计算机分子模拟技术在石油化工领域的应用

计算机分子模拟技术在石油化工领域的应用

摘要:计算机分子模拟技术自九十年代初以来发展迅速,在新材料的设计开发领域已成为一种十分重要的方法和工具,从产品设计方法学来说,也是一种卓有成效的革命。本文介绍了该技术在石油化工领域的高分子材料、分子筛催化剂以及油品添加剂产品设计开发方面的应用现状及发展前景。

关键词:分子模拟,分子建模,高分子,分子筛催化剂,添加剂

一、前言

计算机分子模拟技术在材料科学领域的应用至九十年代初进入一个新的阶段,它不仅能提供定性的描述,而且能模拟出分子体系的一些结构与性能的定量结果。计算机模拟使得理论物理学家、实验化学家、实验物理学家可以直接在计算机屏幕上模拟逼真的分子运动图象。分子力场、模拟分子体系算法及计算机软硬件的发展为分子模拟方法的发展奠定了坚实的基础。

分子模拟技术集现代计算化学(ComputationalChemistry)之大成,包括量子力学法、MonteCarlo 法,分子力学法及分子动态法等。分子模拟法是用计算机以原子水平的分子模型来模拟分子的结构与行为,进而模拟分子体系的各种物理化学性质。分子模拟不仅可以模拟分子的静态结构,也可以模拟分子的动态行为(如氢键的缔合与解缔、吸附、扩散等)。分子模拟法可以模拟现代物理实验方法还无法考察的物理现象与物理过程,从而发展新的理论;研究化学反应的路径、过渡态、反应机理等十分关键的问题;代替以往的化学合成、结构分析、物性检测等实验而进行新材料的设计,可以缩短新材料研制的周期,降低开发成本。

分子模拟法不但可以模拟分子体系中的物理问题和化学反应过程,也可以模拟分子体系的各种光谱(如晶体及非晶体的X光衍射图,低能电子衍射谱等等)。光谱的模拟可以使我们能够更合理地解释实验结果,进行产品(如新型分子筛)的结构解析。

进入九十年以来,分子模拟技术在分子筛催化剂、高分子材料及其它固体化学、无机材料研究开发领域的应用已非常广泛,许多大公司如MOBIL、Shell、Dow、EXXON等积极应用分子模拟技术来推动高分子材料、分子筛催化剂的研究开发工作。

二、分子模拟技术在分子筛催化剂研究开发领域的应用

1.研究沸石催化剂的吸附和扩散性质

鉴于沸石在分离方面的重要地位,以及吸附是研究沸石结构的一种工具,有关沸石吸附方面的文献是大量的,而沸石的扩散性质对确定沸石催化剂能达到的优异选择性是十分重要的,在以前由于缺乏进行预测的理论根据,每一个有研究价值的体系的扩散系数必需通过实验测定[1]。

分子模拟技术的发展及应用,为研究沸石催化剂的吸附和扩散性质、温度对扩散系数的影响、选择合适的沸石结构及进行精细调节提供了优良的工具。

对寻找可以用于形态选择性反应的可能的催化剂这方面的工作来说,一种高效的方法是建立沸石和被吸附分子的计算模型。采用分子图形法(moleculargraphics)可以很快在计算机屏幕上显示出各种反应物或产品的分子与候选的(candidate)沸石孔的形状与尺径的匹配程度[2],用量子力学[3-5]或分子动力学[6]研究沸石内的分子扩散可以提供对所显示的分子图像的证明。

线性双烷基萘是一种在生产液晶高分子以及其它特殊高分子材料过程中有重要作用的中间体,2,6-DIPN可通过萘和丙烷在酸性固体催化剂的作用下进行萘的丙基化获得,然而,无定形的酸性固体催化剂生产出等量混合的异构体2,6-和2,7-DIPN[9],二者的分子平均分布十分相

似,要分离它们很困难,费用很高。2,6-和2,7-DIPN在分子形态上的不同足以使它们在某一指定沸石中的扩散速率产生足够大的差异。文献[7]在SGI工作站上用INSIGHTⅡ软件[10]对可能的沸石进行检索,研究发现,丝光沸石的孔径形态和2,6-异构体的匹配要比与2,7-异构体的匹配好得多,对2,7-异构体存在足够大的势垒,而2,6-异构体可以很顺利地通过。文献[7]还将计算和预测的结果与各种催化剂催化萘异丙基化的反应结果进行了对比,证实了计算结果的可靠性。

苯与聚丙烯的烷基化反应是一个重要的石油化工过程,其产物异丙基苯用于酚与酮类产品的合成中,传统的工业化过程使用AlCl3或"固体磷酸"催化剂,在安全性、腐蚀及废物处理等方面存在诸多问题,避免这些问题的一个有效途径就是使用分子筛催化剂。最近几年已经开发出了一些这样的催化剂如FAU,MOR及β沸石等等,.Millini[8]采用MSI软件的SolidsDocking 模块计算了异丙基苯和该反应的副产物在上述分子筛中的能量最低的扩散路径,上述所有分子筛均显示出了对产品的形态选择性。

沸石的三维网状结构为气体的分离提供了一个理想的场所,对于某一具体的分离过程应该可以从大量的已经很成熟的可能结构的沸石中找到一种满足分离效率的要求,这种搜索的传统方法的实验工作量是很大的。文献[11]应用Cerius软件中的Sorption模块预测氧气和氮气及氮氧混合气在沸石中的吸附等温线,为搜索可能的沸石结构提供了一种快捷、耗资少的方法。该研究发现Li-X是一种理想的氮气优选吸附剂,可用于生产纯净的氧气。

非均相催化开始于有机分子在催化剂表面的吸附。在吸附过程中,催化剂和有机分子的形态(shape)会因为吸附剂与吸附质之间的非键合相互作用均会发生改变,这种改变在产生吸附中心及影响系统的反应动力学起着至关重要的作用。ZSM-5沸石在吸附二甲苯过程中,其空间结构将从单斜晶变化成斜方晶[12],文献[13]用Cerius的Sorption模块模拟了对位和间位二甲苯分别在T,M和O-ZSM-5沸石上的吸附过程。

2.沸石结构的解析

分子模拟方法可以将建模技术和分析实验方法紧密结合起来,衍射数据、组成及几何特征数据、孔的坐标及体积数据、EXAFS和固体NMR数据可以从原子水平的模型直接模拟出来。上述模型的变化对模拟谱图的影响可由结构和分析数据之间的动态联系直接控制。扫描电子显微镜、电子衍射和高分辩率晶象测定的晶粒的形态学性质也可以用原子水平的模型直接模拟。通过分子模拟技术,可以在屏幕上观察到晶体结构的不断变化、模拟的衍射曲线和实验曲线的不断拟合。红外光谱和拉曼光谱等晶体振动光谱的模拟,可以表征晶体的构象及原子间相互作用的特征[14,15]。

沸石材料的骨架结构的几何特征及拓扑特征的识别对于理解它们在催化和分离过程中的行为是至关重要的。由于大部分新合成的沸石为粉状,其结构的解析用传统的单晶X射线技术难以实现,需要由粉末X射线衍射或粉末中子衍射技术来进行结构解。分子模拟技术可以用来对从X射线衍射数据得到的沸石结构模型进行精修以产生精确的模型,文献[16]报道了分子模拟技术应用于该领域的工作,并给出了利用分子模拟软件Cerius确定沸石骨架结构的几何特征过程的流程图。

3.新型分子筛的设计

由于分子模拟技术在综上所述的各个方面对分子筛催化剂研究开发工作的卓有成效的帮助,它已经成为分子筛催化剂专家们手中重要的、甚至是必不可少的先进工具。分子模拟技术作为工具至少可以在以下几个方面对新型分子筛的设计提供有效的支持:

(1)利用分子模拟软件中的分子筛数据库中提供的已知的分子筛结构及其有关参数考察现有分子筛是否符合所要解决的具体问题的要求,使搜索可能的分子筛结构的速度大大提高而费用大大减少。

(2)利用分子模拟技术可以从多个方面确定分子筛的框架结构并对其进行精修,可以得到晶胞

参数,原子位置,原子占有率,温度因子等性质,如利用与已发表的结构或模拟实验数据进行结构精修;利用Rietveld方法,通过对比实验X-Ray衍射数据进行结构精修;利用距离优化法(DLS)进行结构精修。

