計算機能夠按照程序確定的步驟,對輸入的數據進行加工處理、存儲或傳送,以獲得期望的輸出信息,從商利周這些信息來提高工作效率和社會生產率以及改善人們的生活質量。計算機之所以具有如此強大的功能,能夠應用于各個領域,這是由它的特點所決定的。

1.計算機的特點

計算機主要具有以下一些特點。(1)高速、精確的運算能力。目前世界上已經有超過每秒萬萬億次運算速度的計算機。

(2)準確的邏輯判斷能力。計算機能夠進行邏輯處理,在信息查詢等方面,已能夠根據要求

 

進行匹配檢索。(3)強大的存儲能力。計算機能存儲大量數字、文字、圖像、視頻、聲音等各種信息,并且可以“長久”保存。

(4)自動功能。計算機可以將預先編好的一組指令(稱為程序)先“記”下來,然后自動地逐條取出這些指令并執行,工作過程完全自動化,且可以反復進行。

(5)網絡與通信功能。計算機技術發展到今天,不僅可將一個個城市的計算機連成一個網絡,而且能將一個個國家的計算機連在一個計算機網上。 目前最大、應用范圍最廣的是“國際互聯網”(Internet),在網上的所有計算機用戶可共享網上資料、交流信息、互相學習,整個世界都可以互通信息。 計算機網絡功能的重要意義是改變了人類交流的方式和信息獲取的途徑。

2.計算機的應用

計算機問世之初,主要用于數值計算,而今的計算機幾乎和所有學科相結合,在經濟社會各方面起著越來越重要的作用?，F在,計算機網絡在交通、金融、企業管理、教育、郵電、商業等各個領域均得到了廣泛的應用。1)科學計算

科學計算主要是使用計算機進行數學方法的實現和應用,如著名的人類基因序列分析計劃、人造衛星的軌道測算、根據對大量歷史氣象數據的計算進行天氣預測等。

2)數據/信息處理

數據/信息處理也稱為非數值計算。隨著計算機科學技術的發展,計算機的“數據”不僅包括“數”,而且包括更多的其他數據形式,如文字、圖像、聲音等。計算機在文字處理方面已經改變了紙和筆的傳統應用,它所產生的數據不但可以被存儲、打印,還可以進行編輯、復制等。這是目前計算機應用最多的一個領域。

 

3)過程控制

過程控制是指利用計算機對生產過程、制造過程或運行過程進行檢測與控制,即通過實時監控目標物體的狀態,及時調整被控對象,使被控對象能夠正確地完成目標物體的生產、制造或運行.過程控制廣泛應用于各種工業環境中。第一,能夠替代人在危險、有害的環境中作業。第二,能在保證同樣質量的前提下連續作業,不受疲勞、情感等因素的影響。第三,能夠完成人所不能完成的有高精度、高速度、時間性、空間性等要求的操作。

4)計算機輔助

計算機輔助是計算機應用的一個非常廣泛的領域。幾乎所有過去由人進行的具有設計性質的過程都可以讓計算機幫助實現部分或全部工作。計算機輔助(或稱為計算機輔助工程)主要有:計算機輔助設計(Computer Aided Design,CAD),

計算機輔助制造

(Computer Aided Manufacturing,CAM)、

計算機輔助教育

[Computer-Assisted(Aided)Instruction,CAI]、

計算機輔助技術

(Compuler AidedTechnology/Test/Translation/Typesetting,CAT)、

計算機仿真模擬(Simulation)等

5)網絡通信

計算機技術和數字通信技術發展并相融合產生了計算機網絡。通過計算機網絡,把多個獨立的計算機系統聯系在一起,把不同地域、不同國家、不同行業、不同組織的人們聯系在一起,縮短了人們之間的距離,改變了人們的生活和工作方式。

 

6)人工智能

人工智能(Artificial Intelligence,AI)是用計算機模擬人類的某些智力活動,比如Google的AlphaGo戰勝人類棋手李世石就是人工智能的精彩展示。利用計算機可以進行圖像和物體的識別,模擬人類的學習過程和探索過程。

 

人工智能是計算機科學發展以來一直處于前沿的研究領域,其主要研究內容包括自然語言理解、專家系統、機器人以及定理自動證明等。目前,人工智能已應用于機器人、醫療診斷、故障診斷、計算機輔助教育、案件偵破、經營管理等諸多方面。

