计算机科学研究方向范文1
当今世界，计算机应用日益普及。在科学研究、国民经济、军事国防、文化教育、工业、农业、服务业、航天航空、资源勘探、气象预报、自动控制、医疗卫生、生态保护、决策管理、体育娱乐、家庭生活等等诸多领域，计算机无处不在，无时不在，并且正在以前所未有的速度向越来越多的领域渗透和扩展。计算机正发挥着巨大的作用，广泛、深刻地推动着人类社会的进步，影响着人类的思想观念、思维方法、工作方式和生活方式。可以说在人类历史上没有任何一门科学和技术像计算机科学一样，发展如此迅猛；没有任何一种工业产品像计算机一样，应用如此广泛，而又如此频繁换代。
在各个技术领域，科学家们和计算机工作者进行了艰苦而深入的探索和研究，取得了无数宝贵成果，有力地推动了计算机科学和技术的发展，有着重要意义。在纷纭杂合多种技术成果的推动下，未来计算机究竟将以怎样的形式出现？它们对人类社会将带来什么样的影响？其它学科的哪些理论和技术成果可以以及如何与计算机技术结合，从而产生哪些新的计算机种类？无疑会对计算机科学的发展走向具有战略性、指导性意义，同样值得人们去探索和研究。我们应该去研究和探索这些问题，并运用此类研究成果从宏观上指导计算机科学的研究和发展方向。
2 “计算机未来学”的任务和内容
计算机未来学是关于计算机科学、技术及其产品的未来发展走势的学科。它的研究目的，在于探讨计算机科学、技术及其应用未来发展的趋势和前景，揭示计算机科学未来走势和在未来社会中对人类生活影响的可能性。它的任务是运用计算机科学和技术的研究成果（包括过去的和最新的成果），在与计算机科学技术相关或潜在相关的各学科最新研究成果及发展趋势的基础上，预测和设计计算机科学和技术的未来走势和可能出现的成果，描述未来计算机的大致模式，以及在未来社会中对人类生活将会带来的影响等等。
计算机未来学的研究方法，在广泛收集计算机科学及与之相关或潜在相关各学科技术过去和现在的代表性成果的基础上，经过归纳、整理和分析、研究，通过揭示“决定未来发展动态最重要因素”，预测其大体发展趋势以及未来可能产生的成果，研究、预测或设计计算机科学、技术的未来发展趋势、向其它领域渗透和其它学科技术成果向计算机学科转移的可能性，论证这些成果应用于未来计算机的可能性和应用设想；同时运用“未来学”中关于未来人类社会的预测成果，并由此提出未来计算机的蓝图性构想，勾勒出未来计算机的大体模式及其对未来人类社会生活将会带来的影响以及相应的预防对策，为未来计算机科学和技术的研究和发展指出指导性方向和目标。
3 几个值得探讨的宏观议题
在计算机未来学的研究中，人们研究的主要对象是计算机的未来发展趋势和未来计算机。自然而然就会特别关注计算机如何走向未来和未来的计算机将是什么样子。无疑，要回答这两个问题，需要攻克大量难关，解决大量问题。其中有宏观走向性问题，又有微观技术性问题。本文从“计算机未来学”的角度出发，提出一些值得探讨的议题。限于篇幅，本文不展开讨论。这些议题有：
(1) 计算机换代标准与换代频率的研究；
(2)“拟人化计算机”出现的可能性及由此带来的哲学思考；
(3) 未来计算机的能源供应方式研究；
(4) 远景计算机的宏观构想；
(5) 未来计算机的元器件形态、体系结构、软件生成方式；
(6) 计算机技术发展的终极结果及“发展度”的把握；
(7) 未来计算机犯罪问题及其对策；
(8) 未来计算机的疾病感染、防治――病毒及机体损伤和修复；
(9) 关于未来计算机的立法问题。
等等与这些议题有关的人文社会科学。这一系列问题，构成了计算机未来学的一簇课题群，值得广泛学科的专家深思和探讨。
计算机科学研究方向范文2
按照教育部的要求,分委员会的职责是组织和开展本专业教学领域的理论与实践研究,指导高等学校的学科专业建设、教材建设、教学改革、实训基地建设、实验室建设等工作,制定专业规范或教学质量标准,接受委托承担专业评估任务,接受委托承担本科专业设置的评审;组织师资培训、教学研讨和信息交流等工作,完成教育部委托的其它任务。围绕着这些要求,分委员会2006年4月21～22日在长沙召开主任会议,确定了任期5年内的工作。将总目标确定为:在4种力量的支持下,做好4件事情。这4种力量是:教育主管部门(教育部、各省市教育厅/局)、相关院系领导和广大一线教师、相关行业学会/协会/组织(如:中国计算机学会、全国高校计算机教育研究会、各省市计算机学会、计算机用户协会、软件行业协会、全国高校计算机系(院)主任(院长)论坛)和相关企业。4件事情是:宣传培训、分类试点、专业认证、完善规范。
在过去的3年半中,在各方的支持下,分委员会全体积极努力,开展了深入的研究、广泛的宣讲和培训、扎实的分类培养试点,以及稳步的专业认证试点。
1广泛的宣讲与培训
《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》(简称为《规范》)的研制汇集了全国计算机专业的大批教育教学专家,历时3年多。教育部对《规范》给予了高度的重视,一直关注并适时给予指导,于2006年6月24组织专家进行了评审。评审认为:“这些文件的起草是一项大规模深入的研究工作,对于我国计算机专业教育和基础教育具有针对性和创新性,对规范和蒋宗礼老师
发展我国高等学校计算机教育具有重要指导意义,是我国计算机教育改革的一项重大研究成果”。
《规范》于2006年9月正式出版发行,目前已经第三次印刷。根据2006年9月8日分委员会第一次全体会议的决定,全体委员根据分工,按照分委员会制作的标准讲稿,在全国范围内开展了广泛的宣讲,几乎覆盖所有的省会城市,部分省市的宣讲还进行过多次,受到了同行们的广泛热烈欢迎。经过2年多共计约70次的宣讲,至少5000余人次的一线教师和专业负责人直接听取了报告。在各校计算机专业明确基本方向和要求,修订教学计划中发挥了指导作用。
宣讲过程与部级精品课程、部级和省市级精品教材等优质资源的推广应用相结合,一批具有丰富教学经验和课程建设经验的一线教师直接与广大教师面对面,毫无保留地将自己的研究成果、经验、方法等拿出来和大家共享,有效地促进了计算机及其相关专业教学水平的提高。
2进一步深入研究
由于计算学科仍然是一个年轻的学科,其发展非常快,特别是在新技术、新系统以及广泛的应用方面,发展特别迅速。所以,该学科的一些分支学科逐渐形成并迅速丰富。为了应对这一局面,分委员会在《规范》的基础上,继续开展了一系列的研究。主要包括发展战略研究、高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程研究、高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范研究、高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案研究、计算机科学与技术专业能力培养研究。
2.1发展战略研究
作为延续,分委员会再次组成研究小组,继续从理念的层面开展专业发展战略的研究。希望“细化认识,升华观念,看得更加远一些”。希望从健康发展的专业特征入手,研究计算机科学与技术专业的未来发展方向,寻求“从专业出发”和“从学生出发”办专业的统一。
研究小组2008年4月正式成立,2008年7月2日召开了电话会议,就有关问题进行了讨论,2008年8月13日在山东大学威海分校召开研究会。该小组目前正具体就“关于‘分类培养’战略的进一步思考”、“关于计算机专业人才的社会需求”、“计算机专业毕业生去向分析”、“国外计算机专业办学情况概览”、“关于‘就业导向’办专业观念的辨析”等方面的问题进行了研究。
2.2公共核心知识体系与课程研究
