计算机应用新领域

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1、计算机应用新领域计算机应用新领域2010-06-04 11：49第15章计算机应用新领域从1946年世界上第一台电子计算机问世至今不过短短的五、六十年，然而计算机在社会生活中起着越来越重要的作用，成为信息社会中不可缺少的工具。按照计算机所使用的逻辑器件为标准，计算机的发展经历了以电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路为逻辑元件的四个阶段，目前正在朝着新一代计算机迈进。计算机在帮助人们创造美好生活的同时，也带来了诸多的问题：2000年问题、计算机病毒、垃圾邮件和计算机犯罪问题等。计算机的发展趋势，预计将朝着模块化、无线化、个性化、网络化、环保化和智能化等方向发展。计算机的应用领域也将进一步拓宽

2、，呈现出更加蓬勃发展的局面。15.1计算机的发展历程1946年世界上第一台电子计算机在美国宾夕尼亚大学问世，至今不过短短的五、六十年，然而计算机已由早期单纯的计算工具发展成为在信息社会中举足轻重、不可缺少的具有强大信息处理功能的工具。电子计算机的问世，引发了一场由工业化社会发展到信息化社会的新技术产业革命浪潮，从此揭开了人类历史发展的新纪元。按照计算机所使用的逻辑器件为标准，计算机的发展已经历了四代，并正在向着新一代计算机过渡。这部分内容我们在第1章也作过简单介绍。1.第一代电子计算机采用电子管作为基本逻辑元件。编程语言使用低级语言，即机器语言或汇编语言。第一种高级语言FORTRAN于1954

3、年问世，并开始初期应用。由于采用电子管，第一代计算机的体积大、耗电多、价格贵，运行速度和可靠性都不高，主要用于科学计算。这个时代计算机的商品化是由美国国际商业机器公司(IBM公司)实现的，以IBM系列机为代表。2.第二代电子计算机采用晶体管作为逻辑元件。晶体管与电子管相比，具有体积小、寿命长、开关速度快、省电等优点。这个时期，计算机的软件也有很大发展，操作系统及各种早期的高级语言(FORTRAN、COBOL、BASIC)相继投入使用。由于采用了晶体管，第二代计算机的体积大大减小，运算速度及可靠性等各项性能都大为提高。此时，计算机应用的领域已由科学计算拓展到数据处理、过程控制等。3.第三代电子计

4、算机采用集成电路作为逻辑元件。这一时期的中、小规模集成电路技术，可将数十个、成百个分离的电子元件集中做在一块硅片上。集成电路具有体积小、耗电省，寿命长，可靠性高的优点，使得第三代计算机的总体性能较之第二代计算机有了大幅度的跃升。同时，计算机的设计出现了标准化、通用化、系列化的局面。软件技术也日趋完善，计算机得到了更加广泛的应用。4.第四代电子计算机采用大规模、超大规模集成电路作为逻辑元件，这是第四代计算机的主要特征。这个时期是计算机发展最快、技术成果最多、应用空前普及的时期。大规模集成电路技术的应用，不仅极大地提高了电子元件的集成度，而且可将计算机最核心的部件运算器和控制器集成在一块小小的芯片

5、上。第一代微处理器以及以它为核心的微型计算机在美国英特尔(INTEL)公司问世。微型计算机的异军突起是计算机发展史上的重大事件。作为第四代计算机的一个机种，微型计算机以其机型小巧、使用方便、价格低廉、性能完善等特性赢得了广泛的应用。微型计算机本身的发展也极其迅猛，除了占主流地位的台式机外，单片机、便携式微型机(膝上机、笔记本电脑等)、超级微型机(工作站等)都已取得了长足进展，90年代涌现出的多媒体PC机(PC即个人计算机，是微型机的一个大类)也日益普及。第四代计算机发展的另一个方向是巨型化。由于多处理机结构和并行处理技术的采用，具有超强功能的巨型机也取得稳步发展。例如美国克雷公司生产的Gray

