计算机科学技术专业综述范例6篇

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计算机科学技术专业综述

计算机科学技术专业综述范文1

【关键词】高职高专 计算机导论课 改革

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)20-0072-02

计算机导论是关于整个计算机学科综述性导引课程,是计算机专业学生的一门先导基础课程,它主要讲述计算机科学的特点、历史渊源、发展变化、知识组织结构和分类体系。安排在大学一年级的第一学期,通过该课程的学习,既要使学生全面了解计算机科学与技术专业的概貌,激发学生的学习热情,建立起学好计算机科学技术知识的信心。更重要的是可以从总体上把握各门专业课程和专业基础课的关系,有助于学生明确进一步学习的目标,为以后的专业学习建立学科框架基础。

一 高职高专计算机导论在教学中存在的问题

本课程内容包括概述、计算机基础知识、计算机系统结构、操作系统、网络技术、程序设计与算法分析、信息系统、软件工程等,具有内容多、涉及的知识面广、概念集中的特点。而对于高职高专类学院的计算机专业教学,由于学制短(通常是2~3年)、学时有限,很难把握教学内容的广度和深度。通过调查我们发现,大部分学生对计算机导论课程的作用认识不够,有的是学过就忘,认为本课程对后续课程的帮助不大;另外,有的学生觉得内容太多理论性又太强,学习起来没有兴趣;还有的认为难度太大,学不懂。这样,必然导致学生在以后的专业学习和自我学习能力培养方面出现很大的障碍。

二 分析问题的原因及改革建议

1.教学定位不准确导致教学内容不适宜

目前在教学中对计算机导论的定位概括起来有两种。一种是将导论的学习等同于计算机文化基础(或计算机操作初步),认为只要教会学生日常的Windows操作、打字及Office办公软件就够了,而对于计算机理论的学习因为涉及的知识面广、内容较多、学生缺乏兴趣就讲得很少甚至不讲。显然,这种定位降低了教学要求,与计算机导论课程的主旨相去甚远,当然也就完不成导论课的重要任务。另一种是将导论课设计成一门纯理论课,理论教学过于复杂,使刚入学的大学生一时难以接受教师所讲的众多计算机理论内容。这种情况下,尽管老师在课堂上花很大的力气对一些抽象的理论内容做详细的讲解,但由于面对的是大学新生,这种教学效果往往不好。由于课时的限制,每堂课都组织得非常紧张,新的名词、概念、理论过多,严重影响了学生对知识的理解和吸收,打击了学生日后学习的信心,产生一系列的负面影响。

2.学生基础存在差异导致教学内容难把握

由于现在的院校基本都是面向全国招生的,这就导致入学的新生来自全国各地,对计算机知识的掌握程度不同。其一,在入校前,存在家庭经济条件、对电脑接触时间长短等差异。通过调查我们发现,学生对电脑的兴趣有很大的差异,有的学生本身就很喜欢电脑,从而选择了该专业,因此这部分学生对电脑的兴趣很高;有部分学生对电脑没有多大了解也不是很感兴趣,只是由于家长的决定才被迫选择了该专业;有部分学生对电脑毫无兴趣,甚至讨厌电脑;还有部分学生是由其他专业调剂过来的,没有自己的想法,更无所谓兴趣。其二,由于地域城乡教学水平的差异,很多地区的高中甚至初中和小学就开设了信息技术课程,有的甚至还学习了一些软件编程的知识(C语言程序设计),而一些农村来的学生,基本上没碰过电脑,这给计算机导论课程的任课教师在教学内容安排上造成了一定的困难。

3.计算机导论课程内容及体系结构改革依据

上海市每年都组织高等学校计算机等级考试(简称计算机一级),旨在检测和评估高校计算机应用基础教学水平和教学质量。考试时间一般固定在11月份,学生处于大二第一学期前半学期。考试内容涵盖了计算机应用基础知识、操作系统和办公软件使用、多媒体技术基础和计算机网络基础。而高校计算机专业的教学安排很难覆盖到考试要求的所有内容,这就造成计算机专业学生一级考试的通过率还不如非计算机专业的学生。而计算机导论课内容恰好能涵盖计算机一级考试内容,时间上刚好在计算机一级考试之前。笔者就组织了课题组老师进行多次讨论,看能不能将计算机一级考试的内容完全融合到计算机导论课中。这样既可以通过计算机一级考试的通过率来考核该课程的教学质量,同样学生也可以通过是否拿到计算机一级证书作为检验该课程的学习成果。

计算机导论课应该能够使学生学到相应的一些实用技术而不完全是枯燥的概念介绍。实用技能的学习是最受学生欢迎的,也是其最感兴趣的。但在内容选择上,应该是最基本的,在学习、生活中又是最需要的,使其能够用所学知识解决一些实际问题,为学习、工作带来方便。因此,本课程总体以“基于工作过程”为指导,将知识点的介绍融入具体的实际应用中,并结合上海市一级考试的考点要求,以此为依据确定本课程的课程内容。

4.计算机导论课程内容及体系结构改革方案

计算机导论课程内容及体系结构的设计充分注重学生综合素质提高的要求,将实践教学明确放在重要的位置,更好地体现学科的理论性和实践性相结合的特征。通过拓宽知识面和强化理论性教育来实现对学生创新能力的培养,使学生为今后的学习打下良好的基础。

总体设计以学习性工作任务为载体,按学习情景(学习项目)的教学顺序描述教学内容,按学生应获得的知识、能力与素质说明学习目的和要求,特别要突出能力要求。具体方案如上表所示。

三 结束语

计算机导论课程的教学难点在于知识的广度和深度不好把握,本文结合该课程的特点和教学中发现的问题及计算机专业学生计算机一级考试通过率不高的现象,主要讨论了上海地区高职高专院校在计算机导论课程内容和体系设计上的改革方案。整个教学过程以“工作任务”为导向,将具体的知识点融合到具体的实际应用中,同时将计算机一级考试的通过率也纳入到计算机导论的课程考核中来,取得了良好的教学效果。

