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第一部分　计算机硬件3

第1讲 电子计算机发明准备3

1.1　机械计算机3

1.2　电子计算机发明的理论准备11

背景材料14

参考文献15

第2讲　电子计算机发展简史16

2.1 国外电子计算机发展简史16

2.2　中国电子计算机发展简史22

背景材料27

参考文献29

第3讲　计算机发展趋势30

3.1　计算机小型化30

3.2　计算机网络化33

3.3　计算机多样化35

背景材料37

参考文献38

第4讲　“巨磁电阻”效应与硬盘39

4.1　“巨磁电阻”效应概述39

4.2　2007年诺贝尔物理学奖40

4.3　硬盘介质存储原理41

4.4　大硬盘中的应用43

4.5　研究历史与热点44

4.6　量子化磁盘45

背景材料45

参考文献46

第5讲　光盘与有机光存储材料47

5.1　光盘与有机光存储材料简介47

5.2　光盘的种类48

5.3　光盘读写机理48

5.4　光存储的发展历史50

5.5　光存储技术的发展趋势51

5.6　我国光存储的发展52

背景材料52

参考文献53

第6讲 集成电路、芯片及其发展历史54

6.1　集成电路与芯片54

6.2 CPU的结构56

6.3　集成电路发展历史58

6.4　我国集成电路发展史59

背景材料60

参考文献61

第7讲　芯片设计与制造62

7.1 SoC62

7.2　CMOS64

7.3　芯片的封装技术64

7.4　国内芯片设计制造的研究现状67

背景材料67

参考文献68

第8讲　超级计算机69

8.1　超级计算机概述69

8.2　超级计算机的结构69

8.3　顶级超级计算机70

8.4　国外大／巨型机的发展71

8.5 国内大／巨型机的发展72

背景材料74

参考文献77

第9讲　量子计算机78

9.1　量子计算机概述78

9.2　量子计算机原理79

9.3　量子计算机发展现状与趋势80

9.4　量子技术的应用83

9.5　国内量子计算机发展85

背景材料85

参考文献86

第10讲　纳米器件87

10.1　纳米器件概述87

10.2　纳米器件的技术原理88

10.3　纳米器件的现状与发展90

10.4　纳米器件的典型应用92

10.5　纳米器件的展望95

10.6 国内纳米器件的研究95

背景材料96

参考文献97

第11讲　机器人99

11.1　机器人简介99

11.2　机器人的发展阶段101

11.3　机器人分类102

11.4　各国的机器人发展107

11.5 中国的机器人发展111

11.6　现代机器人发展113

背景材料115

参考文献116

第二部分　计算机软件119

第12讲　CMM与敏捷软件设计119

12.1　软件危机与软件工程方法学119

12.2　软件过程管理与CMM120

12.3　敏捷软件设计123

12.4　我国的敏捷开发126

背景材料127

参考文献128

第13讲　软件产品线与网构软件129

13.1　软件产品线的历史129

13.2　软件产品线的结构与框架132

13.3　国内网构软件研究134

背景材料136

参考文献137

第14讲　可信计算138

14.1　可信计算的事故138

14.2　可信计算的重要概念140

14.3　可信计算的发展历程141

14.4　国外可信计算的研究进展142

14.5　我国的可信计算144

背景材料145

参考文献147

第15讲　演化计算与软件基因编程148

15.1　演化计算148

15.2　遗传算法152

15.3　遗传程序设计153

15.4　基因表达式程序设计154

15.5　软件基因编程方式155

背景材料159

参考文献159

第16讲　软件进化论160

16.1　软件进化论研究160

16.2　软件的大小进化160

16.3　软件生态系统164

16.4　软件分子与细胞165

16.5　软件器官与软件脑166

背景材料169

参考文献170

第17讲　4GL与软件开发工具酶171

17.1　4GL171

17.2　生物酶与开发工具174

背景材料178

参考文献178

第18讲　知件与智幻体180

18.1　知件180

18.2　“软件人”简介182

18.3　智幻体183

背景材料187

参考文献188

第三部分 网络与安全191

第19讲　光通信与其他应用191

19.1　光通信设备和材料191

19.2　国际光纤接入网的发展现状193

19.3　光纤通信技术的发展趋势194

19.4　其他应用195

背景材料198

参考文献199

第20讲　全球卫星通信200

20.1　卫星通信概述200

20.2　卫星通信发展历史201

20.3　卫星通信展望202

20.4　典型的“铱”星系统203

20.5　各国的军事卫星通信204

20.6 国内的卫星通信208