6、-4巨型机共采用了64个处理器。巨型机主要用于高科技军事领域，在空间技术、气象预报、地球物理勘探等领域也有重要应用。我国在不到20年的时间内也先后研制成功了银河系列的三代巨型机(银河-、银河-、银河-)，从而进入世界上少数能研制巨型机的国家的行列。在2004年6月22日公布的全球高性能计算机TOP500中，曙光4000A位列全球第十，这也是中国超级计算机得到全球认可的最好成绩，它在性价比和性能功耗比等方面处于国际领先。第四代计算机在运算速度、存储容量、可靠性及性能价格比等诸多方面的性能都是前三代计算机所不能企及的，这个时期计算机软件的配置也空前丰富，操作系统日臻成熟，数据库管理系统普遍使用，新

7、一代计算机语言C+及Java等问世，软件工程已成为社会经济的重要产业。计算机的发展呈现出多极化、网络化、多媒体、智能化的趋势。计算机的应用进入了以网络化为特征的时代。电子计算机从第一代到第四代，尽管发展速度令人眩目，但其基本的设计思想和工作方式仍一脉相承，即采用冯诺依曼的存储程序原理。从本质上讲，计算机尽管被称为电脑，但仅是一种机器，没有思维，不具有智能，它只能在人们事先设计好的程序的控制下工作，只能部分地、有限地模仿人的智能。而新一代计算机在这方面将有重大突破，它能够最大限度地模拟人类大脑的机制，具有人类大脑所特有的联想、推理、学习等某些功能，具有对语言、声音、图像及各种模糊信息的感知、识别

8、和处理能力。对未来型计算机的发展蓝图，现已提出智能计算机、神经网络计算机、生物计算机及光子计算机等各种设想和描述，在实际研制过程中也取得一些重要进展。新一代计算机的发展前景极其诱人，但不难想象，具有上述功能的未来型计算机的研制是非常困难的，因为这项工作在某种意义上是对人类自身智能的挑战。新一代计算机的真正问世，虽不是指日可待，也绝非遥遥无期。可以相信，随着计算机科学技术和相关学科的发展，在不远的未来研制成功新一代计算机的目标必定会实现。15.2计算机及其应用现状15.2.1计算机及应用现状近几十年来，我国计算机及其应用得到了快速的发展。无人值守、网上购物、网络视频会议等，正在越来越多地改变了人

9、们的生活。根据信息产业部电信研究院的预测，2004年底中国互联网接入用户将达7963万户，居世界第二位。其中，窄带用户5370万户，宽带用户2528万户，专线用户达65万户；互联网网民数将突破1亿大关，上网人数将在1.2亿1.3亿之间，互联网普及率将达到9.9%。计算机硬件上，联想、方正等一批厂商占居了国内市场的半壁江山。尤其是作为核心的CPU上，2002年8月龙芯1号的问世结束了我国不能生产CPU的空芯化历史。作为一款64位的通用芯片，2004年推出的龙芯2号样机上能运行完整的64位中文Linux操作系统。据测试，相同主频下龙芯2号的性能已经明显超过PII，达到PIII的水平,设计人员称龙芯

10、2号的设计SPEC CPU2000分值可达到300分以上，设计频率在500MHz以上时性能可与1GHz以上的PIII或P-IV的性能相当。在2004年6月美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室公布的最新全球超级计算机500强名单中，我国曙光计算机公司研制的曙光4000A排名第10。这是中国产品首次跻身世界超级计算机10强。它采用2560枚美国超微(AMD)公司的服务器芯片，每秒可进行超过8万亿次浮点运算。软件业，自90年代以来，随着国内软件市场的不断扩大，逐步走上了较为成熟、稳定的发展之路。在产品方面，国内企业的软件产品主要集中在应用软件、中文平台和少量的支撑软件。在财务管理软件、商业管理软件、防杀

