科学计算与工具软件

科学计算与工具软件（精选12篇）

科学计算与工具软件 篇1

0 引言

研究生阶段强调素质和能力的培养, 研究生教学要面向现代化, 面向世界, 面向未来。这是判断是否有利学生的总原则, 它也为课程的教学和改革指明了正确的方向。因此, 首先要把最新的科学计算技术引入课程教学;同时也得使课程能够确实解决飞速发展的科研需要;计算与理论及实验一起已成为当今世界科学活动的主要方式。许多重大的科学技术问题无法求得理论解, 也难以应用实验手段, 但却可以进行计算。计算工具大大增强了人们从事科学研究的能力, 加速了把科技转化为生产力的进程, 深刻地改变着人类认识世界和改造世界的方法和途径[1]。科学计算主要包括建立数学模型、建立求解的计算方法和计算机实现三个阶段。计算机实现包括编制程序、调试、运算和分析结果等一系列步骤。随着软件技术的不断发展, 工具软件为科学计算提供了合适的程序语言和其他软件工具, 使工作效率和可靠性大为提高。科学计算与工具软件是一门实践性很强的课程, 过去该门课程教学内容以教室指定软件为主, 较为单一且未能跟上最新软件进展;教学方法上和本科生类似, 主要以教师课堂传授式为主, 而研究生的自主学习和调研能力得不到提高;考核方式评判标准是论文和课后作业, 存在学生抄袭现象、考核评价难于区分学生的真实学习能力等问题。为了提高课程教学效果和培养研究生的科研素质和能力, 对该门课程在授课对象、授课形式、课程内容及考核方式等方面进行了新的探索, 经过近2年的实践, 取得了较好的效果。

1 高校科学计算工具国内外概况

从20世纪70年代初期开始, 逐渐出现了各种科学计算的软件产品。它们基本分为两类:一类是面向数学问题的数学软件, 如求解线性代数方程组、常微分方程等;另一类是面向应用问题的工程应用软件, 如结构分析、信号处理, 大规模集成电路辅助设计等。对于前者, 复杂的数学运算借助相关的计算软件, 可以大大提高学生的学习效率和兴趣。比如, 美国的线性代数教育从1990年就开始了一次大的改革, 先组成了线性代数课程研究组 (Linear Algebra Curriculum Study Group-LACSG) 。同年8月, 在美国国家科学基金会 (NSF) 资助下, 他们和工程界的代表组织了一次大会, 共同提出了几条重要的建议, 简称为LACSG Recommendations。1992年NSF又资助了一个ATLAST计划, 由于实施了这些措施, 他们的线性代数教材普遍引入了计算技术, 减少了抽象性, 大大减轻学生计算的压力, 激发了学生的学习热情和提高了学习效率。同时, 从1990年起就在《数字信号处理》采用当时新出现的科学计算语言。1994年出版了由信号处理界的权威奥本海姆 (A.V.Oppenheim) 等六人合写的“基于MATLAB的数字信号处理习题”, 并作为教材在大学课程中使用, 提高了学生从事科学研究的能力[2]。

而在国内, 像线性代数书这样的基础性学科书, 教学内容基本上与30年前一样, 学生完全靠手工计算, 学生学了一大堆理论, 实际运算能力却没又提高。绝大部分学生不会计算语言和计算软件, 造成已经学会的只是用不了, 长久不用还得去查询教科书;此外, 学生无法把现实问题抽象化、数学化, 遇到复杂的问题更是无从下手。虽然在国外文献“Digital Signal Processing Using MATLAB”出版一年多后, 国内翻译出版了此文献, 书名为“数字信号处理及其MATLAB实现”, 但这是第一本用MATLAB的中文信号处理教材, 以后有些教材也开始部分用MATLAB。现阶段大部分高校都开设了像MATLAB这样的基础课, 但也仅仅浮于教材, 学生计算机语言基础薄弱、参与性不强并且积极性不高[2]。

2 授课对象

《科学计算与工具软件》目前在我校只针对核科学与技术专业硕士研究生进行教学。但是笔者认为此课程的开设对大学理工科本科生、研究生及博士生都是十分必要的, 也是不可或缺的。因为我们开设本门课程的宗旨是让同学们借助科学计算工具软件, 动手解决实际遇到的科研问题, 从而培养研究生的科研素质和能力, 为将来开展的科研工作打下良好的基础。

3 授课形式和课程内容

本门课程为研究生学位课, 在授课形式和程程内容上有别于本科生的学位课。在充分考虑研究生具有良好的自学能力和理解能力的基础上, 我们决定将本门课程的课时设置为40个学时, 主要以学生自主讲授为主, 教师为辅, 授课形式如图1所示。教师主要讲授本门课程的目的、要求以及科学计算软件在今后科研工作的重要性。每个学生自主选择一款和自身研究方向相关的科学计算软件, 比如以数值计算和信号处理为主的MATLAB软件, 以计算机代数为主的Mathematica、Maple等, 以Origin、Sigmaplot等为主数据可视化画图软件等等, 自己安装调试, 并结合本专业的具体实际问题, 进行课堂讲解和演示, 并与老师和其他同学进行课堂讨论, 从而加深对该工具软件的了解, 实现理论与实践的有机结合, 增强了研究生的实践操作能力。这样下来, 通过本课程的学习, 学生不仅对当前和本专业相关的科学计算工具软件有个全面的了解, 同时可以借助这些功能强大的科学软件, 为将来的科研工作提供极大的便利。

4 考核评价方式

对教学过程进行合理的监督和评价是保证研究生教学质量的重要措施。建立合理的课程考核评价机制非常重要。目前, 国外从多方位评价学生的研究和实践能力, 常见的考核方式包括考试和作业。考试从传授知识的角度讲具有一定的优势, 学生可以比较牢固地掌握基本概念、基本方法等, 但是却很难充分反映学生的能力[3]。

本课程所采用的考核方式是由软件调研情况及课堂ppt、课堂讨论、调研文稿组成。通过对软件的课堂讲解和演示, 考察研究生系统调研科学计算工具软件的能力;课堂讨论表现考察研究生听课学习及交流讨论分析能力;调研文稿考察研究生对课程内容了解程度以及查阅文献跟踪科学计算工具软件前沿进行综述的能力。课程成绩分配如下:成绩=软件讲解及演示 (60%) +课堂表现 (20%) +调研文稿 (20%)

5结语

上述教学探索围绕增强研究生调研前沿工具软件能力、实践操作能力, 让学生学有所用, 有利于研究生在以后的科研道路上的探索。

通过几年的教学实践效果和学生的反馈信息来看, 通过上述几个方面的教学改革, 确实激发了学生的学习兴趣, 拓宽了学生的视野, 提高了学生的动手实践能力, 基本达到了本门课程开设的目的。今后需要根据先进教学方法, 不断修改教学内容, 以满足培养综合素质高、实践能力强的人才的需要。

参考文献

[1]陈怀琛.2005年5月在南京精品课程研讨会上的发言.大学理工科要把“科学计算能力”当作一个重要培养目标[R].

[2]陈怀琛.国内外在大学科学计算工具上的差距:论科学计算与教学质量的关系[J].中国电子教育, 2008 (1) .

[3]刘廷章, 郑祺.专业学位研究生课程教学的团队探究方法研究[J].学位与研究生教育, 2011 (1) .

科学计算与工具软件 篇2

数码节策划书

活动时间：2008年4月初至5月初

一、活动主题：数码绿潮--数码magic秀,创业e潮流

二、组织形式：

主办单位：广州大学计算机科学与教育软件学院

承办单位：广州大学计算机科学与教育软件学院团委学生会

广州大学各大协会

三、活动内容：

名师·数码-名师讲座，数码开幕式

技能·数码-数码大暴走，闪动数码Flash大比拼

展现·数码-竞赛成果，IT产品推介

火拼·数码-电子竞技大赛

荣耀·数码-颁奖晚会闭幕式

（详细请见各活动具体计划书）

计算机科学与教育软件学院第二届数码节系列活动之--名师·数码-名师讲座，数码开幕式

1.活动时间:4.7

2.活动对象:广州大学全校学生

3.主办单位:计算机科学与教育软件学院团委学生会

4.活动形式: part1.由张景中院士主讲的有关计算机学科创业就业问题的讲座;part2.由毕业师兄与参与讲座的同学进行面对面座谈会.5.活动目的：针对最近金融海啸等经济环境,以学生创业就业为主题的本届数码节如往年一样提高大学生对数码知识的关注度之外,更重要的是能让广大的大学生们从中获得就业创业的相关信息,提高自身竞争力,直面逆境,开创未来.计算机科学与教育软件学院第二届数码节系列活动之--数码大暴走，闪动数码Flash大比拼

一.活动时间：

2.宣传时间:

(1).周一至周四,每天两组,中午11:30至12:30,下午16:45至17:45,每组三人

(2).周二下午,和电子竞技一起宣传,时间由电子竞技决定,需要三个人.(相关工作细节由电子竞技负责)

3.宣传主要任务:

派传单.并记录现场报名同学的姓名和联系方式,解释相关的比赛规则和相关信息.4.宣传后期工作:

(1)对于已经报名的同学,在报名后的第四天对其进行提醒,询问是否已经开始准备作品,鼓励其用心参赛.收集作品截止期前再对其提醒一次.这部分工作安排四个同学.(2).截止日期(15日)由秘书处安排人员对作品进行归类,分类不明的及时询问作者,需要的工作人数视作品而定,整理完毕之后统一发给评委老师(16日之前搞定)

5.评奖后期工作:

(1).4月20日询问老师评奖的进展情况(如果老师没有主动联系我们),并在21日前将已经获奖的作品整理好,准备21日的嘉年华.(两个工作人员).(2).嘉年华结束之后安排人员对已经获奖的同学进行通知,并告知领奖的时间.2.活动对象：全体同学

3.活动内容及形式：

(一).数码大暴走

内容:

●Photoshop作品

●影集作品

●PPT作品

●网页设计作品

●其它类数码作品

参赛要求：

作品素材不限，需要用到的图片可以是自己拍摄的照片，也可以是网上下载的图片。

2、比赛要求作品能够体现某个主题或者表达某种意义，也可以是纯粹地体现美感或电脑技术。

3、上交的作品中要求有题目及作品的注释或解析（用于说明作品表达的主题或其他作品信息）。

4上交作品的同时，要求提供作品用到的所有素材，不允许将网上的素材在不经任何处理而作为作品上交。

奖励方式：

所有作品将交由所属的专业教师评审，并有50%的作品获得价值20元的奖品，其余的作品也会得到我们送出的精美纪念礼品。

(二).闪动数码,数码大比拼!

