电子计算机是二十世纪科学技术的卓越成就之一。世界上第一台电子计算机于1946年在美国诞生。它使用了一万八千只电子管，耗电达一百五十千瓦，重量三十吨，占地约一百五十平方米，是一个“庞然大物”。它的平均运算速度是每秒五千次，造价达几十万美元。这样的计算机不便于推广，因此当时仅用于军事科研方面。但是电子计算机的优越性能引起了人们极大的重视。计算机不仅能使人们从繁重的劳动中解放出来，并且能逾越人体机能的限制，完成人们无法直接完成的任务。而尤其重要的还在于它是大脑思维的模型，能部分地代替人类的脑力劳动。因此它的发展十分迅速，在短短三十几年里，就经历了电子管、晶体管到集成电路三代更新，现在正向第四代大规模集成电路甚至超大规模集成电路发展。运算速度已达每秒上亿次。每秒运算十亿次甚至一百亿次的电子计算机也在研制中。计算机的使用范围也从军事科研扩大到工业、农业、国防和科学技术等各个方面，应用项目达数千种。目前，计算机的质量优劣、数量多少、应用广泛与否，已成为衡量一个国家工业和科学技术现代化水平的重要标志之一。
电子计算机的应用虽然十分广泛，但概括起来大致有下列三类用途：一是科学计算，二是信息处理，三是实时控制，同时也在迅速向“智能模拟”的方向发展。
科学计算 威力无穷
用电子计算机解决现代科研、生产和军事上提出的一些复杂的数学问题，一般通称为科学计算。
计算机的高速运算能力帮助人们解决了很多过去根本无法解决的问题。例如，对高速飞行的喷气飞机和导弹，用雷达能发现目标，但如果没有计算机快速进行弹道计算和空防火力控制，空防雷达的性能再好也只能发现却来不及反击。准确的天气预报对军事、航行及工农业生产的意义是十分明显的，然而若用人工处理各种气象资料并编制昼夜天气预报，则需要几千名计算员工作几十个小时，等到报出来，则已时过境迁，失去了实际意义。即使使用百万次级的计算机也来不及对24小时天气预报作精确的计算。因此，在气象预报工作中必须使用运算速度更高的计算机。为了测定地球质心的准确位置，以便精确地计算人造地球卫星和导弹的运行轨道，需要运用十几万个未知数、三十多万个方程式和一百多万条大地测量数据进行计算。显然，这项工作若由人工去做是不堪设想的。
利用计算机的高速运算能力，还可以为大型工程和建设项目的设计选取最佳方案。现代大型工程和项目投资大、周期长，方案设计不但应当保证正确无误，而且还要尽可能进行多方案比较，选取最佳方案。这只有靠计算机才有条件完成。例如，在大庆油田要开发一个新区，原已制定了一个开发方案，后来用电子计算机计算了两千多个方案，选出了其中最佳方案，不但比原方案节约了大量钢材、水泥，还提前一年建成采油区。
电子计算机也促进了基础科学的发展。例如，数学上有个著名的难题，叫做四色问题。意思是任何世界地图最多只需要四种颜色，就可以使相邻国家呈不同颜色。这个问题乍看起来好象并不复杂，但实际证明却非常困难，以至一个人计算一辈子也证明不完。因此一百多年来没人敢去碰它。1976年，美国两位数学家，用电子计算机进行了一千多小时的运算，验证了一千九百多个引定理，完成了一百亿次逻辑判断，终于得到了证明，从而轰动了全世界数学界。圆周率π值的计算，有人用了十五年的时间，才算到了小数点后七百零七位，而用一般小型计算机计算，仅需一小时。差别之大，实在惊人。
计算机的出现正在改变着某些学科的传统研究方式，例如化学，一向被认为是一门实验科学，现在用计算机进行高度复杂的计算，可以进一步揭示有关物质的微观结构，使化学研究从定性的、经验的状态逐步过渡到定量的理论化的基础上来。一些尖端科学，如原子能反应堆、加速器、卫星、宇宙飞船等涉及到超高速、超高温、超高压等极端条件，用实验的方法进行模拟，或过于困难，或根本不可能，或经济代价过高，现在也可以用数值计算的方法进行研究。
计算机用于科学计算，威力无穷。科学技术越向前发展，对电子计算机的依赖程度就越大。
信息处理 时代的特征
信息处理就是把在科学研究、生产实践、经济活动以及日常生活中所得到的大量信息，如原始数据、实验数据、统计数据、观测数据等等，按不同要求用计算机进行加工——归纳、整理、分类、统计而给出有用的结果。这个结果可以是数据，也可以是报表或曲线等等。
我们人类生活在一个充满信息的世界里，随着信息科学的不断发展，用电子计算机进行信息处理，已成为现代社会的显著特征。当前信息处理主要包括大量数据处理、现代化科学管理、情报检索、辅助设计和辅助教学等方面。
生产和科研中往往有大量的数据需要整理和加工。如在冶金部门，为了实现氧气顶吹转炉炼钢生产过程的自动化，首先需用计算机根据几百炉钢的上万个数据进行分析，才能确定恰当的数学模型。在高能物理实验中，一次收集的数据量竟有几千盘磁带之多，靠人工整理是不堪设想的。
科学技术越向前发展，组织管理工作就越复杂，用电子计算机参加管理，已成为社会发展的需要。闻名于世，历时十一年的阿波罗登月计划，就动员了两万多个企业和一百二十所大学、实验室的四十二万人参加工作。所用三百多万个零部件，完全是在分散承包订货的基础上进行研制和生产的。若不用计算机参加管理，不能随时掌握各个环节的情况并及时做出调整，登月计划就无法如期完成。在工厂或其他单位，用电子计算机编制生产计划、管理仓库、计算工资以及做各种财会统计等等，可以节省人力，大大提高管理水平。
