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中圖分類號(hào):G623文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
前言
伴隨計(jì)算機(jī)科學(xué)的快速發(fā)展,其廣泛應(yīng)用于較多行業(yè)領(lǐng)域,生產(chǎn)制造以及科學(xué)研究整體水平逐步變成反映國(guó)家科技含量的重要標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算機(jī)科學(xué)不但有效提升了社會(huì)生產(chǎn)效率以及工作質(zhì)量,同時(shí)全面推進(jìn)我國(guó)向著發(fā)達(dá)強(qiáng)大的方向進(jìn)一步發(fā)展。基于其影響到我國(guó)的快速發(fā)展計(jì)劃,為此對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的現(xiàn)代化應(yīng)用研究尤為必要。主要目標(biāo)在于可明確該項(xiàng)技術(shù)在社會(huì)現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮的作用,進(jìn)而科學(xué)應(yīng)用于未來(lái)研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中,最終可令人們明確其發(fā)展現(xiàn)狀并深化研究,推進(jìn)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與提升。當(dāng)前,社會(huì)已經(jīng)邁入了高速發(fā)展時(shí)期,人們?cè)谧⒅刭|(zhì)量的基礎(chǔ)上也在追求提升生產(chǎn)效率。毋庸置疑,計(jì)算機(jī)科學(xué)在較多行業(yè)承擔(dān)重要角色,其現(xiàn)代化應(yīng)用研究持續(xù)推進(jìn)各行業(yè)發(fā)展迎來(lái)了春天。然而基于我國(guó)國(guó)情決定,仍舊處在初級(jí)發(fā)展時(shí)期,計(jì)算機(jī)科學(xué)為一類高端新型的手段,因而在我國(guó)發(fā)展階段中包含一定缺陷,并會(huì)受到阻礙影響。該類問(wèn)題對(duì)我國(guó)現(xiàn)代化社會(huì)建設(shè)發(fā)展形成抑制作用,因此需要我們有效應(yīng)對(duì)處理。
一、計(jì)算機(jī)科學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的現(xiàn)狀
受到特殊的歷史因素影響,我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和科技起步較晚,西方國(guó)家經(jīng)過(guò)工業(yè)革命,進(jìn)入到工業(yè)時(shí)期,我國(guó)還處于自然經(jīng)濟(jì)階段,而西方國(guó)家通過(guò)科技革命進(jìn)入信息時(shí)代,我國(guó)才發(fā)展自己的工業(yè),因此現(xiàn)在我國(guó)使用的計(jì)算機(jī)設(shè)備和技術(shù),基本都是國(guó)外的公司開(kāi)發(fā)的,近些年隨著國(guó)家的重視,出臺(tái)了一些優(yōu)惠政策,鼓勵(lì)和扶持我國(guó)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。由于計(jì)算機(jī)的使用,可以在很大程度上提高工作的效率,對(duì)于企業(yè)用戶來(lái)說(shuō),具有非常重要的作用,對(duì)于個(gè)人用戶來(lái)說(shuō),計(jì)算機(jī)可以極大的豐富人們的業(yè)余生活,近些年互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,進(jìn)一步促進(jìn)了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,據(jù)最新的統(tǒng)計(jì)調(diào)查表明,我國(guó)的網(wǎng)民數(shù)量已經(jīng)超過(guò)了6億,從中可以看出,我國(guó)計(jì)算機(jī)用戶的數(shù)量非常多。為了更好的使用計(jì)算機(jī)科學(xué),很多企業(yè)都進(jìn)行了相應(yīng)的改革,一些企業(yè)甚至提出了無(wú)紙化辦公的理念,很多人相信,在不久的將來(lái),這個(gè)理念就可以實(shí)現(xiàn),但是通過(guò)實(shí)際的調(diào)查發(fā)現(xiàn),由于我國(guó)使用計(jì)算機(jī)的時(shí)間較短,對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的研究較少,在使用過(guò)程中依然存在一些問(wèn)題,影響了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用效果。
二、計(jì)算機(jī)科學(xué)應(yīng)用包含的問(wèn)題
當(dāng)前,我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)現(xiàn)代化應(yīng)用探究階段中存在的問(wèn)題主要包含下述幾個(gè)方面。首先較多應(yīng)用計(jì)算機(jī)的單位沒(méi)能真正明確合理的應(yīng)用措施,包含漏用、亂用問(wèn)題。例如工作人員基于對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用管理手段掌握的不牢固、不熟練,令較多控制設(shè)施以及計(jì)算機(jī)內(nèi)部程序受到了不良損壞。另外,還欠缺相應(yīng)的法律管理以及文明監(jiān)督工作條例,形成了較多機(jī)密信息被不良盜用的問(wèn)題,令社會(huì)危害大大增加。例如,黑客應(yīng)用計(jì)算機(jī)病毒入侵商業(yè)電腦之中,進(jìn)而對(duì)社會(huì)穩(wěn)定性形成了破壞影響。計(jì)算機(jī)科學(xué)的飛速發(fā)展引起了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的發(fā)展革命,同時(shí)也為不法分子創(chuàng)造了可乘之機(jī)。例如一些網(wǎng)絡(luò)即時(shí)通訊工具被不法分子利用,令受騙上當(dāng)?shù)陌咐龑乙?jiàn)不鮮,大眾財(cái)富安全不良受損。當(dāng)前仍舊沒(méi)能創(chuàng)建形成行業(yè)的科學(xué)發(fā)展系統(tǒng),而是顯現(xiàn)出較為混亂的應(yīng)用探究格局。例如當(dāng)前我國(guó)計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)研究類別多樣,同時(shí)應(yīng)用探究市場(chǎng)極為龐大,構(gòu)成了各自單獨(dú)的競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展態(tài)勢(shì),很明顯該現(xiàn)象對(duì)行業(yè)統(tǒng)一發(fā)展極為不利,無(wú)法構(gòu)成優(yōu)質(zhì)的發(fā)展建設(shè)環(huán)境。
三、提高計(jì)算機(jī)科學(xué)應(yīng)用效果的措施
(1)、使用先進(jìn)的軟件
從前面的分析可以看出,使用軟件的情況,可以在很大程度上影響計(jì)算機(jī)應(yīng)用的效果,尤其是隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的增加,在不同的領(lǐng)域中,所采用的軟件具有很大的差異,在這種背景下,采用具有相應(yīng)功能的先進(jìn)軟件,可以極大的提高應(yīng)用的效果,如在實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)中,采用一些CAD等設(shè)計(jì)軟件,就可以在計(jì)算機(jī)中操作,與傳統(tǒng)的紙質(zhì)畫(huà)圖相比,設(shè)計(jì)的效率要提高很多。通過(guò)實(shí)際的調(diào)查可以知道,根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要,每個(gè)軟件公司都會(huì)針對(duì)性的推出一些軟件,不同軟件都具有自身的特點(diǎn),在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中,采用不同的軟件,應(yīng)用的效果也具有一定的差異,但是一些先進(jìn)的軟件,需要付費(fèi)購(gòu)買后才能使用,因此很多企業(yè)出于成本上的考慮,會(huì)選擇一些功能較少的免費(fèi)軟件,在很大程度上影響了應(yīng)用的效果。
(2)、提高操作人員的素質(zhì)
影響計(jì)算機(jī)科學(xué)應(yīng)用效果的因素主要有兩個(gè),分別是計(jì)算機(jī)自身的性能,以及操作人員的素質(zhì),如果操作人員能夠具有足夠的專業(yè)素質(zhì),必然能夠提高應(yīng)用的效果,但是通過(guò)實(shí)際的調(diào)查可以知道,受到我國(guó)教育水平的限制,操作人員自身的水平較低,尤其是一些傳統(tǒng)的企業(yè),人員沒(méi)有受到最新的教育,無(wú)法正常的操作計(jì)算機(jī)。要想很好的解決這個(gè)問(wèn)題,在招聘新的員工時(shí),應(yīng)該提高相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于一些老員工,可以采取定期培訓(xùn)的方式,通過(guò)系統(tǒng)的組織員工學(xué)習(xí),來(lái)提高其自身的素質(zhì),在實(shí)際的學(xué)習(xí)過(guò)程中,應(yīng)該聘請(qǐng)一些具有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的老員工來(lái)講解,在講解理論知識(shí)的同時(shí),可以拿出一些實(shí)際的軟件,演示工作中如何操作軟件,這樣才能夠最大程度上提高計(jì)算機(jī)科學(xué)應(yīng)用的效果。
四、結(jié)語(yǔ)
總而言之,在計(jì)算機(jī)科學(xué)的應(yīng)用過(guò)程中,人們的生活發(fā)生著天翻地覆的改變。而我國(guó)受到特殊的歷史因素影響,計(jì)算機(jī)應(yīng)用的時(shí)間較短,計(jì)算機(jī)科學(xué)的水平較低。為推進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)的全面發(fā)展,我們只有針對(duì)其應(yīng)用狀況、現(xiàn)實(shí)特征,制定科學(xué)有效的實(shí)踐工作策略,明確未來(lái)發(fā)展研究方向。要想提高我國(guó)自身的計(jì)算機(jī)研究水平,必須對(duì)其應(yīng)用的領(lǐng)域和應(yīng)用效果進(jìn)行分析,隨著近年來(lái)計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展,根據(jù)不同領(lǐng)域的需要,人們針對(duì)性的開(kāi)發(fā)了具有相應(yīng)功能的軟件,如果操作人員能夠具有足夠的專業(yè)素質(zhì),同時(shí)采用性能先進(jìn)的軟件,就可以極大的提高應(yīng)用的效果。
參考文獻(xiàn)
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計(jì)算機(jī)科學(xué)是一門(mén)包含各種各樣與計(jì)算和信息處理相關(guān)主題的系統(tǒng)學(xué)科,主要研究的的對(duì)象是計(jì)算機(jī)及其周圍各種現(xiàn)象和規(guī)律,也就是說(shuō)計(jì)算機(jī)科學(xué)研究的主要內(nèi)容為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟件系統(tǒng)、人工智能系統(tǒng)以及計(jì)算本身的性質(zhì)和問(wèn)題這幾個(gè)方面,從抽象到具體無(wú)所不包。計(jì)算機(jī)科學(xué)研究的主要課題有五個(gè)方面:(1)計(jì)算機(jī)程序能夠做的事情;(2)怎樣才能夠讓程序做更多的事情;(3)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)在存取方面的問(wèn)題;(4)程序怎樣才能夠突出其智能性;(5)人類怎樣才能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。這是因?yàn)橛?jì)算機(jī)科學(xué)對(duì)這些方面進(jìn)行深入的研究,才能夠提高人們的工作效率,但是計(jì)算機(jī)屬于電子信息技術(shù)的重要部分,技術(shù)更新?lián)Q代的速度非常快,因此隨著技術(shù)和設(shè)備的更新都能夠進(jìn)一步提高工作的效率,因此在步伐不斷加快的現(xiàn)代社會(huì)需要使用最為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)科學(xué)。
1 計(jì)算機(jī)科學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的具體情況
眾所周知,我國(guó)在發(fā)展的過(guò)程中經(jīng)歷過(guò)一段特殊的歷史時(shí)期,受這段歷史時(shí)期的影響,我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)的起步情況比西方國(guó)家晚,當(dāng)西方國(guó)家進(jìn)入到工業(yè)革命的階段,我國(guó)還處于自然經(jīng)濟(jì)的體制之下,當(dāng)西方國(guó)家經(jīng)過(guò)科技革命之后已經(jīng)進(jìn)入到信息時(shí)代,我國(guó)才剛剛步入工業(yè)發(fā)展的階段,因?yàn)檫@一歷史因素的影響,我國(guó)使用計(jì)算機(jī)及其相關(guān)設(shè)備、技術(shù)情況等都是從國(guó)外引進(jìn)的。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的影響范圍不斷增加、影響力不斷增強(qiáng),國(guó)家的重視程度不斷提高,也出臺(tái)了一些相關(guān)的優(yōu)惠政策,對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展起到扶持的作用。
從工作效率方面來(lái)說(shuō),在計(jì)算機(jī)科學(xué)背景下誕生的計(jì)算機(jī)在日常工作的應(yīng)用中能夠快速處理一些辦公事務(wù),在極大的程度上提高了工作的效率,給企業(yè)造成重大的影響;從生活方面來(lái)說(shuō),計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能夠搜索到各種各樣的事物,能夠充分滿足人們的各種需求,豐富了人們業(yè)余生活。從計(jì)算機(jī)科學(xué)與互聯(lián)網(wǎng)之間的關(guān)系來(lái)看,兩者互相促進(jìn),協(xié)同發(fā)展。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明,我國(guó)網(wǎng)民的數(shù)量已經(jīng)超過(guò)7個(gè)億,也就是說(shuō)我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)使用的最少人數(shù)為7個(gè)億,使用的人口數(shù)量非常多。怎樣能夠更好地利用計(jì)算機(jī)科學(xué),對(duì)其進(jìn)行改革,從一點(diǎn)一點(diǎn)量的積累中獲得質(zhì)的飛躍成為計(jì)算機(jī)科學(xué)研究的重點(diǎn)內(nèi)容。另外,從核心技術(shù)方面來(lái)看,我國(guó)自主研發(fā)的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)較少,大多靠國(guó)外的技術(shù)作為支撐,這一情況對(duì)我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展十分不利。
雖然我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)起步較晚,對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的相關(guān)研究不如國(guó)外充分,但是我國(guó)擁有著廣大的市場(chǎng),人才眾多,在近幾年的研究中也不斷取得了新的突破,因此還是有很大的發(fā)展空間。想要將計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)揮出最大的潛能,則需要對(duì)其發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行深入的剖析,并且將其進(jìn)行解決。
2 計(jì)算機(jī)科學(xué)在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題
對(duì)我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展情況進(jìn)行深入的調(diào)查發(fā)現(xiàn),我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)的水平不但受到歷史因素的影響,還受到水平的限制,在應(yīng)用的過(guò)程中存在著較多的問(wèn)題,這些問(wèn)題嚴(yán)重影響了計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展進(jìn)程。例如,計(jì)算機(jī)性能較低,嚴(yán)重影響了工作的效率。計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代的速度較快,如果想達(dá)到效果最大化的目標(biāo)就需要采用性能較為優(yōu)越的計(jì)算機(jī),這樣的計(jì)算機(jī)成本也比較高,因此人們往往選擇一些自認(rèn)為性價(jià)比比較高的計(jì)算機(jī),這一做法嚴(yán)重影響了實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中計(jì)算的速度,降低了效率。
計(jì)算機(jī)僅僅是一臺(tái)機(jī)器,自己并不會(huì)啟動(dòng)運(yùn)作,需要相關(guān)的專業(yè)人員來(lái)進(jìn)行操作,因而,計(jì)算機(jī)操作人員自身的素質(zhì)情況則會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的應(yīng)用效果產(chǎn)生極大的影響。從我國(guó)目前發(fā)展的水平上來(lái)看,由于發(fā)展的歷史較短,研究不夠深入,因此會(huì)產(chǎn)生對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)中軟件系統(tǒng)的了解程度不夠深刻的情況發(fā)生,再加上相關(guān)工作人員的素質(zhì)偏低,因此在使用計(jì)算機(jī)科學(xué)進(jìn)行工作處理時(shí)會(huì)出現(xiàn)工作效率低下的情況。計(jì)算機(jī)科學(xué)在實(shí)際的應(yīng)用主要分為兩個(gè)部分,即硬件和軟件,日常生產(chǎn)生活中出現(xiàn)你問(wèn)題的部分主要是軟件。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,在軟件方面出現(xiàn)了VF、VB兩種可視化編程軟件,這兩種軟件的出現(xiàn)打破了編程需要專業(yè)化人員進(jìn)行操作的弊端,及時(shí)沒(méi)有任何專業(yè)知識(shí)的人也能夠完成簡(jiǎn)單的編寫(xiě)工作。此外,從我國(guó)軟件的水平上來(lái)看,與國(guó)外還是有很大的差距,雖然這種差距通過(guò)相關(guān)技術(shù)工作人員的努力在不斷縮小,但是這種差距還是不能夠忽視,嚴(yán)重影響了計(jì)算機(jī)科學(xué)的應(yīng)用效果,所以我國(guó)還需要在軟件水平方面繼續(xù)發(fā)展,不能有絲毫的松懈。
3 提高應(yīng)用效果的策略
3.1 使用較為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)科學(xué)軟件
從上文的分析中可以得出,軟件的使用情況能夠?qū)τ?jì)算機(jī)科學(xué)的應(yīng)用效果帶來(lái)巨大的影響,尤其是在目前的情況下,計(jì)算機(jī)應(yīng)用的領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,不同的領(lǐng)域所使用的軟件程序也大為不同,因此需要對(duì)重要的領(lǐng)域采用較為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)科學(xué)軟件。最需要提高軟件水平的領(lǐng)域就是機(jī)械設(shè)計(jì),計(jì)算機(jī)科學(xué)中有一中軟件叫做CAD,用這種軟件可以在計(jì)算機(jī)進(jìn)行畫(huà)圖,這種畫(huà)圖的方式與傳統(tǒng)的畫(huà)圖方式相比具有效率高的特點(diǎn)。另外,根據(jù)相關(guān)報(bào)道顯示,軟件公司會(huì)根據(jù)市場(chǎng)的實(shí)際情況和人們應(yīng)用的不同用途具有針對(duì)性地退出相關(guān)的軟件,每個(gè)被推出的軟件都具有自身的特點(diǎn),因此在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中能夠根據(jù)自身的需要情況進(jìn)行選擇。需要值得注意的是,企業(yè)在選擇計(jì)算機(jī)科學(xué)軟件時(shí),不能只注重成本,還需要深入了解其先進(jìn)性和與企業(yè)的切合程度,只有這樣才能夠?qū)ⅰ昂娩撚迷诘度猩稀保瑸樽陨淼陌l(fā)展提供更多有利的基礎(chǔ)。
3.2 提高相關(guān)操作人員的基本素質(zhì)