7)多媒體應用

多媒體是包括文本(Text)、圖形(Graphics)、圖像(Image)、音頻(Audio)、視頻(Video)、動畫(Animation)等多種信息類型的綜合。

多媒體技術是指人和計算機交互地進行上述多種媒介信息的捕捉、傳輸、轉換、編輯、存儲、管理,并由計算機綜合處理為表格、文字、圖形、動畫、音頻、視頻等視聽信息有機結合的表現形式。多媒體技術拓寬了計算機的應用領域,使計算機廣泛應用于商業、服務業、教育、廣告宣傳、文化娛樂、家庭等方面。同時,多媒體技術與人工智能技術的有機結合還促進了虛擬現實(Virtual Reality)、虛擬制造(Virtual Manufacturing)技術的發展,使人們可以在計算機迷你的環境中,感受真實的場景,通過計算機仿真制造零件和產品,感受產品各方面的功能與性能。

8)嵌入嵌入式系統

并不是所有計算機都是通用的。有許多特殊的計算機用于不同的設備中,包括大量的消費電子產品和工業制造系統,都是把處理器芯片嵌入其中,完成特定的處理任務,如數碼相機、手機、汽車以及高檔電動玩具等都使用了不同功能的處理器。這些系統嵌入式嵌入式系統。3.計算機的分類

計算機的家族龐大,種類繁多,可以按照不同的方法對其進行分類。按計算機處理數據的類型可以分為模擬計算機、數字計算機、數字和模擬計算機。 模擬計算機的主要特點是:參與運算的數值由不間斷的連續量表示,其運算過程是連續的。模擬計算機由于受元器件質量影響,其計算精度較低,應用范圍較窄,目前已很少生產。

數字計算機的主要特點是:參與運算的數值用離散的數字量表示,其運算過程按數字位進行計算。數字計算機由于具有邏輯判斷等功能,是以近似人類大腦的“思維”方式進行工作,所以又被稱為“電腦”。按計算機的用途可分為通用計算機和專用計算機。 通用計算機能解決多種類型的問題,通用性強,如個人計算機(Personal Computer,PC);專用計算機則配備有解決特定問題的軟件和硬件,能夠高速、可靠地解決特定問題,如在導彈和火箭上使用的計算機大部分都是專用計算機。

若按計算機的性能、規模和處理能力,如字長、運算速度、存儲容量、外部設備和軟件配置等可將計算機分為巨型機、大型通用機、微型計算機、工作站、服務器等

1)巨型機

巨型機是指目前速度最快、處理能力最強的計算機,稱為高性能計算機。高性能計算機數量不多,但卻有重要和特殊的用途。運用這些超級計算機之后,復雜計算得以實現。在軍事上,可用于戰略防御系統、大型預警系統、航天測控系統。在民用方面,可用于大區域中長期天氣預報、大面積物探信息處理系統、大型科學計算和模擬系統等。

2)大型通用機

大型通用機是對一類計算機的習慣稱呼,其特點是通用性強,具有較高的運算速度、極強的綜合處理能力和極大的性能覆蓋,運算速度為每秒100萬次至幾千萬次。主要應用在科研、商業和管理部門。通常人們稱大型機為“企業級”計算機,其通用性強,但價格比較貴；

大型機系統可以是單處理機、多處理機或多個子系統的復合體。

在信息化社會里,隨著信息資源遞增增,帶來了信息通信、控制和管理等一系列問題,而這正是大型機的特長。未來將賦予大型機更多的使命,它將覆蓋“企業”所有的應用領域,如大型事務處理、企業內部的信息管理與安全保護、大型科學與工程計算等

3)微型計算機

微型計算機(簡稱微型機或微機)是微電子技術飛速發展的產物。自IBM公司于1981年采用mtel的微處理器推出 IBM PC以來,微型機因其小、巧、輕、便、廉等優點在短時間內得到迅速的發展,成為計算機的主流。今天,微型計算機的應用已經遍及社會各個領域:從工廠生產控制到政府的辦公自動化,從商店數據處理到家庭的信息管理,幾乎無所不在。微型計算機的結構有單片機、單板機、多芯片機和多板機。