11、毒软件、中文平台类软件、翻译软件等方面，国内品牌的市场占有率在90%以上，在娱乐、教育、通信、金融等应用软件方面，国内品牌的市场占有率也比较高。我国软件产业从能力到水平与国际相比有相当大的差距。我国软件产业的发展应以软件产品开发、系统集成、传统产业产品改造、网上信息服务和软件出口为重点，具体有：国产计算机安全软件；基于Linux的自主系统软件平台及其应用；信息电器的嵌入式软件；企业管理信息化软件；电子商务(EC)软件；移动通信软件国产化；通信软件；因特网软件；教育及家庭多媒体软件；大型信息化系统的集成和咨询；网上信息服务业(ICP)；中文信息处理技术；数控系统及其应用软件；智能化仪器仪表软件；

12、软件出口等15个方面。15.2.2计算机应用面临的问题计算机在给人们的生活带来便利的同时，也带来了一些意想不到的困难和问题。典型的问题有：先前的2000年问题、计算机病毒、垃圾邮件和计算机犯罪问题等。1.2000年问题2000年问题，从狭义的范围讲，就是指在使用了计算机软、硬件以及数字化程序控制芯片的各种设备和业务处理系统中，由于只使用了两位十进制数来表示年份，因此，当日期从1999年12月31日进入2000年1月1日后，系统将无法正常识别由00表示的2000年这一具体年份，从而带来进行跨世纪的年份、日期处理时的计算错误，引发各种各样的计算机业务处理系统和控制系统的功能紊乱。2000年问题，又

13、叫做2000年病毒、电脑千禧问题或千年病毒，国外还一般简称为Y2K。2000年问题如果不及时克服，将会产生非常严重的后果，它造成的混乱甚至有可能把全球的经济推向崩溃的边缘。例如，银行用计算机为储户计算利息时，一笔1999年存入的款项到了2000年后其利息会被计算成为(00-99)*年息。2000年问题的影响也非常广，与计算机和自动控制有关的电话程控交换机、银行自动取款机、保安系统、工厂自动化等系统，以及使用了嵌入式芯片的大量的电子电器、仪表和控制系统，另一方面，在计算机系统中，从PC机的BIOS、微码到操作系统、数据库软件、商用软件和应用系统的各个环节中，都有存在问题的可能性。所幸的是，200

14、0年问题得到了世界各国政府和企、事业单位的广泛重视。由于解决及时，并没有造成恶劣的后果，但是为了解决这个问题世界经济付出了高昂的成本。4.电脑病毒电脑病毒是指利用电脑所固有的弱点编制的具有特殊功能的指令一种程序，是具有恶意攻击并破坏电脑软硬件的程序。与生物医学上的病毒一样，也有传染性和破坏性。统计数据表明：1999年电脑病毒造成的全球经济损失为36亿美元，2000年为43亿美元。2001年，全球电脑病毒所造成的经济损失就增长为129亿美元。2002年损失是200亿美元，2003年则达到了280亿美元。近期来的一些耳熟能详的典型案例，从中可以看出其危害程度之大和密集：1998年4月26日，CIH

15、爆发。全球超过6000万台电脑被破坏。一天之内，国内有几十万台计算机瘫痪或数据丢失。全国范围内因CIH病毒发作受到侵害的计算机总量为36万台，其中主板受损的比例为15%，直接经济损失为0.8亿元人民币，间接经济损失超过10亿元人民币。CIH计算机病毒在全球造成的损失估计是10亿美元。2000年4月26日，CIH病毒再度爆发。全球损失超过10亿美元。这一天，仅北京就有超过6000台电脑遭CIH病毒破坏。2000年5月，受爱虫(I Love You)计算机病毒的影响，全球的损失预计达100亿美元。2003年1月，2003蠕虫王病毒发作5天后，全世界范围内因此造成的直接经济损失达到12亿美元。200