参考文献

[1]王玉龙.计算机导论[M].北京:电子工业出版社,1997

计算机科学技术专业综述范文2

关键词:计算机;信息网络技术;互联网

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)03-0482-03

新世纪,互联网的飞速发展完全改变了过去传统的社会发展模式,互联网逐渐成为社会发展的重要手段,越来越多的企业和个人开始使用互联网。而计算机信息网络技术作为互联网发展的基础技术支持,其发展受到的关注也越来越多。加强计算机信息网络技术发展的研究,对提升互联网的有效性起着重要作用,也对国民经济的发展和人们的社会生活起着至关重要的作用。

1 我国计算机信息网络技术发展现状

1.1 深入性、普及化发展

计算机网络信息技术作为信息时代最重要的一项高新技术,它的发展逐渐成为影响社会发展的重要生产力。改革开放以来,随着科学技术的飞速发展以及现代化电子信息网络建设的不断加快,社会发展对计算机信息网络技术的运用越来越多,人们对计算机信息网络技术的了解也越来越深入,越来越多的人愿意利用互联网来解决问题,可以说计算机信息网络技术已经作为一种决定社会发展走向的重要力量逐渐深入到社会生活的各个领域和人们的日常生活中去。

1.2 专业化、综合性发展

随着社会分工的日益精细化发展,计算机信息网络技术作为一项在社会发展中日益普及的重要科学技术,其发展的专业性、精细化等特点表现的越来越突出。与此同时,为了适应不断变化发展的社会经济形势,计算机信息网络技术的跨行业、跨领域的综合性运用功能也得到加强。可以说计算机信息网络技术的发展已经从简单走向复杂、从单一走向多元,并且在解决实际的社会问题方面也得到了很大的提升。

1.3 深入性发展

计算机信息网络技术作为社会各个领域专业化发展的一项代表性技术,它的功能性特征表现的越来越明显,这无疑加强了计算机信息网络技术在应用方面的功能性更强。目前,计算机信息网络技术的发展更急注重以人为本,将人们的发展和需求放在重要位置,其技术发展更加凸显人性化要求,也更能满足人们实际生活的需求。

2 计算机信息网络技术的发展和应用

2.1 云计算技术的发展

目前,计算机信息网络技术的发展要适应不断加快的社会注意现代化进程,在不断地向着超高速、智能化、迅捷化、简洁化的方面发展。新世纪、新时期,人类进入信息时代,云计算作为计算机信息网络技术的新代表,其发展日益受到重视。所谓云计算是指是一种通过Internet以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化的资源的计算模式。通过云计算可以共享互联网上的软硬件资源和信息,还可以按需求提供给计算机和其他终端设备等,它能够给用户提供强大的安全数据存储以及快速、准确的计算功能。云计算作为一项重要的计算机信息网络技术,它在虚拟技术的发展、数据信息存储、计算机编程模式的应用等方面都有了突出的发展。

2.1.1 虚拟机技术的发展和运用

云计算技术在计算机信息网络技术的虚拟化发展过程中实现了虚拟化软件对计算机信息网络技术硬件的抽象理解,它利用虚拟基础构架,在整个基础构架范围内实现了多台计算机物理资源的共享。并且利用虚拟机在多台计算机的虚拟机之间共享单台物理计算机的资源,通过这种虚拟资源的共享,实现高效的物理资源共享,而多个虚拟机之间又能实现有效的隔离。虚拟机可以通过虚拟机管理器(Virtual Machine Monitor,简称VMM)来进行管理的。VMM是在底层实现对其上的虚拟机的管理和支持。通过实现 IT 基础架构的虚拟化,可以降低 IT 成本,同时提高现有资产的效率、利用率和灵活性。在全世界,各种规模的公司都享受着服务器的虚拟化带来的好处。

2.1.2 数据存储技术

云计算系统拥有非常强大的数据存储功能和计算功能,它一方面需要提供满足大量用户的所需要的数据计算、分析和存储服务,同时还必须做到大吞吐量、高速传输、分布发展、层叠传输等特点。目前,比较适用的比较多的数据存储技术主要有GFS、DAS、NAS、SAN等。

2.1.3 数据管理技术

数据管理技术具体就是指人们对数据进行收集、组织、存储、加工、传播和利用的一系列活动的总和。目前,发展计算机信息网络技术在数据管理方面的关键点就是如何更好地提升数据分析的更新速率以及互联网随机的读取数据的速率。目前,云计算的数据管理技术得到了很大的发展,比较著名的云计算数据管理技术是Google的Big Table数据管理技术和Hadoop数据管理技术。BigTable是Google设计的分布式数据存储系统,即用来处理海量的数据的一种非关系型的数据库(如下图所示),Big Table的设计目的是可靠的处理PB级别的数据,并且能够部署到上千台机器上。Big Table已经实现了下面的几个目标:适用性广泛、可扩展、高性能和高可用性,并且适用于Google的近70款产品上。Hadoop是一个能够对大量数据进行分布式处理的软件框架,它以一种以可伸缩方式进行数据处理。Hadoop具有高可靠性、高效性、高扩展性、高容错性、低成本等特点。

2.1.4 编程与计算的简单化发展

云计算系统需要处理不同用户的庞大数据信息,其变成模型逐步向着简单化方面实现分布式发展。云计算系统不仅要完成复杂的数据统计、分析、处理功能,同时还要在数据处理的基础上执行更加复杂的后台并行任务的调度服务。其编程与计算服务的发展更加透明和简单化,这是今后计算机信息网络技术的一个发展趋势。

2.2 计算机信息网络使用技术的发展

近些年来,计算机信息网络在实用技术方面的发展成果十分显著,主要有ISDN、ATM、Fram Relay、高速局域网、Internet互联网、Intranet内联网、Wifi无线网技术以及以防火墙技术、漏洞扫描技术、数据扫描技术、网络安全入侵检测技术、网络安全可视化技术等为代表的计算机信息网络安全技术,等等。

综合业务数字网(ISDN)是一种将电话、传真、数据、图像等多种业务综合在一个统一的数字网络中进行传输和处理的数据处理系统,它利用互联网传输技术、通信技术以及超大规模集成电路技术(VLSI)的快速发展,能够实现在全球范围内网络数据信息的存储服务。

