量子计算发展前景精选(九篇)

第1篇：量子计算发展前景范文

关键词：虚拟场景；辐射度；扩展的逐步求精算法；OpenGL

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1004373X(2008)1616603

Implementation Research of Fast Radiosity Algorithm

WANG Xun,LI Changhua

(College of Information and Control Engineering,Xi′an University of Architecture and Technology,Xi′an,710055,China)

Abstract：Extended progressive refinement method as a fast algorithm of radiosity minimize the recomputation time after any virtual scene modification.In this paper,the extended progressive refinement method is studied and implemented in the way of OpenGL.Then the data which can prove the efficiency of the algorithm by changing scene reflectivity and scene geometry during experiment is obtained.In this way,the method is proved to be efficient.

Keywords：virtual scene;radiosity;extended progressive refinement method;OpenGL

辐射度方法作为一种实现照片级渲染效果的重要工具，在虚拟现实系统中已经得到越来越广泛的应用，特别是在建筑物虚拟展示和内部装修设计中的作用显得尤为突出。但是在一个由若干个几何元素描述的场景中，独立视点的光照模型需要在预处理过程中进行计算并且颜色值也要分配到每一个面片的各个顶点上。这些虚拟场景看上去都很逼真，但是当进行交互式操作或是虚拟漫游时，由于场景几何元素的变动，整个光照模型的处理过程都需要被重复进行，用于辐射度的计算将会产生昂贵的时间消耗。所以辐射度算法的性能优良与否直接决定了虚拟现实系统的运行速度与场景质量。

1 逐步求精迭代算法

逐步求精迭代算法［1］很好地解决了在复杂漫射环境中求解全局光照模型的问题，在每一次迭代t中，拥有最多待辐射度的面片被选作辐射源面片（以下用St表示）ΔB.t－1St=max{ΔB.t－1i}。在每一次迭代t中每一面片iУ姆射度和待辐射度分别可以用以下方程表示：

辐射度：ИB.ti=B.t－1i+ρiΔB.t－1StFiSt(1)И 待辐射度：ИИΔB.ti=ΔB.t－1i+ρiΔB.t－1StFiSt(2)И其中面片i的初始值为：B.0i=ΔB.0i=Ei，当一次迭代结束后辐射源面片的待辐射度ΔB.tSt=0。

如图1所示的树形结构图可以很直观地表示出逐步求精迭代算法的运算过程。

图1 逐步求精迭代算法树形结构图图1显示了在3次迭代中求解面片i的辐射度的过程，其中面片的ID号用下角标表示，迭代次数用上角标表示。辐射源面片用StП昙牵其中t的值表示是第几次迭代，每次迭代中被选中的辐射源面片的待辐射度都用圆圈进行标记。

2 基于动态场景的辐射度算法

逐步求精迭代算法用于静态场景的辐射度求解时性能良好，但是在交互式设计的场景中，每次场景的改变都可能引起场景几何、光源、表面材料属性的变化，此时单纯的逐步求精迭代算法就无法胜任。于是在逐步求精迭代算法的基础上，产生一些适用于动态场景的辐射度算法。

2.1 基于表面属性改变的算法

由于形状因子为纯几何量，当场景中仅光源色彩、发光强度以及景物表面的反射率发生改变时，各景物面片间的形状因子值将维持不变。此时，就没有必要对形状因子进行重复计算。Eric Chen给出了一个统一处理表面属性和光源照明属性变化的增量辐射度算法［2］。当场景中只有少数几个面片的漫反射系数改变时，先计算该面片的辐射度增量，然后像逐步求精辐射度算法那样，将这些新增的辐射度能量向周围环境辐射，直至环境中的光能分布重新趋于平衡。辐射度的增量值在一些情况下可能是负的。例如，当关闭一光源时，算法即从该光源向场景辐射负能量，每一个面片都要减掉由于该光源辐射所接受的来自该光源的能量［3］。

假设初始面片的辐射度解由以下方程确定：ИBi=Ei+ρi∑Nj=1BjFij(3)И其中Bi为面片i所具有的总辐射度；Ei为面片i自身所具有的辐射度；ρi为漫反射系数；Bj为面片j向面片i辐射的能量；Fij为面片j对面片i的形状因子。

设第i个面片的自身所具有的辐射度和漫反射系数分别改变为Ei′和ρi′,则第iЦ雒嫫的新辐射度为：ИBi′=Ei′+ρi′∑Nj=1BjFij(4)И 将式（3），（4）两式相减得到第i个面片的辐射度增量为：ИИΔBi=Bi′－Bi=(Ei′－Ei)+(ρi′－ρi)∑Nj=1BjFij

=(Ei′－Ei)+(ρi′－ρi)ρi(Bi－Ei)(5)И 本式有意义的条件是Е血iП匦胛非零值，即初始个面片的漫反射率限定为非零。

2.2 基于场景几何改变的算法

场景几何元素的改变会引起大部分形状因子的改变,因而当场景中发生类似变化时辐射度的求解过程几乎需要从头开始。但当只有少数景物的几何位置发生改变时，一些加速算法还是非常有效的。

Baum等曾经提出一个基于动态环境的辐射度算法［3］，该算法假设景物的移动路径已经被预先定义好，该方法利用半立方体算法标识由于物体的运动而可能改变的形状因子，虽然该算法的效率是每次只需更新少量的形状因子，但是由于它限定了物体的运动路径，所以在实际应用中很难有用武之地。

Eric Chen提出一个有效的动态场景的辐射度算法［2］。它的基本思想是，当场景几何发生改变时，所有已向场景辐射过能量的面片都要被逐一回溯。对于每一面片，首先在旧的场景几何条件下将它曾做出的场景贡献消除，然后根据新的场景几何将面片的总辐射度全部辐射出去。当所有这类面片处理完毕时，就可以继续使用逐步求精迭代算法进行辐射度求解［3］。

对光能重新分布的计算过程如下：ИB.Si=B.i－B.ui(6)И 其中Bi为第i个面片的总辐射度；B.ui为待辐射度；B.Si为单位面积已向场景辐射过的能量。

场景的每一面片j上需要消除第iЦ雒嫫所贡献的辐射度，则修正后的面片辐射度为:ИBj′=Bj－ρjB.SiFji j=1，2,…,N，j≠i(7)И 然后依据新的场景几何，重新计算面片i对面片j的辐射度贡献，设在新的场景中面片j对面片i的新的形状因子为F′ji，则第j个面片的辐射度增量为ρjB.iFji′。此时第jЦ雒嫫的辐射度为：ИB.″j=Bj′+ρjBiFji′(8)И3 扩展的逐步求精迭代方法

Eric Chen的增量辐射度算法在实际运用中被证明拥有较快的运算速度，然而仍旧不能满足动态虚拟场景中实时性的要求，获得所需的结果依然需要花费大量的时间。大量的CPU运算时间全部都浪费在重新计算那些在逐步求精迭代过程中已经计算过的信息上。扩展的新算法在保留Eric Chen算法优点的基础上加入了一个辐射源链表（以下简称SL）和阴影―形状因子链表（以下简称SFFL）用于记录在光照模型预处理阶段已经计算过的信息，这样当场景环境发生变化时可以更容易地识别和确定哪些面片的辐射度发生了变化并且加快了场景更新的速度。

下面详细描述SL和SFFL的具体结构组成：

所有的迭代信息都被记录在辐射源链表中，而阴影和形状因子的信息都被保存在SFFL链表中。辐射源链表是一个动态阵列，它的数据结构组成如图2所示：对于辐射度预处理过程中的每一次跌代t（1≤t≤n，n是У代的总次数），迭代的相应信息都会被记录到链表中的一个节点里。在某一次跌代t中，当一个辐射源面片被选中时，它相应的ID号和待辐射度都会被记录在SL链表的一个节点中，如果这个面片在以后的跌代中再次被选为辐射源面片，那么它前一次被选中时的节点的next指针应该指向它下一次被选中时的节点，（如图2所示，一个面片在第一次跌代和第三次跌代时都被选为辐射源面片，那么第一次跌代的节点的next指针就应该指向第三次跌代的节点）。SFFL项则存放着指向辐射源面片对应的SFFL链表的指针。节点的最后一项存储了当场景发生改变时辐射源面片的增量辐射度。

