Computer Fundamentals 简明教程
Classification of Computers
计算机可以根据其大小、容量和用途进行分类。下图根据计算机的大小、容量和用途说明了不同类型的计算机。
Computer’s classification based on Size
根据大小,计算机可以大致分类如下:
-
Micro Computer
-
Mini Computer
-
Mainframe Computer
-
Super Computer
Micro Computer
微型计算机,也称为个人计算机 (PC),是一种专为个人使用而设计的计算机。它们的特点是尺寸紧凑、尺寸小、处理能力强、兼容性好、可连接互联网、便携性、价格低廉且用途广泛。在 20 世纪 70 年代和 80 年代,微型计算机普及并成为现代计算时代的流行趋势。
图:微型计算机
-
Size - 微型计算机体积小。它们是便携式的。
-
Example - 一些流行的微型计算机包括笔记本电脑和台式机、标准 PC、移动电话和笔记本电脑。
-
Why microcomputer ? 微型计算机已成为现代生活的重要组成部分。它们对社会、公司、教育和相关领域产生了重大影响。
-
Uses of Microcomputers - 微型计算机在教育和学习、娱乐和媒体、创新和创造力、研究和科学、医疗保健和医学、家庭自动化、远程工作以及电子商务和在线购物中得到最广泛的应用。
Minicomputer
小型计算机是一种比大型计算机体积更小的计算机。它拥有大型计算机的所有功能。因此,它是一个中型多处理系统,能够同时支持多达 250 个用户。
小图:小型计算机
-
@ {s0} − 它的尺寸介于大型机和微型计算机之间。它比大型机大,比微型计算机小。
-
@ {s1} − 一些流行的微型计算机有 PDP-11、IBM 的 AS/400e、Honeywell 200 和 TI-990。
-
@ {s2} 小型计算机也被称为迷你 PC 或小型外形尺寸 (SFF) 计算机。它们拥有令人印象深刻的计算能力、高性能、连接选项、便携性和多功能性功能。
-
@ {s3} − 微型计算机最广泛地应用于科学计算、工程、业务交易处理、文件处理和数据库管理。
Mainframe computer
大型机体积很大,是价格昂贵的计算机,能够同时支持数百甚至数千个用户。大型机同时执行许多程序并支持同时执行程序。
小图:大型计算机
-
@ {s4} − 大型计算机的尺寸可能有所不同;它们的尺寸通常取决于其规格和所考虑的具体型号。
-
@ {s5} − 一些流行的大型计算机有 IBM zSeries 大型机(BM z14 和 IBM z15)、Unisys ClearPath、富士通 GS21 系列和日立 VOS3。
-
@ {s6} 大型机的处理能力通常以 MIPS(每秒百万条指令)或其他单位度量。这使它们能够处理大量事务并执行广泛的数据处理。
-
@ {s7} − 大型计算机最广泛地应用于金融、政府、医疗保健等领域。
Supercomputer
超级计算机是一种特殊类型的计算机,它更强大,并且能够进行高性能计算。它专门设计用于计算普通计算机无法高效完成的复杂且密集的任务。
-
@ {s8} − 超级计算机的尺寸可能有所不同,从小型计算机群集到大型装置。超级计算机可能包含 10 台、100 台、1000 台或更多台共同工作的计算机。
小图:超级计算机
-
@ {s9} − 一些流行的超级计算机有富岳、谷歌 Sycamore、百度量子超级计算机和 Sierra。
-
@ {s10} 超级计算机的处理速度非常快,每秒可以进行数十亿次计算。多个处理器以并行模式工作以执行任务,这使得处理功能强大。超级计算机采用诸如 GPU(图形处理单元)或 TPU(张量处理单元)之类的专用硬件专门构建,这些硬件用于图形渲染或机器学习任务。超级计算机代表着计算能力的巅峰,它们非常昂贵,主要用于专门的应用程序。
-
@ {s11} − 超级计算机最广泛地应用于科学研究、数据分析、天气预报、科学模拟、图形、流体动力计算、核能研究、电子设计和地质数据分析。
Computer’s classification based on Capacity
根据容量,计算机可以大致分类如下 −
-
Analog Computer
-
Digital computer
-
Hybrid computer
Analog Computer
使用机械或液压组件等物理手段进行计算而不是使用电子电路的计算机称为模拟计算机。这些计算机使用连续数据,并且可以高效地管理物理量。它们特别擅长解决微分方程和模拟动态系统。
图:模拟计算机
模拟计算机使用可测量量(例如,机械运动或齿轮旋转)来执行算术运算,而不是数字。在模拟计算机中,数据以连续信号进行处理以供执行操作,而在数字计算机中,数据以离散信号(或不连续信号)进行传输。
Computer’s classification based on Purpose
根据容量,计算机可以大致分类如下 −
-
Special Purpose
-
General Purpose
Special Purpose Computer
针对特定任务或一组任务设计和优化的计算机称为专用计算机 (SPC)。SPC 旨在以高效率、高速度和高精度在单一或有限的功能集上表现出色。
图:专用计算机
以下是一些流行的 SPC:
-
Embedded Systems − 这些系统与设备集成在一起以控制特定的功能。例如,汽车的发动机控制单元和微波炉
-
Digital Signal Processors − 这些通常用于音频处理、图像压缩和电信之类的应用中。
-
Automated Teller Machines − ATM 是专为银行交易和客户互动而设计的专用计算机。
-
Medical Equipment − MRI 和 CT 扫描仪之类的机器是用于捕捉和处理医疗图像的专用计算机。
-
Spacecraft Computers − 用于航天器的计算机必须在极端条件下运行,并且针对太空任务的要求进行了优化。
General Purpose Computer
设计用于执行各种任务和功能的计算机称为通用计算机 (GPC)。GPC 通用且可以通过运行不同的软件和应用程序用于各种用途。
图: 通用计算机
一些流行的 GPC 如下所示:
-
Turing Completeness - GPC 可以模拟任何能用算法探索的算法或计算。
-
Programmability - GPC 可以运行不同的应用程序。
-
General-Purpose Operating System - Windows、macOS 或 Linux 等 GPC 提供交互式用户界面,并管理硬件资源,实现执行各种应用程序。
-
Input and Output Capabilities - GPC 具有输入和输出设备(键盘、鼠标、显示器等),允许用户与系统交互并接收反馈。