异步传输模式简称ATM,是以信元为基础的一种分组交换和复用技术,ATM集交换、复用、传输为一体,在复用上采用的是异步时分复用方式,通过信息的首部或标头来区分不同信道。ATM技术的发展,是信息时代多媒体业务发展的一个标志,ATM网络的建立大大简化了网络数据传输功能,并且不参与任何数据链路层功能,同时,它也实现了网络宽带业务与窄带业务的综合发展。但是,目前ATM技术还存在交换机价格昂贵、网络终端IP化、市场老化、新业务开发力度不够等问题,这些问题的存在都在一定程度上制约了ATM技术的发展。

3 计算机信息网络技术的发展趋势

当今时代,科学技术是第一生产力,而随着科学技术的不断发展,计算机信息网络技术也在不断地向前发展。各种计算机信息网络的关键技术纷纷取得突破性发展,并且在不断完善之中。而计算机信息网络技术的发展要适应社会主义现代化的发展进程,就必须在网络信息技术的智能化、信息化、深层次、多样化方向取得更多的突破。只有当计算机信息网络技术的发展更加贴近人们的实际生活、更加贴近生产活动,才能使其在社会范围内所发挥的作用更加明显。与此同时,计算机信息网络技术的发展已经应用应该在技术创新方面下更多的功夫,不断丰富现代人的信息生活质量。

参考文献:

[1] 崔蓉.计算机信息网络安全技术及发展方向[J].信息与电脑(理论版计算机),2010(10):56.

[2] 李仁发,谢勇,李蕊,李浪. 信息-物理融合系统若干关键问题综述[J].计算机研究与发展,2012(6).

计算机科学技术专业综述范文3

关键词:机电一体化 技术 现状 产品 制造技术 发展趋势

前 言

现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

1 机电一体化概要

机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

2 基础阶段在基础工程施工中出现问题及处理方法

基础阶段在基础工程施工时,应及时配合土建做好强、弱电气专业的进户电缆穿墙管及止水挡板的预留预埋工作。这一方面要求电气专业应赶在土建做墙体防水处理之前完成避免电气施工破坏防水层造成墙体今后渗漏;另一方面要求格外注意预留的轴线、标高、位置、尺寸、数量用材规格等方面是否符合图纸要求。进户电缆穿墙管和预留预埋是不允许返工修理的,返工后土建二次做防水处理很困难也不易,所以电气专业施工人员应特别留意与土建的配合。按惯例尺寸大于300 mm的孔洞一般在土建图纸上标明,由土建负责预留,这时电气工长应主动与土建工长联系,并核对图纸,保证土建施工时不会遗漏。配合土建施工进度,及时做好尺寸小于300 mm、土建施工图纸上未标明的预留孔洞及需在底板和基础垫层内暗配的管线及稳盒的施工。

3验收不是终点

目前在智能建筑领域存在设计要求高,而实际开通率低的问题。很多智能建筑项目设计要求很高,技术全面先进,达到了很高的标准。但在项目验收交付使用一段时间以后,实际应用中智能化程度却越来越低。这种情况具有一定的代表性,使一些人对智能化项目的必要性,或至少对是否有必要采用全面和先进的技术进行建设发生了疑问。

实际上,这并不是由于智能化系统在技术上太超前,而是后期支持和维护没有跟上。一般情况下,国内一些实力较强的知名集成商在项目实施和验收的过程中,都能够按照投标要求和竞标承诺完成项目实施,通过验收。但在项目交付之后的智能化系统使用和维护过程中,出于成本等考虑,通常业主并不会有一个专业化的队伍来管理。特别是在楼宇自控领域,对使用者和管理者的专业性要求很高,一旦发生问题,不能及时、有效的解决,就会影响智能化系统功能的发挥。

针对这一问题,系统集成商应提供培训以帮助用户正确的使用智能化系统;同时,定期巡检、回访,及时发现使用中遇到的问题,帮助用户解决;还可以利用专业厂商的技术优势,采取楼宇智能化管理外包的思路,这样可以有效的减少成本,让用户以更少的投入实现维护和管理,充分发挥智能化系统的功能。

有专家算过这样一笔帐,通过建筑智能化提高能源利用效率,减少的能耗方面的成本将在5到7年之内覆盖初期的智能化投入。减少能耗还只是智能化系统功能的部分体现,只有充分利用智能化系统的各项功能,才能发挥其最大价值。

4机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此,机电一体化的主要发展方向如下:

4.1智能化

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。

4.2模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

4.3网络化

20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system, CIAS),使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。

4.4微型化

微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

4.5绿色化

工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。

4.6系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。

4.7 IT技术化

未来智能建筑的设计、实施者应该扮演什么样的角色?我们认为未来的智能建筑服务商应该重视IT新技术的应用给客户带来的价值。从国内众多大型工程的服务经验来看,大型综合智能化项目建设,不仅需要满足客户提出的要求,还需要服务商帮助挖掘更多对智能化应用的需求,需要服务商以整体规划意识为指导去发现并满足这些需求。未来的智能建筑服务商,要用IT手段实现楼宇智能化的应用创新,应该超越工程设计、实施等单一层次。如果没有IT技术的创新应用来引领客户需求,那样的智能建筑服务商存在的价值和意义就值得商榷了,更谈不到发展的层次上。

5结语

综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

参考文献

1.李建勇.机电一体化技术. 北京:科学出版社,2004.