16、3年8月，冲击波(Worm.Blaster)病毒爆发。根据业内人士估算，冲击波给全球互联网所带来的直接损失将在几十亿美元，肯定将超过蠕虫王。感染计算机超过100万台。2004年1月27日，SCO炸弹(Worm.Novarg)病毒全球爆发。据英国安全公司MI2G称，到目前为止该病毒所造成的经济损失已经达到261亿美元。计算机病毒也可以发挥出其有用的一面。在1991年的海湾战争中，美军第一次将计算机病毒用于实战，在空袭巴格达的战斗中，成功地破坏了对方的指挥系统，使之瘫痪，保证了战斗的顺利进行，直至最后胜利。3.垃圾邮件根据中国互联网协会反垃圾邮件规范的定义，以下4种情况属于垃圾邮件：收件人事先没有

17、提出要求或者同意接受的广告、电子刊物、各种形式的宣传品等宣传性的电子邮件；收件人无法拒收的电子邮件；隐藏发件人身份、地址、标题等信息的电子邮件；含有虚假的信息源、发件人、路由等信息的电子邮件。对于垃圾邮件，无论是国际社会还是国内社会都给予了高度的关注。在一些国家甚至已经出台了反垃圾邮件的法律，但垃圾邮件依然是屡禁不止且肆虐猖獗。2000年7月，美国众议院以427票赞成、1票反对的压倒性优势，通过了反垃圾邮件法案。该法案不仅使用户可以更加容易地将那些未经授权而闯进来的垃圾邮件拒之于门外，同时也赋予了网络服务商(ISP)们对抗垃圾邮件新的法律武器。垃圾邮件可以说是因特网带给人类最具争议性的副产品，

18、它的危害表现在以下几个方面：(1)占用网络带宽，造成邮件服务器拥塞，进而降低整个网络的运行效率；(2)侵犯收件人的隐私权，侵占收件人信箱空间，耗费收件人的时间、精力和金钱。有的垃圾邮件还盗用他人的电子邮件地址做发信地址，严重损害了他人的信誉；(3)被黑客利用成助纣为虐的工具。如在2000年2月，黑客攻击雅虎等五大热门网站就是一个例子。黑客先是侵入并控制了一些高带宽的网站，然后用数以亿万计的垃圾邮件猛烈袭击目标，造成被攻击网站网路堵塞，最终瘫痪；(4)严重影响ISP的服务形象。在国际上，频繁转发垃圾邮件的主机会被上级因特网服务提供商(ISP)列入国际垃圾邮件数据库，从而导致该主机不能访问国外许多

19、网络。收到垃圾邮件的用户会因为ISP没有建立完善的垃圾邮件过滤机制，而转向其它ISP。(5)垃圾邮件往往携带不健康的内容，如宣传虚假信息、暴力和色情等，它已经对现实社会造成了危害。4.计算机犯罪借助计算机进行高科技犯罪的报道已不鲜见。计算机犯罪在西方发达国家已涉及各个领域。从我国目前发生和处理的计算机犯罪案件来看，大部分是在金融系统，其它类型的计算机犯罪也日益增多。譬如，对计算机系统功能进行删改、增加、干扰，或对计算机系统中的数据和程序进行删除、修改、增加，或故意制造、传播病毒，甚至侵入国家事务、国防建设、尖端科技领域的计算机系统，窃取国家机密等犯罪也时有发生。目前国内电子商务站点中，90%以

20、上存在安全漏洞。统计表明，近年来利用网络进行各类违法犯罪的行为，在中国正以每年30%的速度递增，目前已发现的黑客攻击案约占总数的15%。社会对计算机信息系统的依赖程度日益增大，计算机系统的安全问题也显得越来越至关重要。可以预计，将来会出现更多的问题。这一切问题，既依赖于社会文明化程度的发展，也取决于法制的健全。为此，需要采取跨部门，甚至跨国的合作和集体行动15.3计算机的发展趋势与未来的计算机随着计算机越来越普及，PC将成为信息社会工作和日常生活的必备工具。计算机及其应用技术将得到更大的发展。然而，计算机的未来仍然充满了变数，性能将大幅度提高是勿容置疑的，而实现性能的飞跃却有多种途径。单单CP

