以下是一些常见的计算机类别划分方式:
按性能和尺寸划分
超级计算机 :也称巨型计算机,是功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机,主要用于解决科学研究、国防高科技等领域中的复杂难题,如气象预测、核武器模拟等。其特点包括运算速度快,通常可达每秒万亿次甚至更高;存储容量大,能容纳海量的数据和程序;系统可靠性高,具有冗余的软硬件配置,能保证长时间不间断地稳定运行;高度并行处理能力,通过多个处理器协同工作来提高计算效率。
大型计算机 :是一种适用于大型企业的计算机,具有数据处理能力强、输入输出通道(I/O 通道)多等特点,常用于金融机构、航空公司等大型机构的数据处理。例如,在银行系统,大型计算机可以处理大量的用户账户信息、交易记录等数据,同时支持多个业务窗口和自动柜员机(ATM)的交易操作;在航空公司,它可以管理复杂的航班信息、客户订票系统等。
小型计算机 :一般是相对于大型计算机而言的,通常指中小型企业的应用服务器,处于大型计算机和微型计算机之间,性能介于两者之间。在中型企业中,小型计算机可用于企业内部的文件服务器、打印服务器等,提供一定的计算和存储支持,但其性能和功能范围不如大型计算机广泛和强大。
微型计算机 :就是我们通常所说的个人计算机(PC 机),这类计算机主要通过批量生产和英特尔的水平商业模式使其价格降低。微型计算机的核心是微处理器,它把运算器和控制器集成在一块芯片上,所以体积小、成本低,通常用于家庭、办公室等场所,满足人们办公、学习、娱乐等多方面的需求。
按用途划分
专用计算机 :研制时针对某种特定用途而构造,如电话交换控制机、计算机数控系统。它们的结构简单,维护方便,可靠性高。例如,在一个自动化工厂中,计算机数控系统专门用于控制生产线上的机器设备,根据预设的程序完成特定的加工任务,其设计和功能都是围绕这一特定需求进行的,不适用于其他 unrelated 任务。
通用计算机 :是灵活的计算机系统,有广泛用途,可用来完成种类繁多的不同任务。目前常见的几乎所有的计算机如个人计算机、服务器等都是通用计算机。它们具有多种输入输出设备、大存贮器以及丰富的软件供用户选用,比如一台笔记本电脑,既可以用于编辑文档、制作表格等办公任务,也可以用于玩游戏、观看视频等娱乐活动,还能运行各种编程软件进行软件开发等。
按运算数据方式划分
数字计算机 :以数字量的形式对信息进行加工、存储和传送,靠数值计算或逻辑运算法寻求数值结果。现在使用的计算机几乎都是数字计算机,这种计算机处理的信息是以数字化形式表示的,如通过二进制数来表示数值、字符等各种数据,并对其进行各种算术和逻辑运算。例如,在电子表格软件中,数字计算机可以对用户输入的数字数据进行加、减、乘、除等运算,还可以进行数据分析和统计等操作。
模拟计算机 :加工的是模拟量(信号),靠各电量之间近似于某种物理现象的规律来寻求结果。模拟计算机在仿真、自动控制等领域有一定的应用,如在电路实验中,通过模拟计算机可以对直流电源电路故障进行检测,利用其对模拟量的处理能力,可以构建电路模型,分析电路中的电压、电流等参数的变化趋势。
混合型计算机 :既有数字部件,又包含模拟部件,兼备两者功能,能互相配合协同工作,发挥各自优点,以完成运算任务。例如,在一些工业生产过程的自动控制系统中,混合型计算机可以同时处理来自传感器的模拟信号和控制系统中的数字信号。对于一个需要精确控制的数控机床,混合型计算机可以通过模拟部件处理机床各个运动部件的位置传感器模拟信号,通过数字部件对加工程序进行运算和控制,从而实现对机床的精确控制。
按工作原理划分
冯・诺伊曼型计算机 :即通常所指的传统计算机,它采用二进制数,将程序和数据存储在同一存储器中,按程序顺序执行。这种计算机的设计结构是以冯・诺伊曼提出的计算机体系结构为基础的,目前广泛使用的计算机均遵循这一原理,从台式电脑到服务器,计算机的所有指令和数据都是以二进制数的形式存储在内存中,CPU 按照程序计数器的地址指示顺序从内存中取指令进行执行,在需要进行条件判断和跳转时,可以根据程序中的指令改变程序计数器的值,从而实现程序的逻辑控制。
非冯・诺伊曼型计算机 :这类计算机基于的原理不同,如哈佛型计算机,程序存储器和数据存储器是相互独立的,程序计数器和地址线是分开的,这样在执行指令时访问程序存储器和数据存储器可以是分开的,互不影响,可以提高 CPU 运行效率。哈佛型计算机常用于嵌入式系统中,如在一些智能设备的微控制器中,将程序和数据分开存储,可以避免程序和数据之间的相互干扰,提高系统的稳定性和安全性;还有光计算机等利用光子代替电子进行运算存储,以及量子计算机等,它们的运行机制和经典计算机有本质的不同,能够突破传统计算机在某些计算任务上的限制。