计算机科学技术专业综述范文4

关键词:信息管理与信息系统;专业建设;财经特色

中图分类号:G642文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)36-0298-02

一、信管专业发展综述

20世纪60年代,一些信息技术发达的国家首先开办了信息管理专业。20世纪70年代,规范定专业名称为管理信息系统。现在,几乎所有国家都开设此专业。国内而言,1978年,中国人民大学首办经济信息管理专业。1994年教育部颁布《普通高等院校本科专业目录和专业简介》,其中有5个与信息管理相关的专业:管理信息系统、信息学、科技信息学、经济信息管理、林业信息管理。1998 年教育部将这5个专业整合成现在的信管专业,归属于管理学下的管理科学与工程。截至目前,中国开设信管专业的院校已达500多个,包括博士后流动站、博士、硕士、本科、专科等层次。

目前,国内高校信管专业建设呈三种方向。第一种侧重技术方面,以理工科院校为主(如清华大学、同济大学等),第二种侧重情报学、信息学方面,以综合性大学为主(如武汉大学、北京大学等),第三种侧重经管方面,以财经类院校为主(如东北财大、青海大学财经学院等)。

1998年,教育部确定信管专业的培养目标为:培养具备现代管理学理论基础、计算机科学技术知识及应用能力,掌握系统思想和信息系统分析与设计方法以及信息管理等方面的知识与能力,能在国家各级管理部门、工商企业、金融机构、科研单位等部门从事信息管理以及信息系统分析、设计、实施管理和评价等方面的高级专门人才[1]。1999年,教育部委托中国人民大学、北京大学、清华大学、武汉大学、哈尔滨工业大学5所高校对信管专业发展问题进行研究。确定信管专业的培养目标为:具有坚实的现代管理科学的理论和知识,熟练掌握现代信息技术,能够运用系统科学和系统工程的方法,从事各级各类信息系统的建设和管理工作,从事各种领域的信息资源管理与开发工作的高级人才[2]。这两个培养目标均说明信管专业旨在培养管理、技术兼顾的跨学科复合人才。

二、信管专业建设过程中存在问题分析

1.人才培养方案陈旧。部分院校的信管专业人才培养方案没有及时更新,不能准确把握社会对此专业人才的需求。专业课程体系不尽合理,不能反映管理新理念和技术新趋势,进而影响毕业生的专业素养,造成就业压力。

2.专业特色不鲜明。部分院校的信管专业方向不明确。学生无法正确定位自己的专业,无法将所学内容融合为一个知识体系。他们觉得自己学得多,但学得不深入,通才不通。什么都学,但什么都不专。技术不如计算机专业的学生,管理不如管理专业的学生,严重影响学习热情与兴趣。

3.专业建设重理论轻实践。多数院校很重视专业理论课程的学习与考核,但忽视实验课程与实践环节。由于缺乏实践环节的锻炼,学生动手能力差,理论联系实际、进行系统应用与开发难。

4.师资力量有待加强。师资方面的问题主要有两方面。一方面教师的知识交叉性不足。很多信管专业教师是从其他专业领域转来的(如计算机、管理等),他们自身的知识不全面、广度不够,导致教学时内容有侧重。另一方面教师的实践经验不足。不能结合案例、切合实际开展教学。

三、财经类院校信管专业发展研究

1.修订教学计划和教学大纲,优化课程体系。综合考虑社会需求、信息技术主流、地方经济需要等因素,确定信管专业人才培养目标和方案,修订教学计划和教学大纲,使教学课程更趋合理化。合理平衡信管专业的理论课程和实验课程。理论课程包括公共基础课、专业基础课、专业课等 [3]。通过公共基础课的学习(如英语、计算机、中文写作、心理学、哲学),培养学生的基本技能和综合素养;通过经管类基础课的学习(如经济学、管理学、运筹学),为经管类信息系统的应用与开发奠定基础,培养学生较好的创新思维和观察能力;通过计算机类基础课的学习(如计算机网络、数据库、电子商务等),培养学生较强的数据分析与信息处理能力;通过专业课的学习(如管理信息系统、信息资源管理、信息系统分析与设计),培养学生较强的信息管理、系统分析、系统设计能力。

2.突出财经特色。发挥自身优势,从自身特色出发,建设具有财经特色的信管专业。着眼点在于专业培养目标和专业特色紧紧围绕经济管理展开,培养经济管理及社会各领域需要的、促进地方经济发展的信息化人才。具体而言,在开设上述理论课程的基础上,开设一些经管类课程,尤其是经管类信息系统应用与开发的课程(如会计、财务管理、旅游管理、酒店管理、金融类信息系统应用与设计等);增加经管类信息系统应用与实践的环节,培养学生经济管理方面的素养。这些课程和实践环节的目的是使学生在具备扎实的经济学、管理学、信息系统分析与设计理论基础上,熟悉经管领域实际的业务流程,掌握行业信息系统的应用,理解行业信息系统的设计与开发,成长为既懂管理科学理论和计算机技术,又具备经管领域行业知识和实践能力的实用人才。

3.加强实践环节。实践活动是培养学生专业技能、职业技能、综合能力的关键环节。信管专业的实践活动包括:课程内实验、实验课程、课程实习、校内实习、校外实习、毕业设计等。(1)课程实验。信管专业的部分课程理论性、系统性、应用性都很强,单纯理论教学不利于培养学生的认知能力和动手能力,进而影响到学生的专业素养与就业。因此,要适当加大实践类课程的实验课时比例,多开设一些实验课程,对重要的专业课设置课程实习。(2)校内实习。建设校内实习基地,模拟企业实际进行信息系统的开发与应用;开展一些校园内的专业实践活动,培养学生的职业技能。(3)校外实习。建立稳定的校外实习基地,组织学生在实习基地学习和实践。如利用财经学院在财经行业的影响力和优势,与财政厅及下属单位、会计事务所、银行、证券公司等企事业单位合作,共建实习基地。一方面为企业解决实际问题,一方面锻炼学生,实现双赢。(4)毕业设计。毕业设计作为学生学习和工作的中间环节,作用重大。传统“导师命题、学生接受”式的被动做法忽视了学生的兴趣和选题主动性,与就业孤立。因此,提倡侧重实际应用的、以学生为主体选题的毕业设计(学生也可从参与的教师课题中选题)。(5)其他实践活动。假期社会实践、参与教师课题、到企业内顶岗实习等活动都可以激发学生的主动实践精神,锻炼实践能力。

