计算机图形学论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇计算机图形学论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

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关键词：图形学；发展；应用

1计算机图形学的发展

计算机图形学是利用计算机研究图形的表示、生成、处理，显示的科学。经过30多年的发展，计算机图形学已成为计算机科学中最为活跃的分支之一，并得到广泛的应用。1950年，第一台图形显示器作为美国麻省理工学院（MIT）旋风一号——（Whirlwind）计算机的附件诞生．该显示器用一个类似示波器的阴极射线管（CRT）来显示一些简单的图形。在整个50年代，只有电子管计算机，用机器语言编程，主要应用于科学计算，为这些计算机配置的图形设备仅具有输出功能。计算机图形学处于准备和酝酿时期，并称之为：“被动式”图形学。

2计算机图形学在曲面造型技术中的应用

曲面造型技术是计算机图形学和计算机辅助几何设计的一项重要内容，主要研究在计算机图象系统的环境下对曲面的表示、设计、显示和分析。它肇源机、船舶的外形放样工艺，经三十多年发展，现在它已经形成了以Bezier和B样条方法为代表的参数化特征设计和隐式代数曲面表示这两类方法为主体，以插值（Intmpolation）、拟合（Fitting）、逼近（Ap-proximation）这三种手段为骨架的几何理论体系。随着计算机图形显示对于真实性、实时性和交互性要求的日益增强，随着几何设计对象向着多样性、特殊性和拓扑结构复杂性靠拢的趋势的日益明显，随着图形工业和制造工业迈向一体化、集成化和网络化步伐的日益加快，随着激光测距扫描等三维数据采样技术和硬件设备的日益完善，曲面造型在近几年来得到了长足的发展。

2．1从研究领域来看，曲面造型技术已从传统的研究曲面表示、曲面求交和曲面拼接，扩充到曲面变形、曲面重建、曲面简化、曲面转换和曲面位差。

曲面变形（DeformationorShapeBlending）：传统的非均匀有理B样条（NURBS）曲面模型，仅允许调整控制顶点或权因子来局部改变曲面形状，至多利用层次细化模型在曲面特定点进行直接操作；一些简单的基于参数曲线的曲面设计方法，如扫掠法（Sweeping），蒙皮法（skinning），旋转法和拉伸法，也仅允许调整生成曲线来改变曲面形状。计算机动画业和实体造型业迫切需要发展与曲面表示方式无关的变形方法或形状调配方法，于是产生了自由变形（fFD）法，基于弹性变形或热弹性力学等物理模型（原理）的变形法，基于求解约束的变形法，基于几何约束的变形法等曲面变形技术和基于多面体对应关系或基于图象形态学中Minkowski和操作的曲面形状调配技术。

2．2从表示方法来看，以网格细分（Sub-division）为特征的离散造型与传统的连续造型相比，大有后来居上的创新之势。而且，这种曲面造型方法在生动逼真的特征动画和雕塑曲面的设计加工中如鱼得水，得到了高度的运用。

3在计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）的应用

这是一个最广泛，最活跃的应用领域。计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，CAD）是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力，辅助知识劳动者进行工程和产品的设计与分析，以达到理想的目的或取得创新成果的一种技术。它是综合了计算机科学与工程设计方法的最新发展而形成的一门新兴学科。计算机辅助设计技术的发展是与计算机软件、硬件技术的发展和完善，与工程设计方法的革新紧密相关的。采用计算机辅助设计已是现代工程设计的迫切需要。CAD技术目前已广泛应用于国民经济的各个方面，其主要的应用领域有以下几个方面。

3.1制造业中的应用。CAD技术已在制造业中广泛应用，其中以机床、汽车、飞机、船舶、航天器等制造业应用最为广泛、深入。众所周知，一个产品的设计过程要经过概念设计、详细设计、结构分析和优化、仿真模拟等几个主要阶段。同时，现代设计技术将并行工程的概念引入到整个设计过程中，在设计阶段就对产品整个生命周期进行综合考虑。当前先进的CAD应用系统已经将设计、绘图、分析、仿真、加工等一系列功能集成于一个系统内。现在较常用的软件有UGII、I-DEAS、CATIA、PRO/E、Euclid等CAD应用系统，这些系统主要运行在图形工作站平台上。在PC平台上运行的CAD应用软件主要有Cimatron、Solidwork、MDT、SolidEdge等。由于各种因素，目前在二维CAD系统中Autodesk公司的AutoCAD占据了相当的市场。

3．2工程设计中的应用。CAD技术在工程领域巾的应用有以下几个方面：①建筑设计，包括方案设计、三维造型、建筑渲染图设计等。②结构设计，包括有限元分析、结构平面设计、框/排架结构计算和分析等。③设备设计，包括水、电、暖各种设备及管道设计。④城市规划、城市交通设计，如城市道路、高架、轻轨等。⑤市政管线设计，如自来水、污水排放、煤气等。⑥交通工程设计，如公路、桥梁、铁路等。⑦水利工程设计，如大坝、水渠等。⑧其他工程设计和管理，如房地产开发及物业管理、工程概预算等。

3．3电气和电子电路方面的应用。CAD技术最早曾用于电路原理图和布线图的设计工作。目前，CAD技术已扩展到印刷电路板的设计（布线及元器件布局），并在集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路的设计制造中大显身手，并由此大大推动了微电子技术和计算及技术的发展。

3．4仿真模拟和动画制作。应用CAD技术可以真实地模拟机械零件的加工处理过程、飞机起降、船舶进出港口、物体受力破坏分析、飞行训练环境、作战方针系统、事故现场重现等现象。在文化娱乐界已大量利用计算机造型仿真出逼真的现实世界中没有的原始动物、外星人以及各种场景等，并将动画和实际背景以及演员的表演天衣无缝地合在一起，在电影制作技术上大放异彩，拍制出一个个激动人心的巨片。

3．5其他应用。CAD技术除了在上述领域中的应用外，在轻工、纺织、家电、服装、制鞋、医疗和医药乃至体育方面都会用到CAD技术。CAD标准化体系进一步完善；系统智能化成为又一个技术热点；集成化成为CAD技术发展的一大趋势；科学计算可视化、虚拟设计、虚拟制造技术是CAD技术发展的新趋向。

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关键词：图形实时绘制 自然景物仿真

计算机图形学(ComputerGraphics，简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。简单地说，计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从处理技术上来看，图形主要分为两类，一类是基于线条信息表示的，如工程图、等高线地图、曲面的线框图等，另一类是明暗图，也就是通常所说的真实感图形。经过30多年的发展，计算机图形学已成为计算机科学中最为活跃的分支之一，并得到广泛的应用。本文将介绍计算机图形学的研究内容、发展历史，应用和图形学前沿的方向。

1 计算机图形学的发展简史

1950年，第一台图形显示器作为美国麻省理工学院(MIT)旋风号—(Whirlwind)计算机的附件诞生了。该显示器用一个类似示波的阴极射线管(CRT)来显示一些简单的图形。在整个50年代，只有子管计算机，用机器语言编程，主要应用于科学计算，为这些计算机置的图形设备仅具有输出功能。计算机图形学处于准备和酝酿时期并称之为：“被动式”图形学。1963年，伊凡•苏泽兰在麻省理工学院发表了名为《画板》的博士论文，它标志着计算机图形学的正式诞生。此前的计算机主要是符号处理系统，自从有了计算机图形学，计算机可以部分地表现人的右脑功能了，计算机图形学的建立意义重大。

