對計(jì)算機(jī)專業(yè)的認(rèn)識(shí)11203070314-李洋

1、2014-2015學(xué)年第二學(xué)期計(jì)算機(jī)專業(yè)教育及新技術(shù)講座實(shí)驗(yàn)報(bào)告 學(xué)院（系）： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 班 級(jí)： 112030701 學(xué) 號(hào)： 11203070314 姓 名： 李 洋 時(shí) 間： 2015 年 6 月目 錄一、對計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的認(rèn)識(shí)31.基本認(rèn)識(shí)32. 就業(yè)前景33. 前沿科技4二、計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用51.基本應(yīng)用概括52.計(jì)算機(jī)技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用53.計(jì)算機(jī)在教育中的應(yīng)用64. 人工智能在無人飛行器上的應(yīng)用6三、對面向?qū)ο蠹夹g(shù)的深入理解71. 面向?qū)ο蠹夹g(shù)72.面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本思想73. 面向?qū)ο笈c面向過程的區(qū)別74.面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)8四、 對數(shù)據(jù)庫技術(shù)的深入理解

2、及對大數(shù)據(jù)處理的認(rèn)識(shí)101.數(shù)據(jù)庫技術(shù)及大數(shù)據(jù)處理概述102.發(fā)展趨勢與應(yīng)用10五、對嵌入式技術(shù)的認(rèn)識(shí)121.嵌入式概述122.生活中的嵌入式123.嵌入式系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)124.嵌入式系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)135.我的嵌入式創(chuàng)意構(gòu)思及軟硬件設(shè)計(jì)構(gòu)想14六、對計(jì)算機(jī)領(lǐng)域新技術(shù)的認(rèn)識(shí)151.云計(jì)算概述152. 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)153.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)例16一、對計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的認(rèn)識(shí)1.基本認(rèn)識(shí)本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方面的基本理論和基本知識(shí)，接受從事研究與應(yīng)用計(jì)算機(jī)的基本訓(xùn)練，具有研究和開發(fā)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本能力。本專業(yè)培養(yǎng)和造就適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)需要。德智體全面發(fā)展、基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高具有創(chuàng)

3、新精神，系統(tǒng)掌握計(jì)算機(jī)硬件、軟件的基本理論與應(yīng)用基本技能，具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力，能在企事業(yè)單位、政府機(jī)關(guān)、行政管理部門從事計(jì)算機(jī)技術(shù)研究和應(yīng)用，硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開發(fā)，計(jì)算機(jī)管理和維護(hù)的應(yīng)用型專門技術(shù)人才。2. 就業(yè)前景第一，短期內(nèi)社會(huì)需求仍然很大，計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)市場前景廣闊。從全球IT行業(yè)的發(fā)展看，經(jīng)過幾年的低迷發(fā)展，IT行業(yè)已經(jīng)走出低谷、大有東山再起之勢，IT行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中日益顯現(xiàn)出蓬勃生機(jī)。從中國情況看，從事計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)的人才遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家。美國從事計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)的人才達(dá)到 180多萬，印度達(dá)到90萬，而中國從事計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)的人才不足40萬。這就說明，中國計(jì)算機(jī)軟件

4、人才短缺，這將嚴(yán)重束縛中國IT行業(yè)的發(fā)展，特別是直接影響到中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步。與此同時(shí)，由于中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的不平衡，導(dǎo)致中國東部與西部之間，城鄉(xiāng)之間出現(xiàn)很大的差距，特別是中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較落后的地區(qū)，急需計(jì)算機(jī)方面的專業(yè)人才。因此，隨著中國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)對計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的需求仍將很大。第二，隨著計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生的增多，就業(yè)競爭將更為激烈。有關(guān)資料顯示，中國普通高校總數(shù)為1683所，本科學(xué)校679所，其中505所開設(shè)有“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)，是全國專業(yè)點(diǎn)數(shù)之首；2003年，計(jì)算機(jī)專業(yè)在校學(xué)生人數(shù)27萬，占理工科在校生總數(shù)的14.6%，加上信息技術(shù)相關(guān)專業(yè)的在校生達(dá)到6

