一(yī)、DNA計算機開(kāi)山之作“推銷員(yuán)問題”的解決是怎麽一(yī)回事啊，有木有人知(zhī)道啊，求具體(tǐ)的操作過程？
與由芯片和電(diàn)路組成的傳統計算機不同計算機的原材料是人工(gōng)制作的片斷傳統計算機是将數據轉化成和後再進行處理而計算機則是将數據轉化成堿基序列傳統計算機依靠電(diàn)信号來控制而計算機則通過控制分(fēn)子間的生(shēng)化反應來完成運算。 由以色列魏茨曼研究所研制的這種計算機隻有幾個納米大(dà)它能察覺到細胞中(zhōng)信使核糖核酸的異常。信使的作用是充當生(shēng)成蛋白(bái)質的中(zhōng)間媒介傳遞遺傳信息。在試管實驗中(zhōng)該計算機對與肺癌和前列腺癌相關的異常信使非常敏感。在發現異常的信使後它便釋放(fàng)出由控制生(shēng)成的抗癌藥這種藥物(wù)能抑制與腫瘤相關的基因表達。計算機的研制尚處起步階段要将其應用到臨床可能還需要等待數十年。但是美國威斯康星大(dà)學的計算機專家勞埃德·史密斯說“這種新型計算機是第一(yī)種使用做原料并釋放(fàng)藥物(wù)的計算機首次實現了輸入和輸出的生(shēng)物(wù)化。這就意味着它能夠與活的生(shēng)物(wù)系統相融合。” 目前這種計算機隻能在特殊的鹽溶液中(zhōng)發揮作用。研究人員(yuán)指出要用它來真正診治癌症還必須解決許多難題其中(zhōng)最重要的就是使其在生(shēng)物(wù)環境中(zhōng)持續工(gōng)作。研究人員(yuán)預測未來的計算機要比目前這種樣機複雜(zá)得多。它應該能夠識别與癌症相關的多種分(fēn)子而不僅是信使。另外(wài)它還能釋放(fàng)多種藥物(wù)而不隻限于藥品。在這種計算機真正用于臨床之前還必須進行組織培養液、低等生(shēng)物(wù)、哺乳動物(wù)和人體(tǐ)試驗 上海交通大(dà)學生(shēng)命科學研究中(zhōng)心和中(zhōng)科院上海生(shēng)命科學院營養科學研究所最近于試管中(zhōng)完成了dna計算機的雛形研制在實驗上把自動機與表面dna計算結合到了一(yī)起。這在中(zhōng)國乃屬首次相關論文已發表在中(zhōng)國《科學通報》49卷第1期的英文版上。 據介紹這一(yī)dna計算機采用雙色熒光标記對輸入與輸出分(fēn)子進行同時檢測用測序儀對自動運行過程進行實時監測用磁珠表面反應法固化反應提高可控性操作技術等以至最終在一(yī)定程度上完成模拟電(diàn)子計算機處理0.1信号的功能将來通過計算芯片技術把電(diàn)子計算機的計算功能進行本質上的提升在理論上和潛在的應用上都有重大(dà)意義。 近年來利用遺傳物(wù)質dna分(fēn)子中(zhōng)蘊含的計算能力開(kāi)發具有強大(dà)功能的dna計算機成爲計算機科學家和生(shēng)物(wù)學家的夢想。1994年埃德曼用dna分(fēn)子解決了電(diàn)子計算機原則上不能解決的“郵遞員(yuán)問題”揭開(kāi)了dna計算機研究的新紀元。2001年由以色列魏茨曼研究所首先完成的基于dna分(fēn)子的自動機模型被評選爲當年的國際十大(dà)新聞。 上海交通大(dà)學生(shēng)命科學研究中(zhōng)心主任賀林教授認爲目前的dna計算機尚處在襁褓階段還不具商(shāng)業運用價值但是其強大(dà)的并行運算能力和以生(shēng)物(wù)分(fēn)子爲計算物(wù)質的特征是傳統電(diàn)子計算機所不具備的。 賀林教授說在不久的将來dna計算機可被用來開(kāi)發新一(yī)代的基因分(fēn)型技術處理基因組的信息或用注入到人體(tǐ)内的dna計算機進行基因治療。如果dna代表生(shēng)命科學計算機代表信息科學dna計算機這個典型的交叉課題或許是後基因組時代生(shēng)命學科與信息學科大(dà)融合、大(dà)碰撞的一(yī)個縮影。編輯王秀 埃胡德教授以及以色列魏茲曼學院的研究人員(yuán)在數年前就建造了最小(xiǎo)的生(shēng)物(wù)分(fēn)子計算機現在在實驗室的實驗中(zhōng)他們已經能夠使它分(fēn)析生(shēng)物(wù)信息發現和治療前列腺癌和肺癌。埃胡德說我(wǒ)們已經給它增加了輸入/輸出系統它能夠診斷出疾病并在試管中(zhōng)制造出相應的藥物(wù)。 這種計算機的尺寸非常地小(xiǎo)一(yī)滴水中(zhōng)就可能包含有1成億個計算機。