盘点美国主要的基础软件和工业软件

来源｜战略前沿技术

■ 编审｜有料先生，Mr_youliao

近日，哈工大、哈工程Matlab软件被美国商务部禁用，此前华为也遭遇三大EDA软件公司“断供”，基础软件和工业软件“卡脖子”问题尽显无疑。基础软件和工业软件是软件产业的核心基础和制高点，更是整个现代工业发展的重要支撑，是智能制造的“大脑”。随着我国新一代信息技术、高档数控机床和机器人、航空航天装备等高端制造领域成为美国重点打击对象，工业软件将是中美科技博弈的焦点。而令人担忧的是，知名的先进基础软件和工业软件几乎都由西方发达国家开发和掌握，本文对使用较多的美国基础软件和工业软件进行初步盘点。

操作系统

1.windows：Microsoft Windows操作系统是美国微软公司研发的一套操作系统，它问世于1985年，起初仅仅是Microsoft-DOS模拟环境，后续的系统版本由于微软不断的更新升级，不但易用，也当前应用最广泛的操作系统。

2.Unix：Unix是20世纪70年代初出现的一个操作系统，除了作为网络操作系统之外，还可以作为单机操作系统使用。Unix作为一种开发平台和台式操作系统获得了广泛使用，目前主要用于工程应用和科学计算等领域。

3.Android：Android是一种基于linux内核（不包含GNU组件）的自由及开放源代码的操作系统。它主要使用于移动设备，如智能手机和平板电脑，由美国google公司和开放手机联盟领导及开发。

4.mac OS：Mac OS由苹果公司自行开发，是一套运行于苹果Macintosh系列电脑上的操作系统。Mac OS 是基于Unix内核的图形化操作系统，是首个在商用领域成功的图形用户界面操作系统。

5.IOS：iOS是由苹果公司开发的移动操作系统。苹果公司最早于2007年1月9日的Macworld大会上公布这个系统，最初是设计给iphone使用的，后来陆续套用到iPod touch、iPad上。iOS与苹果的macOS操作系统一样，属于类Unix的商业操作系统。

数据库

1.Oracle：Oracle数据库是美国甲骨文公司的一款关系数据库管理系统。它在数据库领域一直处于领先地位，是目前世界上流行的关系数据库管理系统，其系统可移植性好、使用方便、功能强，适用于各类大、中、小、微机环境，是一种高效率、可靠性好的、适应高吞吐量的数据库方案。

2.IBM DB2：IBM DB2 是美国IBM公司开发的一套关系型数据库管理系统。DB2主要应用于大型应用系统，具有较好的可伸缩性，可支持从大型机到单用户环境，应用于所有常见的服务器操作系统平台下。DB2提供了高层次的数据利用性、完整性、安全性、可恢复性，以及小规模到大规模应用程序的执行能力，具有与平台无关的基本功能和SQL命令。

3.SQL Server：SQL Server是Microsoft 公司推出的关系型数据库管理系统，具有使用方便可伸缩性好与相关软件集成程度高等优点。它是一个全面的数据库平台，使用集成的商业智能 (BI)工具提供了企业级的数据管理。

4.MySQL：MySQL是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB 公司开发，属于 Oracle 旗下产品。MySQL 是最流行的关系型数据库管理系统之一，在 WEB 应用方面，MySQL是最好的 RDBMS (Relational Database Management System，关系数据库管理系统) 应用软件之一。MySQL 软件采用了双授权政策，分为社区版和商业版，由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，一般中小型网站的开发都选择 MySQL 作为网站数据库。

通用办公软件

1. Microsoft office：Microsoft Office是由Microsoft(微软)公司开发的一套基于 Windows 操作系统的办公软件套装。常用组件有 word、Excel、PowerPoint、Visio等。

2.Adobe Acrobat/Adobe Reader: Adobe公司开发的用于阅读和编辑PDF格式文档的软件。

3. Adobe Photoshop：简称“PS”，是由Adobe Systems开发和发行的图像处理软件。PS主要处理以像素所构成的数字图像，具有众多的编修与绘图工具，可以有效地进行图片编辑工作，在图像、图形、文字、视频、出版等各方面都有涉及。

4. Adobe Illustrator：常被称为“AI”，是一种应用于出版、多媒体和在线图像的工业标准矢量插画的软件。作为一款非常好的矢量图形处理工具，该软件主要应用于印刷出版、海报书籍排版、专业插画、多媒体图像处理和互联网页面的制作等，也可以为线稿提供较高的精度和控制，适合生产任何小型设计到大型的复杂项目。（Adobe公司还有大量音频、视频、图像处理及网页设计等软件，就不一一赘述了）