利用计算机网络建立的联机检索系统，能给人们提供极大的方便。例如，人们可以把各种图书信息储存在电子计算机中，再把各地图书馆的电子计算机用通信线路以至通信卫星联接起来组成一个网，把一个个接收终端安装在家里或工作单位里。人们查阅资料时，再不需要到图书馆去，只需通过终端，把要查阅的资料告诉计算机网，终端显示器（荧光屏）便能显示出你所需要的内容。计算机还能控制打印机将所需资料打印出来。这样一来，不消几分钟，就能从浩如烟海的图书资料中查阅到所需要的文献。
目前，用计算机进行语言自动翻译也已试验成功。据报导，香港中文大学研制出的英文到中文的翻译机，能成功地翻译科技文章。
在设计工作方面，应用计算机辅助设计已成为一项专门技术。目前已用于光学、建筑、汽车、飞机、船舶、人工合成大分子等方面。在电子工业中，大规模集成电路的设计、计算机本身的设计、软件的设计等，也都采用计算机辅助设计。用计算机辅助设计，除能提高设计质量外，还能大大缩短设计周期，这在科学技术发展一日千里的今天，意义重大。如人工合成维生素A，人们在1931年析出样品，花了六年时间才首次人工合成，现在用计算机辅助设计，几分钟就能发现几种不同的合成方法。又如美国波音“727”型客机，较英国“三叉戟”客机的研制时间晚两年，也是由于借助计算机辅助设计，结果两机同时交付使用。
用电子计算机辅助教学可以减少从事教育的人数，提高教育质量。各种自动教学机能够有声有色地给学生讲课，按动“不明白”按键还能从另一个角度再讲。计算机辅助教学不仅用于普通教育，还能用于专业训练方面，例如用于飞机的飞行驾驶训练等等。
实时控制 革命的标志
实时整制又叫过程控制，它是通过各种转换设备把从被控对象那里收集、检测的大量数据用电子计算机进行综合、分析、判断，再按最佳方式自动控制或调节被控对象的一种自动控制方式。实时控制的明显特点是人完全不参与控制过程，从分析、判断到执行，均由计算机去完成。计算机在实时控制方面的应用，是自动控制技术的一次革命。
电子计算机首先是在军事方面控制现代化武器系统。工业生产上大量应用计算机进行连续过程控制还是近年来的事情。所以发展较迟，一方面是由于初期的计算机体积庞大、可靠性差、价格昂贵，不适合工业控制的需要；另一方面，工业生产有其独特之处，要应用计算机控制生产过程，就必须把生产过程的操作用数学的方法来表达，就是要建立计算机能够解析而又与生产过程相适应的数学模型。此外，计算机要与生产过程联系起来，还必须通过各种仪麦、调解器和计算机的外围设备，这也是比其他场合复杂之处。但是由于工业生产在整个经济中的重要性，加上计算机科学技术的迅速发展，近年来计算机用于生产过程自动控制进展很快，目前一些技术先进的国家已广泛应用在冶金、石油、化工、电力、机械等部门。美日等国的钢铁工业，从采矿、选矿、烧结、冶炼到轧制的过程，已普遍采用计算机控制。目前氧气顶吹转炉炼钢的优质钢合格率已达百分之九十以上，轧钢速度可达热连轧每秒三十米，冷连轧每秒四十米以上的水平（本期封二即为计算机控制热轧带钢示意图），实现了优质、高产、低消耗，大大提高了劳动生产率。
近年来，由于大规模集成电路的发展，出现了以单片或几片大规模集成电路为主构成的微型电子计算机。由于它的体积小巧、功耗低、可靠性高、价格便宜、使用方便等突出优点，在自动控制方面获得了越来越广泛的应用。目前用微型机控制的机床设备、测量仪器、汽车、拖拉机以及电话机、录音机、电视机、照相机、缝纫机等相继问世。微型机的出现，给自动控制技术开辟了广阔的前景。
以上概括地介绍了电子计算机在科学计算、信息处理和实时控制三个方面的应用。需要说明，这三方面并不是截然分开的，有时很难而且也不必要在它们之间划上明显的界限。
智能模拟 诱人的前景
当前电子计算机正向巨型、微型、网络和智能模拟方面迅速发展。巨型机的研制将解决尖端科研和国防方面一些高难度的数学问题；微型机的应用将使自动化达到空前普及的程度；网络化组成的各式各样联机系统和计算机网，可以充分发挥计算机的效能，做到资源共享，是一项重要的科学发现；智能模拟则是在电子计算机科学、控制论、仿生学、心理学等基础上发展起来的一门边缘科学，是探索模拟人的感觉和思维规律的科学。辩证唯物主义观点认为，思维是可以被逐步认识的物质运动的一种形式，因此是可以模拟的。目前这方面研究的主要内容是用计算机进行图形、文字、语言识别和控制机械手、机器人等。现在世界上已有成千上万个具有简单功能的机器人，可以代替人们完成一些危险而艰巨的工作。有一次，一架美国飞机失事，机载氢弹坠落地中海，就是用机器人打捞成功的。可以设想，在不远的将来，具有思考、学习、推理等功能的电子计算机，以及具有机器听觉、机器视觉、机器嗅觉和触觉的“智能机器人”的出现和应用，将彻底改变生产自动化的面貌，极大地提高社会生产力，必定为人类创造出更多的财富。这将是何等诱人的前景啊！（北京科普作协理事 陈亚东）（插图 胡亦）