5、3萬人。也就是說，信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生數(shù)量占全國所有理工科學(xué)生總數(shù)的1/3。這樣勢必導(dǎo)致計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)競爭將更加激烈。第三，用人單位對畢業(yè)生選擇余地增加，導(dǎo)致對畢業(yè)生的要求將越來越高。在今后的一段時(shí)間內(nèi)，由于中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展可能會(huì)面臨不平衡，中國計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)仍將存在結(jié)構(gòu)性的矛盾，最終導(dǎo)致計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生在職業(yè)選擇時(shí)會(huì)出現(xiàn)“冷熱”不均的現(xiàn)象。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)或工資待遇高的地區(qū)，仍將成為學(xué)生職業(yè)的首選，致使畢業(yè)生的需求顯得相對過剩。用人單位在選擇畢業(yè)生時(shí)有充分的選擇余地，致使用人單位對畢業(yè)生的要求會(huì)越來越高，不僅要求畢業(yè)生具有一定的專業(yè)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)，而且還要具備一定的職業(yè)能力

6、，包括核心技能、行業(yè)通用技能和職業(yè)專門技能。因此，提升計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)、培養(yǎng)職業(yè)能力日顯突出和必要。3. 前沿科技1.巨磁電阻：微弱的磁場變化可以導(dǎo)致電阻大小的急劇變化，其變化的幅度比通常高十幾倍，這種現(xiàn)象就是巨磁電阻現(xiàn)象。2.超級(jí)計(jì)算機(jī)：具有非常高的運(yùn)算速度，有非常快而容量又非常大的主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器，并充分使用并行結(jié)構(gòu)軟件的計(jì)算機(jī)3.量子計(jì)算機(jī)：量子計(jì)算機(jī)是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個(gè)裝置處理和計(jì)算的是量子信息，運(yùn)行的是量子算法時(shí)，它就是量子計(jì)算機(jī)。4.分子機(jī)器-納米技術(shù):納米技術(shù)(亦稱毫微技術(shù))就是用單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的科

7、學(xué)技術(shù)，即在單個(gè)原子、分子層次上對物質(zhì)存在的種類、數(shù)量和結(jié)構(gòu)形態(tài)等進(jìn)行精確的觀測、識(shí)別與控制技術(shù)的研究與應(yīng)用5.DNA計(jì)算機(jī)：DNA電腦的工作原理是：以瞬間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)，通過和酶的相互作用，將發(fā)生過程進(jìn)行分子編碼，把二進(jìn)制數(shù)翻譯成遺傳密碼的片段，每一個(gè)片段就是著名的雙螺旋的一個(gè)鏈，然后對問題以新的DNA編碼形式加以解答。6.生物芯片:通過微加工和微電子技術(shù)在芯片表面構(gòu)建微型生物化學(xué)分析系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對生命機(jī)體的組織、細(xì)胞、蛋白質(zhì)、核酸、糖類及其它生物組分進(jìn)行準(zhǔn)確、快速、大信息量的檢測。包括基因芯片(gene-chip)、蛋白質(zhì)芯片(protein-chip)、組織芯片( tissue-c

8、hip)和芯片實(shí)驗(yàn)室(lab-on-chip)等。二、計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用1.基本應(yīng)用概括現(xiàn)今的社會(huì)科技發(fā)達(dá)，電腦的使用已經(jīng)非常普遍，加之微型計(jì)算機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展，操作運(yùn)用的簡單化，電腦的應(yīng)用也更為普遍，其應(yīng)用也不僅僅局限于科研和高精密度的工作。資源的共享，通信，這兩種電腦最原始的功能首先在日常生活得到最普遍的應(yīng)用。在普通的日常生活中，電腦扮演著越來越重要的作用。差不多每家每戶都有一臺(tái)電腦。電腦的用途廣泛，而且方便快捷，深受人們的歡迎。電腦的好處有很多，例如可以方便我們搜集資料。當(dāng)我們想做一個(gè)專題習(xí)作，但又缺乏資料，只要我們上網(wǎng)瀏覽，就可以立刻找到很多與該專題習(xí)作有關(guān)的資料，非常方便。如果同學(xué)在功課

9、上遇到不懂的地方，只要一上網(wǎng)，就會(huì)有人為我們解決難題。甚至在很多時(shí)候，電腦完全可以替代傳統(tǒng)的信件。加之電腦在多媒體方面的應(yīng)用，也讓相對機(jī)械的電視過于單調(diào)。總之，現(xiàn)代社會(huì)，網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，為電腦的普及提供了非常重要的外部條件。網(wǎng)絡(luò)電視、影視，網(wǎng)絡(luò)通信、聊天，網(wǎng)絡(luò)購物等等，電腦正在逐漸深入人們的日常生活。2.計(jì)算機(jī)技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息管理、電子地圖等隨著人們生活水平的提高，人們對健康水平的要求也越來越高，醫(yī)療急救水平也需要進(jìn)一步規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、現(xiàn)代化。近年來全國各地統(tǒng)一急救號(hào)碼、統(tǒng)一急救車調(diào)度、統(tǒng)一急救信息管理已是大勢所趨，建立一個(gè)現(xiàn)代化的急救網(wǎng)絡(luò)需要借助于現(xiàn)化的通信技術(shù)和