4.完善教学手段,创新教学方法。(1)重视教学手段的完善与更新,利用先进的多媒体技术和网络技术辅助教学;建设基于网络的教学互动平台;交流各具特色的教学文件;开发专业教学应用软件包;建立专业知识数据库;编写适合财经院校的教材,全方位、立体化、多渠道实施教学活动。(2)改变传统的教师单向灌输的教学模式,营造教师为主导,学生为主体的教学理念,倡导引导式、启发式、案例式、讨论式的互动教学新方法[4]。信管专业的核心课程多数系统性、理论性、知识交叉性强,案例法、启发法、讨论法等方法可以调动学生的学习积极性,训练学生的辩证思维和创新思维,提高操作能力和动手能力、培养团队意识和沟通技能。

5.改革考核体系。传统“笔试为考核形式、课程基本知识为考核内容”的考核机制下,学生为应付考试而学习,高分低能,不利于就业与今后的发展。因此,要改变这种单一的考核体系,采用多元化的考核方式和评价标准,如在MIS、IRM、ERP、信息系统分析与设计等专业课程中采用案例分析、调查报告、课程论文、系统展示与讲解等形式考核,重点考核学生的创新思维和应用能力。

6.加强师资建设。优秀的师资力量与教研团队是专业建设的保证[5]。信管专业知识交叉性强、技术更新快,对教师水平要求更高。可以通过培养在校教师、引进高层次人才、聘请行业专家等方法加强师资队伍建设。具体而言,第一,在校教师要紧跟技术发展的脚步,更新自身知识结构,提升学历层次,提高科研水平;第二,引进人才,吸引优秀的信管专业硕士、博士毕业生到学校从事教学科研,扩充教师队伍;第三,聘请实践经验丰富的行业专家讲授实践性强的专业课程,不仅有利于教学效果和在校教师水平的提高,而且可以加强与企业的联系,为学生实习、就业创造机会。

7.加强沟通。(1)加强校内不同专业间的沟通:信管专业与其他专业间互通有无,互相促进,互相协助。青海大学财经学院开设有电子商务、会计、财务管理、旅游管理等12个专业,部分专业设有专业实验室,信管专业学生可以通过这些实验室了解经管领域的业务流程,熟悉相应信息系统的操作,培养行业信息系统的设计与开发的能力。尤其是电子商务专业,与信管专业关系更为密切,两专业可以互相促进,共同发展。(2)加强不同院校间信管专业的沟通:信息社会,封闭孤立地办学和建设专业很难取得较大成绩。信管专业以信息技术和管理方法为支柱,更需加强对外交流。可以通过组织教师外出学习取经、邀请其他院校专家讲学传经验等方法学习其他财经类、综合类、理工类院校信管专业建设的经验、教训和新进展。(3)加强与社会组织的沟通:加强与社会组织的沟通联系,进而开展校企合作,不仅有助于建立长期的实习基地,为学生的实习和就业创造机会,而且,企业可为学校提供科研素材和经费支持,学校也可更好地服务于企业和社会。

四、结论

当今社会,信息技术飞速发展,各行各业急需信息化人才,作为信息化复合人才的培养基地,高校信管专业建设任重道远。

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计算机科学技术专业综述范文5

关键词:云计算;P2P;教育服务平台

当前的网络教育大多采用的是客户机/服务器(C/S)模式,由服务器统一管理教学资源并提供服务,客户机和服务器分工明确,当用户规模较小时这种模式能够提供较高的服务效率,但由于服务器能力有限,随着客户机规模的扩大,服务器负载将逐渐达到极限,从而限制了客户机数目的增长。P2P(Peer to Peer)即“对等网络”,它的主要思想是“去中心化”,网络中的每个节点都是平等的,都同时兼有服务器和客户端的功能。P2P网络能够充分挖掘网络边缘节点的能力,降低对中央服务器的依赖程度。利用P2P技术能够解决传统C/S模式下网络规模的局限性,同时在大规模网络环境下,节点间信息交互效率也能得到提高。

云计算是分布式处理、并行处理和网格计算的发展,或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云的核心是虚拟化的计算机资源池[1]。它充分利用数据中心的资源(共享资源池),通过互联网将各种资源打包成服务向外提供。我们提出了基于P2P技术的云计算教育服务平台,用户通过统一的方式获取自己需要的教育服务,而不必考虑其他问题,大大简化了用户的操作,提高用户获取资源的效率。

1P2P与云计算的特点

作为具有重大影响的网络技术,P2P与云计算都具有其各自的特点,P2P技术的特点体现在以下几个方面[2]。

1) 非中心化:网络中的资源和服务分散在所有结点上,信息的传输和服务的实现都直接在结点之间进行,可以无需中间环节和服务器的介入,避免了可能的瓶颈。

2) 自适应性:在P2P网络中,系统会随着用户的加入和退出,对整体拓扑以及资源和服务能力进行动态调整,以适应系统变化。

3) 健壮性:由于服务分散在各个结点之间进行,部分结点或网络遭到破坏时对其他部分的影响很小。P2P架构天生具有耐攻击、高容错的优点。

4) 高性价比:性能优势是P2P被广泛关注的一个重要原因。采用P2P架构可以有效地利用互联网中散布的大量普通结点,将计算任务或存储资料分布到所有结点上,达到高性能计算和海量存储的目的。

5) 负载均衡:P2P环境下由于每个节点既是服务器又是客户机,减少了对传统C/S结构下服务器计算能力、存储能力的要求,同时资源分布在多个节点,更好地实现了整个网络的负载均衡。

云计算的特点体现在以下两个方面[1]。

1) 云计算系统将各种数据包括用户数据都通过网络保存到远端的云存储平台上,减小了用户对于数据管理的负担。

2) 云计算系统也将处理数据的服务程序通过远程的大规模云计算处理平台进行,能够负担大量数据的处理工作。可以说,云计算是数据共享计算模式与服务共享计算模式的结合体,是下一代计算模式的发展方向。

我们提出的基于P2P技术的云计算教育服务平台,结合了云计算与P2P技术,该平台以统一的方式对外提供教育资源服务,此时表现为教育云的形态,在云的内部系统各个节点之间是对等的,运用P2P技术原理进行资源的共享与交换。