(3)利用分子模拟技术可以对任意建造的分子筛结构预报其稳定性及相应的参数,分子筛设计专家可以在计算机屏幕上进行新型分子筛的设计。

(4)利用分子模拟技术可以进行分子筛光谱波谱的模拟及其结构的表征与解析。

(5)利用分子模拟技术可以很直观很方便地"观察"到分子筛的吸附散现象以及温度等因素对吸附的影响,可以考察分子筛催化剂的催化机理,有目标地设计新型高效的分子筛催化剂。

三、分子模拟技术在高分子材料研究开发领域中的应用

1.研究弹性材料的结构和性质

计算机模拟目前在弹性材料(elastomericmaterials)的结构表征和性质(性能)的解析及预测方面起着越来越重要的作用[18-20],其在该领域中的应用主要包括以下几个部分:

(1)对表现出可逆转弹性性质(reversibleelastomericproperties)的材料的开发而进行的对凝胶过程(gelationprocess)的模拟,其目的在于充分表征溶胶相(solphase)的量和构成以及凝胶相(gelphase)的结构以预测它们的模量(moduli)[21,22]。

(2)对多环分子(macrocyclicmolecules)的立体构像的模拟,尤其是对其"孔径"的表征,可用以预测其在端连接过程中的捕获效率[23]。

(3)高聚物的结晶目前也是一个引人注目的研究方向。Windle等[24]发展了一些模型来模拟含两种可结晶组分的共聚物的链的序列。Madkour[25,26]用MonteCarlo法研究了二甲基硅氧烷和二苯基硅氧烷的共聚结晶。

(4)某些高分子材料因其具有很好的透气性能而被考虑应用在气体分离工作中,考察的高分子材料有无定形聚乙烯(PE)和聚二甲基硅氧烷(PDMS),参见文献[27,28]。

(5)研究共聚物的结构和性能的关系。Subramanian等[29]用分子模拟技术研究理想的支化的乙烯-丙烯共聚物(EPcopolymer)的结构,发现和线性共聚物相比,支化共聚物具有较小的回转半径,和溶剂的相互作用较小,粘度较低。EP共聚物经常被用于调整各种润滑剂(如内燃机油)的粘温性能[30],该项研究具有很强的实用价值。

2.高分子共混体系的预报

通过共混的物理方法得到具有工程上要求的特定物理性质的高分子材料而无须再去进行具有类似性质的共聚物的设计。目前,尚没有简单可循的方法来判断哪些高分子能够共混,从经验上可以提出很多共混的高分子组份的方案,要从实验上(包括化学合成,结构鉴定和物性检验等环节)寻找有效的方案,费用很大。用分子模拟的方法来判断哪些高分子能够共混,会极大地缩短所用的时间,整个过程可分为两个部分,其一是用分子模拟技术来评价各方案的可行性,其二是优化的几个方案的实施[31]。

3.催化剂选择性的设计

分子模拟技术可以建立催化剂中心与反应分子相互作用的模型,计算出各种取向的构型之间的能量差,能量低的其存在的几率大于能量高的,由此可以评价、筛选各种设计方案,得到对催化剂选择性机理的正确认识,得到优秀催化剂设计方案的可靠选择。

(1)Ziegler-Natta催化剂和金属茂催化剂

文献[32]介绍了用于丙烯等规(isotatic)聚合的Ziegler-Natta催化剂的分子模拟设计,利用电子结构从头计算技术结合经验力场分子动力学技术,研究了环桥1,2-亚乙基双茚基锆Ziegler-Natta催化剂的定向性;基于外消旋1,2-亚乙基双茚基锆和外消旋1,2-亚乙基双四氢茚锆催化剂的等规立构实验观测结果可以和计算结果相吻合;提供了内消旋1,2-亚乙基双四氢茚锆催化剂的无规立构性质;报导了模拟修正后的外消旋1,2-亚乙基双四氢茚锆催化剂对等

规立构度的影响(增加或减少)。

近来有关分子动力学在有机金属化学中的应用的报道包括不少对环戊二烯基类化合物的研究[33-36]。对于这类化合物,最近的研究包括用于连接金属的处于Cp环中心的模拟原子(pseudoatom)[35,36]。

EniChem的Longo等[43]利用MSI的DMOL模块研究了基于金属茂催化剂的烯烃聚合反应的机理,得出了许多重要的结论。

(2)INSITE技术中的分子结构控制

单一活性中心催化技术的出现导致了一系列新的聚合物的产生,它对产品开发的新途径的进一步开拓,正在改变着塑料工业的现状。作为MSI分子模拟软件主要用户之一,Dow公司结合分子模拟技术,近年来开发了INSITE技术[37],并用该技术开发生产了AFFINITY聚烯烃塑性体系列(POPs)和ENGAGE聚烯烃弹性体系列(POEs)。

Dow的INSITE技术主要由两种方法结合而成,其一是并行开发技术[38](concurrentdevelopmentapproach),其二则是分子结构控制(moleculararchitecturecontrol)。Dow的分子结构控制技术可以使得设计者打破原有的设计规则,控制所用的分子的类型(如支化长链,支化短链,Mw分布等)。将这种分子设计和过程动态控制结合起来,可以使设计者直接制造出高分子而勿需采用工业应用中原有的失败-尝试法,可使材料科学家用模型方法探索新的结构-组成关系,开发新产品,缩短开发周期。

4.分子光谱波谱的模拟

对非晶体衍射(如玻璃体)的衍射图已达到很精确的程度,可以用于确定分子链内的构像特征[39]。用粉末晶的衍射曲线来确定分子晶体的结构已成为现实。NMR谱作为X射线等其它分析方法的重要补充已被广泛应用于测定分子的溶液结构,这一工作的数据量很大,应用分子模拟技术,将其和多维光谱分析技术结合起来以形成一种集成系统,可以方便高效地进行数据处理和更准确地预报结构。

分子动态模拟法的发展为模拟真实的分子体系的振动光谱奠定了坚实的基础。分子动态模拟法可以按时间序列描述分子的每个原子的运动轨迹,从而模拟分子的各种层次上的运动行为,可以预报分子的振动频率、谱带的强度,还可以模拟谱带的形状。分子模拟法可以计算多分子体系、非晶态分子、溶液体系、表面或界面上分子的光谱[40]。

四、分子模拟技术在添加剂研究开发领域的应用

分子模拟技术在一定程度上可以应用于油品添加剂的设计开发工作中。油品添加剂种类和产品很多,随着工程技术的进步而提出的要求,油品添加剂的新产品还在不断涌现,利用分子模拟技术,可以辅助新产品的开发;可以;预测其物理与化学性质。其中,研究添加剂的结构对性能的影响可由分子模拟领域的三维QSAR分析技术来实现。

QSAR技术近年来发展迅速,该技术虽然是针对药物分子设计而开发的,但因其卓越的分析化合物结构与性能关系的统计分析能力和计算化合物分子各种结构性质的大量有效的工具和方法,已逐步从药物分子设计领域渗透到其它的产品设计领域,如配方(formulations)、润滑剂、添加剂设计领域。QSAR的全称是"定量的结构-活性关系"(QuantitiveStructureActivityRelationship),当前的QSAR研究工作集中于开发一些理论和方法以将构像和分子的形态(shape)的物化性质带入QSAR开发过程中,由此而导致了可比较的分子场分析技术(CoMFA)、分子形态分析技术(MSA)以及接受体模型方法(ReceptorModel)的开发和发展,这种类型的QSAR被称为三维QSAR。另外,GFA(GeneticFunctionAnalysis)技术为研究结构-组成关系提供了一种新的高效的遗传函数分析方法,该方法可以快速生成统计上合理的一组结构-性能模型,而不是一个模型,这样就可以发现那些其它技术发现不了的关系[41]。如为防止油井管因无机沉淀物的生长而导致管道堵塞,Bendickson[42]等应用Cerius2的

QSAR+模块研究了24种聚合物对抑制碳酸钙和磷酸钙晶体生长的作用,对Calgon公司在这一领域12年的研究成果进行了极为有效的总结,成功地描述了防垢剂的结晶抑制过程。另外还有一些应用QSAR的成功报道,如判断洗涤剂的流变学性质、聚合物的熔态粘度、防锈剂的开发等等。

