往是根据自己的教学经验进行安排的，这样就会与社会对计算机人才需求有所出入，这样就使得学生进入社会后不能学有所用，无法适应工作的需求。另外学校计算机设备的不足，导致学生没有足够的操作空间，造成理论和实践脱节的现象。
1.3 教学手段单一，教学资源缺乏
在高校的计算机教学中，教师应该注重理论和实践的结合，用理论指导实践，用实践来检验理论，培养学生的实践操作能力。但是在实际的教学过程中，教学手段单一，学生掌握了一定的理论知识，却没有得到相应的实践。在计算机教学的课程中，由于缺乏教学资源，使得教学的质量受到影响，比如在制作多媒体课件的时候，学生一般只是照搬教材中的内容，很少涉及到其他方面的素材，这对学生实践能力和创新能力发展是很不利的。
2 高校计算机教学改革的策略
2.1 注重教学中理论和实践的结合
理论是实践的基础，在高校计算机教学中重要的培养目标就是培养学生的实践能力，在高校的计算机教学过程中，不仅要培养学生的操作能力，也要培养学生的创新能力。所以在实际的教学过程中，教师可以为学生提供一些具有实践性的题目，选择一些与生活日常相关的话题，要有一定的难度和挑战性，使学生在实际完成的过程中，既能运用到学习到的理论，也能培养他们解决问题的能力。教师在教学的过程中应该注重培养学生的感性认识能力，构建学生主动学习的基础，增加实际案例的教学内容。学生学习理论和实践的结合关键有在于学生学习兴趣的培养，教师在教学过程中可以借助多媒体设备，拓宽资源渠道，激发学生学习的热情和积极性。
2.2 改进教学方法和手段，丰富教学资源
高校在进行教学改革的时候，要切合教学的目标以及学生的实际学习情况，改进教学的方法和教学的手段，摒弃传统的教学手段，体现以学生为主的现代教学观，加强教师和学生之间的互动，构建有效的学习方法，调动学生学习的积极性，促进教学质量的提升。为了提升计算机教学的质量和学生学习的水平，要构建全新的教学模式，在教学的过程中，教师要不断更新计算机知识，也要利用丰富的教学手段丰富教学的内容，不仅培养学生的计算机基本素质，也培养学生实际解决问题的能力。教师不仅要注重教学的方法和手段，也要积极营造一个学习的氛围，使学生能够变被动学习为主动学习，教师可以积极开发网络化的教学环境，为学生创造一个交互式的学习环境，满足个性化发展的需求。
2.3 完善教学的评价手段，激发学生学习兴趣
在实践的课程中，教师扮演着引导者的重要角色，不仅要加强和学生之间的沟通，也要加强在学生实践过程中的有效指导。在教学的过程中，有效的培养学生的自主学习能力，允许学生有不同的见解，教师要充分相信学生的判断力，给以学生充分想象的空间，教师对于学生的提问要及时给予帮助，对学生完成的作业及时的给以评价。传统的评价都是通过考试进行的，这种方法不能完全掌握学生的实践能力，同时也会给学生造成一种错觉，为了应付考试而学习，久而久之就会忽略实践的重要性，这样不利于学生的全面发展。所以教师要完善教学的评价方法，不仅要考核学生的理论知识，也要对学生平时学习表现和操作技能进行考核，这样既能够激励学生在平时努力学习，也能够避免出现学生为追求成绩而死记硬背的现象。
2.4 加强师资队伍的建设，提升教学水平
