目前,计算机的应用领域已渗透到社会的各行各业,正在改变着传统的工作、学习和生活方式,推动着社会的发展。计算机的主要应用领域有科学计算、数据处理、计算机辅助系统、过程控制、人工智能、网络应用等。
1.科学计算
科学计算(或数值计算)是指利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。在现代科学技术工作中,科学计算问题是大量的和复杂的。利用计算机的高速计算、大存储容量和连续运算的能力,可以实现人工无法解决的各种科学计算问题,如卫星运行轨迹、水坝应力、气象预报、油田布局、潮汐规律等,可为问题求解带来质的进展,使往往需要几百名专家几周、几月甚至几年才能完成的计算,几分钟就可得到正确结果。
2.数据处理
数据处理是指对各种数据进行收集、存储、整理、分类、统计、加工、利用、传播等一系列活动的统称,数据处理又称信息处理。数据处理是现代电子计算机应用中最广泛也是最主要的领域,占整个计算机应用的70%~80%左右。数据处理又分数字性和文字性两类。数据处理的全过程包括五个步骤:原始数据收集、数据准备、数据输入、数据处理操作、数据输出。
数据处理从简单到复杂已经历了三个发展阶段,它们是:
(1)电子数据处理(Electronic Data Processing,简称EDP),它是以文件系统为手段,实现一个部门内的单项管理。
(2)管理信息系统(Management Information System,简称MIS),它是以数据库技术为工具,实现一个部门的全面管理,以提高工作效率。
(3)决策支持系统(Decision Support System,简称DSS),它是以数据库、模型库和方法库为基础,帮助管理决策者提高决策水平,提高运营策略的正确性与有效性。
目前,数据处理已广泛地应用于办公自动化、企事业计算机辅助管理与决策、情报检索、图书管理、电影电视动画设计、会计电算化等各行各业。信息正在形成独立的产业,多媒体技术使展现在人们面前的信息不仅是数字和文字,也有声情并茂的声音和图像信息。
3.计算机辅助系统(或计算机辅助设计与制造)
计算机辅助技术包括CAD、CAM和CAI等。(www.xing528.com)
(1)计算机辅助设计(Computer Aided Design,简称CAD)。计算机辅助设计是利用计算机系统辅助设计人员进行工程或产品设计,以实现最佳设计效果的一种技术。它己广泛地应用于飞机、汽车、机械、电子、建筑和轻工等领域。例如,在电子计算机的设计过程中,利用CAD技术进行体系结构模拟、逻辑模拟、插件划分、自动布线等,从而大大提高了设计工作的自动化程度。又如,在建筑设计过程中,可以利用CAD技术进行力学计算、结构计算、建筑图纸绘制等,这样不但提高了设计速度,而且可以大大提高设计质量。
(2)计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,简称CAM)。计算机辅助制造是利用计算机系统进行生产设备的管理、控制和操作的过程。例如,在产品的制造过程中,用计算机控制机器的运行,处理生产过程中所需的数据,控制和处理材料的流动以及对产品进行检测等。使用CAM技术可以提高产品质量,降低成本,缩短生产周期,提高生产率和改善劳动条件。
将CAD和CAM技术集成,实现设计生产自动化,这种技术被称为计算机集成制造系统(CIMS)。它的实现将使无人化工厂(或车间)成为现实。
(3)计算机辅助教学(Computer Aided Instruction,简称CAI)。计算机辅助教学是利用计算机系统使用多媒体课件来进行教学。多媒体课件可以用制作工具或高级语言来开发制作,它能引导学生循序渐进地学习,使学生轻松自如地从课件中学到所需要的知识。CAI的主要特色是交互教育、个别指导和因材施教。
4.过程控制(或实时控制)
过程控制是利用计算机及时采集检测数据,按最优值迅速地对控制对象进行自动调节或自动控制。采用计算机进行过程控制,不仅可以大大提高控制的自动化水平,而且可以提高控制的及时性和准确性,从而改善劳动条件、提高产品质量及合格率。因此,计算机过程控制已在机械、冶金、石油、化工、纺织、水电、航天等部门得到广泛的应用。
计算机控制系统中,需有专门的数字—模拟转换设备和模拟—数字转换设备(也称D/A转换和A/D转换)。由于过程控制一般都是实时控制,有时对计算机速度的要求不高,但要求可靠性高、响应及时。例如,在汽车工业方面,利用计算机控制机床、控制整个装配流水线,不仅可以实现精度要求高、形状复杂的零件加工自动化,而且可以使整个车间或工厂实现自动化。
5.人工智能(或智能模拟)
人工智能(Artificial Intelligence)是用计算机研究解释和模拟人类智能、智能行为及其规律的一门学科,诸如感知、判断、理解、学习、问题求解和图像识别等。其主要任务是建立智能信息处理理论,进而设计可以展现某些近似于人类智能行为的计算机系统。人工智能学科包括:知识工程、机器学习、模式识别、自然语言处理、智能机器人和神经计算机等多方面的研究。现在人工智能的研究已取得不少成果,有些已开始走向实用阶段。例如,能模拟高水平医学专家进行疾病诊疗的专家系统,具有一定思维能力的智能机器人等。
6.网络应用
计算机技术与现代通信技术的结合构成了计算机网络。计算机网络的建立,不仅解决了一个单位、一个地区、一个国家中计算机与计算机之间的通信,各种软、硬件资源的共享等问题,也大大促进了国际间的文字、图像、视频和声音等各类数据的传输与处理。
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