近日，哈工大、哈工程Matlab軟件被美國(guó)商務(wù)部禁用，此前華為也遭遇三大EDA軟件公司“斷供”，基礎(chǔ)軟件和工業(yè)軟件“卡脖子”問(wèn)題盡顯無(wú)疑?；A(chǔ)軟件和工業(yè)軟件是軟件產(chǎn)業(yè)的核心基礎(chǔ)和制高點(diǎn)，更是整個(gè)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要支撐，是智能制造的“大腦”。隨著我國(guó)新一代信息技術(shù)、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、航空航天裝備等高端制造領(lǐng)域成為美國(guó)重點(diǎn)打擊對(duì)象，工業(yè)軟件將是中美科技博弈的焦點(diǎn)。而令人擔(dān)憂的是，知名的先進(jìn)基礎(chǔ)軟件和工業(yè)軟件幾乎都由西方發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)發(fā)和掌握，本文對(duì)使用較多的美國(guó)基礎(chǔ)軟件和工業(yè)軟件進(jìn)行初步盤(pán)點(diǎn)。1.Windows：Microsoft Windows操作系統(tǒng)是美國(guó)微軟公司研發(fā)的一套操作系統(tǒng)，它問(wèn)世于1985年，起初僅僅是Microsoft-DOS模擬環(huán)境，后續(xù)的系統(tǒng)版本由于微軟不斷的更新升級(jí)，不但易用，也當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的操作系統(tǒng)。2.Unix：Unix是20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)的一個(gè)操作系統(tǒng)，除了作為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)之外，還可以作為單機(jī)操作系統(tǒng)使用。Unix作為一種開(kāi)發(fā)平臺(tái)和臺(tái)式操作系統(tǒng)獲得了廣泛使用，目前主要用于工程應(yīng)用和科學(xué)計(jì)算等領(lǐng)域。3.Android：Android是一種基于Linux內(nèi)核（不包含GNU組件）的自由及開(kāi)放源代碼的操作系統(tǒng)。它主要使用于移動(dòng)設(shè)備，如智能手機(jī)和平板電腦，由美國(guó)Google公司和開(kāi)放手機(jī)聯(lián)盟領(lǐng)導(dǎo)及開(kāi)發(fā)。4.Mac OS：Mac OS由蘋(píng)果公司自行開(kāi)發(fā)，是一套運(yùn)行于蘋(píng)果Macintosh系列電腦上的操作系統(tǒng)。Mac OS 是基于Unix內(nèi)核的圖形化操作系統(tǒng)，是首個(gè)在商用領(lǐng)域成功的圖形用戶界面操作系統(tǒng)。5.iOS：iOS是由蘋(píng)果公司開(kāi)發(fā)的移動(dòng)操作系統(tǒng)。蘋(píng)果公司最早于2007年1月9日的Macworld大會(huì)上公布這個(gè)系統(tǒng)，最初是設(shè)計(jì)給iPhone使用的，后來(lái)陸續(xù)套用到iPod touch、iPad上。iOS與蘋(píng)果的macOS操作系統(tǒng)一樣，屬于類(lèi)Unix的商業(yè)操作系統(tǒng)。1.Oracle：Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)是美國(guó)甲骨文公司的一款關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。它在數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先地位，是目前世界上流行的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，其系統(tǒng)可移植性好、使用方便、功能強(qiáng)，適用于各類(lèi)大、中、小、微機(jī)環(huán)境，是一種高效率、可靠性好的、適應(yīng)高吞吐量的數(shù)據(jù)庫(kù)方案。2.IBM DB2：IBM DB2 是美國(guó)IBM公司開(kāi)發(fā)的一套關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。DB2主要應(yīng)用于大型應(yīng)用系統(tǒng)，具有較好的可伸縮性，可支持從大型機(jī)到單用戶環(huán)境，應(yīng)用于所有常見(jiàn)的服務(wù)器操作系統(tǒng)平臺(tái)下。DB2提供了高層次的數(shù)據(jù)利用性、完整性、安全性、可恢復(fù)性，以及小規(guī)模到大規(guī)模應(yīng)用程序的執(zhí)行能力，具有與平臺(tái)無(wú)關(guān)的基本功能和SQL命令。3.SQL Server：SQL Server是Microsoft 公司推出的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，具有使用方便可伸縮性好與相關(guān)軟件集成程度高等優(yōu)點(diǎn)。它是一個(gè)全面的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，使用集成的商業(yè)智能 (BI)工具提供了企業(yè)級(jí)的數(shù)據(jù)管理。4.MySQL：MySQL是一個(gè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，由瑞典MySQL AB 公司開(kāi)發(fā)，屬于 Oracle 旗下產(chǎn)品。