計算機技術

計算機是具備數據存儲、修改功能，並實現對相關邏輯與數據的計算，是現代化智能電子設備。作為集成網絡、計算、媒體等技術為一體的電子設備 ^[1]  。

計算機技術是指計算機領域中所運用的技術方法和技術手段 ^[2]  ，或指其硬件技術、軟件技術及應用技術。計算機技術具有明顯的綜合特性，它與電子工程、應用物理、機械工程、現代通信技術和數學等緊密結合，發展很快。

第一台通用電子計算機ENIAC就是以當時雷達脈衝技術、核物理電子計數技術、通信技術等為基礎的。電子技術，特別是微電子技術的發展，對計算機技術產生重大影響，二者相互滲透，密切結合。應用物理方面的成就，為計算機技術的發展提供了條件：真空電子技術、磁記錄技術、光學和激光技術、超導技術、光導纖維技術、熱敏和光敏技術等，均在計算機中得到廣泛應用。

機械工程技術，尤其是精密機械及其工藝和計量技術，是計算機外部設備的技術支柱。隨着計算機技術和通信技術各自的進步，以及社會對於將計算機結成網絡以實現資源共享的要求日益增長，計算機技術與通信技術也已緊密地結合起來，將成為社會的強大物質技術基礎。

離散數學、算法論、語言理論、控制論、信息論、自動機論等，為計算機技術的發展提供了重要的理論基礎。計算機技術在許多學科和工業技術的基礎上產生和發展，又在幾乎所有科學技術和國民經濟領域中得到廣泛應用。

計算機作為一個完整系統所運用的技術。主要有系統結構技術、系統管理技術、系統維護技術和系統應用技術等。

它的作用是使計算機系統獲得良好的解題效率和合理的性能價格比。電子器件的進步,微程序設計和固體工程技術的進步，虛擬存儲器技術以及操作系統和程序語言等方面的發展，均對計算機系統結構技術產生重大影響。它已成為計算機硬件、固件、軟件緊密結合，並涉及電氣工程、微電子工程和計算機科學理論等多學科的技術。

計算機系統管理自動化是由操作系統實現的。操作系統的基本目的在於最有效地利用計算機的軟件、硬件資源，以提高機器的吞吐能力、解題時效，便利操作使用，改善系統的可靠性，降低算題費用等。

計算機系統實現自動維護和診斷的技術。實施維護診斷自動化的主要軟件為功能檢查程序和自動診斷程序。功能檢查程序針對計算機系統各種部件各自的全部微觀功能，以嚴格的數據圖形或動作重試進行考查測試並比較其結果的正誤，確定部件工作是否正常。

計算機系統的應用十分廣泛。程序設計自動化和軟件工程技術是與應用有普遍關係的兩個方面。程序設計自動化，即用計算機自動設計程序，是使計算機得以推廣的必要條件。早期的計算機靠人工以機器指令編寫程序，費時費力，容易出錯，閲讀和調試修改均十分困難。

電子器件是計算機系統的物質基礎，計算機複雜邏輯的最基層線路為“與門”、“或門”和“反相器”。由此組成的高一層線路有“組合邏輯”和“時序邏輯”兩類。這些邏輯由電子器件來實現，通常以電子器件在技術上的變革作為計算機劃代的標誌。計算機器件技術，從50年代的真空電子器件到80年代的超大規模集成電路，經歷了幾個重大發展階段，使機器組裝密度提高約4個數量級，速度約提高5～6個數量級，可靠性提高約4個數量級（以器件失效率為比較單位），功耗降低約3～4個數量級（以單個“門”為比較單位），價格降低約4～5個數量級（以單個“門”為比較單位）。器件技術的進步大大提高了計算機系統的性能價格比。

計算機系統是由數量和品種繁多的部件組成的。各種部件技術內容十分豐富，主要有運算與控制技術、信息存儲技術和信息輸入輸出技術等。

①運算與控制技術

計算機的運算和邏輯功能主要是由中央處理器、主存儲器、通道或I/O處理器以及各種外部設備控制器部件實現的。中央處理器處於核心地位。運算算法的研究成果對加速四則運算，特別是乘除運算有重要作用，隨着器件價格的降低，從邏輯方法上大大縮短進位與移位的時間。