它的輸入/輸出模塊以及軟件都是由dna分(fēn)子構成的。 這一(yī)技術能夠給癌症等疾病在未來的診治帶來革命性的變化無需再進行切片檢查dna計算機能夠在人體(tǐ)内的組織中(zhōng)診斷疾病。埃胡德說我(wǒ)們的醫療計算機可能被看作一(yī)種藥物(wù)由血液帶到全身的各處檢查每個細胞是否已經發生(shēng)了病變。 它能夠使醫生(shēng)在腫瘤形成前治療癌症如果疾病已經擴散到身體(tǐ)的其它部分(fēn)它會向“頑固的”細胞釋放(fàng)藥物(wù)。不同的輸入模塊能夠診治不同的疾病。 現在生(shēng)物(wù)計算機還隻能在鹽溶液中(zhōng)工(gōng)作要把它應用到實際的疾病診斷中(zhōng)還有很多障礙需要突破。既要确保計算機能夠在人體(tǐ)内的生(shēng)物(wù)環境下(xià)繼續正常工(gōng)作又(yòu)不能對人體(tǐ)自身的免疫系統造成混亂即要做到絕對安全這顯然是非常必要的夏皮羅說。 它們也應該比現在的原型要複雜(zá)不僅僅是辨認跟癌症有關的rna還要分(fēn)配各種藥物(wù)也不僅僅是dna療法。它們需要接受在細胞環境、組織、單個器官和動物(wù)體(tǐ)内的實驗最終才能用在人身上。 試管中(zhōng)參與生(shēng)化反應的分(fēn)子很多相當于大(dà)批的dna計算機在同時工(gōng)作盡管生(shēng)化反應有時需要很長的時間但極其大(dà)量一(yī)個摩爾的dna溶液含有10的23次方個分(fēn)子每個分(fēn)子都是一(yī)台計算機的dna計算機同時運算運算速度能達到每秒10億次的高速。而且dna計算機的能耗非常低耗能隻有電(diàn)子計算機的一(yī)百億分(fēn)之一(yī)而它的存儲密度卻大(dà)約是人們通常使用的磁盤存儲器的10000億倍這些都是dna計算機的優點。” 夏院士對記者說“但dna計算機也存在兩大(dà)缺陷由于生(shēng)化反應本身存在一(yī)定的随機性所以這種運算的結果也就不完全精确。另外(wài)參與運算的dna分(fēn)子之間不能像傳統計算機一(yī)樣進行通訊隻能‘各自爲戰’這對于dna計算機今後處理一(yī)些大(dà)型計算也是一(yī)種缺陷。” “最主要的是dna計算機面對的這些障礙現在看來都是‘難以逾越的’所以除了針對一(yī)些特定問題dna計算機在實際應用上還不如納米計算機更有希望。”夏院士最後強調說。 新浪科技訊 據美國《新科學家》網站美國東部時間8月18日北(běi)京時間8月19日消息 世界第一(yī)台可運行遊戲程序的dna計算機現已面世。該系統命名爲“maya”是目前第一(yī)個互動式dna計算處理系統。該系統是以生(shēng)化酶爲計算基礎來運算簡單遊戲。 dna計算機是美國南(nán)加州大(dà)學萊昂納德-阿德爾博士于1994年提出的奇妙構思dna計算機通過控制dna分(fēn)子間的生(shēng)化反應來完成運算。dna分(fēn)子之間的反應可取代cpu進行計算處理 。目前的dna計算技術都必須将dna溶于試管液體(tǐ)中(zhōng)。 該dna計算系統是由美國哥倫比亞大(dà)學米蘭-斯托賈諾維克milan stojanovic和新墨西哥大(dà)學達克-斯蒂芬維克darko stefanovic研制開(kāi)發的。以色列魏茨曼科學研究所科比-貝尼桑kobi benenson稱“用複雜(zá)的dna分(fēn)子反應作爲邏輯通道進行數據處理并實現具體(tǐ)的遊戲程序是dna計算處理技術上的一(yī)個裏程碑。” 通過生(shēng)化酶不同的反應可實現比井字遊戲更爲複雜(zá)的計算處理。但是斯托賈諾維克和斯蒂芬維克表示“盡管dna計算機可順利運行而無需人爲性幹預。但是dna計算機遠不及矽芯片計算機因爲在人機交互處理中(zhōng)人爲操作與dna計算機的交互不能像矽芯片計算機那樣很好地結合在一(yī)起。”目前很少有人能戰勝maya斯托賈諾維克已經輸給maya100多次。他指出“我(wǒ)們應該改動遊戲程序讓電(diàn)腦輸幾次使玩家感受到勝利的喜悅。” 倫敦大(dà)學計算機科學家彼得-本特利peter bentley說“這是一(yī)項非常有趣的研究成果。但是該系統隻是一(yī)個新奇的事物(wù)目前僅限于井字遊戲尚不能拓展至更廣闊的 新華網華盛頓3月18日電(diàn)記者毛磊美國科學家利用簡單的dna計算機在實驗中(zhōng)爲一(yī)個有24個變量、100萬種可能結果的數學難題找到了答案。