影響計(jì)算機(jī)科學(xué)效用發(fā)揮的因素主要有兩點(diǎn),一是計(jì)算機(jī)自身性能的原因,二是操作人員基礎(chǔ)素質(zhì)。計(jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)操作人員必須具備足夠的專業(yè)素質(zhì)才能夠適應(yīng)不斷發(fā)展變化的形式,但是上文中也說(shuō)到,我國(guó)相關(guān)操作人員的基本素質(zhì)情況還處于令人擔(dān)憂的狀態(tài)。究其原因主要有以下幾點(diǎn):(1)教育水平的限制;(2)自身能力不足,相關(guān)的知識(shí)沒(méi)有完全掌握。因此想要解決這一問(wèn)題就需要在員工招聘時(shí)提高相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),為企業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)操作人員注入新鮮的血液。對(duì)于在企業(yè)中年資較老的員工,可以采用定期培訓(xùn)的方式來(lái)提升其在計(jì)算機(jī)科學(xué)方面的基本素質(zhì),在不斷地學(xué)習(xí)、實(shí)踐的過(guò)程中完善自己。另外,聘請(qǐng)具有經(jīng)驗(yàn)的、操作基本素質(zhì)較高的人員進(jìn)行講解,演示軟件操作的具體過(guò)程也能夠?qū)μ岣呦嚓P(guān)操作人員的基本素質(zhì)起到重要的幫助。
3.3 提高自主研發(fā)的能力
我國(guó)自主研發(fā)的能力較差,這樣很容易受制于人,因此需要提高自主研發(fā)的能力,促進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)健康發(fā)展。
4 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)上文的相關(guān)論述可以清楚地了解到計(jì)算機(jī)科學(xué)在社會(huì)范圍內(nèi)已經(jīng)得到普及,已經(jīng)走進(jìn)千家萬(wàn)戶,但是從目前的發(fā)展局勢(shì)上來(lái)看我國(guó)還有很長(zhǎng)的一段路要走。
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眾所周知,我國(guó)在發(fā)展的過(guò)程中經(jīng)歷過(guò)一段特殊的歷史時(shí)期,受這段歷史時(shí)期的影響,我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)的起步情況比西方國(guó)家晚,當(dāng)西方國(guó)家進(jìn)入到工業(yè)革命的階段,我國(guó)還處于自然經(jīng)濟(jì)的體制之下,當(dāng)西方國(guó)家經(jīng)過(guò)科技革命之后已經(jīng)進(jìn)入到信息時(shí)代,我國(guó)才剛剛步入工業(yè)發(fā)展的階段,因?yàn)檫@一歷史因素的影響,我國(guó)使用計(jì)算機(jī)及其相關(guān)設(shè)備、技術(shù)情況等都是從國(guó)外引進(jìn)的。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的影響范圍不斷增加、影響力不斷增強(qiáng),國(guó)家的重視程度不斷提高,也出臺(tái)了一些相關(guān)的優(yōu)惠政策,對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展起到扶持的作用。從工作效率方面來(lái)說(shuō),在計(jì)算機(jī)科學(xué)背景下誕生的計(jì)算機(jī)在日常工作的應(yīng)用中能夠快速處理一些辦公事務(wù),在極大的程度上提高了工作的效率,給企業(yè)造成重大的影響;從生活方面來(lái)說(shuō),計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能夠搜索到各種各樣的事物,能夠充分滿足人們的各種需求,豐富了人們業(yè)余生活。從計(jì)算機(jī)科學(xué)與互聯(lián)網(wǎng)之間的關(guān)系來(lái)看,兩者互相促進(jìn),協(xié)同發(fā)展。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明,我國(guó)網(wǎng)民的數(shù)量已經(jīng)超過(guò)7個(gè)億,也就是說(shuō)我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)使用的最少人數(shù)為 7 個(gè)億,使用的人口數(shù)量非常多。怎樣能夠更好地利用計(jì)算機(jī)科學(xué),對(duì)其進(jìn)行改革,從一點(diǎn)一點(diǎn)量的積累中獲得質(zhì)的飛躍成為計(jì)算機(jī)科學(xué)研究的重點(diǎn)內(nèi)容。另外,從核心技術(shù)方面來(lái)看,我國(guó)自主研發(fā)的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)較少,大多靠國(guó)外的技術(shù)作為支撐,這一情況對(duì)我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展十分不利。雖然我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)起步較晚,對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的相關(guān)研究不如國(guó)外充分,但是我國(guó)擁有著廣大的市場(chǎng),人才眾多,在近幾年的研究中也不斷取得了新的突破,因此還是有很大的發(fā)展空間。想要將計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)揮出最大的潛能,則需要對(duì)其發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行深入的剖析,并且將其進(jìn)行解決。
2 計(jì)算機(jī)科學(xué)在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題
對(duì)我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展情況進(jìn)行深入的調(diào)查發(fā)現(xiàn),我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)的水平不但受到歷史因素的影響,還受到水平的限制,在應(yīng)用的過(guò)程中存在著較多的問(wèn)題,這些問(wèn)題嚴(yán)重影響了計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展進(jìn)程。例如,計(jì)算機(jī)性能較低,嚴(yán)重影響了工作的效率。計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代的速度較快,如果想達(dá)到效果最大化的目標(biāo)就需要采用性能較為優(yōu)越的計(jì)算機(jī),這樣的計(jì)算機(jī)成本也比較高,因此人們往往選擇一些自認(rèn)為性價(jià)比比較高的計(jì)算機(jī),這一做法嚴(yán)重影響了實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中計(jì)算的速度,降低了效率。計(jì)算機(jī)僅僅是一臺(tái)機(jī)器,自己并不會(huì)啟動(dòng)運(yùn)作,需要相關(guān)的專業(yè)人員來(lái)進(jìn)行操作,因而,計(jì)算機(jī)操作人員自身的素質(zhì)情況則會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的應(yīng)用效果產(chǎn)生極大的影響。從我國(guó)目前發(fā)展的水平上來(lái)看,由于發(fā)展的歷史較短,研究不夠深入,因此會(huì)產(chǎn)生對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)中軟件系統(tǒng)的了解程度不夠深刻的情況發(fā)生,再加上相關(guān)工作人員的素質(zhì)偏低,因此在使用計(jì)算機(jī)科學(xué)進(jìn)行工作處理時(shí)會(huì)出現(xiàn)工作效率低下的情況。
計(jì)算機(jī)科學(xué)在實(shí)際的應(yīng)用主要分為兩個(gè)部分,即硬件和軟件,日常生產(chǎn)生活中出現(xiàn)你問(wèn)題的部分主要是軟件。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,在軟件方面出現(xiàn)了 VF、VB 兩種可視化編程軟件,這兩種軟件的出現(xiàn)打破了編程需要專業(yè)化人員進(jìn)行操作的弊端,及時(shí)沒(méi)有任何專業(yè)知識(shí)的人也能夠完成簡(jiǎn)單的編寫(xiě)工作。此外,從我國(guó)軟件的水平上來(lái)看,與國(guó)外還是有很大的差距,雖然這種差距通過(guò)相關(guān)技術(shù)工作人員的努力在不斷縮小,但是這種差距還是不能夠忽視,嚴(yán)重影響了計(jì)算機(jī)科學(xué)的應(yīng)用效果,所以我國(guó)還需要在軟件水平方面繼續(xù)發(fā)展,不能有絲毫的松懈。
3 提高應(yīng)用效果的策略
3.1 使用較為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)科學(xué)軟件從上文的分析中可以得出,軟件的使用情況能夠?qū)τ?jì)算機(jī)科學(xué)的應(yīng)用效果帶來(lái)巨大的影響,尤其是在目前的情況下,計(jì)算機(jī)應(yīng)用的領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,不同的領(lǐng)域所使用的軟件程序也大為不同,因此需要對(duì)重要的領(lǐng)域采用較為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)科學(xué)軟件。最需要提高軟件水平的領(lǐng)域就是機(jī)械設(shè)計(jì),計(jì)算機(jī)科學(xué)中有一中軟件叫做 CAD,用這種軟件可以在計(jì)算機(jī)進(jìn)行畫(huà)圖,這種畫(huà)圖的方式與傳統(tǒng)的畫(huà)圖方式相比具有效率高的特點(diǎn)。另外,根據(jù)相關(guān)報(bào)道顯示,軟件公司會(huì)根據(jù)市場(chǎng)的實(shí)際情況和人們應(yīng)用的不同用途具有針對(duì)性地退出相關(guān)的軟件,每個(gè)被推出的軟件都具有自身的特點(diǎn),因此在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中能夠根據(jù)自身的需要情況進(jìn)行選擇。需要值得注意的是,企業(yè)在選擇計(jì)算機(jī)科學(xué)軟件時(shí),不能只注重成本,還需要深入了解其先進(jìn)性和與企業(yè)的切合程度,只有這樣才能夠?qū)?ldquo;好鋼用在刀刃上”,為自身的發(fā)展提供更多有利的基礎(chǔ)。
3.2 提高相關(guān)操作人員的基本素質(zhì)影響計(jì)算機(jī)科學(xué)效用發(fā)揮的因素主要有兩點(diǎn),一是計(jì)算機(jī)自身性能的原因,二是操作人員基礎(chǔ)素質(zhì)。計(jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)操作人員必須具備足夠的專業(yè)素質(zhì)才能夠適應(yīng)不斷發(fā)展變化的形式,但是上文中也說(shuō)到,我國(guó)相關(guān)操作人員的基本素質(zhì)情況還處于令人擔(dān)憂的狀態(tài)。究其原因主要有以下幾點(diǎn):(1)教育水平的限制;(2)自身能力不足,相關(guān)的知識(shí)沒(méi)有完全掌握。因此想要解決這一問(wèn)題就需要在員工招聘時(shí)提高相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),為企業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)操作人員注入新鮮的血液。對(duì)于在企業(yè)中年資較老的員工,可以采用定期培訓(xùn)的方式來(lái)提升其在計(jì)算機(jī)科學(xué)方面的基本素質(zhì),在不斷地學(xué)習(xí)、實(shí)踐的過(guò)程中完善自己。另外,聘請(qǐng)具有經(jīng)驗(yàn)的、操作基本素質(zhì)較高的人員進(jìn)行講解,演示軟件操作的具體過(guò)程也能夠?qū)μ岣呦嚓P(guān)操作人員的基本素質(zhì)起到重要的幫助。
中圖分類號(hào):TP308
計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到我國(guó)的各行各業(yè)當(dāng)中,我國(guó)各行各業(yè)的發(fā)展都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)的大力支持。計(jì)算機(jī)虛擬機(jī)作為計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一項(xiàng)重要分支,在我國(guó)的日常生活和工作中起著巨大的作用,計(jì)算機(jī)虛擬機(jī)的應(yīng)用例子可以說(shuō)舉不勝舉,例如,利用計(jì)算機(jī)虛擬機(jī)進(jìn)行授課、實(shí)驗(yàn)環(huán)境模擬、生產(chǎn)制造模擬等等。目前,隨著計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,越來(lái)越多的行業(yè)開(kāi)始利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)進(jìn)行日常的運(yùn)行和發(fā)展,計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)正以飛快的速度進(jìn)入我們的日常生活和工作。
1 計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)簡(jiǎn)介
計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù),顧名思義,在現(xiàn)實(shí)中是不存在的,計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)是建立在虛擬基礎(chǔ)之上的一門(mén)技術(shù),是人們?cè)谟?jì)算機(jī)技術(shù)上,通過(guò)創(chuàng)新發(fā)展形成的一項(xiàng)重要技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)也在此過(guò)程中變得越來(lái)越完善。目前,人們可以利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)進(jìn)行CPU虛擬、硬盤(pán)虛擬。其中CPU虛擬可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)CPU同時(shí)運(yùn)行,相互獨(dú)立,而且不影響運(yùn)算速度,大大提高了計(jì)算機(jī)的工作效率。硬盤(pán)虛擬實(shí)際上是利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)將硬盤(pán)的容量進(jìn)行擴(kuò)大,同樣一塊硬盤(pán)中,利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)可以存儲(chǔ)更多的信息。剛才講述的是計(jì)算機(jī)的硬件虛擬技術(shù),與之相對(duì)的是計(jì)算機(jī)的軟件技術(shù),在計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的支持下,在一臺(tái)計(jì)算機(jī)中可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng),而且多個(gè)操作系統(tǒng)相互獨(dú)立互不影響,無(wú)論是硬件虛擬還是軟件虛擬,目前都已經(jīng)在我們的電腦中得到了廣泛的應(yīng)用,我們?nèi)魏我慌_(tái)計(jì)算機(jī)上都可以親身體驗(yàn)這種優(yōu)越的計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的不斷發(fā)展,計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)逐漸的開(kāi)始分類,目前,我們把計(jì)算機(jī)虛擬分為應(yīng)用虛擬、桌面虛擬、服務(wù)器虛擬等等,每一個(gè)分類都代表了計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向,為我們的生活和工作帶來(lái)了巨大的便利。計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)已經(jīng)成為了計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù),計(jì)算機(jī)工程師可以根據(jù)自己的想象隨心所欲的模擬一個(gè)嶄新的工作環(huán)境,這種工作環(huán)境不僅僅局限于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,而是被拓展到我國(guó)的各行各業(yè),計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)的同時(shí),帶動(dòng)我國(guó)各行各業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展,減小我們的生產(chǎn)成本,有效提高了我們?nèi)粘I詈凸ぷ鞯男剩瑸槲覈?guó)的現(xiàn)代化建設(shè)做出了巨大的貢獻(xiàn)。
2 計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
2.1 計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在我國(guó)生產(chǎn)制造業(yè)中的應(yīng)用
制造業(yè)對(duì)于任何國(guó)家來(lái)講都是至關(guān)重要的一個(gè)行業(yè),國(guó)家的日常運(yùn)行、國(guó)家安全等等都需要制造業(yè)的大力支持,制造業(yè)的迅速發(fā)展可以為我們提供便利的衣、食、住、行、用,在我國(guó)的國(guó)防建設(shè)中更是需要制造業(yè)的大力支持,優(yōu)良的制造業(yè)不僅可以為我國(guó)生產(chǎn)制造大量的武器裝備,而且可以帶動(dòng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,解決我國(guó)國(guó)民的就業(yè)問(wèn)題。
目前,計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在我國(guó)的制造業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,例如,我們?cè)谶M(jìn)行單個(gè)零件的加工時(shí),以前的做法是按照傳統(tǒng)的制造工藝步驟,將某個(gè)零件進(jìn)行試制,最后將制造出來(lái)的零件按照檢驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn),計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的應(yīng)用,可以將零件在生產(chǎn)制造過(guò)程中的步驟進(jìn)行模擬,包括零件的裝夾、定位以及生產(chǎn)制造過(guò)程中的各個(gè)工序,按照事先編制好的虛擬程序,將整個(gè)零件的加工過(guò)程走一遍,最后將零件在加工過(guò)程中可能出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題匯總出來(lái),機(jī)械制造工程師按照計(jì)算機(jī)模擬輸出的問(wèn)題有針對(duì)性的進(jìn)行加工工藝的改進(jìn)或者零件外形和尺寸的修改,利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)對(duì)所要加工的零件進(jìn)行虛擬試制既發(fā)現(xiàn)了零件在制造過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題,并反應(yīng)給工程師進(jìn)行解決,又節(jié)約了人力物力,降低了生產(chǎn)成本,而且還提高了生產(chǎn)制造的效率。計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中的應(yīng)用,不僅體現(xiàn)在單個(gè)零件的制造上,而且在零件與零件之間的裝配過(guò)程中也有大量的實(shí)際應(yīng)用。眾所周知,要實(shí)現(xiàn)零件與零件之間的裝配需要良好的尺寸配合,只有良好的尺寸配合才能保證所裝配出的零件的使用性,利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)可以很好的實(shí)現(xiàn)零件與零件之間的裝配模擬,在模擬裝配的過(guò)程中,計(jì)算機(jī)會(huì)根據(jù)輸入的模擬尺寸,將零件裝配時(shí),所需要的力量、扭矩等等通過(guò)數(shù)字的形式很好的反映出來(lái),裝配工程師根據(jù)所給出的信息進(jìn)行分析,進(jìn)而確定裝配工藝是否能夠順利進(jìn)行。不言而喻,計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)還可以對(duì)整個(gè)機(jī)器的實(shí)用性進(jìn)行有效的仿真模擬,在兩件設(shè)計(jì)之初就可以從直觀的角度觀察產(chǎn)品的使用性。我們?nèi)粘K玫臋C(jī)械制造三維軟件等等都是計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn),利用計(jì)算機(jī)將技術(shù)將某個(gè)零件的外形按照輸入的尺寸模擬出來(lái)。計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在我國(guó)的生產(chǎn)制造業(yè)中有著巨大的作用,它不僅幫助我們解決在生產(chǎn)制造過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題,而且大大提高了我國(guó)制造類企業(yè)的生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,進(jìn)而大大提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