指令重疊、指令並行、流水線作業以及超高速緩衝存儲器等技術的應用，可提高中央處理器的運算速度。微程序技術的應用，使原來比較雜亂和難以更動的隨機控制邏輯變得靈活和規整，它把程序設計的概念運用於機器指令的實現過程，是控制邏輯設計方法上的一大改進，但因受到速度的限制，多用於中、小型計算機、通道和外部設備部件控制器中。早期計算機的各種控制，均集中於處理器，使系統效率很低。

多道程序和分時系統技術的產生和各種存儲器和輸入輸出部件在功能和技術上的發展，使計算機系統內部信息的管理方法與傳輸成為重要問題，計算機的控制從集中式走向分佈式，出現了存儲器控制技術與通道、外部設備部件控制技術等。

②信息存儲技術

存儲技術使計算機能將極其大量的數據和程序存放於系統之中，以實現高速處理。由於存儲手段在容量、速度、價格三者之間存在尖鋭矛盾，存儲器不得不採取分級的體系，形成存儲器的層次結構，自上至下可分為超高速緩衝存儲器、高速主存儲器（又稱內存儲器）和大容量外存儲器等。主存儲器是存儲體系的核心，直接參與處理器的內部操作，因此它應具有與處理器相適應的工作速度和足夠大的容量。50年代以來雖出現多種基於不同物理原理的存儲方法，但均未獲得理想的結果。50年代中期,鐵氧體磁心存儲器問世，沿用達20年之久，直到70年代中期，MOS存儲器技術興起後才逐步被淘汰。

MOS存儲器在速度、價格、功耗、可靠性及工藝性能等方面均有很大優越性，是主存儲器比較理想的手段。主存儲器的工作速度，一直未能跟上處理器，一般慢5～10倍。為充分發揮處理器潛力，出現了超高速緩衝存儲器。超高速緩衝存儲器通常以與處理器同類的雙極型器件構成，使二者速度相匹配，但由於價格較高，容量一般只有主存儲器的幾百分之一。

計算機巨量的數據，存儲於速度較慢價格較低的外存儲器中，外存儲器主要有磁盤機和磁帶機。存儲器的層次結構相對緩和了速度、容量、價格三者之間的矛盾，但給用户帶來存儲空間調度的困難。為此，一般以硬件自動調度緩存空間，使之透明於用户；以虛擬存儲方法（見虛擬存儲器），在操作系統軟件的支持下，實施主存與外存之間的自動調度。

③信息輸入輸出技術

輸入輸出設備是計算機送入數據和程序、送出處理結果的手段。輸入的基本方法是以穿孔卡片或紙帶為載體，經卡片或紙帶輸入機將數據和程序送入計算機，70年代初期出現的鍵控軟盤數據輸入方法（即數據輸入站）已逐漸普及。將文字、數據的印刷（或手寫）體直接讀入計算機的光文字閲讀機已經實現，語音圖像直接輸入計算機的技術也已取得一定成果。

在輸出方面，最普通的是建立在擊打技術基礎上的各類打印機，但速度受到機械運動的限制。非擊打技術的輸出設備能顯著提高速度，主要有將電壓直接加在電介質塗覆紙張以取得靜電潛像的靜電式打印機；靠激光在光導鼓上掃描而形成靜電潛像的激光靜電式打印機；利用噴墨霧點帶電荷後受電極偏轉而形成文字的噴墨式打印機等。作為輕便輸出手段，則以利用熱敏紙張遇熱變色原理的熱敏打印機比較流行。人機對話輸出多采用以顯像管進行圖像文字顯示的終端設備。計算機的輸入輸出技術正向智能化發展。