10、計(jì)算機(jī)技術(shù)。計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的記錄各種醫(yī)療急救信息，一方面為各種醫(yī)療糾紛及其它事務(wù)提供事實(shí)依據(jù)，另一方面完成對急救信息的分類統(tǒng)計(jì)、分析，為日后醫(yī)療急救策略制定提供數(shù)據(jù)支持。電子地圖在受理席上可實(shí)現(xiàn)一機(jī)雙屏功能，受理員可以很方便的利用電子地圖熟悉所轄急救范圍內(nèi)的地理信息，這樣在指揮調(diào)度工作中大大縮短了調(diào)度時(shí)間，為更好的搶救病人贏得時(shí)間?？傊本染W(wǎng)絡(luò)是日常急救和災(zāi)害事故的緊急救援的反應(yīng)中樞，是醫(yī)療急救、災(zāi)害事故救護(hù)車調(diào)度、急救信息管理的工具。要想把急救網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的更好必須更好的借助先進(jìn)的通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，特別是對GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)的應(yīng)用會(huì)使急救網(wǎng)絡(luò)更快捷、更準(zhǔn)確、更科學(xué)。3.計(jì)算

11、機(jī)在教育中的應(yīng)用目前，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)結(jié)合多媒體教學(xué)的方式已經(jīng)普遍在各學(xué)校和教育機(jī)構(gòu)中使用，是計(jì)算機(jī)技術(shù)在教學(xué)活動(dòng)中最普遍的應(yīng)用方式。計(jì)算機(jī)技術(shù)給老師的教學(xué)工作帶來了新的方法和途徑，為老師開展教學(xué)工作帶來了新的理念和更現(xiàn)代化的條件，方便了老師的教學(xué)活動(dòng)開展。計(jì)算機(jī)管理教學(xué)也已經(jīng)在學(xué)校教學(xué)中初步形成，對學(xué)校行政工作和教學(xué)工作的管理和規(guī)劃都起到了一定的促進(jìn)作用，目前還處于對學(xué)校教學(xué)管理的探索階段，還是一個(gè)不斷創(chuàng)新和完善的過程。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)和計(jì)算機(jī)管理教學(xué)兩個(gè)方面作為計(jì)算機(jī)輔助教育的兩個(gè)重要組成部分，他們之間既有相通的地方法，也相互區(qū)別而存在，只有做到教學(xué)內(nèi)容和和教學(xué)管理的雙相結(jié)合，才能使計(jì)算機(jī)技術(shù)

12、在輔助教育中的作用得以更好的發(fā)揮和實(shí)現(xiàn)，更好的促進(jìn)教學(xué)活動(dòng)的開展，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。4. 人工智能在無人飛行器上的應(yīng)用 為使衛(wèi)星順利完成飛行任務(wù),大幅度降低造價(jià),人們在衛(wèi)星 上大 量地采用了自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù). 早在 1967 年美國發(fā)射的勘測者 3 號(hào)飛行器上就裝有 機(jī)械臂,它在月球上完成了掘溝,地質(zhì)調(diào)查和采集標(biāo)本等工作,1 9 7 0 年蘇聯(lián)發(fā)射了"月 球 "16 號(hào)和 17 號(hào)兩個(gè)飛行器,飛行器上裝有月球車,月球車在地面遙控下完成月面行走 和攝影任務(wù),車上的掘巖機(jī)還完成了標(biāo)本采集工作.1978 年美國海資號(hào)火星著陸飛船(一 種先進(jìn)的空間機(jī)器人) ,通過搭載計(jì)算機(jī)不僅

