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計算機技術

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1.什么是計算機技術[1]

  計算機技術是指用計算機快速、準確的計算能力、邏輯判斷能力和人工模擬能力,對系統(tǒng)進行定量計算和分析,為解決復雜系統(tǒng)問題提供手段和工具。

2.計算機技術的主要應用領域[2]

  計算機技術發(fā)展到現(xiàn)在,已經(jīng)成為了人類社會不可缺少的技術工具。去銀行、去辦證件、入學就醫(yī)、政府部門辦公、超市購物、交朋友娛樂等,都離不開計算機和計算機技術。到目前為止,我國互聯(lián)網(wǎng)用戶超過了4億,手機用戶接近8億。其中手機上網(wǎng)用戶達到了2.77億,也就是說一大半的中國人每天都在使用計算機技術。

  細細數(shù)來,生活中隨處可見計算機技術在工作:天氣預報,醫(yī)院里從身體檢查,治療,康復到病人管理;學校從招生到畢業(yè),學籍管理,教務管理等都是依靠計算機信息技術進行的。電子政務,電子商務,計算機輔助設計,數(shù)字動漫、數(shù)字媒體技術,虛擬現(xiàn)實技術GPS全球定位等新名詞層出不窮。歸類來看,計算機主要應用在以下幾個方面:

  1.數(shù)值計算

  在科學研究和工程設計中,存在著大量繁瑣、復雜的數(shù)值計算問題,解決這樣的問題經(jīng)常是人力所無法勝任的。而高速度,高精度地解算復雜的數(shù)學問題正是電子計算機的特長。因而,時至今日,數(shù)值計算仍然是計算機應用的一個重要領域。

  2.數(shù)據(jù)處理

  數(shù)據(jù)處理就是利用計算機來加工、管理和操作各種形式的數(shù)據(jù)資料。數(shù)據(jù)處理一般總是以某種管理為目的的。例如,財務部門用計算機來進行票據(jù)處理、賬目處理和結算;人事部門用計算機來建立和管理人事檔案,等等。

  與數(shù)值計算有所不同,數(shù)據(jù)處理著眼于對大量的數(shù)據(jù)進行綜合和分析處理。一般不涉及復雜的數(shù)學問題,只是要求處理的數(shù)據(jù)量極大而且經(jīng)常要求在短時間內(nèi)處理完畢。

  3.實時控制

  實時控制也叫做過程控制,就是用計算機對連續(xù)工作的控制對象實行自動控制。要求計算機能及時搜集信號,通過計算處理,發(fā)出調(diào)節(jié)信號對控制對象進行自動調(diào)節(jié)。過程控制應用中的計算機對輸入信息的處理結果的輸出總是實耐進行的。例如,在導彈的發(fā)射和制導過程中,總是不停地測試當時的飛行參數(shù),快速地計算和處理,不斷地發(fā)出控制信號控制導彈的飛行狀態(tài),直至到達既定的目標為止。實時控制在工業(yè)生產(chǎn)自動化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動化,航空航天、軍事等方面應用十分廣泛。

  4.計算機輔助設計(CAD)

  CAD就是利用計算機來進行產(chǎn)品的設計。這種技術已廣泛地應用于機械船舶、飛機、大規(guī)模集成電路版圖等方面的設計。利用CAD技術可以提高設計質(zhì)量,縮短設計周期,提高設計自動化水平。例如,計算機輔助制圖系統(tǒng)是一個通用軟件包,它提供了一些最基本的作圖元素和命令,在這個基礎上可以開發(fā)出各種不同部門應用的圖庫。這就使工程技術人員從繁重的重復性工作中解放出來,從而加速產(chǎn)品的研制過程,提高產(chǎn)品質(zhì)量。CAD技術迅速發(fā)展,其應用范圍H益擴大,又派生出許多新的技術分支,如計算機輔助制造CAM,計算機輔助教學CAI等。

  5.模式識別

  模式識別是一種計算機在模擬人的智能方面的應用。例如,根據(jù)頻譜分析的原理,利用計算機對人的聲音進行分解、合成,使機器能辨識各種語音,或合成并發(fā)出類似人的聲音。又如,利用計算機來識別各類圖像、甚至人的指紋等。

  6.通信和圖像、文字處理

  計算機在通信和文字處理方面的應用越來越顯示出其巨大的潛力,一般由多臺計算機、通信T作站和終端組成網(wǎng)絡。依靠計算機網(wǎng)絡存儲和傳送信息,實現(xiàn)信息交換、信息共享、前端處理、文字處理、語音和影像輸入輸出等工作。文字處理包括文字信息的產(chǎn)生、修改、編輯、復制、保存、檢索和傳輸。通信和文字處理是實現(xiàn)辦公自動化、電子郵件、計算機會議和計算機出版等新技術的必由之路。