图2 SL链表如图3在SFFL链表中对于每一次跌代，阴影测试线从辐射源面片的中点发出投向场景环境中的每一个面片的中点。对于所有的被辐射面片，如果它们与辐射源面片之间不存在遮挡物，那么它们与辐射源面片之间的形状因子的信息都被存储在SFFL链表中，否则给遮挡物分配一个ID号并且存储到SFFL链表中。

图3 SFFL链表可以看到，SFFL链表可以加快逐步求精迭代算法的求解过程。一旦某一面片被再次选为辐射源面片，那么它与场景中其他面片的形状因子就可以被很快地搜索到并且被重复使用。

4 扩展算法的实现

下面代码实现了当场景发生变化时扩展算法的处理过程：

Void FastRadiosity ( ) {

//搜索SL链表中的每个节点，找到增量辐射度D.jА0的辐射源面片

for(j=1;j

if(D.j!=0)

//遍历所有被辐射面片，将辐射源的增量辐射度传播给面片

for(i=1;i

{

//判断面片i与辐射源面片间是否有遮挡

if(!SL(j)SFFL(i)Shadow)

{

//搜索SFFL链表，找到相应的形状因子

FiSJ= SL(j)SFFL(i)；

//改变后面片i的辐射度

B.newi=B.oldi+ρiD.jFiSjВ

//改变后面片i的待辐射度

ИΔB.newi=ΔB.oldi+ρiD.jFiSjВ

} }

//改变后辐射源面片的待辐射度

ИΔB.newj=ΔB.oldj+D.jВ华D.j=0；

} }

5 实验结果

通过在个人机上使用OpenGL对算法进行实现和测试，得到了一些验证算法有效性的数据。实验以虚拟室内环境为场景，场景由8 865个面片组成，辐射度预处理阶段的迭代次数限定为100次。在绘制场景时刷新率可以达到13.1帧/秒，当在场景中移动某一物体时，重新绘制场景所需的时间为13.046 s，当改变场景的反射率时，重新绘制时间为0.7 s，符合实时绘制的要求。实验所采用的软硬件环境为：CPU ：AMD Athlon 2 800+1.80(GHz)；内存：1 GB；显卡：ATI Radeon 9550；操作系统：Windows XP。

6 总结与展望

新算法通过将辐射度预处理过程中产生的运算信息存储在一个有效的数据结构里，实现了对逐步求精迭代算法的扩展。经过对算法进行实现，验证了算法符合虚拟现实的要求并且适用于动态虚拟场景中的辐射度的求解，扩展后的算法更加简洁高效，节省了大量的运算时间，使得场景更新更加流畅。由于在每次场景改变之前都必须等待上一次场景改变时产生的增量辐射度传播结束，这就给场景更新造成了一定的延时，这是当前的算法还不能解决的问题，有待进一步研究。

参 考 文 献

［1］Cohen M F,Chen S E,Wallace J.R,et al.A Progressive Refinement Approach to Fast Radiosity Image Generation［J］.Computer Graphics,1988,22:7584.

［2］Chen S E.Incremental Radiosity:An Extension of Progressive Radiosity to an Interactive Image Synthesis System\.Computer Graphics,1990,24:135144.

［3］彭群生，鲍虎军，金小刚.计算机真实感图形的算法基础［M］.北京:科学出版社,1990.

［4］Müller S,Schffel F.Fast Radiosity Repropagation for Interactive Virtual Evironments Using a ShadowFormFactorList［J］.Fifth EG Workshop on Rendering,1994:325342.

［5］Georage W D,Sillion X F,Greenberg D P.Radiosity Redistribution for Dynamic Environment［J］.IEEE Computer

Graphics and Applications,1990,10:2634.

作者简介 王 峋 男，1981年出生，宁夏银川人，西安建筑科技大学信息与控制工程学院，硕士研究生。主要研究方向为多媒体与网络技术。

第2篇：量子计算发展前景范文

【关键词】智能化；景区；游客；管理

一、系统概述

随着改革开放的不断深入、国民经济收入及人民生活水平的持续提高，外出旅游度假已逐渐成为人民生活的一部分，使得我国旅游业得到了空前的发展，已成为国民经济发展的支柱性产业。据国家统计局统计，截至2008年，国内旅游市场已经达到15亿人次，出境旅游市场发展到4000多万人次，入境旅游市场达到一亿人次，全国旅游总收入已突破一万亿。未来10年间，全国旅游业将保持年均10.4%的增长速度。

随着旅游业的迅猛发展，旅游业逐步迈向利用计算机系统进行全面规划、管理和运营的信息化时代，加快以信息化为核心的景区智能化系统建设是强化景区经营管理水平、提高景区的品牌及声誉、提升景区行业竞争力、实现景区快速发展的重要手段。

景区智能化系统由三大部分组成，如下图所示：

二、景区智能化系统设计思路

景区智能化系统将按照“以人为本、服务旅游、强化管理、着眼发展”的景区建设理念，结合景区具体情况，因地制宜，积极采用安全、可靠、先进、成熟、经济、适用的新技术，充分发挥智能化管理效能。

1、以人为本

景区智能化系统建设坚持以游客为本，以游客为重，为游客着想，方便游客，因地制宜，突出特色，将智能化系统建设与景区规划、建设及发展相结合，建设人性化的和谐景区。

2、服务旅游

基于宽带光纤网络，集计算机、通信、多媒体等技术，建设集成化程度高、信息化水平高、具有实用、高效、经济、可靠的景区智能化系统，逐步建立和实现景区内部、各景区之间的智能化管理和综合多业务服务体系，全面提升景区服务质量。

3、强化管理

利用计算机网络实现景区内的数据联网，采用规范化管理提高工作效率。通过智能化系统准确统计经营收入和客流量并生成各种统计报表和分析结果，为经营管理及决策提供依据，合理安排日常业务工作，制定新的资金投入和营销计划；通过全方位的视频监控，实时掌握各景点的状况，提高突发事件的应急处理能力。

4、着眼发展

景区智能化系统建设克服了时间上和地域上的限制，及时准确的掌握信息和反馈信息，加快了信息流、物质流和资金流的速度，从而带来更多的经济收入，是提高景区行业竞争力、实现景区快速发展的重要手段。

三、通信自动化系统设计

3.1综合布线子系统

综合布线系统作为计算机网络系统、语音通信系统的信号传输介质，是智能化系统的基础传输平台。

系统采用分层星形拓扑结构。第一层为干线子系统，包括网络中心的主配线架至现场分配线架的干线光缆与配线设备，数据主干采用光缆，语音主干选用光缆或大对数电缆；第二层为水平配线子系统，由网络节点的分配线架至用户终端的配线电缆、配线设备和跳线等组成，水平配线选用超五类以上电缆。

3.2计算机网络子系统

计算机网络系统是整个景区的通信基础，支持所有基于网络的系统和业务。

网络系统由核心层和接入层二层网络构成（可根据需要增加汇聚层形成三层架构），骨干传输网络采用千兆/万兆冗余星型结构。在网络中心设两台核心交换机作为冗余热备，在景区现场网络节点设接入交换机，前端设备就近连接到接入交换机，接入交换机通过千兆接口与核心层交换机连接。

核心交换机及接入交换机背板带宽及端口数量可根据现场情况灵活配置，特殊环境可考虑采用无线AP方式。在网络中心通过防火墙、路由器等设备接入INTERNET网络，满足INTERNET网络访问需求，同时保证景区网络的安全。