21、U方面就有可能通过量子计算机、DNA计算机、光子计算机等技术来实现。不过，性能的大幅提升并不是计算机发展的唯一路线。未来计算的发展可能出现以下几种趋势：1.模块化PC的迅速的普及，一个很重要的原因是通用模块化设计起了决定性的推动作用。模块化带来了两个方面的好处：(1)易于组装和维护。模块化可以让使用者选购各种模板，组成自己的兼容机。计算机出现故障时，只需要更换相应的模块，维护相对简单，而且可以节约用户的维护费用。(2)专业化。模块化的划分，让计算机的生产厂商更加专业化。Intel公司以生产CPU著称，而另外的一些厂商则专门生产内存条、硬盘、主板、显示器、机箱、甚至键盘、鼠标等。这样可以让厂商更

22、专注于该模块的技术发展，也降低了厂商进入计算机生产制造业的门槛。众多生产厂商的竞争有利于价格的平稳，用户可以得到更多的实惠。软件方面，也出现了专注于操作系统的Microsoft公司和众多的系统软件、行业软件提供商。因此，以后的PC将会坚持模块化的方向，不但在内置板卡中实现模块化，甚至可以提供多个外接插槽，以供用户加入新的模块，增加性能或功能。DELL等厂商在WinHEC 2002上展示了模型化的概念机，当需要哪一个功能时，只需要添加提供该功能的模块，就能提供该功能，无需关机，即支持热插拔。2.无线化追求自由一直是人类的梦想，计算机的无线化风潮同样也是人们梦寐以求的，和现在笔记本讲的无线你的无限

23、有所不同的是：未来的计算机将实现网络和设备间的无线连接，这将意味着未来在家中使用台式机比现在的笔记本还方便，因为显示器与主机之间也是通过无线来连接的，使用起来有点像现在的Tablet PC。实现这种梦想的技术称为UWB(Ultra Wideband)技术，它是一种与其它技术有很大不同的无线通信技术，它可以为无线局域网WLAN和个人局域网PAN的接口卡和接入技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术，所以INTEL称之为无线USB，希望能够成为计算机与计算机或是计算机与消费电子产品(如数字相机)间的高频宽的无线连接。UWB的传输速度在相对上较短的距离内(大约是15英尺)可达400及500M

24、 bps之间。目前超级宽带技术已经能够使两个相距30英尺的设备通过无线方式以100Mbps的速度传播信号。在最近进行的实验中，XtremeSpectrum利用其芯片同时向6台电视机传送不同的数字化电视信号。但是目前由于传输距离的限制，使得UWB技术还无法与802.11等其他技术竞争家用网络市场，UWB的研发并没有放弃，技术人员正在进行增强UWB信号的研究，希望使其有效作用距离能够覆盖家庭。同时UWB将会定义用于各种计算机装置和部件间的沟通，而不单单应用在计算机的网络上。3.专门化其实并不是每一件工作都需要一部高性能的PC才能完成，甚至是有时候采用高性能的计算机还有可能带来麻烦，因为高性能势必带

25、来高能耗、高发热量等不良的负面效应。将来的计算机由于从事的工作不同，在性能和外形上都会有很大的不同。通用PC将逐渐由专用设备(软硬件一体化的计算机)所代替，以提高工作效率。售卖彩票的终端、商场里的收银机、银行的终端等等，多是为了提高某一项工作的效率和减少成本，逐渐由通用PC逐渐演变而来的。也许这样的趋势出现在未来的家庭生活中，专用的家庭调控计算机将成为家中的电器控制中心，控制家中的电灯、冰箱、微波炉、空调等，从而未来的家变成一个智能的家。4.网络化计算机已经越来越普及，各种家用电器也开始具备了智能化，这些现象将促进家电与计算机的网络化进程，家庭网络分布式系统将逐渐取代目前单机操作的模式，计算机