比赛要求

比赛面向全体同学，各种类型的flash动画作品都可以参赛（最好有音频）。可以是flash小游戏，flash小故事，或者小品，电影片段的flash动画制作，还可以是其它形式的flash作品。

2.奖励方式：

比赛将由专业教师作为评委，评出一二三等奖，一等奖一名，奖金200元；二等奖两名，奖金100元；三等奖五名，奖金50元。

(三).开支预算:

小奖品:15X50份=750;

大奖品:200X1人+100X2人+50X3人=550

合计:1300

计算机科学与教育软件学院第二届数码节系列活动之--竞赛成果，IT产品推介

1.活动时间：2008年4月21-22日

2.活动地点：广州大学红棉路段B15路段

3.活动目的：更好地营造校园科技学术活动氛围，激发我院学生投身科学技术的热情，让更多的学生了解计算机科学与教育软件学院的精神风貌，展现出工科学生的风采，和当代大学生活跃的思维和智慧的火花，提升各学科之间的技术层面，增进与各兄弟学院和社会交流

4.主办单位：广州大学计算机科学与教育软件学院团委学生会

5.活动内容:

新款手机试用活动

在活动现场设置现场报名点,开展手机试用活动.参与手机试用的同学需在两周内为我们提供一份详尽的试用报告,我们会从收集的报告中评选出最优的报告,并给予奖励(可以是送赠手机,购机优惠券等)

展示同学们最新的计算机优秀作品

从之前的比赛的参赛作品里面,精挑细选出优秀作品,在现场以屏保,flash,展览板等方式,向人们展示计算机作品的风采.邀请商家展示“山寨”系列产品

现场设置实物展示,山寨历史文化介绍,山寨产品测评视频资料等,将山寨文化展现在大家的面前.邀请商家展示LOMO相机及日系手机

现场展示LOMO相机实物及其照片欣赏,日系手机(主要是sharp品牌)的展示.最新流行电子杂志展示与体验

邀请动漫协会及魔术协会进行辅助宣传

动漫协会及魔术协会将会在整个活动过程中为现场提供各种cosplay表演,魔术表演以吸引人流,带动整个场面的气氛.6.活动流程：

（1）21日当天为活动的第一天（所有的物料必须提前全数确定完毕,21日上午没课的干事全部去到红棉路）

备注：文娱部为场地布置总策划和总指挥

（2）上午11：00之前场地布置完毕，各数码仪器连线接线调试完毕。

备注：外联部做最后的确认工作

（3）上午11：30，嘉年华各摊位活动正式开始。每个摊位1-3位工作人员，佩带工作证.计算机科学与教育软件学院第一届数码节系列活动之--大学城电子竞技大赛

主办单位：广州大学计算机科学与教育软件学院团委学生会

承办单位：广州大学计算机科学与教育软件学院团委学生会

活动时间：2009年数码节期间

活动地点:广州大学电子信息楼

开篇语:

每年3月下旬至5月上旬，广州大学都举办传统的学术科技节。在这期间，我校计算机学院主办具有专业特色的数码节以配合学校的活动。她创办于2001年，历经前五届的不断完善，她已经成为一个比较成熟的传统大型活动！她以充沛的活力与独特的魅力成为校园一道亮丽的风景线，一曲完善的规律！她不但受到本校领导的高度重视，而且得到同学们的踊跃参与，成为本校的一大盛事！她其规模之大，影响之大，正为广州众多高校所瞩目！

一、活动目的：

我们请来了众多商家为大学城的学生提供了众多的价廉物美的IT商品选购,而且为了丰富大学生活，并在竞技中产生我们自己的文化理念！本次比赛用新兴的、健康的、活泼的文体活动来锻炼学生在新时代网络信息化产业发展背景下的体育竞技精神、团队合作精神。用这种深入人心，富有激情的方式带动在校青年大学生的文体活动，培养学生健康的网络观念。以轻松活泼的形式让学生了解电脑；改变对电脑游戏的观感；赛出自己的风格，在比赛中加强大学城各高校学生之间的交流与沟通。

从而扩大计算机学院及计算机学院团委学生会在学校的影响。

二、活动内容：

1．名称：魔兽争霸Ⅲ：冰封王座（Warcraft3:The Frozen Throne）

版本： War Craft 1.20

2．QQ游戏连连看大赛

三、活动时间：0 0 9 年数码节期间

广州大学电子信息楼

五、活动对象：

大学城的所有师生（主要面向广州大学）。

六、活动流程：

（1）活动前期：

3月31日前

前期工作：

1）调查所需用品价钱（根据以往活动物价进行评估）

2）拉赞助（由外联部统一执行）

3）完善各活动计划并具体执行（由主席团计划，各部门分任务执行）

4）组委会定期商讨工作，落实工作进度

5）资金管理计划（由秘书处统一管理）

6）制定宣传方案（由文娱部负责，根据商家需要制定宣传方案）

7）执行活动准备，申请场地，（由生活部负责完成）

8）购买或准备活动所需一切用品（由秘书处负责完成）

9）宣传单，横幅，海报（X展架＋海报）（由宣传部负责完成）

总体负责人：秘书部部长邵长业。

3月31日（10点-18点）

期间安排：在红棉路摆摊设点

1）布置场地，挂横幅，设X架海报。（由文娱，体育部负责10点前完成）

2）在红棉路附近派发传单（由秘书处负责完成）

3）在摊位现场报名，咨询。（由生活部负责完成）

4）访问拍摄（由新闻中心部负责完成）

5）突发事件及应急处理（主席团及各项目负责人）

6）活动后场地收拾（所有部门18点）

4月7，8号（上下午 就餐时间）

设4个点，三大饭堂十字路口

由秘书部分派人手，每个点至少有3个人，其中2人派传单，1人咨询，现场报名。（每个点必须有3张桌子，3张凳子，X展架＋海报）

总体负责人：文娱部部长赖梦琳。

（2）活动当天：

4月18日：下午2点到6点，连连看比赛（决出排名）+魔兽争霸第一轮

4月19号：下午2点到6点，魔兽争霸（决出排名）

1)后勤组： 两天的1点前把魔兽争霸Ⅲ和连连看比赛的平台安装好，把网络连接好（由生活部负责完成）

2）裁判组： 熟记比赛规则，负责魔兽争霸Ⅲ抽图，连连看的qq登陆。公正，公开，公平记录比赛结果。计算积分，排名。（由秘书处负责完成）

3）机动组： 主要负责比赛场地的秩序，处理突发事件（由体育部负责完成）

4）新闻组： 摄像，写新闻稿，采访，（由新闻中心负责完成）

比赛物品安排：

抽签箱，抽签条，参赛卡，工作人员证，报名表，比赛规则单，海报，相机 ,奖状 , 赛程安排表 , 赛事公报

总体负责人：生活部部长苏劲跃。

项目 单价（元）数量 总价（元）备注

传单+报名表 0.1 1000 100

X展架＋海报 50 3 150

横幅 150 3 450

奖品+奖状 15 6 90

奖金 6 650

桶装饮用水 10 2 20 2天

不可预测费用 5% 1 68 以上费用的10%

合计 1428

八、奖项奖金设置

魔兽争霸：

冠军（1名）：200元现金+奖品奖状

亚军（1名）：100元现金+奖品奖状

季军（1名）：50元现金+奖品奖状

连连看：

冠军（1名）：150元现金+奖品奖状

亚军（1名）：100元现金+奖品奖状

季军（1名）：50元现金+奖品奖状

附:

比赛规则

魔兽争霸Ⅲ：冰封王座（Warcraft3:The Frozen Throne）

1．名称：魔兽争霸Ⅲ：冰封王座（Warcraft3:The Frozen Throne）

2．游戏版本：TFT 1.20

3．比赛模式：1V

14．比赛地图： Turtle Rock，Twisted Meadows,Terenas Stand,Echo Isles，Lost Temple。

5．胜负判定：其中一方所有单位被摧毁或认输退出比赛，可以继续游戏的一方胜利，3盘2胜制。

详细规则：

1．选手在比赛中可以选择任意种族也可以随机，但是必须在比赛开始前告知裁判，裁判不得在比赛开始前将选手选定的种族告知另一方选手，在读秒阶段不能变更种族。

2．联赛资格赛单败淘汰阶段每局比赛限时60分钟，最后决出4强，进行循环赛，决出排名。

3．比赛最后，双方应保留最后的屏幕画面以得到裁判的确认。

4．比赛发生意外的断线情况，如果在比赛开始5分钟以内，那么重新开始比赛；如果比赛开始5分钟以后，双方都同意，则重新进行比赛，如果不能达成一致意见，那么由裁判根据比赛断线时的积分进行裁决；一方积分领先20%以上(含20%)则判胜，如果积分领先不足20%则判本局比赛重赛。

QQ游戏连连看大赛

1．游戏平台：QQ游戏 2.0.201.11

2．比赛模式：个人赛，无道具场，6人一桌比赛

3．比赛地图：随机

4．胜负判定：游戏结束自动评1到6名

5．详细规则：

1）基本规则：玩家可以将 2 个相同图案的对子连接起来，连接线不多于 3 根直线，就可以成功将对子消除。

2）胜利条件：◎将棋盘上面的对子全部消除掉。按消除的数量排列名次。

◎其他玩家都输掉了。

失败条件：◎每个玩家选择牌的时间为 30 秒，超过时间而未消除一对的玩家

以判为输掉。

◎有一个玩家将所有的牌都全部消掉。

3）计分规则：第一名为6分，依次递减，最后一名得1分。

4）初赛规则：每组6人一桌，每轮共赛十盘，计算最后每人的累积得分，取前两名进入下一轮比赛，然后继续6进2淘汰赛（约20--25分钟一轮）；

复赛规则：由复赛人数确定每桌人数，再按比例淘汰，最后决出冠亚季军。

5）每盘比赛结束，各方应保留最后的屏幕画面以得到裁判的确认及计分，然后由裁判发令，再开始下一盘比赛。

6）比赛发生意外的断线情况，本盘进行重赛。

后语:

宣传（所有宣传活动均在大学城所有校区进行）

发邀请函到各高校，联系各高校的计算机协会。邀请他们参加比赛。

宣传资料包括：海报、宣传网页、横幅、传单

网络宣传:学院网站,QQ信息

平面宣传: 校内海报与横幅

内部宣传：通知各班班长以达到最佳宣传效果

策划：计算机学院团委学生会

计算机科学与教育软件学院第一届数码节系列活动之--颁奖晚会闭幕式

1.活动时间：2008年4月28日

2.活动地点：广州大学商业中心中庭广场

3.活动形式:大型颁奖晚会

科学计算与工具软件 篇3

关键词 云计算 计算机与软件实验资源 管理

中图分类号：TP3 文献标识码：A

0前言

当前的信息技术领域最为热门的莫过于云计算，它强大的功能性以及前所未有的开创性使其成为当今应用前景最为瞩目的信息技术，受到社会各大领域及计算机产业的推崇。云计算具有强大的功能操作性，可通过网络访问模式将源切换到任何与其相关联的应用上，实现商业电子媒介的快速服务以及信息资源的精准共享。

1计算机与软件实验资源管理及其特性

与其他实验资源管理不同，计算机与软件实验资源管理具有时效性、差异性和服务对象的多样性等特点。

（1）计算机与软件的实验管理的时效性

信息技术的发展是高速且飞跃性的，信息领域随着快速的进步，新知识不断涌现，新技术、新产品日新月异。作为信息技术的实践前沿平台，计算机与软件的实验管理应保持高度的时效性，在管理过程中应迅速掌握、实践新知识、新技术，更新软硬件设施，满足用户新的多种需求。

（2）计算机与软件的实验管理之间的差异性

在实践的操作过程中，每一间实验室在其计算机与软件的实验资源配置上都是不同的，这些资源由计算机硬件设备、操作系统、应用系统软件和实验软件等组成，而这些基础硬件设施由于计算机品牌、型号以及软件配置的不同而有所差异。

（3）计算机与软件的实验管理服务对象的多样性

计算机与软件的实验管理需要同时满足多领域、多专业、多人群的需求；在各领域内部对于同一组计算机与软件实验资源的需求是多样的，例如在高中院校，它既要满足学生的实践教学又要满足教师的科研工作，同时还要满足学校在其他行政、测评领域的需求，所以实现计算机与软件实验资源的管理往往需要同时满足各种工作、学习任务的需求。

而云计算的应用则在很大程度上解决了计算机与软件的实验管理中因时效性、差异性以及多样性所导致的不便。

2基于云计算的计算机与软件实验资源管理的优势

云计算拥有两大支撑其运作的技术，即网络技术与计算机虚拟化技术。云计算在计算机虚拟化高利用性和高服务性的基础上更具有精准性、持续性与商业性。可以最大限度最快速度的为用户提供所需资源，按需使用适时释放，提高效率的同时又能有效防止资金与资源的浪费。

（1）实现同一管理，提高主机性能与利用率

计算机虚拟化技术广泛应用在云计算之中，是其关键的技术支撑。物理主机通过虚拟机的设定通过网络实现共享，操作者无需逐一操作添加便可完成管理操作，实现系统内部的同一性，大大减少了管理的实际操作步骤，在提高工作效率的同时节约了成本，更重要的是，管理员通过云计算实现资源的同一分配与管理，可以在同一时间满足各种用户的各种需求，用户只需通过网络登录到云计算系统上，便可以按需使用，操作简单，大大提高了对计算机与软件实验资源的利用率。

（2）实现对实验数据的使用最大化

云计算巨大的存储空间与强大操作功能，实现了用户对实验数据使用的便捷与安全。在资源使用的过程中，用户的数据信息被存储到云计算系统内，每当需要使用这些或者其他资源时，只需登录系统，云计算便可以根据不同需求分配给用户可以满足其需要的物理计算机系统。

3云计算构建计算机与软件实验资源平台的方案

从技术应用的角度，可以从四个层次构建云计算的计算机与软件实验资源平台，依次为硬件系统层，虚拟机系统层，系统管理层和云终端系统层。硬件系统层，主要是为计算机与软件实验资源云计算管理提供所需的基础硬件设施，包括计算机、互联网交换设备以及实验室管理设备等设备。

虚拟机系统层包括物理主机上安装的虚拟机、虚拟机操作系统、以及与实验相关的系统软件等。由于物理计算机主机的性能不同，安装虚拟机的数量也会受到局限，因此，管理员会根据不同计算机的性能安装不等量的虚拟机，安装与之匹配的操作系统，除此之外，虚拟机操作系统还要由虚拟机所要实现的功能与需求来决定。

系统管理层主要由五大系统构成，分别是云平台资源管理系统、云数据中心系统、云平台安全系统和负载均衡管理系统。

数据中心则负责保存与维护实验数据、软件数据、用户数据等重要数据。云终端系统层主要是指用户直接使用的机器设备系统，通过登录终端软件系统以及硬件专用机终端实现应用，以此用户在自己的主机上通过登录终端软件，录入信息实现对实验云平台的登录。

4结语

目前，云计算技术还没有完全成熟，对于云计算在计算机与软件实验资源共享的构建中还有很大不足，但是其强大的功能性与独有的优势，在很大程度上已经能够有效的满足用户对于信息资源的共享需求。而且，随着信息技术的提高，云计算的潜力有无限的可能性。因此，各领域应加强对实验管理人员云计算知识的培训，最大力度的发挥云计算在技术层面与管理层面对实验室系统资源管理的作用，提高工作效率，和资源的利用率。

参考文献

[1] 徐晓阳.基于云计算的计算机与软件实验资源管理[J].信息与电脑（理论版），2012，07：144-145.

[2] 肖租秀.基于云计算的计算机实验设备管理平台的研究与应用[J].玉林师范学院学报，2013，05：133-139.

[3] 林瑜华.云计算环境下高校实验教学模式的创新与实践[J].实验室研究与探索，2011，08：271-274.

科学计算与工具软件 篇4

在认真分析就业市场发展的新形势下, 高校数学院系迫切需要采取有效的措施去解决数学本科生的就业问题。切实做到专业设置与社会需求相对接, 目前, 从已毕业的数学专业的就业方向看, 从事软件开发行业的人居多, 而其中约有80%左右的学生是去市场上软件开发方向培训班培训过的, 为了节省学生的时间和费用, 数学类专业有必要设置具有特色软件开发方向课程模块, 培养学生的软件开发能力。根据就业市场所需积极进行数学类专业软件开发方向人才培养的研究与实践。提高数学本科生的综合竞争力切实帮助学生找到合适的就业出路。

信息与计算科学专业软件开发能力培养旨在培养具有软件开发背景的综合性数学人才;使得数学与计算机专业的有机结合, 形成一套独具风格和特色的教育培养模式, 给用人单位明确地显示数学类专业学生在从事软件开发时的优势。数学系的学生到软件企业中大多作软件设计与分析工作, 这部分人才在软件开发行业紧缺, 而计算机系的学生做程序员的居多, 原因就在于数学系的学生分析推理能力、逻辑推理能力强, 数学思想的建立比计算机系学生强, 这是数学专业学生从事软件开发的优势, 也是培养数学专业学生软件开发能力的意义所在。

2 信息与计算科学专业特点与特色课程设置

信息与计算科学专业人才培养应该尊重数学学科教育的发展规律, 强化学生数学基础, 着眼于学生的就业, 瞄准社会对数学类人才的规格要求, 注重应用技能的训练与培养。在专业定位上, 坚持:强化数学基础, 兼顾专业类别, 突出因材施教, 培养综合能力的办学原则。根据就业市场所需积极调整专业设置, 把办学规模和专业设置与市场接轨。

2.1 设定该专业软件开发方向人才培养的目标:学生不仅能进行数学理论研究, 同时会运用计算机工具, 更主要的是他们能将两者有机地结合起来, 将理论与实际紧密结合, 进行软件开发、信息管理与处理等。这是既有别于数学专业又有别于计算机专业的特色。突出数学专业学生的思维优势。

2.2 加强师资队伍建设。采取“稳定、培养、引进”相结合的方法, 培养一批既懂数学又懂计算机的教师队伍, 为专业教育质量提供师资保障。

2.3 理论教学培养学生计算思维和算法设计分析能力:通过开设数学分析、离散数学、高等代数、概率论与数理统计、数值分析、数学模型等课程, 培养学生的计算思维, 使学生具备建立数学模型和解决实际问题所必备的数学知识和抽象逻辑思维能力。数学上功底扎实, 在软件编程上的优势尽显, 项目的设计模式格外地优化, 程序逻辑条理也格外地清晰。因为数学可以培养人的逻辑思维能力, 而程序设计需要很强的逻辑思维能力。所以无论从事什么具有扎实的数学基础是必要的。

2.4 构建合理的软件开发方向的课程群, 培养计算机应用软件的开发能力:通过开设高级语言程序设计 (C语言) 、数据结构、面向对象程序设计 (C++ 与Java) 、算法设计和分析等课程, 有针对性地培养学生掌握算法设计与分析的方法, 使学生熟练掌握常用算法、掌握算法设计与分析的方法和步骤, 通过开设数据库原理及应用、软件工程、数据库编程, 加大学生综合系统设计开发, 使学生掌握中小型软件系统的架构、算法分析和设计能力, 掌握软件系统分析与设计的方式方法, 提高学生综合系统编程能力。