13、成功地控制飛船安壘著陸,而且還在沒有地面 指令的情況下實(shí)現(xiàn)了長達(dá) 58 個(gè)火星日(每個(gè)火星日相當(dāng)于 24 小時(shí) 37 分 26.4 秒)的探測; 1977-1986 年,美國在旅行者探測器上采用了人工智能技術(shù),完成了精密導(dǎo)航,科學(xué)觀測 任務(wù),其上計(jì)算機(jī)收集和處理了木星和土星等各種不同數(shù)據(jù)。 三、對面向?qū)ο蠹夹g(shù)的深入理解1. 面向?qū)ο蠹夹g(shù)計(jì)算機(jī)程序開發(fā)的過程就是人們使用各種計(jì)算機(jī)語言將現(xiàn)實(shí)世界映射到計(jì)算機(jī)世界的過程。程序設(shè)計(jì)的發(fā)展目標(biāo)之一是提高重用性，而提高重用性的方法是提高代碼抽象性。C語言提供的抽象機(jī)制是函數(shù)，這是過程化程序設(shè)計(jì)語言的特點(diǎn)，但這種抽象能力是很有限的，特別是在大型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中會(huì)

14、造成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、管理困難的現(xiàn)象，同時(shí)代碼難以理解、難以維護(hù)、難以重用。為了解決這些問題，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)的產(chǎn)生，是計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)業(yè)的一次重大的變革。2.面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本思想面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)具有封裝、繼承、多態(tài)等特性，其基本思想是把組件的現(xiàn)和接口分開，并且讓組件具有多態(tài)性。類和對象是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的最基本的機(jī)制。類描述了一組有相同特性（屬性）和相同行為（方法）的對象，是對客觀事物的抽象。對象被定義為由屬性（數(shù)據(jù)）和操作這些數(shù)據(jù)的方法（函數(shù)）組成的軟件單元，客觀世界的一切事物都被看作是對象。對象只能借助消息傳遞機(jī)制才能同其他對象通信，每個(gè)消息必須發(fā)送給指定的接

15、受者，并且消息的解釋依賴于接受者。對象收到發(fā)送給它的消息后，或者執(zhí)行一個(gè)內(nèi)部操作，或者調(diào)用其他對象的操作3. 面向?qū)ο笈c面向過程的區(qū)別面向?qū)ο蠹夹g(shù)是一種以對象為基礎(chǔ)，以事件或消息來驅(qū)動(dòng)對象執(zhí)行處理的程序設(shè)計(jì)技術(shù)。它以數(shù)據(jù)為中心而不是以功能為中心來描述系統(tǒng)，數(shù)據(jù)相對于功能而言具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性。它將數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)的操作封裝在一起，作為一個(gè)整體來處理，采用數(shù)據(jù)抽象和信息隱蔽技術(shù)，將這個(gè)整體抽象成一種新的數(shù)據(jù)類型類，并且考慮不同類之間的聯(lián)系和類的重用性。類的集成度越高，就越適合大型應(yīng)用程序的開發(fā)。另一方面，面向?qū)ο蟪绦虻目刂屏鞒逃蛇\(yùn)行時(shí)各種事件的實(shí)際發(fā)生來觸發(fā)，而不再由預(yù)定順序來決定，更符合實(shí)際。事件驅(qū)

16、動(dòng)程序的執(zhí)行圍繞消息的產(chǎn)生與處理，靠消息循環(huán)機(jī)制來實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際編程時(shí)可以采用搭積木的方式來組織程序，站在“巨人”的肩上實(shí)現(xiàn)自己的目標(biāo)。面向?qū)ο蟪绦虻脑O(shè)計(jì)方法使得程序結(jié)構(gòu)清晰、簡單，提高了代碼的重用性，有效減少了程序的維護(hù)量，提高了軟件的開發(fā)效率。1 在結(jié)構(gòu)上，面向?qū)ο蟪绦蚺c面向過程程序有很大不同。面向?qū)ο蟪绦蛴深惖亩x和類的使用兩部分組成：在主程序中定義各對象并規(guī)定他們之間傳替消息的規(guī)律，程序中的一切操作都通過向?qū)ο蟀l(fā)送消息來實(shí)現(xiàn)；對象接到消息后，啟動(dòng)消息處理函數(shù)完成相應(yīng)的操作。1 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（Object Oriented Programming,OOP）方法出現(xiàn)之前，程序員用面向過程