计算机模拟仿真技术在航空航天中的应用

计算机模拟仿真技术在航空航天中的应用 在本文开篇，我先粗略介绍一下计算机仿真模拟技术。 计算机仿真是应用电子计算机对系统的结构、功能和行为以及参与系统控制的人的思维过程和行为进行动态性比较逼真的模仿。它是一种描述性技术，是一种定量分析方法。通过建立某一过程和某一系统的模式，来描述该过程或该系统，然后用一系列有目的、有条件的计算机仿真实验来刻画系统的特征，从而得出数量指标，为决策者提供有关这一过程或系统得定量分析结果，作为决策的理论依据。（选自百度百科计算机仿真摘要） 仿真是对现实系统的某一层次抽象属性的模仿。人们利用这样的模型进行试验，从中得到所需的信息，然后帮助人们对现实世界的某一层次的问题做出决策。仿真是一个相对概念，任何逼真的仿真都只能是对真实系统某些属性的逼近。仿真是有层次的，既要针对所欲处理的客观系统的问题，又要针对提出处理者的需求层次，否则很难评价一个仿真系统的优劣。（选自百度百科） 计算机仿真模拟的原理是依靠计算机的迭代运算， 所以这是一门依靠计算机技术所衍生的一门有着实际意 义的学科，它与我们的生活息息相关。计算机仿真模拟技 术在科学技术、军事、国民经济、汽车、电子行业、体育、 交通运输、金融、管理、航空航天方面都有广泛的应用。 它的研究范围小到原子，大到宇宙，可以说在现实生活中 应用极为广泛。 传统的仿真方法是一个迭代过程，即针对实际系 统某一层次的特性（过程），抽象出一个模型，然后假 设态势（输入），进行试验，由试验者判读输出结果和 验证模型，根据判断的情况来修改模型和有关的参数。 如此迭代地进行，直到认为这个模型已满足试验者对 客观系统的某一层次的仿真目的为止。 模型对系统某一层次特性的抽象描述包括：系统的组成；各组成部分之间的静态、动态、逻辑关系；在某些输入条件下系统的输出响应等。根据系统模型状态变量变化的特征，又可把系统模型分为：连续系统模型——状态变量是连续变化的；离散（事件）系统模型——状态变化在离散时间点（一般是不确定的）上发生变化；混合型——上述两种的混合。 随着专门用于仿真的计算机——仿真机的出现，计算机仿真技术日趋成熟，现在已经趋于完善。随计算机技术的飞速发展，在仿真机中也出现了一批很有特色的仿真工作站、小巨机式的仿真机、巨型机式的仿真机。80年代初推出的一些仿真机，SYSTEM10和SYSTEM100就是这类仿真机的代表。 为了建立一个有效的仿真系统，一般都要经历建立模型、仿真实验、数据处理、分析验证等步骤。为了构成一个实用的较大规模的仿真系统，除仿真机外，还需配有控制和显示设备。 本文将主要从航空航天方面对计算机仿真模拟进行探讨。 航空技术是从上世纪60年代前苏联发射第一颗人造卫星开始，人类开始了对太空的探索。

分子动力学模拟

分子动力学模拟 分子动力学就是一门结合物理,数学与化学的综合技术。分子动力学就是一套分子模拟方法,该方法主要就是依靠牛顿力学来模拟分子体系的运动,以在由分子体系的不同状态构成的系统中抽取样本,从而计算体系的构型积分,并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量与其她宏观性质。 这门技术的发展进程就是: 1980年:恒压条件下的动力学方法(Andersenの方法、Parrinello-Rahman法) 1983年:非平衡态动力学方法(Gillan and Dixon) 1984年:恒温条件下的动力学方法(能势‐フーバーの方法) 1985年:第一原理分子动力学法(→カー?パリネロ法) 1991年:巨正则系综的分子动力学方法(Cagin and Pettit)、 最新的巨正则系综,即为组成系综的系统与一温度为T、化学势为μ的很大的热源、粒子源相接触,此时系统不仅同热源有能量交换,而且可以同粒子源有粒子的交换,最后达到平衡,这种系综称巨正则系综。 进行分子动力学模拟的第一步就是确定起始构型,一个能量较低的起始构型就是进行分子模拟的基础,一般分子的其实构型主要就是来自实验数据或量子化学计算。在确定起始构型之后要赋予构成分子的各个原子速度,这一速度就是根据玻尔兹曼分布随机生成,由于速度的分布符合玻尔兹曼统计,因此在这个阶段,体系的温度就是恒定的。另外,在随机生成各个原子的运动速度之后须进行调整,使得体系总体在各个方向上的动量之与为零,即保证体系没有平动位移。 由上一步确定的分子组建平衡相,在构建平衡相的时候会对构型、温度等参数加以监控。 进入生产相之后体系中的分子与分子中的原子开始根据初始速度运动,可以想象其间会发生吸引、排斥乃至碰撞,这时就根据牛顿力学与预先给定的粒子间相互作用势来对各个例子的运动轨迹进行计算,在这个过程中,体系总能量不变,但分子内部势能与动能不断相互转化,从而体系的温度也不断变化,在整个过程中,体系会遍历势能面上的各个点,计算的样本正就是在这个过程中抽取的。 用抽样所得体系的各个状态计算当时体系的势能,进而计算构型积分。 作用势的选择与动力学计算的关系极为密切,选择不同的作用势,体系的势能面会有不同的形状,动力学计算所得的分子运动与分子内部运动的轨迹也会不同,进而影响到抽样的结果与抽样结果的势能计算,在计算宏观体积与微观成分关系的时候主要采用刚球模型的二体势,计算系统能量,熵等关系时早期多采用Lennard-Jones、morse势等双体势模型,对于金属计算,主要采用morse势,但就是由于通过实验拟合的对势容易导致柯西关系,与实验不符,因此在后来的模拟中有人提出采用EAM等多体势模型,或者采用第一性原理计算结果通过一定的物理方法来拟合二体势函数。但就是对于二体势模型,多体势往往缺乏明确的表达式,参量很多,模拟收敛速度很慢,给应用带来很大困难,因此在一般应用中,通过第一性原理计算结果拟合势函数的L-J,morse等势模型的应用仍非常广泛。 分子动力学计算的基本思想就是赋予分子体系初始运动状态之后,利用分子的自然运动在相空间中抽取样本进行统计计算,时间步长就就是抽样的间隔,因而时间步长的选取对动力学模拟非常重要。太长的时间步长会造成分子间的激烈碰撞,体系数据溢出;太短的时间步长会降低模拟过程搜索相空间的能力,因此一般选取的时间步长为体系各个自由度中最短运动周期的十分之一。但就是通常情况下,体系各自由度中运动周期最短的就是各个化学键的振动,而这种运动对计算某些宏观性质并不产生影响,因此就产生了屏蔽分子内部振动或其她无关运动的约束动力学,约束动力学可以有效地增长分子动力学模拟时间步长,提高搜索相空间的能

计算机科学与技术-认识实习报告

认识实习报告学院：应用技术学院 专业：计算机科学与技术 姓名： 指导教师： 题目：计算机科学与技术专业的认识实习 实习时间：2017年6月26日-2017年6月30日 应用技术学院

一、前沿技术总结 当代，发展最快而且对人类生活影响最大的学科无疑是计算机科学与信息技术了，计算机已经成为了21世纪的一种象征，当代的社会，计算机科学与信息技术的应用已经渗透到社会生活的各个方面，已经成为推动和社会进步的重要引擎，已被成为“计算机文化”和“计机思维”。计算机科学围绕信息、知识、智能等主题发展迅速。《计算机科学前沿技术》详细地介绍了计算机科学前沿热点的若干问题，并提出未来计算机科学的发展趋势。 智能化的超级计算机超高速计算机采用平行处理技术改进计算机结构，可以使计算机系统同时执行多条指令，或同时对多个数据进行处理，进一步提高计算机运行速度。超级计算机通常是由成百数千甚至更多的处理器构成，能完成普通计算机和服务器所不能计算的大型的复杂任务。从超级计算机获得的数据分析和模拟成果，能推动各个领域高精尖项目的研究与开发，为我们的日常生活带来更多的便利。 新型高性能计算机问世随着硅芯片技术的高速发展，硅技术越来越接近了其自身的物理发展极限。因此，迫切要求计算机从结构变革，到器件与技术的革命这一系列的技术都要产生一次质的飞跃才行。新型的量子计算机、光子计算机、分子计算机和纳米计算机由此应运而生。 随着这些新型计算机的诞生我们不难发现计算机的发展趋势再从多方面发展： 第一个是向“快”的方向。速度越来越快，性能越来越高，计算机的主频越来越快。专用计算机的并行程度比通用机更高，并行计算机的关键技术是如何高效率地把大量计算机互相连接起来，即各处理机之间的高速通信，以及如何有效地管理成千上万台计算机使之协调工作，这就是并行计算机的系统软件——操作系统的功能。 第二个方向就是向“广”度方向发展，计算机发展的趋势无处不在，应用范围更加广泛。近年来更明显的趋势是网络化与向各个领域的渗透，即在广度上的发展开拓。国外称这种趋势为普适计算或者叫无处不在的计算。未来计算机将存在于家中的各种电器中，到那时笔记本，书籍都将电子化、数字化。所以有人预言未来计算机也将成为最常用的日用品。 第三个方向是向“深”度方向发展，即向信息的智能化发展。网络上有大量的信息，

