導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇量子計算現(xiàn)狀，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

中圖分類號：TN918 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）09-0128-01

引言

隨著科學技術的飛速發(fā)展，量子信息學逐漸得到人們的關注與重視，在近代物理學、計算機科學等領域都有所涉及。通過量子力學的基礎，不斷的發(fā)展與延伸。量子信息學，是量子力學與信息科學相結(jié)合的產(chǎn)物，是以量子力學的態(tài)疊加原理為基礎，研究信息處理的一門新興前沿科學。包括量子密碼術、量子通信、量子計算機等幾個方面。我們在這里，著重的了解一些量子通信。

一、 量子通信協(xié)議概念

1，量子通信協(xié)議定義

量子通信系統(tǒng)的基本部件包括量子態(tài)發(fā)生器、量子通道和量子測量裝置。按其所傳輸?shù)男畔⑹墙?jīng)典還是量子而分為兩類。前者主要用于量子密鑰的傳輸，后者則可用于量子隱形傳態(tài)和量子糾纏的分發(fā)。其中隱形傳送是指脫離實物的一種“完全”的信息傳送。可以想象：先提取原物的所有信息，然后將這些信息傳送到接收地點，接收者依據(jù)這些信息，選取與構(gòu)成原物完全相同的基本單元，制造出原物完美的復制品。實際上是一種對于通信地保密性的傳輸。是一種在理論上可以保證通信絕對安全的一種通信方式。由于量子力學中的不確定性原理，是不允許精確地提取原物的全部信息，因此長期以來，隱形傳送不過是一種幻想而已。

2，量子通信與光通信的區(qū)別

量子通信與光通信的區(qū)別，在于在通信中用的光的強度是不同的。光通信一般采用是強光，包括無線電、微波、光纜、電纜等具體形式。通過偏振或相位等的調(diào)制方式來實現(xiàn)。量子通信討論的是光子級別的很弱的光，通過對光子態(tài)的調(diào)制，但是主要利用了光子的特性，量子態(tài)不可克隆原理和海森堡不確定性關系。這也是區(qū)別于光通信的重點。

二、量子通信基本方式

量子通信在量子力學原理的基礎上，通過量子態(tài)編碼和攜帶信息進行加工處理，將信息進行傳遞。只要包括：量子隱形傳態(tài)、量子密鑰分發(fā)等，下面主要介紹這兩個組成部分：

1，量子隱形傳態(tài)

量子隱形傳態(tài)，又稱量子遙傳、量子隱形傳輸。經(jīng)由經(jīng)典通道和EPR 通道傳送未知量子態(tài)。利用分散量子纏結(jié)與一些物理訊息的轉(zhuǎn)換來傳送量子態(tài)至任意距離的位置的技術。它傳輸是量子態(tài)攜帶的量子信息。想要實現(xiàn)量子隱形傳態(tài)，要求接收方和發(fā)送方擁有一對共享的EPR對，即BELL態(tài)（貝爾態(tài)）。發(fā)送方對他的一半EPR對與發(fā)送的信息所在的粒子進行結(jié)合，而接收方所有的另一半EPR對將在瞬間坍縮為另一狀態(tài)。根據(jù)這條信息，接收方對自己所擁有的另一半EPR對做相應幺正變換即可恢復原本信息。到乙地，根據(jù)這些信息，在乙地構(gòu)造出原量子態(tài)的全貌。量子隱形傳態(tài)大致可以這樣描述：準備一對糾纏光子對，一個光子發(fā)送給有原始量子態(tài)（即第三個光子）的甲方，另一個光子發(fā)送給要復制第三光子的量子態(tài)的乙方。甲方讓收到的一個光子與第三光子相互干涉（“再糾纏”），再隨機選取偏振片的方向測量干涉的結(jié)果，將測量方向與結(jié)果通過普通信道告訴乙方；乙方據(jù)此選擇相應的測量方向測量他收到的光子，就能使該光子處于第三光子的量子態(tài)。

量子隱形傳態(tài)作為量子通信中最簡單的一種，是實現(xiàn)全球量子通信網(wǎng)絡的可行性的前提研究。它的存在與應用，可以完全的保證用戶的信息安全，通信保密，同時如果出現(xiàn)有人竊聽的現(xiàn)象，將會及時的進行信息的改變，保證內(nèi)容的“獨一無二”。

2，量子密鑰分發(fā)

量子密鑰分發(fā)以量子物理與信息學為基礎，是量子密碼研究方向中不可缺少的重要部分。被認為是安全性最高的加密方式，實現(xiàn)絕對安全的密碼體制。當然這只是理論上的內(nèi)容，在現(xiàn)實生活中還是有一定的差距。只是理論上具有無條件的安全性。1969年提出用量子力學的理論知識進行加密信息處理。到了1984年，第一次提出量子密鑰分發(fā)協(xié)議，即BB84協(xié)議。隨后又提出B92協(xié)議。2007年，中國科學技術大學院士潘建偉小組在國際上首次實現(xiàn)百公里量級的誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā)，解決了非理想單光子源帶來的安全漏洞。后又與美國斯坦福大學聯(lián)合開發(fā)了國際上迄今為止最先進的室溫通信波段單光子探測器――基于周期極化鈮酸鋰波導的上轉(zhuǎn)換探測器。解決了現(xiàn)實環(huán)境中單光子探測系統(tǒng)易被黑客攻擊的安全隱患。保證了非理想光源系統(tǒng)的安全性。生成量子密鑰大致為：準備一批糾纏光子對，一個光子發(fā)送給發(fā)信方，另一個光子發(fā)送給收信方。測量光子極化方向的偏振片的方位約定好兩種。兩人每次測量一個光子時選擇的方向都是隨機的，但要記錄下每次選擇的方向，當然也要記錄下每次測量的結(jié)果，有光子通過偏振片就記1，無光子通過則記0。通過普通信道兩人交換測量方向的記錄，那些測量方向不一致的測量結(jié)果的記錄都舍去不要，剩下的那些測量方向相同所對應的測量結(jié)果，兩人應一致，這一致的記錄就可作為兩人共同的密鑰。

總結(jié)

經(jīng)典通信較光量子通信相比，量子通信具有傳統(tǒng)通信方式所不具備的絕對安全特性。具有保密性強、大容量、遠距離傳輸?shù)忍攸c。量子通信不僅在軍事、國防等領域具有重要的作用，而且會極大地促進國民經(jīng)濟的發(fā)展。逐漸走進人們的日常生活。為了讓量子通信從理論走到現(xiàn)實，從上世紀90年代開始，國內(nèi)外科學家做了大量的研究工作。自1993年美國IBM的研究人員提出量子通信理論以來，美國國家科學基金會和國防高級研究計劃局都對此項目進行了深入的研究，歐盟在1999年集中國際力量致力于量子通信的研究，研究項目多達12個，日本郵政省把量子通信作為21世紀的戰(zhàn)略項目。我國從上世紀80年代開始從事量子光學領域的研究，近幾年來，中國科學技術大學的量子研究小組在量子通信方面取得了突出的成績。

參考文獻

[1]莫玲 - 基于專利分析的歐盟量子通信技術發(fā)展現(xiàn)狀研究《淮北師范大學學報：自然科學版》 - 2015.

[2]徐兵杰，劉文林，毛鈞慶，量子通信技術發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的問題研究《通信技術》 - 2014.

[3]胡廣軍，王建 -量子通信技術發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究 《中國新通信》 - 2014.

[4]肖玲玲，金成城 - 基于專利分析的量子通信技術發(fā)展研究《全球科技經(jīng)濟t望》 - 2015.

篇2

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）33-0033-02

隨著計算機網(wǎng)絡的不斷發(fā)展與廣泛應用，其已經(jīng)成為了我國人民在日常生活中及工作中不可缺少的技術，它為人們的衣食住行提供了方面，也為我國社會經(jīng)濟的發(fā)展提供了基礎。目前我國計算機網(wǎng)絡正在朝著更大規(guī)模范圍發(fā)展，在此過程中也暴露了計算機網(wǎng)絡路由選擇中的一系列問題?，F(xiàn)如今的計算機網(wǎng)絡路由選擇已經(jīng)滿足不了人們及社會的發(fā)展需求，也對計算機網(wǎng)絡的正常運行造成了一定的影響，所以對其的優(yōu)化改進是目前最重要的內(nèi)容。

1 淺析計算機網(wǎng)絡路由選擇

計算機網(wǎng)絡路由選擇中有多種方法，包括梯度法、列表尋優(yōu)法、爬山法及模擬退算法等。由于這些方式具有局限性，收到多種條件的限制，導致本身的作用都得不到很好的發(fā)揮。計算機網(wǎng)絡路由選擇主要是在能夠滿足計算機網(wǎng)絡通信容量、網(wǎng)絡拓撲及網(wǎng)絡節(jié)點需求的基礎上，對計算機網(wǎng)絡中的各節(jié)點路由進行選擇，使計算機網(wǎng)絡可以縮短到最小時延。一般計算機網(wǎng)絡路由選擇可以使用優(yōu)化工作，比如：其一，如果計算機網(wǎng)絡中節(jié)點內(nèi)部具有較大容量的緩沖器，那么就不會溢出或者丟失其數(shù)據(jù)包；其二，如果能夠以實際的指數(shù)分布為基礎設置報文長度，就可以按照泊松到達；其三忽略計算機網(wǎng)絡中節(jié)點處理報文的時延；計算機網(wǎng)絡中報文傳輸服務都是一個等級?！?】

