近日，哈工大、哈工程Matlab軟件被美國商務部禁用，此前華為也遭遇三大EDA軟件公司“斷供”，基礎軟件和工業(yè)軟件“卡脖子”問題盡顯無疑。基礎軟件和工業(yè)軟件是軟件產(chǎn)業(yè)的核心基礎和制高點，更是整個現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要支撐，是智能制造的“大腦”。隨著我國新一代信息技術(shù)、高檔數(shù)控機床和機器人、航空航天裝備等高端制造領域成為美國重點打擊對象，工業(yè)軟件將是中美科技博弈的焦點。而令人擔憂的是，知名的先進基礎軟件和工業(yè)軟件幾乎都由西方發(fā)達國家開發(fā)和掌握，本文對使用較多的美國基礎軟件和工業(yè)軟件進行初步盤點。1.Windows：Microsoft Windows操作系統(tǒng)是美國微軟公司研發(fā)的一套操作系統(tǒng)，它問世于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，不但易用，也當前應用最廣泛的操作系統(tǒng)。2.Unix：Unix是20世紀70年代初出現(xiàn)的一個操作系統(tǒng)，除了作為網(wǎng)絡操作系統(tǒng)之外，還可以作為單機操作系統(tǒng)使用。Unix作為一種開發(fā)平臺和臺式操作系統(tǒng)獲得了廣泛使用，目前主要用于工程應用和科學計算等領域。3.Android：Android是一種基于Linux內(nèi)核（不包含GNU組件）的自由及開放源代碼的操作系統(tǒng)。它主要使用于移動設備，如智能手機和平板電腦，由美國Google公司和開放手機聯(lián)盟領導及開發(fā)。4.Mac OS：Mac OS由蘋果公司自行開發(fā)，是一套運行于蘋果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)，是首個在商用領域成功的圖形用戶界面操作系統(tǒng)。5.iOS：iOS是由蘋果公司開發(fā)的移動操作系統(tǒng)。蘋果公司最早于2007年1月9日的Macworld大會上公布這個系統(tǒng)，最初是設計給iPhone使用的，后來陸續(xù)套用到iPod touch、iPad上。iOS與蘋果的macOS操作系統(tǒng)一樣，屬于類Unix的商業(yè)操作系統(tǒng)。1.Oracle：Oracle數(shù)據(jù)庫是美國甲骨文公司的一款關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。它在數(shù)據(jù)庫領域一直處于領先地位，是目前世界上流行的關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，其系統(tǒng)可移植性好、使用方便、功能強，適用于各類大、中、小、微機環(huán)境，是一種高效率、可靠性好的、適應高吞吐量的數(shù)據(jù)庫方案。2.IBM DB2：IBM DB2 是美國IBM公司開發(fā)的一套關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。DB2主要應用于大型應用系統(tǒng)，具有較好的可伸縮性，可支持從大型機到單用戶環(huán)境，應用于所有常見的服務器操作系統(tǒng)平臺下。DB2提供了高層次的數(shù)據(jù)利用性、完整性、安全性、可恢復性，以及小規(guī)模到大規(guī)模應用程序的執(zhí)行能力，具有與平臺無關的基本功能和SQL命令。3.SQL Server：SQL Server是Microsoft 公司推出的關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具有使用方便可伸縮性好與相關軟件集成程度高等優(yōu)點。它是一個全面的數(shù)據(jù)庫平臺，使用集成的商業(yè)智能 (BI)工具提供了企業(yè)級的數(shù)據(jù)管理。4.MySQL：MySQL是一個關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，由瑞典MySQL AB 公司開發(fā)，屬于 Oracle 旗下產(chǎn)品。MySQL 是最流行的關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之一，在 WEB 應用方面，MySQL是最好的 RDBMS (Relational Database Management System，關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)) 應用軟件之一。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，尤其是開放源碼這一特點，一般中小型網(wǎng)站的開發(fā)都選擇 MySQL 作為網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫。1. Microsoft Office：Microsoft Office是由Microsoft(微軟)公司開發(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公司開發(fā)的用于閱讀和編輯PDF格式文檔的軟件。3. Adobe Photoshop：簡稱“PS”，是由Adobe Systems開發(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：常被稱為“AI”，是一種應用于出版、多媒體和在線圖像的工業(yè)標準矢量插畫的軟件。作為一款非常好的矢量圖形處理工具，該軟件主要應用于印刷出版、海報書籍排版、專業(yè)插畫、多媒體圖像處理和互聯(lián)網(wǎng)頁面的制作等，也可以為線稿提供較高的精度和控制，適合生產(chǎn)任何小型設計到大型的復雜項目。