2.2 計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用
教育行業(yè)與機(jī)械制造行業(yè)一樣也是關(guān)系著我國(guó)國(guó)家命脈和未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要行業(yè),教育行業(yè)的發(fā)展直接影響著我國(guó)未來(lái)的發(fā)展。目前,無(wú)論是我國(guó)的政府還是我國(guó)的國(guó)民自身都開(kāi)始大力重視教育行業(yè)的發(fā)展,許多高科技的技術(shù)在我國(guó)的教育行業(yè)中得到了應(yīng)用,計(jì)算機(jī)作為參與我國(guó)各行各業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)重要技術(shù),在我國(guó)的教育行業(yè)中也得到了廣泛的應(yīng)用,例如,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行多媒體授課,利用微機(jī)教室進(jìn)行計(jì)算機(jī)培訓(xùn)等等都是計(jì)算機(jī)技術(shù)在我國(guó)教育行業(yè)中的重要應(yīng)用。計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)作為一項(xiàng)重要的技術(shù),在我國(guó)的日常教學(xué)中也受到了重視和應(yīng)用,特別是在我國(guó)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,很多教學(xué)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行沒(méi)有計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的支持根本無(wú)法完成。例如在大學(xué)物理的電子實(shí)驗(yàn)中,利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)可以將電流曲線形象的反映在示波器上,供學(xué)生觀察和驗(yàn)證自己實(shí)驗(yàn)的正確性。利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以讓學(xué)生直觀的觀察物理現(xiàn)象,而這些物理現(xiàn)象通常用眼睛是無(wú)法進(jìn)行識(shí)別和觀看的,并且實(shí)驗(yàn)具有一定的抽象性,學(xué)生單單依靠自己的腦力想象很難理解,利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)將抽象的物理現(xiàn)象具體化,形象的展示在計(jì)算機(jī)的顯示屏上,讓學(xué)生一目了然的觀察抽象的物理形象,加深學(xué)生的理解程度,更有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行理解和應(yīng)用,有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。在我國(guó)目前的物理學(xué)科中,流體力學(xué)是非常重要的一門(mén)學(xué)科,但是流體力學(xué)相對(duì)而言具有很強(qiáng)的抽象性,學(xué)生僅僅依靠老師的口述和自己的想象很難對(duì)流體力學(xué)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行透徹的理解和掌握,這也是導(dǎo)致很多學(xué)生流體力學(xué)成績(jī)比較差的重要原因之一,計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)可以很好的幫助學(xué)生解決這個(gè)難題,例如人為的設(shè)置一個(gè)流體環(huán)境,將準(zhǔn)備進(jìn)行流體實(shí)驗(yàn)的零件或者結(jié)構(gòu)以虛擬的形式放置在提前設(shè)置好的流體環(huán)境中,進(jìn)行參數(shù)的采集,以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性、科學(xué)性以及可靠性,學(xué)生在此過(guò)程中對(duì)流體的運(yùn)動(dòng)和變化進(jìn)行觀察,幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深入理解,同時(shí)為以后的生產(chǎn)制造提供強(qiáng)有力的參數(shù)依據(jù)。相對(duì)而言,利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)進(jìn)行教學(xué)在物理教學(xué)中應(yīng)用的最為廣泛,因?yàn)槲锢韺W(xué)科反映的是實(shí)際原理問(wèn)題,利用計(jì)算機(jī)可以將物理環(huán)境進(jìn)行模擬,給學(xué)生身臨其境的感覺(jué),在幫助激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的同時(shí),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。
2.3 計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用
“以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心”是我國(guó)的一項(xiàng)重要國(guó)策。經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)決定上層建筑,任何行業(yè)的發(fā)展都必須有強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)作為支撐。目前,計(jì)算機(jī)作為在我國(guó)各行各業(yè)的必用工具,在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域發(fā)展中也是如此,計(jì)算機(jī)技術(shù)幫助我們進(jìn)行財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)、賬目結(jié)算等等,都是計(jì)算機(jī)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用表現(xiàn)形式。計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)作為一項(xiàng)高科技技術(shù),在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用,例如電子銀行的創(chuàng)設(shè)、支付寶功能的實(shí)現(xiàn)等等,當(dāng)今社會(huì)網(wǎng)購(gòu)已經(jīng)成為了一種潮流,我們足不出戶就可以得到我們?nèi)粘I钪兴枰母鞣N東西。從實(shí)質(zhì)上講,無(wú)論是我們?cè)阢y行開(kāi)通的網(wǎng)銀,還是我們通過(guò)實(shí)名認(rèn)證注冊(cè)的支付寶都是一種利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)進(jìn)行虛擬的經(jīng)濟(jì)環(huán)境,這種虛擬環(huán)境從實(shí)質(zhì)上講是不存在的,是人們利用計(jì)算機(jī)技術(shù)虛擬出來(lái)的一種經(jīng)濟(jì)環(huán)境,這種虛擬的環(huán)境在遵守真實(shí)的經(jīng)濟(jì)環(huán)境的基礎(chǔ)上,方便了人們的日常生活。在這個(gè)虛擬的經(jīng)濟(jì)環(huán)境之下,人們進(jìn)行的是一種信息的交流與互換,最終金錢通過(guò)信息的形式進(jìn)行流通,例如我們?cè)诶弥Ц秾氝M(jìn)行網(wǎng)上購(gòu)物的時(shí)候,我們沒(méi)用用真是的貨幣進(jìn)行交換,而是通過(guò)利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)模擬的經(jīng)濟(jì)環(huán)境實(shí)現(xiàn)信息的交流。利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)環(huán)境的模擬,可以說(shuō)是經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的又一項(xiàng)金融革命,最早人們要進(jìn)行商品的買賣要利用笨重的金屬貨幣,現(xiàn)在人們進(jìn)行商品買賣利用的是各國(guó)流通的法定貨幣,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬的經(jīng)濟(jì)環(huán)境在進(jìn)行商品交易的時(shí)候只需要通過(guò)信息交流就可以完成。我們?cè)诰W(wǎng)上進(jìn)行轉(zhuǎn)賬、購(gòu)物時(shí),利用的都是虛擬的計(jì)算機(jī)環(huán)境,計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用不僅為我們的日常生活工作帶來(lái)了巨大的便利,而且也大大推動(dòng)了我國(guó)金融行業(yè)的快速發(fā)展,為我國(guó)的建設(shè)作出巨大的貢獻(xiàn)。
3 結(jié)語(yǔ)
計(jì)算機(jī)作為一項(xiàng)重要工具,在我國(guó)的各行各業(yè)發(fā)展過(guò)程中受到了廣泛重視,計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)作為在計(jì)算機(jī)技術(shù)高度發(fā)展的基礎(chǔ)上延伸出的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),在我們的日常生活和工作中起著非常重要的作用。目前,計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)被廣泛應(yīng)用到我國(guó)的各行各業(yè)中,計(jì)算機(jī)虛擬計(jì)算的出現(xiàn)與發(fā)展,不僅大大提高了我國(guó)國(guó)民的生活水平和生活質(zhì)量,也為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
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0 引言
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的變革,同時(shí)給相關(guān)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了巨大的影響,提高了生產(chǎn)水平和技術(shù)。隨著各種技術(shù)之間相融合的發(fā)展,以計(jì)算機(jī)電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)為核心的機(jī)電控制領(lǐng)域?qū)⒔o工業(yè)及科研等領(lǐng)域帶來(lái)更多的實(shí)際應(yīng)用。
1 計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展概況
1.1 計(jì)算機(jī)控制理論的形成與技術(shù)的發(fā)展
忽略數(shù)字信號(hào)的量化效應(yīng),可以將計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)看成采樣控制系統(tǒng),在這一系統(tǒng)中,將其中連續(xù)的環(huán)節(jié)離散化,則整個(gè)系統(tǒng)又可看成由不同的離散系統(tǒng)構(gòu)成。計(jì)算機(jī)控制理論的發(fā)展主要是將采樣理論、差分方程、變換理論、狀態(tài)空間理論和系統(tǒng)辨識(shí)自適應(yīng)控制等理論綜合應(yīng)用到控制技術(shù)中,使計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有了初步發(fā)展。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、時(shí)變的非線性系統(tǒng),控制系統(tǒng)則融入了魯棒控制、模糊控制、預(yù)測(cè)控制等多種新型理論,逐步形成了工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)的一個(gè)新方向。
自世界第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世后,計(jì)算機(jī)首先被用來(lái)自動(dòng)檢測(cè)化工生產(chǎn)過(guò)程的過(guò)程參量并進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理,同時(shí)也研究了計(jì)算機(jī)的開(kāi)環(huán)控制。到二十世紀(jì)六十年代,出現(xiàn)了用于過(guò)程控制的計(jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)了直接數(shù)字控制。后經(jīng)集中式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的以微處理器為核心的分層式控制系統(tǒng)控制,通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作和管理控制等。伴隨著計(jì)算機(jī)處理器等技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)控制技術(shù)也隨之發(fā)生相應(yīng)的變革,最終應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中并對(duì)其產(chǎn)生巨大影響。
1.2 機(jī)械和電子控制技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀
在生產(chǎn)、科研等諸多領(lǐng)域里,有大量的物理量需要按某種變化規(guī)律進(jìn)行控制。在二十世紀(jì)三十年代之前,工業(yè)生產(chǎn)多處于手工操作的狀態(tài)。最初采用基地式儀表控制壓力溫度等在一恒定范圍內(nèi),初步有了對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械控制實(shí)踐。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的出現(xiàn),直接實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)中各參量和過(guò)程的數(shù)字控制。計(jì)算機(jī)的微型化使控制技術(shù)更加智能化,同時(shí)將機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合的機(jī)電一體化技術(shù)也得到迅猛發(fā)展,且越來(lái)越被廣泛的應(yīng)用到各生產(chǎn)領(lǐng)域。目前主要形成并應(yīng)用的機(jī)電控制技術(shù)主要有PID控制,PID是經(jīng)典控制理論的代表,它吸收了智能控制思想并利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì),形成了自適應(yīng)PID和非線性PID等更利于控制的變種PID控制器。另外還有模糊控制(FLC)、變結(jié)構(gòu)控制等,均隨著計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展在不斷地拓寬。
2 機(jī)電一體化的發(fā)展及在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用
2.1 機(jī)電一體化的簡(jiǎn)介和生產(chǎn)應(yīng)用
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)集合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)總稱,綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)等對(duì)各生產(chǎn)領(lǐng)域的控制過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督操作。它主要應(yīng)用領(lǐng)域有數(shù)控機(jī)床,通過(guò)相應(yīng)的數(shù)控技術(shù),在工業(yè)操作上結(jié)構(gòu)、功能、操作精度上都有明顯的提高。采用多CPU和多主線的體系結(jié)構(gòu),豐富了數(shù)控功能,也提高了生產(chǎn)效率。
柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用是計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造系統(tǒng)在機(jī)電控制工業(yè)的應(yīng)用,是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)。它主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。在工業(yè)上,它可以隨機(jī)地、按量地按照裝配部門(mén)的要求,生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件,更適用于多品種,小批量等的離散零件的批量生產(chǎn)。
交流傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展也是隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展在工業(yè)上有了重要的應(yīng)用,尤其是在鋼鐵工業(yè)中,使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)得以實(shí)現(xiàn),無(wú)論是大容量電機(jī)還是小容量電機(jī)現(xiàn)均可使同步電機(jī)或者異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆滑調(diào)速。也使交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。
可編程控制器(PLC)是集計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制化技術(shù)于一體的新型控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)解決了工業(yè)控制系統(tǒng)中大量開(kāi)關(guān)控制的問(wèn)題,逐漸取代了耗能多、故障率高的繼電器控制系統(tǒng)。隨著PLC技術(shù)的進(jìn)步,其應(yīng)用領(lǐng)域更是不斷擴(kuò)大,可采集存儲(chǔ)數(shù)據(jù),還可對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。PLC能編制各種各樣的控制算法程序,完成閉環(huán)控制。這種過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。此外,隨著工廠網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的發(fā)展,PLC可實(shí)現(xiàn)通信及聯(lián)網(wǎng)功能,更有助于工業(yè)生產(chǎn)的控制過(guò)程的監(jiān)控。如今,PLC技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保以及文化娛樂(lè)等各行各業(yè)。
2.2 計(jì)算機(jī)在機(jī)械和電子控制產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用實(shí)例
計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械電子控制技術(shù)一體化的有機(jī)結(jié)合,不斷使相關(guān)的新技術(shù)應(yīng)用到更多的領(lǐng)域中去,這些應(yīng)用到的領(lǐng)域已經(jīng)不再局限于工業(yè)的生產(chǎn),更多技術(shù)是切身關(guān)系到我們?nèi)粘5墓ぷ骱蜕睢O旅媾e幾個(gè)具體實(shí)例來(lái)介紹計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)電控制相結(jié)合的實(shí)際應(yīng)用。