2 探析改進量子進化算法

實際上量子進化算法就是進化算法和量子計劃相結(jié)合產(chǎn)生的，此事以態(tài)矢量為基礎，以量子比特編碼為染色體，其更新染色體要以量子旋轉(zhuǎn)門和非門進行實現(xiàn)，從而才能優(yōu)化計算機網(wǎng)絡路由。量子進化算法中的染色體排列矩陣為：

一個量子染色體表示問題解的特性，其原理就是對量子染色體進行隨機測量，以此得出結(jié)果和概率，使用二進制實現(xiàn)坍塌，在此過程中可以了解到量子染色體可以有效地解決問題。另外改進量子進化算法的實現(xiàn)是根據(jù)量子旋轉(zhuǎn)門，通過搜索法使公式的解得到最佳，增加或者減少概率，以此保留或者刪除結(jié)果，以此來改進量子進化算法。

上表中的xi表示第i個量子染色體的二進制解，bi表示第i個最優(yōu)解。

量子進化算法的流程主要包括三個部分：其一，要對種群進行初始化，在此基礎上對初始種種群進行測量，以此得到與個體相依狀態(tài)的相關記錄表；其二，在合適的狀態(tài)下對記錄進行針對性的評估，并且對最佳個體和個體的適應值進行相關記錄；其三，在還沒有完全結(jié)束的時候，進行其他操作。

對于量子進化算法來說，此過程是非常復雜的，用相關的符號表示事務，之后進行計算。比如可以使用M表示染色體長度，染色體可以維護解的多樣性。這樣才能使算法簡單的表述。【2】

3計算機網(wǎng)絡路由選擇的改進量子進化算法研究

在計算機網(wǎng)絡中，量子進化算法是非常值得熱議的話題，在計算機網(wǎng)絡路由選擇中的量子進化算法，其主要問題就是量子進化算法是針對性對表格進行參照，以此來找出相應的解法。這種方法會造成旋轉(zhuǎn)角之間沒有較好的關聯(lián)性，另外在搜索問題的時候會有跳躍性，對于計算機在日常運行工作的時候是非常不利的。為了能夠通過量子進化算法解決計算機路由選擇中的問題，就要對其進行創(chuàng)新和改進。首先優(yōu)化其中的旋轉(zhuǎn)角，使其值能夠滿足路由選擇。優(yōu)化后的旋轉(zhuǎn)表式子可以寫為：

?θi=0.001π*50fb-fx/fx

根據(jù)此式子可以了解到旋轉(zhuǎn)角在不同的情況下會有不同的結(jié)果，簡單來說就是不同的旋轉(zhuǎn)角值具有不同的含義。如果旋轉(zhuǎn)角的值越小，那么就說明個體與最優(yōu)個體之間的距離就越小，就縮小了搜索網(wǎng)絡。在此狀況下搜索就可以達到最優(yōu)；如果旋轉(zhuǎn)角的值越大，就說明個體與最優(yōu)個體之間的距離越大，就逐漸擴大了搜索網(wǎng)絡。在此狀況下就要使所搜速度加快，這樣才能夠使計算機網(wǎng)絡路由選擇更多方面。

另外就是優(yōu)化調(diào)整其中的函數(shù)，可以使用組合優(yōu)化的方式進行，要求函數(shù)達到最佳狀態(tài)，這樣才能夠得出最優(yōu)解。通過此方式可以了解到，個體基因之間并沒有較強的關聯(lián)性。所以就可以通過計算機網(wǎng)絡路由選擇，對量子進化算法中的函數(shù)調(diào)整并優(yōu)化。如果處于歸一化的基礎上，實現(xiàn)對應的實屬對，并且使他們與量子位一一對應?；诖司涂梢宰隽孔舆M化算法的仿真實驗，并且對其進行對比，是否有優(yōu)勢。實驗結(jié)果表示，計算機網(wǎng)絡路由選擇中的性能能夠了解量子進化算法優(yōu)化后比傳統(tǒng)更優(yōu)秀，此結(jié)果可以見圖1。

從圖1可以了解到，在計算機網(wǎng)絡路由選擇中的改進量子進化算法中，不斷是收斂速度、尋優(yōu)能力還是其中的性能，都優(yōu)于傳統(tǒng)量子進化算法。在進行仿真測試時，能夠使改進量子進化算法之后發(fā)揮自身的作用，也能夠在計算機網(wǎng)絡路由選擇中完善自身的應用。在此情況下計算機路由選擇面對問題能夠很好地解決，并且能夠及時發(fā)現(xiàn)其中的問題，有效地提高了工作人員的工作質(zhì)量和效率，還使計算機在正常運行和工作的過程中保持一個良好的狀態(tài)?！?】

4結(jié)束語

在目前計算機網(wǎng)絡技術被廣泛應用的基礎上，要重視計算機網(wǎng)絡路由的選擇。同時，改進量子進化算法也是非常重要的，通過優(yōu)化旋轉(zhuǎn)角，以此提高搜索速率及范圍。計算機網(wǎng)絡技術自發(fā)展應用以來，量子進化算法都有著較好的應用和前景，那么優(yōu)化量子進化算法有效地促進了計算機網(wǎng)絡技術的進一步發(fā)展，使計算機網(wǎng)絡技術可以為我國各行各業(yè)提供更好的服務，也有效促進我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

篇3

近30年來，人們已提出了多種量子門，如Toffoli門［1］，F(xiàn)redkin門，Peres門等，并給出了量子門的代數(shù)特征。如何使用指定量子門庫中的量子門自動生成量子代價較小的量子可逆邏輯電路，其本質(zhì)就是量子可逆邏輯電路綜合技巧問題。Shende將可逆電路綜合轉(zhuǎn)化為置換問題，并提出三量子可逆邏輯電路綜合最優(yōu)算法；Yang在此基礎上利用GAP軟件實現(xiàn)了三量子最小長度和最小代價可逆邏輯電路綜合算法。然而目前大多數(shù)算法只是在綜合三量子電路時效果很好，隨著綜合量子比特數(shù)的增加，綜合量子可逆邏輯電路的時空復雜度將進一步增加。在綜合四量子電路時，Yang等人利用廣度優(yōu)先搜索和雙向綜合技術，使用CNP量子門庫可綜合最長為12的四量子偶置換最優(yōu)電路，這已是較好結(jié)果；李等人使用CNP量子門庫，在廣度優(yōu)先搜索的基礎上，巧妙構(gòu)造哈希函數(shù)并利用線置換和向變換進行無損壓縮可快速生成最大長度為16的最優(yōu)四量子偶置換電路，這是目前已知的最好結(jié)果。目前人們還未設計出通用高效的多量子電路綜合算法，這是量子電路設計中急需解決的重要問題之一，因為它的設計實現(xiàn)不僅可以降低制造量子電路的成本，而且能提高多量子可逆電路設計的效率。

目前比較有代表性的量子可逆電路構(gòu)造方法有以下幾種［2］。

窮舉法、RM方法、群論分解方法、探索法，通過比較知窮舉法綜合結(jié)果好，能達到最優(yōu)，但時間空間開銷大；真值表和RM方法構(gòu)造巧妙，綜合速度快，但結(jié)果不盡理想，需要輔以優(yōu)化；群論方法新穎高效，算法收斂迅速（有限步結(jié)束），但構(gòu)造復雜，較為繁瑣，需要的門庫規(guī)模大；其他方法也均是在綜合的效果和效率之間尋求一個平衡點，這個平衡點如何選取，則應該以實踐中的具體需求情況為依據(jù)。

構(gòu)建量子可逆邏輯電路主要有構(gòu)造與優(yōu)化兩個過程，有些算法是先構(gòu)造再優(yōu)化，還有一些算法則是構(gòu)造與優(yōu)化同時進行。通常所得到的量子電路并不是最優(yōu)電路，如何有效地優(yōu)化電路，成為量子電路領域的另一個研究重點。Iwama、Maslov、Maslov等都對電路優(yōu)化程度作出了杰出貢獻。