17、的方法開發(fā)程序。面向過程的方法把密切相關(guān)、相互依賴的數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)的操作相互分離這種實(shí)質(zhì)上的依賴與形式上的分離使得大型程序不但難以編寫，而且難以調(diào)試和修改。4.面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)使人們的編程與實(shí)際的世界更加接近，所有的對象被賦予屬性和方法，編程更加富有人性化。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：(1)符合人們習(xí)慣的思維方法，便于分解大型的復(fù)雜多變的問題。由于對象對應(yīng)于現(xiàn)實(shí)世界中的事務(wù)，因而可以很自然地按照現(xiàn)實(shí)世界中處理事務(wù)的方法來處理對象，軟件開發(fā)者可以很方便地與問題提出者進(jìn)行溝通和交流。(2)易于軟件的維護(hù)和功能的增減。對象的封裝性及對象之間的松散組合，都給軟件的修改和維護(hù)帶來了方便。(3)

18、可重用性好。重復(fù)使用一個(gè)類，可以比較方便地構(gòu)造出軟件系統(tǒng)，加上繼承的方式，極大地提高了軟件開發(fā)的效率。(4)與可視化技術(shù)相結(jié)合，改善了工作界面。隨著基于圖形界面操作系統(tǒng)的流行，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法也將深入人心。它與可視化技術(shù)相結(jié)合，使人機(jī)界面進(jìn)入GUI時(shí)代。其主要缺點(diǎn)如下： (1)運(yùn)行效率問題面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)，它在提高編程效率方面所起的作用是顯而易見的，但是用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)開發(fā)的程序通常在運(yùn)行時(shí)的效率相對來說要較低，雖然隨著CPU速度的提高、內(nèi)存容量的增加，對一般規(guī)模的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)系統(tǒng)其運(yùn)行速度用戶是可以接受的，但當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模較大時(shí)，這一問題是不容忽視的。(2)類庫的簡化問題面向

19、對象程序設(shè)計(jì)語言通常都提供了一個(gè)具有豐富功能的類庫，要成為一名優(yōu)秀的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)程序員必須能熟練地運(yùn)用類庫，掌握類庫中各個(gè)類提供的功能。但由于類庫都過于龐大，程序員對它們的掌握要有一個(gè)時(shí)間過程，從普及、推廣的角度看，類庫應(yīng)在保證其功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的化簡。(3)類庫的可靠性問題雖然類庫中提供的類都是經(jīng)過精心設(shè)計(jì)、測試過的，但如此龐大的系統(tǒng)誰也無法保證類庫中的每個(gè)類在各種環(huán)境中百分之百的正確，如果應(yīng)用程序中使用了類庫中某個(gè)存在問題的類，當(dāng)經(jīng)過幾層繼承后，錯(cuò)誤才顯現(xiàn)出來，這時(shí)程序員對此將束手無策，有可能要推翻原來的全部工作四、 對數(shù)據(jù)庫技術(shù)的深入理解及對大數(shù)據(jù)處理的認(rèn)識(shí)1.數(shù)據(jù)庫技術(shù)及大數(shù)據(jù)

20、處理概述數(shù)據(jù)庫技術(shù)研究和管理的對象是數(shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)庫技術(shù)所涉及的具體內(nèi)容主要包括：通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一組織和管理，按照指定的結(jié)構(gòu)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫；利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行添加、修改、刪除、處理、分析、理解、報(bào)表和打印等多種功能的數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用系統(tǒng)；并利用應(yīng)用管理系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的處理、分析和理解。對于“大數(shù)據(jù)”（Big data）研究機(jī)構(gòu)Gartner給出了這樣的定義?！按髷?shù)據(jù)”是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。大數(shù)據(jù)技術(shù)的戰(zhàn)略意義不在于掌握龐大的數(shù)據(jù)信息，而在于對這些含有

21、意義的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理。換言之，如果把大數(shù)據(jù)比作一種產(chǎn)業(yè)，那么這種產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)盈利的關(guān)鍵，在于提高對數(shù)據(jù)的“加工能力”，通過“加工”實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的“增值”。圖1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)拓?fù)鋱D2.發(fā)展趨勢與應(yīng)用未來數(shù)據(jù)庫技術(shù)及市場發(fā)展的兩大方向數(shù)據(jù)倉庫電子商務(wù)部分學(xué)者在對各個(gè)數(shù)據(jù)庫廠商的發(fā)展方向和應(yīng)用需求的不斷擴(kuò)展的現(xiàn)狀進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出數(shù)據(jù)庫技術(shù)及市場在向數(shù)據(jù)倉庫和電子商務(wù)兩個(gè)方向不斷發(fā)展的觀點(diǎn)。他們指出 ：從上一年開始，許多行業(yè)如電信、金融、稅務(wù)等逐步認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)對于企業(yè)宏觀發(fā)展所帶來的巨大經(jīng)濟(jì)效益，紛紛建立起數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)。在中國提供大型數(shù)據(jù)倉庫解決方案的廠商主要有Oracle、IBM、Sybase