PLC實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手移動(dòng)工件的控制過(guò)程。隨著世界經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展,人類活動(dòng)的范圍不斷擴(kuò)大,機(jī)器人的應(yīng)用正迅速向社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域擴(kuò)展,并從制造領(lǐng)域轉(zhuǎn)向非制造領(lǐng)域,各種各樣的機(jī)器人產(chǎn)品隨之出現(xiàn)。隨著機(jī)器人的生產(chǎn)和大量應(yīng)用,很多領(lǐng)域,許多單一、重復(fù)的機(jī)械工作由機(jī)器人(也稱機(jī)械手)來(lái)完成。工業(yè)機(jī)器人是一種能進(jìn)行自動(dòng)控制的、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機(jī),廣泛采用工業(yè)機(jī)器人,不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量,而且對(duì)保障人身安全,改善勞動(dòng)環(huán)境,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本有重要意義。與計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人的廣泛使用正在日益改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。
農(nóng)業(yè)方面,機(jī)械作業(yè)過(guò)程中駕駛室內(nèi)的儀表盤(pán)正迅速由電子監(jiān)視儀表取代并逐步由單一參數(shù)顯示方式向智能化信息顯示終端過(guò)渡,以此來(lái)改善人機(jī)交互界面。這種智能化顯示終端又被稱為虛擬化儀器顯示終端(Virtual Display Terminal),它代表了當(dāng)代儀器與控制裝置發(fā)展的主流方向。它可通過(guò)屏幕任意選擇顯示機(jī)組中不同部分的終端信息,在屏幕上按操作者的需求,調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)信息,顯示數(shù)據(jù)、圖形、語(yǔ)音等多媒體信息。另外,還可以將數(shù)據(jù)信息動(dòng)態(tài)存入類似信用卡尺寸大小的高密度智能化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡,將農(nóng)業(yè)作業(yè)過(guò)程的數(shù)據(jù)信息通過(guò)智能卡帶回辦公室,由計(jì)算機(jī)應(yīng)用高級(jí)軟件進(jìn)行處理。也可以將管理者的決策和操作指令通過(guò)智能卡傳送到拖拉機(jī)上的智能控制終端,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制農(nóng)機(jī)的操作。
PLC在自動(dòng)售貨機(jī)中的應(yīng)用。自動(dòng)售貨機(jī)通過(guò)顧客選擇商品開(kāi)關(guān),投入的硬幣值由PLC驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示,經(jīng)過(guò)光傳感器識(shí)別,通過(guò)判斷,進(jìn)行下一步操作,經(jīng)過(guò)PLC的系統(tǒng)控制和信號(hào)輸出完成售賣過(guò)程。計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)電自動(dòng)控制在自動(dòng)售貨機(jī)中的這項(xiàng)應(yīng)用極大方便了人們的生活,也使PLC的應(yīng)用更加廣泛。
交通信號(hào)燈系統(tǒng)也是微機(jī)軟件應(yīng)用到電子控制系統(tǒng)中的典型實(shí)例。通過(guò)主要應(yīng)用PLC技術(shù)控制十字路口的信號(hào)燈動(dòng)作。準(zhǔn)確無(wú)誤的完成信號(hào)燈的變燈動(dòng)作來(lái)控制時(shí)間,這項(xiàng)應(yīng)用更是極大方便了人們?nèi)粘I罟ぷ鞯某鲂小?/p>
電腦橫機(jī)中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用給機(jī)械編織行業(yè)帶來(lái)了巨大的變革。現(xiàn)在的電腦橫機(jī)是一種涉及到計(jì)算機(jī)、機(jī)械、電子、控制等諸多領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)。電腦橫機(jī)的編織是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程,最初的橫機(jī)是手動(dòng)橫機(jī),只能勝任比較簡(jiǎn)單的編織過(guò)程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到電腦橫機(jī)中,通過(guò)電腦的自動(dòng)控制,設(shè)計(jì)人員可對(duì)編織花型進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì),通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)字直接控制機(jī)械的退圈、墊沙、脫圈、彎沙等相應(yīng)的機(jī)械編織動(dòng)作,由計(jì)算機(jī)指令控制系統(tǒng)完成整個(gè)設(shè)計(jì)的編織,極大地提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。
與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多,并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯,以機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為主體的機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
3 總結(jié)
在機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域,電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的融入發(fā)展,機(jī)電一體化的形成是機(jī)械工業(yè)中的重要變革。通過(guò)不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù),使機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)在諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
[1]張東寶,工程機(jī)械與控制技術(shù)[M].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化,2007.
[2]馬增強(qiáng)等,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究,微計(jì)算機(jī)信息,1998.
[3]王立新,淺談數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào),2007.
中圖分類號(hào):TP391.41
機(jī)械自動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用具有可靠性高、效率高、功能多元化和節(jié)省能源和材料等特點(diǎn),能夠更好的滿足人們多元化的需求。因此,計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的變革,使生產(chǎn)水平和生產(chǎn)技術(shù)得到發(fā)展與革新。
1 機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域電子控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,我國(guó)機(jī)械行業(yè)也取得了極大的發(fā)展,特別是在“十一五”期間取得了可喜的成績(jī),機(jī)械行業(yè)在資金、市場(chǎng)、人才和技術(shù)等各方面都形成了獨(dú)具特色的發(fā)展模式,在國(guó)際取得了一定的地位,有效的推進(jìn)了我國(guó)機(jī)械行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。但是,我們也必須清醒客觀的認(rèn)識(shí)到機(jī)械行業(yè)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)很大程度上對(duì)中國(guó)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展方向產(chǎn)生了牽制和引領(lǐng)作用,因此,加強(qiáng)對(duì)我國(guó)機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的研究至關(guān)重要。當(dāng)前,機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域電子控制技術(shù)的發(fā)展成果集中體現(xiàn)在機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展。也就是指將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)中,以保證機(jī)械生產(chǎn)加工對(duì)象的自動(dòng)的、連續(xù)的生產(chǎn),優(yōu)化自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程,促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高。
機(jī)械制造業(yè)發(fā)展技術(shù)的主要發(fā)展方向就是機(jī)械自動(dòng)化,同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造和技術(shù)進(jìn)步的根本趨勢(shì)。機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)水準(zhǔn)一方面對(duì)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生極大的影響,另一方面也直接影響了國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的技術(shù)進(jìn)步。隨著電子技術(shù)的日益進(jìn)步和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的日益優(yōu)化,也不斷的推動(dòng)了我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域過(guò)程的優(yōu)化,特別是使機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程日益數(shù)字化、智能化和微型化。計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展促進(jìn)了機(jī)械控制技術(shù)的微型化,同時(shí)也推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)控制技術(shù)的日益智能化,也促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、電子和控制技術(shù)結(jié)合而成的機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展,并且被廣泛于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。
2 機(jī)電一體化的發(fā)展歷程與趨勢(shì)
2.1 機(jī)電一體化的基本發(fā)展歷程
機(jī)電一體化發(fā)展歷程大約經(jīng)歷了四個(gè)主要階段:第一階段,數(shù)控機(jī)床的誕生標(biāo)識(shí)這機(jī)電一體化發(fā)展進(jìn)程的開(kāi)始,因此機(jī)電一體化誕生的標(biāo)識(shí)就是數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世;第二階段,隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,極大的促進(jìn)了機(jī)電一體化的發(fā)展。微電子技術(shù)的發(fā)展為機(jī)電一體化的發(fā)展帶來(lái)了極大的動(dòng)力;第三階段,可編程控制器和“電力電子”技術(shù)的發(fā)展則從根本上退迪歐你給了機(jī)電一體化的發(fā)展,可編程控制器和電力電子技術(shù)都是機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)的監(jiān)視基礎(chǔ)和強(qiáng)力支持;第四階段,激光技術(shù)、模糊技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展也強(qiáng)有力的推進(jìn)了機(jī)電一體化的發(fā)展,使機(jī)電一體化進(jìn)入了全新的發(fā)展階段。
2.2 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)集中體現(xiàn)在以下四個(gè)方面:
(1)光機(jī)電一體化。機(jī)電一體化產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)就是光學(xué)技術(shù)與機(jī)電的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)光機(jī)電一體化。將光學(xué)技術(shù)引進(jìn)機(jī)電一體化中,充分發(fā)揮光學(xué)的優(yōu)點(diǎn),使機(jī)電一體化系統(tǒng)中的傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)得到有效的改進(jìn),也有助于改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的能源動(dòng)力系統(tǒng)。
(2)自律分配系統(tǒng)化――柔性化。為了適應(yīng)機(jī)電一體化系統(tǒng)在控制和執(zhí)行系統(tǒng)中擁有足夠的冗余度,保持系統(tǒng)具有較強(qiáng)的柔性,以更好的適應(yīng)未來(lái)機(jī)電一體化系統(tǒng)更大的數(shù)據(jù)處理任務(wù)的要求,因此,未來(lái)的機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)就是“自律分配系統(tǒng)”。
(3)全息系統(tǒng)化――智能化。智能化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢(shì)。在智能技術(shù)的推動(dòng)下,機(jī)電一體化產(chǎn)品的智能水平也將不斷提高,與此同時(shí),未來(lái)機(jī)電產(chǎn)品全息系統(tǒng)化特征和優(yōu)勢(shì)會(huì)日益凸顯。
(4)微型機(jī)電化――微型化。蝕刻技術(shù)是當(dāng)前最為新建的半導(dǎo)體器件制造技術(shù)之一。當(dāng)前,在實(shí)驗(yàn)室中通過(guò)對(duì)蝕刻技術(shù)的應(yīng)用,已經(jīng)制造出了亞微米級(jí)的機(jī)械元件。可以預(yù)見(jiàn),未來(lái)機(jī)械將與電子實(shí)現(xiàn)完全的融合,特別是能夠?qū)C(jī)械的機(jī)體、傳感器、CPU以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等集合在一起,組成一種體積很小的自律元件。因此,機(jī)電一體化產(chǎn)品的微型化也是發(fā)展的重要趨勢(shì)。
3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用
機(jī)電一體化是計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)以及電子技術(shù)等相結(jié)合的產(chǎn)物。機(jī)械一體化產(chǎn)品的主要應(yīng)用領(lǐng)域主要是數(shù)控機(jī)床。將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域中,明顯的優(yōu)化了工業(yè)操作的結(jié)構(gòu)和功能,提高了工業(yè)操作的精度。另外,機(jī)電一體化采用多CPU和多主線的體系結(jié)構(gòu)是數(shù)控的功能得以豐富,并且也提高了生產(chǎn)效率。
智能機(jī)器人就是計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的重要體現(xiàn)。目前,機(jī)器人的應(yīng)用逐漸擴(kuò)展向生產(chǎn)和生活各個(gè)領(lǐng)域,推動(dòng)了各種各樣機(jī)器人產(chǎn)品的出現(xiàn)和應(yīng)用。機(jī)器人應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域一方面提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量,另一方面也有助于保證人身安全,減輕勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)勞動(dòng)環(huán)境的改善和優(yōu)化,促進(jìn)勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高,節(jié)約原材料和成本。將計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和機(jī)械工業(yè)技術(shù)結(jié)合起來(lái)設(shè)計(jì)出的工業(yè)機(jī)器人得到越來(lái)越廣泛的使用,并且也逐漸的改變了人們的生活和生產(chǎn)方式。
3.1 自動(dòng)售貨機(jī)的應(yīng)用
顧客通過(guò)自動(dòng)售貨機(jī)選擇商品的開(kāi)關(guān),由PLC驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示出顧客投入的硬幣數(shù)值,通過(guò)光傳感識(shí)別器進(jìn)行硬幣數(shù)值的判斷,進(jìn)而通過(guò)PLC控制系統(tǒng)和信號(hào)輸出功能來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)商品自動(dòng)售賣過(guò)程。機(jī)械技術(shù)、機(jī)電自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合與自動(dòng)售貨機(jī)的應(yīng)用中極大的方便了人們的生活,推動(dòng)了PLC的廣泛應(yīng)用。
3.2 交通信號(hào)燈系統(tǒng)
微機(jī)軟件在電子控制系統(tǒng)中的典型案例還有交通信號(hào)燈系統(tǒng)的應(yīng)用。交通信號(hào)燈系統(tǒng)主要是通過(guò)PLC技術(shù)的應(yīng)用來(lái)對(duì)十字路口的信號(hào)燈動(dòng)作進(jìn)行控制,準(zhǔn)確無(wú)誤的完成信號(hào)燈的變燈動(dòng)作來(lái)控制時(shí)間。交通信號(hào)燈系統(tǒng)的應(yīng)用為人們?nèi)粘I詈凸ぷ鞯某鲂兄刃蚝桶踩峁┝擞辛Φ谋U稀?/p>
3.3 碼垛機(jī)器人的應(yīng)用
碼垛機(jī)器人的應(yīng)用是計(jì)算機(jī)在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的重要表現(xiàn)形式。隨著碼垛機(jī)器人的日益智能化和數(shù)字化,其在搬運(yùn)、點(diǎn)焊、噴涂等各個(gè)行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用。碼垛機(jī)器人是計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、控制技術(shù)、智能技術(shù)等相結(jié)合的集成化系統(tǒng),其組成部分主要有工業(yè)機(jī)器人、編程器、控制器以及疊盤(pán)機(jī)、控制器和托盤(pán)輸送和定位設(shè)備等。總之,碼垛機(jī)器人作為機(jī)電一體化的典型代表,能夠?yàn)橛脩魧?shí)際應(yīng)用提供經(jīng)濟(jì)、適用的自動(dòng)化解決方案。
4 結(jié)束語(yǔ)
電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)融入機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域是發(fā)展的必然趨勢(shì),機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展為工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域注入了全新的發(fā)展機(jī)遇。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)展,其與機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域融合得越來(lái)越緊密,使機(jī)電一體化在諸多領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。因此,機(jī)械工業(yè)發(fā)展的唯一出路就是機(jī)械自動(dòng)化。作為計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械工業(yè)方面的研究設(shè)計(jì)人員和工作者都應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域相結(jié)合是必然發(fā)展趨勢(shì),并且積極創(chuàng)新,設(shè)計(jì)出更加智能化、現(xiàn)代化、數(shù)字化的機(jī)電一體化產(chǎn)品,以更好的促進(jìn)機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]關(guān)林.試論電子計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2012(03).
