计算机技术的用途和重要性

计算机技术的主要用途~

随着计算机技术的日新月异的飞速发展，计算机的应用领域也越来越宽广。从工业、农业、商业、军事、银行到各类学校，从国家政府机关到每个家庭的日常生活，计算机几乎无处不在。　　概括起来，计算机应大致可分为如下几个方面。 ◎1.科学计算　　科学计算也称数值计算，这是计算机的重要应用领域之一。第一台计算的研制目的就是用于弹道计算的，计算机为科学计算机而诞生，为科学计算而发展。今天的航天飞机，人造卫星，原子反应堆，天气预报，高层建筑，大型桥梁，地震测极，地质勘探和机械设计等都离不开计算机的科学计算。如果没有计算机，如此巨大，繁多的计算工作量单靠人类自身的能力是绝对无法完成的。
　　科学计算的特点：计算量大和数值变化范围广。
　　对计算机的要求：要求计算机的高速度、高精度、大容量存储和高自动化性能。◎2.数据处理　　数据处理是计算机应用中最广泛的领域，是计算机应用的主流，据不完全统计，全球80%的计算机用于数据处理。数据处理是指用计算机对生产和经营活动、社会科学研究中的大量信息进行收集、转换、分类、统计、处理、存储传输和输出的处理。
数据处理是一切信息管理、辅助决策系统的基础，各类管理信息系统、决策支持系统，专家系统以及办公自动化系统都属于数据处理的范畴。
　　数据处理的特点：数据较入输出量大，而计算相对简单得多。
　　对计算机的要求：要求计算机方便灵活的输入输出设备和方法。 ◎3.自动控制　　过去工业控制主要采用模拟电路，响应速度慢、精度低。现在逐步被微型机控制所代替，微机控制系统把工业现场的模拟量、开关量以及脉冲量经由放大电路和A/D D/A转换电路送给微型机，由微型机进行数据采集，显示以及控制现场。
如大型化工企业中自动采集工艺参数，进行检验、比较，以便于控制工艺流程，大型冶金企业中的高炉炼铁控制，钢材轧制控制，数控机床控制，电炉温度控制，国防工业中的导道检测控制，飞机和舰艇的分布式控制系统等等。
单片机的应用开辟了实时控制的更加广泛的领域，它替代了仪器仪表的功能，具有可程控，数据处理和对外接口的能力，众多的计算机必备部件集成于一片小小的芯片上，使大量仪器表实现了微型化、智能化，将自动控制的应用推上一个更高的台阶。
　　特点：高实时性和高可靠性。
　　对计算机的要求：要求计算机实时性和可靠性要好，模/数、数/模转换功能要好。◎4.计算机辅助系统 　　CAD,Computer Aided Design，计算机辅助设计
　　CAM,Computer Aided Manage，计算机辅助制造
　　CAE,Computer Aided Engineering，计算机辅助工程
　　CIMS,Computer Integrated Manufacturing System，计算机集成制造系统
　　CAI,Computer Aided Instruction，计算机辅助教学
　　CAD/CAM是工程设计和工业制造部门计算机应用的重要领域。
　　CAD/CAM是工程设计人员和工艺设计人员在计算机系统的辅助下，根据一定的设计和制造流程进行产品设计和产品加工工作的一项专门技术。
　　工程设计人员利用CAD系统，通过人机交互操作方式进行产品设计构思、产品总体设计、技术资料编制、零部件结构图绘制等工作；而工艺设计人员则可利用CAD提供的功能，进行零部件加工路径的控制和加工状况预显示，以及生成零部件加工信息或数控程序供数控机床加工零部件。
　　CAD/CAM技术取代了传统的从图纸设计到加工流程编制和调试的手工设计及操作过程，使设计效率、加工精度，产品质量大大提高。
　　CAD/CAM的特点：需进行大量的交互式操作。
　　对计算机的要求：要有良好的图形功能和较高的响应速度。 ◎5.人工智能　　人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）是研究如何利用计算机模仿人的智能，并在计算机与控制论学科上发展起来的边缘学科。
　　围绕AI的应用主要表现在机器人研究、专家系统、模式识别、智能检索、自然语言处理、机器翻译、定理证明等方面。
如果说蒸汽机的出现，解决了人们的体力劳动，那么，计算机则代替的人的部分脑力劳动，从最早的1959年IBM公司的A.M.Samuel编制的具有自学能力的跳棋程序，到20世纪80年代开始的智能计算机研究都属于这一类研究的一部分。
除了上述介绍的各种应用外，计算机还在辅助教学、多媒体技术、文化艺术和家庭生活等方面有着广泛的应用。随着社会发展的需要，计算机的应用领域在广度和深度两个方面正在无上境的发展着。

