按計算機(jī)的性能和規(guī)模分
按計算機(jī)的性能高低和規(guī)模大小分,大致可以分為巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)和微型機(jī),我們是根據(jù)計算機(jī)的字長(即數(shù)據(jù)寬度),運(yùn)算速度,存儲容量,外圍事物的處理能力及價格等因素來劃分的,如我國的巨型計算機(jī)“曙光2000”,它的字長為128位,運(yùn)算速度大于一億次/秒。而廣泛用于工農(nóng)業(yè),科研,教育,商業(yè)等領(lǐng)域的微型計算機(jī)(即典型代表機(jī)型個人電腦)它的字長現(xiàn)在仍為32位,現(xiàn)在最快的微處理器的主頻為3.06MHz。但由于科技水平飛速發(fā)展,劃分標(biāo)準(zhǔn)也不會一成不變,巨型機(jī)由于價格昂貴,只能用于要求極高的專用場合,它代表一個國家計算機(jī)的發(fā)展水平。而微型機(jī)價格最低,性能亦能滿足生產(chǎn)和生活需要,應(yīng)用最為廣泛,發(fā)展速度也最快,現(xiàn)在的微型計算機(jī)基本上幾個月便會升級換代。
按計算機(jī)的用途分
按用途大致可以分為專用計算機(jī)和通用計算機(jī)兩大類,專用計算機(jī)大多針對某種特殊的要求和應(yīng)用場合而設(shè)計的計算機(jī),專用的硬件和專用的軟件,擴(kuò)展性不強(qiáng),一般功能都比較單一,難以升級,亦不能當(dāng)通用計算使用。通用計算機(jī)則是為滿足大多數(shù)應(yīng)用場合而推出的計算機(jī),可靈活應(yīng)用于多種領(lǐng)域,為照顧多種應(yīng)用領(lǐng)域,一般它的系統(tǒng)比較復(fù)雜,功能全面,通用性強(qiáng),支持它的軟件也五花八門,應(yīng)有盡有,應(yīng)用于其它場合,甚至只需配置相應(yīng)的軟件即可。相比之下,通用計算應(yīng)用非常廣泛,是生產(chǎn)量最多的一種機(jī)型。
如果每一類計算機(jī)再細(xì)分的話還可以分為許多類,用于不同的領(lǐng)域的計算機(jī)都會有一些特殊的要求,至少對工作速度的要求有所不同,對外圍設(shè)備的支持也有差異,另外對其適應(yīng)的環(huán)境也有所區(qū)別。總之,現(xiàn)在的計算機(jī)在各個領(lǐng)域無所不在,比比皆是。它是人類進(jìn)步的象征,是千千萬萬科技工作者集體智慧的結(jié)晶,是人類科學(xué)發(fā)展史上最卓越的成就,是人類進(jìn)步與文明旅程上重要的里程碑
參考資料:puter/ks_mc/chapter/ch01/c01_01_02.htm
參考資料:/rookie/computer05.asp
一、定義:
計算機(jī),俗稱電腦,是現(xiàn)代一種用于高速計算的電子計算機(jī)器,可以進(jìn)行數(shù)值計算,又可以進(jìn)行邏輯計算,還具有存儲記憶功能。是能夠按照程序運(yùn)行,自動、高速處理海量數(shù)據(jù)的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備。由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)所組成,沒有安裝任何軟件的計算機(jī)稱為裸機(jī)。可分為超級計算機(jī)、工業(yè)控制計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)、個人計算機(jī)、嵌入式計算機(jī)五類,較先進(jìn)的計算機(jī)有生物計算機(jī)、光子計算機(jī)、量子計算機(jī)等。
二、特點(diǎn):
1、超級計算機(jī)是計算機(jī)中功能最強(qiáng)、運(yùn)算速度最快、存儲容量最大的一類計算機(jī),是國家科技發(fā)展水平和綜合國力的重要標(biāo)志。超級計算機(jī)擁有最強(qiáng)的并行計算能力,主要用于科學(xué)計算。在氣象、軍事、能源、航天、探礦等領(lǐng)域承擔(dān)大規(guī)模、高速度的計算任務(wù)。
2、網(wǎng)絡(luò)計算機(jī),指某些高性能計算機(jī),能通過網(wǎng)絡(luò),對外提供服務(wù)。相對于普通電腦來說,穩(wěn)定性、安全性、性能等方面都要求更高,因此在CPU、芯片組、內(nèi)存、磁盤系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等硬件和普通電腦有所不同。