这项研究是根据2006年11月18日分委会主任扩大会议的决定进行的,其目的是为了进一步提高《规范》的可操作性。希望通过这项研究,找出本专业有关方向的公共基础知识结构,构建适当的公共基础知识课程体系,为在公共平台为基础上构建课程体系提供参考,以适应目前许多学校以不同层次的平台为基本构架制定本科教育课程体系的需求,力求实现无论CS、CE、SE、IT中的哪一个方向,都能够比较方便地在这组课程的基础上进行扩充而得,同时也可以有效利用已有的优质资源,迅速提高本专业的整体办学水平。
2006年12月研究小组成立,2007年4月底形成初稿,2007年6月中召开主任会议集中进行讨论和修改,在此基础上形成草案,全体委员中广泛地征求了意见,研究成果以《高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》的形式于2007年9月由清华大学出版社正式出版。2008年10月增加了适当的内容后,以修订版的形式重印。
核心课程选取的原则是:涵盖4个方向的公共要求,实现在课程层面上对公共知识体系、专业培养公共要求和基本特征的体现;构成一个既照顾到学科,又照顾到专业的基础平台,使得人们能够方便地构建完整的、全局优化的专业教育课程体系;充分考虑学时的限制,按照总学时20%计算,将公共核心课程的总学时控制在500以内;用尽可能成熟的课程实现涵盖,而且这些课程可以体现学科教育的一些基本特点。
该知识体系共包括8个知识领域,含39个知识单元,共342个核心学时。其中,离散结构(DS)60核心学时、程序设计基础(PF)67核心学时、算法(AL)28核心学时、计算机体系结构与组织(AR)60核心学时、操作系统(OS)32核心学时、网络及其计算(NC)48核心学时、程序设计语言(PL)13核心学时、信息管理(IM)34核心学时。他们被涵盖在程序设计、离散数学、数据结构、计算机组成、计算机网络、操作系统、数据库系统等7门课程中,这些课程称为公共核心课程。
《高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》包括8部分:第一部分介绍开展这项工作的背景;第二部分介绍各专业方向基本要求,包括:各专业方向的问题空间与知识取向、学生专业能力的培养、以及能力的详细描述;第三部分介绍公共核心课程选取的原则;第四部分给出这些课程所含的知识体系,称之为公共核心知识体系;第五部分给出了7门公共核心课程的大纲;第六部分给出公共核心课程对各个方面核心知识单元的覆盖分析;第七、八部分分别为示例和总结。
2.3实践教学体系与规范研究
这项研究是根据2007年7月19日教育部高等学校理工科教学指导委员会指导性专业规范研制工作会议要求,以及2007年6月16日主任会议和2007年10月13日第二次全体会议决定进行的。本研究根据强化学生理论结合实际能力的培养,进而更好地支撑学生基本专业能力培养的需要,依照《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》和《高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》的总体要求,构建相应的实践教学体系。
实践体系包括课程实验、课程设计、专业实习和毕业设计。这里强调实践教学为总的教育目标服务,要与理论课程教学相结合,要考虑课程的教学目标,体现课程的特点,体现课程的内容要求和能力培养要求,与理论课程有机结合,构成有机整体,贯穿于人才培养的全过程。
理论教学与实践教学并举并重是一个基本原则。理论和实践相互结合,既重视理论传授,又重视实践引导,从培养创新意识、工程意识、工程兴趣、工程能力、或者社会实践能力出发,强调实验、实习、课程设计、社会调查、毕业设计(论文)等实践性教学环节进行整体、系统的优化设计,把基础教育阶段和专业教育阶段的实践教学有机衔接,使实践能力的训练构成一个体系协调实现学生对学科知识和方法的实践的体验、探索与应用。
追求实验体系的完备、相对稳定和开放,体现循序渐进的要求,既要有基础型的验证实验,还要有设计型和综合型的实验和实践环节;在规模上要有小、中、大,难度上要有低、中、高;在内容上,既要有基本要求,还要有更高要求,通过更高要求引导学生进行更深入地探讨,体现实验题目的开放性。另外,还要强调实践环节与实际的紧密结合。
从覆盖面来说,作为计算机科学与技术专业的实践教学体系,既要包含硬件方面的,又要包含软件方面的;既要包含基本算法方面的,又要包含系统构成方面的;既要包含基本系统的认知、设计与实现,又要包含应用系统的设计与实现;既要包含系统构建方面的,又要包含系统维护方面的;既要包含设计新系统方面的,又要包含改造老系统方面的。
从实验类型上来说,需要满足人们认知渐进的要求,要含有验证型的、设计型的、综合型的。要注意各种类型的实验中含有探讨性的内容。对综合型的实验,要尽量与“企业”相结合。
从规模上来说,要从小规模的开始,逐渐过渡到中规模、较大规模上。关于规模的度量,就程序来说大体上可以按行计。小规模的以十计,中规模的以百计,较大规模的以千计。包括课外的训练在内,从一年级到四年级,每年的实验和实践量折合成程序量,可依次大约为5000行、1万行、1万行、1.5万行。这样,通过四年的积累,可以达到4万行的程序量。作为最基本的要求,至少应该达到2万行。
研制出的《高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范》于2008年10月由清华大学出版社出版。其中包括程序设计基础、数据结构、操作系统、编译原理、计算机图形学、人工智能、软件工程、数据库系统、数字逻辑、计算机组成基础、计算机体系结构、嵌入式系统、计算机网络等13门课程的实验,数字逻辑、计算机原理、嵌入式系统、数据结构、操作系统、程序设计、软件工程、网络应用、网络工程等9个综合课程设计,以及对专业实习和毕业设计的要求。
2.4专业核心课程教学实施方案研究
为推动分类培养思想的落实,建设优质教学资源,解决现在相关课程建设中存在的问题,推进计算机科学与技术专业的科学办学进程,2008年3月,分委员会、中国计算机学会教育专业委员会和高等教育出版社决定联合开展“高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案”研究。该研究于2008年4月获得教育部的批准,作为教育部高等理工教育教学改革与实践项目之一立项。
该项研究根据《高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》并考虑到“软件工程”的重要性,项目包括离散数学、程序设计基础、数据结构、计算机组成原理、操作系统、数据库、计算机网络、软件工程8门课程的教学实施方案的研制,探求在教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会的基本课程教学大纲下,如何面向科学型、工程型和应用型三类人才的培养需要,根据不同类型人才关注不同的学科形态、不同的问题空间、不同的根本问题,以知识为载体,瞄准专业能力的提高和专业素质的形成开展有效的教学活动,形成较系统地课程教学实施方案。同时对相应的教材建设提供一个指导性意见(方案),解决目前课程教学和教材建设中可能存在的趋同性、盲目性、孤立性,以及不完整、不合理交叉等问题,改变过分追求知识的全面性,忽略人才培养的适应性倾向,为计算机专业的教育教学能够瞄准基本目标,更科学有效地实施进行探索。