计算机应用领域论文

计算机应用领域论文 摘要：随着时代的不断发展，时代也在使我国教育事业的不断改革，在改革的过程中，更多的学校开始注重计算机应用基础课程的 重要性。随之而来的就是对于计算机应用基础这门课程究竟要用什 么样的教学模式才能让学生接受。带着这样的疑问，我们通过不断 地实践改革教学方式方法，通过不断地改革去探究更新的教学研究 方法，让计算机基础应用这门课程变得有实际的意义，根据详细的 教学模式构建一个教学目标。 关键词：中职学校;计算机应用基础;教学模式构建 前言 计算机应用基础课程是新时代的驱使下在教学改革的前提下，现阶段学校面对所有学生开设的一门课程，目的是要培养学生计算机 的基础应用能力，而在现阶段我们的教学方法还不是很完善，教学 目标还不是很明确，很多学生也意识不到计算机应用课程的重要性 和意义所在。其实，在职业学校计算机课程更加重要，中职老师的 任务是要通过教学方法的改革教会学生什么是“计算机应用基础”，让学生意识到计算机在我们生活中的重要性。 一、现阶段教学方面存在的问题 (一)学校老师学生都不重视课程。现阶段，很多中等教育职业学校都会出现计算机课程的开设，但是也有很大一部分的学校对计算 机应用基础课程的重视度不够，老师们只是负责把课讲完，并没有 注意学生是否领略到了知识的重要性。而且，很多学校自身对课程 就不是很重视。采用大课堂、多专业，学生人数多的可达一百人左右，这样的多专业统一教学，并不能满足对所有学生都能重视，很 多学生对课程浑水摸鱼。学校对课程的安排一般是一周两节或两周 两节，这就从根本上出现了学校、老师、学生都不重视计算机基础 应用课的现象出现[1]。

(二)学生程度不同。老师们没有意识到学生的受教育程度不统一，很多学生在还没上职业学校之前，在之前的学校受到过相应的教育，也有很多学生在来职业学校就读时没接触过计算机基础课。这就出 现了大课堂上学生们水平不统一，学习进度不一样，老师课堂管理 不严格，很多学生就放弃了学习计算机应用基础课，有的学生跟不 上老师，有的学生觉得课程过于简单，学生的积极性无法调动，课 程兴趣低，甚至出现不听讲、在课堂做与课堂无关的事、逃课、旷 课的现象出现，考试敷衍而过。[2] (三)教师专业素质低，教学方法陈旧。很多在中职教授计算机的老师都不是计算机专业的老师，很多老师只是比较了解计算机应用 课程，知识点讲的也不到位，对于课程也没有很详细的教学方法， 在老师和学生之间没有特别专业的沟通，很多学生的提问老师无法 回答。对于计算机专业的老师也会出现，教学方法跟不上时代的潮流，教学方法过于陈旧，对学生来说，课堂枯燥无味，课程知识成 分少，根本没有体现出计算机基础课的实际意义[3]。 二、构建一个完善的教学目标 要想从根本上改变现阶段的教学出现的问题，无论从学校还是从老师，都要先建立起一个完善的教学体系，构建一个完善的教学目标，对计算机应用基础课做到真正的重视。学校要重新规划计算机 应用基础课授课的老师群体、做好科学的课程安排，在学校的带领下，老师要做到重视学生的知识程度，从根本上做到把教学内容与 教学目标相结合，通过课程提高学生的综合素质，通过教学课程的 实践，不断地完善教学的方式、方法。将计算机应用基础课与学生 们的专业紧密联合，以此告知学生们计算机应用基础课的重要性[4]。 三、具体的教学模式构建的方法 (一)构建基础课程。计算机应用基础课程的开设，从根本意义上讲，是为了提高现阶段职业学校学生的基础能力和实际运用能力， 所以基础课程的构建就显得尤为重要。首先根据全国计算机考试大 纲的要求，对常用软件和基本的数据库技术进行教学安排。还要注 意的是，现阶段很多的计算机教材内容并不是很完善，根据现阶段

计算机科学与技术专业方向介绍

计算机科学与技术专业方向课程介绍 方向1:高性能计算 1、《数值计算方法》: ?课程介绍:数值计算方法重点讲述科学计算与工程出现的数学问题的数值解法。课程主要内容包括非线性方程解法、线性方程组的数值解法、插值法与曲线拟合、数值微分与数值积分、常微分方程的数值解法等。 ?课程目的:通过本课程的学习,使学生了解与掌握这门课程所涉及的各种常用的数值计算公式、数值方法的构造原理及适用范围,掌握数值计算的基本概念与基本理论,深入理解方法的设计原理与处理问题的技巧,重视误差分析与收敛性、数值稳定性,注重利用计算机进行科学计算能力的培养;使学生在学完高等数学、线性代数之后可以继续提高运用数学知识,为今后用计算机去有效地解决数值计算问题打下基础。 2、《并行计算机体系结构》: ?课程介绍:并行计算机体系结构就是当今计算机系统的研究热点。本课程从硬件与软件的角度,着重讨论对称多处理机系统、大规模并行处理机系统、机群系统与分布共享存储系统的组成原理、结构特性、关键技术、性能分析、设计方法及相应的系统实例等。 ?课程目的:并行计算的性能与并行算法的并行性与计算机系统的并行处理能力有很大关系。通过该课程的学习,使学生掌握如何开发计算机系统软、硬件的并行性, 以适应并行计算的性能需求与规模需求。 3、《高性能计算》: ?课程介绍:主要介绍高性能计算的历史沿革与发展,及其与科学计算与应用的相互关系、介绍高性能计算的基本支撑平台的常识与使用方法,包括linux操作系统,高性能数值软件库,工具链的基本使用、基于消息传递接口(MPI)的程序设计方法、计算加速器(GPU)的基本原理,程序设计与性能调优、典型并行算法与基本计算方法介绍。使学生对高性能计算的内涵与设计的计算机软硬件环境建立基本的概念,初步掌握在科研过程中所需使用的高性能计算工具与编程技术,通过具体实例介绍高性能计算问题的基本算法基础。 ?课程目的:本课程针对计算机学科的学生进行高性能计算的专业素质培养,介绍运用高性能并行计算机、深入解决科学计算问题所必须掌握的高性能计算原理、并行程序设计与性能优化等方

