1.1.3　计算机的分类

1.1.3　计算机的分类

计算机的种类很多，差别各异，确切地分类很困难。一般根据不同的标准进行不同的分类。常见的分类标准有以下四种：

1.按信息在计算机中的处理方式分类

（1）数字计算机

数字计算机是当今电子计算机行业中的主流，其内部处理的是一种称为符号信号或数字信号的电信号。它采用二进制运算，主要特点是：离散在相邻的两个符号之间不可能有第三种符号存在；解题精度高，便于存储，是通用性很强的计算工具，既能胜任科学计算和数字处理，也能进行过程控制和CAD/CAM等工作。

（2）模拟计算机

模拟计算机问世较早，用电信号模拟自然界的实际信号。模拟计算机处理问题的精度较差，所有的处理过程均需模拟电路来实现，电路结构复杂，抗外界干扰能力较差。

模拟计算机的机器变量是连续变化的电压变量。通用电子模拟计算机包括线性运算部件（比例器、加法器、积分器等）、非线性运算部件（函数产生器、乘法器等）、控制电路、电源、排线接线板、输出显示与记录装置。

（3）数字模拟混合计算机

数字模拟混合计算机取数字、模拟计算机之长，既能高速运算，又便于存储信息。但这类计算机造价高昂，目前高校科研、各省市研究所使用的计算机大部分属于数字计算机。

（4）光计算机

光计算机的核心部分处理机用光产生的光波代替电波进行0和1的转换。处理机是计算机的心脏，接收各种信号或资料，根据程式指令加以处理，然后以新的形式输出。图1-3所示为激光计算机。

光子计算机是一种由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存储和处理的新型计算机。不同于电子计算机对电子的控制，光子计算机的运行依靠激光器、光学反射镜、透镜、滤波器等光学器件和设备对光子的控制完成光运算。美国的贝尔实验室在1990年年初已经研发出了世界上第一台光子计算机。

（5）量子计算机

量子计算机也是由许多硬件和软件组成的，包括软件中的量子算法和量子编码，硬件上的量子晶体管、量子存储器和量子效应器。量子计算机的处理速度到底有多快呢？在2020年12月4日，中国科学技术大学宣布构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快106亿倍。也就是说，超级计算机需要1亿年完成的任务，“九章”只需1 min，如图1-4所示。

2.按计算机的功能方式分类

计算机可分为独立使用的计算机系统和嵌入式计算机系统两大类。

（1）专用计算机

专用计算机用于解决某个特定方面的问题，配有为解决某问题使用的软件和硬件。专用计算单一、可靠性高、结构简单、适应性差，但在特定用途下最有效、最经济、最快速，是其他类型计算机无法替代的。如军事系统专用计算机、银行系统专用计算机、生产过程的自动化控制、数控机床等。

（2）通用计算机

通用计算机功能齐全，适应性强，用于解决各类问题。它既可以进行科学计算，也可以用于数据处理，通用性较强。目前在市面上家庭、企业所使用的大部分计算机属于通用计算机。(https://www.daowen.com)

3.按计算机的规模方式分类

按照计算机规模，并参考其运算速度、输入/输出能力、存储能力等因素划分，通常将计算机分为巨型机、大型机、小型机、微型机等。

（1）巨型机

巨型机运算速度快、存储量大、结构复杂、价格高昂，主要用于尖端科学研究领域，如IBM 390银河机等。2016年，中国研发出世界上最快的超级计算机“神威·太湖之光”，如图1-5所示。

（2）大型机

大型机的规模次于巨型机，有比较完善的指令系统和丰富的外部设备，主要用于计算机网络、型计算中心。图1-6所示为IBM大型机。

（3）小型机

小型机比大型机成本低，容易维护。国内小型机习惯上指UNIX服务器。小型机用途广泛，可用于科学计算、数据处理，也可用于生产过程自动控制、数据采集及分析处理等。小型机如图1-7所示。

（4）微型机

微型机由微处理器、半导体存储器和输入/输出接口等组成，使得它比小型机的体积更小、价格更低、灵活性更好、可靠性更高、使用更加方便。

4.按计算机的工作模式分类

（1）服务器

服务器（Server）是一种可供网络用户共享的高性能计算机。服务器一般具有大容量的存储设备和丰富的外部设备、高效的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等，是网络的中枢和信息化的核心。由于要运行网络操作系统，所以需要其具有运行速度高、处理能力强、稳定性好、可靠性高、安全性好、易扩展和可管理等性能。服务器所面对的是整个网络的用户，需要24×7小时不间断工作，对稳定性要求极高。图1-8所示为服务器群组。

（2）工作站

工作站（Work Station）是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需求而设计开发的高性能计算机。图1-9所示为一体化工作站。无盘工作站是指无软盘、无硬盘、无光驱连入局域网的计算机。在网络系统中，把工作站端使用的操作系统和应用软件全部放在服务器上，系统管理员只要完成服务器上的管理和维护即可，软件的升级和安装只需要配置一次，整个网络中的所有计算机就都可以使用新软件了。所以无盘工作站具有节省费用、系统的安全性高、易于管理和维护等优点。