1.1.4　計算機的應用和研究

計算機的應用已深入到社會的各個領域，有信息的地方就可以使用計算機。歸納起來可分為以下幾個方面：

1.科學計算

科學計算也稱數值計算，用于完成科學研究和工程技術中提出的數學問題的計算。隨著現代科學技術的進一步發展，數值計算在現代科學研究中的地位不斷提高，在尖端科學領域中，顯得尤為重要。例如，人造衛星軌跡的計算，房屋抗震強度的計算，火箭、宇宙飛船的研究設計都離不開計算機的精確計算，氣象預報也屬于科學計算應用領域。

2.數據處理

數據處理也稱為非數值計算，是指對信息進行存儲、加工、分類、統計、查詢及制表等操作。目前計算機的信息處理應用已非常普遍，如人事管理、庫存管理、財務管理、圖書資料管理、商業數據交流、情報檢索、經濟管理等。

3.自動控制

自動控制是指通過計算機對某一過程進行自動操作，它不需要人工干預，能按預定的目標和預定的狀態進行過程控制。目前被廣泛應用于操作復雜的鋼鐵企業、石油化工業、醫藥工業等生產中。計算機自動控制還在國防和航空航天領域中起決定性作用。例如，無人駕駛飛機、導彈、人造衛星和宇宙飛船等飛行器的控制，都是靠計算機實現的。使用計算機進行自動控制可大大提高控制的實時性和準確性，提高勞動效率，減輕勞動強度，降低成本，縮短生產周期。

4.計算機輔助設計和輔助教學

計算機輔助設計（Computer Aided Design，CAD）是指借助計算機的幫助，人們可以自動或半自動地完成各類工程設計工作。目前，CAD技術已應用于飛機設計、船舶設計、建筑設計、機械設計、大規模集成電路設計等。采用計算機輔助設計，可縮短設計時間，提高工作效率，節省人力、物力和財力，更重要的是提高了設計質量。有些國家已把CAD和計算機輔助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM）、計算機輔助測試（Computer Aided Test，CAT）及計算機輔助工程（Computer Aided Engineering，CAE）組成一個集成系統，使設計、制造、測試和管理有機地組成一體，形成高度的自動化系統，因此產生了計算機集成制造系統（Computer Integrated Manufacturing Systems，CIMS）。

計算機輔助教學（Computer Aided Instruction，CAI）是指利用計算機輔助完成教學計劃或模擬某個實驗過程。CAI不僅能減輕教師的負擔，還能激發學生的學習興趣，提高教學質量，為培養現代化高質量人才提供了有效方法。

5.人工智能方面的研究和應用

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是指計算機模擬人類某些智力行為的理論、技術和應用。主要內容是研究如何讓計算機完成過去只有人才能做的智能工作，核心目標是賦予計算機人腦一樣的智能。例如：模式識別中的指紋識別技術已經得到了廣泛應用；計算機輔助翻譯極大地提高了翻譯效率；手寫輸入技術已經在手機上得以普及；在醫療診斷、定理證明、語言翻譯、機器人等方面，已有了顯著的成效。

6.多媒體和網絡技術應用

隨著電子技術特別是通信和計算機技術的發展，人們將文本、音頻、視頻、動畫、圖形和圖像等各種媒體綜合起來，構成一種全新的概念——多媒體（Multimedia）。在醫療、教育、商業、銀行、保險、行政管理、軍事、工業、廣播和出版等領域中，多媒體的發展很快。計算機網絡技術的發展和應用進一步深入到社會的各行各業，通過高速信息網實現數據與信息的查詢、高速通信服務（電子郵件、電視電話、電視會議、文檔傳輸）、電子教育、電子娛樂、電子購物通過網絡選看商品、辦理購物手續、質量投訴等）、遠程醫療和會診、交通信息管理等。計算機的應用將推動信息社會更快地向前發展。

7.計算機的研究和發展

（1）嵌入式系統

嵌入式系統（Embedded System），是一種“完全嵌入受控器件內部，為特定應用而設計的專用計算機系統”。

（2）網格計算

網格計算是專門針對復雜科學計算的新型計算模式，這種計算模式是利用互聯網把分散在不同地理位置的計算機組織成一個“虛擬的超級計算機”，其中每個參與計算的計算機就是一個“結點”，成千上萬個“結點”組成一張“網格”，所以稱其為“網格計算”。網格計算有兩個優勢：①處理能力超強；②能充分利用網上計算機的閑置處理能力。

（3）中間件技術

中間件是介于應用軟件與操作系統之間的系統軟件，如ASP\JSP\CGI等。也就是在客戶機和服務器之間增加一組服務，這種應用服務器就是中間件。這些是基于某一標準的、通用的、可重用的組件，其他應用程序可以使用它們提供的應用程序接口調用組件，完成所需的操作。中間件技術是企業應用的主流技術，并形成各種不同類別。

（4）云計算

云計算是分布式計算、網格計算、并行計算網絡存儲及虛擬化計算機和網絡技術發展融合的產物。云計算的核心思想是對大量用網絡連接計算資源進行統一管理和調度，構成一個計算資源池向用戶提供按需服務。提供資源的網絡被稱為“云”。云計算的構成包括硬件、軟件和服務。用戶可用極低成本的終端設備，并支付相應的服務費用給“云計算”服務商，通過網絡就可以很方便地獲取所需要的計算、存儲等資源。