大数据背景下计算机科学与技术的应用现状与发展对策研究

吕睿怡

摘要：大数据不仅对传统产业产生了深远的影响，也对计算机科学与技术领域提出了更高的要求。如何有效地处理、存储、分析和应用海量的数据成为一个重要的问题。因此，文章对大数据背景下计算机科学与技术的应用现状展开分析，并提出相应的发展对策，以期能够为相关人员提供参考。

关键词：大数据；计算机科学与技术；应用现状；发展对策

中doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.03.044

中图分类号：TP 311.13          文献标志码：A           文章编码：1672-7274（2024）03-0-03

计算机科学与技术是大数据技术的核心基础，其发展状况与能力水平对于大数据的应用与推广至关重要[1]。

1   大数据概述

大数据，也被称为巨量资料，是一种复杂的数据集合，其量级庞大以至于主流的軟件工具无法在合理的时间内完成对其的获取、管控、处理以及整理。大数据的特点通常用5V来表示，即Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多样）、Value（低价值密度）和Veracity（真实性）。大数据的应用非常广泛，它在商业分析、健康医疗、科研、社交媒体等领域发挥着重要作用。通过对大数据的分析，人们可以更深入地理解市场趋势、消费者行为、疾病传播等，从而做出更好的决策。

2   大数据背景下的计算机科学与技术应用现状

2.1 虚拟技术的应用

在大数据背景下，计算机科学与技术应用正在不断发展和演进，其中虚拟技术在各个领域的应用尤为引人注目。虚拟技术是利用计算机生成的数字环境来模拟现实世界的技术，包括虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等[2]。在教育领域，虚拟技术正在迅速地改变学习方式，它的出现为学生提供了一种全新的学习体验。通过虚拟现实技术，学生可以穿越时空，亲身体验历史事件，探索科学世界，身临其境地参观古代文明的遗址或宇宙深处的星系。沉浸式的学习体验极大地提高了学习的乐趣和效果，激发了学生的好奇心和学习热情。虚拟现实技术也为远程教育提供了全新的可能性。传统远程教育往往受限于时空的限制，学生与教师之间的互动有限。虚拟现实技术可以创建一个虚拟的教室环境，使学生可以与远程教师和其他学生进行实时互动。

在娱乐领域，虚拟技术为人们带来了全新的娱乐体验，创造了更加逼真和身临其境的游戏环境。虚拟现实游戏通过头戴式显示器和交互设备，能够使玩家完全沉浸在虚拟世界中。他们可以在虚拟现实游戏中身临其境地参与游戏情节，与游戏中的人物和环境互动，享受到身临其境的游戏体验。无论是战斗游戏、冒险游戏还是体育竞技游戏，虚拟现实技术都能够增加游戏的震撼感和沉浸感，使玩家更加投入和享受游戏的乐趣。

增强现实技术通过将虚拟元素与现实世界相结合，为用户呈现出交互性和逼真感更强的娱乐形式。例如，通过手机或平板电脑上的增强现实应用，用户可以在现实环境中看到虚拟元素的投影，这种将虚拟元素与现实场景相结合的娱乐方式，能够为用户带来全新的游戏体验和互动性。

2.2 云存储技术的应用

云存储作为一种以云计算为基础的存储解决方案，可以将用户的数据存储在高度可靠、高性能的云服务器上。云存储提供了数据的高可用性和容错能力。用户的数据可以被复制和存储在多个服务器中，以防止数据丢失或硬件故障，提高数据的安全性和可靠性；云存储还为用户提供了便捷的数据访问和共享方式。用户可以通过网络随时随地访问存储在云端的数据，无须担心物理位置和设备限制[3]。

云存储技术的应用日益广泛，已成为计算机科学与技术的重要组成部分。在个人领域，云存储使得个人用户能够轻松备份和存储大量的数据，如照片、视频和文档等。用户可以通过云存储服务，随时随地访问自己的数据，实现数据的同步和共享。无论是在家还是在办公室，用户都可以通过云存储服务方便地获取自己的文件和数据，提高了工作效率和便捷性。在企业领域，云存储技术为企业用户提供了高可靠性和强大的数据备份和恢复能力。通过将关键数据备份到云端，可以有效应对硬件故障、自然灾害和人为失误等情况，最大程度地保障企业数据的安全。云存储还提供了便捷的数据共享和协作方式，企业员工可以方便地共享和访问共享数据，促进团队合作和协同工作。在教育领域，学校和教育机构可以采用云存储服务来安全存储和管理学生学习资料和教学资源。教师可以上传和分享教学材料，学生可以通过云存储方便地获取学习资料，提高学习效果和便捷性。