3、個人計算機(jī),包括臺式機(jī)、電腦一體機(jī)、筆記本電腦、掌上電腦和平板電腦等,運(yùn)行速度來說相對較差,但有些是可以便于攜帶,隨處辦公,滿足各方面的需要。
4、嵌入式系統(tǒng),是一種以應(yīng)用為中心、以微處理器為基礎(chǔ),軟硬件可裁剪的,適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng),應(yīng)用范圍極其廣泛,滿足社會各方面的需要。
5、工業(yè)控制計算機(jī),是一種采用總線結(jié)構(gòu),對生產(chǎn)過程及其機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行檢測與控制的計算機(jī)系統(tǒng)總稱。簡稱工控機(jī)。主要應(yīng)用在工業(yè)方面,對于工業(yè)的發(fā)展起到了不可磨滅的作用。
定義 按照當(dāng)前《牛津英語詞典》(第二版)的定義:計算機(jī)是一種進(jìn)行運(yùn)算,或者控制那些可以表示為數(shù)字或者邏輯形式的操作的設(shè)備。
這個定義的確是真實(shí)精確的。然而它和從其他詞典中找到的其他對計算機(jī)的定義一樣,包含了太多的內(nèi)容。
這些定義沒有辦法區(qū)分歷史上的,當(dāng)代的,以及未來的,各種各樣的計算機(jī)。更有意義的問題可能包含:有哪些不同種類的計算機(jī)?或者問,當(dāng)代計算機(jī)有哪些區(qū)別與其他時代計算機(jī)的特點(diǎn)和能力?[編輯] 辭源 “計算機(jī)”對應(yīng)的英文computer這個詞的含義一直在改變,但是它的含義總是落在了當(dāng)時計算機(jī)能力的后面。
“computer”最早用來代表被雇來進(jìn)行算術(shù)計算的人,即計算員;這種用法今天仍然有效。《牛津英語詞典》(第二版)認(rèn)為最早是在1897年,這個詞被用來代表一種機(jī)械的計算設(shè)備。
到1946年的時候,牛津詞典加入了幾個限定詞來區(qū)分不同類型的計算機(jī)。這些限定詞包含模擬的,數(shù)字的,以及 電子的。
然而,從被引用的上下文看,這些限定詞在1946年前就在被人使用了。[編輯] 成指數(shù)級增長的計算機(jī)的發(fā)展 劃分不同種計算機(jī)的難度因?yàn)橛嬎銠C(jī)計算能力的指數(shù)增長更加復(fù)雜化。
粗略估計,從1900到現(xiàn)在,計算設(shè)備的計算能力(按1000美元能夠買到的設(shè)備在每秒種內(nèi)處理運(yùn)算指令的數(shù)量)每一年半到兩年就增加一倍。英特爾公司的創(chuàng)始人之一,戈登.E.摩爾在1965年首次描述了計算機(jī)發(fā)展的這種特性(參考摩爾定律)。
快速發(fā)展的計算機(jī)制造工程技術(shù)維持了這種指數(shù)級的能力增長。與這種能力增長攜手并進(jìn)的另一過程是戲劇化的計算機(jī)小型化過程。
第一代的電子計算機(jī),例如ENIAC(出現(xiàn)于1946年),都是一些重達(dá)數(shù)噸,占據(jù)好幾間房間,需要多個操作員來維持它們正常工作的龐然大物。這些大家伙太貴了,以至于只有政府和大型機(jī)構(gòu)才能夠買得起。
它們也的確太怪異了,當(dāng)時的人們都認(rèn)為幾臺,或者幾十臺這樣的機(jī)器就能夠滿足全世界的需求了。相比之下,現(xiàn)代計算機(jī)比第一代前輩多了幾個數(shù)量級,更加多才多藝,而且便宜,小巧,還隨處可見。
[編輯] 計算機(jī)的分類 為了定義什么是計算機(jī),對所有計算設(shè)備進(jìn)行分類是必然的。下面的章節(jié)介紹幾種不同的分類方法。
這些分類方法必須一起使用才能準(zhǔn)確無誤的描述一臺特定的計算機(jī)。[編輯] 按用途分類 這是最明顯的分類法了。
計算機(jī)制造商通常用這種方法來描述他們的產(chǎn)品;用戶用同樣的方法來描述與他們交流的機(jī)器。例如:超級計算機(jī) 迷你超級計算機(jī) 大型計算機(jī) 企業(yè)級服務(wù)器 小型機(jī) 工作站 個人計算機(jī)或者臺式機(jī) 膝上型計算機(jī)或者筆記本電腦 個人數(shù)字助理 可以穿戴的計算機(jī) 按用途分類很通俗,但是也導(dǎo)致它的不確定性,因?yàn)閮H僅當(dāng)前廣泛使用的設(shè)備被包含進(jìn)來了。
計算機(jī)發(fā)展的快速性意味著計算機(jī)新的用途層出不窮,當(dāng)前的定義很快就過時。許多不再被人使用的計算機(jī)的類型,例如微分分析器,通常不被列入分類條目之中。