瞄准这一目标,按照科学型、工程型和应用型三类人才培养的需求,分别设计出上述8门课程的三种不同的教学实施方案。特别要指出的是,科学型以“计算机科学”专业方向为基本背景,工程型以“计算机工程”和“软件工程”专业方向为基本背景,应用型则以“信息技术”专业方向为基本背景。
考虑到这些课程虽然都是计算机科学与技术专业的核心课程,但它们却有着不同的特点和属性,所以在内容组织形式上我们没有苛求完全一致,而是依据一个基本框架,允许各门课程给出反映自身特点的内容。再者,教学实施方案要解决的问题涉及到方方面面,有的还是本学科尚未完全解决的问题,所以,很多内容都是探索性的,需要在实践中不断丰富、不断提高。其三,课程教学是与教师紧密相关的,甚至可以说大纲、教材只是一个框架和素材,课堂教学这部剧如何展开,还依赖于集导演和演员于一身的教师,所以给出的只是提示性的参考。
项目共有核心研究成员51人,来自32所高校和高等教育出版社,包括18门部级精品课程的负责人和主讲教师。《高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案》于2009年5月由高等教育出版社出版。
2.5专业能力培养研究
根据2008年11月1日分委员会第三次全体会议的决定,开展计算机科学与技术专业能力培养研究。2008年12月研究小组成立,将基本框架确定为研究专业基本能力的基本内容和计算机专业的核心课程(7门公共核心课程和软件工程课)对这些能力的培养实施。
专业能力培养的研究是一个极具挑战性的题目,这项研究旨在为如何将面向知识的教育转变为能力导向的教育做出基础性的探索。研究初步将计算机专业高级人才的专业基本能力包括计算思维能力、算法设计与分析能力、程序设计与实现能力、系统能力等4个方面。认为他们包含有丰富的内容,例如,计算思维能力包括:问题的符号表示、问题求解过程的符号表示、逻辑思维、抽象思维、形式化证明、建立模型、实现类计算、实现模型计算、利用计算机技术等,程序设计与实现能力主要包括:设计数字电路、实现数字电路、设计功能部件、设计芯片、对芯片进行程序设计、小型程序设计、大型程序设计、系统程序设计、实现智能系统等,系统能力分为系统的认知、分析、开发与应用能力,其中系统认知能力主要包括:基本系统软件使用、系统软件构成、基本的计算机硬件系统构成、网络系统的构成、硬件系统的性能、软件系统的性能、实验分析等。
首先要研究这些能力的内涵和描述,包括该书的作用描述、培养描述、培养中要注意的问题等。在这个基础上,以离散数学、程序设计基础、数据结构、计算机组成原理、操作系统、数据库、计算机网络、软件工程8门课程为基础,探讨课程教学如何在学生的专业能力的培养中发挥更有效的作用。
3办学试点
根据分委员会的工作安排,为了更有效地实施《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》,推动计算机科学与技术专业的改革,经过准备,于2007年正式启动办学试点工作。2007年6月16日发出了“关于征询实施‘计算机科学与技术专业规范’意向的函”。2008年3月25日,根据有关高校的申请,做出了“关于计算机科学与技术专业规范试点立项决定”,分成“地方院校计算机应用人才培养研究与试点”、“具有行业特色院校中计算机专业人才培养研究与试点”、“面向本科就业市场的计算机专业人才培养研究与试点”、“科学型与应用型兼顾的计算机专业人才培养研究与试点”4个课题开展试点工作。参加试点的学校有济南大学、武汉工程大学、宁夏大学、河北师范大学、上海海事大学、华中农业大学、西安邮电学院、长江大学、吉林化工学院、中国计量学院、黄冈师范学院、厦门大学、天津大学、河海大学。
2008年3月28日,分委员会向教育部高教司提交“关于计算机科学与技术专业规范试点工作立项的报告”。2008年4月8日,教育部高等教育司批准立项(“关于批准计算机科学与技术专业教学改革与实践项目立项的通知”教高司函z2008{71 号)。2008年4月18日在北京大学召开“推进计算机科学与技术专业科学办学试点工作会议”,重点讨论了有关计算机科学与技术专业科学办学试点工作,就试点工作做出了具体安排。2008年4月28日发出“关于制订计算机科学与技术专业试点实施计划的函”,要求各试点高校提交试点实施计划,并要求责任专家提供相应的咨询。
为了搞好这项工作,分委员会非常重视,曾多次召开会议进行研究。实际上这是一项特殊的工作,其特殊性就在于它是研究性的,而且研究中有许多要实施工作。例如:如何实现学生的分类培养?如何有效利用学校的环境和已有的基础开展实践活动?不同类型的学校,不同的试点目的,各有什么样的、多大的难度?在什么样的条件下可以比较顺利地参照规范进行办学,哪些条件下会有更多的困难?这些困难是否能够被克服?如何克服?这都是试点中值得具体研究的问题。即使在试点的具体做法上,又有很多值得探讨的问题。
4专业认证
为了积极推进计算机科学与技术专业的教学改革,配合教育部的工程教育专业认证工作,分委员会参加了计算机类专业的认证工作。2006年对山东大学、北京航空航天大学,2007年对哈尔滨工业大学、西安电子科技大学,2008年对复旦大学、华南理工大学进行了专业认证,取得的经验受到教育部的重视,先后两次在全国工程教育专业认证工作经验交流和培训会议上介绍经验,受到高度评价,还多次应邀参加全国工程教育专业认证专家委员会组织的文件修订等工作。
根据《全国工程教育专业认证专家委员会章程(暂行)》,开展工程教育专业认证的目标是:构建我国工程教育的质量监控体系,推进我国工程教育改革,进一步提高工程教育质量;建立与注册工程师制度相衔接的工程教育专业认证体系,构建工程教育与企业界的联系机制,增强工程教育人才培养对产业发展的适应性;促进我国工程教育的国际互认,提升国际竞争力。可以说,其核心内容是构建工程教育的质量监控体系,推进工程教育改革,进一步提高工程教育质量。
认证要求从以下7个方面考察专业的办学状况:
(1) 专业目标。强调专业设置的合理性,培养目标和要求的合理性,强调它与社会需求和自身状况的符合度,以给目标的有效达成提供基础。
(2) 质量评价。分别以内部评价、社会评价两个方面分别从学校和用人单位的视角来评价专业的教学过程和教育教学的最终结果――毕业生,以促进教育教学工作的持续不断地改进。
(3) 课程体系。关注到课程设置的科学合理性,实践环节是否完善,是否满足要求。特别是密切关注作为“实践教学”重要部分的毕业设计或毕业论文,为了突出起见,这个环节被单列为一个“内涵”。
(4) 师资队伍。除了包括最基本的师资数量与结构外,还关注到了教师发展,通过关注这一点,来保证维持一个通过认证的专业的教学正常运行的最关键条件――师资的满足和不断改进愿望的实现。
(5) 支持条件。包括了除师资条件外的其余办学条件:教学经费、教学设施、图书资料、产学研结合。其中的“产学研结合”用来进一步促进教育教学与实践的紧密结合,进一步体现“工程教育”的特点和要求。
(6) 学生发展。包括招生、就业、学生指导。招生体现了学生的基础和社会声誉,就业体现了教育的结果和社会认可度,学生指导则要求学校为学生的发展提供更贴切的指导,以利于学生个性化的发展,充分发挥学生的擅长和他们的创造性。
(7) 管理制度。包括教学管理、质量控制两个方面的内涵,分别从管理制度的完善与执行、质量控制标准的设置与执行两个方面体现对培养合格毕业生的保证。
认证通过强调国际等效、能力培养导向、明确的培养目标定位、不断改进的机制来促进专业办学水平的提高。从目前完成的认证工作来看,计算机科学与技术专业开展的工程教育专业认证试点工作取得了良好的效果,对加速计算机科学与技术专业的建设,迅速改善专业结构,提高专业办学水平发挥了重要作用,同时也引起了各个办学单位的高度重视,这项工作的步伐有望加快。