计算机模拟技术

计算机模拟技术 课程名：计算机模拟技术 计算机模拟是在科学研究中常采用的一种技术，特别是在科学试验环节，利用计算机模拟非常有效。所谓计算机模拟就是用计算机来模仿真实的事物，用一个模型(物理的-实物模拟；数学的-计算机模拟)来模拟真实的系统，对系统的内部结构、外界影响、功能、行为等进行实验，通过实验使系统达到优良的性能，从而获得良好的经济效益和社会效益。 计算机模拟方面的研究始于六十年代，早期的研究主要用于国防和军事领域(如航空航天、武器研制、核试验等)，以及自动控制等方面。随着计算机应用的普及，应用范围也在扩大，现在已遍及自然科学和社会科学的各个领域。在农业方面，我国从80年代开始进行作物生长发育模拟模型和生产管理系统的研究，目前有一定基础的：在小麦方面有北农大、中科院；棉花方面有中国农业大学、中国棉花所；水稻方面有江西农科院；在土壤水份、水资源及灌溉方面西北农业科技大学。目前影响较大的有比较成形的有江苏省农科院。目前的主要成果有：我国主要农作物栽培模拟优化决策系统RCSODS(水稻)和WCSODS(小麦-江苏省农科院)、MCSODS(玉米-河南省农科院)、CCSODS(棉花-中国农业大学)等。 计算机模拟特别适合于实验条件苛刻、环境恶劣(如真空、高温、高压、有毒有害的场所)、试验周期长，花费大的场合。 农作物的生产系统就很适合于计算机模拟：农作物的生产受各种条件的影响，不同作物、不同品种也有差异。比如，要想提高一种作物的产量，就先要作试验，通过试验了解这种作物的特性：抗旱性、耐寒性、对氮、磷、钾哪种肥更有效等。但农业的田间实验不能保证精度(除人为可控条件外，还有许多随机因素)、周期长(周期一年)，耗费大。可通过计算机模拟来实现：先建立这种作物生产系统的数学模型(依靠专业知识或试验数据。一般来说，诸如作物产量和农业环境的关系可用微分方程或其它方程来描述)，通过计算机模拟来找出这种作物的生长与农业环境相互作用的关系，以及各种条件之间的协迫情况。不仅可大大节省实验经费、加快研究进度(周期一年的实验结果几秒钟内即可得到)，这种模拟软件的开发还可与农业生产管理系统，决策系统相联系，实现对农作物生产的预测、分析、调控、设计的数字化和科学化。 作为一门课程，不是研究某个特定系统的模拟问题，而是了解计算机模拟的一般过程、基本原则，掌握基础知识，掌握建模及动态模拟的一般方法。 第一章计算机模拟概述 1.1 计算机模拟技术 ●研究对象在一个计算机模拟问题中，我们研究的对象是一个系统。 系统：一些具有特定功能的、相互之间按一定规律联系着的实体的集合。如作物的生产系统可看作由作物、环境、技术、经济等要素构成的。各要素之间相互影响、相互联系，称为系统的相关性；一个系统是一个整体，整体内的各个部分不能分割，各因素之间必须相互协调，不能在任何一个环节出问题，才能使系统达到优良的状态，称为系统的完整性。 ●目标计算机模拟的目标是了解系统的各个实体之间的相互制约关系，从而使系统在预定的目标下达到最优和完善。如在作物生产系统中，怎样控制、实施各水、肥、栽培技术等，从而使产量最高，以获得最优的经济效益。 ●方法模拟的方法是先建立系统与环境相互作用的数学模型，用数学模型来类比、模仿现实系统(一个数学模型就是从数学上表达系统各因素之间的数量关系，或各因素之间协调的规则；从整个模拟过程来看就是一个算法，或一系列数据，这些数据综合描述一个系统过程或现象的重要行为)，然后在数学模型和对系统深刻了解的基础上，开发模拟软件，用影响系统目标的因素作为输入，通过计算机技术来表达系

计算机科学与技术的应用领域简述论文

《计算机科学引论》课程专题报告题目：计算机科学与技术的应用领域简述

目录 第一部分：计算思维的作用及其背景 1.为什么要讲述计算思维？ 2.计算思维的设立背景是什么？ 3.计算思维的概念？ 第二部分：计算机科学与技术专业介绍 1.计算机科学与技术的课程 2.计算机科学与技术的培养目标 第三部分：计算机的应用领域 1.根据前两部分的介绍可以看出该专业同学的实际技能 2.具体的计算机应用领域 3.根据科幻电影的情节设想的未来的应用领域

计算机导论的作用及其背景 （1）为什么要讲述计算思维？ 计算思维与计算机导论课程有紧密关系，计算思维的倡 导者卡耐基*梅隆大学计算机科学系主任周以真教授就 在该校开设了“计算思维导论”课程，作为计算机传业 学生的第一门课程。计算机导论是讲述计算思维。2007 年秋，周以真教授在CMU率先开设了“计算思维导论”。 2008年6月，对CS2001（CC2001）进行中期审查的报 告（CS2001 Interim Review）(草案)中将“计算思维” 与“计算机导论”课程绑定在一起，明确要求“计算机 导论”课程讲授计算思维的本质。巧合的是，本课程与 周以真倡导的“计算思维导论”课程异曲同工，讲授的 都是计算机学科的本质。若用“思想与方法”代替“基 础概念”，计算思维又可以解释为采用计算机科学的思 想与方法进行问题求解、系统设计，以及人类行为理解 等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。经过十几 年的教学实践，美国这一教学理念已被国内相当多的人 接受，而从计算思维，或者说从更为具体的学科思想方 法这一层面讲授计算机科学，更是的道理越来越多的人 的支持。计算推动着人类科技的进步，影响这各门学科 的发展，并产生了一系列的新兴学科，如计算生物学、计算物理学、计算化学、计算经济学、计算社会学、计

大数据三大应用领域

大数据在企业商业智能、公共服务和市场营销三个领域拥有巨大的应用潜力和商机。 今天，大数据似乎成了万灵药，从总统竞选到奥斯卡颁奖、从web安全到灾难预测，正如那句俗语： “当你手里有了锤子，什么都看上去像钉子。 ”当IT经理成功部署一套Hadoop系统后，任何事看上去都与大数据有关（事实也是如此）。 类似的事情在云计算的普及中也出现过，一开始大家认为所有的IT都可以搬到云端，而现实是我们依然需要虚拟化技术和基础设施。 对于大数据来说，如果IT经理们初期不能正确选择应用领域，有可能会导致达不到期望值，招致麻烦。 其实，综合来看，未来几年大数据在商业智能、政府服务和市场营销三个领域的应用非常值得看好，大多数大数据案例和预算将发生在这三个领域。 商业智能过去几十年，分析师们都依赖来自Hyperion、Microstrategy和Cognos的BI产品分析海量数据并生成报告。 数据仓库和BI工具能够很好地回答类似这样的问题： “某某人本季度的销售业绩是多少？”（基于结构化数据），但如果涉及决策和规划方面的问题，由于不能快速处理非结构化数据，传统的BI会非常吃力和昂贵。 大多数传统BI工具都受到以下两个方面的局限： 首先，它们都是“预设-抓取”工具，由分析师预先确定收集什么数据用于分析。 其次，它们都专注于报告“已知的未知”（Known unknowns），也就是我们知道问题是什么，然后去找答案。

（而大数据会给出一些未知的未知，也就是你没有想到的一些问题的结果）传统BI工具主要用于企业运营，侧重于成本控制和计划执行报告。 而大数据技术最主要的功能/应用是ETL（Extract、Transform、Load）。 将近80%的Hadoop应用都与ETL有关，例如在导入Vertica这样的分析数据库之前对日志文件或传感器数据的处理。 今天计算和存储硬件变得非常便宜，配合大量的开源大数据工具，人们可以非常“奢侈”地先抓取大量数据再考虑分析命题。 可以说，低廉的计算资源正在改变我们使用数据的方式。 此外，处理性能的大幅提高（例如内存计算）使得实时互动分析更加容易实现，而“实时”和“预测”将BI带到了一个新的境界——未知的未知。 这也是大数据分析与传统BI之间最大的区别。 今天的大数据技术还处于战国时期，未来几年，随着企业间的兼并和新产品的不断推出，BI厂商们将能推出完善的，让CEO感到满意的“大数据套件”，但这并不意味着企业IT经理们的工作将受到威胁。 因为正如云计算在理想和现实间达成妥协一样，大数据也会经历类似的发展过程。 传统的BI工具将与大数据分析并存。 公共服务大数据另外一个重大的应用领域是社会和政府。 如今，数据挖掘已经能够预测疾病暴发、理解交通模型并改善教育。 今天，城市正面临预算超支、基础设施难题以及从农村和郊区涌入的大量人口。 这些都是非常紧迫的问题，而城市，也正是大数据计划的绝佳实验室。 以纽约这样的大都市为例，政府公共数据公开化、以及市民生活的高度数字化（购物、交通、医疗等）等都是大数据分析的理想对象。

计算机科学与技术心得体会

计算机科学与技术心得体会篇一：对计算机科学与技术的专业认识 对专业的认识 上世纪90年代，万维网在世界范围的蓬勃兴起，使“计算”的概念发生了深刻的变化，社会对于计算机人才的需求急剧增长。这使得计算机科学与技术专业的内涵和外延发生较大变化。计算机科学与技术专业的教育内容已不再局限于传统的计算理论、计算机组织与体系结构，而计算机软件、计算机网络、多媒体及其应用技术、网络与信息安全等教育内容得以强化。 本专业旨在培养具有良好的科学素养，系统地、较好地掌握计算机科学与技术包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法，能在科研部门、教育单位、企业、事业、技术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科学研究和应用的计算机科学与技术学科的高级科学技术人才。 计算机科学与技术是一门理论与实践相结合的学科。通过对核心课程的学习，掌握必备的专业基础知识，如学习高等数学、C语言、操作系统原理及应用、数据库原理及应用、Java应用开发技术、C#程序设计、Internet应用开发、计算机网络、软件工程、编译原理、网络协议分析等课程，为更为深入地学习计算机科学打下了基础。如果说理论学习

