用例证讲授计算机的应用领域摘要：本文介绍了笔者在“计算机文化基础”课程教学中使用的大量例证，涉及科学计算、数据处理、过程控制、人工智能等领域 关键词本文来自：计算机毕业网 ：教学交流；计算机应用；例证 1 问题的提出 笔者从事计算机文化基础教学多年，使用过不少版本的教材，发现很多教材在说明计算机的应用领域时，或许是篇幅的限制，只是简单地陈述了计算机应用的几个方面，如科学计算、数据处理、过程控制和人工智能等如果教师在讲授时没有进一步举出实际应用的例子，可能造成学生对计算机应用的了解过于肤浅特别是非计算机专业，不少学生把计算机的应用只停留在资料搜索、文字处理和电脑游戏上为了让教师在讲授过程中能找到更多的实际例子，也让学生在计算机基础课程的学习中能更好地感受计算机的神奇和带来的变化，笔者将多年讲授该课程积累的一些生动浅显的例子与同行分享 2 科学计算 2.1 公式验证 计算机20 小时=手工 20 年法国天文学家 Delaunay，为了用天体力学的方法求解月球的运动轨迹，花了 10 年时间去求解一个摄动级数展开式后来为了验证结论，他又花了 10 年功夫，整整 20 年的“笔”和“纸”的辛劳，于 1867 年公布了他的研究成果，出版了专著，其中记述了计算月球轨迹运动的 Delaunay 公式，这个公式证明长达 400 页。
100 多年后的 1970 年，美国波音科学实验室的三位青年学家用计算机代数的算法，在一台小型计算机上仅花了 20 个小时的时间验算了使用了 100 多年的计算月球运动的 Delaunay 公式，验算结果发现 Delaunay 公式有三处错误 2.2 圆周率的计算 提起圆周率，就有说不尽的话题对 的计算机体现一个国家，一个时代的科学技术水平三国时期魏国人刘徽割圆至正 96 边形，得到 3.141，写下了第一个世界纪录南北朝时期，先是何乘天割圆至正 1536 边形，得到 3.1416；随后是祖冲之集前人之大成，割圆至 24576 边形，得到了 3.141593，相继树立了求 的两个里程碑英国一名数学家，名叫香克斯(音译)，他把一生中的 70 年全部投入到圆周率的计算中，结果创造了当时一个了不起的记录，他把圆周率算到了小数点后 707 位而刚出世不久的计算机仅仅用了 40 秒的时间就打破了香克斯的记录而且证明了香克斯的第 528 位计算是错误的，其后的一百多位的计算，香克斯白算了，这就是说，香克斯有将近一半的时间在劳而无功 之后日本和美国利用计算机展开了圆周率计算竞赛，首先美国人创造了震惊世界的纪录，算出了 1 亿位。
未几，日本东京大学的金田康正将它翻了一番，算出了 2.1 亿位美国人不甘示弱，哥伦比亚大学的数学家丘得诺夫斯基兄弟俩立即予以刷新，求得了 4.8亿位，并声称还可以求任意多位，可以从任意位后算起4.8 亿位是什么概念呢?相当于100 万字的厚书，要 480 本摞起来 1997 年 7 月，日本东京大学的计算机中心教授金田康正和助手高桥大介将圆周率演算到小数点后 515.396 亿位，大大超过了他们两年前创造的小数点后 64 亿位的世界纪录 3 数据处理 3.1人口普查 1982 年进行的全国第三次人口普查，第一次使用电子计算机进行数据处理这次人口普查共调查 19 个项目，其中按人填报的有 13 项，按户填写报的有 6 项这样全国按 10 亿人口估计，填报的登记表重量约 2000 吨，填报的数据约 400 亿字符这些数据分别集中由各省用当时的中型计算机系统进行处理开始由 3000 多名计算机录入人员用 1 年多的时间录入和核对，然后经计算机处理后打印输出国家，各省市的人口数据汇总表 100 多类，如人口的地区分布，人口的性别、年龄、民族、文化程度、行业、家庭、婚姻、生育等各种统计报表。
