1.1.3　计算机的分类和特点

1．计算机的分类

计算机种类很多，通常将电子计算机按不同的信息表示方式分为两大类，即模拟电子计算机和数字电子计算机。早期的计算机一般都是模拟电子计算机，这类计算机各主要部件的输入量及输出量都是连续变化的电压、电流等物理量。数字电子计算机在其后被研制出来，数字电子计算机通过电信号的有无来表示数，并利用算术和逻辑运算法则进行计算，它具有运算速度快、精度高、灵活性强、便于存储等优点，因此适用于科学计算、信息处理、实时控制和人工智能等应用领域。我们通常所用的计算机，一般指的都是数字电子计算机。

在数字电子计算机中，按照计算机的用途可将其划分为专用计算机和通用计算机。

专用计算机是为解决一个或一类特定问题而设计的计算机，它的硬件和软件的配置依据解决特定问题的需要而定。专用计算机功能单一，配有解决特定问题的固定程序，能高速、可靠地解决某些特定问题。通用计算机具有功能多、配置全、用途广、通用性强等特点，我们通常所说的计算机一般指通用计算机。

在通用计算机中，人们又按照计算机的运算速度、字长、存储容量、软件配置等多方面的综合性能指标将计算机分为巨型机、大型机、小型机、微型机、工作站和嵌入式计算机等几类。

（1）巨型机

巨型机是指运算速度在每秒亿次以上的计算机。巨型机具有数据存储容量大、规模大、结构复杂、价格昂贵等特点，主要用于大型科学计算，是衡量一个国家科学实力的重要标志。目前在国内巨型机还不多，我国研制的“银河”“天河”计算机就属于巨型机。我国的“天河二号”计算机每秒运算速度可达3.39亿亿次。

（2）大型机

大型机的特点是通用性强、具有很强的综合处理能力、性能覆盖面广等，主要用于商业领域，如银行和电信等领域。因此，通常人们称大型机为“企业级”计算机。大型机研制周期长，设计技术与制造技术非常复杂，耗资巨大。

（3）小型机

小型机是性能介于微型机和大型机之间的一种高性能64位计算机。小型机规模小、结构简单，运算速度每秒几百万次左右。这类机器可靠性高，对运行环境要求低、易于操作、便于维护，广泛应用于一般的科研与设计机构以及普通高校。

（4）微型机

微型机是应用最广泛的一类计算机，因其体积小、使用方便、价格便宜等优点，应用范围十分广泛，从太空中的航天器到家庭生活，从工厂的自动控制到办公自动化以及商业、服务业、农业等，涉及社会各个领域。微型机的出现使得计算机真正面向每个人，真正成为大众化的信息处理工具。

（5）工作站

工作站是一种高端的通用微型计算机，它供单用户使用并提供比个人计算机更强大的性能，尤其是在图形处理和任务并行方面的能力。通常配有高分辨率的大屏、多屏显示器及容量很大的内存储器和外存储器，并且具有极强的信息处理能力和高性能的图形、图像处理功能。

（6）嵌入式计算机

嵌入式计算机是把处理器和存储器以及接口电路直接嵌入设备中并执行专用功能的计算机，其运行的是固化的软件，即固件（Firmware），终端用户很难修改固件。嵌入式计算机系统是对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统，其在应用数量上远远超过了通用计算机，在家电、制造业、过程控制、通信、仪器仪表、汽车、船舶、航空航天、军事装备、消费类产品等领域都有极其广泛的应用。

2．计算机的特点

各种类型的计算机虽然在处理对象、规模、性能和用途等方面有所不同，但它们都具有以下几个主要特点：

（1）高速、精确的运算能力

目前世界上已经有超过每秒亿亿次运算速度的巨型计算机，截至2014年11月，全球超级计算机排行榜TOP500中的前四名均已具备每秒亿亿次运算的计算能力。高速计算机具有极强的处理能力，特别是能在地质、能源、气象、航空航天以及各种大型工程中发挥作用。

（2）逻辑处理能力

计算机能够进行逻辑处理，也就是说它能够“思考”和“判断”，这是新一代计算机重点研究的方向。虽然现在计算机的“思考”还局限在某一个专门的方面，还不具备人类思考的能力，但在有些方面取得了不俗的表现，例如IBM深蓝在国际象棋人机大战中击败世界冠军卡斯帕罗夫。

（3）强大的存储能力

计算机能存储大量数字、文字、图像、声音等各种信息，“记忆力”大得惊人，它可以轻松地“记住”一个大型图书馆的所有资料。计算机强大的存储能力不但表现在容量大，还表现在“长久”，对于需要长期保存的数据或资料，无论以文字形式还是以图像形式，计算机都可以帮助实现。

（4）具有自动控制能力

高度自动化是电子计算机与其他计算工具的本质区别，计算机可以将预先编好的一组指令（称为程序）先“记”起来，然后自动地逐条取出这些指令并执行，工作过程完全自动化，不需要人的干预，而且可以反复运行。

（5）具有网络与通信能力

将几十台、几百台，甚至更多的计算机连成一个网络，可将一个个城市、一个个国家的计算机连在一个计算机网络上。目前最大、应用范围最广的因特网（Internet），连接了全世界150多个国家和地区数亿台的各种计算机。在网上的所有计算机用户可共享网上资料、交流信息、互相学习，方便得如用电话一般，整个世界都可以互通信息。网络功能的重要意义是改变了人类交流的方式和信息获取的途径。