5. Maya：Maya软件是Autodesk旗下的著名三维建模和动画软件。Maya可以大大提高电影、电视、游戏等领域开发、设计、创作的工作流效率，同时改善了多边形建模，通过新的运算法则提高了性能，多线程支持可以充分利用多核心处理器的优势，新的HLSL着色工具和硬件着色API则可以大大增强新一代主机游戏的外观，另外在角色建立和动画方面也更具弹性。

6.3ds MAX:3ds MAX是Discreet公司开发的（后被Autodesk公司合并）基于PC系统的三维动画渲染和制作软件，广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、三维动画、多媒体制作、游戏、以及工程可视化等领域。

数据分析处理软件

1.Mathematica：Mathematica由沃尔夫勒姆研究公司开发，是一款科学计算软件，很好地结合了数值和符号计算引擎、图形系统、编程语言、文本系统、和与其他应用程序的高级连接。Mathematica是世界上通用计算系统中最强大的系统，其很多功能在相应领域内处于世界领先地位，是使用最广泛的数学软件之一。

2.Matlab：Matlab是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于数据分析、无线通信、深度学习、图像处理与计算机视觉、信号处理、量化金融与风险管理、机器人，控制系统等领域。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式。

3.Tecplot：Tecplot系列软件是由美国Tecplot公司推出的功能强大的数据分析和可视化处理软件。它包含数值模拟和CFD结果可视化软件Tecplot 360，工程绘图软件Tecplot Focus，以及油藏数值模拟可视化分析软件Tecplot RS。

4.Origin：Origin是由OriginLab公司开发的一个科学绘图、数据分析软件，支持在Microsoft Windows下运行，因其功能强大且使用方便，在各国科技工作者中使用较为普遍。

专业计算软件

专业领域计算软件有很多，这里仅以化学、材料领域软件为例说明。

1. Gaussian：Gaussian是一个功能强大的量子化学综合软件包，可用于研究许多化学领域的课题，例如取代基的影响，化学反应机理，势能曲面和激发能等等。

2.Materials Studio：Materials Studio是美国Accelrys公司生产的新一代材料计算软件，是专门为材料科学领域研究者开发的一款可运行在PC上的模拟软件。可用于从量子、原子/分子到介观尺度模拟材料、化学等领域的科研基础问题研究。

EDA芯片设计软件

1.Synopsys: Synopsys软件覆盖了整个IC设计流程，使客户从设计规范到芯片生产都能用到完备的最高水平设计工具。

2.Cadence：Cadence是一个大型的EDA软件，它几乎可以完成电子设计的方方面面，包括ASIC设计、FPGA设计和PCB板设计，在仿真、电路图设计、自动布局布线、版图设计及验证等方面有着绝对优势。

3. Mentor：Mentor软件由Mentor公司开发，涵盖电子设计自动化先进系统电脑软件与模拟硬件系统。Mento工具虽没有前两家全面，没有涵盖整个芯片设计和生产环节，但在有些领域，如PCB（印刷电路板）设计工具等方面有相对独到之处。

计算机辅助设计软件

1.AutoCAD：AutoCAD是Autodesk公司首次于1982年开发的自动计算机辅助设计软件，用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。

2. Solidworks：SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，自1995年问世以来，以其优异的性能、易用性和创新性，极大地提高了机械工程师的设计效率，成为三维机械设计软件的标准。

计算机辅助工程软件

1.Ansys：Ansys软件是美国Ansys公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件，能与多数计算机辅助设计（CAD，computer Aided design）软件接口，实现数据的共享和交换，如Creo, NASTRAN、Algor、I-DEAS、AutoCAD等。它是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。目前，中国100多所理工院校采用Ansys软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。

2.Nastran：Nastran是1966年美国国家航空航天局(NASA)为了满足当时航空航天工业对结构分析的迫切需求主持开发大型应用有限元程序。

3. Fluent：Fluent是目前国际上比较流行的商用CFD软件包，在美国的市场占有率为60%，凡是和流体、热传递和化学反应等有关的工业均可使用。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法和强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气和涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。

■ 参考资料

1. https://mp.weixin.qq.com/s/nKxg_lamfq_eYrDD95GSCw