给我们提供了一个基础，那么实践课程就是要求我们将这种基础能力锻炼为实际操作能力。而这种实践能力无论是对于以后继续学习，还是今后面临的就业问题，都有至关重要的意义。 计算机科学与技术同时也是一门不断发展的学科，这是因为随着社会发展的不断加快，计算机作为当今社会重要的工具已渗透到人类生活的各个领域，但其功能仍需要不断升级改造以满足人们的日益增长的需求。这就要求我们在掌握已有知识的同时，还应该时刻关注和学习计算机科学与技术领域的新知识。 在学习专业的过程中，我注意到当今信息产业迎来了发展的黄金时期，大数据技术、云计算等新兴技术应运而生。云计算是分布式计算技术的一种，其最基本的概念，是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。透过这项技术，网络服务提供者可以在数秒之内，达成处理数以千万计甚至亿计的信息，达到和“超级计算机”同样强大效能的网络服务。从云计算还衍生出云物联应用、云安全、云储存应用、云呼叫应用、云教育应用等相关应用。可以看出，云计算在未来具有广阔的发展前景。我们应该在学习专业的过程中，关注云计算，学习云计算的相关技术。

高分子材料的应用

高分子材料的应用——防水防尘新型材料等方面的研究进展的介绍 高分子材料是门内容广泛，与其他许多学科交叉渗透，相互关联的综合性新兴学科随着社会的发展，普通的材料已经不能满足需求，高分子材料则越来越多的用于人们的日常生活.目前高分子材料的发展迅猛，应用的方面也越来越多，越来越广！下面就高分子材料用于防水方面的研究进展进行介绍！ 一开始想到这个方面是由于一年前班主任开班会时候对高分子进行的介绍，其中有一点就是应用于防水方面。当时他举了个列子——荷叶.众所周知，荷叶表面的水可以聚成水珠，不会粘在荷叶上，从这个出发研究荷叶的结构从而得到防水防尘方面的启发！ 荷叶的叶面上布满了一个紧挨一个的“小山包”，“山包”上长满绒毛，好像山上密密的植被，“山包”的顶上又长出一个馒头状的“碉堡”凸顶。因此，在“山包”的凹陷处充满了空气，这样就在紧贴的叶面上形成一层极薄的只有纳米级的空气层。由于雨水和灰尘对于荷叶叶面上的这些微结构来说，无异于庞然大物，于是，当雨水和灰尘降落时，隔着一层纳米空气，它们只能同“小山包”上的“碉堡”凸顶构成几个点的接触，无法进一步“入侵”。水形成水珠，滚动着洗去了叶面的尘埃。荷叶的这种纳米级的超微结构，不仅有利于它自洁，还有利于防止空气中飘浮的大量的各种有害细菌和真菌对它的侵害！ 对于这方面我从一些文献中找出了一点将荷叶的功能应用的实际的列子——德国Sto 上市公司下属ISPO 公司，根据荷叶效应机理和硅树脂外墙涂料的实际应用结果，经过3 年研究工作，成功地把荷叶效应移植到外墙乳胶漆中，开发了微结构有机硅乳胶漆，即荷叶效应乳胶漆。这种荷叶效应乳胶漆采用具有持久憎水性的少乳化剂有机硅乳液等一些专门物质，并形成一个纳米级显微结构，从而使其涂膜具有类似荷花叶子的表面结构，达到拒水保洁功能 但是荷叶的防水防尘功能是有限的，我们需要做的就是从荷叶的结构方面进行改进，用高分子技术做出更加全面的防水防尘材料！荷叶只是一个列子，只是给我们一个启发。真正要研究的是高分子的结构和结构所表现出来的功能！ 1防水方面 世界各地对高分子的研究都是积极的。以前用于防水的材料主要是沥青和砂浆虽然这2种方法能起到防水作用但是作用远远没有高分子的作用好台湾一流的防水中心｛张百兴张凯然｝在土木建筑工程中使用了一种新型的施工方法——高分子涂膜防水！

分子模拟技术在炼油领域的应用

分子模拟技术在炼油领域的应用 摘要：分子模拟技术是近些年发展起来的一门新兴计算化学技术。本文简要介绍了近几年来分子模拟技术在炼油领域的应用，如炼油催化剂的开发、炼制过程反应化学研究以及油品添加剂分子设计等。分子模拟作为一种能模拟炼油过程细节的有效工具已经在炼油工业各个领域的研究中发挥了重大作用。 关键词：分子模拟技术；炼油领域；催化剂；反应化学；油品添加剂 1前言 20世纪80年代以来，随着计算机性能的提高以及各种计算化学方法的改进，分子模拟技术日渐成熟，并逐步发展成为人们进行科学研究的一项新的有效的工具。它借助计算机强大的计算能力和图像显示能力，从原子和分子水平上模拟分子的结构与行为，能够更好地帮助人们从微观角度认识物质的基本特征。分子模拟技术在炼油领域，如对各炼制过程核心转化规律的认识、渣油团聚物结构研究、油品添加剂分子设计以及分子筛催化剂等方面的应用，可以帮助研究人员更深人地理解所研究的体系，以便选择更合理的研发途径，更快地进行催化剂的改性和开发及改性以及油品添加剂新产品的研制，减少实验工作，推动炼油领域的技术进步。 2分子模拟技术简介 分子模拟是以计算机为工具，在原子水平上建立分子模型用以模拟分子的结构与行为，进而模拟分子体系的各种物理化学性质。具体而言，就是先在计算机屏幕上构建分子模型，包括对所研究对象的原子位置的详细描述和建立分子间相互作用力方程，然后用恰当的统计力学关系对分子的位置和运动情况进行统计平均以求算所需的宏观性质。分子模拟技术包括量子力学、分子力学、蒙特卡洛和分子动力学等方法。 2.1量子力学方法 量子力学[1](QM)认为微观粒子运动服从Schrêdinger方程，分子或原子处于(稳)定态的Schrêdinger方程为本征值的方程：?7=E7。式中：?表示Hamilton

计算机科学与技术的应用及其发展趋势 任慧君

计算机科学与技术的应用及其发展趋势任慧君 摘要：随着科学技术的发展，我国的计算机科学技术有了很大进展。当前是电 子计算机科学与技术快速发展的时期，各类硬件配置、软件配置产品已成功开发 并高效应用，从而提升电子计算机的特性。电子计算机应用范围的广泛改变了社 会传统的生产生活方式。在此基础上，文章重点介绍电子计算机科学与技术的使 用现状和发展趋势。 关键词：计算机科学与技术；应用；未来趋势 引言 计算机科学与技术在内容上涵盖计算机硬件技术与软件技术，其具体应用十 分广泛，涉及到诸多方面。同时，其相关理论体系的建设水平也十分重要。因此，诸多学者在其相关领域都展开了相应的研究工作，并取得了一定的成果。然而， 在现阶段各个领域与计算机科学与技术相融合的发展进程中，一些问题并没有得 到妥善的解决，想要促进各个领域对于计算机科学与技术的进一步利用，必须重 点关注这些问题并着手解决。 1计算机科学与技术现代化应用的必要性 计算机科学与技术是一门较为先进的技术，不仅能够为人们提供高效便捷的 服务，还能够推动行业的改革，更是作为也别说他了增强生产力的得力助手，在 各行各业发挥着巨大的作用。计算机科学与技术所依赖的是强大的计算与分析能力，这种能力能够在短时间内完成人工所需要耗费巨大人力财力所能完成的工作，能够极大的提高工作的效率，因此在现代社会中计算机科学与技术必须要进行广 泛的应用。例如，自然资源系统的不动产登记系统是以超图软件为基础开发的平台，是基于内部局域网运行的，它也是计算机技术的一种运用。不动产登记系统 包括申请、受理、审核、登簿等全流程提供服务，实现各级不动产登记日常业务 的网络化、透明化、柔性化和规范化管理。通过不动产登记系统的运行，实现不 动产登记数据库的实时更新。在整个业务的办理过程中，都是采用网上审批的形式，相对于以往用纸质材料审批，效率得到了大大的提高。 2计算机科学与技术的现代化应用现状 在现代各个领域对于计算机科学与技术的实际应用状况来看，其现阶段的实 际应用状况体现在以下3个方面。（1）现阶段计算机科学与技术的实际应用的 实际普及面越来越广，其实际应用的普适化程度越来越高。随着实体制造业相关 技术水平的不断提升，现阶段的计算机科学与技术在硬件上的相关建设水平早已 远远超过其在刚被研发出来时的硬件上的建设水平。这也就导致计算机科学与技 术的实际应用在硬件支持方面的外形尺寸、生产成本等诸多因素所受到的限制越 来越小，进一步导致其普及面越来越广，普适化程度越来越高，人们也越来越依 赖计算机科学与技术的实际应用。（2）因为计算机科学与技术对于信息化建设 的重要性，我国学者一直十分重视对于该领域的研究，对于其在不同领域的实际 应用，学者所研究的方向也不相同，但其研究实现了针对应用领域的专业化研究。这也就使计算机科学与技术在不同领域的实际应用展现了与所应用领域相关特点 相契合，展现出多元化应用现状。（3）随着大数据、人工智能等多种新型发展 方向的提出，计算机科学与技术在诸多发展方向上展现出其强大的适应能力。这 也就导致计算机科学与技术目前在各个领域的应用充分彰显了其在大数据、人工 智能等发展方向的所达成的成果，能够协助相关领域更好地完成生产、研究等工作，进而体现出其强大的生命力与重要性。