0 引言
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的變革,同時(shí)給相關(guān)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了巨大的影響,提高了生產(chǎn)水平和技術(shù)。隨著各種技術(shù)之間相融合的發(fā)展,以計(jì)算機(jī)電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)為核心的機(jī)電控制領(lǐng)域?qū)⒔o工業(yè)及科研等領(lǐng)域帶來(lái)更多的實(shí)際應(yīng)用。
1 計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展概況
1.1 計(jì)算機(jī)控制理論的形成與技術(shù)的發(fā)展
忽略數(shù)字信號(hào)的量化效應(yīng),可以將計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)看成采樣控制系統(tǒng),在這一系統(tǒng)中,將其中連續(xù)的環(huán)節(jié)離散化,則整個(gè)系統(tǒng)又可看成由不同的離散系統(tǒng)構(gòu)成。計(jì)算機(jī)控制理論的發(fā)展主要是將采樣理論、差分方程、變換理論、狀態(tài)空間理論和系統(tǒng)辨識(shí)自適應(yīng)控制等理論綜合應(yīng)用到控制技術(shù)中,使計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有了初步發(fā)展。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、時(shí)變的非線性系統(tǒng),控制系統(tǒng)則融入了魯棒控制、模糊控制、預(yù)測(cè)控制等多種新型理論,逐步形成了工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)的一個(gè)新方向。
自世界第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世后,計(jì)算機(jī)首先被用來(lái)自動(dòng)檢測(cè)化工生產(chǎn)過(guò)程的過(guò)程參量并進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理,同時(shí)也研究了計(jì)算機(jī)的開(kāi)環(huán)控制。到二十世紀(jì)六十年代,出現(xiàn)了用于過(guò)程控制的計(jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)了直接數(shù)字控制。后經(jīng)集中式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的以微處理器為核心的分層式控制系統(tǒng)控制,通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作和管理控制等。伴隨著計(jì)算機(jī)處理器等技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)控制技術(shù)也隨之發(fā)生相應(yīng)的變革,最終應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中并對(duì)其產(chǎn)生巨大影響。
1.2 機(jī)械和電子控制技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀
在生產(chǎn)、科研等諸多領(lǐng)域里,有大量的物理量需要按某種變化規(guī)律進(jìn)行控制。在二十世紀(jì)三十年代之前,工業(yè)生產(chǎn)多處于手工操作的狀態(tài)。最初采用基地式儀表控制壓力溫度等在一恒定范圍內(nèi),初步有了對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械控制實(shí)踐。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的出現(xiàn),直接實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)中各參量和過(guò)程的數(shù)字控制。計(jì)算機(jī)的微型化使控制技術(shù)更加智能化,同時(shí)將機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合的機(jī)電一體化技術(shù)也得到迅猛發(fā)展,且越來(lái)越被廣泛的應(yīng)用到各生產(chǎn)領(lǐng)域。目前主要形成并應(yīng)用的機(jī)電控制技術(shù)主要有PID控制,PID是經(jīng)典控制理論的代表,它吸收了智能控制思想并利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì),形成了自適應(yīng)PID和非線性PID等更利于控制的變種PID控制器。另外還有模糊控制(FLC)、變結(jié)構(gòu)控制等,均隨著計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展在不斷地拓寬。
2 機(jī)電一體化的發(fā)展及在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用
2.1 機(jī)電一體化的簡(jiǎn)介和生產(chǎn)應(yīng)用
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)集合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)總稱,綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)等對(duì)各生產(chǎn)領(lǐng)域的控制過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督操作。它主要應(yīng)用領(lǐng)域有數(shù)控機(jī)床,通過(guò)相應(yīng)的數(shù)控技術(shù),在工業(yè)操作上結(jié)構(gòu)、功能、操作精度上都有明顯的提高。采用多CPU和多主線的體系結(jié)構(gòu),豐富了數(shù)控功能,也提高了生產(chǎn)效率。
柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用是計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造系統(tǒng)在機(jī)電控制工業(yè)的應(yīng)用,是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)。它主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。在工業(yè)上,它可以隨機(jī)地、按量地按照裝配部門(mén)的要求,生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件,更適用于多品種,小批量等的離散零件的批量生產(chǎn)。
交流傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展也是隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展在工業(yè)上有了重要的應(yīng)用,尤其是在鋼鐵工業(yè)中,使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)得以實(shí)現(xiàn),無(wú)論是大容量電機(jī)還是小容量電機(jī)現(xiàn)均可使同步電機(jī)或者異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆滑調(diào)速。也使交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。
可編程控制器(PLC)是集計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制化技術(shù)于一體的新型控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)解決了工業(yè)控制系統(tǒng)中大量開(kāi)關(guān)控制的問(wèn)題,逐漸取代了耗能多、故障率高的繼電器控制系統(tǒng)。隨著PLC技術(shù)的進(jìn)步,其應(yīng)用領(lǐng)域更是不斷擴(kuò)大,可采集存儲(chǔ)數(shù)據(jù),還可對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。PLC能編制各種各樣的控制算法程序,完成閉環(huán)控制。這種過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。此外,隨著工廠網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的發(fā)展,PLC可實(shí)現(xiàn)通信及聯(lián)網(wǎng)功能,更有助于工業(yè)生產(chǎn)的控制過(guò)程的監(jiān)控。如今,PLC技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保以及文化娛樂(lè)等各行各業(yè)。
2.2 計(jì)算機(jī)在機(jī)械和電子控制產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用實(shí)例
計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械電子控制技術(shù)一體化的有機(jī)結(jié)合,不斷使相關(guān)的新技術(shù)應(yīng)用到更多的領(lǐng)域中去,這些應(yīng)用到的領(lǐng)域已經(jīng)不再局限于工業(yè)的生產(chǎn),更多技術(shù)是切身關(guān)系到我們?nèi)粘5墓ぷ骱蜕睢O旅媾e幾個(gè)具體實(shí)例來(lái)介紹計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)電控制相結(jié)合的實(shí)際應(yīng)用。
PLC實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手移動(dòng)工件的控制過(guò)程。隨著世界經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展,人類活動(dòng)的范圍不斷擴(kuò)大,機(jī)器人的應(yīng)用正迅速向社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域擴(kuò)展,并從制造領(lǐng)域轉(zhuǎn)向非制造領(lǐng)域,各種各樣的機(jī)器人產(chǎn)品隨之出現(xiàn)。隨著機(jī)器人的生產(chǎn)和大量應(yīng)用,很多領(lǐng)域,許多單一、重復(fù)的機(jī)械工作由機(jī)器人(也稱機(jī)械手)來(lái)完成。工業(yè)機(jī)器人是一種能進(jìn)行自動(dòng)控制的、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機(jī),廣泛采用工業(yè)機(jī)器人,不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量,而且對(duì)保障人身安全,改善 勞動(dòng)環(huán)境,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本有重要意義。與計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人的廣泛使用正在日益改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。
農(nóng)業(yè)方面,機(jī)械作業(yè)過(guò)程中駕駛室內(nèi)的儀表盤(pán)正迅速由電子監(jiān)視儀表取代并逐步由單一參數(shù)顯示方式向智能化信息顯示終端過(guò)渡,以此來(lái)改善人機(jī)交互界面。這種智能化顯示終端又被稱為虛擬化儀器顯示終端(Virtual Display Terminal),它代表了當(dāng)代儀器與控制裝置發(fā)展的主流方向。它可通過(guò)屏幕任意選擇顯示機(jī)組中不同部分的終端信息,在屏幕上按操作者的需求,調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)信息,顯示數(shù)據(jù)、圖形、語(yǔ)音等多媒體信息。另外,還可以將數(shù)據(jù)信息動(dòng)態(tài)存入類似信用卡尺寸大小的高密度智能化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡,將農(nóng)業(yè)作業(yè)過(guò)程的數(shù)據(jù)信息通過(guò)智能卡帶回辦公室,由計(jì)算機(jī)應(yīng)用高級(jí)軟件進(jìn)行處理。也可以將管理者的決策和操作指令通過(guò)智能卡傳送到拖拉機(jī)上的智能控制終端,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制農(nóng)機(jī)的操作。
PLC在自動(dòng)售貨機(jī)中的應(yīng)用。自動(dòng)售貨機(jī)通過(guò)顧客選擇商品開(kāi)關(guān),投入的硬幣值由PLC驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示,經(jīng)過(guò)光傳感器識(shí)別,通過(guò)判斷,進(jìn)行下一步操作,經(jīng)過(guò)PLC的系統(tǒng)控制和信號(hào)輸出完成售賣過(guò)程。計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)電自動(dòng)控制在自動(dòng)售貨機(jī)中的這項(xiàng)應(yīng)用極大方便了人們的生活,也使PLC的應(yīng)用更加廣泛。
交通信號(hào)燈系統(tǒng)也是微機(jī)軟件應(yīng)用到電子控制系統(tǒng)中的典型實(shí)例。通過(guò)主要應(yīng)用PLC技術(shù)控制十字路口的信號(hào)燈動(dòng)作。準(zhǔn)確無(wú)誤的完成信號(hào)燈的變燈動(dòng)作來(lái)控制時(shí)間,這項(xiàng)應(yīng)用更是極大方便了人們?nèi)粘I罟ぷ鞯某鲂小?/p>
電腦橫機(jī)中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用給機(jī)械編織行業(yè)帶來(lái)了巨大的變革。現(xiàn)在的電腦橫機(jī)是一種涉及到計(jì)算機(jī)、機(jī)械、電子、控制等諸多領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)。電腦橫機(jī)的編織是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程,最初的橫機(jī)是手動(dòng)橫機(jī),只能勝任比較簡(jiǎn)單的編織過(guò)程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到電腦橫機(jī)中,通過(guò)電腦的自動(dòng)控制,設(shè)計(jì)人員可對(duì)編織花型進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì),通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)字直接控制機(jī)械的退圈、墊沙、脫圈、彎沙等相應(yīng)的機(jī)械編織動(dòng)作,由計(jì)算機(jī)指令控制系統(tǒng)完成整個(gè)設(shè)計(jì)的編織,極大地提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。
與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多,并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯,以機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為主體的機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
3 總結(jié)
在機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域,電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的融入發(fā)展,機(jī)電一體化的形成是機(jī)械工業(yè)中的重要變革。通過(guò)不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù),使機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)在諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。
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中圖分類號(hào): TD404 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的快速發(fā)展,其在機(jī)械工程中的應(yīng)用日益廣泛,計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用大大提高了機(jī)械制造各個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率。
一.機(jī)械設(shè)計(jì)
