常 璐

（中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司鄭州市分公司，河南鄭州，450000）

計(jì)算機(jī)科學(xué)作為與計(jì)算和信息處理及其有關(guān)的一門系統(tǒng)性的綜合學(xué)科，其主要的研究范圍則包括計(jì)算機(jī)理論、硬件、軟件、應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)等。其中計(jì)算機(jī)理論則主要包括離散數(shù)學(xué)、算法、形式語(yǔ)言與自動(dòng)機(jī)、程序設(shè)計(jì)、程序開發(fā)方法等。以離散數(shù)學(xué)為例，則主要研究圖論、集合論、數(shù)理邏輯等內(nèi)容，算法則主要研究一些算法的設(shè)計(jì)以及一些分析中的數(shù)學(xué)方法；計(jì)算機(jī)硬件則主要包括微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)體系與結(jié)構(gòu)、元件與存儲(chǔ)介質(zhì)等等；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)則主要包括網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等。由此計(jì)算機(jī)科學(xué)的普及，極大的方便了我們的生活，改變了傳統(tǒng)的生活方式。

1 科學(xué)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

科技作為第一生產(chǎn)力，其水平的高低將直接決定國(guó)家的綜合實(shí)力。而科學(xué)研究作為計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)傳統(tǒng)領(lǐng)域，其主要包括仿真計(jì)算、復(fù)雜現(xiàn)象跟蹤分析、文件存儲(chǔ)與查詢、虛擬現(xiàn)實(shí)等。

1.1 仿真技術(shù)

在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用中，仿真則是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)將現(xiàn)實(shí)中比較復(fù)雜的現(xiàn)象，采用抽象和簡(jiǎn)化的方式形成系統(tǒng)模型，然后在通過分析的基礎(chǔ)上得到相關(guān)性能結(jié)果。通過該技術(shù)，其可以有效的縮短科學(xué)研究的時(shí)間，避免傳統(tǒng)科學(xué)研究中投入大量的人力、物力和財(cái)力所造成的浪費(fèi)，從而通過構(gòu)建仿真模型的方式，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)方案的優(yōu)化，給科學(xué)研究帶來巨大的價(jià)值。因此，正是基于仿真技術(shù)的安全性，使其被廣泛的應(yīng)用在航空航天、核電站等相關(guān)領(lǐng)域。如圖1所示的仿真技術(shù)在航天裝機(jī)中的應(yīng)用。

圖1 人機(jī)工程仿真

其次基于仿真技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性，借助仿真實(shí)驗(yàn)課反復(fù)的對(duì)其研究中的相關(guān)參數(shù)和性能進(jìn)行修改，并可重復(fù)性的運(yùn)行計(jì)算，帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種非常逼真的技術(shù)，可模擬人在不同自然環(huán)境中進(jìn)行視、動(dòng)、聽等行為的一種人機(jī)交互技術(shù)。在當(dāng)前虛擬技術(shù)應(yīng)用中，通常將其分為三種不同類型：

第一，沉浸型系統(tǒng)，這種系統(tǒng)通常為非常復(fù)雜的系統(tǒng)，并且使用者必須戴頭盔、手袋等具有傳技術(shù)的設(shè)備，以此才能實(shí)現(xiàn)交互。該技術(shù)可以使得用戶完全沉浸在虛擬的現(xiàn)實(shí)世界當(dāng)中，但是其缺點(diǎn)在于設(shè)備的造價(jià)過于昂貴；

第二，簡(jiǎn)易型系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由普通的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成，通過簡(jiǎn)單的鍵盤、鼠標(biāo)等實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；

第三，共享型虛擬系統(tǒng)。通過采用遠(yuǎn)程操作的方式，使得系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)將異地用戶連接起來，共享一個(gè)虛擬空間，并進(jìn)行共同的操作，達(dá)到協(xié)同工作的目的。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在科技研究中的各個(gè)領(lǐng)域，如來自中國(guó)科技大學(xué)的周德闖結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，采用粒子系統(tǒng)對(duì)奧運(yùn)火炬進(jìn)行建模仿真，從而實(shí)現(xiàn)了其在三維立體的呈現(xiàn)。還可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，應(yīng)用在彈道導(dǎo)彈路線飛行分析，實(shí)現(xiàn)軍事用途。

1.3 文件檢索與存儲(chǔ)系統(tǒng)

信息社會(huì)的發(fā)展是以信息作為基礎(chǔ)。科學(xué)研究中對(duì)科技文獻(xiàn)的檢索和存儲(chǔ)是當(dāng)前保障科學(xué)研究正常開展的前提。通過借助前人的研究經(jīng)驗(yàn)，從而防止現(xiàn)在的研究者避免過去的錯(cuò)誤和失敗。而在信息化的社會(huì)中，文獻(xiàn)的數(shù)量每年正在快速性的增加，根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)全世界每年的科技文獻(xiàn)的數(shù)量在5百萬(wàn)以上，其中帶來的文獻(xiàn)瀏覽則可以達(dá)到百億信息單元。因此，必須借助文件檢索系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。