软件业的发展关系到一个国家的政治和未来，软件产业将成为21世纪拥有最大产业规模和最具广阔前景的新兴产业之一。软件领域是一个包括系统软件、嵌入式软件、数据库软件、财务及企业管理软件、教育软件、游戏软件，目前我们国家正处于国际软件产业链的中低端环节，我们仍需要向世界主要软件出口大国学习，学习它们的先进技术和研发理念，学习它们的管理经验。由于IT技术在通信建设、医疗、教育、交通、旅游、财政、国家政务、邮电、民航等各个方面的全面发展促进了各个软件开发方向的发展、从系统分析、编程到测试对人才的需求旺盛。软件工程师很多都享受着地位和薪水的双高待遇。企业招聘人数很多，而且相比更加青睐有项目经验的应聘人群。快速发展所需要三类人才：既懂技术又懂管理的软件高级人才、系统分析及设计人员（软件工程师）、熟练的程序员。

步入新千年，处于计算领域最高端的高性能计算将仍然是本世纪IT领域人们争夺的制高点。尽管人们已认识到了高性能计算机的发展趋势和意义，但是高性能计算机的发展一直面临着挑战，其巨大的计算潜力与性能始终没有被充分应用起来。那么，高性能计算机的应用市场究竟如何拓展呢？让我们来听一听中国科学院计算技术研究所徐志伟研究员的看法。
应用为先天地宽

——徐志伟研究员谈高性能计算机的应用和发展趋势

---- 问：步入了新千年，从提升国家竞争力的角度考虑，处于计算领域最高端的高性能计算仍将是本世纪计算机领域人们争夺的制高点，您认为我们应该如何看待其发展的意义呢？

---- 答：大家现在已逐渐认同这一观点，高性能计算机是价格在10万元以上的服务器。之所以称为高性能计算机，主要是它跟微机与低档PC服务器相比而言具有性能、功能方面的优势。高性能计算机也有高、中、低档之分，中档系统近年来市场发展最快。从应用与市场角度来划分，中高档系统可分为两种，一种叫超级计算机，主要是用于科学工程计算及专门的设计，如Cray T3E；另一种叫超级服务器，可以用来支持计算、事务处理、数据库应用、网络应用与服务，如IBM的SP和国产的曙光2000。

---- 从市场的角度来讲，高性能计算机是高技术、高利润而且市场份额在不断扩大的一个产业。高性能计算机在政府部门、科研等领域的广泛应用，对增强一个国家的科技竞争力有着不可替代的作用。另外，美国和欧洲的经验已经证明，企业使用高性能计算机能够有效地提高生产率。

---- 问：您能否谈一下高性能计算机的发展动向和未来趋势?

---- 答：高性能计算机的发展趋势主要表现在网络化、体系结构主流化、开放和标准化、应用的多样化等方面。网络化的趋势将是高性能计算机最重要的趋势，高性能计算机的主要用途是网络计算环境中的主机。以后越来越多的应用是在网络环境下的应用，会出现数以十亿计的客户端设备，所有重要的数据及应用都会放在高性能服务器上，Client/Server模式会进入到第二代，即服务器聚集的模式，这是一个发展趋势。

---- 网格（Gird）已经成为高性能计算的一个新的研究热点，是非常重要的新兴技术。网络计算环境的应用模式今后几年将仍然是Internet/Web，但5～10年后，信息网格模式将逐渐成为主流。在计算网格方面美国大大领先于其他国家。有一种观点认为，美国当前对于网格研究的支持可与其70年代对Internet研究的支持相比，10年后可望普及到国民经济和社会发展的各个领域。网格与目前Internet/Web的主要不同是一体化，它将分布于全国的计算机、数据、贵重设备、用户、软件和信息组织成一个逻辑整体。各行业可以在此基础上运行各自的应用网格。最近美国开始了STAR-TAP计划，试图将网格扩展到全世界。