随着经济的迅速发展，社会对人才的要求也不断提高，对计算机技术的要求也相应的提高，高校要重视对师资队伍的建设，培养一批批适应时展的教师队伍。教师不仅要提升自身的专业水平，也要时刻关注企业对人才的需求，促进自身知识的不断更新。另外学校要多提供学习和进修的机会，为教师提供更多去企业研究学习的机会，使教师水平不断提高。高素质高水平的教师队伍是学校进行教学最重要的保障，不仅可以促进学生学习的发展，也可以促进学校计算机教学的改革，使其与时俱进。
3 结语
关键词:计算机科学与技术;计算机科学导论;计算机教育
中图分类号:G642 文献标识码:B
1引言
这几年,计算机学科教育飞速发展,培养规模发展十分迅速。目前全国有600多所高校开设计算机专业,每年毕业生超过六万人,伴随而来的是巨大的就业压力。计算机学科本身又是一个发展日新月异的学科,这给高校计算机专业教育人员带来了巨大的挑战。如何培养适应市场需求的学生,如何应对飞速发展的专业知识?成为计算机专业教育工作者的当务之急。
如何培养计算机专业人才,从计算机专业教育工作者的角度来看,最重要的是计算机专业课程体系的设置。在课程体系的设置中,我们应突出“计算机科学导论”课程的作用。
2 “计算机科学导论”课程的重要性
“计算机科学导论”课程并不是计算机专业的核心课程,但是此课程是计算机专业主要专业课程的一个简洁压缩版,在整个计算机学科专业教育中起到了提纲挈领的作用。
在新生刚开始接触计算机学科的时候,经过调查我们发现,虽然有的学生以前学过计算机方面的相关知识,比如学过Office基本操作或者BASIC编程,但是绝大部分学生并不知道在大学计算机专业能学到什么,应该学到什么。而“计算机科学导论”课程作为计算机专业学生来到大学学习的第一门计算机相关的课程,直接关系到学生对计算机学科的第一印象,影响他们以后继续学习其他专业课程的兴趣。更重要的是,“计算机科学导论”介绍了计算机学科的专业知识体系、相关学科基础、核心概念、典型方法、基本问题,这门课程能使学生认识到高等数学、大学物理等基础课程在今后的专业课学习过程中的重要辅助作用,也能使学生了解一些计算机专业课程之间相辅相成的关系,由此可见“计算机科学导论”是一门非常重要的引导性课程。
3当前“计算机科学导论”教育存在的问题
3.1对“计算机科学导论”课程的基本目标认识不足
目前,部分教师容易陷入到对“计算机科学导论”课程所涉及专业知识的讲解中,从而导致一些刚进入大学、刚刚接触计算机学科以及缺乏计算机学科理论基础的学生在知识理解上的巨大困难,容易使他们逐渐丧失学习的兴趣,对他们今后的发展造成不利影响。
3.2 “计算机科学导论”课程教学不完善
当前,“计算机科学导论”课程基本上还是仅有课堂学习,缺乏足够的实践动手操作,而且师生间的交流不足,对学生的学习兴趣的提升没有多少帮助。
3.3人文教育的忽视
在计算机科学高速发展的今天,很多高校的计算机教育教学计划中都将培养学生对计算机原理、操作等技术方面的内容作为主要目标,教师的教学任务就是教会学生如何理解计算机的设计原理、如何使用互联网或怎样进行更深入的编程、规则设计。不仅仅是学校,学生家长更关注的也是学生在学校是否学到了真正的技术,是否能够凭此获得一份好的工作,这种片面的追求直接导致了教学中人文精神关注度的弱化。这种情况导致的后果令人担忧:越来越多的网络黑客,数字化犯罪数量的与日俱增,信息垃圾的泛滥……