2 计算机图形学的应用

2.1计算机辅助设计与制造

CAN/CAN是计算机图形学在工业界最广泛，最活跃的应用领域。计算机图形学被用来进行土建工程，机械结构和产品的设计，包括设计飞机、汽车、船舶的外形和发电厂、化工厂等的布局以及电子线路、电子器件等。有时，着眼于产生工程和产品相应结构的精确图形，然而更常用的是对所设计的系统，产品和工程的相关图形进行人—机交互设计和修改，经过反复的选代设计，便可利用结果数据输出零件表、材料单、加工流程和工艺卡，或者数据加工代码的指令。在电子工业中，计算机图形学应用到集成电路、印刷电路板，电子线路和网络分析等方面的优势十分明显。在网络环境下进行异地异构系统的协同设计，已成为CAD领域最热门的课题之一。现代产品设计已不再是一个设计领域内孤立的技术问题，而是综合了产品各个相关领域，相关过程，相关技术资源和相关组织形式的系统化工程。

CAD领域另一个非常重要的研究领域是基于工程图纸的三维形体重建。三维形体重建是从二维信息中提取三维信息，通过对这些信息进行分类，综合等一系列处理，在三维空间中重新构造出二维信息所对应的三维形体，恢复形体的点、线、面及其拓扑关素，从而实现形体的重建。

2.2科学计算可视化

目前科学计算可视化广泛应用于医学，流体力学，有限元分析，气象分析当中。尤其在医学领域，可视化有着广阔的发展前途。依靠精密机械做脑部手术是目前医学上很热门的课题，而这些技术的实现的基础则是可视化。当我们做脑部手术时，可视化技术技术将医用CT扫描的数据转化成图象，使得医生能够看到并准确的判别病人的体内患处，然后通过碰撞检测一类的技术实现手术效果的反馈，帮助医生成功完成手术。我们利用了可视化技术。天气气象站将大量数据，通过可视化技术转化成形象逼真的图形后，经过仔细的分析就可以清晰的预见几天后的天气情况。

2.3图形实时绘制与自然景物仿真

重现真实世界的场景叫做真实感绘制。真实感绘制主要是模拟真实物体的物理属性，简单的说就是物体的形状，光学性质，表面的纹理和粗糙程度，以及物体间的相对位置，遮挡关系等等。在自然景物仿真这项技术中我们需要过行消除隐藏线及面、明暗效应、颜色模型、纹理、光线跟踪，辐射度等工作。这其中光照和表面属性是最难摸拟的。而且还必须处理物体表面的明暗效应，以便用不同的色彩灰度来增加图形的真实感。自然景物仿真在几何图形、广告影视、指挥控制，科学计算等方面应用范围很广。除了建造计算机可实现的逼真物理模型外，真实感绘制还有一个研究重点是研究加速算法，力求能在最短的时间内绘制出最真实的场景。

2.4计算机动画

随着计算机图形和计算机硬件的不断发展，计算机动画应运而生。事实上动画也只是生成一幅幅静态的图象，但是每一幅都是对前一幅小部分修改，如何修改便是计算机动画的研究内容，这样，当这些连续播放时，整个场景就动起来。

早期的计算机动画灵感来源于传统的卡通片，在生成几幅被称作“关健帧”，连续播放时2个关健帧就被有机的结合起来了。计算机动画内容丰富多彩，生成动画的方法也多种多样，比如基于特征的图象变形，二维形状混合，轴变形方法，三维自由形体变形等。近年来人们普遍将注意力转向基于物理模型的计算机动画生成方法。这是一种崭新的方法，该方法大量运用弹性力学和流体力学的方程进行计算，力求使动画过程体现出最适合真实世界的运动规律。然而要真正到达真实运动是很难的，比如人的行走或跑步，要实现很自然的人走路的画面，计算机方程非常复杂和计算量极大，基于物理模型的计算机动画还有许多内容需要进一步研究。

2.5计算机艺术

用计算机从事艺术创作，计算机图形学除了广泛用于艺术品的制造，如各种图案、花纹及传统的油画、中国国画等。还成功的用来制造广告、动画片甚至电影，其中有的影片还获得了奥斯卡奖。这是电影界最高的殊荣。目前国内外不少人士正在研制人体模拟系统，这使得在不久的将来把历史上早已去世的著名影视明星重新搬上新的影视片成为可能。这是一个传统的艺术家无法实现也不可想象的。

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关键词：计算机图形系统；功能；应用

中图分类号：F49文献标识码：A

由于计算机图形系统的广阔应用领域和前景，使得我们不得不花更多精力和时间来研究这门技术。本文简单介绍了计算机图形系统的概念和发展概况，重点论述了计算机图形系统的功能与应用问题。希望与相关学科的学者、专家共同探讨。

一、计算机图形系统概述

1、概念。计算机图形系统是基于计算机技术的应用系统，由软件系统、硬件系统和人员组成。其中，软件是计算机图形系统的核心，硬件系统为软件正常运行提供了基础保障和运行平台；计算机图形系统是一个辅助工具，系统的运行离不开系统使用人员及其智力活动。

2、历史发展。上世纪五十年代，第一台具有指挥和控制功能的CRT（阴极射线管）显示器诞生，利用该显示器，使用者可以用光笔进行简单的图形交互操作，这标志着交互式计算机图形处理技术的诞生。六十年代是交互式计算机图形学发展的重要时期。1962年MIT林肯实验室的Ivan E.Sutherland在其博士论文中，首次提出了“计算机图形学”这个术语，他开发的Sketchpad图形软件包可以实现在计算机屏幕上进行图形显示与修改的交互操作。在此基础上，美国的一些大公司和实验室开展了对计算机图形学的大规模研究。七十年代，交互式计算机图形处理技术日趋成熟，计算机绘图技术也得到了广泛的应用，基于电视技术的光栅扫描显示器的出现，这些都极大地推动了计算机图形学的发展。再之后，有关的图形标准被相继推出，如计算机图形接口、图形核心系统、程序员层次交互式图形系统，以及初始图形交换规范、产品模型数据转换标准等。

二、计算机图形系统的功能

随着计算机硬件功能的不断提高、系统软件的不断完善，计算机绘图已广泛应用于各个相关领域，并发挥愈来愈大的作用。计算机图形系统功能强大，主要有计算功能、存储功能、输入功能、输出功能和交互功能等。

1、计算功能。计算机图形系统的计算功能包括形的描述、分析和设计；图形的平移、旋转、投影、透视等几何变换；曲线、曲面的生成；图形之间相互关系的检测等。

2、存储功能。在计算机图形系统中图形数据库可以存放各种图形的几何数据及图形之间的相互关系，并可以快捷便利地实现对图形的编辑、删除、增加、修改等操作。

3、输出功能和输入功能。在计算机图形系统中图形数据经过计算后可在显示器上显示当前的状态，经过图形编辑后的结果，同时还能通过绘图仪、打印机、一体机等设备实现输出，以便长期保存。