MySQL 是最流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之一，在 WEB 應(yīng)用方面，MySQL是最好的 RDBMS (Relational Database Management System，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)) 應(yīng)用軟件之一。MySQL 軟件采用了雙授權(quán)政策，分為社區(qū)版和商業(yè)版，由于其體積小、速度快、總體擁有成本低，尤其是開(kāi)放源碼這一特點(diǎn)，一般中小型網(wǎng)站的開(kāi)發(fā)都選擇 MySQL 作為網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫(kù)。1. Microsoft Office：Microsoft Office是由Microsoft(微軟)公司開(kāi)發(fā)的一套基于 Windows 操作系統(tǒng)的辦公軟件套裝。常用組件有 Word、Excel、PowerPoint、Visio等。
2.Adobe Acrobat/Adobe Reader: Adobe公司開(kāi)發(fā)的用于閱讀和編輯PDF格式文檔的軟件。3. Adobe Photoshop：簡(jiǎn)稱(chēng)“PS”，是由Adobe Systems開(kāi)發(fā)和發(fā)行的圖像處理軟件。PS主要處理以像素所構(gòu)成的數(shù)字圖像，具有眾多的編修與繪圖工具，可以有效地進(jìn)行圖片編輯工作，在圖像、圖形、文字、視頻、出版等各方面都有涉及。4. Adobe Illustrator：常被稱(chēng)為“AI”，是一種應(yīng)用于出版、多媒體和在線圖像的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)矢量插畫(huà)的軟件。作為一款非常好的矢量圖形處理工具，該軟件主要應(yīng)用于印刷出版、海報(bào)書(shū)籍排版、專(zhuān)業(yè)插畫(huà)、多媒體圖像處理和互聯(lián)網(wǎng)頁(yè)面的制作等，也可以為線稿提供較高的精度和控制，適合生產(chǎn)任何小型設(shè)計(jì)到大型的復(fù)雜項(xiàng)目。（Adobe公司還有大量音頻、視頻、圖像處理及網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)等軟件，就不一一贅述了）5. Maya：Maya軟件是Autodesk旗下的著名三維建模和動(dòng)畫(huà)軟件。Maya可以大大提高電影、電視、游戲等領(lǐng)域開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、創(chuàng)作的工作流效率，同時(shí)改善了多邊形建模，通過(guò)新的運(yùn)算法則提高了性能，多線程支持可以充分利用多核心處理器的優(yōu)勢(shì)，新的HLSL著色工具和硬件著色API則可以大大增強(qiáng)新一代主機(jī)游戲的外觀，另外在角色建立和動(dòng)畫(huà)方面也更具彈性。6.3ds MAX:3ds MAX是Discreet公司開(kāi)發(fā)的（后被Autodesk公司合并）基于PC系統(tǒng)的三維動(dòng)畫(huà)渲染和制作軟件，廣泛應(yīng)用于廣告、影視、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、三維動(dòng)畫(huà)、多媒體制作、游戲、以及工程可視化等領(lǐng)域。1.Mathematica：Mathematica由沃爾夫勒姆研究公司開(kāi)發(fā)，是一款科學(xué)計(jì)算軟件，很好地結(jié)合了數(shù)值和符號(hào)計(jì)算引擎、圖形系統(tǒng)、編程語(yǔ)言、文本系統(tǒng)、和與其他應(yīng)用程序的高級(jí)連接。Mathematica是世界上通用計(jì)算系統(tǒng)中最強(qiáng)大的系統(tǒng)，其很多功能在相應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)處于世界領(lǐng)先地位，是使用最廣泛的數(shù)學(xué)軟件之一。
2.Matlab：Matlab是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于數(shù)據(jù)分析、無(wú)線通信、深度學(xué)習(xí)、圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺(jué)、信號(hào)處理、量化金融與風(fēng)險(xiǎn)管理、機(jī)器人，控制系統(tǒng)等領(lǐng)域。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（如C、Fortran）的編輯模式。3.Tecplot：Tecplot系列軟件是由美國(guó)Tecplot公司推出的功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和可視化處理軟件。它包含數(shù)值模擬和CFD結(jié)果可視化軟件Tecplot 360，工程繪圖軟件Tecplot Focus，以及油藏?cái)?shù)值模擬可視化分析軟件Tecplot RS。4.Origin：Origin是由OriginLab公司開(kāi)發(fā)的一個(gè)科學(xué)繪圖、數(shù)據(jù)分析軟件，支持在Microsoft Windows下運(yùn)行，因其功能強(qiáng)大且使用方便，在各國(guó)科技工作者中使用較為普遍。專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域計(jì)算軟件有很多，這里僅以化學(xué)、材料領(lǐng)域軟件為例說(shuō)明。