  7.多媒體技術

  隨著微電子、計算機、通信和數(shù)字化聲像技術的飛速發(fā)展,多媒體計算機技術應運而生并迅速崛起。特別是進入20世紀90年代以來,多媒體計算機技術在信息社會的地位愈來愈明顯,多媒體技術與計算機相結合,使其應用幾乎滲透到人類活動的各個領域。隨著應用的深入,人機之間的界面不斷改善,信息表示和傳播的載體由單一的文字形式向圖形、聲音、靜態(tài)圖像、動畫、動態(tài)圖像等多媒體方面發(fā)展。

  8.網(wǎng)絡技術信息高速公路

  隨著信息技術的迅速發(fā)展,發(fā)達國家或部分發(fā)展中國家都在加緊進行國家級信息基礎建設。我國以若干“金”字工程為代表的信息化建設正逐步走向深入(如金卡工程),形成了整個信息網(wǎng)絡技術前所未有的大發(fā)展局面。所謂計算機網(wǎng)絡是指把分布在不同地域的獨立的計算機系統(tǒng)用通信設施連接起來,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享。網(wǎng)絡以地域范圍大小分為局域網(wǎng)廣域網(wǎng)。著名的因特網(wǎng)(Internet)是一個最大的國際性廣域網(wǎng),它的業(yè)務范圍主要有遠程使用計算機、傳送文件、電子郵件、資料查詢、電子商務、遠程合作、遠程教育等等。

  9.教育

  計算機在教育中的應用是通過科學計算,事務處理,信息檢索數(shù)據(jù)管理等多種功能的結合來實現(xiàn)的。這些應用包括計算機輔助教學,知識信息系統(tǒng),自然語言處理等。計算機輔助教學生動、形象、易于理解,是提高教學效果的重要手段之一。目前,微型計算機已普及到了百姓家庭,可用于娛樂、教育、理財、通信、個人數(shù)據(jù)庫等方面,給家庭成員的潛移默化作用不可估量。

  隨著業(yè)務需求和計算機技術的進步,計算機應用逐步向綜合性的方向發(fā)展。例如,一個大型企業(yè)MIS(管理信息系統(tǒng)),可以包括多個子系統(tǒng),如銷售管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、財務管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)、工程設計系統(tǒng)、倉儲系統(tǒng)客戶服務系統(tǒng)等,有些子系統(tǒng)主要是用來進行數(shù)據(jù)處理的,有些主要是用來進行自動控制的,有些既有復雜的數(shù)值計算功能,又有強大的數(shù)據(jù)處理能力。又如,利用計算機來模擬人的智力活動,如學習過程、適應能力、推理過程,制造一種具有“思維能力”,即具有“推理”、學習和自動“積累經(jīng)驗”功能的機器,就不能簡單地認為是計算機在模式識別方面的應用,其中可能包括了復雜的數(shù)值計算、大量的數(shù)據(jù)處理、精確的自動控制和多媒體技術等多種功能,而且,要與微電子制造技術等現(xiàn)代技術結合起來才能最終完成。

3.計算機技術產(chǎn)生的影響[2]

  1.法律空白

  在計算機信息技術和網(wǎng)絡沒有普及之前,法律是建立在傳統(tǒng)的人與人,人與社會,人與自然的關系協(xié)調(diào)之上的,在計算機出現(xiàn)并普及應用之后,人們還沒有來得及思考如何建立一種新的社會生活秩序,計算機犯罪已經(jīng)很嚴重了。例如,駭客在網(wǎng)絡釋放病毒,篡改/盜用數(shù)據(jù)庫信息;網(wǎng)絡欺詐,網(wǎng)絡色情;電子垃圾污染;用信息技術侵犯個人隱私等。很多問題的量刑沒有現(xiàn)成的法律可依。而且信息技術還在以更快的速度向前發(fā)展著,這就要求人們有道德上的自律,“己所不欲,勿施于人”,才會有一個良好的生活環(huán)境。而且在法律建設方面要有預見性,所制定的法律法規(guī)本著弘揚人性中的善,遏制、制裁人性中的惡這一理念開展。