22、、CA及Informix等廠商，已經(jīng)建設(shè)成功并已收回投資的項(xiàng)目主要有招商銀行系統(tǒng)和國信證券系統(tǒng)等。當(dāng)前，國內(nèi)外學(xué)者對數(shù)據(jù)倉庫的研究正在繼續(xù)深入。與此同時(shí)，一些學(xué)者將數(shù)據(jù)庫技術(shù)及市場發(fā)展的視角瞄準(zhǔn)電子商務(wù)領(lǐng)域，他們認(rèn)為 ：如今的信息系統(tǒng)逐漸要求按照以客戶為中心的方式建立應(yīng)用框架,因此勢必要求數(shù)據(jù)庫應(yīng)用更加廣泛地接觸客戶，而Internet給了我們一個(gè)非常便捷的連接途徑，通過Internet我們可以實(shí)現(xiàn)所謂的One One Marketing和One One business，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)E business。因此，電子商務(wù)將成為未來數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的另一方向。面向?qū)ｉT應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫技術(shù)許多研究者從實(shí)

23、踐的角度對數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行研究，提出了適合應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫技術(shù)如工程數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫、科學(xué)數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫、地理數(shù)據(jù)庫等。這類數(shù)據(jù)庫在原理上也沒有多大的變化，但是它們卻與一定的應(yīng)用相結(jié)合，從而加強(qiáng)了系統(tǒng)對有關(guān)應(yīng)用的支撐能力，尤其表如今數(shù)據(jù)模型、語言、查詢方面。部分研究者認(rèn)為，隨著研究工作的繼續(xù)深和數(shù)據(jù)庫技術(shù)在實(shí)踐工作中的應(yīng)用，數(shù)據(jù)庫技術(shù)將會(huì)更多朝著專門應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。大數(shù)據(jù)可分成大數(shù)據(jù)技術(shù)、大數(shù)據(jù)工程、大數(shù)據(jù)科學(xué)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用等領(lǐng)域。目前人們談?wù)撟疃嗟氖谴髷?shù)據(jù)技術(shù)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用。工程和科學(xué)問題尚未被重視。大數(shù)據(jù)工程指大數(shù)據(jù)的規(guī)劃建設(shè)運(yùn)營管理的系統(tǒng)工程；大數(shù)據(jù)科學(xué)關(guān)注大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和運(yùn)營過程中發(fā)現(xiàn)和

24、驗(yàn)證大數(shù)據(jù)的規(guī)律及其與自然和社會(huì)活動(dòng)之間的關(guān)系。物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)、平板電腦、PC以及遍布地球各個(gè)角落的各種各樣的傳感器，無一不是數(shù)據(jù)來源或者承載的方式。五、對嵌入式技術(shù)的認(rèn)識(shí) 1.嵌入式概述嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個(gè)部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的出現(xiàn)，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的里程碑事件。嵌入式系統(tǒng)誕生于微型計(jì)算機(jī)時(shí)代，與通用計(jì)算機(jī)的發(fā)展道路完全不

25、同，形成了獨(dú)立的單芯片的技術(shù)發(fā)展道路。由于嵌入式系統(tǒng)的誕生，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中出現(xiàn)了通用計(jì)算機(jī)與嵌入式計(jì)算機(jī)的兩大分支。不可兼顧的技術(shù)發(fā)展道路，形成了兩大分支的獨(dú)立發(fā)展道路：通用計(jì)算機(jī)按照高速、海量的技術(shù)發(fā)展；嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)則為滿足對象系統(tǒng)嵌入式智能化控制要求發(fā)展。由于獨(dú)立的分工發(fā)展，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的兩大分支都得到了迅猛地發(fā)展。2.生活中的嵌入式嵌入式應(yīng)用已經(jīng)使用在生活的方方面面，給我們的生活帶來了很多便捷。嵌入式已經(jīng)在很大程度改變了人們的生活、工作和娛樂方式，而且這些改變還在加速。嵌入式系統(tǒng)具有無數(shù)的種類，每類都具有自己獨(dú)特的個(gè)性。例如，MP3、數(shù)碼相機(jī)與打印機(jī)就有很大的不同。汽車中更是具有多個(gè)