4 “计算机科学导论”教学改革思路
针对当前“计算机科学导论”教育存在的问题,本文提出以下教育改革方案:
4.1认清“计算机科学导论”课程的基本目标
“计算机科学导论”课程的两个基本目标是认知和导学。
(1) 认知。“计算机科学导论”应该看成一种高级科普教育,而不应该像专业课程一般深入讲解。
对于刚上大学的学生来说,“计算机科学导论”课程中的关于其他专业课程方面的知识是难以理解接受的,如果深入讲解这些在导论中出现的知识,会使学生感觉一头雾水,逐渐丧失学习兴趣,效果事倍功半。相反,如果对于这些专业方面的东西仅仅做一个概括的说明,使学生知道这是以后将要学习的一门专业课程,把教学的重心放在对计算机学科的详细介绍上,讲授相关计算机学科的发展,激发学生的学习热情,可能会收到更好的效果。
(2) 导学。“计算机科学导论”是整个大学计算机专业学习的一门引导性课程,所以此课程的教学应尽量在激发学生学习兴趣上做更多的努力,让学生在兴趣中看到计算机学科的定义、学术范畴、学科概貌、专业方向以及学科前景,并引导学生用正确的方法方式去认知和学习学科专业知识。
4.2完善“计算机科学导论”课程的教学
尽管国家很早就开始提倡素质教育,但是中、小学巨大的应试压力使得这一政策难以得到彻底实施,大学生没有那么大的应试压力,所以,从大一开始我们就应该付诸实施素质教育,努力培养合乎市场需求的现代大学生。而素质教育很大程度上体现在课程教学上。
以北京理工大学计算机学院的“计算机科学导论”课程的教学为例,经过课程教研组所有教师的共同努力,这几年的教学取得了不错的成绩。首先,这门课程近几年突出了实践操作的重要性,增加了十多个学时的上机练习;另外,这门课程还增加了学生PPT自我展示部分的实践环节,这对提高学生的学习积极性有非常重要的作用。这些都是宝贵的教学经验,应该继续保持并得到发扬。
4.3加大人文教育的关注
大学不应该仅仅能够教会学生专业知识,更应该教会学生如何正确运用自己学到的知识。作为计算机学科的引导性课程,“计算机科学导论”教学中应该着重关注人文精神的传播。
所以,在“计算机科学导论”的课程教学中应该强调以人为本,强调教学对主体“人”的关注。在“计算机科学导论”课程的教学过程中,教师应将科学知识纳入人文教育,使二者相互融合地体现在教学的整个过程中。在“计算机科学导论”的教学过程中要鲜明地突出人的主体地位,让学生们理解技术是人的能力的延伸,也包含了人类的道德、价值等精神内涵在其中,而不是完全冰冷的客观物体或技术手段。教师在教学中应该引导学生学习主动获取、处理、生成和免疫信息的能力,充分发挥自己的主观能动性;警惕对物质、技术的依赖,重视人与人之间的交往、情感交流,自觉地让自己融入社会,不能固步自封、封闭自守;在与计算机的长期打交道的过程中,要有意识地加强与周围人的联系、沟通,不能因为长期在孤独的环境下工作而产生人情冷漠和人际关系的疏远。
5结束语
实践证明,“计算机科学导论”的授课关系到学生从中学到大学学习方法的转变,关系到学生对大学计算机专业课程概貌的了解,关系到学生兴趣的培养。优质的教学方法能够取得事半功倍的效果。
参考文献:
[1] 王昭顺.“计算机科学与技术导论”课程在计算机教育中的作用[J]. 计算机教育,2008(8):52-53.