目前對量子二值邏輯可逆電路綜合算法的研究較多，但對于多值邏輯量子電路綜合技術的研究較少［3］。其中的原因主要有：第一，人們已習慣于經(jīng)典計算中的二值邏輯，利用多值邏輯進行計算不符合人們常規(guī)的思維和計算方式；第二，對于多值邏輯的理解與應用本身就是困難的，涉及多值邏輯理論及群、環(huán)、域等代數(shù)理論，量子可逆電路的設計又具有相當難度，規(guī)模較大，復雜性較高，其中又要解決量子的自然屬性（如消相干現(xiàn)象等）對計算的負面影響。所以將多值邏輯應用于量子電路，設計具有相當復雜性的多值邏輯量子電路也是困難的。然而，量子具有多種可觀測的屬性，例如光子的偏振方向，電子的自旋方向，電子所處于的能級等，因而具有多個復雜的自由度，利用多能級描述量子位也更自然。由于量子實驗物理的發(fā)展進步及測量技術的不斷完善，對于量子在各個屬性上的測量的精準度大大提高，使得量子高維基態(tài)（即多值邏輯量子態(tài)）的應用成為可能。另一方面，量子多值邏輯的應用能夠極大提高量子并行計算的能力（理論上比二值邏輯更強大），并可在存儲和處理量子信息時提供更大的靈活性，又可以無輔助位的方式用兩位量子門和一位量子門建立多量子電路，使得多量子電路的物理實現(xiàn)成為可能。對多值量子可逆邏輯電路綜合的研究正在興起。

量子可逆電路本質(zhì)上是置換電路［4］，在此基礎上可根據(jù)一些特定功能構(gòu)造量子專用電路，專用電路的設計實現(xiàn)及應用可加速運行算法，并對量子寄存器或量子芯片等的設計作出一些貢獻。目前已設計出量子全加器、量子全減器及受控集成量子加減電路，它們是構(gòu)建量子計算機的基本單元。在量子糾錯編碼和容錯計算中可根據(jù)糾錯碼的生成矩陣和校驗矩陣，分別生成編碼電路和解碼電路。2005年何等人通過分解蝴蝶矩陣和轉(zhuǎn)置矩陣獨立實現(xiàn)了基于Haar小波多尺度分析的完整量子電路。2006年Cheng等人用Bitonic方法快速構(gòu)造大規(guī)模的量子排序電路，給出的線路模型清晰地反映出算法消耗資源的情況。2007年Khan等人給出了利用三值邏輯Feynman和Toffoli門實現(xiàn)的三值邏輯全加器，基于此又實現(xiàn)了帶有部分前瞻的三值邏輯并行加法器，并展示了將此電路用作并行減法器的方法。2008年Khan提出綜合量子四值邏輯加法/減法器的遞歸電路。之后Khan又提出量子四值邏輯比較器，比較器是著名的Grover量子搜索算法的關鍵功能模塊―Oracle的組成部分，也是基于比較的各種算法及控制器的基本模塊。當然，由于量子電路設計的復雜性，目前綜合出的專用電路還不多，并且給出的大多數(shù)的電路并非最簡形式。

盡管對于量子可逆電路的研究已取得了一些成果，但目前對于構(gòu)建量子可逆電路的量子門及通用門庫的研究還不深入，對于量子可逆電路的生成方法和優(yōu)化方法的研究還處于起步階段。對其中的一些問題，如多值邏輯的嵌入與應用，電路優(yōu)化策略，綜合算法復雜性的深入分析與證明等，只是進行了初步的探索。雖出現(xiàn)了一些解決方案，但并不十分成熟，還有一些領域未曾涉及，所以需要進一步深入研究。

參考文獻：

［1］李志強，陳漢武，徐寶文等.基于Hash表的量子可逆邏輯電路綜合的快速算法［J］.計算機研究與發(fā)展，2008，vol.45-2：2162-2171.

篇4

量子力學課程的學習要求學生具有良好的數(shù)學和物理基礎，對學生的邏輯思維能力和空間想象能力等要求較高，因此要學好量子力學，在我們教學的過程中，需要充分發(fā)揮學生的學習主動性和積極性。同時，隨著科學日新月異的發(fā)展，對量子力學課程的教學也不斷提出新的要求。如何充分激發(fā)學生的學習興趣，充分調(diào)動學生的學習主動性和能動性，切實提高量子力學課程的教學質(zhì)量和教師的教學水平，已經(jīng)成為擺在高校教師目前的一項重要課題。

該課程組在近幾年的教學改革和教學實踐中，本著高校應用型人才的培養(yǎng)需求，強調(diào)量子力學基本原理、基本思維方法的訓練，結(jié)合物理學史，充分激發(fā)學生的學習積極性；充分利用熟知軟件，理解物理圖像，激發(fā)學生學習主動性；結(jié)合現(xiàn)代科學知識，強調(diào)理論在實踐中的應用，取得了良好的教學效果。

1 當前的現(xiàn)狀及存在的主要問題

目前工科電類專業(yè)普遍感覺量子力學課程難學，其主要原因在于：第一，量子力學它是一門全新的課程理論體系，其基本理論思想與解決問題的方法都沒有經(jīng)典的對應，而學習量子力學必須完全脫離以前在頭腦中根深蒂固的“經(jīng)典”的觀念；第二，量子力學的概念與規(guī)律抽象，應用的數(shù)學知識比較多，公式推導復雜，計算困難；第三，雖然量子力學問題接近實際，但要學生理解和解決問題，還需要一個過程；由于上述問題的存在，使初學者都感到量子力學課程枯燥無味、晦澀難懂，而且隨著學科知識的飛速發(fā)展，知識的更新周期空前縮短，在有限的課時情況下，如何使學生在掌握扎實的基礎知識的同時，跟上時代的步伐，了解科學的前沿，以適應新世紀人才培養(yǎng)的需求，是擺在我們教育工作者面前的巨大挑戰(zhàn)。

2 結(jié)合物理學史激發(fā)學生學習興趣

興趣是最好的老師，在大學物理中，談到了19世紀末物理學所遇到的“兩朵烏云”，光電效應和紫外災難，1900年，普朗克提出了能量子的概念，解決了黑體輻射的問題；后來，愛因斯坦在普朗克的啟發(fā)下，提出了光量子的概念，解釋了光電效應，并提出了光的波粒二象性；德布羅意又在愛因斯坦的啟發(fā)下，大膽的提出實物粒子也具有波粒二象性；對于物理學的第三朵烏云“原子的線狀光譜，”玻爾提出了關于氫原子的量子假設，解釋了氫原子的結(jié)構(gòu)以及線狀光譜的實驗。后來還有薛定諤、海森堡、狄拉克等偉大的物理學家的努力，建立了一套嶄新的理論體系-量子力學。在教學的過程中，適當穿插量子力學的發(fā)展歷史以及偉大科學家的傳記故事，避免了量子力學課程“全是數(shù)學的推導”的現(xiàn)狀，這樣激發(fā)學生的學習興趣和學習熱情，通過對偉大科學家的介紹，培養(yǎng)刻苦鉆研的精神。實踐表明，這樣的教學模式大大提高了學生的學習主動性。

3 結(jié)合熟知軟件化抽象為形象

量子力學內(nèi)容抽象，對一些典型的結(jié)論，可以用軟件模擬的方式實現(xiàn)物理圖像的重現(xiàn)。很多軟件如matlab、c語言等很多學生不是很熟練，而且編程較難，結(jié)合物理結(jié)論作圖較為困難；Excell是學生常用的軟件之一，簡單易學卻功能強大，幾乎每位同學都非常熟練，我們充分利用這一點，將Excell軟件應用到量子力學的教學過程中，取得了良好的效果。

如在一維無限深勢阱中，我們用解析法嚴格求解得到了波函數(shù)和能級的方程。而波函數(shù)的模方表示幾率密度。我們要求學生用Excell作圖，這樣得到粒子阱中的幾率分布，通過與經(jīng)典幾率的比較（經(jīng)典粒子在阱中各處出現(xiàn)的幾率應該相等）和經(jīng)典能級的比較（經(jīng)典的能量分布應該是連續(xù)的函數(shù)），通過學生的自我參與，充分激發(fā)了學生的求知欲望；從簡單的作圖，學生深刻理解了微觀粒子的運動狀態(tài)的波函數(shù)；微觀粒子的能量不再是連續(xù)的，而是量子化了的能級，當n趨于無窮大時微觀趨向于經(jīng)典的結(jié)果，即經(jīng)典是量子的極限情況；通過學生熟知的軟件，直觀的再現(xiàn)了物理圖像，學生會進一步來深刻思考這個結(jié)論的由來，傳統(tǒng)的教學中，我們先講薛定諤方程，然后再解這個方程，再利用邊界條件和波函數(shù)的標準條件，一步一步推導下來，這樣的教學模式有很多學生由于數(shù)學的基礎較為薄弱，推導過程又比較繁瑣，因此會逐步對課程失去了興趣，這也直接影響了后面章節(jié)的學習，而通過學生親自作圖實現(xiàn)的物理圖像，改變了傳統(tǒng)的“填鴨式”教學，最大限度的使學生參與到課程中，這樣的效果也將事半功倍了，大大提高了教學的效果。