3.3游客应急求助电话子系统

游客应急求助电话系统由应急求助终端、管理主机及程控交换机等组成，求助终端分布到景区的各个区域，并处在现场视频摄像机的监控区域，求助终端通过综合布线系统与监控中心的程控交换机和管理主机相连，游客通过求助终端实现向监控中心报警及应急求助等功能。

景区各区域的应急求助终端的报警或应急求助，监控中心可马上知情并迅速处理，并可调用现场的摄像机图像，同时存储报警或应急求助信息，包括音频及视频等信息，便于事后的调查取证，在维护游客权益、打击犯罪、提升景区形象等方面发挥重要的作用。

四、综合安防系统设计

4.1视频监控子系统

视频监控系统通过在交叉路口、重点部位等处安装摄像机，对景区现场实施全天候、全方位24小时监控并录像，强化景区安全管理，提高突发事件的应急处理能力及服务质量。

视频监控系统采用全数字化网络监控系统，图像编码采用MPEG-2/4或H.264等压缩格式，前端摄像机可根据传输距离灵活选用同轴电缆或光缆等方式传输至就近的网络节点，经视频编码器压缩编码后传输至接入交换机，通过计算机网络系统完成视频交换、传输功能。

在监控中心设服务器实现视频监控系统的配置和管理功能，通过管理终端实现对视频图像的监视、控制、查询、调用和管理，采用视频解码器把数字视频信号转为模拟信号显示在电视墙上，并设置IP SAN磁盘阵列存储高清晰视频图像。

景区计算机网络系统通过路由器连接到INTERNET网上，世界各地的游客可通过INTERNET网络远程访问景区摄像机，对景区进行远程视频浏览，实现景区对外宣传、吸引游客的目的。

4.2入侵报警子系统

入侵报警系统用于探测是否有人非法进入景区，有效保障景区安全，实现预防性报警功能。

系统主要由前端探测设备、总线报警主机及管理电脑构成。前端探测设备通过总线扩展模块接入总线报警主机，总线报警主机通过TCP/IP网络与管理电脑连接。当探测设备检测到非法入侵事件发生时，管理电脑将发出声光报警信号提示相关管理人员，并以电子地图方式显示报警位置，同时自动弹出相应的监控画面进行存储和确认，还可向上一级主管部门报警。

4.3门禁子系统

门禁系统主要用于对重点区域的出入管理、登记以及员工考勤管理功能。

门禁系统一般采用现场设备、现场管理和中央管理三层结构模式。中央管理层主要由管理服务器及工作站组成；在各网络节点设现场管理层设备，由网络控制器组成；现场设备由现场控制器、读卡器、门磁、电控锁等组成。中央管理层与现场管理层通过以太网通道连接，现场管理层与现场控制器通过现场总线方式连接。

在正常情况下门禁系统由中央管理层设备实现集中监控，在中央管理层设备故障情况下可由现场管理层设备实现本地自治。

4.4巡更管理子系统

根据景区范围大的特点，一般采用离线式电子巡更系统。

在景区重要部位安装巡更点，并制定巡更路线，景区巡逻人员携带巡更棒，按指定的路线和时间到达巡更点，采集巡更点信息，巡更完成后在监控中心通过下载器将巡更信息传送到管理电脑里，并根据需要输出巡更报表，加强景区巡逻人员的管理。

第3篇：量子计算发展前景范文

关键词：物理学 计算机 背景 网络 量子信息

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）06-0152-01

物理学作为一门基础学科，一直是我们高中生（特别是理科生）学习的重点。但很多同学在接触物理过程中，认为学物理是无用的，因为其好像对我们的个人生活并没有什么实际性的帮助，反而因为难度较高造成了很大的学习压力，殊不知计算机与物理学存在着不能割裂的联系，已成为我们生活中不可缺少的一部分。

一、计算机发明的背景及其发展历程

物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及计算机所使用的实验手段和思维方法的自然科学，它是人们对无生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结的一门学科。物理学的影响深远，这是因为物理学的突破时常会造成新科技的出现，物理学的新点子很容易在其它学术领域产生共鸣。例如，在电磁学上的进展，直接地导致了发电机的产生，使电力的大规模生产与传输成为现实，大幅度地提升了整个社会的生活水平。计算机这一伟大发明就是在人类不断的认识世界，发现自然界规律的的背景下产生的。

自1946年第一台计算机发明以来，计算机虽然只经过了几十年的发展，但计算机已经经历了占地面积大、速度慢、储存量小，主要用于数据计算的第一代计算机――电子管计算机；以磁芯或磁鼓作存储器，开始用于数据处理和过程控制的第二代计算机――晶体管计算机；主存储器渐渐过渡到半导体存储器并且主要部件变成中小规模集成电路的第三代计算机――中小规模集成电路计算机；体积缩小、性能提高、集成更高的并开始广泛用于各种领域的第四代计算机――大规模和超规模集成电路计算机。现在，人类已经迎来了计算机、网络、通信技术三位一体的具有人工智能的第五代计算机时代，可以说，在计算机发展的每一个阶段，物理学都留下了不可磨灭的印记。

二、物理学对计算机发展的影响

1.第二次科技革命中最具代表性的即是奥斯特的“电磁感应”现象的发现，该发现为发电机和电动机的制造创造了可能性，之后法拉第的“电磁感应定律”更是为发电机的发明和投入使用奠定了坚实的基础，使人类迎来了区别于以往的新能源。同时从电磁感应实验以及应用物理理论研究到电气化时代的到来，电力成为了新型主要的能源，电力设备也逐渐的发展起来[1]，计算机就是在电力的支撑下才有了发展的可能。计算机等电力设备产生的前提是电力的存在，并且它们赖以工作的前提也是充沛的电力，可以说，计算机赖以存在的首要前提便是物理学中电力的发现。

2.现今，如果问影响人类最广泛的计算机功能是什么？很多人会毫不犹豫的选择网络。网络不仅拉近了人与人之间的联系，而且因为资源的共享使生活更加便捷、工作更加科学。那究竟网络是怎样实现的，它又与物理学有那些联系呢？网络就是通过线路互连起来的、资质的计算机集合，确切的说就是将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线路连接起来，并配置网络软件，以实现计算机资源共享的系统。网络传输需要介质，网络常用的传输介质有：双绞线、同轴电缆、光纤、无线传输媒介等，这其中无论是金属导体还是光纤导体，都离不开其物理性能的开发，其本身存在的物理性能是支撑网络传输的基础。并且随着计算机制造业的大力发展，更是将计算机网络硬件的可靠性及性价比推向一个新的高峰[2]，这种现状下计算机硬件的改革与创新也不断开展，物理作为支撑硬件发展的物质和性能基础任务还很巨大。

3.进入21世纪，更多的高新物理技术也不断的应用到了计算机的革新之中。量子纳米科学就与计算机紧密相关，量子纳米材料在化工、医药、建材等领域已经有了很多应用，而量子纳米结构的电子、光子和微机械将成为下一代量子微电子和光电子器件的核心，通过与通讯技术和计算机技术的紧密联系，势必在21世纪引起一场新的技术革命。除此外，量子信息也给计算机架构体系带来变革，它涉及到如何从物理学的角度，从物质层面上深入理解什么是信息，什么是物质，能量和信息关系等基础性问题。并且，量子信息作为利用量子态作为信息载体进行信息储存、处理、计算和传送的一门学科，它能完成经典信息系统难以胜任的高速计算、大容量信息传输通讯和安全保密等的信息处理任务[3]，对计算机的发展意义重大。

计算机已经经过了70多年的发展历程，不管是仅仅实现计算功能的第一代计算机，还是现在功能多样，广泛普及的第五代计算机，其发展的前提都离不开新物理技术的创新和新物理材料的发现。现今，在计算机向系统巨型化、体积微型化、资源网络化和功能智能化前行的道路上，物理学作为推动社会发展的基础学科，还将用其独特的魅力发挥重要的作用。

参考文献

[1]杨淑凤，张元元. 物理学与人类文明进步[J]. 成人教育，2010，（06）：75-76.