随着网络技术的不断发展，计算机教学愈加重要，在党校计算机教学也同样是重要的，同时，党校计算机教学的教学对象为党员，因此，教学又具有一定的特殊性。党校计算机教学应将计算机的理论知识与实际操作进行有效的结合，注重学员的实际操作，才能满足党校计算机教学的需求，才能符合党校学员的实际需要。文中将对党校计算机教学的重要性及其特点进行分析，并根据其特点，给出提升党校计算机教学的对策。
【关键词】
计算机教学改革;党校;计算机教学;成效
0 引言
随着计算机技术的广泛应用，计算机教学的改革不断深化，党校计算机教学也得到了足够的重视，将计算机理论与实际操作进行了紧密的联系，党校计算机教学根据其学员的特殊性，在教学中不断进行改革、创新，党校计算机教学得到了长足的发展。本文将对党校计算机教学的重要性进行分析，并阐述党校计算机教学的特点，根据其特点，将给出提升党校计算机教学的具体对策。
1 党校计算机教学的重要性
随着计算机技术的快速发展，党校计算机教学逐渐得到了广泛的重视，党校的不断发展需要计算机教学，党校学员的不断进步需要计算教学，党校学员在学习党政理论与计算机理论的同时，要注重计算机的实际应用，才能实现计算机在工作中的作用。随着全球化进程的不断加快，信息技术传播愈加深入，计算机教学已经成为了党校教学的必然选择，党校作为给国家培养党政机关专业人才的基地，更应该尽快的熟悉计算机教学，并对其教学不断进行创新、改革，才能适应社会发展的需要，才能满足党政机关工作的需求。同时，党校计算机教学要根据党校教学的具体特点进行安排，注重计算机应用能力的养成，根据学员的特点因材施教，才能促进学员学习的主动性。
2 党教计算机教学的特点
党校计算机教学要根据其特点进行创新教学，才能满足党校计算机教学的需求。党教计算机教学的主体比较特殊，并且教学主体存在较大的差异，影响教学的设计。党校计算机教学的教学主体为党员，首先，党员的文化水平存在较大的差距，如：博士、硕士、中专、高中等，文化水平的差异直接影响计算机教学，同时，对计算机理论知识与应用能力的掌握也会因文化水平而有所差异，文化水平偏高的学员对计算机的适应能力较强，反之，文化水平偏低的学员对计算机的掌握会比较缓慢。其次，党员的年龄差距较大，相比年长的学员，年轻人对计算教学的接受能力、反应能力、掌控能力都会比较快速，但年长的学员其政治理论基础较好，可以将政治理论与计算机技能实现更有效的结合。再次，党校计算机教学的学员普遍都有自己的家庭，其家庭对计算学习会造成一定的影响，致使学员的学习精力不足。最后，学员对计算机的认识存在较大差距，大部分学员对计算机都有基本的了解与认识，可以实现计算机教学的顺利开展，但小部分学员对计算机技术的认识存在空白，在日常生活中甚少了解计算机相关的知识，严重制约着计算机教学的开展。
同时，党校计算机教学需要协调学员工作与学习的矛盾，党校计算机教学要兼顾学员的工作与学习，实现对工作负责，并能够掌握学习内容。党校计算机教学需要在较短时间内，使学员获得较大的进步，计算机教学时间紧、任务重，要在规定时间内，将教学内容进行合理、有效的安排，将学到的知识、技能更好的服务于工作需求，这导致学员在计算机学习过程中，对计算机知识将进行选择性的吸收，对工作有帮助的将进行学习，所以党校计算机教学要根据学员的需求不断进行调整，并逐渐深化计算机改革，最终实现党校计算机教学质量的显著提高。
3 提升党校计算机教学的对策
3.1 调整教学内容
党校计算机教学根据教学主体的特点，需要调整教学内容。党校计算机教学的主体是党员，党员在文化水平、年龄结构、知识理论等方面都存在较大的差异，要求党校计算机教学要采用因人而异、因材施教的方法进行教学，并根据学员的需求对计算机教学的内容不断进行调整，才能满足学员对计算机的需求，才能实现党校计算机教学的目的。党校计算机教学根据学员的差异进行分层式教学，让每个学员都能在教学过程中有所收获，计算机教学要实现理论与实践的有效结合，并注重学员的实际操作和其对计算机技能的掌握与操作能力的提升，计算机教学的目标才能得以实现，学员学习的需求才能得以满足。党校计算机教学过程中可以对其教学内容不断进行创新，将教学内容与生活实际进行紧密的联系，让计算机教学的内容贴近生活、富有活力。
3.2 调动学员学习的主动性
党校计算机教学要积极调动学员学习的主动性，保持学员学习的兴趣，才能提高党校计算机教学的效果。随着计算机的广泛应用，部分学员对计算技术都有基本的掌握，但还有一部分学员未曾接触过计算机，对计算机的学习还存在畏难心理，需要教师在教学过程中通过创新教学方法、丰富教学手段、更新教学内容等多方面的努力，提高学员对计算机学习的兴趣，并逐渐实现学员的自主学习，才能通过不断的学习、实践，提高掌握计算机的能力，才能将计算机技术应用到工作中，进而提高工作效率。
3.3 深化计算机教学改革
党校计算机教学需要不断的创新改革，才能适应社会发展的需求。现代化的信息技术日新月异，计算机技术也在不断发展，党校计算机教学要实现改革，紧随计算机发展的潮流，党校计算机教学通过不断的改革，能够教授给学员最先进的计算机理论与技能，从而保证党校计算机教学的效果，提高党校计算机教学的质量。
4 总结
随着计算机应用的愈加频繁，党校计算机教学是重要的，其不断发展，才能适应社会发展的需要，才能提高党校学员的综合能力，才能提高学员的工作效率。文中对党校计算机教学的重要性进行了简单的阐述，提出党校计算机教学要根据其自身的特点不断进行调整、创新，同时，文中给出了提高党校计算机教学的具体对策，相信，通过这些对策的逐步落实，党校计算机教学将取得长足的进步。
【参考文献】
[1]吴昊.论党校计算机教学的重要性[J].黑河学刊，2014，2（02）：152-154.