26、可以通过网络控制着各种家电的运行，并通过互联网下载各种新的家电应用程序，以增加家电的功能，改善家电的性能等，也可以通过互联网远程遥控家中的家电，在办公室的时候就可以提前让家中的电器做好饭，煮好菜，开空调等。5.环保化随着计算机的性能的提高，能耗也将越来越大；而且计算机在家庭生活中的扮演的角色越来越重要，运行的时间也将变长。为了不让计算机成为家中用电量最大的电器，技术人员也先进各种方法让计算机的能耗降低，比如通过上面提到的专门化的计算机，让计算机的效率大幅提高，从而可以让低性能的硬件系统具备专业的功能，减少能耗。另外通过采用新的架构，比如采用量子、光子、DNA方式代替现有的硅架构的计算机，大幅降

27、低计算机的能耗。耗电的第二大户-显示系统，也将因为LCD、OLED等显示器的普及，而不再成为用电大户。环保型的计算机的另一个特点是，制造计算机的材料方面有很大的变化，重金属和不可回收的材料的比例将会进一步降低，可再生材料将大幅增加，PC机将可以回收利用。6.人性化作为未来人类的工具和家中的控制中心，计算机需要和用户进行方便的交流，才能更好为用户服务。这就要求计算机和人之间的交流实现人性化，才能让使用人真正乐意使用计算机。为了实现这个目标，未来的计算机的交互方式将会多样化，不但可以通过书写控制，还可以通过语言控制，甚至可以通过眼睛进行控制。因为智能化的提高，多数工作计算机可以自动选择操作的流程，

28、过程无需人们参与，所以软件的界面也越来越简单，使用起来就像现在家用电器或者手机一样简单，使用人无需再进行专门的学习，就连老人都能运用自如。7.智能化人工智能的研究已进行了很多年，人工智能是以模糊逻辑为基础，计算机可以主动进行分析执行过程中碰到的困难，自动选择最优的解决方案。最成功的智能化应用应该是在航天技术方面，随着机遇号和勇气号先后成功登陆火星，不但宣示人类又往外太空行进了一步，同时宣示人工智能的成功，火星与地球的距离约为5576万公里，即使是采用无线电进行通信，一个信号来回就需要6.2分钟，根本没有办法对身处火星的机器人进行实时操控。这就要求机器人本身具备一定的智能，以应付各种突发事件。随

29、着计算机的计算能力的增强，民用化的计算机也开始具备某种程度的智能化，以帮助处理日常生活中的琐事，甚至出现专门做家务活的机器人，让人们可以腾出更多的时间来学习、娱乐、交际等。电子化宠物也受到更多人的欢迎，因为电子化的宠物饲养更加方便，并可以进行更新换代，更容易与主人进行交流，甚至可以模拟多种宠物，可以与计算机之间进行通信等等。这些优势将让电子宠物取代一部分真正的宠物，成为未来人类的新伙伴。8.个性化因为未来的家庭和办公室都将可能拥有多部计算机，计算机的专门化日趋普遍，所以各部计算机的功能和定位将更加明确，这将促使传统计算机出现分化，计算机厂商根据使用人的习惯和运用范围，出产不同类型的计算机，以满

30、足人们的要求。现在传统的台式机和笔记本，以及PDA之间的界线也将变得模糊不清，计算机将按照从事的工作进行分类。总之，未来的计算机不但强调性能的大幅飞跃，而且将沿着模块化、无线化、个性化、网络化、环保化和智能化等多条发展路线继续前进。未来的计算机应用范围也将更加广泛、灵活和个性化。15.4计算机应用的新领域想一想未来的几年内，我们的生活会发生什么样的变化?现今，计算与通信融合的趋势正在持续刷新人们对于生活的认识。计算机技术经过几十年的发展，在各个行业、各个领域都得到了广泛的应用。因此，计算机应用的新领域就是那些随着科学技术的进步而新兴出现的行业和领域。然而，这些行业和领域是很难预测的，但可以肯定

