1.4.2　计算机的分类

计算机的种类有很多，分类如下：

1.基于信息形式的分类

（1）数字计算机

数字计算机是通过电信号的有无来表示数，并利用算术和逻辑运算法则进行计算。它具有运算速度快、精度高、灵活性大和便于存储等优点，因此适合于科学计算、信息处理、实时控制和人工智能等的应用。目前人们使用的计算机，一般都是数字计算机。

（2）模拟计算机

模拟计算机是通过电压的大小来表示数，即通过电的物理变化过程来进行数值计算的。其优点是速度快，适合于解高阶的微分方程。在模拟计算和控制系统中应用较多，但通用性不强，信息不易存储，且计算机的精度受到设备的限制。因此，不如数字计算机的应用普遍。

2.基于用途的分类

（1）专用计算机

专用计算机是为了解决一些专门的问题而设计制造的。因此，它可以增强某些特定的功能，而忽略一些次要功能，使得专用计算机能够达到高速度、高效率地解决某些特定的问题。一般地，模拟计算机通常都是专用计算机。在军事控制系统中，广泛地使用了专用计算机。

（2）通用计算机

通用计算机具有功能多、配置全、用途广、通用性强等特点，通常所说的计算机就是指通用计算机。

3.基于计算机规模，并参考其运算速度、输入/输出能力、存储能力等的分类

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、网络计算机等几类。

（1）巨型机（Supercomputer）

巨型机运算速度快，存储量大，结构复杂，价格昂贵，主要用于尖端科学研究领域，如核武器、反导弹武器、空间技术、大范围天气预报、石油勘探等领域。巨型机从技术角度有两个发展方向：一方面是开发高性能器件，缩短时钟周期，提高单机性能。目前巨型机的时钟周期大约在2ns～7ns。另一方面是采用多处理器结构，提高整机性能，如CRAY-4就采用了64个处理器。

研制巨型机是现代科学技术，尤其是国防尖端技术发展的需要。很多国家竞相投入巨资来开发速度更快、性能更强的超级计算机。巨型机的研制水平、生产能力及其应用程度已成为衡量一个国家经济实力和科技水平的重要标志。

（2）大型机（Mainframe）

大型机规模次于巨型机，具有比较完善的指令系统和丰富的外围设备，其特点表现在通用性强，具有很强的综合处理能力，性能覆盖面广，主要应用于计算机网络和大型计算中心，如公司、银行、政府部门、社会管理机构和制造厂家等，如IBM 4300机等。

在信息化社会中，随着信息资源的剧增，带来了信息通信、控制和管理等一系列问题，而这正是大型机的特长。未来将赋予大型机更多的使命，它将覆盖企业所有的应用领域，如大型事务处理，企业内部的信息管理与安全保护，大型科学与工程计算等。

（3）小型机（Minicomputer）

小型机规模小，结构简单，设计试制周期短，便于及时采用先进工艺。这类机器由于可靠性高，对运行环境要求低，易于操作且便于维护，用户使用机器不必经过长期的专门训练。因此，小型机对广大用户具有吸引力，加速了计算机的推广普及。

小型机应用范围广泛，如用在工业自动控制、大型分析仪器、测量仪器、医疗设备中的数据采集和分析计算等，也用于大型、巨型计算机系统的辅助机，并广泛应用于企业管理以及大学和研究所的科学计算等。

（4）微型机（Microcomputer）

微型机由微处理器、半导体存储器和输入/输出接口等芯片组成，它比小型机体积更小，价格更低，灵活性更好，可靠性更高，使用更加方便。目前许多微型机的性能已超过以前的大中型机。

1971年，美国的Intel公司成功地在一个芯片上实现了中央处理器的功能，制成了世界上第一片4位微处理器MPU（Microprocessing Unit），也称Intel 4004，并由它组成了第一台微型计算机MCS-4，由此揭开了微型计算机大普及的序幕。随后，许多公司，如Motorola、Zilog等也争相研制微处理器，相继推出了8位、16位、32位微处理器。芯片内的主频和集成度也在不断提高，芯片的集成度几乎每18个月就提高一倍，而由它们构成的微型机在功能上也不断完善。

美国IBM公司采用Intel微处理器芯片，自1981年推出IBM PC（Personal Computer）微型计算机后，又推出IBM PC XT、IBM PC 286、IBM PC 386等一系列微型计算机，由于其功能齐全、软件丰富、价格便宜，很快占据了微型计算机市场的主导地位。目前，在微型计算机领域，IBM已不再独领风骚，许多国内外厂商都生产各种兼容的采用Pentium III、K7等CPU的个人计算机。

（5）网络计算机（Network Computer，NC）

当计算机最初用于信息管理时，信息的存储和管理是分散的。这种方式的弱点是数据的共享程度低，数据的一致性难以保证，于是以数据库为标志的新一代信息管理技术开始发展起来，同时以大容量磁盘为手段、以集中处理为特征的信息系统也发展起来。20世纪80年代PC的兴起冲击了这种集中处理的模式，而计算机网络的普及更加快了这一变化。数据库技术也延伸到了分布式数据库，客户机/服务器的应用模式也应运而生。当然，这不是面向分散处理进行简单地回归，而是螺旋式的上升。随着Internet的迅猛发展，网络安全、软件维护与更新、多媒体应用等迫使计算机工作者再次权衡集中与分散的问题，如是否可以把需要共享和需要保持一致的数据相对集中地存放；把经常更新的软件进行集中地管理；把用户端的功能仅限于用户界面与通信功能等问题，这就促使了网络计算机（NC）的出现。

从NC的角度来看，可以把整个网络看成是一个巨大的磁盘驱动器，而NC可以通过网络从服务器上下载大多数乃至全部应用软件。这就表明PC的使用者可以不再为PC的软/硬件配置和文件的保存煞费苦心。由于应用软件和文件都是存储在服务器而不是各自的PC上，因此无论是数据还是应用软件，用户总能获得最新的版本。

4.基于工作模式的分类

（1）服务器

服务器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围设备，其运行网络操作系统，要求较高的运行速度，因此很多服务器都配置了双CPU，服务器上的资源可供网络用户共享。

（2）工作站

工作站是一种高档的微机系统，它具有较高的运算速度，既具有大、中、小型机的多任务、多用户能力，又兼具微型机的操作便利和良好的人机界面。它可连接多种输入/输出设备，其最突出的特点是图形性能优越，具有很强的图形交互处理能力，因此在工程领域，特别是在计算机辅助设计（CAD）领域得到了广泛运用，可以说，工作站是专为工程师设计的机型。由于工作站出现较晚，因此一般都带有网络接口，采用开放式系统结构，即公开计算机的软、硬件接口，并遵守国际工业界流行标准，以鼓励其他厂商、用户围绕工作站开发软、硬件产品。目前，多媒体等各种新技术已普遍集成到工作站中，其应用领域也已从最初的计算机辅助设计扩展到商业、金融、办公领域，并可作为网络服务器。