2系统设计

我们结合高等学校计算机专业课程教学,提出了一种基于P2P技术的云计算教育服务平台。采用目前较为成熟的C/S模式与P2P技术相结合的方法来构建该平台[3]。在该平台内部,教师节点组成初始资源云,作为资源的提供者,统一对加入系统的学生节点提供服务。学生节点通过注册登录加入到网络后,与教师节点共同组成教育云,统一对外提供服务。该平台的体系结构如图1所示。

利用一个索引服务器负责管理网络,索引服务器并不参与实际的数据传输,而是负责客户注册、身份验证等。各个节点之间采用对等通讯(如图2)。本教育服务平台是以学生为中心创建的一个自主、交互的学习环境。其中教师节点组成了提供教育资源的资源云,各门课程的教师作为教学资源的提供者,负责教学资源最初的。学生作为教育平台的最主要参与者,在加入之初从教师节点处获得所需资源,同时也为其他学生提供资源。

图2系统通信模型

在图2中,学生A首先发出服务请求,索引服务器收到请求后,在系统内部进行资源查找,并根据查找结果,提供给学生A相应的服务。这里服务的提供遵循以下原则:索引服务器受到请求后,根据保存的可用资源列表查找资源所在位置。具体的服务策略可分为下列3种情形:

1) 当有学生节点拥有该资源时,则发送服务消息给该学生节点,该学生节点直接与学生A建立连接,提供服务;

2) 当没有学生节点拥有该资源,但有教师节点具有该可用资源,教师节点与学生A直接建立连接,提供服务;

3) 若1)和2)都不满足时,索引服务器直接与学生A建立连接,提供服务。

以上的服务过程,对于学生A而言是不透明的,学生A只是在发送服务请求后,等待平台提供服务。此时,教育服务平台对于学生A而言就是一个资源云,统一对外提供服务,内部的资源查找调度过程对外不可见。

网络教育服务平台是对传统教育模式的继承和发展,也是对传统教育模式的有利补充,同时它又区别于传统的教育模式。平台包括以下功能模块:

1) 节点管理。

节点管理模块主要负责系统的动态管理,包括注册管理、登录管理和注销管理3个子模块。当节点要加入到网络时,它首先需要到索引服务器进行加入对等网络的注册,注册内容包括身份类型、证件号码、账号、密码等。注册成功后为节点生成一个与账号相对应的ID,该ID是对等网络中节点的唯一标识。当节点进行登录时,首先向服务器发送登录请求,服务器将节点的状态更改为在线,并返回登录成功信息。对等节点在对等网络中进行可用资源的查询时,首先向服务器发送查询请求,服务器返回可用资源列表(包括可用资源的相关信息,如资源大小、资源位置、资源类型等),对等节点根据返回的资源列表与相关节点建立连接,进行资源查询和课程学习。

2) 资料下载。

P2P网络中的资源具有共享性。资源拥有者首先将相关资源上传至服务器,对等节点根据需求,自行选择所需资源进行下载,同时将其共享给其他节点使用。当系统中的某个对等节点需要相关资源时,首先在P2P网络中搜索,搜索到后建立连接,当找不到可用资源节点时,便从服务器进行资源的下载。这种资源下载策略,保证了随着网络规模的不断扩大,对等节点在网络中找到所需资源的概率也不断提高,从而使得网络具有很好的扩展性,减少服务器负载,使服务器瓶颈问题最小化[4]。

3) 在线考试。

无论是在传统教育,还是在网络教育中,对于学习效果的评价始终是对教育方式和教学成果的一种重要的评估手段。由此,我们在平台中设计了在线考试模块,该模块主要包括试题库、试题答案解析两大部分。这里的试题保存在教师节点和服务器上,通过对账户权限的设置使得学生无法将试题下载到本机,而只能够在线完成。

在线考试给出每次考试的规定时间,通过对时间的控制力求保证考试成绩的真实性。学习者通过客户端完成考试并提交,每次提交会生成一个包含ID的副本试题。系统支持以下两种处理方式,一是副本保存在服务器上,此时,服务器会将试题信息通知给相关的教师,教师节点将服务器上的试题下载到本机,进行批改后将完成信息直接发送给学生节点;二是副本保存在教师节点上,此时,教师节点将试题批改后,直接将完成信息发送给学生节点。

4) 在线交互。

在教育教学中,师生之间、学生之间的交互是最为重要的一个环节[5]。在P2P教育服务平台中,教师节点与学生节点都可以发起讨论,讨论的发起者首先将讨论主题发送给服务器,服务器会检索已有的讨论主题,若该讨论主题已经存在,则返回给发起者一个该讨论主题的地址,若没有该讨论主题,则返回一个允许信息,讨论发起者通过广播进行讨论组的建立并作为该讨论组的管理者对讨论组进行管理。交互过程中,讨论的发起节点作为讨论组的服务器。在讨论过程中,讨论组内的成员之间也可以进行双向的交互,他们之间的交互独立于讨论组。这种交互方式中信息不经过服务器中转,而是直接发送给讨论组成员,传输速度更快,实时性更强。

3教学案例

我们基于高等院校计算机专业课程教学实现了一个在线测试的教育服务平台。由于测试的特殊性,试题被存放在服务器和教师节点上,学生节点向服务器查询资源可用信息,得到资源可用列表后,当教师节点在线时,与教师节点直接建立连接,进行在线测试。当教师节点离线时,学生节点直接与服务器建立连接进行在线测试。学生节点在测试时,只在本机保存试卷的一个副本,测试完毕后释放。在测试过程中,如果有其他节点向中央服务器申请同样的测试,则通过直接与正在进行测试的节点建立连接,进行测试。图3为在线测试流程。图4为某一班级对某一课程进行测试。

图3在线测试处理流程

图4课程测试情况界面

4结语

21世纪,网络在信息化社会中占有越来越重要的位置,人类的活动在很大程度上依赖于网络,新世纪的教育也离不开网络,基于网络的教学模式使得教学向多元化方向发展,已经成为传统教学模式的有益补充,具有巨大的发展前景。P2P(Peer-to-Peer)作为一种新兴的网络计算模式,具有自组织、容错能力强、