這是迄今利用非電(diàn)子化計算手段解出的最複雜(zá)數學問題表明dna計算機研制又(yòu)邁出了重要一(yī)步。 美國南(nán)加利福尼亞大(dà)學教授阿德勒曼将這一(yī)研究成果發表在新一(yī)期美國《科學》雜(zá)志(zhì)上。 dna脫氧核糖核酸是生(shēng)物(wù)遺傳的物(wù)質基礎它通過4種核苷酸的排列組合存儲生(shēng)物(wù)遺傳信息。将運算信息排列于dna上并通過特定dna片段之間的相互作用來得出運算結果是dna計算機工(gōng)作的主要原理。 阿德勒曼教授是dna計算機研究領域的先驅。他于1994年在實驗中(zhōng)演示dna計算機可以解決著名的“推銷員(yuán)問題”首次論證了這種計算技術的可行性。“推銷員(yuán)問題”用數學語言來說是要求在7個城市間尋找最短的路線這一(yī)問題相對簡單心算就可以給出答案。 但這次阿德勒曼教授用dna計算機演示新問題難度就大(dà)多了靠人腦的計算能力基本無法處理。這一(yī)邏輯問題名叫“np完全3-sat問題”聽(tīng)起來不知(zhī)所雲但可以形象化地表述如下(xià) 假設你走進一(yī)個有100萬輛汽車(chē)的車(chē)行想買一(yī)輛稱心的車(chē)。你向銷售員(yuán)提出了一(yī)大(dà)堆條件如“想買一(yī)輛4座和自動檔的”“敞蓬和天藍(lán)色的”寶馬車(chē)等等加起來多達24項。在整個車(chē)行中(zhōng)能滿足你所有條件的車(chē)隻有一(yī)輛。從理論上說銷售員(yuán)必須一(yī)輛輛費(fèi)勁地找。傳統的電(diàn)子計算機采用的就是這種串行計算的辦法來求解。 阿德勒曼等設計的dna計算機則對這一(yī)問題進行了并行處理。他們首先利用dna片段編碼了100萬種可能的答案然後将其逐一(yī)通過不同容器每個容器都放(fàng)入了代表24個限制條件之一(yī)的dna。每通過一(yī)個容器滿足特定限制條件的dna分(fēn)子經反應後被留下(xià)并進入下(xià)一(yī)個容器繼續接受其它限制條件的檢驗不滿足的則被排除出去(qù)從解決這個問題的過程中(zhōng)可以看出理論上dna計算機的運算策略和速度将優于傳統的電(diàn)子計算機。阿德勒曼教授說雖然他們的新實驗進一(yī)步提高了dna計算機模型的運算能力但總的來說dna計算機錯誤率還是太高要真正超越電(diàn)子計算機還需要在dna大(dà)分(fēn)子操縱技術等方面有大(dà)的突破。 人們正在探索将光電(diàn)子學和生(shēng)物(wù)工(gōng)程這兩個最尖端的技術引入計算機領域研制超小(xiǎo)型、超高速、超大(dà)容量的新型計算機并對此充滿信心。人們對光子計算機的設想是1根據光學空間的多維特性爲計算機設計新的邏輯結構和運算原理。2充分(fēn)利用光子元件體(tǐ)積小(xiǎo)傳送信息速度快的特點用超高速大(dà)容量的光子元件替代目前計算機中(zhōng)使用的矽化學元件用光導纖維或光波代替普通金屬導線。 仿生(shēng)計算機的設計思路與光子計算機有異曲同工(gōng)之妙1通過對生(shēng)物(wù)的腦和神經系統中(zhōng)信息傳遞、信息處理等原理的進一(yī)步研究設計全新的仿生(shēng)模式計算機并與人工(gōng)智能的研究相互借鑒、共同發展。2模拟生(shēng)物(wù)細胞中(zhōng)的蛋白(bái)質和酶等物(wù)質的産生(shēng)過程制造出仿生(shēng)集成芯片來替代目前計算機中(zhōng)使用的半導體(tǐ)元件。 50年前年輕的美國科學家詹姆斯·沃森(sēn)和英國科學家弗朗西斯·克裏克正式提出了dna脫氧核糖核酸的雙螺旋結構模型。dna結構這一(yī)分(fēn)子生(shēng)物(wù)學中(zhōng)最基本的謎團揭開(kāi)後釋放(fàng)出了驚人的能量。這50年來因爲dna的研究而湧現出來的基因克隆、基因組測序、聚合酶鏈式反應等技術直接促進了現代生(shēng)物(wù)技術産業的興起。可以說dna雙螺旋結構的發現爲現代基因工(gōng)程奠定了基礎。 事實上dna的影響力遠不止于生(shēng)物(wù)領域它直接啓發了區别于傳統電(diàn)子計算機計算模式的dna計算機的出現。1994年dna計算機誕生(shēng)于南(nán)加利福尼亞大(dà)學萊昂那多·阿德萊曼leonard adleman教授的試管中(zhōng)據說這一(yī)設想是受到沃森(sēn)所著的《基因分(fēn)子生(shēng)物(wù)學》教科書(shū)的啓發。