3.2 计算机的应用领域
随着计算机的计算能力日益强大、计算范围广泛、计算内容丰富，输入/输出设备更直观易用，计算机的应用领域从最初的科学计算，日益推广到科学计算、数据处理、过程控制、计算机辅助工程、人工智能和网络通信等各个领域。
1. 科学计算
科学计算是指为解决科学研究和工程设计过程中的数学问题而进行的计算，也称为数值计算。利用计算机高速计算、存储容量大和连续运算的能力，可以解决人工无法解决的各种科学计算问题，如导弹试验、火箭发射、灾情预测、天气预报、化学实验分析等。
例如，我国是世界上自然灾害种类最多、活动最频繁、危害最严重的国家之一。科研人员对于如何提高灾情预测的时效性进行了大量的分析和研究，通过设计集监测、预报、救灾、通信于一体的紧急灾难检测预警控制系统来预防灾害和提高救灾成功率，减少灾害发生时的损失。
2. 数据处理
数据处理（或信息处理）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。其特点是处理的原始数据量大，而运算比较简单，有大量的逻辑与判断运算。
目前，数据处理广泛应用于办公自动化、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、会计电算化等行业。
办公自动化（也称为OA）现在普遍被各大中小型企业和政府采用。办公自动化将现代化办公和计算机网络功能结合起来，优化现有的管理组织结构，调整管理体制，在提高效率的基础上增加协同办公能力，强化决策的一致性。
3. 过程控制
过程控制又称实时控制，是指利用计算机及时采集检测数据，按最优值自动调节和控制对象。图3-49所示为锅炉自动控制系统，温度传感器测量锅炉温度值（PV），并将PV传递给控制器，控制器将PV与设定值（SV）比对，如果超出误差，则输出锅炉控制结果，由功率调节器调节锅炉温度。
图3-49 锅炉自动控制
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，提高经济和社会效益。
计算机过程控制已在机械、冶金、石油、化工、纺织、水电、航天等领域得到广泛应用，如锅炉控制系统、煤矿安全生产监测系统、汽车制造控制系统、民航飞行调度管理系统等。
4. 计算机辅助工程
计算机辅助工程是迅速发展的一个计算机应用领域，主要包括以下几个方面。
（1）计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）。它是指使用计算机进行产品和工程设计，使得设计过程标准化、科学化。CAD广泛应用于船舶设计、飞机设计、汽车设计、建筑设计、服装设计、电子设计和各种机械行业的设计。如AutoCAD软件可以进行二维绘图、详细绘制、文档设计和基本三维设计。
（2）计算机辅助制造（Computer Aided Manufacture，CAM）。它是指利用计算机通过各种数值控制生产设备，完成产品的加工、装配、检测、包装等生产过程的技术。CAM可以提高产品质量、降低产品成本和劳动力强度。
例如，数控机床，如图3-50所示，能从刀库中自动换刀并自动转换工作位置，连续完成铣、钻、铰、攻丝等多道工序，是一个工序自动化的加工过程，实现零件部分或全部机械加工过程的自动化。
图3-50 数控机床
（3）计算机辅助教学（Computer Assisted Instruction，CAI）。它是指将教学内容、教学方法及学生的学习情况等存储在计算机中，帮助学生轻松地学习所需要的知识。CAI利用计算机模拟一般教学设备难以表现的物理或工作过程，并通过交互操作极大地提高了教学效率等。
（4）计算机辅助测试（Computer Aided Test，CAT）。它是指利用计算机代替传统试卷进行考试的一种方法。如GRE、计算机等级考试等都已经实现了计算机无纸化考试。
5. 人工智能
人工智能（Artificial Intelligence）是指研究用机器代替和模仿人脑的某些智能功能，通过编写程序模拟人类的思维活动，如感知、判断、理解、学习、问题求解、图像识别等。人工智能的应用领域非常广泛，包括人机对弈、定理证明、翻译语言文字、诊断疾病、海底作业等。例如，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。
机器人技术是人工智能领域最伟大的发明之一，有仿人形机器人、农业机器人、服务机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、娱乐机器人等。机器人技术正在迅速地向实用化迈进，机器人可以工作在各种恶劣环境下，如高温、高辐射、剧毒等。
1968年美国斯坦福研究所研制出世界上第一台智能机器人Shakey，可以进行登爬高台、推动物体等简单操作，如图3-51所示。
图3-51 Shakey
图3-52所示为工业机器人，各种工业机器人广泛应用在制造企业中，从而提高劳动生产效率、降低劳动成本、降低对工人操作技术的要求。
图3-52 工业机器人
6. 计算机网络
计算机网络是现代计算机技术与通信技术紧密结合的产物。计算机网络解决了一个单位、一个地区、一个国家中计算机与计算机之间的通信，实现各种软、硬件资源的共享，大大促进了文字、图像、视频、声音等各类数据的传输与处理。
通过计算机网络，人们可以进行很多不受地域限制的活动，如网上购物、网上银行、网上炒股、网上订票等，此外还可以进行远程教育、教学科研、娱乐、通信等。