所以,必須采用其他分類方法來明白無誤的定義 計算機(jī) 這條術(shù)語。[編輯] 按制造技術(shù)分類 機(jī)械式 半電子-半機(jī)械式 電子式 晶體管 半導(dǎo)體集成電路 光學(xué)計算機(jī) 量子計算機(jī) 生物計算機(jī) [編輯] 按設(shè)計特點(diǎn)分類 現(xiàn)代計算機(jī)綜合了許多基本的設(shè)計特點(diǎn),這些特點(diǎn)是許多貢獻(xiàn)者在很多年里逐漸開發(fā)出來的。
設(shè)計特點(diǎn)經(jīng)常獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)技術(shù)。現(xiàn)代計算機(jī)的綜合性能來源于這些特點(diǎn)互相作用的方式。
一些重要的設(shè)計特性羅列如下:[編輯] 數(shù)字式 和 模擬式 設(shè)計一種計算機(jī)時有一個基本的決定:這種計算機(jī)應(yīng)該是數(shù)字式還是模擬式的?數(shù)字式計算機(jī)處理離散的數(shù)字性或者符號性值,而模擬式計算機(jī)仍然應(yīng)用于一些特殊目的的領(lǐng)域:例如機(jī)器人和回旋加速器的控制。其他的途徑,象脈沖計算和量子計算,也是可能存在的;但是他們或者用于很特殊的目的或者仍然處于試驗(yàn)階段。
[編輯] 二進(jìn)制 和 十進(jìn)制 在數(shù)字式計算的發(fā)展歷程中,一個重大的設(shè)計進(jìn)步是引入了二進(jìn)制作為內(nèi)部的數(shù)字系統(tǒng)。這種方法避免了那些基于其他數(shù)字系統(tǒng)的計算機(jī)中必須的復(fù)雜的進(jìn)位機(jī)制,例如十進(jìn)制系統(tǒng)。
采用二進(jìn)制的好處是簡化了實(shí)現(xiàn)算術(shù)功能和邏輯運(yùn)算的設(shè)計。[編輯] 按能力分類 對不同的計算設(shè)備分類的最好辦法可能是按他們的內(nèi)在能力分類,而不是按他們的用途,實(shí)現(xiàn)技術(shù),或者設(shè)計特性來分類。
計算機(jī)按能力可以分為三大類:只能計算一種函數(shù)的單用途設(shè)備,可以計算有限范圍內(nèi)的函數(shù)的特殊用途設(shè)備,以及我們天天使用的通用設(shè)備。過去計算機(jī)這個詞用來描述所有這些類型的機(jī)器,但是現(xiàn)在口語中的用法通常特指通用計算機(jī)了。
[編輯] 通用計算機(jī) 按定義來說,一臺通用計算機(jī)能用來解決任何問題,只要這個問題可以用程序來表示。然而,程序運(yùn)行的是有一些實(shí)際的限制的:計算機(jī)的存儲能力,問題的大小,以及運(yùn)行的速度。
在1934年,艾倫·圖靈證明了:給定正確的程序,任何通用計算機(jī)可以模擬其他任何計算機(jī)的行為。他的數(shù)學(xué)證明是純粹理論上的,因?yàn)槟菚r候還沒有通用計算機(jī)存在。
這個證明的意義是深遠(yuǎn)的:例如,從理論上說,現(xiàn)在的通用計算機(jī)能夠模擬任何未來制造的通用計算機(jī)的行為,盡管速度很慢。通用計算機(jī)也稱作完備的圖靈機(jī),它經(jīng)常被用來作。
原發(fā)布者:aengeghoh
一、計算機(jī)的分類 計算機(jī)的分類很多,一般可以從下面幾個方面來劃分: 1.從計算機(jī)規(guī)模來分:有巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)和微型機(jī)(PersonalComputer)。 2.從信息表現(xiàn)形式和被處理的信息來分:有數(shù)字計算機(jī)(數(shù)字量、離散的)、模擬計算機(jī)(模擬量、連續(xù)的)、數(shù)字模擬混合計算機(jī)。 3.按照用途分來:分為通用計算機(jī)、專用計算機(jī)。 4.按采用操作系統(tǒng)來分:分為單用戶機(jī)系統(tǒng)、多用戶機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和實(shí)時計算機(jī)系統(tǒng)。 5.從字長來分:有4位、8位、16位、32位、64位計算機(jī)。 6.按廠家分:有原裝機(jī)、兼容機(jī)。 7.按CPU分:有386、486、586、PⅡ、PⅢ、PⅣ。 8.按主機(jī)形式分:有臺式機(jī)、便攜機(jī)、筆記本式機(jī)、手掌式機(jī)。二、微型計算機(jī)1、微型計算機(jī)的概念 將計算機(jī)的核心器件中央處理器(運(yùn)算器和控制器)集成在一塊半導(dǎo)體芯片上的計算機(jī),稱為微型計算機(jī),簡稱微機(jī)。