[2]梁丽江.对党校计算机教学的两点认识[J].党校教育，2000，（04）：92-94.
[3]雷花妮.党校计算机教学的几点思考[J].信息技术教学与研究，2011，9（43）：160-161.
关键词:编译原理;计算思维;课程改革
中图分类号:G642 文献标识码:B
1编译知识在计算机学科中的作用
自从20世纪50年代中期诞生世界上第一个高级语言编译器――Fortran语言编译器以来,编译技术不断进步,已经成为计算机科学中发展最迅速、最成熟的一个重要分支。自1966年以来的所有55位图灵奖获奖者中,有近1/3的科学家是因为在程序设计语言和编译方面的成就而获得该项奖励,可见程序设计语言和编译的发展集中体现了计算机科学发展的重要成果与精华。计算机应用能发展到今天,编译技术的发展有着极其重要的、不可替代的作用。
五十多年以来,随着编译技术的发展,有关编译原理和技术的内容被逐步引入到了计算机专业本科教学中。从早期各阶段ACM和IEEE的计算机专业教学计划,到近年ACM和IEEE联合制定的CC 2005,再到我国教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会2006年编制的《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)》,直至最新的ACM和IEEE联合制定的CS2008,都把有关编译原理和技术的知识作为重要教学内容列入。目前,我们编译原理课程的教学内容覆盖了CS2008体系中程序设计语言领域、算法和复杂性等领域的多个知识单元。
2编译原理课程的理论性和技术性特点
编译程序的构造原理和技术可以说是计算机科学技术中理论和实践相结合的最好典范。在许多课程的教学中,经典理论和先进技术之间的联系往往缺乏具体而形象的例证,而“编译原理”课程在这方面具有得天独厚的优势。形式语言和自动机理论为编译程序的设计提供了坚实的理论基础,正是在科学理论的保证下,才形成了一系列先进的编译程序设计方法和工具,使得编译程序的构造具有很高的系统性和自动化程度。例如,正是有了有限自动机的经典理论,才有了LEX这样的高度自动化的词法分析器的自动产生器;正是有了Knuth提出的LR分析方法,才有了YACC这样的高效的语法分析器产生器,将程序员从繁琐的代码编写中解放出来。编译课程的教学既要强调经典理论在计算机科学中的重要作用,又要注重介绍利用这些基础理论来设计和构造编译程序各模块的先进方法及工具,可以具体形象地说明经典理论与先进技术的关系。理论和实践相结合是“编译原理”课程的鲜明特色。
“编译原理”课程特别强调运用理论知识进行实践的能力和素质,以突出计算机专业人才培养的特色。“编译原理”是每个优秀的计算机专业人员必修的一门课程。通过编译程序这一具体的案例,学生可以综合理解和运用计算机的程序语言、操作系统和体系结构等各种软硬件知识,形成计算机专业人才特有的系统的专业知识结构。在系统学习编译的理论和技术的过程中,学生一方面对科学理论的基础作用有了充分的认识,提高了学习经典理论的兴趣,形成了较高的理论素养;另一方面,通过课程综合性的实践,分析或改进简单或复杂、原型级或产品级的各种编译程序或工具,也可以提高灵活运用理论知识、设计较大规模的软件来解决实际问题的能力。在课程的学习和实践中,学生可以深刻体会到理论学习的意义和动手实践的乐趣。
