计算机的主要分类
本文介紹計算機的主要分類。
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1. 超級計算機
超級計算機(Supercomputers)通常是指由數百數千甚至更多的處理器(機)組成的、能計算普通PC機和服務器不能完成的大型復雜課題的計算機。超級計算機是計算機中功能最強、運算速度最快、存儲容量最大的一類計算機,是國家科技發展水平和綜合國力的重要標志。超級計算機擁有最強的并行計算能力,主要用于科學計算。在氣象、軍事、能源、航天、探礦等領域承擔大規模、高速度的計算任務。在結構上,雖然超級計算機和服務器都可能是多處理器系統,二者并無實質區別,但是現代超級計算機較多采用集群系統,更注重浮點運算的性能,可看著是一種專注于科學計算的高性能服務器,而且價格非常昂貴。
2. 網絡計算機
2.1 服務器
專指某些高性能計算機,能通過網絡,對外提供服務。
相對于普通電腦來說,穩定性、安全性、性能等方面都要求更高,因此在CPU、芯片組、內存、磁盤系統、網絡等硬件和普通電腦有所不同。服務器是網絡的節點,存儲、處理網絡上80%的數據、信息,在網絡中起到舉足輕重的作用。它們是為客戶端計算機提供各種服務的高性能的計算機,其高性能主要表高速度的運算能力、長時間的可靠運行、強大的外部數據吞吐能力等方面。服務器的構成與普通電腦類似,也有處理器、硬盤、內存、系統總線等,但因為它是針對具體的網絡應用特別制定的,因而服務器與微機在處理能力、穩定性、可靠性、安全性、可擴展性、可管理性等方面存在差異很大。服務器主要有網絡服務器(DNS、DHCP)、打印服務器、終端服務器、磁盤服務器、郵件服務器、文件服務器等。
2.2 工作站
工作站是一種以個人計算機和分布式網絡計算為基礎,主要面向專業應用領域,具備強大的數據運算與圖形、圖像處理能力,為滿足工程設計、動畫制作、科學研究、軟件開發、金融管理、信息服務、模擬仿真等專業領域而設計開發的高性能計算機。工作站最突出的特點是具有很強的圖形交換能力,因此在圖形圖像領域特別是計算機輔助設計領域得到了迅速應用。典型產品有美國Sun公司的Sun系列工作站。
無盤工作站是指無軟盤、無硬盤、無光驅連入局域網的計算機。在網絡系統中,把工作站端使用的操作系統和應用軟件被全部放在服務器上,系統管理員只要完成服務器上的管理和維護,軟件的升級和安裝也只需要配置一次后,則整個網絡中的所有計算機就都可以使用新軟件。所以無盤工作站具有節省費用、系統的安全性高、易管理性和易維護性等優點,這對網絡管理員來說具有很大的吸引力。
無盤工作站的工作原理是由網卡的啟動芯片(Boot ROM)以不同的形式向服務器發出啟動請求號,服務器收到后,根據不同的機制,向工作站發送啟動數據,工作站下載完啟動數據后,系統控制權由Boot ROM轉到內存中的某些特定區域,并引導操作系統。
根據不同的啟動機制,比較常用無盤工作站可分為RPL 和PXE。RPL 為Remote Initial Program Load 的縮寫,此技術常用于Windows95 中。PXE 是RPL 的升級品,它是Preboot Execution Environment的縮寫。兩者不同之處在于RPL 是靜態路由,而PXE 是動態路由,其通信協議采用TCP/IP,實現了與Internet 連接高效而可靠,它常用于Windows98、Windows NT、Windows2000、Windows XP中 。
2.3 集線器
集線器(HUB)是一種共享介質的網絡設備,它的作用可以簡單的理解為將一些機器連接起來組成一個局域網,HUB 本身不能識別目的地址。集線器上的所有端口爭用一個共享信道的寬帶,因此隨著網絡節點數量的增加,數據傳輸量的增大,每節點的可用帶寬將隨之減少。另外,集線器采用廣播的形式傳輸數據,即向所有端口傳送數據。如當同一局域網內的A 主機給B 主機傳輸數據時,數據包在以HUB 為架構的網絡上是以廣播方式傳輸的,對網絡上所有節點同時發送同一信息,然后再由每一臺終端通過驗證數據包頭的地址信息來確定是否接收。其實接收數據的一般來說只有一個終端節點,而對所有節點都發送,在這種方式下,很容易造成網絡堵塞,而且絕大部分數據流量是無效的,這樣就造成整個網絡數據傳輸效率相當低。另一方面由于所發送的數據包每個節點都能偵聽到,容易給網絡帶來一些不安全隱患。
2.4 交換機
交換機(Switch)是按照通信兩端傳輸信息的需要,用人工或設備自動完成的方法把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術統稱。廣義的交換機就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備,它是集線器的升級換代產品,外觀上與集線器非常相似,其作用與集線器大體相同。但是兩者在性能上有區別:集線器采用的是共享帶寬的工作方式,而交換機采用的是獨享帶寬方式。即交換機上的所有端口均有獨享的信道帶寬,以保證每個端口上數據的快速有效傳輸,交換機為用戶提供的是獨占的、點對點的連接,數據包只被發送到目的端口,而不會向所有端口發送,其它節點很難偵聽到所發送的信息,這樣在機器很多或數據量很大時,不容易造成網絡堵塞,也確保了數據傳輸安全,同時大大的提高了傳輸效率,兩者的差別就比較明顯了。
2.5 路由器