第4篇：量子计算发展前景范文

首先，计算机通信技术适用范围广，计算机通信技术的传输方式有很多类型，其中运用较普遍的是运用二值信号进行信息传输，利用二值信号可以对信息进行传输和再现的作用，可以在语言、文字、图像等方面的多媒体通信技术中应用，计算机通信技术实现了对电影、电视剧、歌曲简单方便的下载，还实现了视频聊天、语音对话、邮件传送等功能。其次，计算机通信技术防干扰能力强，二进制是计算机通信技术的数据信号表现形式，以二进制的方式来表示计算机通信数据的信号，使计算机通信运行速度得到提升，方便了噪音处理操作。

2新时代背景下计算机通信技术的发展

1）微电子技术在计算机通信技术中的运用

微电子技术在计算机通信技术中和多媒体通信中的应用时间都比较早，而且得到了很好的应用和发展，并且取得了优异的效果。目前，微电子通信技术具有简化通信程序，以及高速分组交换设备。高速分组交换设备其中的一类异步传送模式，在局域网、广域网、社区和校园等主干网中应用较普遍，异步传送模式具有分组交换、高宽带等特点，提供高速优质的多媒体传输，如图像、图形、话音、数据的传送；高速分组交换设备中的另一类帧中继技术，在局域网互联、图像传送等专用网领域运用比较广泛，由于数字光纤网具备高速的低误码率，可以让节点处理时间大幅降低，所以微电子技术的发展前景广阔。

2）光纤通信技术在计算机通信技术中的运用

光纤通信技术在计算机通信技术中的运用，使信息传送效率和传输性能得到提高。在网络技术飞速发展以及高速数据通信的前提下，出现了新型的分布式数据接口，这种新型的分布式数据接口传输的速率、宽带、可信度都非常高，弥补了传统局域网传输速度的缺陷，将传输的速率上升到了一个数量级上，实现了信息的远距离传送。

3新时代背景下计算机通信技术的应用分析

1）计算机通信技术实现了多媒体化通信技术

多媒体技术利用计算机通信技术实现了多媒体化通信技术，多媒体信息的获取，可以利用计算机的掌控能力，将多媒体和通信技术结合来进行，采集完成并处理后，对其进行存储。通信技术在多媒体中的运用，改变了多媒体技术在传统工业中发展的限制，打破了在电视、计算机等传统空间中的发展限制，使语音、数据、视频一体化功能得以实现。多媒体化通信技术推动了多领域的发展，比如带动了视频教学、远程教学的发展，这种教学方式不仅有助于提高教学质量和效率，还改变了传统的教学方式，对培养学生的学习兴趣也有帮助；多媒体化通信技术还带动了网络电视、视频会话等技术的发展，发展前景良好。

2）计算机通信技术实现了实时的远程信息通信

计算机通信技术的发展及广泛运用，实现了实时的远程信息通信，现代通信技术的不断完善，通信方式的多样化，QQ、MSN等聊天工具出现，让人们的生活变得丰富多彩，不仅改变了人们的生活方式，也丰富了人们的视野，扩展了交际范围，可以进行远距离的信息沟通，可以在家办公、交流、购物、订票、视频聊天等等，节约了时间，方便了消费。

3）计算机通信技术实现了无线计算机通信技术

无线计算机通信技术的实现，让人们无论在任何时间、任何地点随时随地的接收使用信息。当前，无线计算机通信技术被广泛使用，人们可以随时随地完成如出租汽车的派遣，以及销售网点的管理等等功能，接受获取到自己所需要的有效信息，进行信息的通信传输，而且现阶段无线计算机通信技术已经成为人们生活不可或缺的一部分。

4）计算机通信技术的运用提高了抵御自然灾害的能力

通过利用计算机通信技术，可以接收到通信卫星发出的信息，并将接收到信息传送出去，传输给与之相关的部门，这个过程的目的是转化信息，将接收到的卫星信息转化成人们可以识别利用的信息，对这些信息进行分析处理，从而做好抵御自然灾害准备，也就提升了抵抗能力。不仅如此，科学研究领域、环境保护领域、医疗卫生领域，都可以充分的利用计算机通信技术，让计算机通信技术无论在任何领域都能最大限度的发挥作用。

4结束语

第5篇：量子计算发展前景范文

关键词：发展 日趋广泛 渗透 教学质量

随着计算机信息化的飞速发展，计算机在教育领域的应用日趋广泛。多媒体教学是一种现代的教学手段，它是利用文字、实物、图像、声音等多种媒体向学生传递信息，而多媒体教学法则是以各种电教媒体如：计算机、电视、录像、投影、幻灯等为标志，以传统的教学媒体如：黑板、挂图、实验、模型等为基础的多种媒体有机结合的教学方法。

一、多媒体强化课前研究

课前研究是讲课教学的准备，只有课前研究进行充分，才能上出高质量的课，才能取得理想的教学效果。利用计算机强化课前研究，辅助备课是一个很好的途径。计算机备课便于随时修改教案，当然这并非计算机辅助备课的主要目的。现在很多地方要求老师实行无纸备课，即要电子备课。如果想进行多媒体辅助教学，要备好一节课是不容易的，要输入文字、制作动画等则需花二、三天才能备好一节课。而且不是每个老师都懂得制作电脑动画的。但随着网络技术的发展，我们可以通过网络的资源共享，想备好一节含有多媒体的课就容易很多了，不会制作动画可以到网上找，结合自己学生的实际加以修改，这样变成自己的课件，可大大加快老师的备课速度和质量。

二、多媒体优化教学过程

化学的新课，不容置疑是教学中非常重要的部分，许多化学现象、化学概念、化学反应、化学规律都要求学生在学习新课时有一个正确的第一印象，这样可以避免学生在以后的学习中造成认识上理解上的模糊或错误。在讲授新课时，利用计算机多媒体技术，运用文字、声音、图像来刺激学生和调动学生多种感官，以多种方式，不同的表现手法对新授课的内容进行加工，生动、有趣地展现于学生面前，让学生充分认识化学现象，化学反应及规律。同时，计算机多媒体技术还可以加大传输的信息量和信息传输的质量，实现课堂的优化组合。实践证明，正确利用计算机多媒体辅助教学使课堂生动形象，学生普遍感兴趣，让学生在活泼轻松的气氛中学习，知识接受快，课堂效益好。

1、创设情景

情景是使人入胜的好途径。利用多媒体计算机，创设愉悦的课堂情景、求知的课堂情景、成功的课堂情景，适时地呈现适当内容的形象材料给学生多通道的刺激，让学生边听边看边思考，充分调动学生的多种感官来认识理解化学表象和本质。用生动、具体的化学现象揭示物质结构、化学反应，变主动为客观，变枯燥为生动，就能极大地激发起学生对化学的兴趣，引起探索化学世界的好奇心，为积极主动地学好化学打下良好的基础。

2、剖析机理

物质的结构，化学反应的机理，学生理解起来很困难，多媒体能很好地解决这个问题。以其丰富的表现力把化学现象，化学过程形象生动地呈现出来，特别是学生平时无法观察的难以了解的更显示出巨大的作用，为化学知识的理解和掌握提供了最充分的认知。利用flas将钠原子、氯原子的化合过程展示出来。多媒体使许多通常看不见的反应过程变成了生动有趣的化学过程。

3、解剖难点

氧化汞热分解成汞原子和氧原子，许多汞原子聚集成金属汞，两个氧原子结合成一个氧分子，许多氧分子聚集成氧气。这个内容是为了给学生建立原子的概念，单就书上内容、图示、讲解，让学生较好地理解原子概念确有一定的难度，把这个内容开发成课件，学生看见了形象逼真的动态演示，较好地理解了原子概念，使教学重难点的解决犹如破竹之势，顺利完成。

