1.4.2　計算機的分類

計算機的種類有很多，分類如下：

1.基于信息形式的分類

（1）數字計算機

數字計算機是通過電信號的有無來表示數，并利用算術和邏輯運算法則進行計算。它具有運算速度快、精度高、靈活性大和便于存儲等優點，因此適合于科學計算、信息處理、實時控制和人工智能等的應用。目前人們使用的計算機，一般都是數字計算機。

（2）模擬計算機

模擬計算機是通過電壓的大小來表示數，即通過電的物理變化過程來進行數值計算的。其優點是速度快，適合于解高階的微分方程。在模擬計算和控制系統中應用較多，但通用性不強，信息不易存儲，且計算機的精度受到設備的限制。因此，不如數字計算機的應用普遍。

2.基于用途的分類

（1）專用計算機

專用計算機是為了解決一些專門的問題而設計制造的。因此，它可以增強某些特定的功能，而忽略一些次要功能，使得專用計算機能夠達到高速度、高效率地解決某些特定的問題。一般地，模擬計算機通常都是專用計算機。在軍事控制系統中，廣泛地使用了專用計算機。

（2）通用計算機

通用計算機具有功能多、配置全、用途廣、通用性強等特點，通常所說的計算機就是指通用計算機。

3.基于計算機規模，并參考其運算速度、輸入/輸出能力、存儲能力等的分類

按照計算機規模，并參考其運算速度、輸入/輸出能力、存儲能力等因素劃分，通常將計算機分為巨型機、大型機、小型機、微型機、網絡計算機等幾類。

（1）巨型機（Supercomputer）

巨型機運算速度快，存儲量大，結構復雜，價格昂貴，主要用于尖端科學研究領域，如核武器、反導彈武器、空間技術、大范圍天氣預報、石油勘探等領域。巨型機從技術角度有兩個發展方向：一方面是開發高性能器件，縮短時鐘周期，提高單機性能。目前巨型機的時鐘周期大約在2ns～7ns。另一方面是采用多處理器結構，提高整機性能，如CRAY-4就采用了64個處理器。

研制巨型機是現代科學技術，尤其是國防尖端技術發展的需要。很多國家競相投入巨資來開發速度更快、性能更強的超級計算機。巨型機的研制水平、生產能力及其應用程度已成為衡量一個國家經濟實力和科技水平的重要標志。

（2）大型機（Mainframe）

大型機規模次于巨型機，具有比較完善的指令系統和豐富的外圍設備，其特點表現在通用性強，具有很強的綜合處理能力，性能覆蓋面廣，主要應用于計算機網絡和大型計算中心，如公司、銀行、政府部門、社會管理機構和制造廠家等，如IBM 4300機等。

在信息化社會中，隨著信息資源的劇增，帶來了信息通信、控制和管理等一系列問題，而這正是大型機的特長。未來將賦予大型機更多的使命，它將覆蓋企業所有的應用領域，如大型事務處理，企業內部的信息管理與安全保護，大型科學與工程計算等。

（3）小型機（Minicomputer）

小型機規模小，結構簡單，設計試制周期短，便于及時采用先進工藝。這類機器由于可靠性高，對運行環境要求低，易于操作且便于維護，用戶使用機器不必經過長期的專門訓練。因此，小型機對廣大用戶具有吸引力，加速了計算機的推廣普及。

小型機應用范圍廣泛，如用在工業自動控制、大型分析儀器、測量儀器、醫療設備中的數據采集和分析計算等，也用于大型、巨型計算機系統的輔助機，并廣泛應用于企業管理以及大學和研究所的科學計算等。

（4）微型機（Microcomputer）

微型機由微處理器、半導體存儲器和輸入/輸出接口等芯片組成，它比小型機體積更小，價格更低，靈活性更好，可靠性更高，使用更加方便。目前許多微型機的性能已超過以前的大中型機。

1971年，美國的Intel公司成功地在一個芯片上實現了中央處理器的功能，制成了世界上第一片4位微處理器MPU（Microprocessing Unit），也稱Intel 4004，并由它組成了第一臺微型計算機MCS-4，由此揭開了微型計算機大普及的序幕。隨后，許多公司，如Motorola、Zilog等也爭相研制微處理器，相繼推出了8位、16位、32位微處理器。芯片內的主頻和集成度也在不斷提高，芯片的集成度幾乎每18個月就提高一倍，而由它們構成的微型機在功能上也不斷完善。

美國IBM公司采用Intel微處理器芯片，自1981年推出IBM PC（Personal Computer）微型計算機后，又推出IBM PC XT、IBM PC 286、IBM PC 386等一系列微型計算機，由于其功能齊全、軟件豐富、價格便宜，很快占據了微型計算機市場的主導地位。目前，在微型計算機領域，IBM已不再獨領風騷，許多國內外廠商都生產各種兼容的采用Pentium III、K7等CPU的個人計算機。

（5）網絡計算機（Network Computer，NC）

當計算機最初用于信息管理時，信息的存儲和管理是分散的。這種方式的弱點是數據的共享程度低，數據的一致性難以保證，于是以數據庫為標志的新一代信息管理技術開始發展起來，同時以大容量磁盤為手段、以集中處理為特征的信息系統也發展起來。20世紀80年代PC的興起沖擊了這種集中處理的模式，而計算機網絡的普及更加快了這一變化。數據庫技術也延伸到了分布式數據庫，客戶機/服務器的應用模式也應運而生。當然，這不是面向分散處理進行簡單地回歸，而是螺旋式的上升。隨著Internet的迅猛發展，網絡安全、軟件維護與更新、多媒體應用等迫使計算機工作者再次權衡集中與分散的問題，如是否可以把需要共享和需要保持一致的數據相對集中地存放；把經常更新的軟件進行集中地管理；把用戶端的功能僅限于用戶界面與通信功能等問題，這就促使了網絡計算機（NC）的出現。

從NC的角度來看，可以把整個網絡看成是一個巨大的磁盤驅動器，而NC可以通過網絡從服務器上下載大多數乃至全部應用軟件。這就表明PC的使用者可以不再為PC的軟/硬件配置和文件的保存煞費苦心。由于應用軟件和文件都是存儲在服務器而不是各自的PC上，因此無論是數據還是應用軟件，用戶總能獲得最新的版本。

4.基于工作模式的分類

（1）服務器

服務器是一種可供網絡用戶共享的高性能計算機，服務器一般具有大容量的存儲設備和豐富的外圍設備，其運行網絡操作系統，要求較高的運行速度，因此很多服務器都配置了雙CPU，服務器上的資源可供網絡用戶共享。

（2）工作站

工作站是一種高檔的微機系統，它具有較高的運算速度，既具有大、中、小型機的多任務、多用戶能力，又兼具微型機的操作便利和良好的人機界面。它可連接多種輸入/輸出設備，其最突出的特點是圖形性能優越，具有很強的圖形交互處理能力，因此在工程領域，特別是在計算機輔助設計（CAD）領域得到了廣泛運用，可以說，工作站是專為工程師設計的機型。由于工作站出現較晚，因此一般都帶有網絡接口，采用開放式系統結構，即公開計算機的軟、硬件接口，并遵守國際工業界流行標準，以鼓勵其他廠商、用戶圍繞工作站開發軟、硬件產品。目前，多媒體等各種新技術已普遍集成到工作站中，其應用領域也已從最初的計算機輔助設計擴展到商業、金融、辦公領域，并可作為網絡服務器。