4 結(jié)合科學發(fā)展前沿拓寬學生視野

篇5

引言：計算機技術、網(wǎng)絡信息技術等在科學技術整體發(fā)展驅(qū)使下也獲得了巨大的進步與發(fā)展，尤其是計算機應用技術已經(jīng)具有了較高的質(zhì)量與發(fā)展水平，可以在眾多領域中進行科學應用，充分發(fā)揮出計算機應用技術的能力。但是，計算機應用技術還存在一些問題，需要我們進行解決。因此，我們需要對于計算機應用技術的現(xiàn)狀、未來發(fā)展前景問題進行有效研究與分析工作，最終全面提高計算機應用技術的效率與安全，為我國經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進步，更好的滿足人們需求而服務。

一、計算機應用技術的現(xiàn)

1.1用戶增加

隨著時代的發(fā)展與社會的進步，尤其是人們需求的廣泛性使得計算機的各種各樣輔助設施越來越多，功能也越來越齊全，最終使得計算機具有了廣泛的用戶，現(xiàn)在已經(jīng)進入到幾乎每一個家庭中進行應用?？茖W技術的進步，市場競爭的加劇，使得計算機產(chǎn)品的更新?lián)Q代也在加快，可以說是種類繁多、品牌聚集。計算機教育現(xiàn)在已經(jīng)成為了我國各級教育中不可或缺的一門課程，有利于學生充分的進行其中知識的學習，基本操作用法的掌握。這些因素的共同作用，使得計算機的用戶在不斷增加。

1.2用途廣泛

計算機的用途非常的廣泛，可以說是在各個鄰域中都可以見到計算機的身影。如：在教學中應用計算機產(chǎn)生出了網(wǎng)絡多媒體、微課教學等多種新的教學模型。在工業(yè)鄰域中應用計算機技術提高了工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量與安全，保障了生產(chǎn)的安全。在科學研究領域?qū)τ谟嬎銠C進行有效化的應用，可以進行精細化的分析與研究。在眾多的辦公鄰域中可以充分的發(fā)揮計算機的計算、打字、對于信息數(shù)據(jù)的分析、匯總、處理的能力等等。就百姓的日常生活而言，可以應用計算機進行影視劇的觀看、網(wǎng)絡游戲的娛樂、網(wǎng)絡社交等等?？偠灾?，計算機已經(jīng)滲透進我國的學習、工作、生活的方方面面[1]。

二、計算機應用技術未來發(fā)展前景

隨著時代的發(fā)展與科學技術的進步，計算機在未來的發(fā)展中呈現(xiàn)的趨勢為：智能化處理、超高速運行、超小型體積、平行化發(fā)展。其中，一個顯著的變化是計算機中的核心CPU將持續(xù)保持性能的增長，計算機系統(tǒng)可以對用戶的多命令進行執(zhí)行，并且將多數(shù)據(jù)信息進行有效處理。就計算機的智能化發(fā)展而言，計算機系統(tǒng)中會具有最新的思辨能力、感知能力、判斷能力。如：手寫輸入、虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展與進步，新型高抗干擾能力的存儲器也將會出現(xiàn)，最終實現(xiàn)計算機的海量存儲[2]。

1、光計算機。以光和電為載體的新型光計算機是未來一個重要的發(fā)展趨勢。我們通過對于新型光計算機的有效應用，可以增強對于信息數(shù)據(jù)的保存與傳輸能力，憑借著較小的消耗最大程度上實現(xiàn)計算機的功能，更好滿足人們的需求。

2、化學計算機?；瘜W計算機也是計算機應用技術未來一個重要的發(fā)展趨勢。這種技術以微觀碳分子為重要的信息載體，有效的實現(xiàn)對于信息數(shù)據(jù)的科學傳輸與保存。這種計算機之所以具有這樣的應用效果，與其功能與緊密的關系。比如：具有微小的體積、具有超高速運算的能力，并且進行高效化的計算數(shù)據(jù)分析，具有巨大的應用前景，可以在眾多領域中進行應用，充分實現(xiàn)計算機技術所創(chuàng)造的經(jīng)濟效益與社會價值[3]。

3、神經(jīng)網(wǎng)絡計算機。在未來的計算機發(fā)展中，神經(jīng)網(wǎng)絡計算機是一個重要方向。這種類型的計算機就是將人大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡進行有效處理，形成類似于人腦的重組類型的計算機，通過對人腦中神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的有效模擬，在神經(jīng)元網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)之間進行數(shù)據(jù)信息存儲。這種計算機主要以分布式網(wǎng)絡類型來進行應用。

4、量子計算機。量子計算機是計算機未來重要的發(fā)展趨勢。其重要的原理是通過對于量子力學一般規(guī)律的有效應用，通過超強邏輯與高速數(shù)學進行有效的運算儲備或者是對于量子類型的物理設備進行處理。在具體的應用中，量子計算機通過對于鏈狀分子集合物特征的開關狀態(tài)表示，利用激光脈沖對于分子結(jié)構(gòu)進行有效改變，使得數(shù)據(jù)信息沿著集合物進行有效移動，最終使得其運算的功能實現(xiàn)。此種類型的計算機可以在量子研究等領域進行科學化應用，并且會發(fā)揮出巨大的功能與價值，有效的促進科學研究事業(yè)的發(fā)展[4]。

結(jié)論：對于計算機應用技術現(xiàn)狀及前景問題進行分析，有利于我們對于計算機的發(fā)展現(xiàn)狀與未來發(fā)展有比較清晰的了解，通過在實際工作中進行有效的分析、研究、應用，可以更好的促進計算機技術的進步與發(fā)展。

參 考 文 獻

[1]王洋. 論計算機應用技術的現(xiàn)狀與未來發(fā)展[J]. 中外企業(yè)家，2015，（36）：266.

