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 SoC 62
7.2 CMOS 64
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CMM 120
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 4GL 171
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CT 365
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CT 369
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