背景材料210

参考文献211

第21讲　超高速网络212

21.1　超高速网络概述212

21.2　超高速网络技术213

21.3　超高速网络研究现状215

21.4　国内超高速网络的研究218

背景材料218

参考文献219

第22讲　网络生态与青少年上网220

22.1 网络生态220

22.2　青少年上网的问题与对策221

22.3　网络道德伦理225

参考文献230

第23讲　网格计算232

23.1　网格计算概述232

23.2　网格计算技术234

23.3　网格计算应用236

23.4　网格计算发展趋势236

23.5 国内的网格计算发展238

背景材料239

参考文献240

第24讲　人工免疫与计算机病毒241

24.1　人体免疫系统简介241

24.2　人工免疫242

24.3　计算机病毒的历史与现状244

24.4　计算机病毒的发展趋势247

背景材料249

参考文献250

第25讲　信息对抗251

25.1　信息对抗概述251

25.2　空间信息对抗253

25.3　信息对抗技术257

参考文献260

第四部分　生物与智能263

第26讲　分子机器263

26.1　分子机器概述263

26.2　分子机器的原理265

26.3　分子马达概述268

26.4　分子马达的发展现状270

26.5　分子机器的未来幻想271

参考文献273

第27讲　生物芯片275

27.1　生物芯片概述275

27.2　全球生物芯片产业现状280

27.3　中国生物芯片产业282

27.4　基因芯片概述284

27.5　蛋白质芯片287

背景材料289

参考文献289

第28讲　生物信息学290

28.1　生物信息学的研究内容290

28.2　生物信息学的发展历史291

28.3　生物信息学的现状293

28.4　生物信息学的发展趋势295

背景材料296

参考文献299

第29讲　生物计算机300

29.1　生物计算机概述300

29.2　生物计算机原理302

29.3　阿德勒曼生物计算机实验303

29.4　生物计算机的发展305

29.5　国内生物计算机发展307

背景材料307

参考文献308

第30讲　人工生命309

30.1　生命的本质309

30.2　人工生命概述310

30.3　人工生命的发展历史312

30.4　人工生命的研究314

背景材料319

参考文献319

第31讲　人工智能320

31.1　人工智能的概念320

31.2　人工智能的发展历史320

31.3　人工智能的学派发展322

31.4　人工智能的热点324

31.5　人工智能的研究与应用领域324

31.6　对人工智能的展望327

背景材料328

参考文献330

第32讲　人机接口与一体化331

32.1　人机对话331

32.2　人机通信的工具332

32.3　人机一体化335

背景材料337

参考文献338

第33讲　“合成人”计划339

33.1　半人半机器的趋势339

33.2　伦理面对科技挑战341

33.3　“合成人”的基础研究343

33.4　合成生命344

背景材料346

参考文献347

第五部分　计算机应用351

第34讲　计算可视化与虚拟现实351

34.1　科学计算可视化概述351

34.2　科学计算可视化技术354

34.3　科学计算可视化的应用355

34.4　信息可视化技术领域的研究热点358

34.5　虚拟现实360

参考文献364

第35讲 核磁共振成像与CT365

35.1　核磁共振的概述365

35.2　核磁共振成像原理366

35.3　核磁共振技术的历史与现状367

35.4　2003年诺贝尔医学奖368

35.5　计算机X射线断层扫描技术CT369

背景材料371

参考文献372

第36讲　电子成像技术373

36.1　电子显微镜的概述373

36.2　射电望远镜的概述374

36.3　射电望远镜简史和现状376

36.4　我国的射电望远镜377

36.5　雷达378

背景材料380

参考文献380

第37讲　普适计算381

37.1　普适计算的概述381

37.2　普适计算的发展历史383

37.3　普适计算的技术384

37.4　普适计算的未来应用前景387

37.5　国内普适计算研究388

背景材料389

参考文献389

第38讲　虚拟仪器与数字制造390

38.1　虚拟仪器390

38.2　数字设计与制造393

背景材料395

参考文献395

第39讲　数字地球与数字城市397

39.1　数字地球397

39.2　数字城市399

背景材料401

参考文献402

第40讲　智能交通403

40.1　智能交通概述403

40.2　智能交通的原理404

40.3　国外现状与发展405

40.4　国内现状与发展406

背景材料406

参考文献407

全书思考题408