4、交互功能。设计人员可通过显示器或其他人机交互设备直接进行人机通信，对计算结果和图形利用定位，拾取等手段进行修改，同时对设计者或操作员输入的错误给以必要的提示和帮助。

5、算法生成。计算机图形系统所涉及的算法是非常丰富的，围绕着生成、表示物体的图形、图像的准确性、真实性和实时性，其算法大致可分为以下几类：基于图形设备的基本图形元素的生成算法；基本图形元素的几何变换、投影变换、窗口裁剪等算法；山、水、花、草、烟云等模糊景物的生成算法；三维或高维数据场的可视化算法；虚拟现实环境的生成及其控制算法。

三、计算机图形系统的应用

随着计算机技术的快速发展以及计算机图形系统的不断更新和图形软件功能的不断扩充，使得计算机图形系统中计算机硬件功能的不断增强和系统软件不断完善，计算机图形系统在近年得到了愈来愈广泛的应用。目前，主要的应用领域有：用户接口；计算机辅助设计与制造；科学、技术及事务管理中的交互绘图；绘制勘探，测量图形；过程控制及系统环境模拟；电子印刷及办公室自动化；艺术模拟；科学计算的可视化；工业模拟，一个十分大的应用领域，包含对各种机构的运动模拟和静，动态装配模拟，在产品和工程的设计、数控加工等领域迫切需要；计算机辅助教学，计算机图形系统已广泛应用于计算机辅助教学系统中，通过它可以使教学过程更加形象、直观、生动，可以极大地提高学生的学习兴趣和教学效果。

计算机图形系统的应用领域还有许多其他的领域，追溯计算机图形系统的起源，计算机图形系统技术自开始出现起就与动画制作、影视广告、造船、汽车制造、电子、机械、土建工程、园艺建筑、地理信息、轻纺化工等各个领域和行业紧密结合。

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论文摘要：本文在技术后现代性的视野下把数码画的技术分为两个层次，即艺术家自身的技艺和机器的技术系统，由于数码画迥异于传统绘画的机械性特点，本文重点阐述了与数码画相关的机器的技术系统，并对数码画的技术类型进行了限定。

就本体而言，任何一个画种都包括技术和艺术两个方面，所谓数码画艺术就是一门借助于数码技术手段进行绘画创作的艺术。然而与数码画相关的技术到底有哪些，传统绘画的技术、机械复制的动画技术与数码画的技术关系如何?目前理论界尚没有做出明确和系统的回答，对于这一问题的回答直接关系到什么是数码画以及数码画所涵盖的艺术类型究竟有哪些。本文重点从后现代性技术视野下对数码画的技术展开阐述。

一、后现代性技术与数码画的技术限定

界定数码画首先要对数码画艺术中的技术因素进行界定，这一技术有别于传统绘画的前现代技术，机械复制的现代技术，我们把它定位在后现代性技术。在西方的艺术史长河中，技术因素是直到现代社会才充分重视起来的。

在现代之前，由于生产力落后，和艺术相关的技术发展水平也一直比较低，所以在思想家的眼中艺术的本质更多地是和历史、理念、精神、信仰等因素结合在一起。而人类进人现代社会以后，飞速发展的科学技术对艺术产生了重大影响，艺术品从制作、传播到接受都发生了本质变化。

技术，尤其是现代科学技术能从形式和内容两个方面对艺术产生巨大影响，关于此，德国思想家瓦尔特.本雅明的理论尤其值得重视，哈佛大学的学者林赛·沃特斯这样概括本雅明的理论:“艺术作品中没有一个突然出现并能够解决一切难题的艺术创造者;相反，那儿却有一个机器，它与人一起创造了如电影和摇滚乐等一些思想高超的人宁愿其流产的艺术形式。这其中，隐含的话语是有一种技术(那是代表机器的技术)参与了艺术品的创作，由此可以看出，艺术中的技术自此分为两个层次，一是以人的“肉体”为基础的“技艺”，即艺术家制作艺术品的技能二是以机器为基础的“技术系统”，前者是主体所具备的技能技巧，后者是指人类社会发明的机器所构成的系统，这个系统可以帮助人们扩张自己的技能技巧，它是独立于艺术品和艺术家的技术体系。后者是在前者的基础上被发展起来的(其发展的动力就是科技进步)。或者说被“科学化”的技艺构成了数码画的技术系统。应该说，数码画技术的这两种含义是统一的，因为技术系统的功能应该是人类自身技艺的延续和拓展，就像麦克卢汉所说的，技术是人的延伸，人是技术的主人。因此在技术现代性的背景下，数码画的技术已非传统绘画的“肉体技艺”，而是包含了“机器的技术系统”。该系统包含了现代的机械复制技术系统以及后现代的数字仿真技术系统，本文论述的重点不是前现代的“肉体技艺”，也不是现代的机械复制技术而是与数码画相关后现代的计算机的技术，它涉及到数码画的创作、传播与接受环节。这些技术主要分为三大类，一是数码画的制作(生产)技术，包括类传统绘画技术(非真实渲染静态作品的技术)、三维技术、动画技术等二是数码画的传播技术(网络等技术);三是数码画的接受技术(多媒体互动技术等)。

生产数码画的技术，数码画技术的核心是其创作(制作、生产)技术，即数码画的创作者在创作数码画时使用的技术，它能够直接造成数码画的独特艺术形式及类型。它实际上包含了接受环节与大众互动的技术以及在创作环节与其他画家或大众互动的技术，在创作数码画的时候同样也要考虑到数码画的传播环节与接受环节对数码画创作技术上的限制。

1.非真实渲染静态作品的技术

计算机科学的迅速发展对人类的艺术活动产生了广泛而深刻的影响，提出了许多新的命题和挑战。在视觉艺术领域数字艺术迅速成长和壮大，渐渐成为主流的艺术形态。数字艺术以崭新的理念和多样的形式向我们展示了它的迷人魅力，但是我们也惊奇地发现，在数字图形图像的研究和表现领域还存在着一种以模拟传统绘画风格为目标的技术和艺术，它在满足艺术应用领域需要的同时，也体现了人们对传统艺术的留恋之情。对传统绘画的数字仿真，专业名称叫“非真实渲染”，又叫“非照片真实感绘制”，顾名思义，是“指利用计算机生成不具有照片般真实感，而具有传统手绘风格的图形的技术。非真实渲染以模拟传统绘画效果作为自己的目标，很自然的我们就会想将它与传统艺术进行比较，非真实渲染和传统手绘都是在二维平面上以点、线、面等造型元素构成的一种艺术形式，因而所呈现出来的视觉特征总体来说是一致的，而且，非真实渲染就是把模拟传统手绘的效果作为自己的根本任务，传统绘画的艺术效果正是非真实渲染技术所孜孜以求的。