2 教育教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

教育教學(xué)作為實(shí)現(xiàn)我國(guó)人才培養(yǎng)的重要方式，如何將計(jì)算機(jī)技術(shù)為教育教學(xué)服務(wù)則成為重點(diǎn)。當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)在教育應(yīng)用中主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面為管理，另一方面則為輔助教學(xué)。在管理方面如校園網(wǎng)建設(shè)，包括信息中心、多媒體、校園卡系統(tǒng)、虛擬圖書館等；在輔助教學(xué)系統(tǒng)方面則主要將教學(xué)和計(jì)算機(jī)相互結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)、成績(jī)管理等各個(gè)方面包括學(xué)生教務(wù)系統(tǒng)、學(xué)生測(cè)試系統(tǒng)、成績(jī)分析系統(tǒng)。通過利用這些輔助教學(xué)系統(tǒng)和多媒體教學(xué)軟件，大大提高了教學(xué)的質(zhì)量和水平，也實(shí)現(xiàn)了教學(xué)的無(wú)紙化。而除上述的輔助教學(xué)和管理外，計(jì)算機(jī)技術(shù)還被應(yīng)用在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教育等領(lǐng)域。

3 制造業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用

工業(yè)制造作為體現(xiàn)國(guó)家工業(yè)化水平高低，更是大量應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)。通過分析表明，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)被應(yīng)用在工業(yè)制造中，主要包括虛擬制造、工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。如在設(shè)計(jì)中經(jīng)常應(yīng)用到的CAD、CAM等計(jì)算機(jī)軟件，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)零部件的設(shè)計(jì)；而CIMS則主要用于對(duì)整個(gè)制造設(shè)計(jì)過程（見圖2），包括制造設(shè)計(jì)、信息管理模塊和存儲(chǔ)。而隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，CIMS集成系統(tǒng)達(dá)到了先進(jìn)國(guó)家水平，初步形成包含11個(gè)系列產(chǎn)品的格局，并覆蓋了我國(guó)85%的需求。而隨著CIMS集成的發(fā)展，開始朝著虛擬化、集成化、智能化和全球化的趨勢(shì)發(fā)展。

圖2 CIMS集成系統(tǒng)組成

通過計(jì)算機(jī)科學(xué)的應(yīng)用，進(jìn)一步的提高了我國(guó)工業(yè)化的制造水平，并提升了我國(guó)制造企業(yè)在世界制造企業(yè)當(dāng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

4 商業(yè)與金融領(lǐng)域中的應(yīng)用

金融領(lǐng)域作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，也是計(jì)算機(jī)科學(xué)應(yīng)用的傳統(tǒng)領(lǐng)域。在商業(yè)與金融領(lǐng)域中，諸如電子商務(wù)、電子交換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)銀行、網(wǎng)上證券等都是應(yīng)用的重點(diǎn)。以電子商務(wù)為例，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電子商務(wù)成為當(dāng)前的主流，并改變著人們的生活方式。而隨著電子商務(wù)的發(fā)展，其也開始走向網(wǎng)上城市和融合的趨勢(shì)。所謂的網(wǎng)上城市概念則是指通過建立統(tǒng)一的電子商務(wù)平臺(tái)，從而將人們?nèi)粘５纳罘?wù)全部納入到該平臺(tái)中，如圖3所示的騰訊與湖南省合作的大湘網(wǎng)，則將人們的生活、理財(cái)、信息獲取等各方面都納入其中。

圖3 網(wǎng)上城市

而EDI交換技術(shù)則實(shí)現(xiàn)了不同系統(tǒng)、不同之間的信息交換與處理，大大提高了貿(mào)易公司、金融企業(yè)等相互之間的辦公效率。

5 結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)除被應(yīng)用在上述領(lǐng)域外，還可被應(yīng)用在自動(dòng)化、醫(yī)學(xué)、交通等各個(gè)領(lǐng)域，如在醫(yī)學(xué)中通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的控制，達(dá)到對(duì)細(xì)胞的培養(yǎng)等，都給人們的工作帶來了很大的變化，并大大提高了整體的效率和自動(dòng)化的水平。因此，未來將實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)與人們生活的更為深層次的融合，并給人類活動(dòng)提供更多的方便。

[1]馬忠鋒，計(jì)算機(jī)應(yīng)用的現(xiàn)狀與計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)[J].黑龍江科技信息，2011(07)：78

[2]郭洪杰.裝配仿真技術(shù)在產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用研究[J].航空制造技術(shù)，2009(24)：65～71