3 软件开发实践教学体系研究与实践

改变传统的教学模式, 培养学生的实践能力。包括:与行业人员合作的教学方法、案例式教学、精讲多练、机房授课、项目式考核等。

整合实践教学内容, 探索基于学生就业竞争力的实践教学体系;加强和完善实践教学条件:包括专业实验室建设、长期稳定的校外实习基地建设。丰富实践教学内容。做到把课堂搬到企业去, 把理论用在实际。针对目前软件开发方向应用广泛的语言, 信息与计算科学专业重点开设C语言、C++、Java、软件工程具有适应市场的竞争力的课程。这些课程能很好的与就业市场对接。我院已经有合作的校外实习基地—达内科技培训机构大庆分部;哈尔滨承德培训基地。大一实践课程设置:19 周至22 周, 实践课程以Java程序设计为列。校内60 学时的Java基础教学, 边教边练, 随堂消化。使学生掌握Java语言的基础知识, 熟悉Java类库中最主要的类, 掌握和面向对象程序设计的基本原则和特点。“Java技能实习”通过几个Java小项目的开发, 培养学生Java编程能力, 加深学生对Java语言的基础知识和面向对象程序设计的理解;大二已有Java基础的学生去达内实校外训基地, 由校外指导教师指导项目实战。做到校内校外的课程安排有机结合, 不脱节。同时通过走访已经毕业的学生的工作单位, 了解当下的就业形势。充分发挥信息与计算科学专业学生的专业能力。大三暑期, 学生实训走出去, 去一些公司实习, 让学生体会到学有所用。为大四就业打下经验基础。

结束语

针对信息与计算科学专业的特点, 结合办学思想和培养目标, 特设置了该专业的计算机类课程, 调整了教学内容, 将数学知识和数学思维融入软件编程, 体现专业特色, 改革了教学模式与考核方式, 并注重培养和考核学生的实践创新能力。通过两年的教学实践表明, 对于信息与计算科学专业计算机类课程的改革思路是行之有效的, 激发了学生学习计算机类课程的兴趣, 开发了学生的潜能, 提高了学生的编程能力和解决实际问题的能力。扩大了本专业学生就业面, 培养出有一定数学基础和实践能力的从事软件行业的人才。实现推动数学类本科专业快速发展。

参考文献

[1]董立华, 刘艳芹, 数学专业创新性应用型人才培养的探索与实践[J].衡水学院学报, 2012.

[2]方木云, 戴小平, 培养学生软件开发能力的软件方向课程群建设[J].安徽工业大学学报, 2007.

[3]杨韧, 基于体系建设的数学类专业实践教学改革[J].实验室研究与探索, 2013.

[4]孙善辉, 芦伟, 以就业为导向的数学本科专业学生创新能力的培养[J].宿州学院学报, 2012.

科学计算与工具软件 篇5

Artificial Intelligence Principles and Applications

课程编号：30420082 学分数：2 开课单位：计算机技术与自动化学院

课内总时数：40 任课教师姓名及职称：刘文菊副教授、郭景讲师

开课学期： 第2学期 教学方式：讲授

一、教学要求及目的

人工智能是研究智能信息处理技术、开发具有智能特性的各类应用系统的核心技术。通过本课程的学习，要求学生了解人工智能的基本概念和原理，掌握常用的知识表示、逻辑推理和问题求解的方法，熟悉人工智能的发展学派和主要理论。为智能信息分析和构建专家系统、智能决策支持系统等各类智能系统奠定基础，并培养学生提高解决复杂问题的能力。

二、课程的主要内容

1．人工智能概述

人工智能的概念； 人工智能的产生和发展； 人工智能的内容和特点； 人工智能的研究和应用领域。2．知识表示方法

知识表示的概念；

谓词逻辑表示法； 产生式表示法； 语义网络表示法； 框架表示法； 面向对象表示法。3．推理方法

推理的基本概念；

确定性推理：推理方法及其分类、推理的控制策略、推理的逻辑基础； 不确定性推理：确定性因子法、主观Bayes法、证据理论、模糊推理。4．问题求解与搜索方法

状态空间搜索，状态图问题求解； 与或树搜索，与或树问题求解；

博弈树搜索，极大极小过程，-剪枝法。5．机器学习

机器学习的概念； 机械学习； 基于经验的学习； 基于事例的学习； 基于类比的学习； 基于神经网络的学习。6．人工智能应用--专家系统

专家系统的概念； 专家系统的结构；

专家系统的应用与发展概况； 产生式系统 专家系统设计举例。

7．人工智能的争论与展望

关于人工智能的争论； 人工智能对人类的影响； 对人工智能的展望。

三、课程教材及主要参考书

1．人工智能及其应用(第三版)研究生用书，蔡自兴编著，清华大学出版社，2006年5月 2．人工智能技术导论，廉师友编著，西安电子科技大学出版社，2002年第1版 3．人工智能原理及其应用，王万森编著，电子工业出版社，2000年9月

4．Artificial Intelligence A New Synthesis

Nils J.Nilsson

机械工业出版社 1999.9

四、预修课程

数理逻辑、离散数学、高级语言程序设计、数据结构与算法

五、适用专业、范围

计算机程序语言与软件开发分析 篇6

[关键词]程序语言；软件开发；数据；计算机

[中图分类号]G623.58 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0059-01

一、计算机程序语言的历程

众所周知，计算机所接受的仅仅为一串数字代码，它通过接受人们所编制的语言程序，去命令自己如何执行工作。在计算机专业术语中，将这一串数字代码称之为指令代码，而计算机也正是通过执行这些指令代码，来完成计算机和人类的人机互动。机器语言是指可以由计算接直接接受并处理的语言，而指令代码则是操作码和地址码结合而成，由于各计算机不同的电路系统决定了他们语言之间的差异，因此，同样一个问题被放人不同的机器中执行，就得使用不同的机器语言来发布命令，并编写不同的程序。通过机器语言去编写程序，不仅浪费了许多的时间，更降低了工作效率。随之汇编语言的出现，相对于之前的机器语言来说，汇编语言在程序编写和程序修改方面则显得更简单，但是汇编语言的程序格式与机器语言大致相同，不同计算机的指令系统又不相同，导致不同计算机中使用的汇编程序也不相同，因此，汇编语言的程序还是只能应用在单一种类的计算机中。而除此之外还有一种宏编语言，它的组成高于汇编语言，但低于高级程序语言。

为了提高编制程序的适用性，五十年代初，已经研制出了一种高级程序设计语言，它与计算机本身的指令系统无关，它摒弃了传统的指令代码构成方式，而是由各种词语和数学公式，通过一定的语法规则而联系起来的。由程序语言组成的命令不再叫做指令，而是被称之为语言。之前由机器语言编写的多条指令，可以简化为一条语言，且程序语言可以适用于任何计算机，前提是该计算机中配有翻译程序。

二、计算机的软件危机与SDT的发展

软件技术经历的两个时期的发展历程，即是线性程序设计阶段和模块化设计程序阶段。线性程序设计在整个设计过程中都是由一个人完成的，这种工作模式导致它不能较好地去处理复杂程度较高的问题。因此在线性程序的基础上研制出了模块结构设计，模块程序设计主要包括瀑布型和喷泉型，通过call.do等语言来控制模块间的关系，这种设计方式可以对复杂的问题进行处理。随着经济的快速发展，各行各业对软件的需求量日益上升，供应量逐渐无法满足需求量。国外在研发一系列大型高级软件时也碰到了许多问题，抛开那些成功的案例，即使有些软件系统完成了，但是也没有在计划时间内结束，导致成本大大超出预算。正是这种糟糕的形势导致了软件危机的到来。其中，软件危机主要体现在以下三个方面：首先是软件的需求量已经大大超出了软件生产量；其次是软件开发的成本费用日益上升；最后是软件在质量与可靠性方面的要求也越来越高。

为了解决上述问题，在1968年北大西洋公约组织在会议上提出了软件工程这一说法，将工程的概念引用到了软件开发的过程中。通过工程的基础只是与运作方法对软件进行开发设计，并投入量产管理。在软件工程中，软件开发属于软件生命周期中的某个阶段，对于每个阶段的设计开发均要提出完整有效的文档资料，并对这些资料进行评审、检验、管理。1974年召开的第一次软件工程会议标志着软件开发设计的工作方式从个体手工劳动模式，成功地转化为了集体的劳动工程模式，为软件危机的解决带来了希望，特别是在软件开发工具、管理模式等方面取得了新的进展。在这段时期中，软件业仍然将程序语言作为软件生产率提升的主要工具，因此软件业在高级语言上面投入了更多的精力与资金，用来研发功能更广泛、效率更高的高级语言程序。

三、程序语言设计在软件开发中的应用

（一）程序语言设计在软件开发中的体现

九十年代最杰出的程序时间方法是面相对象的程序设计方法。这种新型的设计方式，在软件工程及智能方面都得到了有效的运用。更多的程序设计语言都被注入了OOP编程技术当中，已经成为了九十年代的主流趋势。大多数人都认为，面向对象的程序设计语言，意味着软件业进入了一个新的革新。OOP是人们通过模仿现实生活建立的模式，而研发出来的程序设计方式，这种研发思想源于人们对自然世界的认识，人们在处理现实世界的复杂关系时，逐步培养了一定的分析能力与抽象感知能力，并在这些能力培养的基础上对程序设计进行应用，从而形成了面向对象的程序设计概念。相对而言，非面向对象的语言编制方式所编织出来的程序，结构性与扩充性均较差一些。面向对象的编制程序，不仅能较好地解决以上问题，还能对传统软件设计中较复杂的问题进行简单的处理，避免之前的缺陷设计方式。

（二）传统程序设计中存在的缺陷

传统的程序设计技术是针对数据而研发出的设计方法，在这种设计方式中，过程和数据是独立存在的个体，数据是问题中的客体，用来阐述问题中存在的信息；过程是用来对这些信息进行处理的，因此编程员在编制程序的时候，必须事先对所有待处理的数据格式有个了解，对于不同的数据格式，需要编制出不同的程序。除此之外，传统的程序设计方式所编织出来的程序，只有很小一部分可以重复使用。另外，若在大型高级软件系统的开发过程中，设计人员随意改变了其中某个数据结构，而没有及时告知所有的开发者，那么其所存在的风险将是不可预知的。

