计算机的类型

计算机的类型

摘要：自从计算机发明以来，计算机就伴随着科学技术的发展而进步更新，到目前为止世界上已出现了各种各样的计算机，本文主要阐述了各种不同的计算机类型以及其演变和功能。

关键词：超级计算机大中型计算机小型计算机微型计算机超级小型计算机计算机工作站嵌入式计算机仿生的生物计算机二进制的非线性量子计算机光子计算机混合计算机智能计算机单片计算机

正文：计算机（computer ／ calculation machine）是总称，一般

在学术性或正式场使用。在通常用语中，计算机一般指电子计算机

中用的个人电脑。计算机是一种能够按照指令对各种数据和信息进

行自动加工和处理的电子设备。它由多个零配件组成，如中央处理

器、主板、内存、电源、显卡等。接收、处理和提供数据的一种装

置，通常由输入输出设备、存储器、运算和逻辑部件以及控制器组

成；有模拟式、数字式及混合式三种类型。

随着工业的发展，计算机产业也经历了从电子管数字计算机到晶体管计算机，再到后来的集成电路数字计算机以及目前大规模集成电路数字计算机，计算机的发展经历了四个阶段。再其四个不同时期的发展过程中，出现了不同类型的计算机，主要有超级计算机，大.中型计算机，小型计算机，工作站，微型及三级，移动计算机和嵌入式计算机，以及目前出现的生物计算机、光子计算机、量子计算机等

1.超级计算机（英文：Super Computer），指在计算速度或容量上领先世界的电子计算机。它的体系设计和运作机制都与人们日常使用的个人电脑有很大区别。现有的超级计算机运算速度大都可以达到每秒兆（万亿，非百万）次以上。因此无论在运算力及速度都是全球顶尖。

超级计算机的含义随计算机业界的发展而发生变化。早期的控制数据公司机器可达十倍速于竞争对手，但仍然是比较原始的标量处理器。到了1970年代，大部分超级计算机就已经是矢量处理器了，很多是新晋者自行开发的廉价处理器来攻占市场。1980年代初期，业界开始转向大规模并行运算系统，这时的超级计算机由成千上万的普通处理器所组成。1980年代中叶，将适量的矢量处理器(一般由8个到16个不等)联合起来进行并行计算成为通用的方法。1990年代以后到21世纪初，超级计算机则主要由基于精简指令集（RISC）的处理器（譬如PowerPC或PA-RISC）互联进行并行计算而实行。超级计算机本身可以分成几类，主要有：

矢量处理机器，能为大量数据同时进行同样的运算。

丛集式处理器，特别建立连接处理器及记忆体的通信网络，非均匀访存模型就是最常见的。最快的超级计算机就是使用这个技术。

商品电脑丛集，使用高带宽低延误的网络来连接大量普通商品电脑。

超级计算机的应用十分广泛，其主要包括计算密集型(如大规模工程计算和数值模拟)、数据密集型(如数据仓库和数据采集)以及通信密集型(如协同工作和远程遥控)三个方面。超级计算机的进步极大地推动了

这些应用的发展；反之，这些应用领域不断出现的新需求又直接地刺激了超级计算机的研究与开发。

大.中型计算机

2.大中型计算机是计算机种类中的一种，作为大型商业服务器，

在今天仍具有很大活力。

1948年，IBM开发制造了基于电子管的计算机SSEC。1952年

IBM公司的第一台用于科学计算的大型机IBM701问世，1953年又

推出了第一台用于数据处理的大型机IBM702和小型机IBM650，这

样第一代商用计算机诞生了。此后，IBM于1965年又推出了701

于702的后续产品704和705。1956年，IBM又推出了第一台随机

存储系统RAMAC305,RAMAC是“计算与控制随机访问方法”的英文缩写。它是现代磁盘系统的先驱。1958年IBM又推出了7090，1960年又推出7040、7044大型数据处理机。总之，在1955年到1965年，美国名牌大学与大公司使用的计算机大多数是IBM704到IBM7094这些机器。它们一般用于大型事务处理系统，特别是过去完成的且不值得重新编写的数据库应用系统方面，其应用软件通常是硬件本身成本的好几倍，因此大型机仍有一定地位。

3.小型计算机是相对于大型计算机而言，小型计算机的软件、硬件系统规模比较小，但价格低、可靠性高、便于维护和使用。

为了有效发挥计算机资源的功能和提高性能-价格比而采取的方法有四:①根据不同用途采用不同字长，尽可能在满足应用要求的前提下用较短的字长，以压缩计算机规模，从而降低造价。在已有的小型机中,字长为16位者较为普遍,如美国的PDP-11系列、NOVA系列, 中国的DJS100系列。②采用微程序控制结构，结构规整，便于实现生产标准化。它又能灵活地实现各种控制功能，可根据不同应用编制相应的微程序，以获得良好的性能－价格比。③按处理能力分档，研制小型机系列。同一系列中各档小型机的字长和指令系统往往相同，只是规模大小、处理能力不同。为各档小型机研制各种可供选择的功能部件和接口，而且使主存储器和外围设备等的配置规模也有一定的变化范围。这样，可以针对不同的应用规模选用系列中适当型号及其系统配置规模。④研制各种软件，如实时操作系统、多用户分时操作系统、各种高级语言（包括专用语言）和各类应用程序包等，以获得解决各种应用问题的良好效果。

4.计算机微型化是指小型机和超大规模集成电路技术的发展为微型计算机的诞生创造了条件。8位和8位以下的微型计算机、单板机和微处理器以及16位的单板机和微处理器的成本比小型机大大降低，也更便于维护和使用。在小型计算机应用领域，微型计算机与小型计算机相辅相成，得到广泛的应用。为了提高小型计算机的性能－价格比，不少厂家利用大规模集成电路技术实现小型计算机的微型化。因为体系逻辑结构是现成的，研制生产周期可以缩短，原先研制的软件也可以使用。

5.超级小型计算机是为了向上扩大小型计算机的应用领域，已采用各种技术研制出超级小型计算机。这些高性能小型计算机的处理能力达到或超过了低档大型计算机的能力。因此，小型计算机和大型计算机的界线也有了一定的交错。提高性能的技术措施主要有四个方面。

①字长增加到32位，以便提高运算精度和速度，增强指令功能，扩大寻址范

围，使计算机的处理能力大大提高。②采用大型计算机中的一些技术，如采

用流水线结构、通用寄存器、超高速缓冲存储器、快速总线和通道等来提

高系统的运算速度和吞吐率。③采用各种大规模集成电路，用快速存储器、

门阵列、程序逻辑阵列、大容量存储芯片和各种接口芯片等构成计算机系统，以缩小体积和减少功耗，提高性能和可靠性。④研制功能更强的系统软件、工具软件、通信软件、数据库和应用程序包，以及能支持软件核心部分的硬件系统结构、指令系统和固件，软件、硬件结合起来构成用途广泛的高性能系统。