篇6

摘要：本文以目前中藥信息素材的現(xiàn)狀為出發(fā)點，分析和研究了國內(nèi)外現(xiàn)有中藥信息及相關信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，探討了如何對中藥信息素材進行“量子化”處理，以及對中藥量子信息素材數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行系統(tǒng)設計與實現(xiàn)。關鍵詞：中藥量子信息素材；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；系統(tǒng)設計；頁面實現(xiàn)doi： 10.3969/j.issn.2095-5707.2014.02.002The Design and Implementation of Traditional Chinese Medicine Quantum Information Material Database SystemXiao Fenfen， Zhang Xinyou*， Luo Shanshui， Li Weiwei（Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine， Nanchang Jiangxi 330004， China）Abstract： Based on the current situation of Traditional Chinese Medicine （TCM） information materials， this article analyzed and researched the existing domestic and foreign Chinese medicine information and related information database system， discussed the Quantization of TCM information materials， designed and implemented TCM quantum information materials database system.Key words： TCM quantum information materials； database system； system design； page implementation 中醫(yī)藥學是我國寶貴的文化遺產(chǎn)，隨著中醫(yī)藥在長期實踐中的應用以及中藥現(xiàn)代進程的不斷推進，中藥信息素材呈指數(shù)遞增趨勢。由于中藥本身的復雜性和臨床應用的廣泛性，以及在中藥現(xiàn)代化的進程中對中藥信息的不斷挖掘，發(fā)現(xiàn)其潛在的中藥信息素材具有多學科的相互交融，這些現(xiàn)象均造成了中藥信息素材存在著分散性和模糊不確定性，本研究是將這些海量的數(shù)據(jù)通過分析、整理、量子化處理、補充和完善，使原來內(nèi)涵比較龐雜的中藥信息解析成若干個具有獨立概念的“量子”，并將這些所謂的“量子”中藥信息存入特定的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，將先進的智能技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術與浩如煙海的中藥信息有機地結(jié)合起來，按照科學研究、教學和決策等的需要，建成一套具有大量中藥信息支持的中藥量子信息計算機管理系統(tǒng)，這將對促進中醫(yī)藥信息資源的開發(fā)、利用基金項目：江西省衛(wèi)生廳中醫(yī)藥科研計劃項目（2010A008）；江西省研究生創(chuàng)新專項資金項目（YC2012-S105）；江西中醫(yī)學院研究生教育創(chuàng)新計劃立項項目（JZYC11B05）第一作者：肖芬芬，碩士研究生，研究方向：中藥信息資源管理。E-mail： *通訊作者：章新友，教授，研究方向：計算機應用與中藥信息資源管理。E-mail： xinyouzhang@ 和共享，加快中醫(yī)藥信息化的建設，實現(xiàn)中醫(yī)藥現(xiàn)代化等具有十分重要的現(xiàn)實意義。1 國內(nèi)外中藥數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)狀分析中藥數(shù)據(jù)庫是現(xiàn)代信息技術在醫(yī)藥領域中的應用，在當前的信息化建設中，將中藥信息進行科學系統(tǒng)的管理，使用戶能更高效地掌握或者搜索自己所需要的知識。也就是說管理信息系統(tǒng)（Management Information Systems，MIS）正深入到醫(yī)藥行業(yè)中，它為信息化的建設提供了有力的理論和技術支持。至20世紀末以來，國內(nèi)外相繼建立了大量的中藥信息數(shù)據(jù)庫以及天然產(chǎn)物的數(shù)據(jù)庫。在國內(nèi)建立的中藥數(shù)據(jù)庫有中國中醫(yī)科學院中醫(yī)藥信息研究所的中國中藥數(shù)據(jù)庫、中國中藥化學成分數(shù)據(jù)庫、民族醫(yī)藥（包括藏藥、蒙藥、維吾爾藥、苗藥、傣藥、瑤藥）數(shù)據(jù)庫等，中國中醫(yī)科學院中藥研究所的中草藥數(shù)據(jù)庫、中醫(yī)藥成果數(shù)據(jù)庫、全國中藥材資源普查資料數(shù)據(jù)庫等[1-2]。還有近期的維吾爾醫(yī)常用藥材及新疆特有植物化合物樣品數(shù)據(jù)庫，它收集和整理了眾多維醫(yī)藥現(xiàn)代和古秘方文獻，以數(shù)字化形式系統(tǒng)地記載了常用維藥藥材的特征、不同部位的提取物制備方法。在國外，有美國化學文摘數(shù)據(jù)庫、美國伊利諾伊大學的植物藥化學庫、韓國漢城大學的天然藥物數(shù)據(jù)庫等[3]。以上數(shù)據(jù)庫均可在網(wǎng)絡上檢索使用。還有很多都是自建自用的，其聯(lián)合建庫的少，專題數(shù)據(jù)庫比較多，缺乏一定的統(tǒng)一性、規(guī)范性、兼容性[4-6]。本課題將以2010年版《中華人民共和國藥典》（以下簡稱《中國藥典》）為藍本，以國內(nèi)外權威著作為數(shù)據(jù)源，利用計算機技術將原始數(shù)據(jù)進行“量子化”分析處理，提高信息獲取效率，有助于從中挖掘出有用信息和未曾被人發(fā)現(xiàn)的隱含信息。通過對現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫進行整理，對中藥信息素材數(shù)據(jù)庫進行系統(tǒng)設計。2 中藥信息素材的“量子化”處理方法數(shù)據(jù)庫是知識發(fā)現(xiàn)的基礎工程，要獲得高信息含量、有用的知識，必須要更好地處理數(shù)據(jù)，理想情況是原始數(shù)據(jù)為不含噪音的數(shù)據(jù)。建立良好的中藥量子信息素材數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)字化、智能化的科學管理，要求我們首先將中藥信息素材進行“量子化”處理。中藥信息素材“量子化”是指通過合理地分析、整理，將中藥信息素材原始數(shù)據(jù)細化成由若干漢字或者數(shù)字組成的不可再行細分的、并且具有相對獨立內(nèi)涵及排他作用的最小信息單位[7-10]。中藥的“五味”經(jīng)“量子化”后被解析為甘、辛、咸、淡、澀、苦、微苦、酸、微酸9個“量子”。在中藥炮制中，根據(jù)不同中藥飲片所采用的炮制方法，進行分類與分析，分為清炒、麩炒、米炒、土炒、砂炒、蛤粉炒、滑石粉炒、炒炭、酒炙、醋炙、鹽炙、姜炙、蜜炙、油炙、煅炭、明煅、淬煅、蒸、煮、燉、煨21個“量子”。通過將原始數(shù)據(jù)進行“量子化”處理，不僅使中藥信息素材具有獨立性、排他性，更是為中藥數(shù)據(jù)的挖掘奠定良好的基礎。這些不可再分的數(shù)據(jù)經(jīng)處理后，可轉(zhuǎn)換成一組可供計算機識別、計算的代碼即“數(shù)字”后，計算機即可對這些“量子”進行“數(shù)字化”處理[7]。3 系統(tǒng)整體設計和開發(fā)工具的選擇在系統(tǒng)設計中，我們選用了比較先進的系統(tǒng)開發(fā)工具，來適應對系統(tǒng)需求關系的梳理、細化與分割，達到條理清晰、易于編程、便于檢測、方便擴充功能等要求。本系統(tǒng)是在微軟Windows 8操作系統(tǒng)下，采用Microsoft SQL Sever 2012并應用Dephi和Visual Basic（VB）進行開發(fā)的。Microsoft Visual Studio 2012是目前比較流行、全面高效的專業(yè)開發(fā)系統(tǒng)，針對不同的開發(fā)人員，它提供了不同的版本，旨在幫助軟件開發(fā)人員更好地應對一些比較復雜的挑戰(zhàn)，并且創(chuàng)建新的解決方案，可以減少在關鍵任務環(huán)境中的平靜修復時間（MTTR），增加團隊生產(chǎn)力。Visual Studio的目的是改進開發(fā)流程，幫助人們更輕松地實現(xiàn)突破、獲得更令人滿意的結(jié)果，它能夠提高工作效率，從單一集成開發(fā)環(huán)境（Integrated Develop- ment Environment，簡稱IDE）中的高效代碼編輯器、IntelliSense、向?qū)Ш投喾N編碼語言，到Microsoft®； Visual Studio®； Team System中的高端應用程序生命周期管理 （Application Lifecycle Management，簡稱ALM）產(chǎn)品。