可扩展性好等优点,是未来Internet的关键技术之一。云计算是对分布式处理、并行处理和网格计算的发展,同样具有广阔的发展前景。本文提出将P2P技术和云计算应用于网络教育服务,能够很好解决网络教学资源共享和用户间实时互动问题,通过对原型系统的实现和测试,进一步说明了基于P2P的网络教育平台与传统C/S模式相比在提高交互性、实时性和个性化,减轻服务器的负担方面具有很大的优势。

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Design and Implementation of Cloud Computing Educational Service Platform Based on P2P

WANG Yang, YAN Yuan-ting

(College of Mathematics and Computer Science, Anhui Normal University, Wuhu 241000, China)

计算机科学技术专业综述范文6

关键词:知识图谱;中医药;应用前景;综述

DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2017.07.033

中图分类号:R2-05 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2017)07-0129-04

Abstract: As the new development of scientometrics and informetrics, knowledge graph has infiltrated into the financial, industrial and medical fields, and become a hot issue in the real world research. In this article, the concept and features of knowledge graph, construction and the existing softwares, the application status and development prospect in the TCM field were reviewed, which may provide references for research on the knowledge graph in the TCM field.

Key words: knowledge graph; TCM; application prospect; review

随着2012年谷歌第一版知识图谱的,特定领域的知识图谱构建成为真实世界研究中的热点问题。从搜索引擎优化,到新药发现,知识图谱在学术界掀起了一股热潮,并渗透到金融、工业和医学等领域。这种以科学学为基础,涉及应用数学、信息学及计算机学等多学科的可视化技术,成为科学计量学和信息计量学的新发展方向。本文就知识图谱的概念、特点及其在中医药领域的应用现状、前景进行梳理,以期为中医药领域知识图谱相关研究提供参考。

1 知识图谱概念及特点

1.1 知识图谱的概念

在知识图谱的定义上,陈悦等[1-2]从其功能角度进行阐释,认为知识图谱能够可视化地描述人类随时间拥有的知识资源及其载体,绘制、挖掘、分析和显示科学技术知识以及它们之间的相互联系,在组织内创造知识共享的环境以促进科学技术研究的合作和深入。杨国立等[3]从理论和方法层面,将其定义为把应用数学、计算机科学、科学学、信息科学等学科的理论和方法与科学计量学引文分析、共现分析、社会网络分析等方法结合,用可视化的图谱形象地揭示科

学发展进程和结构关系的一种研究方法,属于科学计量学的范畴。

杨思洛等[4]提出知识图谱有广义与狭义之分,广义上可包括生物的基因图谱、教育教学中的认知地图、探索太空的天体图、描绘地形的地理信息系统(GIS)图、模拟人脑的神经网络图、各种金属图谱等;狭义的知识图谱主要是运用文献计量学方法,通过文献知识单元分析来可视化科学知识的结构、关系与演化过程,包括“科学图”“文献计量图”“文献图”“知识图谱”等。

简言之,知识图谱是随着计算机技术的发展,应用数学算法来简化知识单元结构以达到可视化知识结构关系的一种方法,是显示科学知识的发展进程与结构关系的一种图形,是一种有效的知识管理工具。

1.2 研究对象

知识图谱所描绘的对象主要包括:①从事科学技术活动和作为知识载体的人,包括科学家、技术专家、项目组、实践团体或某一知识领域共同体;②显性或编码化的知识,如论文、专利、所学课程、数据库等;③过程或方法,包括研究问题和解决问题的过程或方法、组织的业务流程,以及相关的知识投入等。

知识图谱主要源于三大领域:①计算机科学领域的数据、信息、知识与知识域可视化研究;②图书情报领域的引文分析可视化、知识地图和知识网络等研究;③复杂网络系统和社会网络分析的研究。上述领域的研究方向和内容正在走向融合[5]。

2 知识图谱绘制流程

参考国内外已有研究,目前知识图谱的绘制主要包括以下几个版块[4,6-7]。

数据检索:绘制知识图谱的基础,其数据源在传统文献数据库的基础上逐渐扩展到出版商、机构联盟等机构网站的网络日志、用户记录、点击流数据等。

数据清洗:即对数据的预处理,包括、勘误等,进行历时或分时段对比分析时需要对数据M行分段处理;若样本数据过大或分析目的不同,则需要进行有代表性的抽取。

构建关系矩阵:选择要分析的知识单元,如关键词、题名、作者等,构建其相互关系,常用方法有共词分析、共引分析、共作者分析、书目耦合分析、期刊耦合分析等。

数据标准化:根据数据间的相似度对数据进行标准化,常用方法有集合论方法(Cosine、Pearson、Spearman、Ochiai、Jaccard指数等)和概率论方法(合力指数、概率亲和力指数等)。

数据简化:运用因子分析、多为尺度分析、自组织映射图、寻径网络图谱、聚类分析、潜在语义分析、三角法等方法处理数据以更好地展示各数据单元。

可视化展示:是知识图谱构建过程中最重要的一环,通过运用不同的算法,调整相关参数,构建整个图谱。可通过不同模拟实现可视化,如几何图、战略图、冲积图、主题河图、地形图、星团图、簸幅图等。

图谱解读:采用历时分析、突变检测、空间分析、网络分析等方法对图谱进行解读,同时需要结合研究者的经验、知识、学术背景、学术功底等。

3 知识图谱绘制软件

目前可用于知识图谱绘制的软件非常丰富,根据主要功能可分为2类[4]:一类为通用软件,如SPSS、社会网络分析软件Ucinet和Pajek、词频分析软件Wordsmith Tools和GIS相关软件;另一类为绘制知识图谱的专用软件,如CiteSpace、Bibexcel、Gephi、VOSviewer、VantagePoint、Network Workbench Tool、NWB、Sci2 Tool、In-SPRIE、SciMAT、Histcite、GeoTime、ColPalRed、Guess、Leydesdorff、Jigsaw、Carrot等。分析各软件的特点[6,8-9]可以看出,随着知识图谱的绘制软件越来越多,一方面其支持的数据格式愈发多样,相互之间的兼容性也逐步增强;另一方面,在可视化效果方面也日趋完善,知识展示的真实度、准确度逐渐提高。详见表1。