计算机科学研究方向范文3
关键词网格网格计算服务网格；
1引言
网络技术是一次计算革命，有可能将全球计算机联合起来协同工作，被人们视为21世纪的新型网络基础架构。网格的概念来源于电力网格，如电力网把强大的电力输送到每家每户的每个插座，用户不必过问电是水电、火电，还是核电，也不必过问电站位于何方。网格技术可把分布在各地的计算机联网，将充足的计算资源分配给每个用户，如同个人使用一台虚拟的超级计算机一样。但网格不是万能技术，不是所有问题都能解决，只有那些能并行运算的应用才可能被拆成若干细小任务分配到每个网格计算节点，通过并行处理来提高计算速度。
网格研究源于美国联邦政府过去10年来资助的高性能计算项目。这类研究使用的名词就是“网格”或“计算网格”。这类研究的目标是将跨地域的多台高性能计算机、大型数据库、贵重科研设备、通信设备、可视化设备和各种传感器整合成一个巨大的超级计算机系统，支持科学计算和科学研究。
2国外网格技术研究动向
2.1美国的网格技术研究
美国是网格研究起步最早的国家，美国多家研究机构开展了与网格相关的研究工作，制定了很多网格研究计划，如美国国家科学基金会资助的TeraGrid、美国国防部的“全球信息网格”(GIG)、美国政府资助的“大型物理实验网格”(GriPhyN)及美国能源部的ASCIGrid、国家技术网格(NTG)等计划。
(1)TeraGrid
美国国家科学基金会TeraGrid计划是一个需要多年分段实施的，为开放式科学研究而建立和使用的世界上最大、最全面的分布式基础设施。目前，TeraGrid已能提供40TFLOPS的聚合计算及近4千万亿字节的网络数据存储能力，并建成了能融合许多系统结构的网络环境，可通过GlobusToolkit支持基于网格的计算，提供诸如基于证书的单个注册和分布应用管理、TeraGrid资源恢复、对用户软件结构的持续监控和TeraGrid的协同能力等。
(2)全球信息网格(GIG)
GIG是美国国防部(DOD)于20世纪90年代末提出并开始建设的一种集成的信息基础设施，由一套全球互联的端对端信息系统、相关程序和人员组成，它可将美军在全球范围内的计算机网、传感器网和武器平台网联为一体，预计在2020年完成。从系统组成上看，GIG将系统分为基础、通信、计算、全球应用和使用人员五个层次。从技术体制上看，GIG包括了多种专用或租借的通信计算机系统和设备、各种软件和数据、安全服务设备，以及有助于谋求信息优势的其他相关技术。
(3)大型物理实验网格(GriPhyN)
GriPhyN是由实验物理学家和IT研究人员共同发起的，其目标是为21世纪的数据密集型科学构建第一台千万亿次计算系统。GriPhyN计划将通过一个名为“千万亿级的虚拟数据网格(PVDG)”的计算环境来满足全球各地成千上万的科学家们的数据密集型计算需求。GriPhyN合作组织计划实行必要的计算机科学研究，最终形成一系列产品型的数据网格。
2.2欧洲的网格技术研究
欧洲近来启动了一系列网格开发计划，其中包括DataGrid、SIMDAT、NextGRID、AkoGriMo和CoreGRID等计划”。这些项目的情况如下：
(1)DataGrid计划
欧洲数据网格计划(DataGrid)涉及到欧盟的二十几个国家，其目的是开发一种能支持全球性分布科学探索的全新环境。该计划旨在设计并开发中间件解决方案和可扩展的测试床，以便于处理千万亿字节的分布式数据、成千上万的资源(如处理器、磁盘等)以及大量同步用户的请求。该计划的重点是高能物理学、地球科学和生物信息科学等科学应用领域。
(2)SIMDAT计划
SIMDAT是欧洲的一个大型网格研究计划。该计划的目标是利用数据中心的网格技术来开发解决工业复杂问题的方案。主要用于国际经济的四个重要领域：汽车制造、制药、太空研究和气象研究。该项目的7个网格技术开发领域包括(除了一般的网格结构)：分布式数据访问、VO管理、工作流、实体论、分析服务和知识服务。
(3)NextGRID计划
NextGRID是面向工商业领域建立的下一代网格服务结构。该计划针对的是广泛的应用领域：法律部门的数据挖掘；广播和娱乐；金融模型；数字媒体和供应链管理。研究和开发领域包括：网格结构、核心服务以及动态联合体和网格商业模型。
(4)AkoGriMo计划
AkoGriMo注重为动态虚拟组织提供传输移动通信的网格结构和服务。
包括两个测试床：E—Learning和Hospital。该计划在下一代网格使用的分层方法有：域和应用专门服务、复杂的网格服务、核心网格服务、网络中间件和移动互连网。该技术在下一代Ipv6网络基础上建立下一代网格，并支持操作系统的安全性、账目管理己账和用户。
(5)CoreGRID计划
核心网格是一个研究网络，主要用于大规模分布式网格和对等技术的基础建设、软件基础设施和应用。主要研究包括从知识，数据管理到问题解决环境的各种情况，有42个组织参加。在欧洲开展网格技术研究最积极的是英国、荷兰、意大利与德国。研制“英国国家网格”。
2.3日本的网格技术研究
日本认为网格计算技术将极大地改变日本的产业结构，成为激活经济的原动力。目前，日本主要在进行国家研究网格计划(NAREGI)和生物网格计划(BioGrid)的研究。(2)生物网格计划(BioGrid)
生物网格计划是在2002年启动的一项为期五年的网格研究计划，主要由日本文部科学省资助。计划利用网格计算技术与超高速网络，将各大学生物工程研究机构所拥有的超级计算机、数据库、高性能观测设备等研究资源联合起来。生物网格计划主要由五个部分组成：
·网格基础技术组：主要进行安全、高性能的网格技术开发；
·数据联机分析组：使Spring一8及超高压电子显微镜等高性能分析设备的连接成为可能，并实现分析数据的共享；
·计算网格技术组：研究开发蛋白质结构预测及各种生物模拟技术；
·数据网格组：主要任务是各种生物数据库相关技术的研发；
·商业开发组：以各项开发技术为桥梁，开发超大型网格计算机，它比现在世界上运算速度最快的计算机还快数倍，将达每秒300万亿次。
3中国网格技术研究动向
我国同世界其他各国政府一样，为大幅度提高我国的综合国力和国际竞争能力，对于网格的建设也十分关注，同时在网格计算方面做了大量基础性和前瞻性研究工作。并在863专项中提出了具体的目标。专项确立了“战略与系统综合研究”、“高性能计算机”、“网格结点”、“网格软件”和“应用网格”五个方面的课题。主要任务是研制面向网格的每秒万亿次级高性能计算机和具有每秒数万亿次聚合计算能力的高性能计算环境；开发具有自主知识产权的网格软件；建设科学研究、经济建设、社会发展和国防建设急需的重要应用
网格；形成若干网格技术的国家标准，参与制定国际标准。
目前，我国已开展了“中国国家网格”、“教育科研网格”、“织女星网格”和“先进计算基础设施北京、上海试点工程”等五大网格项目的研究。参与研究的主要有中科院计算所、清华大学、联想集团、江南计算所等几家在高性能计算方面有较强实力的研究单位。
(1)中国国家网格(ChinaNationalGrid)
“中国国家网格”是部级高性能计算和信息服务的战略性基础设施，它将在全国范围内为各行业和社会大众提供各种一体化的高性能计算环境和信息服务。专项于2002年4月启动，投资高达3亿人民币，目标是提供高性能计算、资源共享、协同工作的能力，同时在科学研究、环境资源、制造业、服务业中建设若干大型行业应用网格；并研制面向网格计算，具有良好的应用开发环境的高性能计算机，装备网格结点，促进我国高性能计算机的研究和产业化。