4、运用电教媒体，优化实验，借助电教媒体，可较好地解决这个难题，可以优化化学实验。

（1）增强实验的可见度，强化实验的演示效果

（2）模拟有毒、有害物质的实验，减少污染

（3）模拟化工生产过程

（4）模拟化学反应过程

5、演示整合

化学教学中经常要对前后不同时期学习的内容进行比较、归纳、概括、总结。多媒体能很好的展示相异反应类型、相似反应过程等。对学生的思维能力进行了培养，让他们知道化学反应不是孤立的，学习化学知识也不能单一学习。

6、提高可视度

心理学理论告诉我们，注意是心理活动对一定事物的指向和集中。对于学生来说，注意是感知的基础，是良好学习质量的必要条件。利用现代媒体大大提高了演示实验的可视度，达到促进教学的目的。

三、多媒体辅助学结

复习是教学中十分重要的环节之一。复习课一般应将该章知识的内在关系、外在异同和与其他章节的联系、差别展示给学生，让学生知道这些联系及差别。传统的复习课是老师一边讲一边将这些联系板书在黑板上，这样往往耽误了许多宝贵的课堂时间，而且会打断学生的思路，不能达到预期的复习效果。利用计算机多媒体技术可将知识结构事先用软件输入到计算机中，复习时一边讲，一边逐步把知识结构显示出来。及时帮助学生归纳和总结所学知识，在头脑中形成知识框架，网络结构，使知识系统化、结构化。

四、多媒体深化反馈检测

快反馈、强矫正是搞好学生学习质量的重要途径。利用多媒体计算机贮量大、速率快、交互性能好的特点，对学生进行有针对性的训练和检测，这样可把学生对问题的思维过程、方式、结果的正确与否给以立即判断，以矫正思维过程。调用计算机题库中的试题，学生可以直接在计算机上练习或考试。练习或考试完后，学生可以调出参考答案，及时找出问题的所在，起到老师面批的效果，而且还发挥了学生学习的主动性。教师也可以利用计算机来编拟试卷，可随时修改，随意排序，控制题目的难易程度。教师还可以利用计算机数据库软件，帮助分析试卷、分析成绩。通过各种成绩数据了解学生的学习状况，及时采取措施弥补不足，强化优势。

第6篇：量子计算发展前景范文

【关键词】电子信息；自动化；发展前景

一、引言

自动化技术就是不需要繁琐沉重的人力工作就可以将生产过程中的控制和操作等按照既定目标来完成，这极大地提高了工作的效率，并提升精准水平，降低成本，获得高效益。电子信息技术是包含了信息技术、工程技术和信息通信技术等，用来获取和处理信息，实现信息处理的机械化和高效化。而将自动化技术融入电子信息中就是在信息方面的收集、储存和处理等方面进行的更加准确、更加方便迅速。但是我国目前的电子信息自动化技术还不及一些发达国家的发展程度，缺少核心技术、创新因素和专业高端的人才队伍，这成为制约我国电子信息技术发展的重要问题，对我国社会经济发展也产生一定的阻碍。[2]

二、电子信息自动化的优势

1.更加自动化。电子信息的自动化技术使部分设备可以代替人力劳动，使操作更加自动化、智能化，机器设备可以根据反馈实时更新和修复，调整设备和系统的设置，减少和代替一些不必要的重复性劳动，节省人力物力。电子信息的自动化不仅需要工作人员掌握必备的电子信息技术，还需其了解并学会自动化技术，这使工作人员的专业水平也能得到提升，得到更加全面的发展。2.提高智能化。电子信息自动化的过程中能使设备机械化的进行工作，智能化的技术能使自动化设备对于一些较为复杂且高密度的工作能更好地完成，在控制和处理的步骤中能借助这些技术创造更加精致、创新的电子产品。工作人员也可以定期根据设备的使用情况进行研讨和设计，制作适合的应用方案，逐步提升电子信息工程的智能化水平。3.增强精准度。仪器的精密度很大程度上代表着一个国家的制造水平，人工在处理信息和生产产品方面很容易出现人为误差或错误，造成精密度降低，拖慢整个工程进度甚至产生较为严重的影响。自动化技术可以将繁琐复杂的信息处理设定精密度高的处理步骤，设定量化指标，使用强大的计算能力来更好的完成工作，极大的提升了电子工程的整体质量和进展。[3]

三、电子信息自动化的发展前景

1.计算机辅助设计。计算机的设计需要设计人员借助如CAD之类的自动化软件将数据输入计算机，计算机会将这些数据自动进行分析和计算，设计人员可以根据得到的结果再次进行修改和更新，这极大地方便了设计者的工作，提高了工作效率，这已经在我国的制造工业和航空航天等行业中广泛的应用于计算机辅助软件。2.计算机辅助制造。CAD和CMD等应用不仅限于计算机的辅助软件设计上，还应用于计算机的辅助制造上。设计人员可以借助自动化技术将设备间的协调合作进行的更加融洽，提高配合度；在生产产品时可以对产品进行质量检测，对不合格的产品能及时进行修改或者淘汰，提高产品的质量和通过率；计算机辅助制造可以对生产制造过程中产生的问题进行及时的处理和反馈，完善制作过程，使机床设备正常高效进行。计算机强大的辅助功能能分析软件设计方案的合理性和精确度，加快处理速度，提升智能化水平，加快我国电子信息自动化的水平。3.计算机辅助控制。计算机控制是电子工程设计最关键的部分，也是自动化技术的基础。自动化的辅助控制是在电子设计的过程中进行自动化控制，减少设计人员的工作量。整个辅助控制过程的智能化进行，也是程序自动化工作的体现，可以实现无人操控，节省了极大的劳动力，并且智能化的操作能自动调整方案，并及时纠正错误，使计算机的工作能达到预期目标。4.应用办公。电子信息的自动化也已经融入了现代化社会中，商务办公中也得到了广泛的应用。人们在长时间处理大量繁琐复杂的文件会耗时耗力，且容易出现差错，效率低下，影响整个设计流程进度并且设计产品如果没有正规长效的管理流程只会浪费技术资源和时间。所以将电子信息自动化应用在日常办公中方便人们更好更高效的管理数据资源，如最常用的OA办公软件，能自动分析和处理数据，能进一步提高设计效率，成为未来办公发展新方向。5.应用于其他方面。电子信息自动化已经逐步在社会各行各业中得到应用，我国的社会生产模式从人工转变为自动机械，加速了传统电子信息产业的更新和升级，并且收获到很多意想不到的新效果和发现。作为一种综合性极强的技术，自动化技术集合了多项先进技术为一体，使设计过程更加智能化、高效化和精准化，除了办公方面，未来电子信息自动化还会为哪些行业和工作带去便利和效益，值得我们期待。

参考文献

[1]胡波.电子信息工程的现代化技术探讨[J].科技创新与应用，2012，(24)：41.

[2]胡世杰，张子航.电子信息自动化的发展前景[J].南方农机，2017，(03)：141+149.