數(shù)據(jù)庫則采用SQL Server 2012，可幫助處理每年大量數(shù)據(jù)的增長，相對于其它版本，它具備可伸縮性、更加可靠以及前所未有的高性能，可提供一個非常便于使用的數(shù)據(jù)庫平臺，并且能使應用的部署和維護、數(shù)據(jù)的管理和備份得到簡化，這樣管理數(shù)據(jù)及用戶訪問更加容易。4 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)4.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)設計本系統(tǒng)采用了分布式多層結(jié)構(gòu)。第一層是客戶層，客戶通過使用Graphical User Interface（GUI）可以與應用程序進行交互；第二層是中間層，通常由一個或多個應用服務器組成，應用服務器處理客戶的請求，然后將結(jié)果返回客戶層；第三層為數(shù)據(jù)層，是維護、更新、駐留業(yè)務數(shù)據(jù)的地方，在處理業(yè)務數(shù)據(jù)時，可以通過中間層訪問數(shù)據(jù)層。通過采用多層結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)庫操作和事務管理轉(zhuǎn)移到中間層中處理，可以避免在WEB應用程序中進行直接操作和事務管理。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。本系統(tǒng)運行在Windows平臺環(huán)境中，選用Component Object Model/Microsoft Distributed Component Object Model（COM/DCOM）為實現(xiàn)系統(tǒng)的標準。采用Microsoft的COM/DCOM標準設計系統(tǒng)時，我們不需要考慮兼容性問題，而且系統(tǒng)會很穩(wěn)定。把多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與COM/DCOM結(jié)合起來，將分布式組件對象技術引入多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，一定程度上提高系統(tǒng)的可管理性、可維護性、可伸縮性和可集成性等，使中藥量子信息素材數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)、使用和維護都變得簡單。4.2 系統(tǒng)模塊組成與功能4.2.1 系統(tǒng)總功能的設計 中藥量子信息素材數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要由八個模塊組成，包括中藥基本信息模塊、中藥鑒定模塊、中藥炮制模塊、配伍應用模塊、中藥現(xiàn)代研究模塊、中醫(yī)藥文獻模塊、中藥市場模塊、留言本模塊，如圖2所示。圖2 中藥量子信息素材數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)總體功能模塊圖4.2.2 系統(tǒng)模塊詳細功能 8個系統(tǒng)模塊功能各異。①中藥基本信息模塊。本模塊提供中藥的基本信息，包括中藥的名稱、拉丁名稱、別名、藥性、藥效、主治功能等信息；與中藥治病本源有關的信息素材，如藥理、臨床、專家論述等信息。以《中國藥典》為藍本，中醫(yī)藥典籍為依據(jù)，對由多個漢字組合而成的大文本復雜數(shù)據(jù)或圖片進行量子化處理，有利于將紛繁復雜的中藥信息處理成簡潔、有效的信息單位，在一定程度上解決了信息量大、數(shù)據(jù)復雜不易處理的困境，提高了中藥數(shù)據(jù)庫的智能化水平。②中藥鑒定模塊。本模塊主要包括了中藥的來源鑒定、性狀鑒定、顯微鑒定、理化鑒定以及其他方法。來源鑒定包含中藥材原植物的圖片、中藥材植物形態(tài)、核對標本、核對文獻；性狀鑒定包含藥材的性狀、大小、顏色、表面特征、氣味等；顯微鑒定包括組織結(jié)構(gòu)、細胞內(nèi)含物、細胞壁性質(zhì)等；理化鑒定包括一般常數(shù)的測定、一般的理化鑒別等信息素材。用戶可以通過該模塊辨別中藥材的真?zhèn)?。③中藥炮制模塊。該模塊主要包含了中藥炮制方法、炮制目的、炮制對中藥化學成分的影響，以及炮制品的質(zhì)量要求和藥材的貯藏條件等信息?？梢允珍浕蛱峁┧幟?、炮制品名、炮制歷史、炮制方法、炮制意義、飲片性狀、儲藏方法、炮制研究等各個方面的數(shù)據(jù)。若暫無某項目的古今資料，待有新的發(fā)現(xiàn)后可隨時增補。④配伍應用模塊。用戶在此模塊可以查找到中成藥、組方、處方來源、功能禁忌等。⑤中藥現(xiàn)代研究模塊。本模塊包括生物技術、現(xiàn)代藥理與毒性研究、引種栽培、中藥化學成分分析及其圖譜等。⑥中醫(yī)藥文獻模塊。本模塊包括中文文獻、外文文獻兩部分，用戶可以通過此模塊查詢到有關中藥的典籍及文獻。⑦中藥市場模塊。本模塊包括中藥材市場、中成藥市場、中醫(yī)藥法規(guī)三個部分，用戶可以檢索到中藥、中成藥的價格變化、生產(chǎn)地點和廠家、管理等信息。⑧留言本模塊。本模塊主要用于用戶留言，提供用戶與管理員之間的交流通道。進入此模塊，必須進行注冊。本數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有維護更新功能，系統(tǒng)管理人員可以隨時對數(shù)據(jù)進行添加、更新、刪除工作，以確保中藥量子信息素材數(shù)據(jù)的準確性、完整性、新穎性。4.3 系統(tǒng)頁面的設計與實現(xiàn)4.3.1 系統(tǒng)首頁的設計與實現(xiàn) 在中藥量子信息素材數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)首頁及子系統(tǒng)界面顏色的設計中，為體現(xiàn)出我國中藥的韻味，本系統(tǒng)主要采用了淡綠色、白色的搭配，圖片上采用了銀杏葉、人參花等中藥原植物等素材，充分體現(xiàn)了本系統(tǒng)的主題是中藥。系統(tǒng)前臺頁面的首頁也就是一級頁面，是每一個用戶均可瀏覽查看的界面，主要包括：簡單搜索欄、網(wǎng)站介紹、登錄口、友情鏈接欄，通過首頁上方的導航可分別進入中藥基本信息、中藥鑒定、中藥炮制和中藥現(xiàn)代研究等頁面。系統(tǒng)前臺總頁面如圖3所示。 圖3 中藥量子信息素材數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)前臺主頁面 4.3.2 系統(tǒng)后臺頁面的設計與實現(xiàn) 針對中藥量子信息素材數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)功能模塊的設計，為了能夠更好地實現(xiàn)系統(tǒng)管理，經(jīng)過權限設定分為系統(tǒng)管理員和普通會員，普通會員經(jīng)登錄后可以實現(xiàn)查看信息及留言等功能。后臺頁面功能主要是針對系統(tǒng)管理員，系統(tǒng)管理員可以對普通會員、通知通告、中藥信息數(shù)據(jù)庫等進行新增、修改、刪除等系列管理。系統(tǒng)后臺功能邏輯如圖4所示。圖4 中藥量子信息素材數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)后臺功能邏輯圖通過分析、整理中藥量子信息素材數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的整體功能，我們實現(xiàn)了系統(tǒng)后臺管理，系統(tǒng)后臺頁面如圖5所示。 圖5 中藥量子信息素材數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)后臺管理頁面5 總結(jié)中藥信息素材的量子化處理，大大提高了計算機的處理效率，為中藥的信息化、數(shù)字化做準備，加速了“數(shù)字化”進程，為知識發(fā)現(xiàn)奠定了基礎。隨著計算機技術的進步，中藥數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也在不斷更新完善，并在科研中發(fā)揮重要的作用。本課題旨在建立與完善中藥素材基本量子數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，但是應該看到，這類數(shù)據(jù)庫的建設水平也有待提高，中藥數(shù)據(jù)庫的設計思想也值得深入探討。同時，伴隨著中藥信息素材數(shù)量的不斷增長，將量子化技術應用于中藥信息素材的分析、加工和整理，雖然可以使一些復雜的中藥數(shù)據(jù)簡潔化、精確化和規(guī)范化，但同時也帶來了中藥信息素材損失率增加的情況。將中藥量子化技術與中藥全文檢索技術相結(jié)合，可在一定程度上解決該問題。我們相信，隨著科學技術的不斷進步和研究方法的日益創(chuàng)新，中藥的現(xiàn)代化和國際化進程將逐步加快。最誠摯地感謝江西中醫(yī)藥大學研究生院柯瑜及其他老師們，在申報、開展創(chuàng)新課題及撰寫論文期間，給予我耐心的指導和真誠的幫助；并定期組織座談會及交流會，保證了更好地完成課題、論文。參考文獻[1]萬仁甫，徐偉亞.中藥數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢探討[J].中國藥房，2006，17（10）：794-796.[2]彭勇，黨毅，梁少偉，等.國內(nèi)醫(yī)藥信息數(shù)據(jù)庫簡介[J].中國中醫(yī)藥信息雜志，1999，6（1）：73-75.[3]陳峰，崔蒙.中藥信息系統(tǒng)建立初探[J].中草藥，2000， 31（11）：81-83.[4]吳錦屏，簡云江.中國自建醫(yī)藥數(shù)據(jù)庫現(xiàn)狀分析及對策探討[J].衛(wèi)生軟科學，2001，15（6）：52-56. [5]方曉陽，朱江，梅軍，等.中藥信息系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].中草藥，2001，32（9）：860-861.[6]顧東蕾.淺議網(wǎng)絡環(huán)境下的中醫(yī)藥學古籍文獻資源共

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中圖分類號：TP338 文獻標識碼：A 文章號：1007-9416（2017）01-0242-01

1 計算機技術的概述

1.1 計算機的發(fā)展過程

1946年，世界上誕生了第一代計算機，其中應用了18800個真空管，體積占有幾個房間，它的出現(xiàn)在一定程度上改變了人類的思維和生活方式，為計算機技術的進一步發(fā)展打下了堅實的基礎。計算機的發(fā)展過程主要包括四個階段，第一代計算機主要由真空管組成，由于真空管體自身的特性，體積大、內(nèi)存小，所以，第一代計算機不僅體積龐大，而且耗電量巨大。1954年，世界上第二代計算機誕生了，由美國科學家催迪克研制出來的晶體管計算機。信息產(chǎn)業(yè)作為技術與知識密集型產(chǎn)業(yè)，為了能適應現(xiàn)代社會建設的需要，第四代計算機應運而生。第四代計算機的出現(xiàn)直接促進了計算機的大量生產(chǎn)，計算機開始出現(xiàn)在人們的日常生活中。

1.2 我國計算機技術的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著計算機的迅速發(fā)展，我們已進入到了計算機信息技術時代，我們可以直接從網(wǎng)上獲取信息資源，這也使我們的生活有了很大的改變。不少發(fā)達國家的政治、經(jīng)濟、及文化開始過度依賴于計算機信息技術的基礎設施，而同時又出現(xiàn)了強大的黑客攻擊，信息技術猶如新型的作戰(zhàn)技術，在當前的形式下，計算機技術的安全問題成為了各國面臨的巨大挑戰(zhàn)，因此，還需進一步加強對計算機技術的安全風險管理[1]。

2 我國計算機技術的發(fā)展趨勢

如今，計算機信息技術已成為大家關注的一大焦點，連續(xù)創(chuàng)造活動的出現(xiàn)、穩(wěn)定的選擇機制使得我國計算機技術有了迅速的發(fā)展。由于計算機信息技術的發(fā)展給我們的日常生活帶來了諸多便利，有效滿足了大家的日常及工作需求，不僅提升了個人的工作效率，還保障了整個社會的工作效率，這樣才能確保其為我國提供更好的信息服務。我國的計算機技術已成為了社會發(fā)展的主要潮流之一，有著廣闊的發(fā)展前景。

2.1 生物計算機

生物計算機，也被稱之為仿生計算機，主要是通過生物工程生產(chǎn)的蛋白質(zhì)分子作為生物芯片來代替半導體的硅片。由于生物的遺傳形狀主要是由DNA決定的，DNA是具有基因編碼的雙鏈大分子，且蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)等信息都儲存在DNA的雙鏈分子中，所以，生物計算機具有很強的信息儲存能力[2]。另外，由于通過控制脫氧核糖核酸的狀態(tài)可以有效控制DNA的信息，而且生物計算機具有很強的信息處理能力，這為生物計算機帶來了很多優(yōu)勢，不僅表現(xiàn)在功率高體積小，而且存儲和芯片也具有一定的可靠性。

2.2 量子計算機

在21世紀的信息社會中，先進的信息科技給人民的生活帶來了深刻的變化。信息產(chǎn)業(yè)作為技術與知識密集型產(chǎn)業(yè)，為了能適應現(xiàn)代社會建設的需要，量子計算機應運而生。量子計算機在進行處理和存儲數(shù)據(jù)時，會根據(jù)量子算法，采用一量子比特的形式進行儲存數(shù)據(jù)，所以，量子計算機在數(shù)據(jù)處理的速度上有了很大的進步。目前，很多專家學者也在不斷的研究量子計算機，所以，量子計算機一定會有很好的發(fā)展。