雖然在9年之後的今天dna計算機還隻是科學之樹(shù)的“嫩枝”科學界對其态度也見仁見智。但在“尋找矽的替代物(wù)”已成爲一(yī)場如火(huǒ)如荼的運動的今天dna計算依然是值得探索的方向。 dna啓發計算。與傳統的矽電(diàn)子計算機“看得見、摸得着”并有着越來越精緻的外(wài)型不同的是目前的dna計算機還都隻是躺在試管裏的液體(tǐ)。之所以會構造出如此古怪的計算機其原因在于科學家普遍認爲目前計算機的縮微化已接近極限。摩爾定律告訴我(wǒ)們芯片制造商(shāng)大(dà)約每18個月就會把擠在指甲蓋那麽大(dà)的矽片裏的晶體(tǐ)管數量增加一(yī)倍而事實的确如此。物(wù)理學定律則認爲這種成倍增長的速度不會永遠持續下(xià)去(qù)。最終晶體(tǐ)管會變得非常小(xiǎo)小(xiǎo)到隻有幾個分(fēn)子那麽大(dà)。在這樣小(xiǎo)的距離(lí)裏起作用的将是古怪的量子定律電(diàn)子會從一(yī)個地方跳到另外(wài)一(yī)個地方而不穿過這兩個地方之間的空間就像破漏的消防水管中(zhōng)的水這時的電(diàn)子會越過導線和絕緣層從而産生(shēng)緻命的短路。因此人們需要掌握能制造出體(tǐ)積更微小(xiǎo)的計算機的技術目前談得較多的dna計算機、量子計算機、光子計算機、分(fēn)子計算機就是這一(yī)領域主要的探索方向。 就現在的情況下(xià)還難以預測下(xià)一(yī)代計算機将會是什麽樣的或許未來的計算機芯片是一(yī)滴溶液。可千萬别小(xiǎo)看這一(yī)滴溶液阿德萊曼當年就是用一(yī)滴溶液解決了著名的“推銷員(yuán)問題”即哈米爾頓hamilton的路徑問題要求在7個城市間尋找最短路線雖然這一(yī)問題相對簡單人類的心算就可以解決但這是對dna計算技術可行性的首次論證。去(qù)年阿德萊曼又(yòu)利用簡單的dna計算機爲一(yī)個有着24個變量、100萬種可能結果的數學難題這一(yī)邏輯問題名爲“np完全3-sat問題”找到了答案而這樣的計算就連傳統計算機都不易做到。其實dna計算機的最大(dà)優點在于其驚人的存貯容量和運算速度。一(yī)立方厘米的dna上存儲的信息比一(yī)萬億張光盤存儲的還多十幾小(xiǎo)時的dna計算就能相當于所有電(diàn)腦自問世以來的總運算量。 更重要的是dna計算機的能耗非常低隻有電(diàn)子計算機的一(yī)百億分(fēn)之一(yī)。雖然目前單個dna計算機的運算速度比傳統計算機慢(màn)得多但由于它能夠同時執行大(dà)量的運算如一(yī)根試管可容納一(yī)萬億個dna計算機這些計算機可以同時并發運算如此看來“稚嫩”的dna計算機至少非常适合于解決那些需要窮盡各種計算結果的“組合問題”。 何時突破“試管”一(yī)些科學家預計十到二十年後dna計算機将進入實用階段。當然也有不少科學家對此提出了質疑。畢竟九年的時間對于看清楚可能會對未來産生(shēng)重大(dà)影響的技術的前途來說實在太短。不說别的可自動運行的dna計算機也才誕生(shēng)了不足兩年早先的dna計算機需要研究人員(yuán)的一(yī)點“手工(gōng)”推動如改變溫度或添加化學物(wù)。 這台世界上首次在輸入、輸出系統及軟硬件均由生(shēng)物(wù)分(fēn)子制成的自動編程運算式dna計算機誕生(shēng)在以色列的魏茨曼學院該學院的埃胡德·沙皮羅教授在發表這項成果的同時表示“目前這種計算機的功能尚顯單一(yī)在現實生(shēng)活中(zhōng)不能馬上應用而且太小(xiǎo)了人們每次無法僅使用其中(zhōng)的一(yī)台。”另外(wài)參與運算的dna分(fēn)子之間并不能像傳統計算機一(yī)樣進行通訊隻能“各自爲戰”。dna計算機的弊端還不僅如此。當年阿德萊曼的“試管計算機”在幾秒内得出了所有可能的哈米爾頓路徑後卻不得不再花費(fèi)數周去(qù)揀出那些正确的答案。阿德萊曼在演示了其dna計算機是如何解決“np完全3-sat問題”後也表示雖然他們的新實驗進一(yī)步提高了dna計算機模型的運算能力但總的來說dna計算機錯誤率還是太高要真正超越電(diàn)子計算機還需要在dna大(dà)分(fēn)子操縱技術等方面有大(dà)的突破。盡管如此種種的不足并沒有阻礙dna計算機的進一(yī)步發展尤其是其商(shāng)業化的腳步。 