路由器(Router)是一種負責尋徑的網絡設備,它在互聯網絡中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網絡路徑提供給用戶通信。路由器用于連接多個邏輯上分開的網絡,為用戶提供最佳的通信路徑,路由器利用路由表為數據傳輸選擇路徑,路由表包含網絡地址以及各地址之間距離的清單,路由器利用路由表查找數據包從當前位置到目的地址的正確路徑,路由器使用最少時間算法或最優路徑算法來調整信息傳遞的路徑。路由器是產生于交換機之后,就像交換機產生于集線器之后,所以路由器與交換機也有一定聯系,并不是完全獨立的兩種設備。路由器主要克服了交換機不能向路由轉發數據包的不足。
交換機、路由器是一臺特殊的網絡計算機,它的硬件基礎CPU、存儲器和接口,軟件基礎是網絡互聯操作系統IOS。交換機、路由器和PC機一樣,有中央處理單元CPU,而且不同的交換機、路由器,其CPU一般也不相同,CPU是交換機、路由器的處理中心。
3. 工業控制計算機
工業控制計算機是一種采用總線結構,對生產過程及其機電設備、工藝裝備進行檢測與控制的計算機系統總稱,簡稱工控機。它由計算機和過程輸入輸出(I/O)通過兩大部分組成。計算機是由主機、輸入輸出設備和外部磁盤機、磁帶機等組成。在計算機外部又增加一部分過程輸入/輸出通道,用來完成工業生產過程的檢測數據送入計算機進行處理;另一方面將計算機要行使對生產過程控制的命令、信息轉換成工業控制對象的控制變量的信號,再送往工業控制對象的控制器去。由控制器行使對生產設備運行控制。
4. 個人電腦
4.1 臺式機(Desktop)
也叫桌面機,是一種獨立相分離的計算機,完完全全跟其它部件無聯系,相對于筆記本和上網本體積較大,主機、顯示器等設備一般都是相對獨立的,一般需要放置在電腦桌或者專門的工作臺上。因此命名為臺式機。為非常流行的微型計算機,多數人家里和公司用的機器都是臺式機。臺式機的性能相對較筆記本電腦要強。
4.2 電腦一體機
電腦一體機,是由一臺顯示器、一個電腦鍵盤和一個鼠標組成的電腦。它的芯片、主板與顯示器集成在一起,顯示器就是一臺電腦,因此只要將鍵盤和鼠標連接到顯示器上,機器就能使用。隨著無線技術的發展,電腦一體機的鍵盤、鼠標與顯示器可實現無線鏈接,機器只有一根電源線。這就解決了一直為人詬病的臺式機線纜多而雜的問題。有的電腦一體機還具有電視接收、AV功能,也整合專用軟件,可用于特定行業專用機。
4.3 筆記本電腦(Notebook或Laptop)
筆記本電腦也稱手提電腦或膝上型電腦,是一種小型、可攜帶的個人電腦,通常重1-3公斤。筆記本電腦除了鍵盤外,還提供了觸控板(TouchPad)或觸控點(Pointing Stick),提供了更好的定位和輸入功能。
4.4 掌上電腦(PDA)
掌上電腦是一種運行在嵌入式操作系統和內嵌式應用軟件之上的、小巧、輕便、易帶、實用、價廉的手持式計算設備。它無論在體積、功能和硬件配備方面都比筆記本電腦簡單輕便。掌上電腦除了用來管理個人信息(如通訊錄,計劃等),而且還可以上網瀏覽頁面,收發Email,甚至還可以當作手機來用外,還具有:錄音機功能、英漢漢英詞典功能、全球時鐘對照功能、提醒功能、休閑娛樂功能、傳真管理功能等等。掌上電腦的電源通常采用普通的堿性電池或可充電鋰電池。掌上電腦的核心技術是嵌入式操作系統,各種產品之間的競爭也主要在此。
在掌上電腦基礎上加上手機功能,就成了智能手機(Smartphone)。智能手機除了具備手機的通話功能外,還具備了PDA分功能,特別是個人信息管理以及基于無線數據通信的瀏覽器和電子郵件功能。智能手機為用戶提供了足夠的屏幕尺寸和帶寬,既方便隨身攜帶,又為軟件運行和內容服務提供了廣闊的舞臺,很多增值業務可以就此展開,如股票、新聞、天氣、交通、商品、應用程序下載、音樂圖片下載等等。
4.5 平板電腦
平板電腦是一款無須翻蓋、沒有鍵盤、大小不等、形狀各異,卻功能完整的電腦。其構成組件與筆記本電腦基本相同,但它是利用觸筆在屏幕上書寫,而不是使用鍵盤和鼠標輸入,并且打破了筆記本電腦鍵盤與屏幕垂直的J 型設計模式。它除了擁有筆記本電腦的所有功能外,還支持手寫輸入或語音輸入,移動性和便攜性更勝一籌。 平板電腦由比爾·蓋茨提出,至少應該是X86架構,從微軟提出的平板電腦概念產品上看,平板電腦就是一款無須翻蓋、沒有鍵盤、小到足以放入女士手袋,但卻功能完整的PC。
4.6 嵌入式
即嵌入式系統(Embedded Systems),是一種以應用為中心、以微處理器為基礎,軟硬件可裁剪的,適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴格要求的專用計算機系統。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統以及用戶的應用程序等四個部分組成。它是計算機市場中增長最快的領域,也是種類繁多,形態多種多樣的計算機系統。嵌入式系統幾乎包括了生活中的所有電器設備,如掌上pda、計算器、電視機頂盒、手機、數字電視、多媒體播放器、汽車、微波爐、數字相機、家庭自動化系統、電梯、空調、安全系統、自動售貨機、蜂窩式電話、消費電子設備、工業自動化儀表與醫療儀器等。
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總結
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