仅省一级就整理出 50000 页左右的资料这些省级表用计算机统计几分钟就可以即可完成，并且数据准确可靠如果用人工统计，有人估计要 15 个人干1 年，每天工作足 8 小时，节假日不准休息，并且统计出来的数据错误在所难免这只是省级表，全国要求共 15 万种表，如果没有计算机，靠手工将是什么样呢？ 第五次全国人口普查首次采用光电录入技术，提高了数据录入速度，减轻录入人员的工作量3.2 天气预报 气象科学的不断发展，在天气预报方面，除了广泛应用大范围天气图和经验来预测未来的天气外，还利用电子计算机这一现代工具来进行天气预报气象工作者称它为数值预报，即数值天气预报和数理统计预报数值天气预报是应用流体力学、热力学、高等数学等来研究大气变化的物理规律；根据大气运动的特点，可以得出一套反映这些物理规律的数学方程式(即天气预报方程组)，然后依据一些已知条件(如某日某时的气压、温度、湿度、风力等等)来解释这一方程组，得出天气的未来变化情况，这样就可以达到预报目的了数理统计预报是应用数理统计学的一些理论和方法，并根据历史上的大量气象资料，找出一些描述天气、气候变化的统计规律的数理统计方程式，用以预报长期天气趋势，也可用作预测几天后的气象要素。
这两种方法都涉及到大量的数据和算术运算，如果仅仅依靠普通计算机来计算，那是很难实现的由于电子计算技术的发展，为我们提供了既可靠又快速的计算工兵——电子计算机，这样我们应用计算数学的一些方法，把数学方程式化为加、减、乘、除的四则运算方案，并把它译成机器语言(即计算命令)，连同各地气象要素的观测资料(大量数据)一起输入电子计算机，就好像让未来的天气变化，事前在电子计算机里预演一样，让计算机既迅速又可靠地完成庞大而复杂的天气预报计算任务 我国国家气象中心 1986 年 10 月 1 日首次应用计算机技术制作电视天气预报节目内容由 NOAA－9 轨镶拼国内全景彩色云图、BMS 不同区域彩色静止卫星云图、天气系统特写放大云图、天气尺度系统动画云图、天气区域预报图、天气系统等压线分布图、台风路径实况和预报以及风雨分布图、冷锋活动图、海洋气象预报图、城市天气预报图等组成卫星云图经过计算机处理，其他彩色图像通过微型计算机制作，内容丰富，信息量大，具有实用性、知识性和趣味性 4 计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助制造(CAM) 4.1 计算机辅助服装设计与制造 计算机辅助设计(CAD)技术的发展，使长期来依靠人工进行服装设计的艰苦工作得以实现自动化。
20 世纪末，由美国格柏公司、法国力克公司等推出的利用计算机三维人体自动扫描测量技术和设备，并在此基础上由计算机辅助设计技术和设备自动制作需要的二维纸样首先通过计算机三维人体扫描技术和设备，完成对人体基本尺寸的自动测量，获得一系列人体数据并储存然后依靠电脑服装设计软件，根据测量获得的一系列人体数据，由电脑自动进行计算机辅助设计，制作生产需要的二维纸样，并进行自动优化排版利用这类纸样生产的服装，即可节省材料，又提高了效率，更使服装制作完成后，可以达到适合人体的效果服装 CAD 的应用，不仅可以提高服装厂设计效率，降低服装生产的材料消耗，而且增强了服装的多样化、个性化的能力，使服装设计走上自动化的道路 采用计算机辅助服装制造的技术和设备已经有不少产品例如“十五”期间，美国格柏公司推出的服装CAM 系统支持的自动裁床，日本川上公司推出的 SUPER CAM 系统由于服装 CAD 技术和设备的发展和成熟，为电脑控制服装纸样的制作设备和裁剪设备的生产，创造了十分有利的前提条件在服装 CAD 完成后，服装纸样的制作、服装材料的裁剪，就可以应用服装 CAD 所获得的设计数据，进行计算机控制下的进行服装纸样的制作、服装材料的裁剪。