2002年年初奧林巴斯公司與東京大(dà)學聯合開(kāi)發出了全球第一(yī)台能夠真正投入商(shāng)業應用的dna計算機用于基因的診斷。該計算機由分(fēn)子計算組件和電(diàn)子計算部件兩部分(fēn)組成前者用來計算分(fēn)子的dna組合以實現化學反應搜索并篩選出正确的dna結果而後者則對這些結果進行分(fēn)析并且能将原來人工(gōng)分(fēn)析dna需要的3天時間縮短爲6個小(xiǎo)時。除了在醫療領域外(wài)如新材料開(kāi)發領域也在探讨dna計算機的應用力圖通過有效的配置分(fēn)子達到生(shēng)産出新材料的目的。這些足以說明dna計算機正試圖走出隻能解決數學問題的有限用途真正開(kāi)始深入産業。 更令人期待的是一(yī)旦微小(xiǎo)的計算機成爲現實這些“理想”如巨型計算機裝在口袋裏嵌入衣服裏的計算機會告訴洗衣機應當用什麽水溫洗滌衣服筆芯中(zhōng)的墨水即将用完時嵌在筆中(zhōng)的計算機能提醒更換筆芯等等都能成真。 四進制與生(shēng)物(wù)計算機。如果計算機采用了四進制會有什麽好處其中(zhōng)最大(dà)的好處是能立即節省一(yī)半的運算單元并能提高系統的整體(tǐ)運算速度。如果某台電(diàn)腦需要二十萬個運算單元在采用了四進制後隻需十萬個運算單元就能發揮相同的效果。相對于電(diàn)子計算機生(shēng)物(wù)電(diàn)腦的運算元件絕對不可能是集成電(diàn)路或電(diàn)子管這些與生(shēng)物(wù)特性完全不相幹的東西就像dna計算機其本身依靠dna中(zhōng)的a、t、g、c四個獨立堿基構成先天性的形成了一(yī)個四進制組合這與目前半導體(tǐ)開(kāi)合動作所形成的二進制一(yī)樣。 事實上目前最可能成爲生(shēng)物(wù)計算機運算單元的也就是dna或rna核糖核酸。當然生(shēng)物(wù)電(diàn)腦仍存在很難突破的瓶頸。僅以運算元件來說dna或rna分(fēn)子的控制畢竟不如集成電(diàn)路容易況且是控制數以十萬、百萬計的dna或rna分(fēn)子更别提如何辨别這些分(fēn)子。不過正如當年的核融合技術在真正實現以前也曾遭遇過種種困難最終在海森(sēn)堡、奧本海默、費(fèi)曼等物(wù)理學家的努力下(xià)還是取得了成功一(yī)樣相信随着人類科技的飛速發展待生(shēng)物(wù)科技成熟後具有人工(gōng)智能的、能爲人類造福的全新計算機技術會在不遠的将來誕生(shēng)。
二、未來計算機的發展趨勢
計算機的發展趨勢如下(xià)：
1、巨型化，指計算機具有極高的運算速度、大(dà)容量的存布空間；2、微型化，大(dà)規模及超大(dà)規模集成電(diàn)路發展的必然；3、網絡化，計算機技術和通信技術緊密結合的産物(wù)；4、智能化，讓計算機能夠模拟人類的智力活動。
三、計算機科學與技術專業就業方向是什麽
計算機科學與技術專業的就業
前景
第一(yī)，短期内社會需求仍然很大(dà)，計算機專業畢業生(shēng)的就業市場前景廣闊。從全球it行業的發展看，經過幾年的低迷發展，it行業已經走出低谷、大(dà)有東山再起之勢，it行業在國民經濟發展中(zhōng)日益顯現出蓬勃生(shēng)機。從中(zhōng)國情況看，從事計算機軟件開(kāi)發的人才遠遠低于發達國家。美國從事計算機軟件開(kāi)發的人才達到 180多萬，印度達到90萬，而中(zhōng)國從事計算機軟件開(kāi)發的人才不足40萬。這就說明，中(zhōng)國計算機軟件人才短缺，這将嚴重束縛中(zhōng)國it行業的發展，特别是直接影響到中(zhōng)國經濟的發展和社會的進步。與此同時，由于中(zhōng)國經濟社會發展的不平衡，導緻中(zhōng)國東部與西部之間，城鄉之間出現很大(dà)的差距，特别是中(zhōng)國經濟發展比較落後的地區，急需計算機方面的專業人才。因此，随着中(zhōng)國經濟的不斷發展，社會在一(yī)定時間内對計算機專業人才的需求仍将很大(dà)[5] 。
第二，随着計算機專業畢業生(shēng)的增多，就業競争将更爲激烈。有關資(zī)料顯示，截止2003年，中(zhōng)國普通高校總數爲1683所，本科學校679所，其中(zhōng)505所開(kāi)設有“計算機科學與技術”專業，是全國專業點數之首；2003年，計算機專業在校學生(shēng)人數27萬，占理工(gōng)科在校生(shēng)總數的14.6%，加上信息技術相關專業的在校生(shēng)達到63萬人。也就是說，信息技術和計算機專業的學生(shēng)數量占全國所有理工(gōng)科學生(shēng)總數的1/3。這樣勢必導緻計算機學科專業畢業生(shēng)的就業競争将更加激烈。