26、嵌入式系統(tǒng)，使汽車更輕快、更干凈、更容易駕駛。事實(shí)上，幾乎所有帶有一點(diǎn)“智能”的家電（全自動(dòng)洗衣機(jī)、電腦電飯煲）都是嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)廣泛的適應(yīng)能力和多樣性，使得視聽、工作場所甚至健身設(shè)備中到處都有嵌入式系統(tǒng)。3.嵌入式系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 馮.諾依曼結(jié)構(gòu)，有CPU，總線，外部存儲(chǔ)器組成。這種體系結(jié)構(gòu)采用程序代碼存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合并在同一存儲(chǔ)器里，但程序代碼存儲(chǔ)器地址與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址分別指向不同的物理地址。程序指令寬度與數(shù)據(jù)寬度一樣。數(shù)據(jù)總線和地址總線共用。哈佛結(jié)構(gòu)，采用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序代碼存儲(chǔ)器分開，各自有自己的數(shù)據(jù)總線與地址總線。但這是需要CPU提供大量的數(shù)據(jù)線，因而很少使用哈佛結(jié)構(gòu)作為CP

27、U外部構(gòu)架來使用。但是對于CPU內(nèi)部，通過使用不同的數(shù)據(jù)和指令cache，可以有效的提高指令執(zhí)行的效率。4.嵌入式系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)u 嵌入式軟件組成：初始化引導(dǎo)代碼；板級(jí)支持包；嵌入式操作系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧；圖形用戶界面；應(yīng)用軟件。u BSP（板級(jí)支持包）功能：1. 系統(tǒng)上電時(shí)對硬件進(jìn)行初始化；2.為操作系統(tǒng)訪問硬件驅(qū)動(dòng)程序提供支持3.集成的硬件相關(guān)和無關(guān)的操作系統(tǒng)所需的引導(dǎo)模塊u BSP運(yùn)行流程：1.復(fù)位向量入口2.設(shè)置處理器的工作模式，通常使用復(fù)位時(shí)的默認(rèn)模式3.設(shè)置RAM和ROM的工作參數(shù)，包括DRAM的刷新參數(shù)、地址空間分配等，至于嵌入式系統(tǒng)的處理器和存儲(chǔ)器子系統(tǒng)達(dá)到運(yùn)行狀態(tài)4.設(shè)置操作系統(tǒng)

28、運(yùn)行所需要的數(shù)據(jù)段、堆棧空間等5.設(shè)置中斷向量，終端響亮的設(shè)置根據(jù)需要進(jìn)行，也可以在其他的時(shí)間設(shè)置，但是一定要在中斷允許之前完成6操作系統(tǒng)的初始化7.進(jìn)入用戶的應(yīng)用。u 嵌入式操作系統(tǒng)運(yùn)行的必要條件：1.ROM空間;2.RAM空間;3.定時(shí)器;4.終端;5.堆棧u 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法：通用計(jì)算機(jī)的軟件開發(fā)中開發(fā)平臺(tái)和運(yùn)行平臺(tái)相同，完成開發(fā)即可運(yùn)行；嵌入式軟件開發(fā)不同大部分的開發(fā)平臺(tái)和運(yùn)行平臺(tái)不同：需要模擬環(huán)境，交叉編譯環(huán)境等，開發(fā)的軟件需要經(jīng)過處理才能夠在目標(biāo)平臺(tái)運(yùn)行。u 嵌入式系統(tǒng)BSP與通用系統(tǒng)BIOS：BIOS:開機(jī)自檢，初始化DRAM、主板芯片組、顯卡等，記錄系統(tǒng)設(shè)置值并保存在CMOS

29、中，將常駐程序庫常駐于特定內(nèi)存供OS及應(yīng)用程序調(diào)用；BIOS的目的是盡可能多通用語全面，是OS加載是可直接使用硬件；支持對主板上所有芯片的控制、讀寫，還為其他程序提供接口；BIOS還加入了對即插即用、電源管理、防病毒等功能的支持；且BIOS與OS無關(guān)；BSP不是獨(dú)立執(zhí)行的軟件，是一個(gè)支撐包；BSP中呃初始化代碼設(shè)置、檢測CPU、內(nèi)存等硬件，使后續(xù)程序在已知CPU狀態(tài)下運(yùn)行；BSP和操作系統(tǒng)相關(guān)，包含了系統(tǒng)有關(guān)的基本驅(qū)動(dòng)，部分工作與BIOS類似；程序員還可以編程修改BSP，在BSP中添加與本系統(tǒng)無關(guān)的驅(qū)動(dòng)或程序。5.我的嵌入式創(chuàng)意構(gòu)思及軟硬件設(shè)計(jì)構(gòu)想通用計(jì)算機(jī)具有一般計(jì)算機(jī)的基本標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)，通過裝