4 知识图谱在中医药领域的应用

目前知识图谱的研究中,国外学者主要集中在2个研究方向[10]:部分偏于技术研究,包括可视化工具和算法的开发;部分以应用为主,利用科学计量学理论及相关方法、知识图谱软件等进行分析研究。国内研究也可分为2个方向:部分以科学计量学为理论基础,利用可视化方法研究科学学与管理学、科学技术合作等领域;部分以电子资源数据库为数据源,通过可视化方式展示某一学科的研究前沿和发展动向。

4.1 应用现状

医学领域各学科中采用知识图谱理论与方法进行的研究尚处于起步阶段,中医药领域已有部分学者开展了相关研究。

在学科层面,赵蓉英等[11]以Web of Science为数据来源,运用CiteSpace对中医研究领域的研究热点进行了可视化探索。徐浩等[12]以我国医药卫生领域中文核心期刊文献为数据来源,对我国中医学科交叉领域的研究热点进行了可视化分析,但研究仅限于中医学与医药卫生领域之间的合作。杨秦等[13]采用共词分析及社会网络方法对中医外科疮疡领域的研究主题及分布进行了探索。

具体在疾病方面,谭火媛等[14]基于中国知识资源总库(CNKI)收录的近10年中医药治疗高血压相关文献,对前沿与热点研究进行了可视化分析。王淑斌等[15]对中西医治疗2型糖尿病的国内外研究进行了系统梳理。在证候方面,刘俊丽等[16]采用文本挖掘技术,通过数据清洗、实体抽取、构建共词矩阵并采用Ucinet软件绘制乙型肝炎热点研究知识图谱,分析了子模块中的中医证候描述及疾病名称。秦义等[17-18]基于CiteSpace软件对气虚证、血瘀证证候诊断标准的相关研究进行了可视化分析。在中药材方面,郭栋等[19]通过关键词共现网络和聚类图对中药枸杞的育种、种植、采收、加工、储存等5个领域的研究进行了热点分析。在治疗措施方面,李祖偷[20]对针灸治疗腰椎间盘突出症常用腧穴的演变过程及施穴治疗的变迁进行了可视化分析,胡松洁等[21]运用Ucinet软件对“五行音乐”疗法的发展脉络进行了梳理。

此外,张静[22]基于CNKI核心期刊文献关键词,探讨了中医药专业人才培养热点主题。陈姗姗等[23]对中医药传播发展的研究文献进行了可视化分析,荣光等[24]基于中医电子病历研究领域的相关文献,构建了该领域的研究者、研究机构、关键词的共现网络。

上述研究主要集中在不同领域的研究现状及热点分析,多以期刊文献为数据来源,多采用CiteSpace软件构建研究者、研究机构、关键词等信息的共现图和聚类图,从不同侧面宏观解释了中医学信息的整体结构特点。但针对特定研究目标,尚未形成一套明确的建模策略及技术,导致已有研究结果中也有差异甚至矛盾之处[5]。因此,中医药领域知识图谱理论尚处在针对各学科结构宏观概述阶段,急需解决对多层信息深度整合的知识图谱建模策略及其技术。

近年来,已有学者在中医药知识图谱构建方法与标准化流程方面进行了尝试和探索。于彤等[25]提出以中医药学语言系统(TCMLS)为框架,以中医药领域现有的术语和数据库资源为内容,构建大型知识图谱的构想,并进行了探索和实践,但尚未实现中医药知识资源的有效整合及提供全面、及时、可靠的知识服务。阮彤等[26]基于文本抽取、关系数据转换及数据融合等技术提出了中医药知识问答和辅助开药领域的知识图谱半自动化构建流程。此外,该课题组对知识图谱进行了形式化定义,详细描述了数据驱动的增量式知识图谱构建方法,同时阐述了以此方法所构建的中医药知识图谱在辅助开方领域的应用,但未涉及其它领域[27]。贾李蓉等[28]以中药知识图谱为例,从数据来源、研究内容、图形化展示等方面探讨如何构建中医知识图谱,但其应用尚局限于浏览检索方面,对多种数据资源间的映射及数据元等标准未进行详细论述。张德政等[29]提出了基于本体的中医核心知识图谱表示及其构建方法,对中医本体与知识图谱的映射方法进行了探索,为中医知识图谱的构建提供了较系统的方法流程,但对多源数据的获取技术及中医师临床实际诊疗数据的研究未进行深入研究。王华珍等[30]以中医慢性胃炎数据可视化处理为例,引入随机森林(RF)技术进行可视化前的数据预处理,根据高维中医数据的特征进行变换和降维,使数据在低纬空间呈现良好的分离性,从而增强了数据的可视化效果。

4.2 应用前景

知识图谱研究已经渗透到金融、医学和工业等领域,对知识图谱定量与定性特征的科学理解已成为大数据时代科学研究中一个极其重要的挑战性课题。结合自身知识体系的特点,中医药领域的知识图谱研究应以从事相关领域活动和作为知识载体的人(如临床医学领域的医师)、显性或编码化的知识(如症状、药物等)、过程或方法(如辨证论治等)为研究对象,运用图论、统计学、应用数学、数据挖掘等方法,研究知识之间多维网络关系及演化规律等一系列问题。

在我国,中医临床研究领域的知识图谱构建研究仍较滞后,研究大多处在术语本体领域的研究层面。知识图谱在中医药领域有着广阔的前景,如在中医药知识体系构架方面,可建立中医药知识地图系统、维基百科系统[25]等;在中医药知识的推广普及方面,可建立基于知识图谱的信息检索系统、基于自然语言的问答引擎[26]等;在临床诊疗方面,可建立基于知识图谱的四诊信息采集、诊断、处方用药系统;在医师诊疗规律挖掘方面,可\用知识图谱挖掘中医师“病-证-治-效”临床诊疗数据之间的相互关系和内在规律。因此,知识图谱为开展中医基础理论体系、临床诊疗规律研究提供了有利的工具,探索解决中医临床诊疗过程中多尺度非完整信息整合的核心技术,建立中医药知识图谱构建的流程和规范将成为研究的热点。

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