(2)“教育科研网格”(ChinaGrid)
教育部依托教育与科研网CERNET和高校的大量计算资源和信息资源，推出了ChinaGrid计划。ChinaGrid包括开发相应的网格软件，配合网络计算机(NC)的使用，将分布在教育与科研网格上自治的分布异构的海量信息资源集成起来，建立聚合能力超过每秒15万亿次量级的教育科研网格，总存储容量超过260TB，结点覆盖211建设的100所部属高等院校，实现CERNET环境下资源的有效共享，消除信息孤岛，ChinaGrid第一期规划：在2002年～2005年期间，一是建立12个计算网格的主结点，提供具有高性能计算、资源共享、协同工作的服务平台。每个主结点将建立一个聚合计算能力超过每秒5000亿次、存储能力分别达到5TB的超级计算结点，并通过相应的计算网格软件将分布在12个主结点的高性能计算机连接起来，使整个ChinaGrid的聚合峰值计算能力超过每秒6万亿次，存储能力超过60TB。
(3)“织女星网格”(VegaGrid)“织女星网格”是由中科院计算所联合国内十几家科研单位，共同承担的“863”重点项目。该项目的目标是：把我国的8个高性能计算中心通过Internet连接起来，进行统一的资源管理、信息管理和用户管理，并在此基础上开发出多个需要高性能计算能力的网格应用系统。它是我国的第一个网格雏形。目前，该项目已取得了一系列研究成果。包括研制出了运算速度达每秒4万亿次以上，主要用作“中国国家网格”的主机、网格应用路由器和“织女星”网格操作系统等。“织女星网格”主要研究内容如下：
在网格硬件层面，主要工作是研究下一代曙光高性能计算机，它们将是面向网格的超级服务器；
在网格系统软件层面，主要工作是研究开发一个名为GCP的网格计算协议栈(GridComputingProtocolStack)以及有效支持GCP的“织女星”网格操作系统(VegaGOS)；
在网格应用层面，主要研究的是信息网格和知识网格，以及科学计算类应用网格。“织女星网格”在尽量使用国际上已有的先进技术的同时，它最大特点就是提出了“服务网格”的概念。
4结束语
网格计算技术是一个正在迅猛发展的新兴学科。从生物领域的后基因组计划，到高能物理领域更深层次物质结构的研究，再到哈勃望远镜所获取的大量宇宙数据的处理，再到气象、地震预报预测这些重大科学领域的计算问题，促使科学家必须利用分布在世界各地的计算机资源，通过高速网络连接起来，共同完成计算问题，这正是网格计算快速发展的源动力。可以说网格是未来信息技术和产业发展的大趋势，它将极大地改变我们的生活和工作。未来的网格计算主要有三大发展趋势：即标准化、大型化和技术融合化。也就是说，网格计算将在行业应用的引导下，以标准化向更广域、多学科渗透，网格的一切对外功能都将以网格服务来体现，技术将进一步融合，且将逐渐从高性能计算走向商业应用，从前沿技术走向实用化、大众化。可以预见，今后网格计算技术仍将快速发展，从而开创计算科学的一个新纪元。
参考文献
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【3】孙培德．网格计算的研究新进展[J]．计算机工程与应用,2003，(16)
计算机科学研究方向范文4
关键词：计算机；科学与技术；应用
中图分类号：F224-39 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2014）04-0-01
一、前言
伴随计算机科学与技术的快速发展，其广泛应用于较多行业领域，生产制造以及科学研究整体水平逐步变成反映国家科技含量的重要标准。计算机科学与技术不但有效提升了社会生产效率以及工作质量，同时全面推进我国向着发达强大的方向进一步发展。基于其影响到我国的快速发展计划，为此对计算机科学与技术的现代化应用研究尤为必要。主要目标在于可明确该项技术在社会现代化建设发展进程中发挥的作用，进而科学应用于未来研究开发项目中，最终可令人们明确其发展现状并深化研究，推进科学技术的不断发展与提升。
当前，社会已经迈入了高速发展时期，人们在注重质量的基础上也在追求提升生产效率。毋庸置疑，计算机科学与技术在较多行业承担重要角色，其现代化应用研究持续推进各行业发展迎来了春天。然而基于我国国情决定，仍旧处在初级发展时期，计算机科学与技术为一类高端新型的手段，因而在我国发展阶段中包含一定缺陷，并会受到阻碍影响。该类问题对我国现代化社会建设发展形成抑制作用，因此需要我们有效应对处理。
二、计算机科学与技术应用探究状况
计算机科学与技术包含硬件以及软件、相关技术的应用，体现出显著的综合特点，同时与现实生活密切相关。较多政府机构无纸化办公均应用计算机系统，其录入输出，运算控制、储存记忆等能力良好的符合当前自动化办公应用需求。再者我国经济建设逐步应用计算机技术，全面提升生产工作效率，可良好地节约工作时间以及成本，进而为企业创设更丰富的经济效益。计算机科学与技术具备精准、可靠、科学运行特征，因此受到广泛欢迎。其独特性令发展速度越来越快，新产品持续的开发研究出来。例如各类工程绘图工具、办公系统软件实现了快速更新。其在图像分析、编辑处理方面逐步受到了研究机构的青睐，进而显现出欣欣向荣的应用发展前景。然而包含的不足问题也较为普遍，较多不科学的应用探究与非法的信息盗用对我国社会的健康和谐发展形成负面影响，因此急需要制定有效的管理策略。
三、计算机科学与技术应用包含的问题
当前，我国计算机科学与技术现代化应用探究阶段中存在的问题主要包含下述几个方面。首先较多应用计算机的单位没能真正明确合理的应用措施，包含漏用、乱用问题。例如工作人员基于对计算机应用管理手段掌握的不牢固、不熟练，令较多控制设施以及计算机内部程序受到了不良损坏。另外，还欠缺相应的法律管理以及文明监督工作条例，形成了较多机密信息被不良盗用的问题，令社会危害大大增加。例如，黑客应用计算机病毒入侵商业电脑之中，进而对社会稳定性形成了破坏影响。计算机科学与技术的飞速发展引起了网络时代的发展革命，同时也为不法分子创造了可乘之机。例如一些网络即时通讯工具被不法分子利用，令受骗上当的案例屡见不鲜，大众财富安全不良受损。当前仍旧没能创建形成行业的科学发展系统，而是显现出较为混乱的应用探究格局。例如当前我国计算机开发研究类别多样，同时应用探究市场极为庞大，构成了各自单独的竞争发展态势，很明显该现象对行业统一发展极为不利，无法构成优质的发展建设环境。
四、计算机科学与技术应用策略与发展
1.计算机科学与技术应用策略
针对计算机科学与技术应用范畴与技巧方式应进一步明确规定，提升应用人员整体操作水平。可就不同应用及探究阶段出台合理条令体制，对技术操作员工做有效的培训引导，预防漏用、乱用以及误用问题，提升整体工作有效性。法律管理机构以及文明监管单位应严格明确计算机管理工作条例。例如针对非法操作人员做出强制管理，针对情节较轻的问题实施严格批评指正，对情节严重问题利用法律条款进行约束管制。针对应用计算机网络技术进行欺骗的人员不应放任股息。可通过互相监督、无名举报，有效的鼓励激励方式，提升人们安全责任意识，塑造社会全员道德责任工作精神。
科学技术倘若欠缺统一的发展系统与明确发展方向，便不能持久的发展。为此应在计算机科学与技术现代化探究应用阶段中进行有效的综合集成，抑制恶性竞争，构成统一建设发展的全新局面。不仅应分项发展，同时应结合建设，创建优质的发展系统并明确合理的发展方向，进而推进计算机科学与技术的跨越式、高效性发展。
2.计算机科学与技术发展