第7篇：量子计算发展前景范文

不断的发展，以及它的应用不仅给人们的生产生活带来了经济效益还大大的赋予了人们生活

的多样性和便捷性。本文讨论了计算机技术在当今社会人们生产生活的各领域的广泛应用，

并对计算机技术的前景做了科学适当的展望。

关键词：计算机技术，应用，前景展望

中图分类号：G623.58文献标识码：A

1、前言

现在我们的生活无时无刻不被计算机技术影响着。信息产业得益于计算机技术的不断快

速发展,已经成为当今世界的一大支柱产业。计算机技术作为一种现代化的管理手段,已经广

泛应用于各个领域。本文分别举例说明计算机技术在交通领域，科技研究领域，电子商务领

域的应用。通过对这三个领域的阐述，对计算机技术的前景做了一个科学适当的预测。

2、计算机技术的应用现状

2.1在交通领域的应用

随着现代化交通管理水平的不断提高,自动化控制手段的日趋完善,计算机作为必不可

少的管理工具,已经越来越广泛地应用于交通管理的各项日常工作

（1）车辆的调度

信息传递与计算机技术的结合为生产车辆的调度管理提供了重要的手段。现在的计算机

通讯技术在车辆运输调度的管理中十分重要。计算机通讯设备已转向为小型化、智能化，数

字化，在信息的收集，储存，处理，传递等综合服务方面有很大的进步。

（2）现在的大中城市中的交警配备的流动电子眼，就是计算机技术在交通领域的又一

应用。这种交警巡逻车具有各种的拍摄功能，采用巡逻的方式，协助交警监测交通情况。抓

拍各种交通违法行为，并将其违法信息传入全国交通违法信息网。除此之外，这种电子警察

还可以监测机动车辆的情况。如果机动车辆有违法行为，就会影响到该车年检、车辆过户交

易。计算机技术在交通领域的应用除了协助交警监测交通的实时情况外，还可以维护交通畅

通，最常见的是红绿灯。这种信号灯的出现，有效的缓解了交通压力，使各个路口的交通秩

序井然的进行监测交通。

（3）自驾车导航

计算机技术在交通领域的典型应用当属自驾车的导航系统。使用导航系统后，自驾车可

以自动检测道路的边界，车子与目的地的距离，并可以提醒自驾者路面交通情况，是否堵车，

从而决定如何选择交通线路，大大的节省了自驾者在交通上花费的时间。除了可以指导自驾

者在规定的车道上行驶，还可以测量出与前面车辆的距离，保证在安全的距离中行驶，减少

追尾等交通事故的发生。另外，导航系统也可以提醒自驾者保持车速，以免超速违反交通规

则。

2.2在教育领域的应用

计算机技术在教育领域的应用最主要的是多媒体教学，学校网站以及设计中的辅助制

图。

（1）多媒体教学

多媒体教学引入到学校日常的教学活动中，大大提高了教学效率，教员讲授面扩大，传

授的信息量也不断增加。多媒体教学相比与传统的板书教学，在相同的时间里，信息量交换

增大，授课内容丰富多样，更具有趣味性直观性。随着多媒体课件制作的日渐成熟，计算机

辅助教育有了很大的发展。事物都具有两面性，多媒体教学的缺点是，学生的思考空间减少，

特别是理工科学习的数学，力学等需要大量的练习和实践。由于引入多媒体，学生课上思考

练习的时间少了。

（2）校内网

校内网是查询学生入学信息，学籍状态，考试成绩，学校的教学活动和规章制

度、文件政策的主要工具。这是计算机技术在教育领域的又一常见应用。很多校内网和网络

课堂提供了丰富全面多样的教学资源，特别是学校的虚拟图书馆，将大量的图书资料传送到

网络上，教师和学生可以很方便的检索、查询和使用。校园卡也属于校内的一部分，运用计

算机技术将一张IC卡连接校园网，可作为学生证，借书证，上机卡，就餐卡等。

（3）辅助制图

建筑结构设计中最常用的两个设计软件是CAD和PKPM，这两个软件分别是辅助制图和

图形处理，工程数据分析的。CAD作为辅助制图的软件，广泛应用在建筑、机械制造、服装

设计、航天测绘等制图方面。辅助制图软件的运用使得人和计算机发挥了各自的特长，提高

了制图效率，缩短了设计绘图的周期。

2.3在商务领域的应用

（1）在银行的应用

银行各种理财手段得益于计算机技术。人们在银行开户储蓄进行各种理财活动都可以通

过计算机技术实现。网上银行的开通更大的方便了人们的生活。网上支付、网上转账、网上

理财等日常有关银行方面的活动。网上银行除提供传统的银行业务外，还国际市场外汇

行情，国际金融信息和证券信息等。

（2）在电子商务的应用

在网络的环境下，利用计算机技术在全国各地广泛的商业贸易活动中，双方未谋面而完

成网上购物、商户之间的网上交易和在线支付等交易活动。随着技术、经济的不断发展，人

们通过运用信息技术和商务规则，系统的使用计算机，高效率低成本的的进行商业交易活动。

电子商务这种新型的商业运营模式使人们的出行，购物，娱乐都在高质量低成本的进行。另

外，政府采购在财政的监督下，按照合法的形式在电子商务运营模式中完成。

3、计算机技术发展前景

3.1计算机运行速度

计算机运行速度的快慢与芯片之间信号传输的速度直接有关。传统的硅氧化物芯片在信

号传递过程中，不仅会吸收部分信号信息，还因为电路电耗能大，产热较多。这些能耗产热

量在现有的技术上不能及时散去，从而影响计算机的运行速度。芯片冷却技术的发展为计算

机运行速度的提高将有很大贡献。在电脑电路里放置液体微管，在电脑高速运转过程中产生

的大量热量将被这些冷却液体吸收，从而降低电脑电路温度，提高电脑运行速度。

3.2新型计算机的出现

（1）生物计算机采用生物芯片，在这种芯片中，信息以波的形式传播，运算速度比当

今最新一代计算机快10万倍，能量消耗仅相当于普通计算机的十分之一，并且拥有巨大的存

储能力。生物芯片是利用蛋白质分子构成的，这些蛋白质由生物生产技术组成。利用蛋白质

组成芯片可以自我组合生成新的微型电路，达到循环利用的要求。此外，生物计算机还能模

仿人脑的思考机制，当芯片发生故障时，芯片可以发挥生物本身的调节机能自动修复芯片。

（2）大规模和超大规模集成电路的发展，为高运行速度、低能耗、低价格的新型计算

机的出现提供可能。利用物理学的基本原理，研究新型的计算机。利用光作为信息传递的媒

介研究出的光学计算机有很大的发展前景。根据物理学的基本原理，光子与电子相比，具有

电子所不具备的频率及偏振特征，光子的运动速度永远等于光速，这些独特的特点使光子计

算机大大提高了传载信息的能力。光子计算机利用光子取代电子进行数据运算、传输和存储。

在光子计算机中，不同波长的光代表不同的数据，这远胜于电子计算机中通过电子“0”、

“1”状态变化进行的二进制运算，可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速的并行处理。

此外，光信号传输根本不需要导线，即使在光线交会时也不会互相干扰、互相影响。光学计

算机的智能水平也将远远超过电子计算机的智能水平，是人们梦寐以求的理想计算机。

4、结语

当今社会是信息的时代，计算机技术在各个领域的广泛应用，不断深入发展，并取得了

丰硕的成果，产生了巨大的经济效益和社会效益。但伴随着计算机被广泛应用也有许多问题

亟需解决，例如信息安全问题，网络安全问题等等。这些课题的研究仍需我们不断接受挑战，

不断创新，加快信息安全的立法工作，切实运用好计算机技术的正面影响而摒弃其负面影响，

使之更好更快更安全的为人们的生产生活服务，促进社会经济发展。

参考文献

[1]修景田.计算机在交通运输统计管理工作中的应用[J].现代经济信息.2010,4

[2]冬春;关于计算机发展的分期问题[J];运城学院学报;1987年04期

[3]顾桂英;计算机技术的创新过程研究[D];东北大学;2008年

第8篇：量子计算发展前景范文

如今，随着现代信息技术的迅速发展，无论是大专院校还是中小学校，计算机多媒体辅助教学这种现代教育技术已逐渐推广运用。与传统的教学手段相比，它具有多重感官刺激、传输信息量大、速度快、信息传输质量高、使用方便、交互性强等优势，利用计算机把教学内容有机组合制成的CAI课件辅助教学，正显示出计算机多媒体独特的功能和极强的表现效果。笔者在长期利用计算机多媒体制作课件及教学的过程中，逐渐意识到它在教学中的优势：

