1.1.2 计算机的特点、用途和分类

计算机有很多的类型，这些不同类型的计算机应用于社会的不同领域，计算机的特点决定了它具有强大的功能，计算机通过程序的设定步骤，对输入的数据和信息进行加工处理、存储或传输，来获得期望的数据或信息，并将其输出，最后利用这些数据和信息来提高人们的生活水平、工作效率和社会生产率。

1.计算机的特点

计算机具有5个主要特点。

高速、精确的运算能力：计算机的处理速度是标志计算机性能的重要指标之一，也是它的一个主要性能指标。衡量计算机处理速度的尺度一般是用计算机一秒时间内所能执行加法运算的次数。目前世界上运算能力最强的计算机的运算速度已经超过每秒万万亿次。

强大的存储能力：现代计算机不仅提供了大容量的主存储器，同时还提供了可以海量存储的磁盘、光盘、USB盘等；不仅能存储数字、文字、图像、视频、音频等各种信息，而且可以使这些信息永久保存，永不丢失。

准确的逻辑判断能力：计算机不仅能进行算术运算，同时也能进行各种逻辑运算，具有逻辑判断能力。这使计算机能进行诸如资料分类、情报检索等具有逻辑加工性质的工作，这种能力是计算机处理逻辑推理的前提。

自动化工作的能力：计算机具备预先存储程序并按存储的程序自动执行而不需要人工干预的能力。只要预先把处理要求、处理步骤、处理对象等必备元素存储在计算机系统内，计算机启动工作后就可以在没有人参与的条件下自动完成预定的全部处理任务。

网络与通信能力：可以通过网络数据线将不同的计算机连接在一起，组成一个网络，目前最大的网络就是“国际互联网（Internet）”。通过网络，不同地点的人们可以进行通信和数据信息的交流，网络改变了人们交流的方式和信息获取的途径。

2.计算机的用途

计算机最初的用途就是数据计算，但随着技术的进步，计算机逐渐在社会经济的各个方面发挥重要的作用。现在，计算机的应用和人们的生活已经密不可分，下面介绍最主要的8个方面。

科学计算

计算机广泛地应用于科学和工程技术方面的计算，这是计算机应用的一个基本方面，也是我们比较熟悉的。如人造卫星轨迹计算，导弹发射的各项参数的计算，房屋抗震强度的计算等，涉及高能物理、工程设计、地震预测、气象预报、航天预报等多个领域。

信息处理

信息处理包括数据的采集、存储、加工、分类、排序、检索和发布等一系列工作。信息处理已成为现代计算机的主要任务，是现代化管理的基础。据统计，80%以上的计算机主要应用于信息管理，成为计算机应用的主导方向。如高考招生中考生录取与统计工作，铁路、飞机客票的预定系统，银行系统的业务管理、办公自动化、企事业计算机辅助管理与决策、情报检索、图书馆数据管理、电影电视动画设计、会计电算化等。

辅助功能

辅助功能是计算机应用的一个非常广泛的领域，几乎所有过去由人进行的具体设计性质的过程都可以借助计算机实现部分或全部工作。计算机辅助（也称为计算机辅助工程）主要内容包括：计算机辅助教育CBE、计算机辅助教学CAI、计算机管理教学CMI、计算机辅助设计CAD、计算机辅助翻译CAT、计算机辅助制造CAM、计算机辅助工程CAE。

网络通信

计算机和数字通信技术的融合成就了今天的计算机网络通信，计算机在网络通信方面的应用使人类之间的交流跨越了时间和空间障碍。计算机网络通信已成为人类建立信息社会的物质基础，它给人们的工作带来极大的方便和快捷，如在全球范围内使用金融卡，在Internet上浏览和检索信息、收发电子邮件、阅读书报、玩网络游戏、选购商品、预定各种票据、参与众多问题的讨论、实现远程医疗服务等。

人工智能

人工智能是指计算机有记忆能力，又擅长进行逻辑推理运算，可以模仿人的思维，并具备一定的学习和推理功能，能够自己积累知识，并且独立解决问题。计算机可以对计算机高级语言进行编译和解释；不同国家语言之间的机器翻译；在很多场合下，由计算机控制的机器人可以代替人们进行繁重的、危险的体力劳动和部分简单重复的脑力劳动等。