第三，用人單位對畢業生(shēng)選擇餘地增加，導緻對畢業生(shēng)的要求将越來越高。在今後的一(yī)段時間内，由于中(zhōng)國經濟發展可能會面臨不平衡，中(zhōng)國計算機專業畢業生(shēng)的就業仍将存在結構性的矛盾，最終導緻計算機專業畢業生(shēng)在職業選擇時會出現“冷熱”不均的現象。經濟發達地區或工(gōng)資(zī)待遇高的地區，仍将成爲學生(shēng)職業的首選，緻使畢業生(shēng)的需求顯得相對過剩。用人單位在選擇畢業生(shēng)時有充分(fēn)的選擇餘地，緻使用人單位對畢業生(shēng)的要求會越來越高，不僅要求畢業生(shēng)具有一(yī)定的專業素養和綜合素質，而且還要具備一(yī)定的職業能力，包括核心技能、行業通用技能和職業專門技能。因此，提升計算機專業學生(shēng)的綜合素質、培養職業能力日顯突出和必要。
現狀
1．網絡工(gōng)程方向就業前景良好，學生(shēng)畢業後可以到國内外(wài)大(dà)型電(diàn)信服務商(shāng)、大(dà)型通信設備制造企業進行技術開(kāi)發工(gōng)作，也可以到其他企事業單位從事網絡工(gōng)程領域的設計、維護、教育培訓等工(gōng)作。
2．軟件工(gōng)程方向 就業前景十分(fēn)廣闊，學生(shēng)畢業後可以到國内外(wài)衆多軟件企業、國家機關以及各個大(dà)、中(zhōng)型企、事業單位的信息技術部門、教育部門等單位從事軟件工(gōng)程領域的技術開(kāi)發、教學、科研及管理等工(gōng)作。也可以繼續攻讀計算機科學與技術類專業研究生(shēng)和軟件工(gōng)程碩士。
3．通信方向學生(shēng)畢業後可到信息産業、财政、金融、郵電(diàn)、交通、國防、大(dà)專院校和科研機構從事通信技術和電(diàn)子技術的科研、教學和工(gōng)程技術工(gōng)作。
4．網絡與信息安全方向寬口徑專業，主幹學科爲信息安全和網絡工(gōng)程。學生(shēng)畢業後可爲政府、國防、軍隊、電(diàn)信、電(diàn)力、金融、鐵路等部門的計算機網絡系統和信息安全領域進行管理和服務的高級專業工(gōng)程技術人才。并可繼續攻讀信息安全、通信、信息處理、計算機軟件和其他相關學科的碩士學位。
發展趨勢
截至2005年底，全國電(diàn)子信息産品制造業平均就業人數 322．8萬人，其中(zhōng)工(gōng)人約占6 0%，工(gōng)程技術人員(yuán)和管理人員(yuán)比例較低，遠不能滿足電(diàn)子信息産業發展的需要。軟件業人才供需矛盾尤爲突出。2002年，全國軟件産業從業人員(yuán)59.2萬人，其中(zhōng)軟件研發人員(yuán)爲15.7萬人，占26．52%。而當前電(diàn)子信息産業發達國家技術人員(yuán)的平均比例都在30%以上。中(zhōng)國電(diàn)子信息産業技術人員(yuán)總量稍顯不足。
智能化使計算機具有模拟人的感覺和思維過程的能力，使計算機成爲智能計算機。這也是目前正在研制的新一(yī)代計算機要實現的目标。智能化的研究包括模式識别、圖像識别、自然語言的生(shēng)成和理解、博弈、定理自動證明、自動程序設計、專家系統、學習系統和智能機器人等，已研制出多種具有人的部分(fēn)智能的機器人。
網絡化是計算機發展的又(yòu)一(yī)個重要趨勢。從單機走向聯網是計算機應用發展的必然結果。所謂計算機網絡化，是指用現代通信技術和計算機技術把分(fēn)布在不同地點的計算機互聯起來，組成一(yī)個規模大(dà)、功能強、可以互相通信的網絡結構。網絡化的目的是使網絡中(zhōng)的軟件、硬件和數據等資(zī)源能被網絡上的用戶共享。大(dà)到世界範圍的通信網，小(xiǎo)到實驗室内部的局域網已經很普及，因特網（internet）已經連接包括我(wǒ)國在内的150多個國家和地區。由于計算機網絡實現了多種資(zī)源的共享和處理，提高了資(zī)源的使用效率，因而深受廣大(dà)用戶的歡迎，得到了越來越廣泛的應用。