2.3 光子計算機

光子計算機主要是通過利用光信號進行信息處理和存儲的新型計算機，其在進行數(shù)據(jù)存儲時主要利用的是光子和光運算，而且當對數(shù)據(jù)處理錯誤時不會影響到最終的結(jié)果。光子計算機還具有很多優(yōu)勢，比如，不會受到電磁場的影響，超大規(guī)模的信息存儲容量及低能量消耗、低發(fā)熱量等。光子計算機的這些優(yōu)勢使光子可以任意傳輸，不會受到電磁場的影響，不需要導線也不會相互影響，而且是在很低的能量下就能正常工作。

2.4 納米計算機

納米計算機是用納米技術研發(fā)的新型高性能計算機，體積約是人頭發(fā)直徑的千分之一，性能比傳統(tǒng)的計算機強大很多，而且有著極強的導電性[3]。由于納米技術開始研制成計算機內(nèi)存芯片，而且其性能也亞遠遠超過傳統(tǒng)計算機的性能，所以，未來的納米技術將會走出實驗室，納米計算機也會取代芯片計算機。因此，納米計算機能提供更加全面、客觀、公正、高質(zhì)量的信息與技術。

3 結(jié)語

計算機技術的發(fā)展改變了人民的生活，比較符合人類的需求，不僅方便了廣大人民群眾的日常生活，而且成為了提高我國綜合國力競爭的重要組成部分，對于到我國信息安全產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展起到直接推動作用，推動了我國經(jīng)濟和現(xiàn)代文明的進步，所以，還需不斷加強人們對計算機技術的認識。從計算機的發(fā)展過程及發(fā)展現(xiàn)狀上來看，我國計算機技術未來的發(fā)展趨勢將朝著智能化、專業(yè)化的方向發(fā)展，高性能計算機就是我國計算機科學與技術的主要發(fā)展方向。

由于筆者對現(xiàn)代計算機技術的發(fā)展方向與趨勢只有初步的統(tǒng)整，所以研究還有部分不太嚴謹?shù)牡胤剑@也是筆者以后繼續(xù)要努力、探索的方向。

參考文獻

篇8

1計算機技術的應用現(xiàn)狀

我國早在二十一世紀初期就已經(jīng)實現(xiàn)了民用計算機的普及與推廣，在短短十幾年的發(fā)展時間里，我國民用計算機的使用范圍和使用數(shù)量都出現(xiàn)了。爆炸式的增長。計算機最初傳入我國時的應用范圍比較狹窄，但是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，現(xiàn)代人的生活需求已經(jīng)基本上可以通過計算機技術來滿足。伴隨著計算機技術一同出現(xiàn)的還有大數(shù)據(jù)技術、云計算技術等，這些技術的出現(xiàn)進一步的促進了我國經(jīng)濟發(fā)展，極大的提升了我國在世界舞臺上的競爭力。

2當前計算機技術發(fā)展應用在存在的問題

2.1計算機的應用水平不夠高

雖然當前我國已經(jīng)實現(xiàn)了計算機技術的普遍應用，但是對于計算機的應用水平仍然比較低，特別是與發(fā)達國家之間的應用效率之間存在著較大的差距。我國居民都現(xiàn)代生活已經(jīng)和計算機技術密不可分，但是在企業(yè)生產(chǎn)過程中往往還將計算機技術應用于一般辦公數(shù)據(jù)處理工作，這就導致了對計算機技術的應用效率極為低下。計算機在我國更多的被用于消遣和娛樂工具來使用，其中所蘊含的深層次應用意義還尚未被完全發(fā)掘；如何提高計算機技術的應用效率已經(jīng)成為了我國社會的共同追求。

2.2對于計算機技術的研究力度不足

近年來我國的計算機技術取得了很多進展，但是和發(fā)達國家相比首先我們的計算機技術發(fā)展速度要更慢，其次所取得的計算機技術創(chuàng)新也要弱于發(fā)達國家；利用計算機技術對社會發(fā)展的促進作用是有目共睹的，當前我國計算機技術的發(fā)展速度同社會發(fā)展的需求是不同步的。一方面，我國對于計算機研究的資金投入還和發(fā)達國家具有較高的區(qū)別，另一方面，我國對于計算機創(chuàng)新技術的應用重視性也存在著一定的缺陷，許多具有極高應用價值的計算機技術成果并沒有受到充分的重視，以至于其價值并沒有被充分發(fā)掘。面對這種情況我國政府應當積極發(fā)揮科技對于經(jīng)濟發(fā)展的驅(qū)動作用，增強對于計算機技術的研發(fā)資金投入，大力鼓勵計算機技術創(chuàng)新成果。

3未來計算機發(fā)展趨勢

3.1光計算機

光計算機將光作為信息傳輸?shù)妮d體，光的傳播速度是非常高速的，因此便可以極大的提高計算機信息傳輸?shù)男省Ｔ趥鹘y(tǒng)的計算機運行過程中使用者若想執(zhí)行某一指令，必須開啟許多應用程序，而利用光計算機技術這些步驟操作效率將會被極大的提升，從而提高計算機的整體運營速度。光的傳輸過程中受到其他外界因素的影響也要顯著低于電傳輸；電傳輸過程中所傳輸?shù)男畔艿诫娙莺碗娮璧纫蛩氐挠绊懀@不僅會導致信息傳輸?shù)乃俾适艿接绊?，還非常在傳輸過程中出現(xiàn)故障而導致信息缺失。利用光傳播一方面可以極大的節(jié)約計算機的能量傳輸，另一方面也可以保證信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性；特別是在當今大數(shù)據(jù)技術應用越來越廣的現(xiàn)實背景下，光計算機還可以提升對于數(shù)據(jù)運算的運算效率，由此將會成為未來計算機發(fā)展的主要方向之一。

3.2量子計算機

量子計算機同光計算機一樣可以極大的提升數(shù)據(jù)處理的效率，在當前社會活動愈發(fā)頻繁的現(xiàn)實背景下，提高計算機對于數(shù)據(jù)的處理速度是非常有必要的，因此應用量子計算機也是社會發(fā)展的必然需求之一。除此之外，量子計算機的最大優(yōu)勢在于可以將文件的特點進行記錄，并復制一份副本，在辦公的過程中如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)誤刪或丟失的問題往往會對辦公過程造成極大的困擾，而利用量子計算機工作人員就可以依據(jù)文件的特點尋找到復制文本，從而找回丟失的文件，量子計算機的這一優(yōu)勢，使得其可以更好的被應用于辦公工作之中。

3.3計算機微型化發(fā)展

當前社會的生活節(jié)奏非常快，對于數(shù)據(jù)處理的便利性要求也非常高，人們對于計算機微型化的需求也越來越高。當前市場上的微型計算機出了筆記本、平板電腦等，還包括智能手表、智能手環(huán)等，計算機的微型化發(fā)展已經(jīng)成為了未來計算機發(fā)展的必然趨勢之一。對于企業(yè)生產(chǎn)來說，微型計算機還可以嵌入到其生產(chǎn)設備的內(nèi)部，從而協(xié)調(diào)大型生產(chǎn)設備的整體工作，微型計算機對于企業(yè)生產(chǎn)的促進作用也是非比尋常的，計算機的微型化將會在未來的發(fā)展過程中得到進一步的擴展。

3.4計算機巨型化發(fā)展

計算機巨型化并不是回歸到過往的大體積計算機形式，而是要讓計算機的內(nèi)部擁有更快的數(shù)據(jù)處理速率和數(shù)據(jù)存儲空間。當前大數(shù)據(jù)技術對于社會生產(chǎn)發(fā)展的推動作用已經(jīng)有目共睹，若想真正實現(xiàn)大數(shù)據(jù)技術在社會生活的方方面面的普及，就必須要研發(fā)出適合公眾使用的配套巨型化計算機設備。我國對于巨型化計算機的研究還處于發(fā)展階段，與西方發(fā)達國家仍然存在非常大的差距，但是計算機巨型化的研究仍然是我國計算機技術發(fā)展的必然趨勢之一。值得注意的是，盡管近年來計算機開發(fā)投入不斷增加，但在實際應用中仍存在一些不足之處。例如，在許多重要領域包括教育領域，與發(fā)達國家相比，信息化程度仍然相對落后。

4總結(jié)