---- 在体系结构上，一个重要的趋势是超级服务器正取代超级计算机而成为高性能计算的主流体系结构技术。高性能计算机市场的低档产品将主要是SMP（Symmetric MultiProcessor，对称多处理机），中档产品是SMP、CC-NUMA（Cache Coherent-Non Uniform Memory Access，支持缓存一致性的非均匀内存访问）和机群，高档产品则将采用SMP或CC-NUMA节点的机群。在2001年左右，将会出现结合了NUMA（COMA和CC-NUMA）和机群体系结构优点的混合式结构，我们称之为Cluster-NUMA(C-NUMA)系统。可重构、可分区、可配置特性将变得越来越重要。此外还有一种新兴的称为多线程（Multithreading）体系结构将用于超级计算机中，它的代表是Tera公司的MTA系统，目前一台8 CPU的MTA已经成功地运行在圣地亚哥超级计算机中心。值得注意的是，所有厂家规划的高档系统都是机群，目前已经有厂家开始研究C-NUMA结构。

---- 问：在高性能计算领域，欧洲、美国和日本一直处于相对领先的地位，请您介绍一下国际上高性能计算机的研究与应用情况？

---- 答：美国一直是世界上最重视高性能计算机、投入最多和受益最大的国家，其研究也领先于世界。美国能源部的加速战略计算ASCI计划，目标是构造100万亿次的超级计算机系统、软件和算法，在2004年真实地模拟核爆炸；白宫直属的HECC（High-End Computing and Computations）计划，对高性能计算的关键技术进行研发，并构建高性能基础设施；Petaflops计划开发构造千万亿次级系统的技术；最新的Ultrascale计划目标在2010年研制万万亿次级系统。日本计划将于2002年研制成40万亿次的并行向量机。欧洲的强项则主要体现在高性能计算机的应用方面。

---- 总的来说，国外的高性能计算机应用已经具有相当的规模，在各个领域都有比较成熟的应用实例。在政府部门大量使用高性能计算机，能有效地提高政府对国民经济和社会发展的宏观监控和引导能力，包括打击走私、增强税收、进行金融监控和风险预警、环境和资源的监控和分析等等。

---- 在发明创新领域，壳牌石油公司通过全球内部网和高性能服务器收集员工的创新建议，加以集中处理。其中产生了一种激光探测地下油床的新技术，为该公司发现了3亿桶原油。在设计领域，好利威尔公司和通用电气公司用网络将全球各地设计中心的服务器和贵重设备连于一体，以便于工程师和客户共同设计产品，设计时间可缩短100倍。对很多大型企业来说，采购成本是总成本的重要组成部分。福特用高性能计算机构造了一个网上集市，通过网络连到它的3万多个供货商。这种网上采购不仅能降低价格，减少采购费用，还能缩短采购时间。福特估计这样做大约能节省80亿美元的采购成本。此外，制造、后勤运输、市场调查等领域也都是高性能计算机大显身手的领域。

---- 问：长期以来，国内的企业和用户一直没有充分认识到高性能计算机能为其创造极大的价值，这也在很大程度上阻碍了高性能计算机产业的发展，您对此怎么看？

---- 答：高性能计算机能为企业创造的价值是非凡的，国外的企业和用户已经充分地认识到这一点。一个证明是，90年代中期以来，国外80%以上企业的信息主管在选购机器时考虑高性能计算机，而在90年代初，这个数字只有15%。在国内这方面的宣传教育工作还很不够，没有让我们的企业、政府和社会充分认识到高性能计算机的益处，从而导致了一些观念上的误解。以往一提起高性能计算机，人们马上就会联想到用于尖端科学计算的超级计算机。实际上，高性能计算机90%的用途是非科学计算的数据处理、事务处理和信息服务，它早已不是象牙塔里的阳春白雪。随着“网络计算”和“后PC时代”的到来，全世界将有数十亿的客户端设备，它们需要连到数百万台高性能服务器上。高性能计算机将越来越得到产业界的认同，成为重要的生产工具。

---- 此外，人们一直以来还有这样一个认识误区，认为高性能计算机是面向高新产业和服务业的，而传统产业（尤其是制造业）并不需要使用。事实上，高性能计算机能够广泛应用于生物、信息、电子商务、金融、保险等产业，它同时也是传统产业（包括制造业）实现技术改造、提高生产率——“电子生产率”(e-productivity)和竞争力的重要工具。高性能计算已从技术计算（即科学计算和工程计算）扩展到商业应用和网络信息服务领域。我们新近推出的曙光2000-Ⅱ就瞄准了技术计算、商业应用和网络服务这3个领域的应用。

---- 问：国内高性能计算机的发展一直面临着巨大的挑战，其计算潜力远没有得到充分的应用，应用系统的处理性能远远低于高性能计算机所能提供的性能，您认为这其中的症结何在？应该如何解决？高性能计算机的应用市场应如何拓展?