組裝技術同計算機系統的可靠性、維修調試的方便性、生產工藝性和信息傳遞的延遲程度有密切的關係。計算機電子器件的可靠性隨着環境温度和濕度的升高而下降，塵埃的積聚可能造成插件或底板的短路或斷路，因此製冷和空調是組裝技術需要解決的重要問題。常用的方法有：將液態氟里昂引入插件冷卻片的直接製冷法；用氟里昂使水冷卻，再將冷水引入插件冷卻片的水冷法；用氟里昂使空氣冷卻，再將冷空氣送入機倉的強制風冷法等。前兩者工藝結構較為複雜，故多采用風冷。組裝技術需要解決的另一個問題是提高組裝密度。計算機器件進入亞納秒級後，幾釐米長的導線所產生的信號延遲已足以影響機器的正常工作，使組裝密度問題更加突出。計算機電子器件的變革，對組裝技術產生極大影響，組裝技術的進步始終與計算機的換代相協調，不斷向小型、微型化發展。在電子管時期，一個“門”即是一個插件，以焊釘、導線釺焊而成。晶體管使組裝密度提高一個數量級，每一個插件可包含若干個“門”，組裝採用單面或雙面印製板。集成電路將過去的插件吸收到器件內部，同時採用多層印製的插件板與底板，以及繞接連線工藝，大大提高了組裝密度。大規模和超大規模集成電路門陣列的應用，使組裝實現微型化，典型的方法是將集成電路的裸芯片焊接在多達30餘層的陶瓷片上，構成模塊，然後將模塊焊接於十餘層的印刷底板上。

1946年2月14日在美國的賓夕法尼亞大學誕生了歷史上的第一台電子計算機，名字叫做肯尼亞克，這台計算機是為了導彈的彈道計算設計出來的。20 世紀 50 年代，由於計算機的成本高昂，計算機的主要服務對象是軍事部門，包括導彈計算和與軍事相關的空間計算等。隨着計算機成本的逐步降低，到 20 世紀 60 年代和 80 年代後，計算機除應用於軍用單位以外，很多政府部門和大型的科研機構，甚至一些比較有實力的企業部門也開始應用計算機進行管理。因特爾四位 CPU 微處理器的誕生推動了計算機的進一步發展和推廣，1982 年誕生了首台個人計算機。個人計算機的發展使得整個計算機的成本快速下降，計算機也從一個只能用於軍事部門和有實力的科研或企業部門，轉入到一般的小公司和家庭。20 世紀 90 年代開始，很多企業和家庭也使用了計算機。同時計算機向兩極分化：一方面是往微、往小、往便宜發展進入家庭；另一個向高、向難、向大發展，仍然運用於軍事、科學技術。 ^[3] 

計算機技術面臨着一系列新的重大變革。諾伊曼體制的簡單硬件與專門邏輯已不能適應軟件日趨複雜、課題日益繁雜龐大的趨勢，要求創造服從於軟件需要和課題自然邏輯的新體制。並行、聯想、專用功能化以及硬件、固件、軟件相複合，是新體制的重要實現方法。計算機將由信息處理、數據處理過渡到知識處理，知識庫將取代數據庫。自然語言、模式、圖像、手寫體等進行人-機會話將是輸入輸出的主要形式，使人-機關係達到高級的程度。砷化鎵器件將取代硅器件。

未來計算機發展的幾個趨勢：

1、巨型化，巨型化是指為了滿足尖端科學技術的需求，發展高速、大存儲容量、功能強大的超級計算機。

2、多媒體化，計算機處理的傳統信息主要是字符和數字。事實上，人們更習慣於圖片、文字、聲音和圖像等各種形式的多媒體信息。

3、網絡化，互聯網連接全世界的電腦，從此進入互聯網時代。

4、人工智能化，計算機人工智能是未來發展的必然趨勢。現代計算機功能強大，運行速度快，但與人腦相比，其智能和邏輯能力仍有待提高。

5、微型化，隨着微處理器(CPU)的出現，微處理器被應用於計算機中，這降低了計算機的尺寸和成本。另一方面，軟件行業的快速發展提高了計算機內部操作系統的便捷性，計算機外部設備也趨於完善。 ^[4] 

在學電腦之前，先消除對電腦的緊張感，其實學電腦是很輕鬆的事，電腦並不神秘，只是一種工具，電腦的內部工作原理很複雜，但不需要了解那些深奧的原理，只要知道怎樣使用就行了，電腦的使用是比較簡單的，和使用電視機，錄像機沒有什麼區別，使用遙控器選擇電視頻道，該頻道的節目就出現在電視屏幕上，同樣，只要給電腦些指令，就會按照要求工作，其次，別被電腦那些”高深”的詞彙嚇倒，諸如“Windows”，“鼠標”，“控制面板”>>。它們只是一些部件及文件的名字，不需要深入理解其意。