2.3 信息安全技术的应用

加密技术使用密钥将敏感信息转换为不可读的形式，只有授权的人才能解密。对于大数据的存储和传输，加密技术能够保护数据的机密性，确保数据只有在授权的条件下被访问。

身份认证和访问控制是信息安全中的关键技术。通过身份认证技术，用户的身份可以被验证，并根据其权限级别分配相应的访问权限。这样可以防止未授权的人员获取敏感信息，从而保证数据的安全性。在大数据环境下，身份认证和访问控制技术能够有效限制数据的访问范围，保护数据不被未经授权的人员获取。

网络安全也是大数据应用中不可忽视的方面。网络安全技术包括防火墙、入侵检测与预防系统、安全审计等，旨在保护网络免遭黑客攻击、病毒感染和数据篡改。在大数据环境下，大量敏感数据的存储和传输需借助网络，网络安全技术能够有效防止数据泄露、网络攻击和数据被篡改，确保数据的完整性和可靠性。

2.4 可视化技术的应用

可视化技术在数据分析和探索中发挥着重要的作用。在大数据环境下，数据量巨大且复杂，很难直观地理解和分析。可视化技术通过将数据转化为图表、图像或可交互的可视化界面，帮助用户发现数据中的模式、关联和趋势。

在教育和科学研究中，通过可视化技术，学生可以更好地理解抽象的概念和复杂的数据。例如，在教学过程中，教师可以使用可视化工具展示科学实验的过程和结果，使学生更深入地理解理论知识。在科学研究中，可视化技术可以帮助研究人员可视化地分析和呈现实验数据，以揭示数据之间的关系和规律。

在设计和创意领域，可视化技术可以帮助设计师将创意和想法以可视化的方式展示出来。设计师可以使用专业的3D建模软件，将设计概念转化为具体的三维模型，以展示产品的外观、形状和结构，并通过观察模型的不同角度和交互式演示来演示产品的功能和特点。这种可视化技术使得设计师能够更好地呈现设计意图，帮助客户和团队成员更好地理解和评估设计方案。

3   大数据背景下的计算机科学与技术应用发展对策

3.1 技术创新与研发

加强基础研究是技术创新与研发的关键。在大数据背景下，计算机科学与技术需要不断探索和发展新的理论模型、算法和方法，以应对复杂的数据挖掘、分析和处理需求。加强基础研究可以引领技术创新的方向和突破口，推动学科的进步和发展[4]。

跨学科合作和交流是促进技术创新与研发的重要手段。大数据背景下，计算机科学与技术和其他学科的交叉融合呈现出巨大的潜力和机遇。其与数学、统计学、人工智能、物理学等学科的紧密合作和交流，可以创造出更加创新和高效的算法和模型，提高技术的可靠性和实用性。

加强知识产权保护是技术创新与研发的重要环节。在大数据背景下，应加强知识产权法律法规的制定和执行，保护技术创新的合法权益，维护创新环境的公平竞争。加强知识产权的运营和管理，激励企业和个人投入更多的研发资源和精力，推动技术创新不断向前发展。

3.2 培养专业人才

培养计算机科学与技术的专业人才，可以将重点放在加强基础学科教育和更改课程设计上。链式的理论知识和实践能力对人才的培养至关重要。因此，学校或相关教育机构应从实质性的课程设计开始，优先考虑学生的核心技能和适应能力。在课程设计中，需要充分认识到计算机科学的基础知识（包括数据结构、算法、计算理论和编程语言等核心课程）的重要性。应加强基础学科的学习，帮助学生建立扎实的基础知识架构，提供必要的逻辑思维和问题解决技能。在基础学科的学习中将最新的技术趋势和科学发现融入教学内容，让学生及时了解并适应快速发展的计算机科学领域。