多媒體(tǐ)計算機是當前計算機領域中(zhōng)最引人注目的高新技術之一(yī)。多媒體(tǐ)計算機就是利用計算機技術、通信技術和大(dà)衆傳播技術，來綜合處理多種媒體(tǐ)信息的計算機。這些信息包括文本、視頻(pín)圖像、圖形、聲音、文字等。多媒體(tǐ)技術使多種信息建立了有機聯系，并集成爲一(yī)個具有人機交互性的系統。多媒體(tǐ)計算機将真正改善人機界面，使計算機朝着人類接受和處理信息的最自然的方式發展。
②、未來計算機
1、量子計算機
量子計算機是一(yī)類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理的量子物(wù)理設備，當某個設備是由兩子元件組裝，處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。
2、神經網絡計算機
人腦總體(tǐ)運行速度相當于每秒1000萬億次的電(diàn)腦功能，可把生(shēng)物(wù)大(dà)腦神經網絡看做一(yī)個大(dà)規模并行處理的、緊密耦合的、能自行重組的計算網絡。從大(dà)腦工(gōng)作的模型中(zhōng)抽取計算機設計模型，用許多處理機模仿人腦的神經元機構，将信息存儲在神經元之間的聯絡中(zhōng)，并采用大(dà)量的并行分(fēn)布式網絡就構成了神經網絡計算機。
3、化學計算機&生(shēng)物(wù)計算機
在運行機理上，化學計算機以化學制品中(zhōng)的微觀碳分(fēn)子作信息載體(tǐ)，來實現信息的傳輸與存儲。dna分(fēn)子在酶的作用下(xià)可以從某基因代碼通過生(shēng)物(wù)化學反應轉變爲另一(yī)種基因代碼，轉變前的基因代碼可以作爲輸入數據，反應後的基因代碼可以作爲運算結果，利用這一(yī)過程可以制成新型的生(shēng)物(wù)計算機。生(shēng)物(wù)計算機最大(dà)的優點是生(shēng)物(wù)芯片的蛋白(bái)質具有生(shēng)物(wù)活性，能夠跟人體(tǐ)的組織結合在一(yī)起，特别是可以和人的大(dà)腦和神經系統有機的連接，使人機接口自然吻合，免除了繁瑣的人機對話(huà)，這樣，生(shēng)物(wù)計算機就可以聽(tīng)人指揮，成爲人腦的外(wài)延或擴充部分(fēn)，還能夠從人體(tǐ)的細胞中(zhōng)吸收營養來補充能量，不要任何外(wài)界的能源，由于生(shēng)物(wù)計算機的蛋白(bái)質分(fēn)子具有自我(wǒ)組合的能力，從而使生(shēng)物(wù)計算機具有自調節能力、自修複能力和自再生(shēng)能力，更易于模拟人類大(dà)腦的功能。現今科學家已研制出了許多生(shēng)物(wù)計算機的主要部件—生(shēng)物(wù)芯片。
4、光計算機
光計算機是用光子代替半導體(tǐ)芯片中(zhōng)的電(diàn)子，以光互連來代替導線制成數字計算機。與電(diàn)的特性相比光具有無法比拟的各種優點：光計算機是“光”導計算機，光在光介質中(zhōng)以許多個波長不同或波長相同而振動方向不同的光波傳輸，不存在寄生(shēng)電(diàn)阻、電(diàn)容、電(diàn)感和電(diàn)子相互作用問題，光器件具有無電(diàn)位差的特點，因此光計算機的信息在傳輸中(zhōng)畸變或失真小(xiǎo)，可在同一(yī)條狹窄的通道中(zhōng)傳輸數量大(dà)得難以置信的數據。
需求分(fēn)析
1．全國計算機應用專業人才的需求每年将增加100萬人左右 按照人事部的有關統計，中(zhōng)國今後幾年内急需人才主要有以下(xià) 8大(dà)類：以電(diàn)子技術、生(shēng)物(wù)工(gōng)程、航天技術、海洋利用、新能源新材料爲代表的高新技術人才；信息技術人才；機電(diàn)一(yī)體(tǐ)化專業技術人才；農業科技人才；環境保護技術人才；生(shēng)物(wù)工(gōng)程研究與開(kāi)發人才；國際貿易人才；律師人才。教育部、信息産業部、國防科工(gōng)委、交通部、衛生(shēng)部曾聯合調查的專業領域人才需求狀況表明，随着中(zhōng)國軟件業規模不斷擴大(dà)，軟件人才結構性矛盾日益顯得突出，人才結構呈兩頭小(xiǎo)、中(zhōng)間大(dà)的橄榄型，不僅缺乏高層次的系統分(fēn)析員(yuán)、項目總設計師，也缺少大(dà)量從事基礎性開(kāi)發的人員(yuán)。按照合理的人才結構比例進行測算，到2005年，中(zhōng)國需要軟件高級人才6萬人、中(zhōng)級人才28萬人、初級人才46萬人，再加上企業、社區、機關、學校等領域，初步測算，全國計算機應用專業人才的需求每年将增加100萬人左右。