2、程序存儲、程序控制美籍匈牙利科學(xué)家馮·諾依曼,對計算機(jī)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn),他提出了“程序存儲、程序控制”的設(shè)計思想,同時指出計算機(jī)的構(gòu)成包括如下幾個方面:(1)由運(yùn)算器、存儲器、控制器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大基本部件組成計算機(jī)系統(tǒng),并規(guī)定了五大部件的基本功能。(2)計算機(jī)內(nèi)部應(yīng)采用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)和指令。(3)程序存儲、程序控制(將程序事先存入主存儲器中,計算機(jī)在工作時能在不需要操作人員干預(yù)的情況下,自動逐條取出指令并加以執(zhí)行)。
計算機(jī)能在程序控制下自動連續(xù)地高速運(yùn)算。由于采用存儲程序控制的方式,因此一旦輸入編制好的程序,啟動計算機(jī)后,就能自動地執(zhí)行下去直至完成任務(wù)。這是計算機(jī)最突出的特點(diǎn)。2.運(yùn)算速度快
計算機(jī)能以極快的速度進(jìn)行計算。現(xiàn)在普通的微型計算機(jī)每秒可執(zhí)行幾十萬條指令,而巨型機(jī)則達(dá)到每秒幾十億次甚至幾百億次。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,計算機(jī)的運(yùn)算速度還在提高。例如天氣預(yù)報,由于需要分析大量的氣象資料數(shù)據(jù),單靠手工完成計算是不可能的,而用巨型計算機(jī)只需十幾分鐘就可以完成。3.運(yùn)算精度高
電子計算機(jī)具有以往計算機(jī)無法比擬的計算精度,目前已達(dá)到小數(shù)點(diǎn)后上億位的精度。4.具有記憶和邏輯判斷能力
人是有思維能力的。而思維能力本質(zhì)上是一種邏輯判斷能力。計算機(jī)借助于邏輯運(yùn)算,可以進(jìn)行邏輯判斷,并根據(jù)判斷結(jié)果自動地確定下一步該做什么。計算機(jī)的存儲系統(tǒng)由內(nèi)存和外存組成,具有存儲和記憶大量信息的能力,現(xiàn)代計算機(jī)的內(nèi)存容量已達(dá)到上百兆甚至幾千兆,而外存也有驚人的容量。如今的計算機(jī)不僅具有運(yùn)算能力,還具有邏輯判斷能力,可以使用其進(jìn)行諸如資料分類、情報檢索等具有邏輯加工性質(zhì)的工作。5.可靠性高隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代電子計算機(jī)連續(xù)無故障運(yùn)行時間可達(dá)到幾十萬小時以上,具有極高的可靠性。例如,安裝在宇宙飛船上的計算機(jī)可以連續(xù)幾年時間可靠地運(yùn)行。計算機(jī)應(yīng)用在管理中也具有很高的可靠性,而人卻很容易因疲勞而出錯。另外,計算機(jī)對于不同的問題,只是執(zhí)行的程序不同,因而具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和通用性。用同一臺計算機(jī)能解決各種問題,應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。
微型計算機(jī)除了具有上述特點(diǎn)外,還具有體積小、重量輕、耗電少、維護(hù)方便、可靠性高、易操作、功能強(qiáng)、使用靈活、價格便宜等特點(diǎn)。計算機(jī)還能代替人做許多復(fù)雜繁重的工作。
一種能夠按照事先存儲的程序,自動、高速地進(jìn)行大量數(shù)值計算和各種信息處理的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備。
特點(diǎn)1、運(yùn)算速度快、精度高。現(xiàn)代計算機(jī)每秒鐘可運(yùn)行幾百萬條指令,數(shù)據(jù)處理的速度相當(dāng)快,是其他任何工具無法比擬的。
2、具有存儲與記憶能力。計算機(jī)的存儲器類似于人的大腦,可以“記憶“(存儲)大量的數(shù)據(jù)和計算機(jī)程序。
3、具有邏輯判斷能力。具有可靠邏輯判斷能力是計算機(jī)能實(shí)現(xiàn)信息處理自動化的重要原因。