（三）OOP的优势分析

以往传统的程序设计技术在运用中对程序与数据之间的内在关系不够重视，通过计算机所解决的问题都是一些现实中所存在的问题，这些问题的产生原因追溯到根本，无非就是各种事物之间相互联系所造成的。其中每组具体的对象均可用以下两种特质来进行描述：用来描述事物静态过程所需应用的数据结构，及对于以上数据进行有效执行（动态过程）。由此可见，只有将数据与过程有效地结合在一起，才能真实地反应实际存在的问题。数据结构与数据执行实际上是互相制约互相影响的，从这个角度思考的话，可以看出面向对象的程序设计技术与以往传统的数据过程设计技术之间存在着本质的区别。面向对象的程序设计技术是对问题进行一定的划分，通过人们所形成的自然思维去建立不同领域的问题模块，将程序中所碰到的问题模拟为真实世界中所存在的问题，进而得到更加直接与更加自然的设计结果，这种软件开发系统的主体为对象，这里的对象能真实地将实际存在的问题进行折射。

四、结束语

随着经济的日益发展，计算机软件技术行业的发展势头也越来越强烈。原有的人工智能、数据库、程序设计语言之间存在的相互关系，导致他们的研究之间必然存在一定的交融之处。例如，对于知识的描述事发能够通过类体系、数据库语言及程序语言等方式进行一体化等。而面向对象技术的产生，很可能会将三者的聚集并体现在面向对象上。无论一个语言中蕴涵了多少面向对象的基本因素，它开发软件的能力必然比以往的传统方式要更强，这一点早已得到了各业内人士的集体认同。因此对象与信息的程序设计方式将数据结构的设计方式取代，是软件业发展的必然趋势。

参考文献

[1]梁嵩，王建新，蛊羽，在线程序语言评测系统的设计与实现[J]计算技术与自动化，2010（2）

[2]苏锦钿，余珊珊，程序语言中的共归纳数据类型及其应用[J]，计算机科学，2011（11）

[3]白洁，李春平，面向软件开发信息库的数据挖掘[J]计算机应用研究，2008（1）

科学计算与工具软件 篇7

犹他大学的计算机科学家开发出一种软件, 它不仅能检测和消灭此前从未见过的病毒和恶意程序, 还能自我修复病毒造成的破坏。新软件被称为A3 (PDF), 代表高级自适应应用程序 (Advanced Adaptive Applications), 由犹他大学与国防承包商雷声BBN共同开发, 获得了美国国防部高级研究计划署 (DARPA) 的资助。

A3是一个基于Linux的软件套件 , 工作在虚拟机上 , 它设计观察虚拟机的操作系统和应用程序, 保护运行Linux的服务器或其它商用级计算机, 以及保护军用软件。

它能通过感知计算机的操作不正确而检测出未知的病毒或恶意程序, 它能阻止病毒修复被破坏软件的代码, 防止感染再次发生。领导这项研究的计算机科学家Eric Eide称, A3暂时没有应用于家用计算机的计划, 但他没有排除未来的可能性。

古代计算工具的发展与变迁 篇8

一、手指计数

对于古代的计算工具, 有人说最早的计算工具是木棍, 或者是算盘, 实际上, 从计算工具的获得性和便捷性分析, 人类最早的计算工具应是手指 (当然也包括脚趾) , 因为这种计算工具是天生就有的, 在人类从猿向人转化的过程中, 在人类认识世界和改造世界的能力还非常弱小的时候, 手指必然成为人类首先选择和使用的计算工具, 而且手指计算形成了人类对计数制度的认识和革新。比如远在商代, 中国就创造了十进制的记数方法, 领先于世界千余年。但是, 由于手指只能实现数字计算的功能, 不能实现数字存储的功能, 且其运算局限于0—20之内, 因此这种计算工具有其一定的局限性。尽管如此, 手指计算仍是人类迄今使用最长久也能维持永远的计算工具, 任何人哪怕是刚学会识数的小孩子, 在需要进行简单计算时, 也会随时对之进行运用。

二、石子计数

人类在发展中逐渐脱离身体的束缚, 开始认识外部的世界并且善于利用大自然的种种恩赐。大约公元前两千到三千年, 中国、希腊、埃及、巴比伦等文明古国就开始运用石子 (或沙盘) 的摆放作为记事和计数的方法。在拉丁文中, “计算”一词写作“Calculus”, 本身的含义即为计算用的石子。以石子作为计算工具, 是每个部落和民族都经历过的历史阶段。石子计数对比手指计数的最大好处是拓宽了数字的计量范围, 易于识别、清晰明确、简单便利。但石子计数也有局限之处, 其受制于一定的计量规模和客观环境, 不利于人类计算活动范围的进一步扩大化。

三、结绳计数

伴随着人类对自然世界的逐步改造, 人类利用藤条、树枝或野草之类物品, 制造了可以用来捆绑东西用的绳结。如果说石子是人们可以信手拈来的纯自然资源, 那么绳结则是人类对自然资源略施改造后使用的一种产品。我们虽然不能明确绳结被人类使用和发明的时间和地点, 但是在亚洲、欧洲或者非洲的某地, 人们通常以绳子上打结的数量来表示事物的多少, 同时绳结的形状和大小也可以用来表述不同的含义。公元前三千年左右, 埃及人就使用打结的绳子来丈量土地和估算收获, 据说古代的波斯王在打仗时也常用绳子打结来计算天数, 我国古书巨著《易经》当中亦有“结绳而治”的记载。特别需要说明的是, 这种计数方法在尚未掌握文字的民族中曾经得到广泛使用。比如, 宋代时鞑靼族尚未掌握文字, 在发生战争需要调发军马时, 他们以草打结, 草结的数量就是需要调运军马的数量。结绳计数是对石子计数的一种发展和进步, 它携带比较方便, 对数字进行了远距离传达, 拓展了计数的使用范围, 发挥了计数的重要作用。但是, 结绳计数只是单方面的数字信息传递, 没有形成计数的点校功能。

四、契刻计数

人类发展到一定时期, 学会了运用石头、刀子等利器在树皮、兽皮、骨片、木片或竹片上刻痕, 逐渐形成数的概念和记数符号, 以此来表示数目的多少, 这便形成了契刻计数这样一种计算工具。汉朝刘煦的《释名·释书契》中说:“契, 刻也, 刻识其数也。”就是说明了契刻计数是一种古代先民通过在物体上遗留痕迹来反映客观经济活动及其数量关系的记录方式。按照契刻结果所留痕迹的不同, 其计数可以分为两种形式:一种形式是以物品缺口或孔洞的数目来反映客观经济活动的数量关系, 比如山顶洞人就利用禽类腿骨钻孔以计量数字;另一种形式较之结绳计数, 人类在计算工具上是取得了一些重要进展的, 因为契刻计数不但涉及了物品的本身数量关系, 而且形成了物品数字的对比点校功能, 使最容易引起人类争端的数目差异问题得到了一定程度上的解决。

五、算筹计数

在人类历史上, 结绳计数和契刻计数的方法大约使用了几千年时间。到了周代, 中国发明了当时最先进的一种计算工具, 即“算筹”或“算子”。所谓算筹, 就是人们采用竹子、木头、兽骨、金属等制成的颜色各异的小棍, 一般长度约13—14cm, 直径约0.2—0.3cm。在计算每道数学问题时, 通常会编出一套类似歌诀形式的算法, 一边计算, 一边不间断地重新布棍。由于其采用十进位制且具有严密的计数规则, 虽纵横变换但既不会混淆, 也不会错位, 计算结果精确且很容易让人掌握, 因此算筹在春秋战国时期的运用就已经非常普遍, 而且在后期成为数学家了解、掌握和运用计数工具的重要基础。比如中国南北朝时期的数学家祖冲之, 就是采用算筹这一计算工具, 推算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间, 这一结果要远比西方早一千年左右。在西方国家, 17世纪最早创立了对数概念的英国数学家纳皮尔发明的“计算尺”也是由十根长条状的木棍组成, 木棍的表面雕刻着类似于乘法表的数字, 用它来帮助进行乘除法计算, 从而使数字运算得到了极大简化。在世界数学史上, 当把算筹与世界上其他古老传统民族的记数法逐一进行比较时, 算筹记数法可以说是一个伟大的创造, 因为它采用的十进位制, 计数特别简捷方便。比如古美洲玛雅人使用的是二十进位, 而二十进位至少需要19个数码;古巴比伦人使用的是六十进位, 而六十进位则至少需要59个数码, 这显然都会使记数和运算变得十分繁琐, 远远比不上十进位下仅需要9个数码那么快捷便利。另外, 中国还有一套奇特的“苏州码子”曾在中国苏州等地区广泛应用, 它就是脱胎于算是以物品的抽象符号来反映客观经济活动的数量关系, 比如半坡人就利用陶器刻制的符号来计量数字。人类使用契刻计数, 一方面可以对自己拥有的物品进行清点和度量, 另一方面也是为了在订立契约关系时, 对数目进行必要的对质 (审核和校对) 。契刻计数筹, 也是目前唯一还在被个别使用 (比如香港地区的某些店铺等) 的算筹系统。

六、文字计数

随着人类文明的逐渐上升, 文字的出现为计算工具增添了新的内容。比如到商朝时, 中国古代就已经出现了比较完备的文字记数系统。在出土的商代甲骨文中, 就已经有了一到十、百、千、万等13个记数单字了。拥有了这13个记数单字, 也就意味着人们可以记录包括十万在内的任何自然数了。现在人们常用的阿拉伯数字也是文字计数的重要形式之一。文字计数的另外一个有趣的现象是人们常用文字进行整体计数。比如中国在点数时常常选用“正”字来进行计数, 因为“正”字简单易写, 且刚好五画, 这恰恰是缘于十进制计数法的基本原理。在西方, 由于没有横平竖直的相应汉字, 据说他们计数时也不约而同地选用了五个一组的方法, 首先画上四道竖线, 再画一道横线穿过, 就像一个“卌”的样子, 事实上这与中国的文字计数法有着异曲同工之妙, 对比两者可谓是别有一番趣味。