1. Gaussian：Gaussian是一個(gè)功能強(qiáng)大的量子化學(xué)綜合軟件包，可用于研究許多化學(xué)領(lǐng)域的課題，例如取代基的影響，化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，勢(shì)能曲面和激發(fā)能等等。2.Materials Studio：Materials Studio是美國(guó)Accelrys公司生產(chǎn)的新一代材料計(jì)算軟件，是專(zhuān)門(mén)為材料科學(xué)領(lǐng)域研究者開(kāi)發(fā)的一款可運(yùn)行在PC上的模擬軟件?？捎糜趶牧孔?、原子/分子到介觀尺度模擬材料、化學(xué)等領(lǐng)域的科研基礎(chǔ)問(wèn)題研究。1.Synopsys: Synopsys軟件覆蓋了整個(gè)IC設(shè)計(jì)流程，使客戶從設(shè)計(jì)規(guī)范到芯片生產(chǎn)都能用到完備的最高水平設(shè)計(jì)工具。2.Cadence：Cadence是一個(gè)大型的EDA軟件，它幾乎可以完成電子設(shè)計(jì)的方方面面，包括ASIC設(shè)計(jì)、FPGA設(shè)計(jì)和PCB板設(shè)計(jì)，在仿真、電路圖設(shè)計(jì)、自動(dòng)布局布線、版圖設(shè)計(jì)及驗(yàn)證等方面有著絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。3. Mentor：Mentor軟件由Mentor公司開(kāi)發(fā)，涵蓋電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化先進(jìn)系統(tǒng)電腦軟件與模擬硬件系統(tǒng)。Mento工具雖沒(méi)有前兩家全面，沒(méi)有涵蓋整個(gè)芯片設(shè)計(jì)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，但在有些領(lǐng)域，如PCB（印刷電路板）設(shè)計(jì)工具等方面有相對(duì)獨(dú)到之處。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件1.AutoCAD：AutoCAD是Autodesk公司首次于1982年開(kāi)發(fā)的自動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，用于二維繪圖、詳細(xì)繪制、設(shè)計(jì)文檔和基本三維設(shè)計(jì)，現(xiàn)已經(jīng)成為國(guó)際上廣為流行的繪圖工具。
2. Solidworks：SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開(kāi)發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，自1995年問(wèn)世以來(lái)，以其優(yōu)異的性能、易用性和創(chuàng)新性，極大地提高了機(jī)械工程師的設(shè)計(jì)效率，成為三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的標(biāo)準(zhǔn)。1.Ansys：Ansys軟件是美國(guó)Ansys公司研制的大型通用有限元分析（FEA）軟件，是世界范圍內(nèi)增長(zhǎng)最快的計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）軟件，能與多數(shù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD，computer Aided design）軟件接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如Creo, NASTRAN、Algor、I-DEAS、AutoCAD等。它是融結(jié)構(gòu)、流體、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、聲場(chǎng)分析于一體的大型通用有限元分析軟件。在核工業(yè)、鐵道、石油化工、航空航天、機(jī)械制造、能源、汽車(chē)交通、國(guó)防軍工、電子、土木工程、造船、生物醫(yī)學(xué)、輕工、地礦、水利、日用家電等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前，中國(guó)100多所理工院校采用Ansys軟件進(jìn)行有限元分析或者作為標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)軟件。
2.Nastran：Nastran是1966年美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)為了滿足當(dāng)時(shí)航空航天工業(yè)對(duì)結(jié)構(gòu)分析的迫切需求主持開(kāi)發(fā)大型應(yīng)用有限元程序。3. Fluent：Fluent是目前國(guó)際上比較流行的商用CFD軟件包，在美國(guó)的市場(chǎng)占有率為60%，凡是和流體、熱傳遞和化學(xué)反應(yīng)等有關(guān)的工業(yè)均可使用。它具有豐富的物理模型、先進(jìn)的數(shù)值方法和強(qiáng)大的前后處理功能，在航空航天、汽車(chē)設(shè)計(jì)、石油天然氣和渦輪機(jī)設(shè)計(jì)等方面都有著廣泛的應(yīng)用。
