1.1.4　计算机的应用

计算机是当代最先进的一种工具，计算机的应用已遍及经济、政治、军事及社会生产生活的各个领域，为社会创造了巨大的效益。计算机的应用可归纳为以下几方面：

1.科学计算

计算机最早应用于计算，计算机的名字也由此而来。在科学研究和工程技术中，利用计算机高速运算和大容量存储的能力，可进行各种复杂的、人工难以完成或根本无法完成的数值计算。例如，气象预报中卫星云图资料的分析计算，有数百个变元的高阶线性方程组的求解，航空及航天技术，高层建筑、地铁隧道的设计和建设，生物医学领域分子的组成和空间结构等，都需要求解各种复杂的方程式。

2.数据处理

数据处理又称信息处理，指对数字、字符、文字、声音、图形和图像等各种类型的数据进行收集、存储、分类、加工、排序、检索、打印和传送等工作。数据处理具有数据量大、输入/输出频繁、时间性强等特点，一般不涉及复杂的数值计算。计算机的应用从数值计算到非数值计算，是计算机发展史上的一个飞跃。据统计，在计算机的所有应用中，数据处理方面的应用约占全部应用的3/4以上。数据处理是现代管理的基础，被广泛地用于情报检索、统计、事务管理、生产管理自动化、决策系统、办公自动化等方面，由此也促生了很多数据管理系统。

3.数据库应用

数据库应用是计算机应用的基本内容之一。数据库是长期存储在计算机内、有组织、可共享的数据集合。例如，企业或事业单位的人事部门常常要把本单位职工的基本情况存放在表中，这张表就可以看成是一个数据库。而使用数据库技术可以方便地对数据进行查询、增加和删除等操作。在当今的信息社会，从国家经济信息系统、科技情报系统、个人通信、银行储蓄系统到办公自动化及生产自动化等，均需要数据库技术的支持。

4.过程控制

过程控制也称为实时控制，是指计算机对被控制对象实时地进行数据采集、检测和处理，按最佳状态来控制或调节被控对象的一种方式。在日常生活中，计算机可以代替人类完成那些繁重或危险的工作。对一些人们无法亲自操作的控制问题（如核反应堆），使用计算机就可以精确控制。生产过程中用计算机控制，不仅可以大大提高生产率，减轻人们的劳动强度，更重要的是可提高控制精度，提高产品质量和合格率。过程控制已经在石油、化工、冶金、纺织、水电、机械制造业等领域得到广泛应用。

5.计算机辅助工程

计算机辅助工程是以计算机为工具，配备专用软件辅助人们完成特定任务的工作，以提高工作效率和工作质量为目标。

计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）和计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM）是设计和制造人员利用计算机来协助进行生产设备的管理、控制和操作。计算机辅助设计软件能高效率地绘制、修改、输出工程图样。设计中的常规计算能帮助设计人员寻找较好的方案，使设计周期大幅度缩短，而设计质量却大幅提高。应用该技术能使各行各业的设计人员从繁重的绘图设计中解脱出来，使设计工作自动化。计算机辅助制造指用计算机进行生产设备的管理、控制和操作的过程，在各大制造业都有广泛的应用。

计算机辅助设计可以与计算机辅助制造、辅助测试融为一体，形成计算机辅助工程（Computer Aided Engineering，CAE）的概念，这样就使得工程项目的全部过程，包括企业管理在内，都统一置于计算机辅助之下而完全自动化。目前，在电子、机械、造船、航空、建筑、化工、电器等方面都有计算机的应用，这样可以提高设计质量，缩短设计和生产周期，提高自动化水平。

电子设计自动化（Electronic Design Automation，EDA）技术利用计算机中安装的专用软件和接口设备，用硬件描述语言开发可编程芯片，将软件进行固化，从而扩充硬件系统的功能，提高系统的可靠性和运行速度。

计算机辅助教学（Computer Assisted Instruction，CAI）是计算机应用的一个热门领域。计算机辅助教学利用计算机技术、多媒体技术和网络通信等手段，以生动的画面、形象的演示，给人以耳目一新的感觉，使讲解更直观、更清晰、更具吸引力。计算机辅助教学还能使课容量、课密度达到饱和的程度，这是传统教学所无法比拟的。因此，不论从理解或记忆的角度来看，辅助教学都能达到良好的教学效果。而且，计算机辅助教学是一种以计算机软件为载体的教学，而软件的易传播性也是引起教学方法变革的巨大动力。计算机辅助教学作为信息化工程的一部分，体现了它独特的魅力。

目前，大型开放式网络课程（Massive Open Online Courses，MOOC）成功实现了一种高端的知识交换。让每个人都能免费获取来自名牌大学的资源，可以在任何地方、用任何设备进行学习。它可适用于专家培训，各学科间的交流学习以及特别教育的学习模式。任何学习类型的信息都可以通过网络传播。

6.人工智能

人工智能方面的应用是计算机应用研究最前沿的学科。它用计算机系统来模拟人的智能行为，代替人的部分脑力劳动，进行模式识别、景物分析、自然语言理解、自动程序设计等过程，辅助人类进行决策。机器人作为20世纪人类最伟大的发明之一，也体现了计算机在人工智能方面的成果。最新研制的机器人有的可以做一些简单的表情和动作，有的具有一定的感知和识别能力。机器人不仅可以在车间流水线上完成一些重复的操作，还可以从事许多更为复杂的工作，如进行手术、给残疾人喂饭、探测月球等。目前，正在加紧研制的第五代计算机，就是一个大型综合的人工智能系统。

7.电子商务

电子商务（Electronic Commerce）通常是指在互联网开放的网络环境下，买卖双方利用网络资源，不谋面地进行各种商贸活动，实现消费者的网上购物、商户之间的网上交易和在线电子支付以及各种商务活动、交易活动、金融活动和相关的综合服务活动，如亚马逊网站、淘宝网站和当当书店等。电子商务可通过多种电子通信方式来完成，但目前主要是以电子数据交换（Electronic Data Interchange，EDI）和因特网来完成。作为一种新型的商业运营模式，电子商务具有普遍性、方便性、整体性、安全性、协调性等特征。同时，电子商务系统也面临诸如保密性、可测性和可靠性的挑战，但这些挑战将随着网络信息技术的发展和社会的进步得以克服。

8.娱乐

计算机正在走向家庭，在工作之余人们可以使用计算机欣赏影碟和音乐，进行网络游戏，模拟虚拟人生等。利用计算机制作的特效也在影视剧的拍摄中大显神威，例如《指环王》《哈里波特》《阿凡达》等。