31、的是这些行业和领域的出现不可能没有现有计算机技术的贡献。下面通过在多媒体娱乐、3D虚拟视频会议系统和网格计算等应用来阐述未来的计算机应用。15.4.1多媒体娱乐消费产品的数字化正在潜移默化地改变着人们的生活面貌。清华同方在第六届世界计算机博览会向公众诠释了他们对于数字化生存的理解，展示了他们数字家庭概念的具体内容-在耗巨资搭建的样板间里，参观者欣喜地发现所有的家电都变得聪明起来，能够在某种程度上揣摩主人的习惯，进而理解主人的心意。试想一下，我们的冰箱懂得通过网络向啤酒销售商下定单，我们的电饭煲懂得拿捏时间做出合乎主人口味的饭，我们的视频设备懂得适时收录主人喜欢的影音节目这确是一种让人相当惬意的

32、感受。就目前而言，构筑这样一个数字之家所需的费用还不是普通百姓所能够承受的。然而，在某一个方面让我们生活的先数字化起来，已经有了切实可行的应用方案。以带来视听享受的影音设备为例：上世纪八、九十年代，录像机弥补了节目观赏性不高、可供选择的节目相对较少等缺点。然而，它以磁带为存储介质的弊端也是显而易见的，音画质量较差、寿命短。很快，录像机在没能普及到每一个中国家庭之前便被优势明显的VCD和DVD所取代。VCD和DVD价格低廉、音画质量好，用户能够足不出户地观赏高品质的数字电影。但与录像机相比，VCD和DVD只能播放、不能储存。随着硬盘录像机DVR产品的问世，用户有机会超前体验到全新的数字影像编录放

33、的乐趣。DVR结合了计算机、录像机和通讯设备的传统优势，通过内置硬盘来储存、播放和处理用户感兴趣的影音信息。DVR具有以下优点：(1)零成本录像，即由于影音数据记录在硬盘上，不需要购置录像带或特制光盘，从而为用户节约了易耗品的开支。(2)高品质DVD标准的画质清晰自然，可实现定时间、定频道、定频次、定画质录像。(3)智能预约录制功能，使用户可通过内置电子调谐器(TV Tuner)来搜索电视节目并进行全方位节目管理，同时，多种形式的播放、跳时和多级快、慢放功能使用户可随心所欲地欣赏自己感兴趣的影音片断。(4)时间平移功能，可对实况电视节目进行停止、回放、快进、快退、暂停及慢放等控制操作。举例来说

34、，在已预约录制新闻联播节目的情况下，当用户在7时10分打开电视机，他还能从头看到7时便已开始的新闻联播，硬盘录像机在向主人播放已录制的新闻内容的同时，还在继续录制后面的新闻内容。15.4.2 3D浸入式视频会议视频会议系统是通过视、音频压缩和多媒体通信技术实现的、支持人们远距离进行实时信息交流与共享、开展协同工作的应用系统。视频会议通过传送协作成员的视、音频信息，极大地方便了协作成员之间真实、直观的交流；同时，视频会议还利用多媒体支持协同工作中各种信息的处理，如数据共享等，从而可营造一个多人共享的工作空间。从1964年贝尔(Bell)实验室研制出最早的可视电话以来，视频会议系统经历了几个发展阶

35、段，网络介质从PSTN、ISDN、ATM、LAN发展到Internet。现有的视频会议系统可以实时传输一路甚至多路视、音频信息，但仍然存在着交互深度不够、缺乏空间感和真实感等问题。在实际会议中，与会者之间存在着更深层次的交互行为，如身体语言、眼神接触等，这些自然方式的交互对于人与人之间的信息交流具有重要的意义，特别是对于由多人组成的群体内的交往。为了解决现有视频会议系统的不足与局限，浸入式的3D虚拟视频会议受到了越来越多的关注。它是指利用虚拟现实技术对各个与会终端处的局部会场进行空间上的扩展，将分布在不同地点的局部会场合成为一个所有与会终端都能够感知与交互的虚拟会议空间。如图15.1所示，来自