过程控制

在生产过程中，采用计算机进行过程控制，可以大大提高产品的数量和质量，提高劳动生产力，改善人们的工作条件，节省原材料的消耗，降低生产成本等。采用计算机进行过程控制，不仅可以大大提高控制的自动化水平，而且可以提高控制的时效性和准确性，从而改善劳动条件、提高产量及合格率。计算机过程控制在机械、冶金、石油、化工、电力等领域得到了广泛应用。

嵌入式系统

嵌入式系统就是将特殊的计算机处理器芯片嵌入到其他设备中，来完成特定的处理任务，如手机、数码设备、汽车和电子玩具等使用的控制或处理芯片，涉及电子产品和工业制造等领域。

多媒体应用

随着电子技术特别是通信和计算机技术的发展，人们已经有能力把文本、音频、视频、动画、图形和图像等各种媒体综合起来，构成一种全新的概念——“多媒体（Multimedia）”。涉及医疗、教育、商业、银行、保险、行政管理、军事、工业、广播、交流和出版等多个应用领域。

提示

在计算机中融合人工智能和多媒体技术，催生出了虚拟现实、虚拟制造技术，可以让人们在计算机中模拟和感受真实的场景，以及通过计算机仿真制造产品和零件，来体验和研究产品的功能和性能。

3.计算机的分类

计算机及相关技术的迅速发展也带动计算机类型不断分化，形成了各种不同种类的计算机。按照计算机的运算速度、字长、存储容量等综合性能指标，常将计算机分为巨型机、大型通用机、微型计算机、工作站和服务器5种。

巨型机

巨型机是一种超大型电子计算机，具有很强的计算和处理数据的能力，主要特点为高速度和大容量，配有多种外部和外围设备，以及丰富的、高功能的软件系统。巨型计算机实际上是一个巨大的计算机系统，主要用来承担重大科学研究、国防尖端技术和国民经济领域的大型计算课题及数据处理任务。如大范围天气预报、整理卫星照片、原子核物的探索、研究洲际导弹、制造宇宙飞船等，著名的神威、银河、曙光、天河都属于巨型机。

大型通用机

大型通用机是一种性能介于巨型机和微型计算机之间的计算机，具有较高的运算速度、极强的综合处理能力，稳定性和安全性在所有计算机系统中是首屈一指的。由于成本巨大，使用大型机系统的一般以政府、银行、保险公司和大型制造企业为主，因为这些机构对信息的安全性和稳定性要求很高。

微型计算机

微型计算机简称微机，是日常生活中使用最多的计算机类型，是在微型计算机硬件系统的基础上配置必要的外部设备和软件构成的实体。现在的微型计算机应用于社会生活的各个方面，从工厂生产控制到政府的自动化办公，从超市的数据管理到家庭的信息传递，几乎无所不在。

工作站

工作站是一种高档的微型计算机，通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量很大的内存储器和外部存储器，主要面向专业应用领域，具备强大的数据运算与图形、图像处理能力。工作站主要是为了满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域的需要而设计开发的高性能微型计算机。

提示

需要指出的是，这里所说的工作站不同于计算机网络系统中的工作站概念，计算机网络系统中的工作站仅是网络中的任何一台普通微型机或终端，只是网络中的任一用户节点。

服务器

服务器是指在网络环境下为网上多个用户提供共享信息资源和各种服务的一种高性能计算机，在服务器上需要安装网络操作系统、网络协议和各种网络服务软件。服务器主要为网络用户提供文件、数据库、应用及通信方面的服务。服务器主要有网络服务器（DNS、DHCP）、打印服务器、终端服务器、磁盘服务器、邮件服务器、文件服务器等。

根据用途，还可以将计算机分为通用计算机和专用计算机2种类型，通过效率、速度、配置、结构复杂程度、造价和适应性等性能将二者进行区分。 通用计算机适应性很强，应用面很广，但其运行效率、速度和经济性依据不同的应用对象会受到不同程度的影响。专用计算机针对某类问题能显示出有效、快速和经济的特性，但它的适应性较差，不适于其他方面的应用，如在科学研究中使用的计算机很大一部分就是专用计算机。

根据计算机处理数据的方式还可以将计算机分为模拟计算机、数字计算机、数字与模拟混合计算机3种类型。模拟计算机是用电流、电压等连续变化的物理量直接进行运算的计算机，由于其元器件的质量和计算精度较低，应用范围窄，现在已经很少生产。数字计算机内部处理的是一种称为符号信号或数字信号的电信号，参与运算的数值用离散的数字量表示，运算过程按数字位进行计算，它是当今世界电子计算机行业中的主流类型。