计算机技能高考模拟试题一

计算机技能高考模拟试题（2016年湖北） 《组装与维护模块》 本套试卷选取 3 套高考模拟卷，自制而成，请同学们45 分钟完成全部答题（2018-06-12）（标准：总分80 分，48 分及格，64 分良好，64 以上优秀） Ⅲ、计算机组装与维修（60 分） 46、第一台现代电子计算机于（）年在美国宾夕法尼亚大学制成。 A、1945 B、1946 C、1947 D、1948 47、中小规模集成电路计算机属于（）代计算机。 A、1 B、2 C、3 D、4 48、能发出各种控制信号，使计算机各部件协调工作的部件是（）。 A、运算器 B、控制器 C、存储器 D、输入设备 49、计算机中最核心的部件是（）。 A、主板 B、内存 C、硬盘 D、中央处理器 50、键盘有多种接口类型，下列不属于键盘接口类型的是（）。 A、PCI B、AT C、PS/2 D、USB 51、CPU乃至整个计算机系统的基准频率称之为（）。 A、外频 B、主频 C、倍频 D、基频 52、将数据和指令从一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线称之为 （）。 A、数据线 B、控制线 C、指令线 D、总线 53、计算机的中枢系统，起着协调各设备纽带作用的部件是（） A、CPU B、内存 C、DMI D、电源 54、协调数据吞吐量最大的CPU、内存、显示系统接口之间数据交换的芯片称为（） A、CPU芯片 B、内存芯片 C、南桥芯片 D、北桥芯片 55、SATA3.0实现的最高传输速率是（） A、150MB/S B、300 MB/S C、600 MB/S D、1000 MB/S 56、通用串行总线的英文缩写是（）A、SATA B、USB C、IDE D、PCI 57、保存着计算机最重要的基本输入/输出程序、系统设置信息、开机后自自检程序和系统自启动程序的系统称之为（） A、BIOS B、CMOS C、UEFI D、ROM 58、USB3.0实现的最高数据传输率是（） A、12Mbps B、480Mbps C、1Gbps D、5 Gbps 59、计算机主内存采用的存储器形式是（） A、ERPROM B、EERPROM C、DRAM D、SRAM 60、DDR内存的位宽为（）A、8 B、16 C、32 D、64 61、数据带宽=有效数据传输频率x 位宽，主流的DDR3-1600 的数据带宽是（） A、12.8GB/S B、16 GB/S C、25.6 GB/S D、32 GB/S 62、二进制数10110 转换为十进制数是（） A、20 B、22 C、24 D、26 63、十进制数25 转换为八进制数是（）。 A、19 B、25 C、31 D 、37

计算机的主要应用领域如下

作业一 1、计算机的主要应用领域如下： 1.科学计算(或数值计算) 2.数据处理(或信息处理)数据处理从简单到复杂已经历了三个发 展阶段，它们是：①电子数据处理(Electronic Data Processing,简称EDP),②管理信息系统(Management Information System,简称MIS),③决策支持系统(Decision Support System,简称DSS), 3.辅助技术(或计算机辅助设计与制造)⑴计算机辅助设 计(Computer Aided Design,简称CAD) ⑵计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,简称CAM)⑶计算机辅助教学(Computer Aided Instruction,简称CAI) 4.过程控制(或实时控制) 5.人工智能(或智能模拟) 6.网络应用。 当前，计算机的发展表现为四种趋向：巨型化、微型化、网络化和智能化。 2、什么是指令：指令由操作码和操作数构成，分别表示何种操作和存储地址。而程序则是：程序是可以连续执行,并能够完成一定任务的一条条指令的集合。它是人与机器之间进行交流的语言。程序主要是原代码文件,有了程序才有软件。 3、操作系统的地位：其他软件的支撑环境 操作系统的作用： 用户角度：用户与计算机硬件系统之间接口 资源管理角度：计算机资源的管理者，处理机管理、存储器管理、I/O设备管理、文件管理 4、(1)标题栏位于窗口的顶部。通常用于显示应用程序或打开文档的名称。(2)控制菜单图标位于窗口的左上角。它的功能包括在一个下拉菜单中。即还原、移动、大小、最小化、最大化和关闭等。 (3)最小化按钮位于标题栏的右端。单击该按钮，可将窗口缩小为任务栏中的一个按钮。 (4)最大化按钮位于标题栏的右端。无论当前窗口多大，用鼠标器单击最大化按

计算机科学与技术及计算机应用技术专业介绍doc

一、什么是计算机应用技术 这个专业主要学习计算机方面的基本理论和基本知识，接受从事研究与应用计算机的基本训练，具有研究和开发计算机系统的基本能力 二、主要课程 计算机组成原理、计算机网络原理、数据结构、操作系统、C语言、Visual Basic可视化程序设计（简称VB）C++程序设计、Java程序设计 三、主要实践性教学环节 课程设计、认识实习、生产实习、毕业实习、毕业设计（论文）等。 四、主要专业实验 电路实验、模拟电子技术实验、数字逻辑实验、计算机组成原理实验、微机原理及接口技术实验、计算机网络实验、单片机应用实验。 五、感兴趣的问题 1.这专业好学不？ 实话是:这专业看兴趣。你学的好不好取决于你对它有多渴望。 高中刚毕业的弟弟妹妹有些误区，我得提醒你们一下，大学的教育模式不像高中。大学里，老师讲老师的，你学你的。逃课玩手机搞对象睡觉撇天抠脚丫子等，没人管你。这节课你没学到，下节课还没学到，然后自己还是那种比较安逸的人，恭喜你，你基本要掉队了。2.如何学好专业课。对学业的规划 万丈高楼平地起！基础很重要，尤其是专业基础课，只有打好基础才能学得更深。C语言是基础，很重要，如果你不学好C语言，那么什么高级语言你都学不好。C语言与C++语言是两回事。只是名字很像！请先学习专业课《数据结构》、《计算机组成原理》，不要刚开始就拿着一本VC在看，你连面向对象都搞不清楚，看VC没有任何用处。对编程有一定的认识后，就可以学习C++了。 3.或许有些可爱的学弟学妹们心想:这专业应该买什么配置的电脑。 从课程需求来讲，本专业对电脑的配置需求很低。现在普遍的电脑配置都可以。 4.这专业有前景么？ 有，你的生活离不开计算机，不用多说，家里的机顶盒，电冰箱等等；计算机领域十分宽泛，计算机专业毕业生进退皆可。“进”可做软硬件开发工程师、软件工程管理人员，“退”可在企事业单位从事计算机日常维护工作。 5.专升本的考试科目 数学，英语，C程序设计，数据结构 计算机科学让我看是一个很牛逼也是一个很坑爹的专业，这个专业不看你有没有背景，只要有背影就可以了，这个专业不看你爹是不是李刚，只要有电脑就可以。所以相信自己。加油 1