七、珠算计数

人类的文明发展到一定阶段, 就会不断有新的东西出现并影响今后的生活, 反映在计算工具方面的一个重要标志就是算盘 (珠算盘) 的出现, 这可谓是人类古代计算工具发展史上第一项伟大的发明。算盘, 是由古代的算筹演变而来的, 最初大约出现于汉朝, 唐代末年开始使用算筹乘除法, 到了宋代产生了算筹的除法歌诀, 元朝时渐趋成熟, 明代得到普及并最终彻底淘汰算筹。明代是算盘发展的鼎盛时期, 出版了很多有关珠算的书籍。算盘的正式名称最早就是出现于明代数学家吴敬著的《算法十全》, 算法研究中影响最大、流传最广的就是明代数学家程大位的《算法统宗》, 明代的珠算盘与现代通行的珠算盘可以说是完全相同的。算盘轻巧灵活、计算快捷、携带方便、简单实用, 不仅对中国历代经济的发展起过非常有益的作用, 而且还传播到朝鲜、日本、泰国、越南等地区, 经受了历史的考验。不仅如此, 在世界已进入电子计算机时代的今天, 算盘仍然是世界上最普遍使用的重要计算工具之一。即使是在美国、欧洲等高度发达的现代化国家, 仍有越来越多的人在继续学习和使用着算盘, 发挥着算盘这个经历历史风雨洗礼的计算工具的重要作用。

参考文献

[1]李中恢.我国古代算筹的应用[J].安徽农业科学, 2008 (19) .

[2]李宾.谈我国珠算的演变[J].商业研究, 1992 (1) .

科学计算与工具软件 篇9

1 嵌入式软件

随着社会不断朝着信息化的方向发展,计算机在人们日常生活中的重要性越来越突出。在计算机软件设计中,由于嵌入式软件具有较强的稳定性,并且操作简单,深受计算机行业人士的喜爱。嵌入式软件在计算机软件设计中也有着重要的地位,不仅能够大大地提高软件产品的质量,还能够避免软件产品中的问题及不足。在计算机软件设计的时候,可以以嵌入式软件的执行预测、缓存机制及动态分配为基础,优化计算机软件实时处理功能。嵌入式软件在计算机软件设计中主要是硬件处理及软件处理两方面的应用,在计算机软件设计中,要以系统为支撑,然后通过程序员编写程序。在此过程中对多个任务进行同时处理的系统就是嵌入式处理器。嵌入式处理器能够在极短的时间内处理多个任务,并且还能够实时保存信息资源。嵌入式软件有两个优点,其一,由于嵌入式软件的模块化,它可以检测软件并且对其进行修复;其二,嵌入式软件可扩展软件处理器,在计算机进行软件设计和操作的时候,可以使用最低的功率进行,使嵌入式软件的优势可以最大程度地得到发挥,嵌入式软件在计算机软件设计中有着主导作用[1]。

2 在计算机软件设计中的应用

在计算机软件设计中使用嵌入式软件涉及了多个领域,可以大大缩短软件设计中的时间并提高软件设计的效率。

2.1 原理

嵌入式软件和计算机软件存在着一定程度的区别,所以也就导致了嵌入式软件在计算机软件设计运行原理中存在差异的原因。嵌入式软件在计算机软件设计中的预测指令、缓存机制及动态分配等功能中有着重要的作用,它可以在保证计算机软件设计的操作基础上提高软件设计的安全性。虽然嵌入式软件和计算机系统有所差异,但是两者还有一定的相同点:在设计中都要考虑软件设计及硬件设计。软件包括操作系统及程序编写系统,硬件包括输入/输出设备、存储器、外设、处理器等。计算机软件设计中,是由应用程序对系统的操作进行控制,操作系统对程序的编程及硬件进行控制。另外,嵌入式微处理器是嵌入式软件的核心,如今在计算机软件设计中普遍应用的是ATg IRM9200处理器。在软件设计中,模块的设计是核心内容,它的设计质量决定了计算机软件设计是否可操作,也决定了计算机软件设计是否安全[2]。

2.2 开发步骤及设计

2.2.1 嵌入式软件的开发依据

在计算机软件设计中应用嵌入式软件的原理主要是计算机在处理紧急的软件时,嵌入式软件可以利用实时处理功能构建CORBA模型【3】。另外,嵌入式软件还能运用远程调控功能为计算机软件设计提供多种设计任务,降低计算机软件设计的时间,提高计算机软件设计效率及质量。以CORBA模型为例子,研究嵌入式软件在计算机软件设计中的应用,探索嵌入式软件是否可以对计算机软件设计进行创新及完善。

2.2.2 开发步骤

在计算机软件设计中使用嵌入式软件,可以有效提高计算机软件的设计水平,优化计算机软件的开发流程,进一步提高软件系统的可靠性。在计算机软件设计中使用嵌入式软件的时候,首先就要确定软件的开发流程,全面了解计算机中的软件及硬件结构,使两者能够分离,使软件不再依靠硬件,从而提高计算机软件的安全性及可靠性。应用嵌入式软件还能初始化计算机软件中的数据,并格式化计算机软件中的数据结构,为了能够使计算机软件中的设计能够更加完善,可以直接对软件及硬件进行操作。嵌入式软件的开发流程如图1所示。

嵌入式软件的开发流程的步骤分为:(1)全面掌握计算机软件系统的需求,并且对其进行分析了解;(2)根据计算机软件的需求,程序员就可以编写程序代码;(3)对软件性能进行测试,并且对测试结果进行分析,从而能够优化计算机软件设计。由此可见嵌入式软件的开发流程是比较简单的,这也为计算机软件提供了可靠性的保障。在软件设计中,应该着重注意软件数据的初始化工作和格式化工作[4]。

2.3 嵌入式软件在计算机软件设计中的应用

2.3.1 对计算机软件多任务进行划分

嵌入式系统中的应用软件可以保障系统功能的完善,并且还肩负着资源管理及任务间的通信责任。对软件的资源管理及任务通信进行实现的是计算机系统中的微内核,其也是计算机软件的基础程序。应用嵌入式软件,就要对软件不断地进行优化设计及协调,并且优化嵌入式RTOS模型,使软件系统中的任务可以独立工作。

对计算机软件中的任务进行划分,需要将数据进行转换,之后再进行分析应用程序。影响任务划分主要是由于应用系统数据通信之间的异步关系,其可以从两方面进行考虑:(1)系统中的输入/输出系统。输入/输出系统中的驱动要以软件系统中的应用程序及中断为基础才能够实现,其中应用程序就占了CPU大部分的空间,所以就要通过中断以此来提高计算机软件中的实时性及实用性;(2)软件系统内部功能。计算机软件系统中的并行任务有周期任务、应用控制任务及用户接口任务等等,为了将这些任务合为一个任务,就要对任务的激活进行全面考虑。为了能够使计算机软件设计流程更加简单,可以使用同一种事件驱动,来提高软件的资源共享[5]。

2.3.2 存储映像布局及任务组织

在对系统应用功能划分为多个独立任务之后,就要对其进行组织,组织任务的方式主要是以各个任务之间的关系为基础进行的,这些任务的组织及管理功能与嵌入式操作系统有着一定的联系。另外,由于嵌入式操作系统并不完善,所以就要应用程序保存在Flash或者ROM中。为了之后操作系统可以正常运行,就要在组织任务的时候对其进行科学的安排,并且对计算机软件中的系统布局进行优化及完善。软件系统布局主要重点考虑存储映像布局和物理零地址存储器,系统在加电之后,可以在物理零地址上设置代码。嵌入式软件中的应用系统是由ROM启动,物理零地址可以存储计算机系统中的向量。此方式最大的优点就是简单快捷,能够提高处理器在调取向量的速度。

2.3.3 任务调度及实时性应用

在计算机软件设计中应用嵌入式软件,要重点考虑嵌入式系统的实时性,主要分为两方面:(1)软实时性。主要是使系统能够在规定的时间内完成任务,如果没有完成可以延迟;(2)硬实时性。主要是使系统能够在规定的时间内完成任务,如果没有完成,则会有严重后果。所以计算机软件系统的调度应该采用优先的方式,这种方式主要是指微内核可以根据系统中的紧急任务来对软件系统进行优先顺序的安排,并且可以根据不同的优先等级对系统进行划分,以使响应时间可以有效降低[6]。

2.3.4 初始化系统

在计算机软件设计中使用嵌入式软件,还要重点考虑对系统的初始化及执行。编写初始化系统代码是在嵌入式系统的微内核及硬件抽象层中的,主要是对系统进行初始化及引导。与计算机软件系统不一样的是其并没有BIOS系统,所以,开发软件的工作人员就要设计方案来引导系统和编写初始化代码,对这些代码进行执行之后,再进行工作,比如存储系统的初始化、RAM变量的初始化及设置异常中断向量等等。最后再通过设置相应的指令来缓冲嵌入式软件系统,随后进入系统进行调度。

2.3.5 时钟通信及任务

计算机软件设计的时候要注重考虑时钟服务,在嵌入式软件中也有时钟,通常是以“lick”形式出现。所以在计算机软件设计中使用嵌入式软件的时候,还要设计计算机软件的时间,使其中的每项任务都有时钟,并且通过时钟来对其进行控制动作。在嵌入式软件中,大多都有信号、信号量、邮箱等,这可以使软件资源及任务通信和同步得到有效实现。

3 结语

随着社会的不断进步与计算机技术的飞速发展,嵌入式软件在计算机中的应用也有较好的前景。通过以上描述,在计算机软件中应用嵌入式软件,使用分层结构进行设计,可以提高计算机软件的灵活性,还可以简化系统软件的设计过程。首先阐述了嵌入式软件的含义及特点,对嵌入式软件设计的方式进行了分析,研究了在计算机软件设计中使用嵌入式软件的作用。

摘要：随着我国社会的不断发展,计算机行业的技术水平也在不断地提高。在此背景下,嵌入式软件也得到了人们的重视,被人们广泛运用到计算机软件设计中。嵌入式软件具有专业性及实时处理的优点,将嵌入式软件运用到计算机软件设计中,可以使软件设计的流程更加简单明了,预防并及时解决计算机中出现的问题,有效地提高计算机系统的整体应用效率。

关键词：嵌入式软件设计,计算机软件设计,应用

参考文献

[1]朱勇.计算机软件设计中嵌入式实时软件的应用探析[J].信息技术与信息化,2015,(8):66-67.