在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(Computer Aided Design,CAD)正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)的全面支持。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)主要有計(jì)算機(jī)繪圖(幾何實(shí)體造型)、標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)與調(diào)用、標(biāo)注—標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的引用 、零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。這里著重介紹其基本功能,計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)。計(jì)算機(jī)繪圖是指利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)繪制出符合要求的二維工程圖樣或建立起三維模型的方法和技術(shù)。在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段,利用計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)可以進(jìn)行圖形繪制、尺寸標(biāo)注、技術(shù)條件標(biāo)注等全部繪圖工作。在現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,還利用計(jì)算機(jī)繪圖直接構(gòu)建出零件或整個(gè)產(chǎn)品的三維模型。與傳統(tǒng)的手工繪圖相比,計(jì)算機(jī)繪圖不僅具有速度快、精度高的特點(diǎn),而且通過(guò)對(duì)大批量電子版圖形進(jìn)行有效的管理,可以方便快捷地對(duì)圖形進(jìn)行檢索、修改和重用,在實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)應(yīng)用十分廣泛。常用的繪圖軟件有UG、Pro/E、Solidworks、I-deas、Outocad 、CAXA等。
二.分析測(cè)試
在機(jī)械產(chǎn)品的分析測(cè)試環(huán)節(jié),常用的計(jì)算機(jī)技術(shù)是計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù) (Computer Aided Engineering,CAE)。
計(jì)算機(jī)輔助工程指用計(jì)算機(jī)輔助求解分析復(fù)雜工程和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能,以及優(yōu)化結(jié)構(gòu)性能等,主要包括有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。
有限元分析是指使用有限元軟件對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能分析,主要分析強(qiáng)度(應(yīng)力)、剛度(應(yīng)變和變形)、動(dòng)態(tài)特性(固有頻率、振動(dòng)模態(tài))、熱態(tài)特性(溫度場(chǎng)、熱變形)等。其核心思想是結(jié)構(gòu)的離散化,即將實(shí)際結(jié)構(gòu)離散為有限數(shù)目的規(guī)則單元組合體,實(shí)際結(jié)構(gòu)的物理性能可以通過(guò)對(duì)離散體進(jìn)行分析,得出滿足工程精度的近似結(jié)果來(lái)替代對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)的分析,這樣可以解決很多實(shí)際工程需要解決而理論分析又無(wú)法解決的復(fù)雜問(wèn)題。其基本過(guò)程是將一個(gè)形狀復(fù)雜的連續(xù)體的求解區(qū)域分解為有限的形狀簡(jiǎn)單的子區(qū)域,即將一個(gè)連續(xù)體簡(jiǎn)化為由有限個(gè)單元組合的等效組合體;通過(guò)將連續(xù)體離散化,把求解連續(xù)體的場(chǎng)變量問(wèn)題簡(jiǎn)化為求解有限的單元節(jié)點(diǎn)上的場(chǎng)變量值。此時(shí)得到的基本方程是一個(gè)代數(shù)方程組,而不是原來(lái)描述真實(shí)連續(xù)體場(chǎng)變量的微分方程組,求解后得到近似的數(shù)值解。有限元分析中常用的軟件有ANSYS、SAP、ADINA、NASTRAN等。
完成有限元分析之后,計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)的另一個(gè)重要環(huán)節(jié)是優(yōu)化化設(shè)計(jì), 運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)算法,以機(jī)械的某項(xiàng)或多項(xiàng)性能指標(biāo)最優(yōu)為目標(biāo),求解其設(shè)計(jì)參數(shù),借助計(jì)算機(jī)分析計(jì)算,確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性,降低成本。常用的軟件有ISIGHT、OPB—2等。
與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中資源消耗極大的物理樣機(jī)驗(yàn)證設(shè)計(jì)過(guò)程相比,CAE技術(shù)能縮短設(shè)計(jì)和分析的循環(huán)周期,找出產(chǎn)品設(shè)計(jì)最佳方案,降低材料的消耗或成本,在產(chǎn)品制造或工程施工前預(yù)先發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題,模擬各種試驗(yàn)方案,減少試驗(yàn)時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。
三.制造生產(chǎn)
在實(shí)際的機(jī)械生產(chǎn)制造過(guò)程中,計(jì)算機(jī)檢測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)檢測(cè)技術(shù)主要是利用計(jì)算機(jī)采集、分析處理、存儲(chǔ)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù),完成對(duì)設(shè)備的在線監(jiān)控和診斷。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)主要是利用計(jì)算機(jī)作為控制器對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)控制,這里主要介紹計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。
現(xiàn)代生產(chǎn)中,計(jì)算機(jī)控制技術(shù)主要是計(jì)算機(jī)輔助制造(Computer Aided Manufacturing,CAM),其核心是計(jì)算機(jī)數(shù)值控制,是將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于制造生產(chǎn)過(guò)程的過(guò)程或系統(tǒng)。最主要的應(yīng)用成果就是數(shù)控機(jī)床,使機(jī)械制造加工的精度得到前所未有的提高,同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了多工序自動(dòng)化加工,提高了資源利用率。在數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上,又發(fā)展出稱為 “加工中心”的多功能機(jī)床,能從刀庫(kù)中自動(dòng)換刀和自動(dòng)轉(zhuǎn)換工作位置,能連續(xù)完成銳、鉆、餃、攻絲等多道工序,這些都是通過(guò)程序指令控制運(yùn)作的,只要改變程序指令就可改變加工過(guò)程,數(shù)控的這種加工靈活性稱之為“柔性”。
進(jìn)一步的應(yīng)用是柔性制造系統(tǒng),柔性制造系統(tǒng)是,指在一臺(tái)主計(jì)算機(jī)管理和監(jiān)控下,
由多臺(tái)數(shù)控機(jī)床(包括加工中心)與工件傳送、裝夾、卸下裝置所組成,能夠適應(yīng)多品種、不同批量的一種新型加工系統(tǒng)。它可以在不停機(jī)的條件下調(diào)整工序、順序和節(jié)拍,實(shí)現(xiàn)一種工件向另一種工件的轉(zhuǎn)換,不同工序之間沒(méi)有固定順序和節(jié)拍, 甚至于可幾種工件同時(shí)加工。大大縮短了加工周期。柔性制造系統(tǒng)技術(shù)結(jié)構(gòu)主要有加工單元、工件流系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)。信息管理系統(tǒng)主要包括計(jì)算機(jī)和數(shù)控系統(tǒng)、切削加工狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)、工件位置和加工精度測(cè)量控制系統(tǒng)、故障診斷及適應(yīng)控制系統(tǒng)等等。
許多柔性制造系統(tǒng)加上運(yùn)輸系統(tǒng)、機(jī)器人裝配、立體倉(cāng)庫(kù)等設(shè)備,并由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)度管理,形成產(chǎn)品生產(chǎn)全過(guò)程自動(dòng)化生產(chǎn)單位,即自動(dòng)化工廠,自動(dòng)化工廠是計(jì)算機(jī)技術(shù)在生產(chǎn)制造領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。
結(jié)論:計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的各個(gè)環(huán)節(jié)都有著重要的應(yīng)用,尤其體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)上,使得機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)生了革命性的變化。而且隨著社會(huì)的發(fā)展,必然要求更高的生產(chǎn)效率,計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域也將會(huì)有更廣泛、更深入的應(yīng)用,而我們作為新一代的從業(yè)者,也必須具備更扎實(shí)、更廣泛的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí),才能滿足行業(yè)發(fā)展的需要。
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1兩大計(jì)算機(jī)技術(shù)在中醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用
1.1中醫(yī)相關(guān)系統(tǒng)
1.1.1專家系統(tǒng)該系統(tǒng)是一種能夠模擬人類專家解決某個(gè)領(lǐng)域問(wèn)題的具有智能特點(diǎn)的計(jì)算機(jī)程序[3]。通常一個(gè)專家系統(tǒng)由知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、推理機(jī)、知識(shí)獲取模塊和解釋接口5個(gè)基本部分組成。近10年來(lái),專家系統(tǒng)雖不斷向?qū)嵱眯浴⒎€(wěn)定性、精確性努力,但仍未形成統(tǒng)一、固定的模式。
中醫(yī)專家系統(tǒng)是以中醫(yī)專家診療規(guī)律的邏輯思維過(guò)程為程序基礎(chǔ),通過(guò)數(shù)據(jù)處理和邏輯推理,模擬中醫(yī)專家完成臨床診斷治病的過(guò)程。自20世紀(jì)70年代第一個(gè)中醫(yī)專家系統(tǒng)問(wèn)世以來(lái)[4],已有遍及中醫(yī)內(nèi)、外、婦、兒、五官及針灸等領(lǐng)域超過(guò)300個(gè)專家系統(tǒng)[5]。中醫(yī)相關(guān)系統(tǒng)的研制經(jīng)歷了由初期的轉(zhuǎn)向中期的低潮、后期緩慢發(fā)展的狀態(tài),研究模型主要涉及辨證,較少研究組方[6]。為了不讓中醫(yī)專家系統(tǒng)自此停滯以致消失,一些研究人員努力在原有基礎(chǔ)上尋找突破口,力求突破發(fā)展的瓶頸。
楊氏等[7]提出用基于案例的解釋來(lái)生成診斷結(jié)果的解釋性說(shuō)明及輔助構(gòu)建基本案例的新思路,相比傳統(tǒng)的基于案例推理的中醫(yī)診療專家系統(tǒng),改進(jìn)的系統(tǒng)可以適應(yīng)不確定、不完全的知識(shí)表示;并詳細(xì)介紹了兩個(gè)核心的基本結(jié)構(gòu),即案例提取網(wǎng)和案例提取算法。案例提取網(wǎng)能有效解決知識(shí)獲取瓶頸的缺陷,系統(tǒng)可以自動(dòng)推理疾病的種類不再局限,同時(shí)案例可以修正和學(xué)習(xí)的功能改善了以往知識(shí)庫(kù)中知識(shí)不能自動(dòng)獲取和學(xué)習(xí)的不足。
有學(xué)者為了解決臨床多種辨證體系混用、辨證方法不統(tǒng)一及辨證不易掌握等問(wèn)題,選擇“五臟系統(tǒng)辨證”的辨證方法,利用模糊數(shù)學(xué)方法建立中醫(yī)辨證的數(shù)學(xué)模型,秉承吳承玉教授的中醫(yī)藏象辨證思想,開(kāi)發(fā)了基于WPF設(shè)計(jì)的符合心系基礎(chǔ)證模糊識(shí)別數(shù)學(xué)模型的一般性軟件系統(tǒng),力求使中醫(yī)專家系統(tǒng)能夠得到統(tǒng)一[8]。
侯氏等[9]提出的“網(wǎng)格”技術(shù),是一個(gè)集成的計(jì)算與資源環(huán)境,具有分布性、異構(gòu)性、自治性、動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)。引進(jìn)結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)格技術(shù)和中間件技術(shù)的專家系統(tǒng),能解決傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)不能適應(yīng)大規(guī)模數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用、數(shù)據(jù)異構(gòu)存放的問(wèn)題;并提出基于這種新技術(shù)的結(jié)構(gòu)模型,為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)提供思路。
吳氏[10]針對(duì)傳統(tǒng)中醫(yī)專家系統(tǒng)缺乏系統(tǒng)性、智能型、實(shí)用性、忽視中醫(yī)“整體觀”及需要依賴專家個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和信息量不足等問(wèn)題,提出了一種基于軟計(jì)算方法的中醫(yī)智能辨證處理系統(tǒng)。該算法融合了多種計(jì)算模式,能模擬自然界智能系統(tǒng)的生化過(guò)程,對(duì)不確定、不精確、甚至不完全真值有容錯(cuò)處理,獲得了低代價(jià)的解決方案和較好的魯棒性(robustness)。
從上述報(bào)道可以看出,近年來(lái)的研究充分考慮了中醫(yī)學(xué)科的特殊性,并從不同角度對(duì)傳統(tǒng)專家系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn),在保證系統(tǒng)穩(wěn)定、完整及實(shí)用等基礎(chǔ)上智能化、人性化。但因中醫(yī)專家系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)是各中醫(yī)專家根據(jù)自己經(jīng)驗(yàn)提供的,故知識(shí)庫(kù)之間缺少統(tǒng)一和交互;另外,知識(shí)庫(kù)中龐大、無(wú)章的數(shù)據(jù)處理問(wèn)題也亟待解決。
1.1.2辨證系統(tǒng)辨證論治是中醫(yī)認(rèn)識(shí)和治療疾病的基本原則,“望、聞、問(wèn)、切”是其中的基礎(chǔ)核心,但傳統(tǒng)四診方法和辨證有較大的主觀性和難以重復(fù)性,使中醫(yī)的科學(xué)性一直無(wú)法得到國(guó)際認(rèn)可。因此,四診的客觀化研究是整個(gè)中醫(yī)辨證體系標(biāo)準(zhǔn)化、客觀化的前提。
舌象是中醫(yī)證型判斷的一個(gè)重要依據(jù),但舌的顏色在臨床中有時(shí)很難用肉眼分清,如青紫舌,青和紫是2種不同的寒熱屬性,若顏色把握不當(dāng),將影響臨床治療。為此,翁氏等[11]采用色度學(xué)原理及計(jì)算機(jī)圖像分析技術(shù),將血瘀證舌象定量化、客觀化,運(yùn)用“中醫(yī)舌診專家系統(tǒng)”對(duì)照觀察352例血瘀證和218例非血瘀證舌質(zhì)改變,并進(jìn)行舌質(zhì)RBG量化觀測(cè),發(fā)現(xiàn)血瘀證舌的紅色分量R值較非血瘀組顯著降低(P<0.01),綠色分量G值2組接近(P>0.05),藍(lán)色分量B值顯著增高(P<0.01);且血瘀證舌以淡紫為多,其次為黯紅、紫紅。同時(shí),還觀察到RGB量值變化可以靈敏反映舌質(zhì)變化,不僅便于青紫色與其他舌色的區(qū)別,也可鑒別淡紫、紫紅、黯紅及青紫等程度的差異。