（Adobe公司還有大量音頻、視頻、圖像處理及網(wǎng)頁設計等軟件，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畫軟件。Maya可以大大提高電影、電視、游戲等領域開發(fā)、設計、創(chuàng)作的工作流效率，同時改善了多邊形建模，通過新的運算法則提高了性能，多線程支持可以充分利用多核心處理器的優(yōu)勢，新的HLSL著色工具和硬件著色API則可以大大增強新一代主機游戲的外觀，另外在角色建立和動畫方面也更具彈性。6.3ds MAX:3ds MAX是Discreet公司開發(fā)的（后被Autodesk公司合并）基于PC系統(tǒng)的三維動畫渲染和制作軟件，廣泛應用于廣告、影視、工業(yè)設計、建筑設計、三維動畫、多媒體制作、游戲、以及工程可視化等領域。1.Mathematica：Mathematica由沃爾夫勒姆研究公司開發(fā)，是一款科學計算軟件，很好地結(jié)合了數(shù)值和符號計算引擎、圖形系統(tǒng)、編程語言、文本系統(tǒng)、和與其他應用程序的高級連接。Mathematica是世界上通用計算系統(tǒng)中最強大的系統(tǒng)，其很多功能在相應領域內(nèi)處于世界領先地位，是使用最廣泛的數(shù)學軟件之一。
2.Matlab：Matlab是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學軟件，用于數(shù)據(jù)分析、無線通信、深度學習、圖像處理與計算機視覺、信號處理、量化金融與風險管理、機器人，控制系統(tǒng)等領域。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學研究、工程設計以及必須進行有效數(shù)值計算的眾多科學領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)非交互式程序設計語言（如C、Fortran）的編輯模式。3.Tecplot：Tecplot系列軟件是由美國Tecplot公司推出的功能強大的數(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，以及油藏數(shù)值模擬可視化分析軟件Tecplot RS。4.Origin：Origin是由OriginLab公司開發(fā)的一個科學繪圖、數(shù)據(jù)分析軟件，支持在Microsoft Windows下運行，因其功能強大且使用方便，在各國科技工作者中使用較為普遍。專業(yè)領域計算軟件有很多，這里僅以化學、材料領域軟件為例說明。
1. Gaussian：Gaussian是一個功能強大的量子化學綜合軟件包，可用于研究許多化學領域的課題，例如取代基的影響，化學反應機理，勢能曲面和激發(fā)能等等。2.Materials Studio：Materials Studio是美國Accelrys公司生產(chǎn)的新一代材料計算軟件，是專門為材料科學領域研究者開發(fā)的一款可運行在PC上的模擬軟件。可用于從量子、原子/分子到介觀尺度模擬材料、化學等領域的科研基礎問題研究。1.Synopsys: Synopsys軟件覆蓋了整個IC設計流程，使客戶從設計規(guī)范到芯片生產(chǎn)都能用到完備的最高水平設計工具。2.Cadence：Cadence是一個大型的EDA軟件，它幾乎可以完成電子設計的方方面面，包括ASIC設計、FPGA設計和PCB板設計，在仿真、電路圖設計、自動布局布線、版圖設計及驗證等方面有著絕對優(yōu)勢。3. Mentor：Mentor軟件由Mentor公司開發(fā)，涵蓋電子設計自動化先進系統(tǒng)電腦軟件與模擬硬件系統(tǒng)。Mento工具雖沒有前兩家全面，沒有涵蓋整個芯片設計和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，但在有些領域，如PCB（印刷電路板）設計工具等方面有相對獨到之處。1.AutoCAD：AutoCAD是Autodesk公司首次于1982年開發(fā)的自動計算機輔助設計軟件，用于二維繪圖、詳細繪制、設計文檔和基本三維設計，現(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具。
2. Solidworks：SolidWorks軟件是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，自1995年問世以來，以其優(yōu)異的性能、易用性和創(chuàng)新性，極大地提高了機械工程師的設計效率，成為三維機械設計軟件的標準。1.Ansys：Ansys軟件是美國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)增長最快的計算機輔助工程（CAE）軟件，能與多數(shù)計算機輔助設計（CAD，computer Aided design）軟件接口，實現(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、磁場、聲場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、機械制造、能源、汽車交通、國防軍工、電子、土木工程、造船、生物醫(yī)學、輕工、地礦、水利、日用家電等領域有著廣泛的應用。目前，中國100多所理工院校采用Ansys軟件進行有限元分析或者作為標準教學軟件。
2.Nastran：Nastran是1966年美國國家航空航天局(NASA)為了滿足當時航空航天工業(yè)對結(jié)構(gòu)分析的迫切需求主持開發(fā)大型應用有限元程序。3. Fluent：Fluent是目前國際上比較流行的商用CFD軟件包，在美國的市場占有率為60%，凡是和流體、熱傳遞和化學反應等有關的工業(yè)均可使用。它具有豐富的物理模型、先進的數(shù)值方法和強大的前后處理功能，在航空航天、汽車設計、石油天然氣和渦輪機設計等方面都有著廣泛的應用。