计算机网络技术模拟试题1

计算机网络技术模拟试题1 一. 填空 1. 局域网可采用多种通信介质，如________，________或 ________等。 2. 世界上最早投入运行的计算机网络是_______ 。 3. 计算机网络系统由通信子网和________组成 4. 在TCP/IP协议簇中，运输层的________协议提供了一种可靠的数据流服务。 5. Internet采用的工作模式为_________。 6. 串行数据通信的方向性结构有三种，即单工通信._______和_______。 7. TCP/IP模型由低到高分别为 ______.________ .________ .________ 层次。 8. 大多数网络层防火墙的功能可以设置在内部网络与Internet 相连的________上。 二. 单选题 1. 以下的网络分类方法中，哪一组分类方法有误（B）。 A. 局域网/广域网 B. 对等网/城域网 C. 环型网/星型网 D. 有线网/无线网 2. 将一条物理信道按时间分成若干时间片轮换地给多个信号使

用，每一时间片由复用的一个信号占用，这可以在一条物理信道上传输多个数字信号，这就是（B）。 A．频分多路复用 B．时分多路复用 C．空分多路复用 D．频分与时分混合多路复用 3. Internet的网络层含有四个重要的协议，分别为（C）。 A. IP，ICMP，ARP，UDP B. TCP，ICMP，UDP，ARP C. IP，ICMP，ARP，RARP D. UDP，IP，ICMP，RARP 4. 一座大楼内的一个计算机网络系统，属于（B）。 A. PAN B. LAN C. MAN D. WAN 5. 在OSI中，完成整个网络系统内连接工作，为上一层提供整个网络范围内两个终端用户用户之间数据传输通路工作的是（A）。 A. 物理层 B. 数据链路层 C. 网络层 D. 运输层 6. ATM采用的线路复用方式为（A）。 A. 频分多路复用 B. 同步时分多路复用 C. 异步时分多路复用 D. 独占信道 7. 把网络202.112.78.0划分为多个子网（子网掩码是 255.255.255.192），则各子网中可用的主机地址总数是（B）。 A. 254 B. 252 C. 128 D. 124 8. UTP与计算机连接，最常用的连接器为（C）。 A. RJ-45 B. AUI C. BNC-T D. NNI

谈计算机科学与技术的应用现状与未来趋势 马兰

谈计算机科学与技术的应用现状与未来趋势马兰 发表时间：2019-07-09T15:34:00.993Z 来源：《电力设备》2019年第6期作者：马兰[导读] 摘要：随着计算机科学与技术的发展,计算机的应用已经突破单纯的计算机信息通讯领域,渗透到我们生活的方方面面,极大影响和改变了我们的学习、工作以及生活方式。 （安徽中粮油脂有限公司安徽蚌埠 233705）摘要：随着计算机科学与技术的发展,计算机的应用已经突破单纯的计算机信息通讯领域,渗透到我们生活的方方面面,极大影响和改变了我们的学习、工作以及生活方式。本文针对计算机科学与技术的应用现状与未来趋势进行了分析，以供参考。 关键词：计算机科学与技术；应用；现状；未来趋势在科学技术进步发展的推动下，计算机的发展十分迅速，在其科学与技术方面有了很大的提升，对于人们的生活来说，计算机科学与技术的跨越式发展起到了极大的助力式作用，乃至改变了人们的生活方式。现代社会离不开计算机科学与技术，其起到的作用，在各个企业中体现尤为明显，在各个行业中发挥着积极的作用。 1 计算机科学与技术的主要内容 计算机科学与技术主要是应用于各个行业的管理系统中，计算机科学与技术的特点主要是为实现管理系统的信息化、管理的即时性、人员之间的互动性等。例如，在管理系统中可以采用计算机对人与人之间的双向沟通起到及时准确的作用，其中优势主要是对信息的传播速度起到助力的作用，实现了员工之间的沟通效率，进而提升了工作效率，同时还实现了让企业对不同员工采取不同的管理措施，促进员工对于工作的积极性，促进企业的管理升级和快速发展。而目前的计算机科学与技术在不断发展的过程中也逐渐实现了价格低廉、储存空间大、传播速度迅速等优化措施，在管理系统的运用方面也逐渐得到了升级与完善。 2 我国计算机科学技术发展的现状 2.1 计算机科学技术逐渐完善 随着我国社会的快速发展，计算机科学与计算机技术也越来越日益完善。现今社会以科技作为第一生产力来说，计算机科学给科技生产带来了信心和动力。计算机技术是在实践中不断发展和改善，先进的计算机水平能给人们带来更方便、更快捷、更优质的服务。根据企业的生产力来看，计算机科学与技术也会随着社会经济发展越来越走向人民，更加贴近生活，给现代化社会发展带来了史无前例的影响。 2.2 普及化与大众化的深入发展 随着电子产品价格不断地下降，计算机已经成为人们生活中必不可少的一部分，在促进人们生活方式改变的同时，也给人们的生活带来了极大的便利，无论是在生活上还是在学习上，计算机技术与网络技术给人们提供了诸多帮助，特别是在人们对计算机科技标准要求越来越高的情况下，计算机技术的普及化与大众化也开始给人们生活带来纵深的影响，因此，计算机技术也会给社会的发展带来更深远的影响。 2.3 生活化和专业化的综合深入 随着计算机在人们生活中的普及，一些专业性的公司在工作流程上都采用了计算机自动化办公，在给工作带来便利的同时，也提高了工作效率，各种办公系统、自动化处理系统都得到了具体的应用，计算机应用变得更加专业化、个性化与系统化，计算机网络作为中介与桥梁，连接商务、工业、服务业等，带动了计算机科学与技术这一行业的快速发展。 3计算机科学与技术快速发展的原因第一，世界上第一台计算机设备诞生于美国，由于技术因素等方面的影响，其具有运行速度慢、体积大等特点，故在当时，计算机设备并没有被人们广泛的推广与使用。等到 70 年代中后期，信息技术的发展与进步推动了计算机设备的发展，且因其具有价格适中、系统完善等特点逐渐被人们所熟知并普及；第二，二战时期人们对信息技术更高的需求，加深了相关技术人员对计算机设备的研究速度。资源与资金的大力投入使得计算机设备得到迅猛的发展，使其体积逐渐缩小、运行速度不断加快、信息存储空间也在不断扩大；第三，经济全球化进程的加深使各个国家之间的交流与互动频率逐渐增加，行业和国家之间的竞争间接地推动科学信息技术的发展与进步。在当今世界的发展格局下，国民逐渐将机制的选择与计算机设备的发展有机的结合再一起。在各种因素的综合作用下计算机设备得到了大力的发展；第四，计算机技术及相关设备的蓬勃发展，不断提升相关人员和科学家深入研究的兴趣与积极性。相关科研人员在计算机设备的研究与实验中获取了大量的设计灵感与设计理念，进一步推动来计算机设备的发展；第五，现有的计算机设备研究技术已经不能满足国民日益增长的计算机设备需求，对信息数据处理的需求有效地推动计算机相关科学理论知识的进步与发展；第六，计算机相关设备与科学理论不断革新的基础是实现信息的共享与交流。也就是国民出于对信息共享与交流的目的，不断对计算机设备进行创新与开发；充足的资金与技术支持，提高来计算机开发速度与质量。 4计算机科学与技术的未来趋势 4.1 生物计算机的发展 随着科学信息技术的发展与进步，我国计算机设备的相关研究人员提出了发展生物计算机的设计与研究理念。但是由于相关研究人员对生物计算机的研究还处于初步阶段，其研究成果较为缓慢。生物计算机的相关技术研究主要是利用生物工程技术所产生的蛋白质分子来制成生物电子芯片，并将生物电子芯片应用到计算机设备中。基于生物电子芯片的生物计算机设备通常是以波形的方式来进行信息和数据的传递与共享，它具有运行速度较快、能源消耗低、信息存储空间大等特点，这些特点也是未来计算机技术需要实现的目标与发展方向；与此同时，由于蛋白质分子具有较强的自我修复与还原能力，生物计算机可以对内部出现的故障问题进行自动还原，有效的提高了计算机设备的使用年限与使用效率。 4.2 量子计算机的发展 量子计算机是在信息技术飞速发展的基础上提出的新式计算机发展理念。量子计算机是通过改变激光脉冲来重组由链状分子合成的聚合物，并通过开关的相互作用实现聚合物的移动与调控，使计算机可以对各种复杂的数据进行共享与传递。量子计算机的研制是在物理量子学的基础上，利用量子学的可逆性和叠加性原理对信息数据进行叠加共享与传递，逐渐扩大计算机信息数据的存储空间，且量子计算机具有信息数据高速传播和高安全性等特点。 4.3 光子计算机的发展