---- 答：应该说，高性能计算机在我国的研究与应用已取得了一些成功，包括曙光2000超级服务器的推出和正在推广的一些应用领域，如航空航天工业中的数字风洞，可以减少实验次数，缩短研制周期，节约研制费用；利用高性能计算机做气象预报和气候模拟，对厄尔尼诺现象及灾害性天气进行预警，国庆50周年前，国家气象局利用国产高性能计算机，对北京地区进行了集合预报、中尺度预报和短期天气预报，取得了良好的预报结果；此外，在生物工程、生物信息学、船舶设计、汽车设计和碰撞模拟以及三峡工程施工管理和质量控制等领域都有高性能计算机成功应用的实例。
中国科学院计算技术研究所 徐志伟研究员

---- 但是总的说来，高性能计算机在我国的应用还比较落后，我认为主要原因在于装备不足、联合和配套措施不力及宣传教育力度不够。首先，我国高性能计算机的装机量明显不足。1997年世界高性能计算机的销售额美国约为220亿美元，中国约为7亿美元。美国的微机销售额约占世界市场的38%，高性能计算机占世界的34%，均高于其GDP所占世界份额（25%左右）。中国的微机销售额约占世界市场的3%，高于中国GDP的份额（2.6%）；但中国高性能计算机销售额所占世界份额仅为1%左右，低于GDP的份额。从另一个角度看，中国的微机市场接近美国的1/10，但中国的高性能计算机市场不到美国的1/30。

---- 装备不足严重影响了高性能计算机应用的开发和人才的培养，这些反过来又影响了高性能计算机的使用和装备。值得庆幸的是，近年来，随着网络化和信息化工作的深入，我国社会已开始意识到高性能计算机的重要性。1999年，中国高性能计算机的市场销售额猛增了50%以上。

---- 除了装备不足之外，我认为社会各行业、各层次的合作和配合不力也是阻碍高性能计算机应用发展的重要原因。应用市场的扩展关键要靠联合，在中国高性能计算机领域，系统厂商、应用软件厂商与最终用户和服务商之间并没有结成有效的战略联盟，形成优势互补的局面。我希望看到的是，曙光、联想、浪潮的服务器，运行着东大阿尔派、用友、同创等厂家的软件，在新浪网、8848网上为各行业的用户提供各种服务。目前国家正在实施一个“国家高性能计算环境”的计划，正朝着这方面努力。

---- 问：您前面提到正在实施的“国家高性能计算环境”的计划，请您介绍一下国家项目支持方面的相关情况？

---- 答：国家863计划306主题正在实施一个“国家高性能计算环境”的项目，计划到2000年年底在全国建设10个左右的高性能计算中心，这些中心将通过千兆位网络互连。目标就是尽量让全国用户免费共享全国的计算资源、信息资源和人才资源。这只是一个初期的项目，估计在2000年下半年会规划更大的项目。值得注意的是，目前已经规划的应用包括生物信息学、数字图书馆、科学数据库、科普数据库、汽车碰撞、船舶设计、石油油藏模拟、数字风洞、气象预报、自然资源考察和远程教育等领域。

---- 2000年5月14～17日，我国将在北京组织一个“亚太地区高性能计算国际会议及展览”，届时全球二十几个国家和地区的代表以及国内外主流的服务器厂商将参加会议，会议计划围绕一些课题做特邀报告：美国工程院院士、Microsoft资深科学家Gordon Bell将讨论“后PC时代：当计算、存储和带宽都免费时，我们面临什么样的挑战？”，自由软件创始人Richard Stallman 将讨论“自由软件运动及GNU/Linux”， 俄罗斯科学院院士Boris Babayan将介绍俄罗斯花了6年功夫新近发明的一种电脑芯片，据称它比Intel的Pentium Ⅲ和Itanium快几倍，而且具有安全、防病毒功能。IBM深度计算研究所所长Pulley Blank将介绍“深蓝、基因蓝以及IBM的深度计算战略”。从会议的内容上我们能够看出，高性能计算的范围已超出了高端科学计算的领域。相信这次会议对我国高性能产业的发展将起到一定的推动作用。

---- 此外，国家还有一个重大基础研究计划（也叫973项目）。高性能计算已经成为科技创新的主要工具，能够促成理论或实验方法不能取得的科学发现和技术创新。973项目中的很多项目（尤其是其中的“高性能软件”和“大规模科学计算”项目）都与高性能计算机有着密切的关系。