[2]马宇驰.计算机软件设计中嵌入式实时软件的应用探析[J].信息通信,2014,(4):104-104.

[3]张爱兵.计算机软件设计中嵌入式实时软件的应用探究[J].电子技术与软件工程,2014,(6):113-113.

[4]李禹松.嵌入式实时软件在计算机软件设计中的应用[J].硅谷,2013,(18):37-37.

[5]章慧云.嵌入式实时软件在计算机软件设计中的应用[J].信息技术与信息化,2014,(12):184-185.

计算机软件的设计与实现 篇10

一、计算机软件设计与实现过程应当遵循的原则

1.1科学的软件设计必须能够准确抓住用户的需求

由于不同用户对软件的设计有着不同的要求, 没有一个通用的模板可以使用, 这就需要软件设计者与客户不断的沟通以及对行业领域的充分研究来获得用户真实的需求, 这是一件较为困难的事情。

1.2软件的设计与实现应当是一个不断重构的过程

软件的设计应当是一个循序渐进的过程, 而不是一蹴而就、一步到位的过程。因而设计者在设计之初不必担心设计出的软件如何丑陋, 关键在于后期不断的改进和完善, 最终设计出的产品可能与一开始有着巨大的差别。好的软件设计首先应当根据用户的需求, 制定出一个较为“粗糙”的方案, 然后对方案慢慢改进完善, 逐渐形成一个“完美”的方案。而不是先根据设计者的经验设计出一个较为“完美”的构思, 然后再对其作些许修改, 以达到追求的效果。前一种方式注重循序渐进的过程, 具有一定的灵活性;而后一种方式则是急于求成, 可进一步优化的空间较小。增加新的功能与改善现有设计应当轮流进行。在增加新功能时, 应当充分信任已有代码的准确性, 关注于新功能测试用例以确保测试用例的正确性, 同时对代码进行适当的删改, 进而使所有的测算用例通过。在改善现有设计时, 用现有的测试用例便能快速准确的验证这种修改的正确性。

1.3软件的设计与实现须始终面向代码

编码是软件设计中最真实和最有价值的部分。在编码之前, 所有的设计都只是没有现实意义和不被认可的空想。很多构思“完美”的预设计由于轻视了代码的实现过程, 造成“化神奇为腐朽”的后果。因此在进行软件设计过程中应当始终把编码放在一个十分重要的位置, 一旦有什么好的构思, 就应当立马用代码将其表达出来, 并验证该代码的准确性与系统相容性。

二、计算机软件设计的方法

计算机软件是根据一定的规格和说明设计的, 通过设计确定测试点、程序结构和限制等。下面主要介绍几种较为常见的软件设计方法。 (1) 结构化程序设计。软件的结构对软件的设计有着十分重要的意义。拥有良好结构的程序易于编写、检查和维护。该方法在程序的设计时根据用户的需求从系统功能入手, 首先按功能将应用系统划分为不同的子系统, 接着再按功能将子系统划分为许多相对独立的模块, 并分别提出各自的说明和要求, 同时还要注明它们如何与程序中的其余部分接口。对结构化程序设计是一种“由上而下、由大到小”的设计方法, 采用的是“独立功能, 单出、入口”的模块结构。 (2) 面向对象的程序设计。面向对象技术是在解决具体的问题时从具体的实例着手, 寻求问题系统中的实体, 然后研究每一个实体的属性、功能和特征, 进而形成对象类之间的结构层次, 最终形成一个完整的软件系统。面向对象程序设计有三个重要的特征, 即封装性、继承性和多态性。封装性是指数据及对其操作的一体化, 继承性是指一个类继承其基类的属性与操作, 多态性是指类等级的各层中共同享用一个函数的名字。面向对象设计方法适合于开发以Windows为平台的应用程序, 随着Windows的广泛应用与DOS退出微机操作系统, 它必将逐渐取代结构化程序设计而占据主导地位。 (3) “自顶向下设计”法。该方法是处理分层问题最为有效的技术方法。它以系统功能的最抽象描述作为最高层次, 并由此出发设计出一系列详细的子系统。由这一系列子系统去完成较高层次的功能, 再以子系统为基础设计出一系列更为详细的子系统。自顶向下设计方法的价值在于它能够指出复杂程度不同的处理层次, 并且各种设计要素之间具有较为清楚的关系。

三、结束语

计算机包括硬件和软件两部分。计算机软件开发技术的发展推动了计算机的普及应用, 同时也开发出了大量界面友好、操作便利、功能完善的系统和应用软件。本文阐述了软件设计和实现过程中应当遵循的一些原则以及软件设计的三种方法, 希望能够给软件的开发者提供一些有益的启迪和参考。

摘要：计算机在现代生活中发挥着越来越重要的作用, 而计算机软件的开发设计则促进了计算机的发展。本文着重探讨了计算机软件设计和实现过程中应当遵循的原则, 并阐述了软件设计的几种主要方法。

关键词：计算机软件,原则,设计

参考文献

[1]熊吉春, 邬长安.计算机软件设计方法的探讨.信阳师范学院学报, 1999, 第3期

计算机软件技术的现状与发展趋势 篇11

关键词 计算机软件技术 现状 发展趋势

中图分类号：TP31 文献标识码：A

0前言

随着社会的进步与发展，计算机技术在人们生活中的应用十分的广泛，对人们的生活有着很重要的影响，并且对于计算机来說，最为重要的便是软件技术，这是计算机系统的核心组成部分，只有保证软件系统的稳定运行，才能够满足人们的各种需求。计算机利用软件系统来实现各种高级的功能，并且不同的软件其功能也不同，可以满足人们不同的需要。

1计算机软件的发展现状

1.1软件的分类

计算机软件能够对计算机进行高级操作，软件技术能够根据用户的各项要求进行不同的操作，对于计算机软件主要的研究内容有：要能够开发出适当的软件能够提高计算机运行的速度，并且能够实现计算机系统的高效运营，优化各种支撑的体系，开发出科学的技术方法来优化支撑体系。计算机软件系统是一个可以运营的系统。计算机软件的分类主要有系统软件、操作系统以及数据库、支撑软件、程序库、语言编辑程序以及各类应用软件。

1.2计算机软件的开发现状

计算机系统软件具备相应的硬件特征，其中主要的组成系统有：操作系统、应用服务器以及各类的数据库系统。在计算机中操作系统十分的重要，能够管理计算机的各类软件以及硬件，能够实现计算机的各项功能操作，在操作系统中的硬件资源管理中心，能够管理计算机中的各类硬件资源，处理器、储存器以及显示器等，同时也能够操作软件运营的系统，对软件系统进行相应的管理，另外也能够作为支撑系统对软件起到相应的支撑作用。操作系统是计算机中的基础设施，用户能够根据自身的需要开发出需要的应用系统。随着科技的不断进步，计算机网络技术在不断的发展，这样为操作系统的发展创造了很好的条件，计算机操作系统将会向着更加智能的方向进行发展，将会更好的满足人们的需求，方便人们的生活。

近年来，操作系统的嵌入式技术已经得到了普遍的应用，这是一种新兴技术，是信息发展的产物，在很多的领域都得到了很好的应用，对于计算机操作系统嵌入式技术来说，主要是把计算机软件硬件以及相关的机电设备进行相应的结合，从而来组成一个具有智能化的机电操作系统，计算机软件以及硬件的机电设备相对于原有的机电设备具有很多的优点。目前在我国的很多的生产领域都大量的应用了计算机操作系统嵌入式技术，实现了智能化的管理，并且随着相关人员的不断研究，使得嵌入式技术的得到了很好的发展，并且这一技术也将会得到更加广泛的应用，很多的商人都开始了对其的投资，也取得了很大的经济效益。

1.3数据库操作系统的发展现状

很多企业都大规模的使用数据库管理系统，数据库系统是计算机中的一个十分重要的组成部分，并且具有支撑网络的功能，并且这个功能也是数据库系统最为重要的一个部分，现今国内的很多研究人员着手大力的研究数据库的研发系统，将其作为的计算机项目研发中的重要项目。数据库系统是计算机系统中的核心组成部分，因此，其安全性是极其重要的，很多的开发商都十分重视数据库安全，都采取了大量的措施进行了数据库安全性能的研究，并且都取得了很大的成果，使得数据库系统的安全性能得到了提升。并且世界各国都出台了相关的政策来保证数据库的安全，这位数据库系统的发展创造了很好的条件。

随着信息技术的不断进步，移动通信技术也得到了很大的发展，同时在各个领域都得到了广泛的应用，在人们的生活中占有很重要的地位，为了进一步提升移动通信技术的水平，相关的研究人员不断的对其进行研究，使其得到了进一步的发展。移动式数据库属于一种嵌入式技术，这种嵌入式数据库技术在很多的领域都得到了应用，尤其是在分布式计算技术以及移动通讯技术领域等，在很大程度上方便了人们的生活。

2软件技术的发展趋势

2.1操作系统未来的发展趋势

在计算机软件的核心组成便是计算机软件的网络化操作系统，因此操作系统发展的趋势将会向着构件化技术方面发展，随着信息技术的不断发展进步，在Internet虚拟机的网络化的操纵系统中，必然会向着Internet网络化智能化操作系统方面发展，这其中却存在很大的优势，能够对相应的资源进行合理的优化配置，并且根据用户的需要进行相应的计算。同时，也能够将其功能扩展的更为广泛，对于网络化的操作系统来说，最为重要的便是实现智能化分布式管理数据资源，这样能够有效提升对数据资源的管理效率，能够更好的满足用户的需求。