计算机科学与技术为信息化环境中各行业快速发展的核心，同时也是企业激烈竞争发展的有力武器。其对我国军事建设、政治管理、经济发展均形成了决定性影响。近年来我国计算机技术发展研究正向着全面提升的方向发展，更多领域均应用计算机科学与技术。因此需要其继续向着标准规范以及国际水平方向发展。应创建统一完整的工作体系，进而令各类计算机科学与技术有效的综合做好管理控制，方便展开全面细致的分析研究，扩充其应用范畴。
五、结语
为推进计算机科学与技术的全面发展，我们只有针对其应用状况、现实特征，制定科学有效的实践工作策略，明确未来发展研究方向。方能激发计算机科学与技术应用优势，真正推进行业实现可持续的全面发展。
参考文献：
计算机科学研究方向范文5
关键词：SPOC；计算机基础；创客；课程开发
1课程开发意义
创客，起源于美国麻省理工学院，意思是将创意转变为产品的人。2015年，“创客”作为创新前沿代名词进入国内大众视野，教育部规定从2016年起所有高校都要设置创新创业教育课程。现阶段我国高校实施创客教育的主要手段还是基于传统课堂，围绕课程原始内容进行针对性设计，采用案例式、项目式等教学模式，以学生为中心，强调学生自主性，在创造中学，通过对多学科知识的整合优化，实现学生创新能力和创新思维的培养。从课程的创新实践角度来看，目前高校创客课程可以分为面向广泛学生的基础课程、以选修课的形式开设的拓展类课程、激发学生创造潜能的创新课程三大类。计算机基础课程作为面向全校各大专业的计算机科学通识课程，不仅仅是计算机类专业的基础课程，而且也是非计算机类专业的核心基础课程。它主要是以项目式学习为主要学习方式，跨各大学科，强调信息技术与各学科整合，重点是在做中学，着重培养学生的计算机应用和实践动手能力。多年来的教学实践表明，高校的计算机基础课程教学对学生的计算机应用能力的培养起到了重要作用。因此，以培养创新创业人才为导向，在计算机基础课程中探索开展创客教育的有效方法，既有利于创客教育的开展，也有利于培养学生的创新创业意识和计算机应用能力。就当前情形看，计算机基础创客课程存在资源稀缺、教学模式不完善、教学设计未体现跨学科优势等问题。SPOC（小规模限制性在线课程）拥有优质丰富的教学资源，因其与翻转课堂、案例式教学等当前教学改革的主流模式有极强的可结合性，在国内高校得到大力推广，被广大高校教师认可，拥有良好的应用基础。借助SPOC这一平台，创客教育不仅能更快融入当前主流教学模式，更能为创客课程的开发提供极大的便利。因此，应大力加强基于SPOC平台的计算机基础创客课程开发，这不仅对创客教育研究有推动作用，而且会促进其他课程的创客教育研究，对高校创新型人才培养模式的构建也具有重要意义。
2课程开发内容
以培养创新创业人才为导向，立足应用型本科院校课程教学实践，基于SPOC平台，以计算机基础课程为例，以创客课程“在创造中学”的思想为指导，建立基于SPOC的计算机基础创客课程开发的基本理论框架，以此为基础，开发基于SPOC的计算机基础创客课程及相应的创客课程评价体系，进而总结出计算机基础创客课程开发的方法。基于SPOC的计算机基础创客课程开发可以从五个方面展开。
2.1课程内容开发
课程内容开发的研究应包括：通过对社会各行各业对大学生的计算机应用能力的要求和学生前期学习基础的调查研究，结合培养创新创业人才的需要，确定课程目标，进而确定课程内容。因创客是基于一个完整的产品开发链路，其中涉及多学科整合并伴随具体的产品实现。因此，课程内容不仅需要考虑学科整合，还需要以具体问题为导向，可以以STEAM模式为参照，形成课程内容递进模式：一是以课程问题为导向，在问题解决过程中引入其他学科内容（如科学、工程、数学或艺术等），并最终解决该问题；二是以生活问题与学生兴趣为导向，综合运用各学科知识直至最终解决问题，并形成研究成果。基于这两种模式开发课程，课程所需的这些知识和能力如何确定？如何组织才更为科学？这些知识和能力有什么联系？这些知识和能力形成什么样的结构？如何整合这些知识和能力更为科学？这些知识和能力的深度和范围如何确定？这些问题是开发的重点和难点。
2.2支撑条件开发
课程支撑条件开发研究主要包括：创客教学资源与课程内容边界的划分；线上教学资源与线下教学资源的开发与有机整合；符合创客课程要求的计算机基础课程开发与教学团队的构成与要求；基于SPOC的创客教育平台或专业创客课程开发平台要求。
2.3教学策略开发
随着网络教学资源的普及，校园内、课堂里的学习方式正在悄然发生改变，移动学习、在线学习等已逐渐走入社会视野，高等教育以及高等教育质量再次面临社会关注和考量。高等教育如何顺应时代潮流，转变传统的教学策略成为关键。课程教学策略开发的研究应包括：研究傅骞的SCS创客教学法，在此基础上探讨线上、线下相结合的教学策略，研究适合计算机基础创客课程的教学策略；一体化教学、案例教学等方法的创新。
2.4实施研究
实施过程要强调课程创生取向，即大力提倡教师与学生的创造力与想象力，实现学生全面、个性而富有创造力的发展。课程实施应包括；课程实施准备；课程实施情境；课程实施遵循的原则，如理解与对话原则、主动与创生原则等；课程实施的条件和课程实施过程。
2.5评价研究
根据创客教育的特点，以教学目标为核心，对作品展开个人自评和小组互评是很好的评价方式。那么在基于SPOC的计算机基础创客课程中，如何评价学生的学习效果？以什么为标准进行评价？如何评价？评价是否科学？这些问题值得探究。
3课程开发思路
借鉴创客教育中的“在创造中学，多学科融合”的思想，遵循“发现问题—归因问题—解决问题”的思路，沿着“课程内容—课程支撑条件—课程教学策略—课程实施—课程评价”的路径展开，以培养创新创业人才为导向，基于SPOC平台，以计算机基础课程为主，其他学科知识为辅，整合多学科知识，挖掘实际问题和现实需求，分析和钻研贯穿基于SPOC的计算机基础创客课程开发全过程。
4结语
创客教育是创客运动背景下的教育创新现象，注重在做中学，体现以学生为中心的理念，为学生提供了互动和合作的空间。将计算机基础课程作为创客教育研究切入点，既为计算机基础课程的教学提供了有益的补充，同时也为其他课程的教学改革提供了有益的借鉴。
参考文献
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计算机科学研究方向范文6
关键词:
美国的计算机产业在世界上占主导地位，政府起了重要作用。美国政府对计算机产业的支持
之所以能够产生明显的效果，关键是政府职能明确，不断根据产业发展需要调整支持方向，改进资助体系和管理。总结美国联邦政府支持计算机技术研究开发的经验，对我国政府支持产业技术发展有着重要的借鉴作用。
一、美国政府对计算机技术发展的支持
第二次世界大战结束后，联邦政府一直是计算机技术的强有力支持者。按1995年不变价计算，1976-1995年间，联邦政府对计算机科学研究和技术开发的支持由1.8亿美元增加到9.6亿美元，增长了5倍。其中，基础研究投入由6500万美元增加到2.65亿美元；应用研究投入由1.16亿美元增加到7亿美元。联邦政府资助中约35-45%投向大学，其余55-65%投向政府实验室和产业界；政府基础研究资金的70%投向大学。联邦政府还对其他与计算机技术相关的研究给予资助。联邦政府对与计算机研究相关的其他技术和电子工程研究方面的投入由1972年的不到10亿美元增加到1995年的17亿美元，占联邦总投入的比重由5%增至7%。
联邦政府从其职能出发决定资助方向，政府资金主要投向以下几个方面。
(一)重点支持长期的基础性研究