2.基于三维建模的模拟绘画技术

传统绘画中由于透视规律的发现大师们创作出了在二维平面中描绘深度空间的杰出作品，数码画中的三维技术则虚拟性的统摄下创造了类似雕塑圆雕的全方位的空间效果，就是说我们可以从任何一个角度欣赏数码画，这进一步拓展了绘画表现的空间，三维技术是数码画的一项主要专业技术，应用三维软件建模后再导入绘画软件，可以在三维的空间中实现模拟绘画的效果，或者在三维软件建模后直接渲染出绘画效果，目前在创建的三维模型上可以渲染出国画等画种的效果，至于渲染的其他更多更好的绘画效果有待于软件师和画家们的共同努力。

3.计算机动画技术

计算机动画技术是指使画面由单纯的静止状态流动起来的的技术，包括二维、三维技术，一般来说，按电脑软件在动画制作中的分类，电脑动画有电脑辅助动画和造型动画两种。电脑辅助动画属于二维动画，造型动画属于三维动画。电脑动画的产生大致有这样几个程序:(1)关键帧(原画)的产生;(2)中间画的生成;(3)分层制作合成;(4)着色;(5)预演。传统的数字动画就是静图的连续播放，而新的动画技术允许通过各种特殊的插值技术产生动画系列，Flash动画甚至允许用户互动，动画给数码画带来了新的有别于传统绘画的面貌，数码画不仅需要动，而且动的技术是数码画的核心技术之一。

4.计算机图形图像处理技术

数码画的素材可以包括数码化的传统绘画，也可以包括利用计算机软件直接绘制的图画。在创作的过程中这些素材都可以运用计算机图形图像处理技术进行处理和重新布局。一般意义上，照片和电视扫描片等现有图片的修改或解释称为图像处理(image processing )。尽管在计算机图形学和图像处理中所使用的技术有所重叠，但两种领域着重于不同的操作。计算机图形学中，计算机用来生成图形;而图形处理技术用来改善图片质量、分析图像或为机器人应用识别可视图案。然而，图像处理技术经常应用于计算机图形学，计算机图形学的方法也频繁应用于图像处理。数码画的生成和修改(包括构图)都经常应用到这种技术。这也是数码画与传统绘画的区别，就是说数码画不一定是“画的”或者说“绘的”，它可以是运用计算机图形图像处理技术生成处理出来的，目前这一技术广泛应用于数码画制作之中。

5.基于创作的互动技术及基于创作在接受环节的互动技术

(1).媒介的发展导致了媒介的革命。艺术家的艺术作品就伴随着媒介的发展而改变，采用新的表现载体，不断地刺激人类的视觉感官，挖掘人类的主观能动性。信息社会最大的科技革命就是人类对信息的接受从被动转变为主动，所以艺术创作主体、客体与创作对象之间的关系也发生了巨大的转变。艺术对象既可以是欣赏者，又可以直接参与到艺术创作之中，成为艺术创作的主体。这就需要在创作环节互动技术的支撑，艺术家和观众可以通过网络在创作上进行互动，艺术家必须预先考虑到艺术品在欣赏的时候与观众的互动而在创作时就把这种互动技术包含在数码画的作品之中。艺术对象与创作客体之间不再是被动的关系，而是互动的关系。互动比之前的艺术表现形式更加深化了艺术创作对象与客体之间的交流和沟通。从如今的发展趋势来看，客体愈加智能化、人性化，它越来越渴望扮演人类的角色，从而与创作对象以及接收对象之间建构了一种人际关系。

(2).传播数码画的技术，任何数码画作品都还原成相应的艺术信息，最终是数码性，二元性，是0和1的组合，那么数码画发挥作用的过程也就可以被还原成信息传播过程。所以，传媒技术对数码画这一艺术范式的形成具有革命的作用，正如麦克卢汉所说:“机械媒介将艺术的存在普及并强加在人们头上，因此越来越有必要研究传播对社会的功能和影响。

(3).接受数码画的技术，即数码画传播终端的技术。这种技术决定人们接受时的状态。比如同样是接受小说的内容，维多利亚时期的贵族是流行听仆人把小说的内容念出来，他们接受的是人的声音信息;现代社会读者习惯于捧着书阅读，他们接受的是文字的信息;当媒介技术进一步发展的时候，读者可以通过广播听小说联播，可以通过电视观看小说改编的电视剧，此时他接受的是电子声频的信息。不同的技术导致了人们完全不同的接受状态，也造就了不同的艺术形式。数码画可以通过流媒体技术、手机、电脑显示屏、电视接收机等媒体与观众交流互动。我们也可以把这三种技术看成是广义上的传媒技术，因为任何一种传媒技术都能涵盖艺术的制作、传播和接受的过程。

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论文摘要：计算科学主要讲述了一种科学的思想方法，计算科学的基本概念、基本知识它的发展主线、学科分支、还有计算科学的特点、发展规律和趋势。

引言：随着存储程序式通用电子计算机在上世纪40年代的诞生，和计算科学的快速发展以及取得的大量成果。计算科学这一学科也也应运而生。《计算科学导论》 正如此书的名字，此书很好的诠释了计算科学这一学科，并且指导了我们应如何去学好这一学科。使得我们收获颇多。并且让我深深的反思了我的大学生活。正如赵老师书中所讲的：“计算科学是年轻人的科学，一旦你选择了计算科学作为你为之奋斗的专业类领域，就等于你选择了一条布满荆棘的道路。一个有志于从事计算科学研究与开发的学生，必须在大学几年的学习中，打下坚实的基础，才有可能在将来学科的高速发展中，或在计算机产品的开发和快速更新换代中有所作为。

什么是计算科学和它的来历

计算科学主要是对描述和变换信息的算法过程，包括其理论、分析、设计、效率分析、实现和应用的系统研究。全部计算科学的基本问题是，什么能（有效的）自动运行，什么不能（有效的）自动运行。本科学来源于对数理逻辑、计算模型、算法理论、自动计算机器的研究，形成于20世纪30年代的后期。

随着存储程序式通用电子计算机在上世纪40年代的诞生，人类使用自动计算装置代替人的人工计算和手工劳动的梦想成为现实。计算科学的快速发展以也取得大量成果，计算科学这一学科也也应运而生。

计算科学的发展

a、首先先介绍图灵机

图灵机的发明打开了现代计算机的大门和发展之路。图灵机通过一条两端可无限延长的袋子，一个读写头和一组控制读写头的（控制器）组成它有一个状态集和符号集，而此符号集一般只使用0和1两个符号。而就是这个简洁的结构和运行原理隐含了存储程序的原始思想，深刻的揭示了现代通用电子数字计算机的核心内容。现在通用的计算机是电子数字计算机，而电子数字计算机的发展是建立在图灵机的基础之上。他的二进制思想使计算机的制作的简化成只需两个稳定态的元器件。这在今后的计算机制作上无论是二极管或集成电路上都显示了明显的优越性。

b、计算机带动的计算学科

1946年随着现代意义上的电子数字计算机ENIAC的诞生。掀起了社会快速发展的崭新一页。计算机工作和运行就摆在了人们的面前。

1、计算机语言

我们要用计算机求解一个问题，必须事先编好程序。因此就出现了最早的机器指令和汇编语言。20世纪50年代后，计算机的发展步入了实用化的阶段。然而，在最初的应用中，人们普遍感到使用机器指令编制程序不仅效率低下，而且十分别扭，也不利于交流和软件维护，复杂程序查找错误尤其困难，因此，软件开发急需一种高级的类似于自然语言那样的程序设计语言。1952年，第一个程序设计语言Short Code出现。两年后，Fortran问世。作为一种面向科学计算的高级程序设计语言，Fortran的最大功绩在于牢固地树立了高级语言的地位，并使之成为世界通用的程序设计语言。Algol60的诞生是计算机语言的研究成为一门科学的标志。该语言的文本中提出了一整套的新概念，如变量的类型说明和作用域规则、过程的递归性及参数传递机制等。而且，它是第一个用严格的语法规则——巴科斯范式（BNF）定义语言文法的高级语言。还有用于支持结构化程序设计的PASCAL语言，适合于军队各方面应用的大型通用程序设计语言ADA，支持并发程序设计的MODULA-2，支持逻辑程序设计的PROLOG语言，支持人工智能程序设计的LISP语言，支持面积对象程序变换的SMALLTALK、C等。