篇9

計算機科學技術的未來發(fā)展趨勢

生物計算機隨著生物技術的進步，一種基于脫氧核糖核酸的分子計算機正逐步變成現(xiàn)實，一部分科學家已經(jīng)使用脫氧核糖核酸進行簡易的數(shù)據(jù)計算和存儲操作。它采用蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的生物芯片作為集成電路板，因此比現(xiàn)在的電子元器件結(jié)構(gòu)要小得多，且它自身具有立體的結(jié)構(gòu)，其集成密度要比軌跡的集成電路高五個數(shù)量級，且它本身具有并行處理的能力，運算速度比現(xiàn)在最先進的計算機還要快上一萬倍，其能量消耗卻相當于普通計算機的十億分之一，一旦出現(xiàn)故障，他們還可以進行自我修復，與人體相連，由細胞提供能量，成為人類身體的一部分。光子計算機光子計算機是一種以光信號進行邏輯運算的一種計算機，它的基本組成部分主要包括集成光路、激光器、透鏡等，它與普通計算機相比，電子由于不帶電荷，沒有靜止質(zhì)量，因此不受電磁場的影響，耗能更低，速度更快，計算能力比電子計算機有了指數(shù)倍的增長。并且光存儲的儲量是普通存儲的幾萬倍，隨著光存儲、光互連、光集成器等技術方面的突破性進展，使得光子計算機走進人們的生活現(xiàn)實已經(jīng)不太遠。量子計算機量子計算機是一種根據(jù)原子或者原子核的量子力學特性進行工作，它是基于量子效應構(gòu)建起的一個完全以量子為基礎的計算機。它可以利用鏈狀分子聚合物的特性來表示0和1兩種狀態(tài)，通過激光來改變分子的狀態(tài)，使信息沿著聚合物流動，在理論上，量子計算機并行計算可以達到每秒一萬億次。且量子計算機具有類似人類大腦的容錯性，當系統(tǒng)一部分發(fā)生故障時，原始數(shù)據(jù)可以自動繞過出錯部分，繼續(xù)計算。量子計算機這種高速度、低功耗的特性，使得計算機向著更加微型化的方向發(fā)展成為可能。

建立虛擬訓練室以滿足計算機技術的發(fā)展需求

篇10

在這個信息化時代，計算機網(wǎng)絡作為人們社會生活的重要部分，已經(jīng)進入千家萬戶。人們不用出門就可以通過計算機了解國內(nèi)外新聞、天氣預報資訊、股市行情、世界地圖、收發(fā)電子郵件、檢索信息等；不用逛街就可以通過互聯(lián)網(wǎng)中的購物網(wǎng)站買到喜歡的東西；通過計算機可以與相隔較遠的朋友在線聊天、視頻聊天等，加強人們之間的交流和溝通，促進友誼；人們可以通過計算機網(wǎng)絡訂購飛機票、火車票等，節(jié)省排隊時間；教師可以通過計算機科學技術實現(xiàn)對學生的在線授課，更及時、更方便；動漫工作者可以使用計算機科學技術制作動漫；政府機關也可以通過計算機科學技術建立城市網(wǎng)站，及時了解市民反映的問題，通過計算機與各個行業(yè)的工作人員在線交流；很多企業(yè)使用計算機來處理大量數(shù)據(jù)和信息，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工處理，提高工作效率。計算機科學技術潛移默化的影響著人們的生產(chǎn)、工作和學習。

1.2計算機科學技術更加智能化和專業(yè)化

計算機科學技術的快速發(fā)展和廣泛應用，推動了集成電路、微電子和半導體晶體管的發(fā)展，計算機科學技術更加智能化和專業(yè)化。計算機能根據(jù)使用對象的不同個體需要進行改裝、更新，對于有更高需求的用戶可以專門定做計算機，用戶可以根據(jù)使用環(huán)境的不同選擇臺式計算機、筆記本計算機、掌上電腦和平板電腦等。計算機科學技術在其他特殊領域也能發(fā)揮自己的優(yōu)勢，如智能化家用電器和智能手機，家庭式網(wǎng)絡分布系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的單機操作系統(tǒng)，滿足人們的生活需求。

1.3計算機的微處理器和納米技術

微處理器能提高計算機的使用性能，縮小傳統(tǒng)處理器芯片中的晶體管線寬和尺寸。利用光刻技術，波長更短的曝光光源經(jīng)過掩膜的曝光，將晶體管在硅片上制作的更精巧，將晶體管導線制作的更細小。計算機科學技術的快速發(fā)展使計算機運算速度更快，體積更微型，操作更智能，傳統(tǒng)的電子元件不能適應計算機的發(fā)展。納米技術是一種用分子射程物質(zhì)和單個原子的毫微技術，可以研究0.1～100納米范圍內(nèi)的材料應用和性質(zhì)。計算機科學技術中利用納米技術，可以使計算機尺寸變小，解決運算速度和集成度的問題。

2計算機科學技術的未來發(fā)展

現(xiàn)如今，計算機科學技術的應用越來越廣，人們對計算機科學技術的要求越來越高，促使數(shù)學家和計算機學家們不斷研究計算機科學技術，使計算機科學技術在各個領域、各個行業(yè)發(fā)揮更大的作用，滿足人們的不同需求。下面從DNA生物計算機、光計算機和量子計算機三方面來探究計算機科學技術的發(fā)展前景。

2.1DNA生物計算機DNA生物計算機用生物蛋白質(zhì)芯片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的半導體硅芯片。1994年，美國科學家阿德勒曼率先提出關于生物計算機的設想。在計算機運算數(shù)據(jù)時，將生物DNA堿基序列作為信息編碼載體，運用分子生物學技術和控制酶，改變DNA堿基序列，從而反映信息，處理數(shù)據(jù)。這一設想增加了計算機操作方式，改變了傳統(tǒng)的、單一的物理操作性質(zhì)，拓寬了人們對計算機的了解視野。DNA生物計算機元件密度比大腦神經(jīng)元的密度高100萬倍，信息數(shù)據(jù)的傳遞速度也比人腦思維快100萬倍，生物計算機的蛋白質(zhì)芯片存儲量是傳統(tǒng)計算機的10億倍。2001年，以色列科學家研制出世界上第一臺DNA生物計算機，體積較小，僅有一滴水的體積。2013年，英國生物信息研究院的科學家們使用DNA堿基序列對文學家莎士比亞154首作品的音樂文件格式和相關照片進行編制，增加了儲存密度，使儲存密度達到2.2PB/克（1024TB=1PB），提高了人們對信息儲存的認識，這一重大突破使生物計算機的設想有望成為現(xiàn)實。

2.2光信號和光子計算機

光子計算機是一種由光子信號進行信息處理、信息存儲、邏輯操作和數(shù)字運算的新型計算機。集成光路是光子計算機的基本構(gòu)成部件，包括核鏡、透鏡和激光器。光子計算機和傳統(tǒng)計算機相比較，有以下幾點好處：

(1)光計算機的光子互聯(lián)芯片集成密度更高。在高密度下，光子可以不受量子效應的影響，在自由空間將光子互聯(lián)，就能提高芯片的集成密度。

(2)光子沒有質(zhì)量，不受介質(zhì)干擾，可以在各種介質(zhì)和真空中傳播。

(3)光自身不帶電荷，是一種電磁波，可以在自由空間中相互交叉?zhèn)鞑ィ瑐鞑r各自不發(fā)生干擾。

(4)光子在導線中的傳播速度更快，是電子傳播速度的1000倍，光計算機的運算速度比傳統(tǒng)計算機更快。20世紀50年代末，科學家提出光計算機的設想，即利用光速完成計算機運算和儲存等工作。與芯片計算機相比較，光子計算機可以提高計算機運行速度。1896年，戴維•米勒首先研制出光開關，體型較小。1990年，貝爾實驗室的光計算機工作計劃正式開啟。根據(jù)元器件的不同，光子計算機可以分為全光學型計算機和光電混合型計算機。全光學型計算機比光電混合型計算機運算速度快，還可以對手勢、圖形、語言等進行合成和識別。貝爾實驗室已經(jīng)成功研制出光電混合型計算機，采用的是混合型元器件。研發(fā)制作全光學型計算機的重要工作就是研制晶體管，這種晶體管與現(xiàn)存的光學“晶體管”不同，它能用一條光線控制另一條光線?，F(xiàn)存的光學“晶體管”體積較大較笨拙，滿足不了全光學型計算機的研發(fā)要求。

2.3量子理論計算機

量子計算機將處于量子狀態(tài)的原子作為計算機CPU和內(nèi)存，處于量子狀態(tài)的原子在同一時間內(nèi)能處于不同位置，根據(jù)這一特性可以提高計算機處理信息的精確度，提高處理數(shù)據(jù)的運算速度，有利于數(shù)據(jù)儲存。量子計算機處理信息時的基本數(shù)據(jù)單元是量子比特，取代了傳統(tǒng)的“1”和“0”，具有極強的運算能力，運算速度比傳統(tǒng)計算機快10億倍。中國和美國的科學家們在實驗室里成功實現(xiàn)了同時對多個量子比特進行操作，為制造量子計算機提供了可能。相信在科學技術的不斷發(fā)展和世界各國的科學家們共同努力下，量子計算機會成為現(xiàn)實。