計算機分類

計算機可以根據其大小、容量和用途進行分類。下圖說明了根據其大小、容量和用途的不同型別的計算機。

基於大小的計算機分類

根據大小，計算機可以大致分為以下幾類：

微型計算機
小型計算機
大型計算機
超級計算機

微型計算機

微型計算機，也稱為個人電腦 (PC)，是一種設計供個人使用的計算機。它們的特徵是尺寸緊湊、體積小、處理能力強、相容性好、具有網際網路連線功能、便攜性強、價格低廉且用途廣泛。20 世紀 70 年代和 80 年代，微型計算機開始普及，並在現代計算時代變得更加流行。

圖：微型計算機

尺寸——微型計算機體積小巧，便於攜帶。
示例——一些流行的微型計算機包括筆記型電腦和臺式電腦、標準 PC、行動電話和筆記本。
為什麼選擇微型計算機？

微型計算機已成為現代生活的重要組成部分。它們對社會、企業、教育和相關領域產生了重大影響。
微型計算機的用途——微型計算機最廣泛地應用於教育和學習、娛樂和媒體、創新和創意、研究和科學、醫療保健和醫學、家庭自動化、遠端工作以及電子商務和線上購物。

小型計算機

小型計算機是一種比大型計算機體積更小的計算機。它擁有大型計算機的所有功能。因此，它是一箇中等規模的多處理系統，能夠同時支援多達 250 個使用者。

圖：小型計算機

尺寸——它的尺寸介於大型計算機和微型計算機之間。它比大型計算機大，比微型計算機小。
示例——一些流行的小型計算機包括 PDP-11、IBM 的 AS/400e、Honeywell 200 和 TI-990。
為什麼選擇小型計算機？ 小型計算機也稱為小型 PC 或小型外形 (SFF) 計算機。它們具有令人印象深刻的計算能力、高效能、連線選項、便攜性和多功能性。
小型計算機的用途——小型計算機最廣泛地應用於科學計算、工程、商務交易處理、檔案處理和資料庫管理。

大型計算機

大型計算機非常龐大且價格昂貴，能夠同時支援數百甚至數千個使用者。大型計算機同時執行許多程式，並支援程式的併發執行。

圖：大型計算機

尺寸——大型計算機的尺寸可能會有所不同；其尺寸通常取決於其規格和所考慮的具體型號。
示例——一些流行的大型計算機包括 IBM zSeries 大型計算機（BM z14 和 IBM z15）、Unisys ClearPath、Fujitsu GS21 系列和 Hitachi VOS3。
為什麼選擇大型計算機？

大型計算機的處理能力通常以 MIPS（每秒百萬條指令）或其他單位來衡量。這使它們能夠處理大量的交易並執行大量的資料處理。
大型計算機的用途——大型計算機最廣泛地應用於金融、政府、醫療保健等領域。

超級計算機

超級計算機是一種特殊的計算機，其功能更強大，能夠進行高效能計算。它專門設計用於計算普通計算機無法有效完成的複雜和密集型任務。

尺寸——超級計算機的尺寸可能會有所不同，從小型計算機叢集到大型安裝。一臺超級計算機可能包含 10 臺、100 臺、1000 臺或更多臺計算機，這些計算機共同工作。

圖：超級計算機

示例——一些流行的超級計算機包括 Fugaku、Google Sycamore、百度量子超級計算機和 Sierra。
為什麼選擇超級計算機？
- 超級計算機的處理速度非常快，每秒可以執行數十億次計算。多個處理器以並行模式工作以執行任務，這使得處理能力非常強大。
- 超級計算機是使用專用硬體（如 GPU（圖形處理單元）或 TPU（張量處理單元））專門構建的，這些硬體用於圖形渲染或機器學習任務。
- 超級計算機代表了計算能力的巔峰，它們非常昂貴，僅用於專用應用。
超級計算機的用途——超級計算機最廣泛地應用於科學研究、資料分析、天氣預報、科學模擬、圖形、流體動力學計算、核能研究、電子設計以及地質資料分析。

基於容量的計算機分類

根據容量，計算機可以大致分為以下幾類：

模擬計算機
數字計算機
混合計算機

模擬計算機

使用物理手段（如機械或液壓元件）而不是電子電路進行計算的計算機稱為模擬計算機。這些計算機使用連續資料，並且可以有效地管理物理量。它們尤其擅長求解微分方程和模擬動態系統。

圖：模擬計算機

模擬計算機根據可測量的量（如機械運動或齒輪旋轉）執行算術運算，而不是數字。在模擬計算機中，資料作為連續訊號進行處理，而在數字計算機中，資料作為離散訊號（或不連續訊號）傳輸。

數字計算機

數字計算機是一種使用離散的、不同的值來表示和處理資料的計算機。

圖：數字計算機

在數字計算機中，資料使用二進位制數字 0 和 1 進行處理。這些計算機設計用於執行算術計算以及複雜的資料處理和操作。數字計算機的主要元件是輸入、處理和輸出。

混合計算機

混合計算機是一種計算機系統，它集成了模擬計算機和數字計算機的功能和能力。這種整合使混合計算機能夠透過利用數字和模擬技術的優勢來有效地執行各種任務。

圖：混合計算機

混合計算機的主要元件是模擬和數字元件：

模擬元件——混合計算機中的模擬元件可以使用類比電路和元件處理現實世界的資料，例如電壓、電流、溫度、壓力等。
數字元件——數字計算機使用離散資料，並基於二進位制數字（0 和 1）。混合計算機中的數字元件提供計算能力，以執行復雜的計算並控制系統的整體執行。

基於用途的計算機分類

根據容量，計算機可以大致分為以下幾類：

專用計算機
通用計算機

專用計算機

設計和最佳化用於特定任務或任務集的計算機稱為專用計算機 (SPC)。SPC 設計用於擅長一項或有限的幾項功能，通常具有高效、快速和準確的特點。

圖：專用計算機

以下是一些流行的 SPC：

嵌入式系統——這些系統與裝置整合在一起，用於控制特定功能。例如，汽車的發動機控制單元和微波爐
數字訊號處理器——這些通常用於音訊處理、影像壓縮和電信等應用。
自動櫃員機——ATM 是專門為銀行交易和客戶互動而設計的專用計算機。
醫療裝置——MRI 和 CT 掃描器等機器是用於捕獲和處理醫學影像的專用計算機。
航天器計算機——用於航天器的計算機必須在極端條件下執行，並且針對太空任務的需求進行了最佳化。

通用計算機

設計用於執行各種任務和功能的計算機稱為通用計算機 (GPC)。GPC 多功能，可以透過執行不同的軟體和應用程式用於各種用途。

圖：通用計算機

以下是一些流行的 GPC：

圖靈完備性——GPC 可以模擬任何可以演算法探索的演算法或計算。
可程式設計性——GPC 可以執行不同的應用程式。
通用作業系統——像 Windows、macOS 或 Linux 這樣的 GPC 提供互動式使用者介面並管理硬體資源，從而可以執行各種應用程式程式。
輸入和輸出能力——GPC 具有輸入和輸出裝置（鍵盤、滑鼠、顯示器等），允許使用者與系統互動並接收反饋。

列印頁面