1.3.2 计算机科学在各行业内的应用

上一小节的内容主要是从计算机发挥作用的角度总结了计算机科学的应用，本小节将从传统行业的角度来分析计算科学在各领域内的应用。

1.计算机在科学研究领域内的应用

科学研究是计算机的传统应用领域，主要用来进行科技文献的存储和查询、仿真计算、虚拟现实、实验现象的分析和跟踪等。

科技文献检索在科学研究中起到非常重要的作用，目前世界上每年发表文献500万篇，每天网络上流通的信息量是百亿级别的，如此庞大的信息量，只有依靠计算机来检索和存储才能进行有效的交流。

虚拟现实是一种高度逼真的模拟人在自然环境中视、听、动等行为的技术，目前有沉浸型虚拟现实系统、简易型虚拟系统和共享型现实系统等。在教育与培训和游戏当中使用的范围比较广泛，不过目前效果并不是非常理想，而且价格也比较高。

仿真计算是应用计算机对复杂现实系统经过抽象和简化形成系统模型，然后在此基础上运行模型，模拟真实的情形。目前在军事领域、航空航天领域、新型武器系统领域内都有广泛的使用，可以有效地缩短培训的时间，节省资金。

2.计算机在教育、教学中的应用

计算机在传统的教育行业也发挥了不小的作用，给教学和管理带来了很大的益处。

校园网是校内的局域网，往往集成了信息中心、多媒体教室、计算机网络教室、虚拟图书馆和校园卡系统等，是校内的信息通路。

远程教育是以后教育发展的一个新趋势，为教育的大众化、终身化开辟了广阔的前景。利用远程教育网可以实现远程授课、虚拟教室教学和远程考试等。目前的在线教育系统如 Coursera、MOOC学院等就是在线远程教育的典范。

计算机辅助教育是通过多媒体改变传统的教育方式，在课堂上加入图文声等元素，使课堂的趣味性更高。比如当前教学中广泛使用的PPT和视频教学等，都是这方面的例子。

另外在教育中还有各种各样的管理系统来辅助教学，使教学更加方便。

3.计算机在制造业的应用

计算机在制造业中的应用主要是CAD、CAM、CIMS等。

CAD是计算机辅助设计，广泛应用于汽车、飞机和大规模集成电路等领域。主要是利用计算机在图形处理和计算能力方面的特点，设计出更加精细、质量更高的产品。

CAM 是计算机辅助制造，从设计文档、工艺流程、生产设备等的管理，到对加工和生产制造的控制和操作，都可以在计算机的辅助下完成。

CIMS 是计算机集成制造系统，主要是从设计、制造、管理和存储运输等模块方面都由计算机辅助完成，极大地提高了制造的效率，并且在传统的领域内也取得了成功。

扩展阅读：CAD制图软件

CAD（Computer Aided Drafting）诞生于20世纪60年代，是美国麻省理工大学提出了交互式图形学的研究计划，由于当时硬件设施昂贵，只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统，如图1-19所示。

CAD制图软件是计算机辅助设计（Computer Aided Design,CAD）领域最流行的CAD软件包，此软件功能强大、使用方便、价格合理，在国内外广泛应用于机械、建筑、家居、纺织等诸多行业，拥有广大的用户群。

4.计算机在商业、银行、证券业的应用

商业、银行和证券业是当前市场不可或缺的内容，计算机在其中同样发挥了不可忽略的作用。

计算机在传统零售业中的应用改变了购物的环境和方式，利用条形码来读取商品的信息，收银机与中央数据库相连接，实时更新库存和价格等。电子商务是计算机对于商业做出的更大的贡献，国内的淘宝、京东等以及国外的ebay、amazon网站都是电子商务的典型。

计算机对银行业的贡献在于将支付电子化。与现实中相对应的电子货币虚拟化了真实的货币，如电子支票、银行卡和电子现金等。网上银行与移动支付也是银行业的大变革，这些技术往往与电子商务结合在一起，使支付的效率更高。

证券市场主要使用计算机系统来预测和统计股票信息，并且形成了证券交易系统来提供信息和交易类的服务。

5.计算机在交通运输业中的应用

计算机在交通运输业方面的应用更是广泛，如GPS全球定位系统、售票系统、地理信息系统和监控系统等。

飞机的监控系统能及时发现飞机的异常情况，也能及时对周围的异常物或恶劣天气发出警报。铁路的监控系统能够及时监控铁路上的情况，在岔道和进出站时都能对列车的安全进行一定的保证。公路的监控系统能及时了解路况并且还原一些事故现场。

售票系统极大地改变了购票的方式，如国内12306铁路购票系统和分布广泛的汽车或机票销售系统，给人们的出行带来了极大的便捷。

GPS全球定位系统给车辆、船舶和飞机等的运行提供了极大的方便，这些交通工具通过GPS定位设备（见图1-20）能随时知道自己所处的位置以及离目标地的距离，而且还能随时导航。个人手机和计算机上的导航系统更加方便了个人的出行。

6.计算机在医学中的应用

计算机在医学领域中也是不可缺少的工具，可以用于进行患者病情的诊断和治疗，控制各种数字化的医疗仪器以及对病员进行健康护理。

医学专家系统是把医学专家和医生的经验存储在数据库中，通过人工智能和推理的方式，根据输入的信息和知识库中的知识进行推理，从而得到结论。远程医疗系统是将计算机技术和计算机网络技术结合起来实现远程诊断的一种方式。

数字化医疗仪器是利用计算机的高性能来对病情进行诊断的一种方式，如核磁共振技术（见图1-21）和超声波仪器以及心电图仪器等。使用计算机还可以对病员进行监控和健康护理，使病员得到更好的护理。

除了上述几个行业之外，计算机科学还在其他更多的行业内起到非常重要的作用，如艺术与娱乐、军事领域和生活中方方面面。每天打开计算机所做的每件事情其实都是计算机的应用，在这里就不一一介绍了。