计算机的特征、用途和分类
计算机可以按照程序确定的步骤对输入的数据进行处理、存储或传输,从而得到想要的输出信息,从商业周刊的信息中可以提高工作效率和社会生产力,提高人们的生活质量。计算机之所以有如此强大的功能,能够应用到各个领域,是由它的特性决定的。
1.计算机的特性
电脑主要有以下几个特点。
高速和精确的计算能力。目前世界上已经有运算速度超过每秒万亿次的计算机。
准确的逻辑判断能力。计算机可以进行逻辑处理,以及在信息查询等方面。,它已经能够根据需要执行逻辑处理。
执行匹配搜索。
强大的存储能力。计算机可以存储大量的数字、文字、图像、视频、声音等信息,而且可以保存很长时间。
自动功能。计算机可以先“记住”一组预先编好的指令,然后自动把它们一条一条取出来执行。工作过程是完全自动化的,可以重复。
网络和通信功能。随着计算机技术的发展,不仅城市里的计算机可以联网,而且各国的计算机也可以联网。目前,互联网是规模最大、应用最广泛的一种。互联网上所有的计算机用户都可以共享网上资料,交流信息,互相学习,全世界都可以交流信息。计算机功能的意义在于它改变了人类的交流方式和信息获取方式。
2.计算机的应用
计算机问世之初,主要用于数值计算。如今,计算机几乎与所有学科相结合,在经济和社会的各个方面发挥着越来越重要的作用。现在,计算机网络已经广泛应用于交通、金融、企业管理、教育、邮电、商业等领域。
1)科学计算
科学计算主要是利用计算机来实现和应用数学方法,如著名的人类基因序列分析计划、卫星轨道测量、基于大量历史气象数据计算的天气预报等。
2)数据/信息处理
数据/信息处理也称为非数值计算。随着计算机科学技术的发展,计算机的“数据”不仅包括“数字”,还包括更多的其他数据形式,如文字、图像、声音等。计算机文字处理改变了纸和笔的传统应用,它产生的数据不仅可以存储和打印,还可以编辑和复制。这是目前计算机应用最广泛的领域。
3)过程控制
过程控制是指利用计算机对生产过程、制造过程或操作过程进行检测和控制,即通过实时监测目标对象的状态,及时调整被控对象,使被控对象正确地完成目标对象的生产、制造或操作。过程控制广泛应用于各种工业环境中。首先,它可以代替人在危险和有害的环境中工作。二是能在保证质量不变的前提下连续工作,不受疲劳、情绪等因素影响。第三,可以高精度、高速度、时效性、空等要求完成人无法完成的操作。
4)计算机辅助
计算机辅助是计算机应用的一个非常广泛的领域。过去人们进行的几乎所有设计过程都可以让计算机帮助实现部分或全部工作。计算机辅助设计主要包括:计算机辅助设计,
计算机辅助制造
、
计算机辅助教育
计算机辅助教学
计算机辅助技术
、
计算机模拟等。
5)网络通信
计算机技术和数字通信技术的发展和融合产生了计算机网络。通过计算机网络,把多个独立的计算机系统联系在一起,把不同地区、不同国家、不同行业、不同组织的人联系在一起,缩短了人与人之间的距离,改变了人们的生活和工作方式。
6)人工智能
人工智能是利用计算机模拟人类的一些智力活动。比如谷歌的AlphaGo战胜人类棋手李世石,就是人工智能的精彩展示。计算机可以用来识别图像和物体,模拟人类的学习过程和探索过程。
人工智能是计算机科学发展以来的一个前沿研究领域。其主要研究内容包括自然语言理解、专家系统、机器人和定理自动证明。目前,人工智能已经应用于机器人、医疗诊断、故障诊断、计算机辅助教育、案件侦破、商业管理等诸多方面。
7)多媒体应用
多媒体是各种信息类型的综合,包括文本、图形、图像、音频、视频、动画等。
多媒体技术是指人与计算机之间对各种媒体信息的交互捕捉、传输、转换、编辑、存储和管理,由计算机综合处理成表格、文字、图形、动画、音频、视频等视听信息。多媒体技术拓宽了计算机的应用领域,使其广泛应用于商业、服务业、教育、广告、文化娱乐、家庭等领域。同时,多媒体技术和人工智能技术的有机结合也促进了虚拟现实和虚拟制造技术的发展,使人们可以在微型计算机环境中感受真实场景,通过计算机仿真制造零件和产品,全方位感受产品的功能和性能。
8)嵌入在嵌入式系统中
不是所有的计算机都是通用的。在不同的设备中使用的专用计算机有很多,包括大量的消费电子产品和工业制造系统,其中嵌入了处理器芯片来完成特定的处理任务。比如数码相机、手机、汽车、高档电动玩具,都使用不同功能的处理器。这些系统嵌入在嵌入式系统中。3.计算机的分类
计算机家族庞大,种类繁多,可以按照不同的方法进行分类。根据计算机处理数据的类型,可分为模拟计算机、数字计算机、数字计算机和模拟计算机。模拟的主要特点是运算中涉及的数值用不间断的连续量表示,运算过程是连续的。模拟计算机由于受元器件质量的影响,计算精度低,应用范围窄,目前很少生产。