2、计算机系统和软件开发方法

现代意义上的计算机绝不是一个简单的计算机了而也包括了软件（系统软件、应用软件）。各种各样的软件使得计算机的用途大大增强。而软件开发也成为了一个重要课题和发展方向。软件开发的理论基础即是计算模型。随着计算机网络、分布式处理和多媒体的发展。在各种高级程序设计语言中增加并发机构以支持分布式程序设计，在语言中通过扩展绘图子程序以支持计算机图形学程序设计在程序设计语言中已非常的流行。之后，在模数/数模转换等接口技术和数据库技术的支持下，通过扩展高级语言的程序库又实现了多媒体程序设计的构想。进入20世纪90年代之后，并行计算机和分布式大规模异质计算机网络的发展又将并行程序设计语言、并行编译程序、并行操作系统、并行与分布式数据库系统等试行软件的开发的关键技术依然与高级语言和计算模型密切相关，如各种并行、并发程序设计语言，进程代数，PETRI网等，它们正是软件开发方法和技术的研究中支持不同阶段软件开发的程序设计语言和支持这些软件开发方法和技术的理论基础----计算模型

3、计算机图形学

在计算机的硬件的迅速发展中。随着它的存储容量的增大，也掀起了计算机的巨大改革。计算机图形学、图像处理技术的发展，促使图形化界面的出现。计算机图形学是使用计算机辅助产生图形并对图形进行处理的科学。并由此推动了计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助教学（CAI）、计算机辅助信息处理、计算机辅助测试（CAT）等方向的发展。图形化界面的出现，彻底改变了在一个黑色的DOS窗口前敲代码输入控制命令的时代。同时也成就了一个伟大的公司Microsoft 。

4、计算机网络

随着用户迫切需要实现不同计算机上的软硬件和信息资源共享。网络就在我们的需求中诞生了。网络的发展和信息资源的交换使每台计算都变成了网络计算机。这也促进计算机的发展和广泛应用。

计算机学科的主线及发展方向

围绕着学科基本问题而展开的大量具体研究，形成学科发展的主流方向与学科发展主线和学科自身的知识组织结构。计算学科内容按照基础理论、基本开发技术、应用以及他们与硬件设备联系的紧密程度分成三个层面：

1、计算科学应用层

它包括人工智能应用与系统，信息、管理与决策系统，移动计算，计划可视化，科学计算机等计算机应用的各个方向。

2、计算科学的专业基础层

它是为应用层提供技术和环境的一个层面，包括软件开发方法学，计算机网络与通信技术，程序设计科学，计算机体系结构、电子计算机系统基础。

3、计算科学的基础层

它包括计算科学的数学理论，高等逻辑等内容。其中计算的数学理论涵盖可计算性与计算复杂性理论形式语言与计算机理论等。

计算机的网络的发展及网络安全

(1)计算机网络与病毒

一个现代计算机被定义为包含存储器、处理器、功能部件、互联网络、汇编程序、 编译程序、操作系统、外部设备、通信通道等内容的系统。

通过上面定义，我们发现互联网络也被加入到计算机当中。说明了网络的重要以及普及性。21世纪是信息时代。信息已成为一种重要的战略资。信息科学成为最活跃的领域之一，信息技术改变着人们的生活方式。现在互联网络已经广泛应用于科研、教育、企业生产、与经营管理、信息服务等各个方面。全世界的互联网Internet 正在爆炸性的扩大，已经成为覆盖全球的信息基础设施之一。

因为互联网的快速发展与应用，我们各行各业都在使用计算机。信息安全也显得格外重要。而随着计算机网络的发展，计算机网络系统的安全受到严重的挑战，来自计算机病毒和黑客的攻击及其他方面的威胁也越来越大。其中计算机病毒更是很难根治的主要威胁之一。计算机病毒给我们带来的负面影响和损失是刻骨铭心的，譬如1999年爆发的CIH病毒以及2003年元月的蠕虫王病毒等都给广大用户带来巨大的损失。

我们想更好的让计算机为我们服务，我们就必须很好的利用它，利用网络。同时我们也应该建立起自己的防护措施，以抵抗外来信息的侵入，保护我们的信息不受攻击和破坏。

( 2 )计算机病毒及它的防范措施：

计算机病毒是一组通过复制自身来感染其它软件的程序。当程序运行时，嵌入的病毒也随之运行并感染其它程序。一些病毒不带有恶意攻击性编码，但更多的病毒携带毒码，一旦被事先设定好的环境激发，即可感染和破坏。

、病毒的入侵方式

1．无线电方式。主要是通过无线电把病毒码发射到对方电子系统中。此方式是计算机病毒注入的最佳方式，同时技术难度也最大。可能的途径有：①直接向对方电子系统的无线电接收器或设备发射，使接收器对其进行处理并把病毒传染到目标机上。②冒充合法无线传输数据。根据得到的或使用标准的无线电传输协议和数据格式，发射病毒码，使之能够混在合法传输信号中，进入接收器，进而进人信息网络。③寻找对方信息系统保护最差的地方进行病毒注放。通过对方未保护的数据链路，将病毒传染到被保护的链路或目标中。

2．“固化”式方法。即把病毒事先存放在硬件（如芯片）和软件中，然后把此硬件和软件直接或间接交付给对方，使病毒直接传染给对方电子系统，在需要时将其激活，达到攻击目的。这种攻击方法十分隐蔽，即使芯片或组件被彻底检查，也很难保证其没有其他特殊功能。目前，我国很多计算机组件依赖进口，困此，很容易受到芯片的攻击。

3．后门攻击方式。后门，是计算机安全系统中的一个小洞，由软件设计师或维护人发明，允许知道其存在的人绕过正常安全防护措施进入系统。攻击后门的形式有许多种，如控制电磁脉冲可将病毒注入目标系统。计算机入侵者就常通过后门进行攻击，如目前普遍使用的WINDOWS98，就存在这样的后门。

4．数据控制链侵入方式。随着因特网技术的广泛应用，使计算机病毒通过计算机系统的数据控制链侵入成为可能。使用远程修改技术，可以很容易地改变数据控制链的正常路径。

病毒攻击的防范的对策

1．建立有效的计算机病毒防护体系。有效的计算机病毒防护体系应包括多个防护层。一是访问控制层；二是病毒检测层；三是病毒遏制层；四是病毒清除层；五是系统恢复层；六是应急计划层。上述六层计算机防护体系，须有有效的硬件和软件技术的支持，如安全设计及规范操作。