有许多人认为,如果今后不从事编译器的开发,编译知识就显得并不重要了――事实上并非如此。编译课程鲜明的理论性和技术性特点,使得这些知识对于计算机专业人员来说具有重要作用,甚至可以说是计算机专业人才区别于一般计算机人员的重要知识结构。对于将来从事编译系统设计工作的学生来说,编译课程的学习当然可以使他们掌握和理解编译系统的结构、工作流程以及编译程序各组成部分的设计原理和实现技术,获得分析、设计、实现和维护编译系统的初步能力,打下坚实的能力和知识基础;而对于那些将来不从事编译器研制的学生来说,编译课程的教学对于提高他们对计算机系统总体认识也具有重要的意义。通过学习编译的理论和方法,学生可以提高对程序设计语言的设计与实现等知识的综合理解,而这些知识对于准确掌握程序设计语言,学习新的编程范型,理解程序,开发出正确的软件都是不可缺少的基础。图灵奖获得者Perlis教授的名言“To understand a program you must become both the machine and the program”就精辟地说明了这一点。此外,编译课程介绍的经典语言分析方法和工具,对于一些实用的工具和软件,如自然语言理解、网络信息处理、网络协议的分析与实现等领域的软件或工具的研制,都是很好的基础。更为重要的是,编译课程中介绍的一些经典的理论和方法,对于传授计算机科学研究的方法、训练学生的思维都是难得的生动案例。因此,不能把编译课程片面地理解成为一个介绍编译程序的课程,而应当把该课程的教学放在培养专业素质、训练思维的层面加以认识,特别是应当强调如何在编译的教学中培养学生的计算思维。
3计算思维及其在编译理论和技术发展中的作用
计算思维(Computational Thinking)是卡内基梅隆大学计算机科学系Jeannette M. Wing教授在2006年提出来的先进的教育理念,被认为是近十年来产生的最具有基础性、长期性的学术思想,并将成为21世纪计算机科学研究的热点。
计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为,它包括了一系列广泛的计算机科学的思维方法。Wing教授认为,计算思维不仅仅属于计算机科学家,它将和阅读、写作和算术一样,是21世纪每个人必须具备的基本技能。计算思维已经在其他学科中产生影响,而这种影响在不断拓展和深入。例如计算生物学、计算博弈理论、纳米计算和量子计算等新兴研究领域的发展正在深刻改变生物学、经济学、化学和物理学领域研究的思考方式。
典型的计算思维包括一系列广泛的计算机科学的思维方法:递归、抽象和分解、保护、冗余、容错、纠错和恢复,利用启发式推理来寻求解答,在不确定情况下的规划、学习和调度等。显然,这些计算思维方法都可以在许多编译理论和技术的发展中找到痕迹,很多编译成果正是运用计算思维的结晶。例如,抽象和自动化是计算思维的两个重要手段,也是编译理论和方法产生的基础。编译课程中介绍的语法知识描述、词法分析、语法分析、属性文法、乃至优化等知识点,都体现了面向具体应用、从实际问题中抽象出科学问题并运用科学的思维方法进行问题求解的思想,其成果根植于坚实的经典理论,并应用于实践,以推动技术的进步。因此,在编译课程的教学中,结合编译理论和技术中经典的案例培养学生的计算思维,是一条值得探索的途径。
4结合编译案例的计算思维培养
如何培养“计算思维”,是目前计算机教育界非常关心的问题。例如,在计算机专业的教学中,有些学校在专业核心课程中融入计算思维的培养;在非计算机专业的教学中,对计算机导论类或程序设计类的课程进行改革,针对学科交叉的需求,从教学内容和方法上进行改革,培养学生的计算思维。总体来说,计算思维的培养应该贯穿在大学教育的全过程,甚至在大学之前的教育中。计算思维对于计算机专业的人才培养提出了新的要求,我们必须在专业课程教学中结合计算思维的培养。