能進(jìn)行邏輯判斷,使計算機(jī)不僅能對數(shù)值數(shù)據(jù)進(jìn)行計算,也能對非數(shù)值數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,使計算機(jī)能廣泛應(yīng)用于非數(shù)值數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域,如信息檢索、圖形識別以及各種多媒體應(yīng)用等。 4、自動化程度高。
利用計算機(jī)解決問題時,人們啟動計算機(jī)輸入編制好的程序以后,計算機(jī)可以自動執(zhí)行,一般不需要人直接干預(yù)運(yùn)算、處理和控制過程。可分為超級計算機(jī)、工業(yè)控制計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)、個人計算機(jī)、嵌入式計算機(jī)五類。
較先進(jìn)的計算機(jī)有生物計算機(jī)、光子計算機(jī)、量子計算機(jī)等。
計算機(jī)按照其用途分為通用計算機(jī)和專用計算機(jī)。
按照1989年由IEEE科學(xué)巨型機(jī)委員會提出的運(yùn)算速度分類法,可分為巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)、工作站和微型計算機(jī)。
按照所處理的數(shù)據(jù)類型可分為模擬計算機(jī)、數(shù)字計算機(jī)和混合型計算機(jī)等等。
1.大型通用機(jī)
這類計算機(jī)具有極強(qiáng)的綜合處理能力和極大的性能覆蓋面。在一臺大型機(jī)中可以使用幾十臺微機(jī)或微機(jī)芯片,用以完成特定的操作。可同時支持上萬個用戶,可支持幾十個大型數(shù)據(jù)庫。主要應(yīng)用在政府部門、銀行、大公司、大企業(yè)等。
2.巨型機(jī)
巨型機(jī)有極高的速度、極大的容量。用于國防尖端技術(shù)、空間技術(shù)、大范圍長期性天氣預(yù)報、石油勘探等方面。目前這類機(jī)器的運(yùn)算速度可達(dá)每秒百億次。這類計算機(jī)在技術(shù)上朝兩個方向發(fā)展:一是開發(fā)高性能器件,特別是縮短時鐘周期,提高單機(jī)性能。
二是采用多處理器結(jié)構(gòu),構(gòu)成超并行計算機(jī),通常由100臺以上的處理器組成超并行巨型計算機(jī)系統(tǒng),它們同時解算一個課題,來達(dá)到高速運(yùn)算的目的。
3.小型機(jī)
小型機(jī)的機(jī)器規(guī)模小、結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計試制周期短,便于及時采用先進(jìn)工藝技術(shù),軟件開發(fā)成本低,易于操作維護(hù)。它們己廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動控制、大型分析儀器、測量設(shè)備、企業(yè)管理、大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)等,也可以作為大型與巨型計算機(jī)系統(tǒng)的輔助計算機(jī)。近年來,小型機(jī)的發(fā)展也引人注目。特別是RISC (Reduced Instruction Set Computer縮減指令系統(tǒng)計算機(jī))體系結(jié)構(gòu),顧名思義是指令系統(tǒng)簡化、縮小了的計算機(jī),而過去的計算機(jī)則統(tǒng)屬于CISC (復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機(jī))。
RISC的思想是把那些很少使用的復(fù)雜指令用子程序來取代,將整個指令系統(tǒng)限制在數(shù)量甚少的基本指令范圍內(nèi),并且絕大多數(shù)指令的執(zhí)行都只占一個時鐘周期,甚至更少,優(yōu)化編譯器,從而提高機(jī)器的整體性能。
4.微型機(jī)
微型機(jī)技術(shù)在近10年內(nèi)發(fā)展速度迅猛,平均每2~3個月就有新產(chǎn)品出現(xiàn),1~2年產(chǎn)品就更新?lián)Q代一次。平均每兩年芯片的集成度可提高一倍,性能提高一倍,價格降低一半。
目前還有加快的趨勢。微型機(jī)已經(jīng)應(yīng)用于辦公自動化、數(shù)據(jù)庫管理、圖像識別、語音識別、專家系統(tǒng),多媒體技術(shù)等領(lǐng)域,并且開始成為城鎮(zhèn)家庭的一種常規(guī)電器。
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