美国政府在长期基础性研究和共性应用技术的研究开发方面发挥了重要作用。长期基础性研究的主要特点，一是其效益往往在短期内无法显现出来，风险较大。特别是在产业发展初期，企业没有实力进行这样的研究工作；二是其应用领域往往比较广泛，一家公司无法完全利用，而且又无力阻止竞争者利用其研究成果。因此，产业界较少对长期基础性研究进行投资。
美国联邦政府对计算机技术的长期基础性研究的资助项目已经取得了明显的效果。如，政府资助的计算机人工智能技术研究开始于70年代早期，直到1997年才研制出能够成功识别持续性语音的个人电脑。与此相似的是，国防基金从60年代就开始资助可用于三维图像的基础性系统研究，直到90年代才形成消费性产品。尽管这项成果在高性能仪器中早已开始应用，但近些年才广泛应用于医疗、娱乐及国防产业。
(二)资助计算机研究的基础设施
联邦政府在计算机基础设施建设方面发挥了关键作用，为美国发展计算机产业提供了源源不断的人才。
1.为产业发展培养了大量人力资源
联邦政府的资助计划培养了一大批电子工程和计算机科学的研究生和优秀研究人员，为计算机和电子工程的发展提供源源不断的后续人才。国家科学基金的数据表明，1985-1996年间，获得联邦资金资助的计算机和电子工程专业的研究生比例从14%增加到20%。联邦政府对研究生的资助主要采取助教奖学金的形式，助教奖学金占总资助额的75%以上。1985年到1995年，全国最好的计算机系里，如mit、卡内基·梅隆、加利弗尼亚大学勃克力分校等的计算机和电子工程专业的研究生中约有56%得到了联邦政府的资助，其中一半是助教奖学金。1997年，斯坦福大学电子工业和计算机专业27%的研究生获得联邦政府资助，50-60%的博士得到资助。同时，政府资助的一些大型研究项目还培养了一批学术带头人。
2.为大学教育和研究提供了良好的设备和设施
配备和维护研究的硬件设备需要较高的资金投入，一般的大学很难筹集到这笔资金。联邦政
府采取多种形式来支持大学购买计算机设备，主要有两种形式：一种是为大学教学提供计算机设备；另一种是通过资助特定研究项目为大学提供精良设备。
联邦政府在支持大学研究设备方面的主要贡献，一是支持建立大学计算中心，资助大学计算机系开展研究工作。国家科学基金（以下简称“nsf”）于1956年就开始了为大学提供普通教学和研究用计算机的资助计划。该计划每年提供的资助金额增长很快，1958-1970年间，共资助了66,00万美元。60年代，国防部高级项目处(以下简称“darpa”)重点资助了少数几个基础好的大学计算机系（如mit，卡内基-梅隆大学，斯坦福大学）开展专门项目研究，资助项目的大部分资金用来采购设备。据估计，60年代，全美大学中约一半的计算设备是由政府机构资助提供。1981-1995年间，联邦政府资助了计算机科学系研究设备采购的65%，1985年高达83%。在电子工程方面，联邦政府的设备资助也维持在较高的水平，1982年为75%，1995年为60%。nsf启动了两套专门为计算机科学系提供设备的计划：计算机研究设备计划和一个更加广泛的协作实验研究计划。
二是研制高性能计算设备和建设网络设施。80年代中期，政府资助了ibm701等高性能计算机
的研制，造出了供研究人员进行各种研究使用的大型计算机系统。1985年，nsf启动了一项建立超级计算机中心的计划，资助建立了5个全国范围的计算机中心，为那些不能在普通计算机上进行的高级的、运算复杂的研究提供了条件。后来，这些中心成为高性能计算机的早期试验场，还对一些计算机科学系的教学起了重要作用。同时，这项计划还带动州、私人部门出资在其他大学建立超级计算机中心。
随着网络技术的发展，政府加大对网络设施的资助力度。1973年起，nsf着手进行一项科学网络的计划，每年提供60万美元到75万美元为大学的研究人员建立计算机网络。
(三)支持利用高新技术的大型应用系统的研究开发和推广
联邦政府有效资助了大型应用系统的研究开发项目。darpa支持了计算机间相互联结的分批转换网络（arpanet）的研究项目。这项研究促进了有关入网协议、分批转换及路线安排等项研究。同时也推进了对大型网络管理模式的开发研究，如，域名系统及开发电子邮件等。darpa的研究成果显示了大型分批转换网络的价值，促进了其他网络的开发。nsf网络的建立形成了网络的基础。政府通过资助大型高新技术应用系统的开发，把学术界和产业界的研究者汇聚起来共同建立共用的实验室，交流思想，从而创造出一支有能力最终推动技术发展的研究力量。如，50年代的sage项目组织了来自mit、ibm及其它研究实验室的研究者，整个项目过程中出现了许多创新思想，目前在计算机行业已经获得广泛认可的想法都是当时提出来的。许多计算机行业中的先驱人物也从50-60年代的控制计算机系统(sage)项目中获得了经验，后来这些人在代表着计算机及通讯事业新兴的公司及实验室中工作。sage的影响在后来的几十年中才逐步显现出来。
构造大型应用系统的实践表明，有些研究并不一定直接导致某一项技术的创新，而是导致开发与技术推广。应用开发是对已经研究出来的技术进行分析和合理组合，形成新的应用系统。如，建立大型应用系统的研究项目就是把电子通讯系统的原理应用到arpanet项目开发中，形成了网络技术的基础。
(四)对产业技术的早期资助
20世纪50年代，联邦政府资助了绝大部分计算机技术的研究。那时，政府对计算机技术研究
开发的资助超过工业界r&d投入的3倍，几乎覆盖了整个计算机界的研究与开发。直到1963年，政府还资助着ibm计算机r&d的35%，burroughs公司的50%，control-data公司的40%。从60年代末开始，因为整个计算机行业快速发展，政府对计算机r&d资助的比例急剧下降。直到70年代中期，政府资助仅占计算机r&d投入的25%，1979年达到战后的最低点15%。随着新项目的启动和里根执政时期的国防建设，1983年，政府对计算机技术研究的资助比例又有回升，约占20%。
美国政府对产业界的资助重点放在推动技术商业化方面。一是对产业界早期研究的资助。政府对企业实验室提出的一些有市场前景的技术给予资助，将其推向商业化。例如，ibm最先提出了相关性数据库的构想，但ibm考虑到这项技术构想可能对自己已经成熟的产品造成潜在的竞争威胁，没有继续进行商业化研究开发投入。而nsf资助加州大学伯克立分校对这一构想进行深入研究，并将其推向商业化；二是支持共性技术研究开发。有些研究开发具有商业价值，但属于共性技术，单个企业难以研究开发，或者企业担心难以控制竞争者使用技术成果。ibm最先开发了risc(精简指令系统计算机)，但直到darpa资助加州大学伯克立分校及斯坦福大学进行深入研究时，risc才实现了商业化。该研究是作为70年代末、80年代初“大规模集成电路”（vlsi）项目的一部分来进行的。后来许多公司把以risc为基础的产品引入了市场领域。
(五)联邦政府的资助对创新起到重要作用
联邦政府的资助计划促进了计算机技术的创新。据统计，1993至1994年间，美国全国共批准了1619项与计算机产业有关的专利。尽管这些专利的所有者75%是美国企业，但它们所引用的论文大部分是由大学或政府的研究人员撰写的。在按资助来源分类统计的论文中，51%的资助来自于联邦政府，37%来自产业界的资助。政府资助中nsf占22%，darpa占6%。尽管这些数据仅限于两年的专利统计，但反映出联邦所资助的项目，特别是在大学里进行的资助研究，推动了计算机行业的技术创新。
二、美国政府在计算机产业技术发展各阶段中的主要作用
政府在计算机科学技术发展过程中的作用，随计算机产业成长和发展阶段不同而变化。(一)50年代——计算机技术发展的初期阶段，政府的主要作用是用户和资助者