再次，應瞭解一點電腦知識的組成及發展，電腦知識分硬件部分的知識和軟件部份的知識，硬件部分的知識，如計算機組成原理，硬件的組裝，電工電子學等，軟件部分的知識，如操作系統(win-dows)的使用，語言程序的使用，辦公軟件office的使用，一般非計算機專業用户先只要熟練掌握軟件部分的知識就足夠了，當熟知這些知識後，自然就能由此及彼，由表及裏地掌握電腦的其它知識了。

1、電腦基礎知識：能熟練使用鍵盤及盲打中、英文字；

2、Windows；熟練使用操作系統的知識；

3、辦公軟件應用：熟練處理日常工作、製表、數據處理及輸出；

4、數據庫應用：把日常對數據做的工作利用數據庫語言編程，由電腦批量完成；

5、圖形圖像處理：專對圖形圖像處理的軟件；

6、安裝調試維修：對計算機進行組裝，瞭解各部分功能。

軟件知識發展更新是很快的，例如操作系統軟件從1988年的DOS2.0到Windows10已更新多個版本。其實電腦知識的更新並不是完全的改頭換面，只是在原有的功能上進行擴充改善，讓電腦向智能化發展，和人更貼近，掌握了軟件又掌握了更新後的軟件，使用到了新擴充的功能，會更瞭解電腦，前面已在學習電腦之前對電腦作了一些瞭解，該拋掉對電腦的緊張感，以輕鬆的心情談論一下電腦學習方法了。

按剛才對電腦知識的分類一步一步從電腦基礎知識開始學，學了初級學中級，然後再學電腦的其它分支。這種學習在開始時，可能見效不快，但學到後面你會感到對電腦瞭解更全面，學電腦的其它軟件更容易。也就是説通過知識的積累對電腦知識的理解力加強了，學到一定程度，當把電腦各方面的知識都有個瞭解時，會覺得電腦不過如此。

如果工作需要某方面的電腦知識，就可以着手學習這方面的電腦知識，不用擔心不懂電腦的其它方面的知識，通過認真學習需要的電腦知識，同樣可以學好電腦，直接應用到工作中，協助工作，做出更好的成績。電腦知識就是這樣能分開學，當熟悉這方面的知識，可再學另一方面的電腦知識，即是由此及彼的學習，同樣能完全徹底的掌握電腦。電腦是一種工具，是協助工作和生活的，需要用什麼就學什麼。這已經足夠了。

學好電腦的關鍵就是“上機”，一定要多上機多動手，這樣才能把所學到的電腦知識應用起來，才會對計算機的各種脾性更瞭解。一般來説，上機和學習的課時比最好為3：1，你學一個鐘頭，上機三個鐘頭，與學習一個鐘頭而不上機，效果是完全不同的。在上機過程中會發現很多問題，可以自己動手改善。上機的重要性還體現在學電腦時，甚至對計算機一無所知的情況下，又需要使用它，只要開機，按書上提示直接操作它，就可在幾分鐘之內掌握它，使用它了。

總之，根據需要選擇一種學習方法，經常操作計算機，會很快學好電腦，電腦會成為很好的幫手。

本專業培養德、智、體全面發展，具有計算機應用技術的基礎理論知識，具備計算機及相關設備的維護與維修、行業應用軟件、平面圖像處理、廣告設計製作、動畫製作、計算機網絡及網站建設與管理、數據庫管理與維護等應用能力和操作能力的高等技術應用性人才。

計算機應用基礎、計算機組裝與維護、Visual Basic語言、專業英語、計算機平面與動畫設計、計算機網絡基礎與局域網絡的建設與管理、數據庫的開發與應用、廣告設計與製作、網站建設與網頁設計、多媒體設計與製作。

畢業生主要面向銀行、證券、交通系統各單位、交通信息化與電子政務建設與應用部門、各類計算機專業化公司、廣告設計製作公司、汽車營銷技術服務等從事IT行業工作。