2，數控人才需求增加 藍(lán)領層數控技術人才是指承擔數控機床具體(tǐ)操作的技術工(gōng)人，在企業數控技術崗位中(zhōng)占70．2%，是目前需求量最大(dà)的數控技術工(gōng)人；而承擔數控編程的工(gōng)藝人員(yuán)和數控機床維護、維修人員(yuán)在企業數控技術崗位中(zhōng)占25%，其中(zhōng)數控編程技術工(gōng)藝人員(yuán)占12．6%，數控機床維護維修人員(yuán)占12．4%，随着企業進口大(dà)量的設備，數控人才需求将明顯增加。
3．軟件人才看好 教育部門的統計資(zī)料和各地的人才招聘會都傳出這樣的信息計算機、微電(diàn)子、通訊等電(diàn)子信息專業人才需求巨大(dà)，畢業生(shēng)供不應求。從總體(tǐ)上看，電(diàn)子信息類畢業生(shēng)的就業行情十分(fēn)看好，10年内将持續走俏。網絡人才逐漸吃香，其中(zhōng)最走俏的是下(xià)列3類人才：軟件工(gōng)程師、遊戲設計師、網絡安全師。
4．電(diàn)信業人才需求持續增長 電(diàn)信企業對于通信技術人才的需求，尤其是對通信工(gōng)程、計算機科學與技術、信息工(gōng)程、電(diàn)子信息工(gōng)程等專業畢業生(shēng)的需求持續增長。随着電(diàn)信市場的競争由國内競争向國際競争發展并日趨激烈，對人才層次的要求也不斷升級，即由本科、專科生(shēng)向碩士生(shēng)和博士生(shēng)發展。市場營銷人才也是電(diàn)信業的需求亮點。随着電(diàn)信市場由過去(qù)的賣方市場轉變爲買方市場，電(diàn)信企業開(kāi)始大(dà)舉充實營銷隊伍，既懂技術又(yòu)懂市場營銷的人才将會十分(fēn)搶手。
從業要求
（即計算機科學與技術類專業大(dà)學生(shēng)應該儲備的知(zhī)識）
1．網絡工(gōng)程方向專業培養的人才具有紮實的網絡工(gōng)程專業基礎、較好的綜合素質；能系統地掌握計算機網絡和通信網絡技術領域的基本理論、基本知(zhī)識；能掌握各類網絡系統的組網、規劃、設計、評價的理論、方法與技術；獲得計算機網絡設計、開(kāi)發及應用方面良好的工(gōng)程實踐訓練，特别是獲得大(dà)型網絡工(gōng)程開(kāi)發的初步訓練。
2．軟件産業作爲信息産業的核心，是國民經濟信息化的基礎，它已經涉足工(gōng)業、農業、商(shāng)業、金融、科教衛生(shēng)、國防和百姓生(shēng)活等各個領域。本專業方向就是學習如何采用先進的工(gōng)程化方法進行軟件開(kāi)發和軟件生(shēng)産。
3．計算機軟件主流開(kāi)發技術、軟件工(gōng)程、軟件項目過程管理等基本知(zhī)識與技能，熟練掌握先進的軟件開(kāi)發工(gōng)具、環境和軟件工(gōng)程管理方法，培養學生(shēng)系統的軟件設計與項目實施能力，勝任軟件開(kāi)發、管理和維護等相關工(gōng)作的專業性軟件工(gōng)程高級應用型人才。
4．信息工(gōng)程通信方向是一(yī)個以通信技術、電(diàn)子技術和計算機技術爲基礎，以現代通信系統的基本理論和技術及信号與信息的獲取、傳輸、存儲、處理爲學習和研究對象。要求學生(shēng)系統地學習通信系統和信息科學的基本理論和基本知(zhī)識。使學生(shēng)受到嚴格的科學試驗訓練和科學研究初步訓練，具有從事通信工(gōng)程和電(diàn)子工(gōng)程的綜合設計、開(kāi)發、集成應用及維護等能力的高級應用型技術人才。主要的研究領域包括：現代通信系統與程控交換、計算機網絡與移動通信、信号與信息處理新方法、數字圖像處理及壓縮技術、單片機原理及應用、dsp原理及應用和通信領域新技術新業務的研發等。
5．信息工(gōng)程網絡與信息安全方向是以信息安全技術和網絡技術爲基礎，以信息安全和網絡協議、網絡産品的研究、開(kāi)發、運行、管理和維護爲學習和研究對象，掌握網絡中(zhōng)實現信息安全的相關技術。要求學生(shēng)系統地學習信息科學和通信系統的基本理論和基本知(zhī)識，使學生(shēng)受到嚴格的科學試驗訓練和科學研究初步訓練，具有從事信息安全和網絡工(gōng)程綜合設計、開(kāi)發、維護及應用等基本能力的高級應用型技術人才。
