计算机科学前沿热点及发展趋势

摘要 : 计算机科学围绕信息、知识、智能等主题发展迅速。文章系统地介绍了信息处理、

文字与自然语言的理解、 数据仓库和数据挖掘； 知识科学； 人工智能、 人工神经网络的研究、

遗传算法、逻辑学等领域研究中前沿的若干问题，并提出未来计算机科学的发展趋势。

关键词 : 信息技术 知识科学 智能技术 发展趋势

在短短的 60 年里，计算机科学发展至今，取得了巨人的成就。从观念上改变了人们对

世界的认识， 将人类社会带入了信息时代。 加速 T 人类社会的发展。 在今天计算机科学技术

已经成为人们日常生活工作中不可或缺的重要组成部分， 而计算机技术的发展也将越来越多

影响人类社会的进步。

1 计算机科学前沿热点

近年来，计算机科学中前沿的问题主要围绕信息、知识、智能三大研究领域展开讨论。

本文中所指的信息是指客观事物的属性。 而知识不同于信息， 它是人们对信息经过大脑的加

工与处理后，形成的规律、规则、方法及认识。智能则是指大脑从历史信息、知识的基础之

上形成的对现有信息、知识的推理、演绎、判断的方法。

根据研究分析表明，在三大研究领域中，主要有以下前沿热点研究：

(1) 信息方面 : 信息处理、数据仓库和数据挖掘、生物信息学。

(2) 知识方面：以知识科学与知识工程为主要研究的问题。

(3) 智能方面： 以人工神经网络的研究 , 机器证明 , 人工智能与专家系统 , 遗传算法 , 代数逻

辑学形成了本研究领域的主要特色。

1.1 信息科学

1.1.1 信息处理技术

信息处理技术是当今计算机科学发展的重点，目前计算机处理的信息可分为符号和数

据，因而一切要由计算机处理的对象首先是符号化和数字化。 信息科学正在形成和迅速发展，

现在主要的研究课题集中在以下六个方面 :

(1) 信息源理论和信息的获取。 主要研究自然信息源和社会信息源 , 以及从信息源提取信息的

方法和技术。

(2) 信息的传输、存储、检索、转化和处理。

(3) 信号的测量、分析、处理及显示。

(4) 模式信息处理。研究对文字、声音，图像等信息的处理、分类和识别，研制机器图像和

语音识别系统。

(5) 知识信息处理。研究知识的表示、获取和应用，建立具有推理和自动解决问题能力的知

识信息处理系统，即专家系统。

(6) 决策和控制。在对信息的采集、分析、处理、识别和理解的基础上作出判断、决策或控

制，从而建立各种控制系统、管理信息系统和决策支持系统。

1.1.2 数据挖掘技术

传统的数据库技术是单一的数据资源， 即以数据库为中心， 对事务处理、 批处理到决策

分析等各种类型的数据处理工作。近年来，随着计算机技术的发展 , 对数据库中数据操作提

出了更高的要求， 希望计算机能够更多的参与数据分析与决策的制定等领域。 数据库处理可

以大致划分为两大类 : 操作型处理和分析型处理 ( 或信息型处理 ) 。这种分离 , 划清了数据处理

的分析型环境与操作型环境之间的界限 , 从而由原来的以单一数据库为中心的数据环境发展

为一种体系化环境 , 因而产生了数据挖掘技术。在这方面目前主要解决的前沿问题有 :

(1) 异构数据的接口机制； (2) 数据仓库的体系结构问题； (3) 数据仓库的数据优化问题； (4)

数据仓库中数据的获取与整理； (5) 历史数据的提出和信息挖掘； (6) 信息挖掘的方法学问题；

(7) 数据的存储和数据模型。

1.2 知识科学

知识进步是人类社会发展的永恒动力 , 知识经济是推动其他经济发展的