--转摘至微电脑世界(访谈记者 郭弘)

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计算机技术：在计算机领域中所运用的技术方法和技术手段

有道理

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公安县14765468647： 计算机用途与重要性 - ？
须芝珍哌： 金融、物流、通信、娱乐、监控、科研、视频会议、网络教育、传媒、医疗、旅游、电子政务和电子商务等领域,计算机应用无处不在,改变了人的生活,计算机离我们的工作、学习、生活越来越近甚至密不可分,它可以帮助我们完成更为复杂的工作,简化工作流程,节省大量工作时间.计算机的重要性在于它能完成大量的数据远程传输并能远程索取信息.信息本身是很重要的,它能提供公共服务、娱乐和消遣. 思路较乱,跟着这些东西应该可以套出来更多的东西了,足够整理2000字

公安县14765468647： 学习计算机技术的作用? - ？
须芝珍哌： 软件业的发展关系到一个国家的政治和未来,软件产业将成为21世纪拥有最大产业规模和最具广阔前景的新兴产业之一.软件领域是一个包括系统软件、嵌入式软件、数据库软件、财务及企业管理软件、教育软件、游戏软件,目前我们国家正处...

公安县14765468647： 计算机技术的主要用途 - ？
须芝珍哌： 随着计算机技术的日新月异的飞速发展,计算机的应用领域也越来越宽广.从工业、农业、商业、军事、银行到各类学校,从国家政府机关到每个家庭的日常生活,计算机几乎无处不在. 概括起来,计算机应大致可分为如下几个方面. ◎1.科...

公安县14765468647： 计算机在现代社会中的地位与作用是什么 - ？
须芝珍哌： 计算机是20世纪对人类影响最大的创造了,其出现给人们的生活带来了巨大的变化,尤其是在网络发展起来后,人类的交流变得无比轻松,知识的传递也变得迅捷无比. 它的作用就在于减轻了人们的日常工作量,让人们有能力把精力放在别的方面,并且促进知识的传播和交流

公安县14765468647： 计算机的主要用途包括哪些? - ？
须芝珍哌： 1、信息管理 信息管理是以数据库管理系统为基础,辅助管理者提高决策水平,改善运营策略的计算机技术.信息处理具体包括数据的采集、存储、加工、分类、排序、检索和发布等一系列工作.信息处理已成为当代计算机的主要任务.是现代...

公安县14765468647： 现在学计算机有什么作用请你告诉我好吗? ？
须芝珍哌： 古人云:艺多不压身.何况现在是电子时代.即使是当作家、记者,也需要会打字、存入磁盘、修改、翻看…….再看满街的打字社,用它谋生也可.机床工人,也要操作自控机床.现代农民也要在网上寻求信息,以求致富.这是最低限度.一个现代青年会有远大理想,自不必说了.

公安县14765468647： 计算机的用途? - ？
须芝珍哌： 计算机用途广泛,归纳起来有以下几个方面: 1、数值计算 数值计算即科学计算.数值计算是指应用计算机处理科学研究和工程技术中所遇到的数学计算.应用计算机进行科学计算,如卫星运行轨迹,水坝应力,气象预报,油田布局,潮汐规律...

公安县14765468647： 计算机技术在我们生活中的应用与影响 - ？
须芝珍哌： 纵观现代社会,电脑所起的作用实在是太大了,在某些方面连人类都望尘莫及.电脑正用它那扎实肯干,永不疲倦的作风向人类展示着它的实力和魅力.如今,在各行各业我们都能找到电脑的身影.电脑的作用已由最初的军事领域逐渐渗透到经...

公安县14765468647： 计算机在军事领域发挥着怎么样的重要作用? ？
须芝珍哌： 军事用途是科学发展与应用的最强大的推动力量之一,计算机当然也不例外.在现代化的国防建设中,电子计算机已成为反导弹武器系统的枢纽.在现代战争中,重要城市...

公安县14765468647： 计算机的用途有哪些?计算机的应用领域有哪些? - ？
须芝珍哌： 在现代社会,计算机已广泛应用到军事、科研、经济、文化等各个领域,成为人们一个不可缺少的好帮手. 在科研领域,人们使用计算机进行各种复杂的运算及大量数据的处理,如卫星飞行的轨迹、天气预报中的数据处理等.由于计算机能高速...