30、配不同的應(yīng)用軟件，以基本雷同的的面目應(yīng)用在社會(huì)的各種領(lǐng)域，其典型產(chǎn)品為PC機(jī)；而嵌入式計(jì)算機(jī)，則是非通用計(jì)算機(jī)形態(tài)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用，它以潛入系統(tǒng)核心部件的形式隱藏在各種裝置、設(shè)備、產(chǎn)品和系統(tǒng)中。因此，嵌入式計(jì)算機(jī)是一種計(jì)算機(jī)的存在形式，是從計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展中分離出來的。因此，可以用嵌入式做一個(gè)火災(zāi)報(bào)警滅火系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)：最小系統(tǒng)應(yīng)該具備晶振電路提供時(shí)鐘頻率、復(fù)位電路、電源電路、程序下載接口。還應(yīng)該具有蜂鳴器裝置、傳感器裝置、嵌入式處理器、無線發(fā)送數(shù)據(jù)裝置等。軟件設(shè)計(jì)->驅(qū)動(dòng)程序因?yàn)榘l(fā)生火災(zāi)時(shí)，要開啟防火門和打開消防水，所以需要相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，防火門裝置是通過電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而達(dá)到放下防火門的，所以需要

31、對電機(jī)編寫相應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。打開消防水裝置同樣也需要驅(qū)動(dòng)來讓管頭爆裂，從而出水。軟件設(shè)計(jì)->運(yùn)行程序設(shè)置火災(zāi)的臨界溫度值，當(dāng)達(dá)到臨界溫度時(shí)，蜂鳴器響起并向屋主發(fā)送信息。實(shí)際的溫度需要通過傳感器來檢測，檢測的數(shù)據(jù)通過A/D轉(zhuǎn)換交由處理器處理，處理器自動(dòng)將數(shù)據(jù)通過UART串口通信傳送給屋主，屋主可以隨時(shí)查看信息，相應(yīng)的，屋主也可以通過終端修改防火警報(bào)的數(shù)值等。六、對計(jì)算機(jī)領(lǐng)域新技術(shù)的認(rèn)識(shí)1.云計(jì)算概述利用局部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)把傳感器、控制器、機(jī)器、人員和物等通過新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信息化、遠(yuǎn)程管理控制和智能化的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，它包括互聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)上所

32、有的資源，兼容互聯(lián)網(wǎng)所有的應(yīng)用，但物聯(lián)網(wǎng)中所有的元素（所有的設(shè)備、資源及通信等）都是個(gè)性化和私有化物聯(lián)網(wǎng)主要解決物品與物品(Thing to Thing,T2T)，人與物品 (Human to Thing,H2T)，人與人(Human to Human,H2H)之間的互連。但是與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)不同的是,H2T是指人利用通用裝置與物品之間的連接,從而使得物品連接更加的簡化，而H2H是指人之間不依賴于PC而進(jìn)行的互連。因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)并沒有考慮到對于任何物品連接的問題，故我們使用物聯(lián)網(wǎng)來解決這個(gè)傳統(tǒng)意義上的問題。物聯(lián)網(wǎng)顧名思義就是連接物品的網(wǎng)絡(luò),許多學(xué)者討論物聯(lián)網(wǎng)中，經(jīng)常會(huì)引入一個(gè)M2M的概念,可以解釋成為人到人(Man to Man)、人到機(jī)器(Man to Machine)、機(jī)器 到機(jī)器從本質(zhì)上而言，在人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器的交互，大部分是為了實(shí)現(xiàn)人與人之間的信息交互。2. 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)2.1傳感器技術(shù)：這也是計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)。大家都知道，到目前為止絕大部分計(jì)算機(jī)處理的都是數(shù)字信號(hào)。自從有計(jì)算機(jī)以來就需要傳感器把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)計(jì)算機(jī)才能處理。2.2RFID標(biāo)簽：也是一種傳感器技術(shù)，RFID技術(shù)是融合了無線射頻技術(shù)和嵌入式技術(shù)為一體的綜合技術(shù)，RFID在自動(dòng)識(shí)別、物品物流管理有著廣闊的應(yīng)用前景。2.3嵌入式系統(tǒng)技術(shù)：是綜合了計(jì)算