(四) 計算機的發展趨勢

目前計算機正朝著巨型化、微型化、網絡化、智能化等方向發展。

1. 巨型化

巨型計算機有三個顯著特點:功能最強、速度最快、價格昂貴。巨型機主要用於大型科學計算,特別是國防尖端技術的發展,需要有很高運算速度、很大存儲容量的巨型計算機。巨型機是衡量一個國家科技實力的重要標誌之一。

2. 微型化

微型化是利用微電子技術和超大規模集成電路技術,把計算機的體積進一步縮小,價格進一步降低。現在,個人計算機、筆記本電腦和膝上型、掌上型計算機的使用已日益普及。正是由於微型機的迅猛發展,使得計算機進入了千家萬戶和各行各業。圖1.1.3人工智能機器人

3. 網絡化

計算機網絡是利用計算機技術和現代通信技術,把分布在不同地點的計算機係統互聯起來,按照通信協議相互通信,以實現軟件、硬件和數據資源的共享為目標的係統。

4. 智能化

人工智能是研究解釋和模擬人類智能行為及其規律的一門學科。其主要任務是建立智能信息處理理論,進而設計可以展現某些近似於人類智能行為的計算機係統。智能化的主要研究領域包括:自然語言的生成和理解、自動定理證明、自動程序設計、模式識別、機器翻譯、專家係統、智能機器人等。

(五) 計算機的分類

根據不同的分類方法,計算機可以分成不同的種類。

1. 按工作原理分類

按工作原理計算機可分為電子數字計算機、電子模擬計算機。

電子數字計算機處理的數據是用離散的數字量表示的,其基本運算部件是邏輯數字電路,精度高,存儲量大,通用性強;電子模擬計算機處理的數據是用連續的模擬量表示的,它計算速度快、精度低、通用性差,通常用於過程控製和模擬仿真。通常我們所用的一般都是電子數字計算機,簡稱電子計算機。

2. 按使用範圍分類

按使用範圍分為通用計算機和專用計算機兩類。平常我們使用的計算機一般是通用計算機,專用計算機是為滿足某種特殊用途而設計的計算機,由於它的任務單一,因而執行效率比通用機高,如專用於數字信號處理的DSP處理器等。

3. 按規模分類

這裏的規模是用計算機的一些主要技術指標,如:字長、運算速度、主頻、存儲容量、輸入\/輸出能力、外部設備配置、軟件配置等來衡量的。

計算機按規模一般可以分為巨型機(supercomputer)、大型機(mainframe)、小型機(minicomputer)、微型機(microcomputer)和工作站(workstation)等。但其界限並無嚴格規定,而且隨著科學技術的發展,它們之間的界限也是變化的。

需要提到的是,工作站與功能較強的高檔微機之間的差別並不十分明顯。通常,它比微型機有更大的存儲容量和運算速度,配備大屏幕顯示器,主要用於圖像處理和計算機輔助設計領域。

神威·太湖之光超級計算機(圖1.1.4)安裝了40 960個中國自主研發的“申威26010”眾核處理器,該眾核處理器采用64位自主申威指令係統,峰值性能為12.5億億次\/秒,持續性能為9.3億億次\/秒。2016年6月20日,在德國法蘭克福世界超算大會上,國際TOP500組織發布的榜單顯示,“神威·太湖之光”超級計算機係統登頂榜單之首, 不僅速度比第二名“天河二號”快出近兩倍,其效率也提高3倍;11月18日,我國科研人員依托“神威·太湖之光”超級計算機的應用成果首次榮獲“戈登·貝爾”獎,實現了我國高性能計算應用成果在該獎項上零的突破。

圖1.1.4中國超算“神威·太湖之光”

二、 計算機中的數及計算

計算機所表示和使用的數據可分為兩大類:數值數據和非數值數據。數值數據用以表示量的大小、正負,如整數、小數等。非數值數據,用以表示一些符號、標記,如英文字母A~Z、a~z、數字0~9、各種專用字符+、-、*、\/、[、]、(、)、