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  • 1 # 木匠坤

    計算機可分為數字計算機、模擬計算機和混合計算機,這是按計算機的原理進行分類

    1、數字計算機

    數字式電子計算機是當今世界電子計算機行業中的主流,其內部處理的是一種稱為符號訊號或數字訊號的電訊號。它的主要特點是“離散”,在相鄰的兩個符號之間不可能有第三種符號存在。由於這種處理訊號的差異,使得它的組成結構和效能優於模擬式電子計算機。

    2、模擬計算機

    模擬計算機是根據相似原理,用一種連續變化的模擬量作為被運算的物件的計算機。模擬計算機以電子線路構成基本運算部件。由運算部件、控制部件、排題板、輸入輸出裝置等組成。

    在用相似原理求解中,包含了模擬的概念,故稱模擬計算機。它是以平行計算為基礎的,計算速度快。它把功能固定化的運算器適當組合起來,所以程式比較簡單,但解題靈活性比較差

    3、混合計算機

    混合電子計算機,簡稱混合計算機。主要用於高精度和高速度的模擬試驗。

    混合電子計算機其主要特點是:在特定的應用領域內,它既利用了模擬計算機的高速度,又利用了數字計算機的高精度,整個系統利用軟體的支援,使其在一定範圍內具有通用性並較易使用,但系統價格昂貴。

    混合式電子計算機數字模擬混合式電子計算機是綜合了數字式計算機和模擬式電子計算機的長處設計出來的。它既能處理數字量,又能處理模擬量。這種計算機結構複雜,設計困難。

    擴充套件知識:

    計算機系統

    ① 專用機與通用機:早期計算機均針對特定用途而設計,具有專用性質。60年代起,開始製造兼顧科學計算、事務處理和過程控制三方面應用的通用計算機。

    特別是系列機的出現,標準文字的各種高階程式語言的採用,作業系統的成熟,使一種機型系列選擇不同軟體、硬體配置,就能滿足各行業大小使用者的不同需要,進一步強化了通用性。但特殊用途的專用機仍在發展,例如連續動力學系統的全數字模擬機,超微型的空間專用計算機等。

    ② 巨型機、大型機、中型機、小型機、微型機:計算機是以大、中型機為主線發展的。20世紀60年代末出現小型計算機,70年代初出現微型計算機,因其輕巧、價廉、功能較強、可靠性高,而得到廣泛應用。

    70年代開始出現每秒可運算五千萬次以上的巨型計算機,專門用於解決科技、國防、經濟發展中的特大課題。巨、大、中、小、微型機作為計算機系統的梯隊組成部分,各有其用途,都在迅速發展。

    流水線處理機是單指令資料流(SISD)的,它們用重疊原理,用流水線方式加工向量各元素,具有高加工速率。並行處理機是單指令流多資料流(SIMD)的,它利用並行原理,重複設定多個處理部件,同時並行處理向量各元素來獲得高速度(見並行處理計算機系統)。

    流水和並行技術還可結合,如重複設定多個流水部件,並行工作,以獲得更高效能。研究並行演算法是發揮這類處理機效率的關鍵。在高階程式語言中相應地擴充向量語句,可有效地組織向量運算;或設有向量識別器,自動識別源程式中的向量成分。

    一臺普通主機(標量機)配一臺陣列處理器(僅作高速向量運算的流水線專用機),構成主副機系統,可大大提高系統的處理能力,且效能價格比高,應用相當廣泛。

    ④多處理機與多機系統、分佈處理系統和計算機網:多處理機與多機系統是進一步發展並行技術的必由之路,是巨型、大型機主要發展方向。它們是多指令流多資料流(MIMD)系統,各機處理各自的指令流(程序),相互通訊,聯合解決大型問題。

    它們比並行處理機有更高的並行級別,潛力大,靈活性好。用大量廉價微型機,透過互連網路構成系統,以獲得高效能,是研究多處理機與多機系統的一個方向。

    多處理機與多機系統要求在更高級別(程序)上研究並行演算法,高階程式語言提供併發、同步程序的手段,其作業系統也大為複雜,必須解決多機間多程序的通訊、同步、控制等問題。

    分佈系統是多機系統的發展,它是由物理上分佈的多個獨立而又相互作用的單機,協同解決使用者問題的系統,其系統軟體更為複雜(見分佈計算機系統)。

    現代大型機幾乎都是功能分佈的多機系統,除含有高速中央處理器外,有管理輸入輸出的輸入輸出處理機(或前端使用者機)、管理遠端終端及網路通訊的通訊控制處理機、全系統維護診斷的維護診斷機和從事資料庫管理的資料庫處理機等。這是分佈系統的一種低階形態。

    多個地理上分佈的計算機系統,透過通訊線路和網路協議,相互聯絡起來,構成計算機網路。它按地理上分佈的遠近,分為區域性(本地)計算機網路和遠端計算機網路。網路上各計算機可相互共享資訊資源和軟硬體資源。訂票系統、情報資料檢索系統都是計算機網應用的例項。

    ⑤ 諾依曼機與非諾依曼機:儲存程式和指令驅動的諾依曼機迄今仍佔統治地位。它順序執行指令,限制了所解問題本身含有的並行性,影響處理速度的進一步提高。

    突破這一原理的非諾依曼機,就是從體系結構上來發展並行性,提高系統吞吐量,這方面的研究工作正在進行中。由資料流來驅動的資料流計算機以及按歸約式控制驅動和按需求驅動的高度平行計算機,都是有發展前途的非諾依曼計算機系統。

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