一、利用计算机多媒体创设情景，渲染气氛，引发情感，激发学生的求知欲

情景是使人入胜的好途径。良好的教学情景可以充分调动学生的积极性，启发学生思维，开发学生智力。利用计算机多媒体教学，可以创设愉悦的课堂情景、求知的课堂情景、成功的课堂情景，适时地呈现适当内容的形象材料给学生以多通道的刺激，让学生边听边看边思考，充分调动学生的多种感官来认识理解事物的表象和本质，引发学生探索知识的好奇心，为积极主动地学好知识打下良好的基础。比如在初中化学“绪言”课教学时，运用计算机多媒体的缩影作用，可以将大到宇宙，小到分子原子的形形色色、丰富多彩的物质世界展示在同学们的面前。讲环境保护，可以展示50年代日本的水俣病、80年代印度的毒气泄漏以及近几年来我国某些城市的化学烟雾和“酸雨”现象。讲甲醇及一氧化碳的中毒现象及原理时，可以利用河南假酒案──甲醇超量致人失明死亡，以及煤矿瓦斯爆炸致人死亡。讲思品课《热爱祖国是高尚的情操》时，可以播放“巍巍青山”VCD片段，来渲染气氛，激发学生的爱国热情，从而使学生受到更为深刻的教育，产生探求新知的欲望。

二、运用计算机多媒体辅助教学，易激发学生的学习兴趣

计算机多媒体辅助教学可以从宏观到微观、直观形象地再现观察的事物和现象，它具有生动性，趣味性和变化性，能引起学生学习的注意力，提高学生的学习兴趣，提高学习效果，它所表现的图像和动画，彩色的变化及配音，让学生通过听、视、动等多种感观功能从中接受教材所传递的信息，在学生大脑皮层的一定部位上引起强烈的兴奋，使学生对所学知识内容产生兴趣。如在讲世界气候类型中“热带雨林气候的天气示意图”时，可运用计算机多媒体三维动画丰富的表现力来描述这种天气的情景：清晨六时，笼罩大地的黑暗帷幕徐徐拉开，一轮红日冉冉升起，蔚蓝色的天空万里无云，强烈的阳光普照大地；午后乌云密布，接着电闪雷鸣大雨倾盆；到午后三四点钟，雨过天晴；18点以后太阳落山，夜幕降临。通过这段动画短片，可以使学生如临其境，印象深刻，加深对此图的理解，同时兴趣倍增，从而达到理想的教学效果。

三、利用计算机多媒体来模拟实验演示，提高学生的认识能力

模拟法辅助教学是利用计算机的制图、绘画和控制放送速度等功能，以事物的规律和事实为依据，在一定的理论模型基础上制成动画，并通过控制放送速度进行高度准确的模拟，使事物的过程和规律在动态中得到清晰表现，这样学生装置身于仿真的事物环境中，通过判断、分析、归纳，对知识的理解消化就更加充分了。它具有以下两个特点

1．可以对快速变化的过程进行慢速模拟

例如在物理教学中，学生对动量守恒这一规律的理解是很难的，原因在于动量守恒的过程一般变化都比较快，学生对这样快速变化的物理过程很难想象。如：在光滑的水平面上放三个质量相等的小块木A、B、C。B、C用轻弹簧相连，静止在水平面上。木块A以速度V0向B冲来和B发生碰撞。随后的物理过程是，A立即停止，B立即获得了速度V0，这时弹簧仍处于原长状态，C木块并不动。接下来是BC之间动量守恒和BC系统的机械能守恒过程。弹簧开始被压缩，B做加速度增加的减速运动，C做加速度增加的加速运动，当弹簧压缩到最短时，BC速度相同，都等于V0/2，然后弹簧开始恢复原长，B木块做加速度减小的减速运动，C木块做加速度减小的加速运动，当弹簧恢复到原长时，B的速度为零，C的速度为V0，BC间发生了速度交换。再后来，弹簧开始拉长，B做加速度增大的加速运动，C做加速度增大的减速运动。当弹簧拉长到最长时，BC速度相同都为V0/2，随后，弹簧开始恢复原长，B做加速度减小的加速运动，C做加速度增大的减速运动，当弹簧恢复到原长时，B的速度为V0，C的速度为零，BC再次发生速度交换，到此为止才完成了一个周期的变化，随后BC木块将以上述变化过程为周期，永远运动下去。这一过程的变化既迅速又复杂，如果用计算机把这个难以想象的物理过程用Animator、3Dmax或Flash制成动画，用慢速度模拟出来，并且反复再现，学生就会形成真实生动的感观印象。这样既方便了老师的讲解，又使学生达到了对动量守恒定律的深刻理解。

2．可以弥补具体实物不能演示的实验，将微观变为宏观，变抽象为具体

在教学中有相当一部分内容，无法在课堂上直接演示，学生受知识水平，生活环境等因素的限制学起来比较抽象，学生仅通过书本中的文字介绍，很难理解其中的原理。例如，我们可以用计算机来模拟光的波粒二象性，用三维动画软件制成光的双缝干涉画面，使光子只能一个一个地通过狭缝，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些无规则分布的点子，可见光子的运动没有一定的轨迹，满足测不准原理，表现出光的粒子性，如果曝光时间长，底片上就会出现光子到达不到的几率大的地方和光子到达几率小的地方，这样就形成了规则的干涉条纹，从而表明光的波动性是大量光子表现出来的现象。这样利用计算机多媒体软件制作的课件，可以将这些抽象的复杂的不易弄清楚的内容，在屏幕上进行微观放大，动静结合，图文并茂地在短时间内多角度多层次地展示实验过程，使学生在课堂上就能获得多纬信息，使知识由抽象变成形象，降低了学生对知识理解的难度，便于学生轻松地学习。

四、有利于突破知识的重点、难点，加大学生对知识的理解

学生掌握知识，一般是从感观开始的。感性知识丰富，就能进一步形成概念，理解和掌握规律，从而打好基础。目前学生对教材内容缺乏感性认识是课堂教学的主要困难之一。教材中某些抽象的内容，光凭老师口头讲解，即使运用图片，学生也是不易理解的，这就必须给予具体化，形象化，增强透明度。例如：生物学中植物的传粉、受精过程，动物的血液循环；化学反应中氧化汞加热分解过程；光学里的光路变化等，这些都是肉眼无法观察到，学生难以想象的概念、规律、过程。如果把这些内容开发制成计算机多媒体课件，让学生看见逼真的动态演示，就能较好地建立概念，认识事物的规律过程，这些教学难点也就迎刃而解了。

五、有利于增大课堂信息容量，优化教学方法，提高学习效率

向课堂教学要质量、要效率，是课堂教学的中心任务。计算机多媒体辅助教学，改变了传统教学单一说教的模式，能充分调动学生们的主动性和积极性，发挥学生主体参与作用，融教法、学法于一体，加快课堂节奏，增加课堂信息容量。在设计一个计算机多媒体课件时，我们可以把教学目标、教学重点、难点、教学过程，即情景、课文、图片、例题、练习题、板书要点等都设计制成课件，在上课时，利用计算机软件的交互功能，任意调用，反复重现。它大大节省了讲解和板书时间，为新材料的操练巩固“腾出时间”。教师可以精讲多练，加快课堂节奏，环环相扣。我们在进行阶段性或总复习时，也可将已学的众多知识进行系统的整理和归纳，根据考试的内容和要求，做成练习训练库，学生随时随地可调用所需的资料，进行学习训练，这样只须在很短的时间内便可形成一个完整的知识体系。从而优化了教学方法，大大提高了课堂教学效益。

教学手段的应用是以促进学生学习为目的。计算机多媒体辅助教学引进课堂带来的教学优势，在于它为学生获取知识，发展智力，提高能力开辟了更为宽广的道路。充分而恰当地运用计算机多媒体辅助教学，可以增强课堂教学的有效性，提高课堂的教学质量和效益，全面提高学生的素质。我们应当深入地研究和实践，充分而恰当地设计、开发、运用计算机多媒体技术，使之与其它教学手段相结合，优化课堂教学结构。力求最大限度地提高教学效率，体现计算机多媒体教学的真正优势。

