1.1.3 计算机的应用

1.科学计算

计算机作为一个计算工具，科学计算是它最早的应用领域，利用计算机实现人工无法完成的各种科学计算问题比如天气预报、生命科学的基因分析、原子能、军事、航天等高科技领域。科学家们研究出很多种办法来完成这项艰巨的任务，但其中最重要的还是被称为超级计算机的设备。“超级计算（Supercomputing）”这一名词在1929年《纽约世界报》关于“IBM为哥伦比亚大学建造大型报表机（Tabulator）的报道”中首次出现。超级计算机是一种由数百、数千个甚至更多的处理器组成的，能计算普通PC和服务器不能完成的大型、复杂课题的计算机。从1976年美国克雷公司推出了世界上首台运算速度达每秒2.5亿次的超级计算机以来，各国都在研制最先进的超级计算机，以完成各种军事、科研、民用的复杂计算任务，堪称一个国家科技发展的重要标志。我国自行开发研制的天河一号、天河二号、星云、神威·太湖之光等超级计算机，凭借其尖端的性能，多次在全球的超级计算机排名中位居前列。天河二号的机房环境如图1-1所示。

图1-1 天河二号

2.数据处理

数据处理（Data Processing）是对数据的采集、存储、检索、加工、变换和传输。现代社会是一个信息化社会，数据量非常庞大，而且相对杂乱无章。利用计算机的协助，人们可以从难以理解的数据中抽取并推导出对于某些特定的人们来说是有价值、有意义的数据。

首先，人们在计算机数据库的协助下，按照一定的规则对数据进行保存和整理。这需要两个条件：完善的保存规则和海量的存储空间。计算机在成熟的数据库机制管理下使用大型服务器能很好地完成这些要求。

其次，人们可以通过各种渠道获取数据。计算机网络的蓬勃发展实现了这一点。

最后，数据可以通过各种技术进行统计，并反馈到相应领域以解决或改进某特定问题。数据建模、数据分析等相关专业课题的不断改进，使我们不仅可以获得统计结果，还能用于推断甚至准确预测社会中的各种复杂元素。某些领域甚至可以智能化地使用这些数据进行重新组织，以产生可以直接使用的产品。

这一系列数据处理操作不断发展进步，在当今已逐渐形成了一个新兴领域——云。

3.过程控制

过程控制又称实时控制，是指用计算机及时地采集、检测被控制对象运行情况的数据，并对这些数据进行分析处理，然后按照某种最佳的控制规模发出控制信号，对动态的过程进行控制、指挥和协调。过程控制在机械、冶金、石油化工、电力、建筑和轻工等各个部门都得到了广泛的应用，在卫星、导弹发射等国防尖端科学技术领域，更是离不开计算机的实时控制。

4.电子商务

电子商务是以信息网络技术为手段，以商品交换为中心的商务活动。实际上电子商务即传统商务活动的电子化、网络化、信息化。常见电子商务网站如图1-2所示。

由于计算机网络和计算机技术的蓬勃发展，电子商务四大要素已经完全具备：电子交易平台、平台经营者、站内经营者、支付系统。当今的交易已经可以完全足不出户完成，大至企业与企业之间的贸易行为，小到一般民众购买生活用品和零食，人们都可以在计算机上进行。2016年中国电子商务市场交易整体规模达到26.1万亿元，其中，网络购物市场交易规模为5.16万亿元，在整个电子商务交易市场中占比为19.8%。中国已成为交易额超过美国的全球最大网络零售市场。除此之外，电子商务还渗透到银行、保险、投资等关键金融领域，对传统的社会经济格局带来了巨大的冲击。

图1-2 电子商务站点

5.多媒体技术

多媒体技术是指通过计算机对文字、数据、图形、图像、动画、声音等多种媒体信息进行综合处理和管理，使用户可以通过多种感官与计算机进行实时信息交互的技术。

多媒体技术使得计算机具有交互展示不同媒体形态的能力。它极大地改变了人们获取信息的传统方法，符合人们在信息时代的阅读方式。多媒体技术的发展改变了计算机的使用领域，使计算机由办公室、实验室中的专用品变成了信息社会的普通工具，广泛应用于工业生产管理、学校教育、公共信息咨询、商业广告、军事指挥与训练，甚至家庭生活与娱乐等领域。