计算机的主要特点是运算中涉及的数值用离散的数字量表示,运算过程按数字位计算。计算机也叫“计算机”,因为它们具有逻辑判断等功能,以类似人脑的“思维”方式工作。根据用途,计算机可以分为通用计算机和专用计算机。通用计算机可以解决许多种问题,例如个人计算机。专用计算机配有解决特定问题的软件和硬件,可以解决特定问题,速度快,可靠性高。例如,导弹和火箭上使用的大部分计算机都是专用计算机。
根据计算机的性能、规模和处理能力,如字长、运算速度、存储能力、外部设备和软件配置等,计算机可分为超级计算机、大型通用计算机、微型计算机、工作站、服务器等。
1)超级计算机
超级计算机是指目前速度最快、处理能力最强的计算机,称为高性能计算机。高性能计算机不多,但有重要的特殊用途。使用这些超级计算机后,可以实现复杂的计算。在军事上,可用于战略防御系统、大型预警系统和航天测控系统。民用方面,可用于大区域中长期天气预报、大区域地球物理信息处理系统、大型科学计算与模拟系统等。
2)大型通用机器
通用计算机是一类计算机的俗称,具有通用性强、运算速度快、综合处理能力强、性能覆盖面大等特点,运算速度从每秒100万次到每秒数千万次不等。主要用于科研、商业和管理部门。人们通常称大型机为“企业级”计算机,用途广泛,但价格昂贵;
大型机系统可以是单处理器、多处理器或多个子系统的复合体。
在信息社会中,随着信息资源的增加,带来了信息交流、控制和管理等一系列问题,这是大型机的特点。未来,大型机将被赋予更多使命,涵盖“企业”的所有应用领域,如大规模事务处理、企业内部的信息管理和安全防护、大规模科学和工程计算等。
3)微型计算机
微型计算机是微电子技术飞速发展的产物。自1981年IBM推出采用mtel微处理器的IBM PC以来,微型计算机以其小巧、智能、轻便、廉价的特点,在短时间内迅速发展,成为计算机的主流。今天,微型计算机的应用已经遍布社会:从工厂生产控制到政府办公自动化,从商店数据处理到家庭信息管理,几乎无处不在。微型计算机的结构包括单片微型计算机、单板机、多片计算机和多板计算机。
随着PC的出现,计算机真正面对个人,成为大众化的信息处理工具。随着社会信息化进程的加快,强大的计算能力对于每个用户来说都是必不可少的,移动办公已经成为一种重要的办公方式。便携式“笔记本电脑”应运而生,笔记本电脑就是其中的典型产品。其适合移动和外出的特性很受用户欢迎。
根据微型计算机是否被最终用户使用,微型计算机可分为独立微型计算机和嵌入式微型计算机。嵌入式微型计算机作为信息处理部件,安装在应用设备中,最终用户不直接使用计算机,而是使用应用设备。
比如包括微型计算机在内的医疗设备,冰箱、洗衣机、微波炉等家用电器。嵌入式微型计算机一般是单片机或单板计算机。单片机采用超大规模集成电路技术,将CPU、存储器输入输出接口集成在一块硅片上。单片机本身集成度相当高,所以ROM和RAM容量有限,接口电路不多,适合小型系统。单板计算机是由CPU、ROM、RAM等具有一定容量的大规模集成电路芯片和O接口电路在一块电路板上组成的微型计算机。配有简单的键盘、显示器等外设,通常是电路板上固化有ROM或EPROM的小型监控程序。
4)工作站
工作站是一种高级微型计算机,它比微型计算机有更大的存储容量和更快的运算速度。通常配备高分辨率的大屏幕显示器、大容量的内部存储器和外部存储器,具有强大的信息处理功能、高性能图形图像处理功能和联网功能。工作站主要用于图像处理和计算机辅助设计等领域。,并具有很强的图形交互和处理能力,因此在工程领域,尤其是计算机辅助设计中应用广泛。
工作站一般采用开放式体系结构,即将机器的软硬件接口公开,尽可能遵守国际业界流行的标准,以鼓励其他厂商和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融入工作站,使其更具特色。其应用领域已从最初的CAD扩展到商业、金融和办公领域,并经常充当网络服务器。
5)服务器
服务器作为网络的节点,存储和处理着网络上80%的数据和信息,因此也被称为网络的灵魂。近年来,随着互联网I的普及,各种档次的电脑在网络中扮演着不同的角色,而服务器在网络中扮演着最重要的角色。服务器可以是大型机、小型机、工作站或高档微机。服务器可以提供信息调查、电子邮件、文件传输、数据库和其他业务服务。
该服务器主要具有以下特点:
只有在客户提出要求时才提供服务。
对服务器客户透明。与服务器通信的用户面对的是特定的服务,但无法知道服务器使用的是什么型号,运行的是什么操作系统。
严格来说,服务器是一个软件的概念。一台用作服务器的计算机,通过安装不同的服务器软件,可以同时扮演几台服务器的角色。