在1960年以前，美国政府作为用户和资助者，主导着电子计算机技术的研究开发。这一期间，政府支持计算机技术主要出于国防需要，资助面比较窄，重点是对技术本身的试验，而且没有一个系统的长期战略计划。但是，这一时期的政府资助项目尝试了不同类型的资助机制，对私营部门产生了非常重要的影响。
50年代，几个主要计算机公司的r&d都得到过联邦政府的各种形式的资助。例如，在ibm公司的r&d投入中，政府合同资助投入占50%以上，直到1963年还有35%。联邦政府不仅在资金上对私营部门提供资助，而且从项目设计、技术思路、人力资源等方面提供了支持。资助的项目涉及到有关国家安全、人力资源培养等各方面，还包括一些综合性、高投入、不确定性大、具有长期影响的技术开发项目。政府资助的许多项目研究出了设备的原型，在这些原型基础上，研究人员可以进行更深入的探索。
(二)60-70年代——技术扩散和产业增长阶段，政府扶持的重点转向长期基础性研究和培养人才
60年代初期，美国的计算机行业开始商业化，可以独立于政府的资助和采购，全国出现了几个大型的计算机公司。这些大型公司建立了自己的实验室，并且有能力自己研究开发计算机应用技术，从而促进了计算机产业的商业化。如，ibm公司与美国航空公司在部分采用军事指挥和sage技术的基础上，开发了计算机订票系统（sabre系统）。计算机定票系统的迅速发展成为推动计算机产业化的一个重要动力。与此同时，产业界对计算机人才的需求大大增加。出现了计算机科学领域，几个重要学校的计算机系已经成立。
随着计算机技术产业化和商业化，政府的资助重点开始转向长期基础性研究和培养人才。60年代后期至70年代，由于计算机产业界对r&d的投入增加，尽管政府资助产业界的绝对数额还在上升，但比例却急剧下降。
(三)80-90年代——计算机产业成熟阶段，政府积极组织和支持联合研究开发
随着产业界增加对计算机技术研究开发的投入，政府资助所占比例开始下降。80年代初期，日本的电子工程和计算机存储器等技术开发，使美国的计算机产业感到了竞争威胁。同时，美国半导体生产设备的国际市场份额从75%下降到了40%。“增强竞争力”成了美国80年代技术政策的关键字眼，国内要求政府采取行动的呼声提高。同时，大学与实业界开始以合资、协议等方式进行合作，或组织行业协会抵制来自日本的威胁。
为了提高美国计算机产业的竞争力，使其在世界占据领先地位，联邦政府不仅继续支持计算机科学和技术的研究，而且调整了支持重点和资助方式。政府对计算机技术的资助重点开始转向支持各界联合开发，通过支持行业协会等一些新机构，组织和促进产业界联合开发。1984年的国家合作研究法案从不信任法案中把研究协会的名字去掉了，从而使研究协会的合作合法化。政府支持半导体制造技术协会（sematech）等行业性组织机构，发挥其在计算机技术联合开发中的组织作用。那一时期，半导体制造技术协会和高性能计算机研究所等受到政府资助的行业性机构，成为计算机技术研究开发和政策议程的主导者。
90年代，政府一方面对现存的政府所有的成熟的计算机基础设施实现商业化和私有化；另一
方面又开始资助新的更高层次的技术研究。如，nsf于1992年将其互联网向商业应用开放之后，又于1995年成功地把nsf的互联网推向私有化。与此同时，nsf和其他联邦机构还在继续进行下一代互联网（ngi）的开发与扩展工作，计划将互联网的数据传输速度提高100倍。ngi计划将建立一个试验性的、范围广阔的、可升级的测试系统，用以开发那些对国家至关重要的网络应用技术，如国防和医疗等。
三、几点启示
美国政府资助计算机技术发展的经验，对我们有以下几点启示。
(一)政府职能明确
在美国的计算机革命中，政府、产业界和学校起了不同的作用。政府主要引导大学和产业界研究机构的研究，特别在建立前沿研究需要的实物基础设施，培养大学生、研究生和技术队伍等方面起到关键性作用。尽管有些在市场中处于主导地位的大公司，如at&t、ibm、微软和英特尔等在基础研究方面也投入了大量资金。但大公司更倾向投资于与其发展目标及产品开发有紧密联系的研究项目。而政府则在长期基础性研究、应用前途广泛的共性技术研究开发方面发挥了重要作用。
随着计算机产业从幼稚产业发展为成熟产业，美国联邦政府的作用经历了一系列变化。从50年代的用户和资助者，60-70年代的资助基础研究和培养人才，到80-90年代的合作者。资助机构和管理也从分散、无战略计划逐步发展到由专门机构统一协调。
(二)资助来源多元化和机制多样化，发挥政府机构的作用
联邦政府对于计算机技术与电子工程技术的资助主要是通过几个机构来完成的。例如国防部、国家科学基金、国家航空航天部、能源部及国家健康机构。这些机构的特点是，专业技术能力比较强，机构内部有许多专业技术人员，有些机构本身就是国家研究机构。除国家科学基金外，这些机构大都是计算机技术的直接需求和应用方，经常根据部门自身的需要资助计算机技术研究开发。
多元化的优点，一是有利于技术发展的多样性。由于计算机技术是工具性技术，各个领域有不同的需求，因此，每一个机构都有各自的资助重点及资助方式，从而促进计算机技术多样化发展；二是提供多种潜在的支持，增加了研究机构和研究人员的选择余地，有利于竞争；三是研究成果可以在不同的机构间转移，形成广泛的用途，提高了研究成果的利用效率。
(三)加强统一协调
尽管美国政府对计算机技术的资助计划是由专业管理部门分别执行的，但是，随着计算机产业的成熟和资助规模的扩大，各专业管理部门和联邦政府不断加强对计算机资助项目计划的统一协调和战略规划。60年代以前，军方对计算机技术的资助是根据各军兵种自己的需求分散进行的。60年代初，国防部成立了高级研究项目处，并成立了专门的信息处理技术办公室。一个重要目的就是协调军方各部门的长期战略性资助计划，实行统一管理。
90年代，美国国家科学技术委员会中设置计算机、信息和通讯委员会，该机构通过下级委员
会，协调12个政府部门或机构的有关计算机和通讯技术的r&d项目，并重点组织实施了5个具有长期战略意义的项目计划。
这种体制即发挥了专业机构的积极性和技术特长，又加强了统一协调，避免重复研究和
分散竞争资源的局面，提高了政府资助的整体效果。
(四)以多种方式支持计算机技术
除了资助研究开发以外，美国政府对计算机技术市场的形成发挥了重要作用。美国政府是高新技术的最大用户，政府采购为高新技术创造了巨大的市场。
从半导体到超级计算机，在许多领域中，政府创造了计算机及其技术的市场，促进新技术的标准化和核心技术在计算机行业的推广。例如，联邦政府为阿波罗号航天飞机采购的集成电路以及国防部的洲际弹道导弹项目都对集成电路生产能力的提高形成了一种刺激。为开发核武器，能源部及其前身机构对高性能计算机的需求驱动了早期超级计算机市场的形成。美国政府的统计体系也是早期计算机及其软件的大用户。在软件方面，通过建立联邦数据处理标准，联邦政府促使市场向“美国国家标准机构”制定的cobol(面向商用的通用计算机语言)不断靠近；为使fortran程序语言扩展应用于并联计算机，政府资助了高级fortran论坛项目。
反垄断诉讼也具有深远的影响。例如，1952年出现了针对ibm的反垄断诉讼案，要求ibm公司出卖或出租其设备，以帮助其它公司进入这一商业领域。同时要求ibm公司对其包括电子计算机在内的所有有关信息处理设备的现有及未来专利实施许可制度，并规定了许可的比率。“司法部反垄断部门”的负责人认为，ibm诉讼案是“开放电子领域的一个进步”，为其他公司进入计算机行业打开了方便之门。
(五)保持战略产业在国际竞争中的领先地位
美国政府对计算机技术的贡献中最发人深省的是，政府不仅在计算机产业的发展初期发挥了作用，而且在计算机产业逐步趋于成熟时，仍然起着重要作用。