当然，就目前现状来说，要充分利用计算机多媒体的教学优势，还应努力做好以下几个方面：

·加强设施建设，奠定物质基础

计算机多媒体辅助教学的实施是建立在以计算机和网络为基础的平台上，如果脱离了这些硬件设施，去实施计算机多媒体教学，岂不是纸上谈兵。然而现在有些学校，计算机只有在校长室看到，多媒体教室被当作会议室或学生考试用场，计算机室更是无网可上，甚至破损不堪，可用的计算机寥寥无几。这就需要教育有关部门在投入基础教育信息建设的资金中保证有足够的比例用于信息技术的硬件设施建设，在把好招标关和质量关的基础上，切实做好硬件的到位。同时，还应抓好硬件的维修管理，落实专人负责，确保使用率达到百分之百。

·加快教育软件的开发，实现资源共享

如果说硬件建设的完善是计算机多媒体辅助教学优势得以发挥的前提，那么计算机多媒体课件资源的开发利用则是其优势的充分体现。没有好的课件资源，再好的计算机设施也会失去生命力。这就需要在加大硬件建设的同时加快计算机多媒体软件的开发，这一点大家已经意识到，但是一个软件、课件的设计、开发、制作往往需要一个较长过程，单靠个人或一个小的团体是很难实现的，这就需要各部门加强沟通和协作，尽快实现各资源库之间的连网和开放，提高使用效率，避免重复建设和浪费。

第9篇：量子计算发展前景范文

[摘要] 旅游环境容量是旅游景区可持续发展的一个重要指标，而对景区的游客量的实时有效监控则成为保护景区生态和保证景区可持续发展的重要基础。本文对基于RFID的景区游客量实时监控的实现方案进行了详细的讨论，给出了最佳监控方案下的游客量实时监控算法，并在此基础上，分析了景区游客量实时监控和管理信息系统应具备的主要功能和界面模型。

[关键词] 旅游环境容量 游客量 算法 MIS RFID

随着人们的生活水平的不断提高，我国的旅游事业也得到了迅速的发展，国内一些著名的旅游景区的游客量日益攀升，但每个景区有一定的游客承载能力，每个景区的旅客量一旦超过这个上限，则可能给景区带来破坏性的影响，不利于其向着可持续方向发展。研究景区的游客量有效的实时监控管理便具有极大的现实意义。

一、RFID在旅游中的应用现状概述

过去，受经济发展水平和技术发展水平的限制，各景区都是采用纸质的门票，而这种门票无法做到对景区的人数进行实时监控。但随着近年来计算机技术及网络技术的不断成熟和普及，加之国民经济的快速发展和旅游景区陆续开始信息化建设的进程，已有越来越多的景区开始使用电子门票技术。RFID是一种无线自动识别技术，除了能实现电子门票的功能外，还可以用来实现通过较远距离获取游客所携带电子门票来获取游客个置信息的目的。

本文详细讨论了基于RFID技术，通过对景区进出口进行实时监控，通过一定的算法来解决景区游客量实时监控的问题，并按一定的时间间隔对各景区的游客量进行存储，通过查询、统计和分析，为景区的管理决策人员和相关职能管理部门进行景区规划和日常管理工作提供科学依据。

二、景区游客人数监控方案及算法设计

1.监控方案设计。由于一个景区往往会比较大，如果对全景进行监控，其成本会很大，因此不是一个经济的方案，按照旅游的一般的行为，可以提出以下三个方案供选择:

(1)景区进出口外侧监控方案

在景区的进出口外侧安放一个RFID阅读器，每个游客在进入景区的时候读取游客电子门票ID值，并保存在数据库中，当该游客第二次被该景区的进出口阅读器检测到时，可以认为该游客离开景区，这时由系统记录游客在该景区的状态为离开。如一个景区有多个进出口的话，则每个进出口设置一个阅读器。

(2)景区进出口内侧监控方案

在景区的进出口内侧安放一个RFID阅读器，每当游客进入到景区内时，被阅读器检测到，系统记录游客于该景区的状态为进入，当第二次被进出口的阅读器读到时就由系统更改游客于该景区的状态为离开。

(3)景区进出口内外侧监控方案

在景区的进出口外侧和内侧各安放一个RFID阅读器，并设置它们的监控范围不重叠。

方案1:在一般情况下可以达到监控景区人数的实时旅客量，但这种方案是假定每个游客都会直接从景区的进出口进出，但若一个游客在景区的进出口等待几秒而两次被阅读器读到，系统会认为游客进入了景区，而又马上出了景区，这样会造成景区实时游客量的不准确;方案2:只有游客进入了景区，才能被阅读器检测到，从而记录数据，但若一个游客在阅读器的有效监控范围内来回徘徊，则系统仍无法有效的对景区的实时旅客量进行监控。方案3:将游客于某景区的进入状态分为:准备进入、进入、离去，并将某景区的外侧阅读器采用统一的外侧阅读器类型标志，同样对内侧阅读器也采用统一的内侧阅读器类型标志，一个游客如果在某个景的外侧不管有多少次被阅读器检测到，系统都只会保持其原来状态，或离去，或准备进入。为了描述该方案的设计思想，其判断树如图1所示:

2.监控算法设计。上述算法的伪代码如下:

Monitor() {

read()//发出读命令

Get() //得到jkq_id,jd_id,yk_id

If database has no the same element then

//如果数据库中没有与jd_id, yk_id 相同的记录

If jkq_type == outdoor then //如果为门外阅读器

Insert a element in jk_table//插入一条记录

Set jc_type = ready //将进出态设为ready

Else

return error //如果游客在内而又没有记录则报错

end if

else if jkq_type == outdoor then//如果是门外阅读器读到数据

//则判断进出状态，如果为 ready or out状态

if jc_type == ready or jc_type==out then

do nothing //则不操作,如果为 inner

else //则更新进出状态为 out,且记录出去时间

update cq_time

set jc_type = out

end if

else//如果是门内阅读器读到的数据

if jc_type == ready then

set jc_type = inner

set jr_time = current_time

else if jc_type == inner then

do nothing

else

set jc_type = inner //如果在景区

//但进出状态又为 out ,则说明游客出门而重新进入

end if

end if}

三、系统的功能及原型系统界面

作者基于以上算法，利用PowerBuilder9.0以及数据库管理系统ASA8.0，开发了基于C/S结构的景区游客量实时监控系统原型，为进一步建立可用于商业用途的成熟系统打下一定的基础。该系统已实现的主要系统功能及界面如下:

1.对景区、游客、阅读器的基本数据进行管理和维护，包括添加、删除、修改和查询等基本功能。

2.景区游客量实时监控及预警功能，以一定的时间间隔自动更新各景区游客量数据的功能，并检查每个景区的当前人数是否超出了该景区的人数上限，若超出则报警，更新时间间隔可根据游客量动态设置。还可以自动生成各景区实时或按时间段的游客量的统计报表。

3.游客定位及旅游路线监控功能，系统通过对游客经过各进出口阅读器的时间进行查询和分析，可以在一定获围内对游客进行有效的定位。同时还可以对游客在景区内各景点的旅游路线进行回放，以实现游客找寻，并为景区内旅游路线的设计和优化提供科学依据。

4.各类统计报表输出功能，根据管理的需要，可以对景区内的各景点，各进出口，各时段，各日期段等进行各类的游客统计和分析，为景区的管理和可持续性开发提供决策支持。

四、结束语

本文详细讨论了基于RFID的景区游客量实时监控的实现方案，给出了最佳监控方案下的游客量实时监控算法，并在此基础上，通过对原型系统的分析，分析了景区游客实时监控和管理信息系统应具备的主要功能和界面模型。对进一步完善该系统的设计和实现打下了坚实的基础。

参考文献:

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