36、三个不同地方的与会者仿佛在同一个会议室中召开会议。它只需要传输感兴趣的视频对象(图中的人)，而不是各分会场的视频场景，可以有效地减少视频会议对带宽的要求。但是，它需要解决以下两个基本问题：(1)前景和背景的分割，以得到感兴趣的视频对象。(2)3D建模，以将来自不同分会场是视频场景尽可能逼真地显示出来。这两个问题的解决都有依赖于对人眼视觉系统的进一步认识，需要人工智能、模式识别等多学科的知识。图15.1一个3方的虚拟视频会议15.4.3网格计算网格(Grid)技术是近年来国际上兴起的一种重要信息技术，它的目标是实现网络虚拟环境上的高性能资源共享和协同工作，消除信息孤岛和资源孤岛。网格的作用是将分

37、散在网络上的信息及信息存储、处理能力以合理的方式粘合起来，形成有机的整体，以提供比任何单台高性能计算机都强大得多的处理能力，实现信息的高度融合和共享。网格概念将根本地改变人们对计算机应用的看法，这是一种全新的、更方便的计算方式，轻松完成现今解决不了的更加复杂的问题。建设网格的意义有：首先是计算能力的限制，网格可以联合并放大全社会的计算能力，这是目前无法想象的。其次是地理物理位置的限制，把全社会的计算能力送到你的桌面。再次是节约资源，现今的计算机资源利用率远不充分，很多应用又缺乏资源。网格不仅可以把资源送到你的桌面，更可以把应用放到网格中完成，连桌面都可以节省。最后是网格打破了传统共享与协作方面

38、的限制。网格以虚拟组织的方法，实现了全社会范围的资源共享与服务协作。基于网格计算系统的应用主要可以分为四类：1.桌面超级计算：这些与远程超级计算机和数据库相耦合的应用具有高端图形处理能力，这种耦合使用户在获得超级计算能力的同时，与计算资源、应用开发人员以及其他用户保持远程距离。2.精密仪器：这些应用将用户和远程超级计算机系统上的望远镜、显微镜以及卫星接收装置相连以获得准实时的数据处理。3.协同环境：第三方应用将多个虚拟环境组织在一起，不同地点的用户可以和其他用户和超级计算机模拟系统进行交互。4.分布式超级计算：这些应用将多个超级计算机组织在一起，解决一些单机难以处理的问题，或者将问题分解到多台

39、计算机上并行处理。15.5小结本章首先介绍了计算机所经历的四个发展阶段。按照计算机所使用的逻辑器件为标准，计算机的发展经历了以电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路为逻辑元件的四个阶段，目前正在朝着新一代计算机迈进。也许不久的将来，生物计算机、光子计算机将会出现。计算机的诞生和广泛应用，改变了人们的生活。一方面，它极大地促进了社会生产力的发展，给人们的生活带来了种种便利，另一方便，它也带来了一些前所未有的诸多问题。目前，计算机病毒的肆虐、垃圾邮件的泛滥和利用计算机工具的高科技犯罪等问题都很突出，需要社会各方面，甚至世界范围内的合作才能进行有效的遏制。尽管如此，未来计算机及其相关技术(如硬件、系统软件和应用软件)仍将快速发展。计算机的未来将会更加贴近人们的工作和生活，预计它将朝着模块化、无线化、个性化、网络化、环保化和智能化等方向发展。完全有理由相信，随着科技技术的进步，尤其是计算机相关技术的进步，计算机的应用领域也将进一步拓宽，呈现出更加蓬勃发展的局面。特别声明：1：资料来源于互联网，版权归属原作者2：资料内容属于网络意见，与本账号立场无关3：如有侵权，请告知，立即删除。105103105822r