2．严把收硬件安全关。国家的机密信息系统所用设备和系列产品，应建立自己的生产企业，实现计算机的国产化、系列化；对引进的计算机系统要在进行安全性检查后才能启用，以预防和限制计算机病毒伺机入侵。

3．防止电磁辐射和电磁泄露。采取电磁屏蔽的方法，阻断电磁波辐射，这样，不仅可以达到防止计算机信息泄露的目的，而且可以防止“电磁辐射式”病毒的攻击。

4．加强计算机应急反应分队建设。应成立自动化系统安全支援分队，以解决计算机防御性的有关问题。

很多公司都有因为电脑被入侵而遭受严重经济损失的惨痛经历，不少普通用户也未能避免电脑被破坏的厄运，造成如此大损失的并不一定都是技术高超的入侵者所为，小小的字符串带给我们的损失已经太多。因此，如果你是数据库程序开发人员、如果你是系统级应用程序开发人员、如果你是高级计算机用户、如果你是论坛管理人员......请密切注意有关字符漏洞以及其他各类漏洞的最新消息及其补丁，及时在你的程序中写入防范最新字符漏洞攻击的安全检查代码并为你的系统安装最新的补丁会让你远离字符带来的危险。经常杀毒，注意外来设备在计算机上的使用和计算机对外网的链接。也可以大大有效的避免计算机被攻击。

总结

在学了计算科学导论之后，让我更深入的了解了我将来要从事的学科。计算科学导论指导着我们该怎么学习计算机。让我更清楚的知道我们信息安全专业的方向。正如计算科学这座大楼一样，在不断的成长。信息安全也必将随着网络的进一步发展而更多的被人们重视。总之学习了这门课之后让我受益匪浅，也知道自己应该好好努力，争取在自己的专业领域上有所成就。

参考文献

1、《计算科学导论》（第三版），赵志琢著 ，科学出版社2004版

2、《计算机病毒分析与对抗》 傅建明 彭国军 张焕国编著武汉大学出版社2004版

3、《计算机应用于基础》（第三版） 丁爱萍 著 西安电子科技大学出版社 2006版

4、《软件工程》 萨莫维尔 著 机械工业出版社

篇(6)

关键词：计算机学科；软件学院；克莱门森大学；中国科学技术大学

文章编号：1672-5913（2013）18-0073-05

中图分类号：G642

0 引言

为促进国家新型软件工程的成长，教育部在中国内地37所大学建立国家示范性软件学院。软件学院的建立对国家经济结构战略性调整起到了重要的促进作用，其办学模式、管理体制和运行机制也是我国高等教育改革和创新的一种有益尝试。张尧学院士曾指出：“软件学院是一个连接学校与产业的开放式平台”，软件学院应“以市场需求为导向，培养具有国际竞争能力的多层次实用型人才”。

克莱门森大学创建于1898年，位于美国南卡罗来纳州的同名城市，是一所历史悠久的公立大学，2011年U.S.News&World Report的排名为全美公立大学25名。中国科学技术大学软件学院（以下简称科大软院）每年会聘请克莱门森大学的教授进行授课，软件学院的教师也可前往克莱门森大学进修，同时学院的优秀学生可申请赴克莱门森大学攻读硕士及博士学位。笔者于2012年1～7月在该校计算机学院进行了为期半年的访问学习，体验和学习了克莱门森大学在教学、管理和科研方面的优点和先进经验，在软件学院课程建设、人才培养方面进行了一些思考与探索。

1 克莱门森大学计算机学院教育体系

1.1 培养方案

克莱门森大学的计算机学院分为3个专业：计算机科学（Computer Science）、可视计算（Visual Computing）和人本计算（Human-CenteredComputing）。这3个专业中，计算机科学覆盖的领域包括计算理论、算法、软件工程、网络基础设施、计算机系统；可视计算的重点是计算机图形学、可视化、计算机视觉和图像处理、电子游戏设计、特效和动画艺术；人本计算则是一个较新的领域，专注于如何使用计算技术更好地影响社会。

克莱门森大学计算机学院的硕士研究生学位专业方向分为计算机应用、计算基础、图形学和可视化、交互式计算、软件工程以及系统和实现。硕士学位分为学分学位和论文学位。学分学位要求学生完成10门（30学分）认可课程的学习，为完善学生知识体系，每个专业方向的学生除了完成专业必修课之外，必须选修其他专业的一门必修课，且GPA不低于3.0。论文学位则适用于对研究感兴趣的学生，除获得足够的学分外，还要求学生原创性地完成具有创新性的项目，研究成果在期刊或者会议上发表，同时论文需通过院指导委员会的答辩。

克莱门森大学的学期分为秋季学期（8月底～12月底）、春季学期（1月初～5月初）以及可以自由选修的暑期小学期。2012年度Clemson计算机学院在春季和秋季学期分别开设了50门左右的课程，包括计算机语言、操作系统、算法、编译、网络、图形学、GPU、虚拟现实、软件工程、数据挖掘、生物信息等多个领域。从课程编号即可了解课程的适用范围。课程从100～999编号，其中，100-499为本科课程，以教师讲解为主，主要是理论和基础课程，都有相应配套的实验课；500～699为高年级本科生和低年级研究生课程；700～799则是硕士研究生课程；800及以后则适用于博士生，偏向研究，授课特点是教师提出研究问题，学生课后实践，上课讨论；900之后的为Seminar讲座课程，一般由教师和学生对自己的研究课题进行讲解。

1.2 授课特点

笔者在克莱门森大学旁听了操作系统设计、面向对象程序设计、计算机编程语言翻译、算法设计与分析等多门课程，其中体会最深刻的是克莱门森大学计算机学院在授课中体现的理论联系实际、强调动手能力的特点。这点也在和赴美学习的科大软院的学生交流时得到印证，也是美国工程教育回归工程、服务社会的一个例子。

克莱门森大学的授课非常注重学生的实际动手实践。教师课堂上的理论讲解与课后的作业及项目要求结合紧密，充分体现学以致用。以计算机编程语言翻译课程为例，课堂上教师的讲授从词法分析、语法分析到代码生成和优化，逐步实现编译器的各项功能，在课程最后实现一个完整的编译器。面向对象程序设计课程的目标是介绍C++语言，教师基于SGL图形库，在课堂上由简到难，一步步完成一个游戏的设计。课堂上，教师主要进行代码编写和演示，在发现和解决问题的过程中引入传参、指针和引用等重要的概念。在计算机图形学课程中，不同于国内大量的公式和算法的铺陈，学生在了解基本概念后，马上开始学习使用程序实现一些简单的图形，然后不断编程实现图形，进行色彩、形状等方面的美化。在课程的后半段学习使用玛雅这样的大型软件。最终学生可以设计出以假乱真、媲美动画电影的图片。