PC機的出現使得計算機真正面向個人,真正成為大眾化的信息處理工具。隨著社會信息化進程的加快,強大的計算能力固然對每一個用戶必不可少,而移動辦公成為一種重要的辦公方式?？呻S身攜帶的“便攜機”應運而生,筆記本型電腦就是其中的典型產品之一,它適于移動和外出使用的特長深受用戶歡迎。

根據微型機是否由最終用戶使用,微型機又可分為獨立式微機(即日常使用的微型機)和嵌入式微機(或稱嵌入式系統)。嵌入式微機作為一個信息處理部件安裝在應用設備里,最終用戶不直接使用計算機,使用的是該應用設備。

例如包含有微機的醫療設備,電冰箱、洗衣機、微波爐等家用電器等。嵌入式微機一般是單片機或單板機。單片機是將中央處理器、存儲輸輸入人/輸出接口采用超大規模集成電路技術集成到一塊硅芯片上。單片機本身的集成度相當高,所以ROM、RAM容量有限、接口電路也不多,適用于小系統中。單板機就是在一塊電路板上把CPU和一定容量的ROM、RAM以及O接口電路等大規模集成電路芯片組裝在一起而成的微機,并配有簡單外設如鍵盤和顯示器,通常電路板上固化有ROM或者EPROM的小規模監控程序。

4)工作站

工作站是一種高檔的微型計算機,它比微型機有更大的存儲容量和更快的運算速度,通常配有高分辨率的大屏幕顯示器及容量很大的內部存儲器和外部存儲器,并且具有較強的信息處理功能和高性能的圖形、圖像處理功能以及聯網功能。工作站主要用于圖像處理和計算機輔助設計等領域,具有很強的圖形交互與處理能力,因此在工程領域,特別是在計算機輔助設計(CAD)領域得到廣泛應用。

工作站一般采用開放式系統結構,即將機器的軟、硬件接口公開,并盡量遵守國際工業界流行標準,以鼓勵其他廠商和用戶圍繞工作站開發軟件、硬件產品。目前,多媒體等各種新技術已普遍集成到工作站中,使其更具特色。而它的應用領域也已從最初的計算機輔助設計擴展到商業、金融、辦公領域,并頻頻充當網絡服務器的角色。

5)服務器

服務器作為網絡的節點,存儲、處理網絡上80%的數據、信息,因此也被稱為網絡的靈魂。近年來,隨著 Internet I的普及,各種檔次的計算機在網絡中發揮著各自不同的作用,而服務器在網絡中扮演著最主要的角色。服務器可以是大型機、小型機、工作站或高檔微機。服務器可以提供信息測覽、電子郵件、文件傳送、數據庫等多種業務服務。

 

服務器主要具有以下特點:

(1)只有在客戶機的請求下才為其提供服務

(2)服務器對客戶透明。一個與服務器通信的用戶面對的是具體的服務,而可以完全不知道服務器采用的是什么機型及運行的是什么操作系統。

(3)服務器嚴格地說是一種軟件的概念。一臺作為服務器使用的計算機通過安裝不同的服務器軟件,可以同時扮演幾種服務器的角色。

計算機的基本特點

（1）運算速度快。目前計算機的最高運算速度已超過40億億次每秒，意味著過去需要幾年甚至幾十年才能完成的任務，現在只需要幾分鐘即可完成，這極大地提高了工作效率。隨著科學技術的發展，計算機的運算速度還在不斷提高。

（2）計算精度高。計算機的計算精度取決于機器的字長，字長越長，精度越高。不同型號的計算機字長不同，有8位、16位、32 位、64位等，目前較流行的計算機大多為64位字長。

（3）存儲功能強。計算機能存儲大量的數字、文字、圖像、視頻和音頻等信息。此外，計算機強大的存儲能力還表現在“持久”方面，即無論是哪種形式的數據，計算機都能長期保存。

（4）具有邏輯判斷能力。除計算能力外，計算機具有邏輯運算能力，能對信息進行識別、比較、判斷等。高級計算機還具有推理、診斷和聯想等模擬人類思維的能力。

（5）自動化程度高。計算機內部的運算都是在程序的控制之下自動完成的，人們只需按照需求編寫正確的程序，計算機就可以按照程序的指令要求，自動完成指定的任務。在此過程中，不需要人工干預。