問(wèn)診在四診中收集的臨床資料最多、最廣,加上有時(shí)患者提供的資料雜亂、缺失,故較難從中提取出與疾病關(guān)系密切的信息。何氏等[12]嘗試在中醫(yī)理論指導(dǎo)下,將計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能信息處理技術(shù)與中醫(yī)理論相結(jié)合,設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)研制出具有人機(jī)對(duì)話功能、人機(jī)交互功能的計(jì)算機(jī)中醫(yī)問(wèn)診系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)收集的一系列臨床問(wèn)診癥狀,通過(guò)程序分析做出初步判斷,不僅能輔助臨床醫(yī)生治療,也利于臨床問(wèn)診的規(guī)范化。
脈診是中醫(yī)最具特色的診療之一,但脈診的感知因人而異,不同的醫(yī)者即使對(duì)同一位患者的脈象診斷也不同,因此很難有統(tǒng)一的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),增加了初學(xué)者對(duì)脈診把握的難度。為了中醫(yī)脈象學(xué)的研究更科學(xué)化,王氏[13]設(shè)計(jì)了脈診專家數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),采用時(shí)域和頻域(尺度)相結(jié)合的方法分析脈象信號(hào),引入時(shí)頻分析和小波理論對(duì)脈象信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理和特征提取,對(duì)處理后的脈象信號(hào)使用模糊集理論進(jìn)行分類識(shí)別、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化。該系統(tǒng)將現(xiàn)代系統(tǒng)理論和信號(hào)處理方法與脈象學(xué)相結(jié)合,為脈診客觀化研究提供了新的思路和方法。
從上述文獻(xiàn)可以看出,目前除聞診外,望診、問(wèn)診、切診的客觀化和定量化均有所研究,對(duì)中醫(yī)科學(xué)性的驗(yàn)證具有推動(dòng)作用。另外,有學(xué)者考慮到中醫(yī)有“無(wú)證可辨”的情況,利用現(xiàn)代CT檢測(cè)技術(shù)定量診斷脂肪肝,發(fā)現(xiàn)脂肪肝患者肝臟CT值和肝/脾CT比值與各中醫(yī)證型之間有一定相關(guān)性,為臨床中醫(yī)辨證論治脂肪肝提供了客觀依據(jù)[14]。當(dāng)然,因相關(guān)技術(shù)還處于探索階段,各系統(tǒng)的單一性未能體現(xiàn)中醫(yī)“四診合參”的辨證原則,且系統(tǒng)設(shè)計(jì)還需進(jìn)一步完善。如上述舌診中單憑青、紫顏色的變化判斷疾病存在片面性,青紫舌雖主血?dú)怵鰷嗫梢?jiàn)于先天性心臟病、某些藥物或食物中毒的患者;而脈象有“春胃微弦、夏胃微鉤、秋胃微毛、冬胃微石”的平脈,弦脈雖主肝膽病變、疼痛、痰飲等,亦可見(jiàn)于健康者。
1.2數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)
中醫(yī)屬經(jīng)驗(yàn)積累的學(xué)科,醫(yī)史文獻(xiàn)研究具有重大意義和價(jià)值。傳統(tǒng)的傳承方式是紙質(zhì)記錄和口口相傳,故在流傳的過(guò)程中難免疏漏、誤傳誤用、片面、丟失等。電子化的儲(chǔ)存、記錄能保證名老中醫(yī)經(jīng)驗(yàn)完整性、準(zhǔn)確性和永久性,同時(shí)存儲(chǔ)卡的相互拷貝能實(shí)現(xiàn)知識(shí)共享,使中醫(yī)的傳承不再保守。但僅是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)還不夠,中醫(yī)數(shù)據(jù)量的龐大、殘缺、重復(fù)、復(fù)雜造成“數(shù)據(jù)量大,知識(shí)少”的尷尬局面。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能從海量、不完全、有噪聲、模糊的數(shù)據(jù)中挖掘出有價(jià)值、有意義的信息和知識(shí),減少數(shù)據(jù)的冗余性、復(fù)雜性、模糊性。該技術(shù)是一門(mén)新興的交叉學(xué)科,常用于中醫(yī)學(xué)研究的數(shù)據(jù)挖掘方法有聚類分析、關(guān)聯(lián)規(guī)則分析、相關(guān)性分析、因子分析、回歸分析等。如采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)挖掘名老中醫(yī)學(xué)術(shù)思想和臨證經(jīng)驗(yàn)中的規(guī)律、個(gè)體化診療特征,提煉出蘊(yùn)藏的新理論、新方法、新知識(shí)等。
許氏等[15]從貝葉斯網(wǎng)絡(luò)方法的原理與中醫(yī)辨證思維的相似性出發(fā),構(gòu)建的中醫(yī)辨證貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型可將中醫(yī)理論可視化、精確化、清晰化,同時(shí)介紹了基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)預(yù)處理功能在中醫(yī)證候研究中的應(yīng)用與展望。
王氏等[16]利用“名老中醫(yī)臨床診療信息采集系統(tǒng)”采集了20余位名老中醫(yī)的診療信息,病例數(shù)達(dá)600余例,診次達(dá)2000次以上,挖掘出了眾多名老中醫(yī)個(gè)性及共性的病-癥-證-方對(duì)應(yīng)關(guān)系。
朱氏等[17]以蔣健教授診治胃痛的有效醫(yī)案為研究對(duì)象構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)醫(yī)案的存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)采集與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)錄功能,結(jié)合多種數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)挖掘出蔣健教授治療胃痛的組方用藥特點(diǎn)。
謝氏等[18]基于中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)軟件,分析了李成綱治療脫發(fā)的用藥經(jīng)驗(yàn)。該系統(tǒng)的創(chuàng)新之處在于不僅采用規(guī)則分析,統(tǒng)計(jì)用藥頻次,且對(duì)組方藥物中的四氣五味歸經(jīng)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)李成綱處方中常用的、使用頻次較高的藥物,還通過(guò)關(guān)聯(lián)規(guī)則發(fā)現(xiàn)其遣方用藥的規(guī)律及藥物的配伍關(guān)系,反推脫發(fā)的病理機(jī)制。該研究為隱性經(jīng)驗(yàn)的挖掘創(chuàng)造了條件。
蔣氏等[19]從具有代表性的主要古籍中篩選出脾胃方1355首,對(duì)方中數(shù)據(jù)規(guī)范化、結(jié)構(gòu)化和數(shù)字化預(yù)處理后,采用聚類分析、頻繁集方法,挖掘上述方劑的藥物組成與病機(jī)、癥狀及關(guān)聯(lián)規(guī)律。發(fā)現(xiàn)了7味核心藥物、脾胃方的基本結(jié)構(gòu),以及有特殊組合關(guān)系的藥對(duì)、藥組和“方藥證”對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)。該研究通過(guò)對(duì)某一病種的數(shù)據(jù)挖掘,進(jìn)一步驗(yàn)證了中醫(yī)“理法方藥”的合理性、科學(xué)性、前瞻性。
由上述文獻(xiàn)可見(jiàn),數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在理-法-方-藥-癥-證等關(guān)系的挖掘中不僅促進(jìn)了中醫(yī)藥學(xué)術(shù)水平的提高,也為現(xiàn)代藥理學(xué)提供了研究思路,為驗(yàn)證鞏固古人理論的宏觀醫(yī)學(xué)和微觀醫(yī)學(xué)搭建了一個(gè)橋梁,如可篩選出有效方劑中的使用頻率較高的方藥,找出核心藥對(duì),根據(jù)經(jīng)驗(yàn)劑量,實(shí)驗(yàn)提取藥對(duì)的有效化學(xué)組分后,從分子生物學(xué)角度研究這些組分的生物活性成分在人體內(nèi)的作用情況,為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。
1.3專家系統(tǒng)與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的結(jié)合
當(dāng)今是一個(gè)大數(shù)據(jù)時(shí)代,數(shù)據(jù)的不斷循環(huán)、產(chǎn)生和累積,勢(shì)必導(dǎo)致新的復(fù)雜問(wèn)題的出現(xiàn)。雖然專家系統(tǒng)有一定的智能性,但不能像人類一樣有思索、應(yīng)變等高級(jí)處理能力。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的發(fā)展前景廣闊,但仍需與其他技術(shù)相結(jié)合,取長(zhǎng)補(bǔ)短,發(fā)揮最大潛能。知識(shí)的自動(dòng)獲取是專家系統(tǒng)的核心,基于數(shù)據(jù)挖掘的專家系統(tǒng)將不再是通過(guò)從名老中醫(yī)專家的經(jīng)驗(yàn)中提取規(guī)則并將其轉(zhuǎn)換為知識(shí),而是從中醫(yī)專家提供的大量數(shù)據(jù)中,通過(guò)挖掘出的知識(shí)自動(dòng)獲取,見(jiàn)圖1。
圖1是二者結(jié)合的第一步,雖然計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的結(jié)合對(duì)于數(shù)據(jù)的處理、客觀、量化有明顯優(yōu)勢(shì),但中醫(yī)不同于其他學(xué)科,帶有濃重的人文色彩,在治病診療的過(guò)程中需要領(lǐng)悟性、靈活性、技巧性,需要不斷嘗試,與患者溝通及了解和給予人文關(guān)懷等,不能將中醫(yī)完全客觀化、指標(biāo)化。因此,可以引進(jìn)類似Agent更智能和人性化的技術(shù),它具有主動(dòng)性、智能性、交互性、協(xié)作性和移動(dòng)性的特點(diǎn),有人類的認(rèn)知性,如知識(shí)、信念、意圖和愿望等。理想化的是做到人與計(jì)算機(jī)之間形成同伴關(guān)系,即關(guān)鍵處需要有經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的人來(lái)解決,而可以形式化的處理則依靠計(jì)算機(jī),見(jiàn)圖2。
2小結(jié)
隨著計(jì)算機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和普及,中醫(yī)與計(jì)算機(jī)的結(jié)合是時(shí)展的必然,計(jì)算機(jī)對(duì)中醫(yī)事業(yè)的推動(dòng)有著不可替代的作用。它的出現(xiàn)使知識(shí)獲得的步伐與數(shù)據(jù)增長(zhǎng)速度的距離不斷縮小,人類工作的有效性和時(shí)效性不斷提高。但就中醫(yī)而言,由于該學(xué)科具有系統(tǒng)性、復(fù)雜性、不確定性、模糊性、整體性等特點(diǎn),如何使二者更好地結(jié)合尚存在一定爭(zhēng)議。為此,筆者認(rèn)為應(yīng)在保留中醫(yī)學(xué)科自身特點(diǎn)的基礎(chǔ)上多學(xué)科、多技術(shù)協(xié)同發(fā)展,以最大限度發(fā)揮中醫(yī)的優(yōu)勢(shì)。但需注意的是,臨床患者癥情多變,不穩(wěn)定的因素較多,因此,不能完全依賴現(xiàn)代技術(shù),否則,將忽視自我經(jīng)驗(yàn)的積累和對(duì)疾病診斷的準(zhǔn)確把握,以致影響治療。
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中圖分類號(hào):TP399-C1
教育是一個(gè)國(guó)家的立國(guó)基礎(chǔ)和發(fā)展希望,只有搞好教育,為培養(yǎng)祖國(guó)綜合素質(zhì)強(qiáng)的人才,祖國(guó)的明天才更有發(fā)展前途,所以要將先進(jìn)科學(xué)引入教育事業(yè),讓教育事業(yè)發(fā)揮其最大的作用,計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)入教育事業(yè)勢(shì)在必行,其給教育工作帶來(lái)了無(wú)限的便捷和希望,給學(xué)生帶來(lái)了學(xué)習(xí)激情,既增強(qiáng)了教學(xué)效果,提高了教育質(zhì)量,充分做到了素質(zhì)教育的具體要求,讓每一位同學(xué)都享受高品質(zhì)教學(xué)。當(dāng)然,任何事物都有兩面性,在計(jì)算機(jī)技術(shù)給教育工作帶來(lái)福音的同時(shí),也帶來(lái)了一些發(fā)展的負(fù)面影響,總體來(lái)說(shuō),計(jì)算機(jī)技術(shù)在教育領(lǐng)域的巨大潛能還沒(méi)有被教育工作者全部挖掘出來(lái),比如在大學(xué)課堂,授課講師上課必不可缺P(pán)PT,缺少PPT就不會(huì)講課了,沒(méi)有使用到計(jì)算機(jī)帶給我們的其他作用。[1]本文筆者客觀的講述了計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)入教育事業(yè)的具體應(yīng)用與影響,分析了教育工作引入計(jì)算機(jī)技術(shù)之后的改變。
1 我國(guó)教育事業(yè)中計(jì)算機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀
縱觀我國(guó)目前的教育模式,無(wú)論中小學(xué)教育,還是初高中教育,以及大學(xué)教育,都存在著一些相似的問(wèn)題,下面本文筆者進(jìn)行了詳細(xì)的解說(shuō)。
1.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)普及存在漏洞
眾所周知,中國(guó)國(guó)土資源遼闊,人口眾多,受教育人口占多數(shù),在教育普及方面做得還是不到位,不全面。[2]比如,在一些大中城市的學(xué)校中,很早就普及了多媒體教學(xué),城市學(xué)生對(duì)于多媒體教學(xué)并不陌生,但是小城市,縣城及農(nóng)村等偏遠(yuǎn)地方的學(xué)校并沒(méi)有普及多媒體教學(xué),教學(xué)設(shè)備還是很落后的。
1.2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在教育工作中應(yīng)用單一
我們大家雖然熟悉計(jì)算機(jī)技術(shù),也對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)在教育事業(yè)中的應(yīng)用并不陌生,但是我們最常見(jiàn)的就是多媒體,其他方面的應(yīng)用我們還不是很熟悉,由此可見(jiàn),計(jì)算機(jī)在教育工作中應(yīng)用形式還是很單一的。目前在我國(guó),在普遍的大學(xué)教育中,很多授課教師都是人手一麥,一份PPT,造成的一種慣性就是老師沒(méi)有麥克風(fēng)、PPT課堂就無(wú)法正常進(jìn)行下去,這一點(diǎn)現(xiàn)象非常不好。
1.3 教師對(duì)于多媒體教學(xué)的過(guò)分依賴
上文提到計(jì)算機(jī)技術(shù)在教育工作中的應(yīng)用過(guò)于單一,正是因?yàn)閼?yīng)用單一,導(dǎo)致教師對(duì)多媒體教學(xué)非常依賴,雖然多媒體教學(xué)在一定程度上可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,但是鑒于計(jì)算機(jī)技術(shù)的兩面性,過(guò)分依賴多媒體教學(xué),失去課堂主觀能動(dòng)性,如上文所述,造成拿掉多媒體不會(huì)講課的尷尬狀態(tài)。比如:在進(jìn)行高中數(shù)學(xué)函數(shù)的學(xué)習(xí)時(shí),光靠多媒體演示畫(huà)圖,學(xué)生不能參與其中,就會(huì)造成對(duì)函數(shù)的理解不透徹,學(xué)不好函數(shù)的現(xiàn)象;又如,對(duì)于初中化學(xué),初中化學(xué)是化學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),在學(xué)習(xí)時(shí),會(huì)有大量的實(shí)驗(yàn),如果這些實(shí)驗(yàn)光靠多媒體演示教學(xué),那么學(xué)生根本無(wú)法領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)的意義,試驗(yàn)要注意很多細(xì)節(jié)問(wèn)題,比如:量取液體時(shí),視線應(yīng)與凹液面的哪個(gè)位置保持水平、滴管能否伸入試管底部、內(nèi)壁或燒杯中,滴液體之前試管應(yīng)放置的位置,取液之后的滴管能否平放或倒置、托盤(pán)天平標(biāo)準(zhǔn)稱量到多少克、稱量干燥且沒(méi)有腐蝕性的藥品時(shí),是否需要在天平兩邊放置兩張白紙、稱量易潮解、有腐蝕性的藥品時(shí)能否直接放置在天平上,是否需要小燒杯或表面皿的輔助等。這些都是細(xì)節(jié)問(wèn)題,可是單靠PPT展示是顯示不出實(shí)驗(yàn)的重要性以及無(wú)法引起學(xué)生注意的。[3]
2 計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)教育工作的應(yīng)用及影響
從我國(guó)普及了計(jì)算機(jī)技術(shù)的教育工作來(lái)看,計(jì)算機(jī)技術(shù)在教育工作中的作用還是非常重要的,計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)教育工作的影響也是非常大的,在應(yīng)用中體現(xiàn)了很多優(yōu)點(diǎn),但是作為新技術(shù)的融入,還是存在一些不足及缺點(diǎn)的,下面結(jié)合筆者的工作經(jīng)驗(yàn),談?wù)動(dòng)?jì)算機(jī)技術(shù)在教育工作中的具體應(yīng)用:
2.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)在教育工作中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)
計(jì)算機(jī)技術(shù)在教育工作中最大的應(yīng)用體現(xiàn)在其跨時(shí)空性。在互聯(lián)網(wǎng)非常普及的21世紀(jì),計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于社會(huì)工作中的各行各業(yè),由于網(wǎng)絡(luò)的介入,讓每個(gè)行業(yè)都有了直接或間接的聯(lián)系,拿教育領(lǐng)域來(lái)說(shuō),當(dāng)今社會(huì)對(duì)于知識(shí)的學(xué)習(xí),已經(jīng)不僅僅局限于課本知識(shí),更多地從課本走向生活實(shí)際,學(xué)習(xí)知識(shí)是為了更方便的解決生活實(shí)際問(wèn)題,教育事業(yè)與各行各業(yè)的聯(lián)系是非常之緊密的,所以說(shuō),計(jì)算機(jī)技術(shù)引入教育工作突破了時(shí)空的限制,為學(xué)生提供了更多的學(xué)習(xí)理論機(jī)會(huì)和學(xué)習(xí)實(shí)踐機(jī)會(huì)。當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)教育形式是以指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)為基礎(chǔ),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教育形式,發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教育的各項(xiàng)功能,為學(xué)生提供的一種網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)知識(shí)的環(huán)境。比如:現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育,北京四中網(wǎng)校、爾雅通識(shí)課學(xué)習(xí)等網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育形式,遠(yuǎn)程教育最大的優(yōu)勢(shì)在于節(jié)省教室、教師等資源,可以說(shuō)一臺(tái)筆記本就可以完成教育課程,其方式非常方便、快捷,符合現(xiàn)代快節(jié)奏的發(fā)展進(jìn)程。那么什么事遠(yuǎn)程教育呢?遠(yuǎn)程教育如何應(yīng)用呢?遠(yuǎn)程教育又叫做遙距教育、遠(yuǎn)距教學(xué),是通過(guò)音頻、視頻等多媒體方式,運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)把書(shū)本之外的知識(shí)課程傳送到受教育者電腦上的一種現(xiàn)代科學(xué)的教育方式。[4]這樣的教育方式充分的體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)在教育工作中跨越時(shí)空的應(yīng)用,它屬于校園教育以外的一種教育方式,突破了時(shí)空的限制,跨越傳統(tǒng)陳舊的教育模式,極大程度地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的興趣,減少了教育中大量人力物力的投入,節(jié)省了學(xué)生往返學(xué)校的時(shí)間,增大了知識(shí)的連接,而且這種遠(yuǎn)程教育形式不僅適用于在校學(xué)生,也適用于一般業(yè)余進(jìn)學(xué)者,可以通過(guò)電視廣播、輔導(dǎo)專線、互聯(lián)網(wǎng)等多種渠道進(jìn)行學(xué)習(xí),不僅增大了教育范圍,還增加了學(xué)習(xí)的方式。
2.2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在教育工作中應(yīng)用的不足
網(wǎng)絡(luò)是一把雙刃劍,計(jì)算機(jī)技術(shù)在給教育帶來(lái)好處的同時(shí),伴隨著一些發(fā)展問(wèn)題。計(jì)算機(jī)在教育應(yīng)用中,會(huì)使學(xué)生不受計(jì)算機(jī)的拘束, 自控能力比較差,被計(jì)算機(jī)的誤區(qū)利用,隨心所欲。[5]比如:長(zhǎng)期沉溺電腦,對(duì)眼睛、脊椎、身體各方面都是傷害。第二有一些學(xué)生投機(jī)取巧,弄虛作假,把老師布置的作用百度,把下載好的文章交給老師,在大學(xué),更有購(gòu)買學(xué)士、碩士、畢業(yè)論文的行為;在社會(huì)上,有一些人利用學(xué)生的單純,通過(guò)計(jì)算機(jī)聊天技術(shù)如MSN、QQ、微博等網(wǎng)絡(luò)等途徑,騙取學(xué)生的個(gè)人財(cái)產(chǎn);有些學(xué)生會(huì)利用自己的計(jì)算機(jī)技術(shù),攻擊學(xué)校的計(jì)算機(jī)教育系統(tǒng),惡意報(bào)復(fù),給學(xué)校的管理帶來(lái)了很大的不便,同時(shí)也損害了個(gè)人名譽(yù),被記錄檔案,影響一生的信譽(yù)。
3 總結(jié)
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,社會(huì)的進(jìn)步,會(huì)有越來(lái)越多的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于教育事業(yè),而作為教育工作者,我們對(duì)待高科技的態(tài)度應(yīng)該:取其精華去其糟粕,客觀的對(duì)待計(jì)算機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代教育工作中的應(yīng)用,培養(yǎng)綜合實(shí)力強(qiáng)的21世紀(jì)人才。
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中圖分類號(hào):TN710.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
計(jì)算機(jī)技術(shù)在近年來(lái)的飛速發(fā)展越來(lái)越向著操作便捷簡(jiǎn)單化的方向發(fā)展,并且由于其價(jià)格的降低越來(lái)越普及,計(jì)算機(jī)以其特有的計(jì)算能力和邏輯能力被應(yīng)用于各行各業(yè),并且隨著普及程度的提高而對(duì)人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了越來(lái)越巨大的影響。同樣的作為日常生活離不開(kāi)的醫(yī)療領(lǐng)域,計(jì)算機(jī)技術(shù)也開(kāi)始被應(yīng)用。并且不僅僅是被用來(lái)管理的,在醫(yī)學(xué)研究的方面也開(kāi)始引進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)。除此之外在醫(yī)學(xué)醫(yī)療上,諸如治療監(jiān)護(hù)、臨床診斷、管理、醫(yī)學(xué)教育等等都開(kāi)始運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)。這不僅僅是由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及同時(shí)也是因?yàn)槿藗兇_實(shí)認(rèn)識(shí)到了計(jì)算機(jī)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的利用給醫(yī)學(xué)的發(fā)展帶來(lái)的便捷和促進(jìn)。下面文章就結(jié)合醫(yī)學(xué)的實(shí)際發(fā)展情況以及計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)于醫(yī)學(xué)發(fā)展的影響。
一、計(jì)算機(jī)技術(shù)于醫(yī)學(xué)發(fā)展中的應(yīng)用情況
(一)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)
無(wú)論是哪一門(mén)科學(xué)的發(fā)展都必須經(jīng)歷從不成熟到成熟從不獨(dú)立到獨(dú)立這一個(gè)階段,并且這種發(fā)展過(guò)程必然會(huì)經(jīng)歷從定性到定量的理論分析,醫(yī)學(xué)作為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科必然也是如此。因而計(jì)算機(jī)在醫(yī)學(xué)的發(fā)展中最早應(yīng)用于基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的領(lǐng)域。而隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展,以及計(jì)算機(jī)技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的發(fā)展應(yīng)用,都使得計(jì)算機(jī)技術(shù)和醫(yī)學(xué)的研究都已經(jīng)分不開(kāi)了。但是在對(duì)于量化分析的問(wèn)題上計(jì)算機(jī)的作用無(wú)可替代。并且在相互滲透的基礎(chǔ)上,還延伸出了其他的邊緣性學(xué)科。
(二)輔助診斷
計(jì)算機(jī)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診斷的作用就是在病情的檢查上,這主要就是依賴于其強(qiáng)大的存儲(chǔ)功能以及邏輯計(jì)算功能,并且現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診斷的很多先進(jìn)的手段都需要計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用。病人在進(jìn)行病情描述以及基礎(chǔ)檢查過(guò)后,醫(yī)生將信息輸入電腦,而電腦中本身就有有關(guān)信息的數(shù)據(jù)庫(kù),計(jì)算機(jī)根據(jù)此檢驗(yàn)記錄,并再根據(jù)相應(yīng)的化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行診斷預(yù)測(cè)。目前的臨床醫(yī)學(xué)中這種新型的診斷方式開(kāi)始得到普及應(yīng)用,并受到廣泛的關(guān)注。 而且除了診斷病理之外,計(jì)算機(jī)的技術(shù)還應(yīng)用到了對(duì)生物的信息識(shí)別上,這主要是依賴于計(jì)算機(jī)的高分辨計(jì)算能力。以此對(duì)生物的細(xì)胞電位的變化進(jìn)行檢測(cè),并通過(guò)計(jì)算將變化轉(zhuǎn)換生成相位圖,并且,由于電腦的計(jì)算以及邏輯能力較為穩(wěn)定因此真實(shí)性更高,對(duì)于醫(yī)生對(duì)相關(guān)的病情進(jìn)行分析和診斷有著極大的輔助作用。
(三)文獻(xiàn)檢索
經(jīng)濟(jì)的發(fā)展在現(xiàn)在社會(huì)開(kāi)始趨于融合和一體化,知識(shí)文化的發(fā)展也開(kāi)始呈現(xiàn)出融合以及交流的趨勢(shì)。醫(yī)學(xué)知識(shí)在世界范圍內(nèi)的交流以及信息共享的呼聲也隨著信息化時(shí)代的來(lái)臨而越來(lái)越高,計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為此提供了良好的渠道。并且早在 2003年中國(guó)的醫(yī)學(xué)界就開(kāi)始意識(shí)到了醫(yī)學(xué)信息的交流的重要性以及資料的檢索的重要性。非典的傳播以及其危害,令所有的醫(yī)務(wù)人員無(wú)從下手疲于應(yīng)付,物種的變異速度令每一個(gè)尋找病院以及治療方法的醫(yī)學(xué)人員開(kāi)始對(duì)醫(yī)學(xué)有了一個(gè)新的認(rèn)識(shí),醫(yī)學(xué)知識(shí)的更新遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足新病理出現(xiàn)的需求。此外那時(shí)醫(yī)務(wù)人員在文獻(xiàn)以及相關(guān)資料的整理和尋找上也耗費(fèi)了大量的人力物力財(cái)力,而計(jì)算機(jī)的應(yīng)用就極大的解決了類似的麻煩。讓從醫(yī)人員疲于應(yīng)付,找不出準(zhǔn)確的病源、沒(méi)有徹底治療的方法,給每個(gè)從事醫(yī)療行業(yè)的人敲響了警鐘,即醫(yī)務(wù)人員的知識(shí)更新大大滯后于入侵物種的變異速度。而計(jì)算機(jī)作為一種具有超強(qiáng)檢索功能的工具,能夠?yàn)獒t(yī)務(wù)人員的學(xué)習(xí)研究帶來(lái)極大的便利。它可以在幾分鐘甚至幾秒鐘內(nèi)檢索出那些可能需要花費(fèi)很大人力才能查到的資料,使國(guó)內(nèi)外的醫(yī)學(xué)信息能夠更為方便的互相傳達(dá)和交流,實(shí)現(xiàn)全球醫(yī)學(xué)知識(shí)的共享,為我國(guó)醫(yī)學(xué)事業(yè)的發(fā)展能夠與國(guó)際接軌提供了保證,同時(shí)加快了我國(guó)醫(yī)學(xué)事業(yè)的科研進(jìn)程。
(四)教育應(yīng)用
計(jì)算機(jī)技術(shù)不僅僅是在實(shí)踐醫(yī)學(xué)中可以起到不可替代的作用,同時(shí)在醫(yī)學(xué)的教育教學(xué)中的影響也非常突出。這就需要計(jì)算機(jī)的多媒體教學(xué)技術(shù)了,傳統(tǒng)的教學(xué)方式在一些實(shí)踐性或者是模擬性教學(xué)上無(wú)法做到生動(dòng)形象,而只是通過(guò)一些平面以及靜態(tài)的東西來(lái)教授。而運(yùn)用了多媒體技術(shù)之后,就可以很好的對(duì)所教授內(nèi)容進(jìn)行模擬,簡(jiǎn)化了教授難度,并且更加的生動(dòng)易懂,避免了大篇幅的專業(yè)枯燥的解說(shuō)。 學(xué)生不愿學(xué)老師唱獨(dú)角戲而苦惱。這樣的教學(xué)方式形象容易理解,容易深入人心,不僅提高了教學(xué)效率,激發(fā)了學(xué)生的求知欲、提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也讓教學(xué)者能夠輕松教學(xué),達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的效果。
二、在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)與傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)交融地方的運(yùn)用
首先,在診脈技術(shù)方面的應(yīng)用。因中醫(yī)診脈因人而異,而計(jì)算機(jī)能夠?qū)鞲衅魇占拿}搏信號(hào)數(shù)據(jù)采用波型速加的方式加以處理、分析并判斷出脈象與波型信號(hào)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,然后根據(jù)波型對(duì)疾病予以診斷治療,已使得中醫(yī)診脈技術(shù)上了一個(gè)臺(tái)階。這一技術(shù)彌補(bǔ)了中醫(yī)診脈技術(shù)中的缺陷,提高了診脈了準(zhǔn)確性,同時(shí)也是對(duì)中醫(yī)的診脈技術(shù)的推廣,對(duì)弘揚(yáng)中國(guó)文化起到了促進(jìn)作用。
其次,計(jì)算機(jī)在處理醫(yī)學(xué)圖像方面的應(yīng)用。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)離不開(kāi)醫(yī)學(xué)影像信息的支持,而醫(yī)學(xué)影像的采集必須由計(jì)算機(jī)完成。醫(yī)學(xué)研究和臨床診斷所需要的醫(yī)學(xué)影像是多種多樣的。
第三,計(jì)算視在腫瘤放療方面的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)在腫瘤放療方面的應(yīng)用包括其在輔助放療計(jì)劃方面的應(yīng)用和立體定向放射外科領(lǐng)域的應(yīng)用兩層意義。通常聽(tīng)說(shuō)的放射治療計(jì)劃,是指根據(jù)檢查手段確定出腫瘤的大小和部位后,選擇合適的照射源、射野面積、源皮距等參數(shù)。“立體定向放射治療”是由瑞典著名的神經(jīng)外科專家首先提出的,它把放射線從不同的方向定向?qū)?zhǔn)直照射病灶,在病灶中心形成大劑量聚集效果,使病變組織壞死的同時(shí),減少對(duì)健康組織的損傷,達(dá)到手術(shù)切除腫瘤的效果。而在當(dāng)代,以人工臟器替換病變或損傷的器官已不再是神話。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述,計(jì)算機(jī)無(wú)論在醫(yī)學(xué)研究,抑或是臨床診斷治療方面都起著不可替代的作用,它能夠提高工作效率,給醫(yī)務(wù)人員的工作、學(xué)習(xí)提供便利。因此,我們應(yīng)該充分應(yīng)用計(jì)算機(jī)在管理、信息處理方面的優(yōu)勢(shì),快速發(fā)展我國(guó)醫(yī)療事業(yè),解決當(dāng)前醫(yī)療行業(yè)存在的諸多問(wèn)題,縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。