克莱门森大学授课的另一个优点是课程内容变化和更新快。计算机行业发展迅速，知识更新快，相应地，授课内容也需要随之调整。在笔者旁听的几门课程中，教师基本没有指定教材，而是给出参考资料或查询网址。在操作系统设计课程中，教师要求学生在硬件设备上实现操作系统，课程主要内容便是相应的代码设计，随着软硬件的发展和更新，每年的具体实现都不相同。另外，不少教师所承担的课程与他们的研究领域密切相关，科研和教学结合得比较紧密，可以自行组织授课材料。以算法导论课程为例，授课教师本人的研究方向是算法，上课所用的教材也是教师自己编写，且随着研究进展和深入不断更新。

最后在旁听过程印象深刻的是大多数的课程中课堂气氛极为活跃。因为国内外文化的差异，学生习惯于随时举手打断教师的授课进行提问，教师也会随时停下，询问学生是否有不解之处。教师还会在教授新内容之前，对学生在课后任务中遇到的问题进行讲解。师生关系融洽的另一表现是课堂上允许适当的饮食，有教师也会带上自己做的甜点分发给学生。严格的成绩管理和宽松的氛围相辅相成，带来更好的教学效果。

1.3 程管理和考核

克莱门森大学的教学非常注重过程管理，课程考核严格，学生的最终成绩取决于期中和期末考试成绩、课程项目、到课率、课堂测试成绩以及作业成绩等多方面。严格的考核制度的另一个体现便是课程难度大。在克莱门森大学，硕士研究生1个学期一般只能完成3～4门课程。

不同于国内的研究生课程主要由期末考试成绩决定，克莱门森大学计算机学院在授课过程中基本每月都有课堂测试，每次的考试成绩都会影响到最终得分。因此学生在1个学期4个月中，基本时刻处于紧张状态，在每一阶段都需要掌握好相应的知识点，而不是靠考前突击。

另一个影响成绩的主要因素是课程项目。课程项目一般从课程早期便开始，要求代码量大，实用价值高，因此难度也很大。课程项目通常设立若干时间节点，若过了提交的截止时间，该段的成绩便记为0分。

教师还通过提供office hour进一步加强对学生的管理。部分课程的教师要求学生在指定的时间段进行当面交流，还会针对课程内容和学生的作业及项目进行提问。这种做法一方面可以有效甄别学生是否独立完成作业以及学生对课程的掌握程度，另一方面可以检查授课效果，对教师的授课也起到促进作用。

另外，和很多西方大学一样，克莱门森大学强调对学生沟通能力和表达能力的培养。如课程项目的最终检查方式是由项目组成员进行演讲和汇报，每人分别对自己的工作进行介绍，教师和其他学生可以随时打断，提出问题。小组合作以及汇报演讲可以锻炼学生的表达和组织能力、分工协作能力以及增强团队精神。

1.4 科研情况

在大学高等学府中，科研和教学相互促进，相辅相成。积极开展科研活动不仅可以提高教师本身能力和教学水平，同时可以通过引导学生参与，提高学生的学习兴趣和科研能力。

克莱门森大学计算机学院学术氛围浓厚，学院下设20个实验室项目组。计算机学院基本每周都有其他大学的教授前来作学术报告，进行交流。笔者参加过的几场，几乎每次都座无虚席。学术交流对于了解业内的最新进展、拓展思路、促进个人研究都很有帮助。

在促进学生科研方面，除带领本校学生进行科研外，克莱门森大学会提供暑期的学生交流岗位，由教师提供岗位和研究经费，供外校学生申请。在暑期科研交流结束之际，学生负责将自己的工作制成海报，每人在自己的海报前，向全院的教师和学生做展示。听取了部分学生的汇报后发现，很多学生在暑期中完成的工作量大，质量高，而且具有来源于应用、服务应用的特点。同时，学生思路开放，涉及多领域合作，横跨化学、生物基因、气象科学计算等众多应用领域。

2 对中国科技大学软件学院教育改进的启示

中国的软件学院经过10年的发展，在培养学生人数、学生就业率、实验室和实习基地建设以及企业对学生满意度等各方面都取得了很大的进步。

科大软院是国家教育部和国家计委首批批准建立的示范性软件学院之一，秉承中科大优良的教风和学风，一方面依托学校现有的基础及专业师资力量和教学资源进行办学；另一方面，聘请海内外著名企业和大学的专家、教授授课，课程设置与国际接轨，课程内容面向软件市场和企业需求，强化实践教学。学院一直致力于不断提高教学质量，为了适应教育国际化的需要，学院与美国克莱门森大学合作，创立了硕士联合培养项目，旨在培养一批具有高技术和英语水平，满足IT业界需求的高素质人才。

科大软院在培养懂技术、熟练进行外语沟通，以及具有国际化的思维方式和团队协作能力的人才上做出了不懈的努力。在课程设置方面非常注重教育的国际化，借鉴了国外著名大学的课程设计，并随着软件行业的发展和行业人才需要不断优化课程设置和教学内容。学院的外语教学受到重视，英语教学改革方面已经取得了一定的成绩。科大软院每年都能输送多名学生前往日本富士施乐公司等国外公司实习。但不可否认，和国内相比，美国的教育体系在课程安排和师资力量等方面都有较大优势。软件学院教育是一个较新的尝试，软件学院也需要学习和吸取已有的先进经验，不断提升教育水平和国际化程度。从Clemson大学计算机系的教学中，国内软件学院可以从中汲取经验，从以下几方面进行改进：

（1）严格教学，规范课程管理。国内部分课程考察存在盲点，考核体系不完善，导致学生平常松懈、考前突击，依靠死记硬背得高分。与国外的教育相比，国内学生在知识掌握程度、实践和动手方面的能力亟须提高。通过加强对课程的过程管理，包括增加作业、实验、测验等对课程成绩的影响比重，有效检测学生的真实水平和能力，促进学生认真学习。规范考核系统的一个挑战是国外的课程课堂规模一般较小，教师可以和每个学生进行足够的交流。例如克莱门森大学的计算机课程大多数都是小班授课，1个班级一般在20人左右，Seminar课程的人数则更少。但充分的师生交流在国内实行起来就困难得多，软件学院教师需要在教学过程中不断摸索，不断提高课程设计，完善检查机制，平衡选课人数，以达到最优授课效果。

（2）开展课程改革，强调因材施教。软件学院当前招生的明显特点是学生人数多、跨专业背景，教育机制是1年理论课学习、1年企业实践。学生只有1年在校时间，要在获得足够学分的情况下提高学习质量，对于教师的课程内容安排和课程设计方面提出了较高的要求。在学生背景知识和水平差别较大的情况下，教师要能够找到平衡点，积极听取其他教师和学生的意见，不断改进教学水平。同时需要规范课程大纲，详细介绍课程内容，保证学生在选课之前了解课程难度和深度，选择适合自己专业和能力的课程。

（3）强调沟通和交流能力的培养，全面提高学生“软实力”。笔者在参加克莱门森的课程项目答辩时发现，国内学生的英语演讲和表达能力仍然存在一定程度的欠缺。计算机从业人员，除了专业技能和知识等硬技能之外，交流和合作等“软技能”非常重要，国外不少大学（如普渡大学的理工学院）都会设置包括写作和演讲、团队合作、语言文化等文科类模块，全面培养学生的能力。国内在这方面则有所不足，学生在专业技能方面可能已经达到一定的水平，但在交流、论文、演讲等方面存在较大的短板，不利于学生的长期发展。譬如，数据挖掘课程的最后答辩中，中国学生的项目完成情况并非不好，但台上的表达能力和演讲效果比美国、甚至印度学生存在很大差距。语言表达和沟通能力是立足社会的最基本能力，良好的团队协作精神、国际化的思维方式更是企业看重的能力。软件学院在课程整体设置、课程设计中应该将软实力的培养作为目标。