  2.道德延伸到網(wǎng)絡虛擬世界

  中華民族素有“文明古國,禮儀之邦”的稱號,見面問好,分手道別。但在網(wǎng)絡虛擬世界中接觸到的人和事不再局限在國內(nèi),或是熟悉的人當中;網(wǎng)絡聊天加入一個新人,我們很難知道他的真實身份,是哪國的人,名字是在網(wǎng)絡中新起的,其他個人信息真?zhèn)坞y辨。所以需要建立一套全球化的道德規(guī)范來凈化網(wǎng)絡生活,如何寫電子郵件,發(fā)送即時信息,如何與網(wǎng)絡中的人聊天等都有其倫理規(guī)范。而網(wǎng)絡中的不道德事件的影響是全球性的、及時傳播的和實時的,蠕蟲病毒很快使網(wǎng)絡癱瘓和網(wǎng)絡上的“艷照門”等事件就是很好的例證。所以,每個上網(wǎng)的人發(fā)現(xiàn)異常要及時舉報,制止不良事態(tài)的擴大。而且網(wǎng)絡禮儀,文明網(wǎng)絡交流是信息時代每個人必修的功課?,F(xiàn)實生活中的道德需要延伸、補充到網(wǎng)絡世界q,來。綠色網(wǎng)絡生存空間才能得以營造。

  3.工作場所的變化

  信息社會里信息的收集、查找非常便利,圖書館,電子閱讀器、數(shù)字圖書館,手機上網(wǎng)搜索,打電話問詢等都是獲取知識和信息的手段。所以對文盲的定義有所改變。一個說法是不會使用計算機信息網(wǎng)絡技術就是文盲;還有一個說法是不會利用信息技術自主學習就是文盲,這對人的要求越來越高。我們看看家庭請保姆的條件;會使用洗衣機、電飯煲等一切家用電器。在辦公室,傳真機、復印機、網(wǎng)絡、打印機等設備越來越多,不會使用這些高技術設備如何能做好本職工作?而另一方面,無論家庭還是辦公室,增加了這么多計算機、電子設備,空間要求增加了,用電量增加了,而且電磁輻射也增加了,工作場所不健康因素越來越多。同時用紙也增加了,電子垃圾也多了,對環(huán)境的污染和生態(tài)平衡都帶來了負面的影響。從倫理的視角看,這樣符合以人為本的發(fā)展思路嗎?

  另外,有研究資料顯示,辦公室上網(wǎng)后,許多上班族上班后的第一件事是收電子郵件、看新聞。更有員工玩種菜游戲,偷菜。平均每人每天需要花2.5小時做這些事情。本來安裝計算機是為了提高工作效率,結果反爾分散了職工工作時的注意力。所以,有些機關、企業(yè)在上班時不開通外網(wǎng),只有內(nèi)網(wǎng)可以使用。

  4.生態(tài)環(huán)境

  生態(tài)環(huán)境的日益惡化是目前各個國家共同關心的焦點問題。倡導低碳生活,多種樹,少開車,少開空調(diào),節(jié)約用水是目前全球的口號。計算機的廣泛使用,要求辦公室用空調(diào),裝修,這增加了氟利昂、苯、甲醛等有害化學物質(zhì)的使用量。辦公區(qū)域的擴大,勢必在有限的空間中,減少了綠地,人們在信息化與健康生活環(huán)境之間難以平衡。尤其是現(xiàn)在物種的消失加涑。意味著畢物鋅的破壞和需要鶯新建立,這對人類來說是一個最大的隱患。

  5.文教衛(wèi)生的變化

  計算機信息技術給文教衛(wèi)生帶來的變化是巨大的。首先,看病信息網(wǎng)絡化,掛號發(fā)IC卡,醫(yī)生開藥用計算機,檢查病人身體也是用嵌入計算機的檢查儀器,如計算機斷層掃描儀CT,B超檢查等。病人一人院,就在醫(yī)院的信息系統(tǒng)中有了記錄,包括醫(yī)藥費也在其中。問題是一旦這個系統(tǒng)出了問題,就無法給病人做處理。如某醫(yī)院的醫(yī)療管理信息系統(tǒng)出了問題,無法掛號,醫(yī)生無法用計算機開藥方,收費處也無法收費,只好請病人到其他醫(yī)院就醫(yī)。危重病人只好先處理,以后再說費用的問題。

