1.1.3　计算机的类型和特点

1.计算机的类型

计算机发展到今天已经成为一个庞大的家族，因此计算机种类很多，一般最为常见的分类方式是以规模和处理能力分类。

不同规模和处理能力的计算机区别在于字长、存储容量、指令系统规模、运算速度、外设配置等。随着集成电路和计算机硬件技术的发展，从性价比看，今天的大型机可能就是明天的小型机，而今天的小型机就可能是明天的微型机了。

按规模和处理能力分类，可将计算机分为以下几种：

（1）巨型机（Supercomputer）

巨型机是一种超级计算机，其运算速度达每秒数千万亿次浮点小数运算，甚至可以达到每秒万万亿次以上。巨型机存储容量很大，结构复杂，功能完善，价格昂贵。在计算机系列中，巨型机运算速度最高、系统规模最大，具有最高一级的处理能力。

（2）大型机（Mainframe）

大型机通常使用多处理器结构，具有很高的运算速度，具有较大的存储容量和较好的通用性，功能较完备，但价格也比较昂贵。通常用作银行、航空等大型应用系统中的计算机主机。大型机支持大量用户同时使用计算机数据和程序。大型机实物图如图1-3所示。

（3）小型机（Minicomputer）

小型机的运算速度和存储容量低于大型机，但与终端和各种外围设备连接比较容易，适于作为联机系统的主机或者工业生产过程的自动化控制。早期的小型机也支持多用户，不过随着计算机规模与性价比的变化，多用户小型机慢慢淡出市场。现在的小型机主要被企业用作工程设计，或被政府机构和大学用作网络服务器，也被研究机构用来进行科学研究等。

（4）工作站（Workstation）

工作站是一种以个人计算机和分布式网络计算为基础，主要面向专业应用领域，具备强大的数据运算与图形图像处理能力，为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域而设计开发的高性能计算机。工作站的处理器性能和图像处理能力通常都非常高，但从外形上很难把它和一般微机区别开来，有时也把它叫作“高档微机”。2010年视觉效果（Weta Digital）公司利用惠普Z800工作站为大片《阿凡达》制作了大量的CGI（计算机视觉成像）和特效。图1-4所示为惠普Z820图形工作站。

（5）微型计算机（Microcomputer）

微型计算机简称微机，个人计算机（Personal Computer，PC）是其最具代表性的一种，一般用作桌面系统，因此也称台式机，特别适合个人事务处理、网络终端等应用。大多数用户使用的都是这种类型的机器，它已经进入了家庭。微机也被应用在控制、工程、网络等领域。微机发展最显著的特征就是易于使用并且价格低廉。有关微机的组成及部件在后面章节中有进一步的介绍。

（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

上面介绍的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。高速计算机具有极强处理能力，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”，这是计算机科学一直为之努力实现的，虽然它现在的“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，但在信息查询等方面，它能够根据要求进行匹配检索，这已经是计算机的一个常规应用。

（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的形式，计算机都可以实现存储。

（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

计算机技术发展到今天，已可将几十台、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，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。