2.2数据库系统的发展趋势

对于数据库系统的为来发展来说，主要是（下转第27页）（上接第25页）能够有效的管理并且组织各种复杂的系统，并且能够将其置于网络的环境之中，同时可以根据用户的需求进行信息的发布，最大限度的保证数据信息的稳定以及快速性，而XML数据管理科技术则能很好的实现了这一效果，并且其也具有较好的稳定性以及安全性，可以有效的保证数据信息的安全传输。新型数据的管理以及开发在未来的网络中将会不断的进步发展，更好的为人们服务。

2.3应用软件技术未来的发展趋势

目前随着信息技术的不断发展，在计算机软件市场中，嵌入式软件技术已经得到了很广泛的开发，并且在很多的领域中都得到了广泛的应用，为各大企业带来了很大的经济效益，而嵌入式技术也在不断的发展，未来将会更好的为人们服务。应用软件技术主要的发展趋势是，大力发展嵌入式产品的产业链，同时能够利用高科技技术来对传统的工业进行相应的改造，要能够制定相应的产品的标准。另外，最为重要的便是做到技术方面的创新，创新是一个产品发展的基础，能够提升产品的竞争力，因此必须要做好创新，同时政府必须要制定相应的政策来对嵌入式软件的进一步开发提供强大的政策支持。

2.4对于网格的发展趋势

网格技术在人们生活中的应用十分的广泛，对人们的工作和生活都有很大的影响，网格技术的发展能够有效的促进计算机产业的进步，能够对计算机资源进行优化，使其各项功能得到广泛的扩展。网格系统将会逐渐的应用到各大企业的发展平台，在各个行业中都会逐渐的形成自身的网格，从而做好全方位的产业服务，提升行业的竞争力。并且国民经济的统计信息网格、税务网格、地图网格以及生物信息网格等都具有提升行业管理效率，促进行业发展的重要作用。

3结语

随着社会的不断发展，信息技术的不断进步，计算机网络技术在人们生活中的应用也愈加广泛，为人们的生活带来了很大的方便。计算机软件技术在各个领域都有着很大的发展前景，能够为各个行业带来很大的经济效益，并且随着科技的不断发展，很多的研究人员都在不断的对这一技术进行深入研究，在很大的程度上促进了计算机软件技术的快速发展。

参考文献

[1] 张佳佳.基于高性能宽带网络的三维虚拟展示技术的研究与探讨[J].信息与电脑（理论版），2011，1（2）：20-21.

[2] 肖放鸣.高职“软件工厂型”培养模式的探讨[J].中国成人教育，2012，2（2）：60-62.

[3] 胡大威.高职计算机软件技术专业实践教学体系的重构[J].职业技术教育，2010，3（1）：30-31.

[4] 刘力斌.电子类专业计算机软件技术基础课程的教与学[J].广东工业大学学报（社会科学版），2011，4（1）：40-41.

[5] 梁华.浅论近年来软件开发技术与应用发展趋势[J].科技信息（学术研究），2011，5（1）：50-51.

科学计算与工具软件 篇12

关键词：云计算,计算机,软件,实验资源管理

前言:

计算机技术与网络技术不断发展,伴随着软硬件技术的开发利用,云计算出现在人们的生活。云计算是基于互联网的计算方式,软硬件资源可以按需分配给终端用户或其他设备,实现资源共享,省略了下载步骤和本地保存,减少运行成本,提高了计算机的稳定性和效率,同时提高了对其管理的时效。

1 云计算概述

云计算的定义,在不同的国家有不同理解,而较为权威的是美国国家标准与技术研究院的定义:云计算是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问,进入可配置的资源共享池。在管理上,云计算提供的资源不需要与服务商进行过多的交互,就能被迅速提供,并且不需要投入过多的人力、物力来管理。简单的说,就是一种资源共享技术,这种技术需要计算机通过网络技术分享服务器的计算过程和结果,将终端计算机和存储器解放出来。以上定义为全面的广义的定义,而狭义的定义,则把云计算解释为一种方式:按需要在网络上获得资源,且资源可被扩展搜索,达到收集资源的目的。这种网络称为“云”。这种资源共享方式让使用者感觉资源可以无限扩展,可以按需查找使用,且使用时间不受限制,按需付费。

2 计算机与软件实验资源管理的优势

2.1 较快的资源更新速度

以计算机、互联网和信息处理技术的发展为基础的通信技术革命,使得人们对于计算机硬件与软件的功能要求越来越高,催生了大批的芯片、软件开发技术群,使得计算机、互联网等技术的发展、变革日新月异,计算机与互联网的功能、使用环境越来越复杂,软、硬件的更新与使用领域的深入互为催化剂,使得计算机与软件实验资源更新速度不断提高。

2.2 较广泛的资源使用领域

计算机硬件与软件的使用领域已经渗透到各个行业与产业,导致高校计算机教学面临许多的困难——专业多样性,知识点多样性,这要求计算机与软件实验资源不仅需要覆盖足够多的专业,还要多样化研究,以使不同专业的高校学生可以方便、快捷的使用计算机软件实验资源。比如计算机编程的主流实验软件C语言、C++ 等,在专业课程设计、期末测评方面,要做出不同的要求,适应不同专业方向的学生,比如有学习软件工程的学生、计算机等级考试的学生,对软件实验资源的要求就不一样,所以在设计和研发计算机软件时,要特别重视功能的多样性。

3 云计算为计算机与软件实验管理提供的优势

3.1 解放CPU,提高计算机使用性能

在云计算概念中,云是互联网的比喻,云计算更是不同于终端计算机的运算模式。根据其运算方式,云计算可以利用的资源包含互联网络、商务机器(服务器)、存储设备、应用软件和其他各类网络技术服务。如此多的信息技术资源运用到云计算中,使得终端计算机的计算(运算)能力得到解放。终端计算机只需要投入很少的管理工作,就可以使用户取得想要的数据。

更简单的说,云计算技术是计算虚拟化的技术,不需要在每台终端机器上安装所有的工作软件,减少了步骤、节约了时间,降低了软件成本。可以使计算机终端的使用者通过网络,访问虚拟主机(服务器),虚拟主机已由开发商提前设定好参数,使用者可以有针对性的安装操作系统,直接获得想要的资源——实验软件资源或操作系统,降低了管理成本,缩短了管理时间。在个性化方面,云计算可以提供各种不同版本的操作习惯,满足使用者的多样性喜好,不仅能满足工作和生活的需要,还可以在资源使用过程中体验到乐趣。

3.2 数据保护更安全、数据使用更方便

计算机信息数据极易被复制和修改,在实验数据的使用方面,要特别重视实验数据的完整性和安全性,保证软件实验的成功。云计算在计算机与软件实验的运用,其表现形式很像现在各信息网络公司推出的云盘。笔者为苹果手机用户,苹果公司有一款软件——i Cloud,i Cloud是苹果公司推出的基于云计算的一种软件和用户数据的存储方式,通过云计算方式,在特殊加密的安全前提下,实现手机与苹果公司服务器数据同步,例如把手机通过数据线等与电脑连接,从电脑向手机传输数据(数据同步),比如照片,除非再次连接到电脑,否则手机中的照片将无法删除,其他软件也是如此,这就保证了苹果手机内部数据的安全性。在方便程度上,不管身在何处,只要把手机连接到i Cloud,就可以实现手机软件、资料的整理、修改和存档,安全方便。云计算在计算机软件实验数据上的应用与此类似,避免了软件在终端计算机多次安装带来的安全问题和完整性问题。

4 云计算在计算机与软件实验资源管理的实现

云计算由是计算机终端、互联网络和服务器等,按照通信协议,系统的连接在一起实现的,构建计算机与软件实验资源管理平台,需要熟悉并整合四层软件、硬件设备——云终端系统层、云终端系统管理层、利用到云计算的虚拟机系统层、硬件系统层。其中硬件系统层为基础,包含各类连接设备。如PC机(个人电脑)、路由器、交换机、服务器等,这些是管理平台得以实现的硬件基础,一般是通过网络连接设备将PC机和服务器进行连接。

硬件设备安装好后,第二步就是将虚拟层系统安装在服务器上,这里需要参照服务器的参数和技术性能,安装数目不等、性能不同的操作系统,然后依据不同的实验需求,在特定的操作系统上安装不同的工具软件和操作平台。而管理和维护虚拟计算机,就要用到虚拟机管理系统,利用管理系统,构建若干个虚拟计算机集群,来满足不同的实验需求。

实验数据的管理、软件系统的维护和更新,则要用到系统管理层。在实验室、教学、研究领域,系统管理层通过云计算平台,实时记录登录者的登录情况、使用范围等情况,达到保护实验数据和软件资源的目的,另外,防火墙等技术软件也被利用到了系统管理层,以此来达到抵御网络攻击(黑客)行为。

用户的登录需要云终端系统,即云终端登录系统。作为软件,在PC机端安装云终端,就是把云终端系统安装在计算机操作系统上面。此目的在于方便用户在个人电脑上可以进行云终端访问实验资源。实现真正的云计算实验资源管理。

5 总结

综上所述,云计算作为新兴的计算机与软件实验资源管理方式,不仅改变了传统意义上计算机硬件、软件和数据等实验资源管理的方式,也改变了人类的思维模式。云计算可以充分利用网络上各种硬件和软件资源,实现资源的共享,并有效保护数据安全性和完整性,同时解放服务器与PC机的运行与存储压力,减少了服务器的购买或租用成本。云计算实验资源管理的应用也要因地制宜,要考虑到操作系统的不同,以保证其在不同的操作环境和运作环境下得以有效的运用。

参考文献

[1]邓德胜,盛均全,周芳.高校实验室资源共享的构想[J].当代教育论坛,2008(1)62-64

[2]梁起,傅维华,黄华珍,等.实验室资源共享的探索[J].实验室研究与探索,2009,28(6):319-321