  如果停電,老師就無法用多媒體播放事先準備好的課件,必須改用黑板、粉筆授課。教育實行計算機輔助教學后,優(yōu)點是優(yōu)質(zhì)教育資源可以放在網(wǎng)絡上共享,缺點是上課靈活性降低:根據(jù)學生的具體情況隨時調(diào)整授課內(nèi)容?,F(xiàn)在學生的教材很多都配有附屬光盤,可是學生很少認真去看這些光盤,這也是一種浪費。數(shù)字媒體技術的出現(xiàn),給文化傳播事業(yè)帶來了新的春天:無論是創(chuàng)作手段還是創(chuàng)作形式都有了翻天覆地的變化。相應的多媒體產(chǎn)業(yè),3G、4G手機,MP3、MP4,數(shù)字閱讀器,手持計算機,大屏幕顯示器,聲卡、顯卡等產(chǎn)品也獲得了空前的發(fā)展??傊?,計算機技術的出現(xiàn),給人們的生活帶來了巨大的改變,尤其是在倫理方面。

  特雷爾·拜納姆(美)和西蒙·羅杰森(英)編輯了《計算機倫理與專業(yè)責任》一書,書中收錄了美國沃爾特·曼納教授(WalterManer)關于計算機技術獨特的問題的著名論文。該論文從案例介紹著手,歸納出8個與計算機技術有著本質(zhì)的、根本的聯(lián)系的特征的倫理問題:

  (1)計算機字深深嵌入在高度一體化的子系統(tǒng)中,單個“字”的崩潰會導致整個計算系統(tǒng)的崩潰,如醫(yī)院、銀行、證券等計算機系統(tǒng)的“數(shù)據(jù)溢出”。

  (2)計算機是功能非常通用的機器,它可以改造成為殘疾人都可以使用的機器。這種徹底的延展性(Malleable)賦予了計算機設計者們絕對的責任,因而科學家和工程師們對任何系統(tǒng)的改變都需要重新認真進行評估。

  (3)計算機具有超人的復雜性,而計算機設計者成為至高無上的主宰。軟件本身又無任何規(guī)律可循,徹底驗證檢測程序性能責任重大。如果測試者只測試一些臨界值(Boundary values),或者只具備代表性的等價值(Equivalence sets defined on the domain),甚至有時干脆不去做測試,這個計算機還能是一個可信賴的機器嗎?更好的測試方法和更好的校正程序的機制非常必需,但是人類能夠發(fā)現(xiàn)并找到它們嗎?

  (4)計算機運算速度極高,實時監(jiān)控股票、期貨等信息,準確預測獲利和“割肉”的時機,在市場波動時期,程序化的交易將放大和加快已經(jīng)開始的波動,這對社會經(jīng)濟的穩(wěn)定不利。

  (5)計算機每秒鐘可以執(zhí)行千百萬次的計算,每一次的計算成本幾乎為零。假如銀行職員每個月從成千上萬個賬戶中偷盜“無窮小”數(shù)目的錢,不用花費太長的時間就可以把數(shù)百萬個“無窮小”集中到某個中心點上,從而獲得數(shù)目不菲的“總和”——意大利香腸伎倆(Salami techniques)。

  (6)計算機賦予了人類精確復制某些人工作品的能力,拷貝和原件在功能上完全一樣,而且這不存在財產(chǎn)轉移。

  (7)計算機是離散的,后果難以常規(guī)的、熟知的方法加以預測。就像程序化的交易將放大和加快已經(jīng)開始的經(jīng)濟波動,以及單個“字”的崩潰會導致整個計算系統(tǒng)的崩潰,最小的波動可能導致最劇烈的結果。對于支持后果論倫理觀點的人來講無法接受的是,數(shù)字化計算機的原因和結果的不對稱性和不連續(xù)性的關系扭曲了行為和行為的后果之間通常可預測的聯(lián)系。即不能僅僅根據(jù)人類的行為對其他機器所產(chǎn)生的結果,來類似地推論同樣的行為作用于計算將會產(chǎn)生什么樣的結果。

  (8)計算機是通過編寫不同層次的代碼來運行的。歷史的、科學的和商業(yè)的數(shù)據(jù)面臨著消融在沒有意義的字母、數(shù)字和計算機符號(Computer symbols)的混合體之中的危險。當電子文件成為信息的基本存儲載體時,任何已存儲的文件最終都是可讀的嗎?這一問題的本質(zhì)是,計算機經(jīng)過人類自己的手,剝奪了人類未來世代都需要和珍惜的文獻信息。整個文明將會被摧毀,宏達的圖書館被洗劫一空和搗毀,語言衰退消亡,書籍被禁止和焚燒,墨水在陽光下已經(jīng)褪色,成卷的紙張腐爛,變成支離破碎的神秘古董。

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