计算机的特点与分类

1．计算机的特点

计算机之所以应用如此广泛，发展如此快速，是因为计算机具有以下几个特点。

1）运算速度快、精度高

运算速度是计算机的主要性能指标之一，一般以计算机每秒所能执行加法运算的次数来衡量。快速运算是计算机最显著的特点。目前全球最快的计算机是我国研制的“神威·太湖之光”超级计算机，它的浮点运算速度为每秒9.3亿亿次。计算机可以保证任意精度的计算结果，这取决于计算机表示数据的能力，计算机的字长越长，其精度越高。现代计算机提供多种数据表示方式，以满足各种计算精度的要求。在科学和工程计算中一般对精度的要求很高。

2）存储量大、逻辑判断和记忆能力强

由于计算机有大容量的存储器，故它具有存储量大、存储时间长的特点。计算机不仅能进行算术运算，同时也能进行各种逻辑运算，具有高超的逻辑判断能力和记忆能力。

3）自动化程度高

计算机采用“存储程序”方式工作，即把需要处理的数据及处理该数据的程序事先输入计算机，存入存储器，在无人参与的情况下，通过逻辑运算和逻辑判断，计算机可以自动完成预定的全部处理任务，实现计算工作的自动化。这是计算机区别于以往计算工具的一个主要特征。

4）可靠性好、通用性强

随着大规模和超大规模集成电路技术的发展，计算机的可靠性也得到了很大的提高，可以连续无故障地工作好几年。它不仅能够处理复杂的数学问题和逻辑问题，还能处理数值数据和非数值数据，如图、文、声、像等。计算机可以处理所有的可以转换为二进制的信息，因此可以说计算机在处理数据上具有通用性。同时，由于计算机处理各种问题时均采用了程序的方法，故在处理方式上也具有通用性。

2．计算机的分类

可以根据计算机的工作原理、运算方式、字长、用途、信息的处理方式、数据表示形式和综合性能指标等对计算机进行分类。

（1）根据计算机的工作原理、运算方式，计算机可以分为数字计算机（digital computer）、模拟计算机（analog computer）和混合计算机（hybrid computer）。数字计算机的性能特点是计算机处理时输入和输出的数值都是数字量；模拟计算机处理的数据对象直接为连续的电压、温度、速度等模拟数据；混合计算机将数字技术和模拟技术相结合，输入/输出既可以是数字量，也可以是模拟数据。目前，应用最为广泛的是数字计算机，因此，常把数字计算机简称为电子计算机或计算机。

（2）根据计算机的字长，计算机可以分为8位机、16位机、32位机、64位机等。

（3）根据计算机的用途，计算机可以分为通用计算机（General Purpose Computer）和专用计算机（Special Purpose Computer）。通用计算机是具有较强通用性的计算机，其特点是系统结构和软件能够解决多种类型的问题，满足多种用户的需求。一般的数字计算机多属此类。专用计算机是针对某一特定应用领域，为解决某些特定问题而专门设计的计算机。其特点是系统结构以及专用软件对于其特定的应用领域是高效的，如嵌入式系统。

（4）根据计算机内部对信息的处理方式，计算机可以分为并行计算机和串行计算机。

（5）根据计算机处理的数据表示形式，计算机可以分为定点计算机和浮点计算机。

（6）根据计算机的综合性能指标（按照计算机的字长、运算速度、存储量、功能、配套设备的数量、软件系统的丰富程度等），通用计算机可以分为巨型机（supercomputer）、大/中型机（mainframe）、小型机（minicomputer）、微型机（microcomputer）。

①巨型机。巨型机也称为超级计算机，它采用大规模并行处理体系结构，存储容量大，运算速度极快，有极强的运算处理能力。我国自行研制的“银河-Ⅲ”百亿次计算机、“曙光”千亿次计算机、“天河二号”千万亿次计算机和“神威·太湖之光”亿亿次计算机都属于巨型机。巨型机大多使用在军事、科研、气象、石油勘探等领域。

②大型机。大型机具有极强的综合处理能力，它的运算速度和存储容量仅次于巨型机。大型机主要用于计算机中心和计算机网络中。

③小型机。小型机的规模较小，它的结构较简单，操作简便，维护容易，成本较低。小型机主要用于科学计算和数据处理。除此之外，它还用于生产中的过程控制以及数据采集、分析计算等。

④微型机。微型机也称为个人计算机、个人电脑或微机。它由微处理器、半导体存储器和输入/输出（I/O）接口等组成。它的体积较小、质量轻、价格便宜、使用方便、灵活性好、可靠性强。常见的微型机还可以分为台式机、笔记本电脑、掌上电脑等多种类型。它多用于社会生活各领域的信息处理。