（4）推动教师科研工作，积极开展校企项目合作。与克莱门森大学计算机学院相比较，科大软院的专职教师相对年轻，参与科研活动还不够，科研能力还有待增强，在科研促进教学，教学辅助科研，带领学生科研等各方面还需要进一步探索。同时，为了更好地适应软件学院学生的培养目标，教师应该具有更多的实际项目经验，学院应积极支持和鼓励教师和企业开展项目合作。

3 结语

了解和借鉴国外大学的培养制度和经验，可以促进和改善国内教育的发展，同时也需要结合我国教育的实情和学生的特点，因材施教。我国软件学院学生众多，教学资源相对紧张，学生背景不同，全面提高教学水平，提高学生能力存在着不少困难。他山之石，可以攻玉，如何把国外大学先进的教育理念和方法融入到我国教育的培养体系中，借鉴他山之玉，积极促进我国教育的国际化进程，是需要我们不断探讨和研究的问题。

参考文献：

[1]张尧学，吴爱华，关于我国信息化教育的几点看法[J]，计算机教育，2008（5）：3-7

篇(7)

关键词：岩土工程；勘察设计；数字化系统；方案；技术

中图分类号：U445.5文献标识码：A

一、我国岩土工程勘察的现状

在工程设计过程中，岩土工程勘察是重要的环节之一，是对工程地质的断层、地形、地貌以及地下水位等资料的调查搜集。就目前实践状况来看，岩土工程勘察信息是对地质情形的静态表达，难以实现对地质参数的动态和多维反映，不能满足岩土工程空间分析对信息的要求。近年来，我国经济社会建设的加快使得岩土工程勘察设计快速发展，技术水平有了很大的提高。特别是随着计算机网络和现代科学技术的进步和广泛应用，我国岩土工程勘察设计发展迅速，岩土工程勘察设计的数字化得到了推广。但在实际实践过程中，我国岩土工程勘察设计尚未完善，仍面临着诸多问题和困难，主要表现在：勘察资料过于地质化、岩土工程勘察设计数字化系统综合能力差、岩土工程勘察设计数字化系统的空间分析能力缺失、研究成果与实际应用脱节。

二、岩土工程勘察设计数字化系统方案分析

岩土工程勘察设计数字化系统是在结合计算机网络和现代先进技术的基础上，对岩土工程信息进行勘察的有效手段。就岩土工程勘察设计数字化系统的方案制定来看，可以从以下两个方面进行分析：

（一）岩土工程勘察数字化

数字化就是将一些分散而多种多样的要素或单元合并组合成一个更加完整或协调的整体。岩土工程勘察数字化系统是指应用当代测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术和CAD技术，通过计算机及其软件，把一个工程项目的所有信息有机地集成起来，建立综合的计算机辅助信息流程，使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD技术转变，作到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理自动化，逐步形成和建立适应多专业、多工种生产的高效益、高柔性、智能化的工程勘察设计体系。

（二）岩土工程数字化系统的组成

岩土工程数字化系统的组成。岩土工程勘察数字化系统涉及的地理信息系统、数据库、计算机图形学、地质学、地质统计学、地质建模、AutoCAD和Word自动化等一系列技术，他们以岩土工程勘察、设计规范作为相互联系的基础组成一个系统工程

三、岩土工程勘察数字化模块技术分析

岩土工程勘察设计数字化系统的应用能够实现岩土工程勘察中场地方域的数字化、场地物性指标的数字化、场地地层的数字化以及岩土工程勘察数据库的设计，有效解决了传统岩土工程勘探中由于数据内容的复杂性和形式的多样性造成的处理困难。在具体运行过程中，岩土工程勘察数字化的实现将地质统计学的相关基础理论与现代技术进行融合，采用科学合理的手段和方法。本文就岩土工程勘察主要数字化模块技术的实践，从以下几个方面进行了简要分析：

（一）GIS在岩土工程勘察中的应用

虽然GIS和岩土工程勘察设计一体化有区别，然而二者也有一定的相似之处，即二者皆涵盖和空间坐标相关的信息，GIS注重空间信息的采集与分析，而岩土工程勘察设计一体化注重空间信息的分析与决策。一般来说，和以往岩土工程勘察设计技术相比，GIS具有强大的数据采集与处理能力、形式与内容上复杂多样性、较强的可视化操作功能及空间分析能力等优势。

（二）岩土工程建模

一般来说，多样化的场地地层构造皆能够抽象为点、线、面及体4种要素的集成。场地地层在空间上都需要一定的地点与范围，空间关系、属性及空间等特征是场地地层的重要基本特征。场地地层的数字模型包括准备、简化假设及建模等阶段，具有确定性、可视化及可修改性等特点，其中场地地层建模过程为：现场勘察资料的采集、地质与变量描述、空间分析。在场地地层建模中一般常用的方法是表面模型法，此外还有数字模型法与图示模型法。

（三）数据库建设

岩土工程勘察设计是一项系统性工程，需要涉及到信息的共享，因此，构建高效经济的数据库显得尤为重要。岩土工程勘察数据常常具有空间性与多源性的特征，一般数据库技术是很难实现对这些数据的处理。随着GIS、计算机图形学及空间科学的发展，这为复杂的空间数据采集、存储及分析建模提供了重要的条件。基于地理信息系统的岩土工程勘察数据库的出现为岩土工程领域复杂的数据管理，空间数据分析提供了高效快捷的手段，目前，以GIS技术支持的数据库技术已经应用到地质学的众多领域。

四、结语

岩土工程勘察设计数字化系统是现代工程设计的重要工具，能够为岩土工程勘探提供动态、多维、有效的地质数据信息。目前，我国岩土工程勘察设计数字化系统建设已得到了高度重视和广泛推广，但相关技术的不成熟和系统功能的不完善，使得空间分析能力的不足、勘察信息数字化程度不够成为了我国岩土工程勘察设计中存在的重要问题。这就要求必须深化研究，采取有效措施确保岩土工程勘察设计流程的数字化，从而解决岩土工程勘察数字化问题，实现岩土工程勘察设计的一体化，以推动我国工程设计的发展。

参考文献：

[1]黄银孙．数字察图、数字制图与勘察设计一体化[J]．科学技术通讯，1997，（3）．

[2]唐业清，李启民，崔江余．基坑工程事故分析与处理[M]．北京：中国建筑工业出版社，1999，（12）．

[3]包惠明．桂柳高速岩土永福石城坪滑坡抗滑桩变形的原因及加固措施[C]．全国第四届山区地基基础学术会议论文集，重庆：重庆大学出版社，1997．

[4]沈芳，黄润秋，等．地理信息系统与地质环境评价[J]．地质灾害与环境保护，2000，27（2）．