为了让计算机科学与技术专业的学生有更多的实践机会，学校或教育机构应加强与企业的紧密合作。企业可以为学生提供实习和工作机会，让学生的理论知识可以融合于实践，培养其实际操作能力和解决现实问题的能力。这种方式的学习可以让学生更好地理解理论知识，也可以使企业更好地理解学校或教育机构的教学理念和方法，适应和吸收新生代的专业人才[5]。

3.3 加强合作与交流

加强学术界与工业界的合作与交流是促进计算机科学与技术应用的重要方式。学术界和工业界具有各自的优势和资源，通过有效的合作与交流，可以实现理论研究与实际应用的有效结合。学术界可以为工业界提供前沿的研究成果、新的理论模型和算法，并通过合作项目的形式将其应用到实际场景中。工业界可以为学术界提供实际问题的背景和数据，从而推动学术研究的深入和实用化。

计算机科学与技术的发展与应用已成为全球性的话题，国际间的合作与交流对于推动技术创新和应用发展至关重要。国内科研机构可以与国际知名研究机构建立合作关系，开展共同研究项目，共享研究结果和资源。鼓励科研人员参加国际性的学术会议和研讨会，拓宽视野，与国际同行交流经验和思想，创造有价值的合作机会。

计算机科学与技术相关行业应搭建交流合作平台，并积极与政府建立合作关系。计算机科学与技术相关行业通过建立行业间的合作平台，可以促进跨行业的数据共享和协同创新。行业联盟、研究中心和技术交流活动等可以为各个领域的专业人士提供交流与合作的机会，加速技术成果的转化和商业化。计算机科学与技术相关企业还应加强与政府的合作与交流，共同推动计算机科学与技术的应用发展。政府可以制定相关政策和规划，支持和推动计算机科学与技术的研究和应用，搭建政企合作平台，提供资金和资源支持。企业可以与政府建立合作关系，参与政府引导的大数据应用项目，分享企业经验和数据资源，同时也能从政府的政策支持中获益。

3.4 加强法律与伦理建设

在计算机科学与技术的应用发展中，需要加强法律与伦理建设。对于法律的建设，许多国家和地区都已经引入了诸如数据保护法，GDPR等法律法规，旨在规范数据的收集、处理和利用，保护用户的隐私和数据权益。计算机领域的专业人士要逐步提高自身对法律法规的认知，做到合法、合规地使用技术，并在技术的设计和开发阶段就充分考虑到数据的隐私和安全。

在大数据背景下，伦理不仅体现在用户数据的收集、使用和保护上，更涉及技术的设计和应用是否尊重人的价值和权利，是否符合公众的期望。因此，在伦理的建设中，需要社会各界共同参与。政府需要在政策层面上，制定合适的框架来监管计算机科学与技术中大数据的使用；教育机构要培养学生的法律意识和伦理素养；企业要在实践中，赋予技术以责任和使命；公众也要以批判的态度，参与到技术的形塑中。这需要社会各界人员共同思考和努力，以期在享受大数据带来的便利的同时，也能够尽可能地减小其带来的负面影响，使计算机科学与技术的应用发展真正地服务于社会。

4   结束语

随着数据规模的不断增大和数据处理技术的进步，大数据已成为推动社会经济发展的重要驱动力。然而，目前在大数据背景下计算机科学与技术的应用仍然存在一些挑战和问题，如数据安全性、网络攻击等。研究计算机科学与技术在大数据背景下的应用现状和发展对策有助于提高数据处理和分析能力，推动社会经济可持续发展。

参考文献

[1] 王园园．大数据背景下计算机科学与技术的应用现状和发展对策[J]．华东科技，2023（6）：119-121.

[2] 唐智勇．大数据背景下计算机科学与技术的应用现状与发展对策[J]．中国新通信，2021（17）：91-92.

[3] 王盼．计算机科学技术应用现状与发展趋势探讨[J]．南方农机，2019（1）：158.

[4] 昝道广．计算机科学技术的应用现状及其发展前景探析[J]．通讯世界，2017（6）：133.

[5] 张伟鹏．计算机科学与技术的应用现状与未来趋势[J]．数字技術与应用，2022（4）：110-112.