同时，利用电脑自动控制技术完成服装的熨烫、粘合等，上海威士机械有限公司开发的“NHJ-Q1000B 气动式双压辊热熔粘合机” ，采用电子逻辑元器件控制技术，多点温控系统进行温度精确控制，双气压双辊方式粘合，实现了高质量的粘合产品的质量要求该公司开发的智能化熨烫机，采用电子控制技术和比例阀控制技术，对主要的工艺参数压力、时间、温度、蒸汽量进行控制和协调，实现熨烫机的多参数控制的智能化功能，并采用功能数据显示和机器故障诊断技术，实现功能参数的人机对话，提高了操作可靠性，提高产品的熨烫质量 采用电脑控制吊挂自动输送、储存、分配系统，提高了工作效率，改善了生产过程中的输送、储存、分配效率和质量上海奥乃实公司开发的“772 智能型管理悬挂输送系统”是通过光、机、气、电等多项先进技术综合的智能型管理输送系统，主要采用电脑控制技术统一信息管理，运用射频信号识别，光缆信号传输，气、电控制系统和多个位置气缸分配执行机构，轨道链式主动输送机构和轨道位差滚动输送方式，工位机械手递送，电脑终端同步显示和信息输出、输入等相关执行元器件组成的智能系统该系统能够根据需要顺利完成柔性、多品种衣片的普通输送，溢出输送，分配输送，优先输送，分类输送，实现多品种、多生产组织方式、多工艺生产需要的输送功能。
适应生产组织变化多、生产品种多、工艺复杂的服装生产过程中多参数的计算机实时管理 4.2过程控制 日本日立制作所神奈工场的海老名分场，是 6 层建筑(见图示)，专门从事计算机装配所有的装配用的零件以及文件资料都放在一个小运输车上，小车从计算机那里接受命令后，就把所装的东西运送到指定地点例如，计算机命令小车送货到第 3 层第 5 车间第 8 装配台，小车接受命令后自动驶到电梯口，自动转弯进入电梯，到第 3 层电梯停下，又自动驶出电梯，沿指定的路线前进，遇到障碍物，小车会停下来发出呼叫，人工排队后，小车继续前进，一直到 5 号车间 8 号台前停下，由工人卸货物，然后又回到第6 层待命 5 人工智能 5.1 专家系统 专家系统是人工智能发展的重要成就之一专家系统解决的问题主要表现在预测解释、设计、规划、监视、诊摘要：本文介绍了我院在开放实验室建设方面的思路以及在建设过程中的思考实践证明，开放实验室可以充分提高设备利用率，最大限度地满足学生教学、实验和科研的需要，提高学生的创新能力 关键词：开放实验室；建设；创新能力 校实验室是高校师生实验教学、科学研究、社会服务的重要基地。
随着创新教育的开展，传统的封闭实验室已经不能适应高校创新人才培养的需要提高实验教学水平、加强开放实验室建设是大势所趋目前，我国部分院校已在这方面做了大量工作[1-2] 1 传统实验室存在的问题 (1) 实验模式单一、实验内容固定，无法调动学生的积极性传统的实验教学多采用验证式、灌输式教学模式，学生按照实验指导书上的步骤被动地完成实验实验内容单一、同一操作的重复训练，难以调动学生的积极性开放实验的过程从始至终都是学生自主决策的过程，强调学生的主体作用，激发了学生的学习热情和创造欲望，有利于培养学生的创新意识和综合素质的提高 (2)“大锅饭”式教学无法满足个性化教学的需求传统实验一般以班为单位进行，要求同一段时间全班学生完成同样实验内容但是一个班的学生学习水平、进度、能力各不相同，造成有些同学在规定时间无法完成实验，又有掌握较好的同学较快完成、然后无所事事的情况 “大锅饭”式实验教学无法按照学生的不同需求设计不同实验教学层次，从而达到个性化教学的目的 (3) 实验室开放时间不足、设备利用率不高传统实验室仅仅完成教学大纲规定的实验教学任务，实验室空闲时间没有充分利用，开放时间不足。
除此之外，高校实验室经过多年建设已有相当规模，但是部分资源利用率不高例如，许多仪器设备每学期就使用一两次，其余时间闲置着，或者教师进行科研活动时才使用 2 开放实验室的模式 开放实验室是一种特殊的实验教学方式，从传统的学生“被动式”实验转变为“主动探索式”学习，有利于学生实验操作能力、独立工作能力和素质的培养开放实验室应坚持训练与提高相结合；低起点与高层次、高目标相结合；发挥个性与。