编译课程的知识体系完整,既有经典理论成果奠定的坚实基础,又有在实践中发挥巨大作用的先进技术,其中很多知识点都为计算思维提供了很好的诠释和生动的案例。下面,我们从抽象、自动化、递归、问题分解和权衡等典型计算思维方法出发,探讨结合编译案例培养计算思维的可能途径。
(1) 抽象
“抽象”是科学研究的重要手段,也是计算机科学研究的重要工具。在编译理论和技术的发展中,正是运用“抽象”这一有力工具,才获得了一系列的重要成果。例如有限自动机、形式文法等都是重要的抽象工具,有了这些工具,才能够把握词法分析和语法分析等问题的本质,发现其中规律,最终形成一系列的自动分析方法。
(2) 自动化
将抽象思维的结果在计算机上实现,是一个将计算思维成果物化的过程,也是将理论成果应用于技术的实践。有限自动机、预测分析程序、算符优先分析、LR分析等编译经典方法,都是在抽象的基础上将知识和控制分离(即分析表加控制程序),从而获得了经典的分析工具,而这种知识和控制的分离也为分析工具的自动产生提供了可能。自动化的思维方法不仅体现在编译程序本身的工作机制上,更体现在编译程序的生成工具的研究和设计上。
(3) 递归
许多编译中的问题都具有明显的递归特征。运用递归思维解决复杂的问题,通常是对问题进行逐步化简,最后得到了一个规模非常小、非常简单、更容易解决的类似问题,将该问题解决后,再逐层解决上一级问题,最后解决了较复杂的原始问题。编译中的递归下降分析是最直观的对递归思维的运用,此外,基于树遍历的属性计算、语法制导翻译都是典型的递归问题求解。
(4) 问题分解
程序设计中的“自顶向下、逐步求精”的思想就是一种典型的问题分解的计算思维方法。运用问题分解这种思维方法进行问题求解,首先须做出对问题本身的明确描述,并对问题解法做出全局性决策,把问题分解成相对独立的子问题,再以同样的方式对每个子问题进一步精确化,直到获得对问题的明确解答。在编译程序的设计中,通过引入中间语言,将编译程序划分成前端和后端,就是一种典型的分解问题的思路。
(5) 权衡
“编译原理”课程是一门理论性和技术性都非常强的课程。理论研究重在探寻问题求解的方法,而在编译程序的设计和实现过程中,对于理论成果的研究运用又需要在能力和运用中做出权衡。这方面一个典型的例子是,我们知道,虽然高级语言的大部机制都可以由上下文无关文法来描述,但是上下文无关文法不能完全刻画高级程序语言的所有规范,有些语言机制甚至存在二义性。但是上下文无关文法的分析是高效的,所以我们在编译程序设计中依然采取上下文无关文法来描述高级语言语法,但是在具体实现时,通过改造分析表消除冲突、符号表操作、语义检查等手段,去实现上下文无关文法分析所不能完成的功能――这正是在具体实践中结合具体问题进行权衡的结果。
5结束语
计算思维的培养不是哪一门课程的教学能解决的问题。对于计算机专业教育来说,应当关注在各专业课程中的计算思维的培养,强调对各种原理和方法进行提炼,从思维方法的高度培养学生,使学生能够应用计算思维解决问题。大学计算思维的教育应贯穿于整个大学教育,做到学习期间不断线。
参考文献:
[1] Jeannette M. Wing. Computational Thinking[J]. Communications of ACM, 2006,49(3):33-35.
[2] 何炎祥,伍春香. 计算机专业不需要编译原理课程吗?[J]. 计算机教育,2009(4):61-62,85.
