计算机有哪些特点_计算机的特点和分类
计算机的特点
计算机的特点 计算机的出现,已成为第三次工业革命中最激动人心的成就,电子计算机之所以发展如 此迅速,有如此广泛的应用,主要是由于有以下几个方面的特点。
1)、运算速度快
运算速度是计算机的一个重要性能指标。计算机的运算速度通常用每秒钟执行定点加法 的次数或平均每秒钟执行指令的条数来衡量。计算机的运算速度已由早期的每秒几千次发展 到现在的可达每秒万亿次。 计算机高速运算的能力极大地提高了工作效率,把人们从浩繁的脑力劳动中解放出来。 过去用人工旷日持久才能完成的计算,而计算机在“瞬间”即可完成。曾有许多数学问题, 由于计算量太大,数学家们终其一生也无法完成,使用计算机则可轻易地解决。
2)、计算精度高
在科学研究和工程设计中,对计算的结果精度有很高的要求。一般的计算工具只能达到几位有效数字,而计算机对数据处理的结果精度可达到十几位、几十位有效数字,根据需要 甚至可达到任意的精度。
3)、存储容量大
计算机的存储器可以存储大量数据,这使计算机具有了“记忆”功能。目前计算机的存 储容量越来越大,已高达千兆数量级的容量。计算机具有“记忆”功能,是与传统计算工具 的一个重要区别。
4)、具有逻辑判断功能
计算机的运算器除了能够完成基本的算术运算外,还具有进行比较、判断等逻辑运算的 功能。这种能力是计算机处理逻辑推理问题的前提。 计算机的计算能力、逻辑判断能力和记忆存储能力的结合,使得可以模仿人的某些智能 活动。
因此,计算机已经远远不只是计算的工具,而成为人类脑力延伸的重要助手。有时把 计算机称作“电脑”,就是这个原因。
5)、基于内置的程序控制,自动化程度高,通用性强
由于计算机的工作方式是将程序和数据预先存放在机器内,工作时按程序规定的操作, 一步一步地自动完成,一般无须人工干预,因而自动化程度高。这一特点是一般计算工具所 不具备的。 上述的几个特点,赋予了计算机高速、自动、持续的运算能力,使得计算机的应用领域 不断开拓,渗透到社会生活的各个领域,计算机也成为处理信息的有力工具,成为信息社会 发展的重要推动力量。
计算机的分类
电子计算机发展到今天,可谓品种繁多,门类齐全,功能各异。通常人们从三个不同的 角度对电子计算机分类。
1)、按工作原理分类 计算机处理的信息,在机器内可用离散量或连续量两种不同的形式表示。离散量也称为 断续量,即用二进制数字表示的量(如用断续的电脉冲来表示数字 0 或 1 )。
连续量则是用连 续变化的物理量(如电压的振幅等)表示被运算量的大小。 可用一个通俗的比喻来大致说明离散量和连续量的含义。在传统的计算工具中,算盘运 算时,是用一个个分离的算盘珠来代表被运算的数值,算盘珠可看成是离散量;而计算尺运 算时,是通过拉动尺片,用计算尺上连续变化的长度来代表数值的大小,这即是连续量。 根据计算机内信息表示形式和处理方式的不同,可将计算机分为以下两大类: A. 电子数字计算机(采用数字技术,处理离散量) B. 电子模拟计算机(采用模拟技术,处理连续量) 目前,使用得最多的是电子数字计算机,而电子模拟计算机用得很少。由于当今使用的 计算机绝大多数都是电子数字计算机,故将其简称为电子计算机。
2)、按应用分类 根据计算机的用途和适用领域,可分为: A. 通用计算机:通用计算机的用途广泛,功能齐全,可适用于各个领域。 B. 专用计算机:专用计算机是为某一特定用途设计的计算机。 其中,通用计算机数量最大,应用最广。
3)、按规模分类 根据计算机的规模(主要指硬件性能指标及软件配置)大小,
可分为:
巨型机 也叫超级计算机,是指由数百数千甚至更多的处理器(机)组成的、能计 算普通 PC 机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。现代的超级计算机用于核 物理研究、航天航空飞行器设计、国民经济的预测和决策、中长期天气预报等方面,
是强有力的模拟和计算工具。它是一个国家科研实力的体现,对国家安全,经济和社 会发展具有举足轻重的意义。中国第一台实测性能超千万亿次的超级计算机曙光“星 云”于 2011 年 11 月在国家超级计算深圳中心全面开通运行。截止到 2014 年 6 月 23 日(www.top500.org ),世界上运算速度最快的超级计算机是由中国国防科学技术大 学研制的天河二号计算机,它在一项名为“线性系统软件包”(Linpack)的标准测试中实 现了持续计算速度每秒 3.386 亿亿次(33.86 Pflop/s)浮点运算的优异性能位居榜首,成 为全球最快超级计算机。第二名是美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)的“泰坦”(Titan),每秒 1.759 万万亿次的运算速度。
大型机 直到 20 世纪 60 年代后期,大型机是唯一的计算机类型。价格在 5 千美元 到 500 万美元间。随着 60 年代后期小型机出现,依照其尺寸变化出现了中型机和小型机(价 格在 5 千到 20 万美元之间)等类型。
工作站 世纪 80 年代出现,具有强大的图形处理能力,主要用于复杂的科学、 数学和工程上的计算以及 CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)。
微型机 也叫个人计算机(PC),PC 可分为台式计算机、笔记本计算机和 IPAD。
微控制器 也叫嵌入式计算机,是一种专用的微处理器,可以安装在智能仪器仪表 中,在家用电子设备如数码相机,智能手机等上面都有这类嵌入式计算机。 flops 是每秒浮点操作(Floating-point Operations of Per Second)的缩写,flops 用于度量计算机的性能。 目前巨型计算机是最为强大的计算机,但是科学家正在研制未来新一代的计算机,新的 计算机依赖纳米技术,通过使用分子规模的纳米结构来创建保存数据或执行任务,生物学上 的纳米计算机由 DNA 制成,能植入人类的一个细胞。该生物计算机将使用 DNA 作为软件,生 物酶作为硬件,具有分子大小的电路。
4)、服务器
服务器是用于描述一种特殊用途的计算机。是指在网络中,用于运行管理软件以控制对 网络或网络资源(磁盘驱动器、打印机等)进行访问的计算机,并能够为在网络上的计算机 (客户端)提供资源使其犹如工作站那样地进行操作。通常分为文件服务器、数据库服务器 和应用程序服务器。相对于普通 PC 来说,服务器在稳定性、安全性、性能等方面都要求更 高,因此 CPU、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件和普通 PC 有所不同。 前已述及,当今计算机的发展呈现出多极化的趋势,而微型化和巨型化则是其中的两个 重要方向。
多极化是指巨、大、中、小、微各机种均在发展,它们在计算机家族中都占有一 席之地,拥有各自的应用领域。其中,微型机发展最快,数量最多,应用最普及。 以上是计算机的传统分类法,事实上,随着计算机科学技术的发展,各机种之间的界限 已不是很分明。例如,大型机与中型机的界限比较模糊,而当今使用的某些超级微型机的功 能已超过了当年的中、小型机,甚至可以与大型机匹敌。