計算機類型

計算機是一種能夠按照事先存儲的程式，自動、高速地進行大量數值計算和各種信息處理的現代化智慧型電子設備。由硬體和軟體所組成，兩者是不可分割的。人們把沒有安裝任何軟體的計算機稱為裸機。隨著科技的發展，現在新出現一些新型計算機有：生物計算機、光子計算機、量子計算機等。

基本介紹

• 中文名：計算機
• 外文名：computer

超級計算機

超級計算機（Supercomputers）通常是指由數百數千甚至更多的處理器（機）組成的、能計算普通PC機和伺服器不能完成的大型複雜課題的計算機。超級計算機是計算機中功能最強、運算速度最快、存儲容量最大的一類計算機，是國家科技發展水平和綜合國力的重要標誌。超級計算機擁有最強的並行計算能力，主要用於科學計算。在氣象、軍事、能源、航天、探礦等領域承擔大規模、高速度的計算任務。在結構上，雖然超級計算機和伺服器都可能是多處理器系統，二者並無實質區別，但是現代超級計算機較多採用集群系統，更注重浮點運算的性能，可看著是一種專注於科學計算的高性能伺服器，而且價格非常昂貴。

網路計算機

伺服器

專指某些高性能計算機，能通過網路，對外提供服務。

相對於普通電腦來說，穩定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此在CPU、晶片組、記憶體、磁碟系統、網路等硬體和普通電腦有所不同。伺服器是網路的節點，存儲、處理網路上80%的數據、信息，在網路中起到舉足輕重的作用。它們是為客戶端計算機提供各種服務的高性能的計算機，其高性能主要表現在高速度的運算能力、長時間的可靠運行、強大的外部數據吞吐能力等方面。伺服器的構成與普通電腦類似，也有處理器、硬碟、記憶體、系統匯流排等，但因為它是針對具體的網路套用特別制定的，因而伺服器與微機在處理能力、穩定性、可靠性、安全性、可擴展性、可管理性等方面存在差異很大。伺服器主要有網路伺服器（DNS、DHCP）、列印伺服器、終端伺服器、磁碟伺服器、郵件伺服器、檔案伺服器等。

工作站

是一種以個人計算機和分散式網路計算為基礎，主要面向專業套用領域，具備強大的數據運算與圖形、圖像處理能力，為滿足工程設計、動畫製作、科學研究、軟體開發、金融管理、信息服務、模擬仿真等專業領域而設計開發的高性能計算機。工作站最突出的特點是具有很強的圖形交換能力，因此在圖形圖像領域特別是計算機輔助設計領域得到了迅速套用。典型產品有美國Sun公司的Sun系列工作站。

無盤工作站是指無軟碟、無硬碟、無光碟機連入區域網路的計算機。在網路系統中，把工作站端使用的作業系統和套用軟體被全部放在伺服器上，系統管理員只要完成伺服器上的管理和維護，軟體的升級和安裝也只需要配置一次後，則整個網路中的所有計算機就都可以使用新軟體。所以無盤工作站具有節省費用、系統的安全性高、易管理性和易維護性等優點，這對網路管理員來說具有很大的吸引力。

無盤工作站的工作原理是由網卡的啟動晶片（Boot ROM）以不同的形式向伺服器發出啟動請求號，伺服器收到後，根據不同的機制，向工作站傳送啟動數據，工作站下載完啟動數據後，系統控制權由Boot ROM轉到記憶體中的某些特定區域，並引導作業系統。

根據不同的啟動機制，比較常用無盤工作站可分為RPL 和PXE。RPL 為Remote Initial Program Load 的縮寫，此技術常用於Windows95 中。PXE 是RPL 的升級品，它是Preboot Execution Environment的縮寫。兩者不同之處在於RPL 是靜態路由，而PXE 是動態路由，其通信協定採用TCP/IP，實現了與Internet 連線高效而可靠，它常用於Windows98、Windows NT、Windows2000、Windows XP中 。

集線器

集線器（HUB）是一種共享介質的網路設備，它的作用可以簡單的理解為將一些機器連線起來組成一個區域網路，HUB 本身不能識別目的地址。集線器上的所有連線埠爭用一個共享信道的寬頻，因此隨著網路節點數量的增加，數據傳輸量的增大，每節點的可用頻寬將隨之減少。另外，集線器採用廣播的形式傳輸數據，即向所有連線埠傳送數據。如當同一區域網路內的A 主機給B 主機傳輸數據時，數據包在以HUB 為架構的網路上是以廣播方式傳輸的，對網路上所有節點同時傳送同一信息，然後再由每一台終端通過驗證數據包頭的地址信息來確定是否接收。其實接收數據的一般來說只有一個終端節點，而對所有節點都傳送，在這種方式下，很容易造成網路堵塞，而且絕大部分數據流量是無效的，這樣就造成整個網路數據傳輸效率相當低。另一方面由於所傳送的數據包每個節點都能偵聽到，容易給網路帶來一些不安全隱患。

交換機

交換機（Switch）是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設備自動完成的方法把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術統稱。廣義的交換機就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備，它是集線器的升級換代產品，外觀上與集線器非常相似，其作用與集線器大體相同。但是兩者在性能上有區別：集線器採用的是共享頻寬的工作方式，而交換機採用的是獨享頻寬方式。即交換機上的所有連線埠均有獨享的信道頻寬，以保證每個連線埠上數據的快速有效傳輸，交換機為用戶提供的是獨占的、點對點的連線，數據包只被傳送到目的連線埠，而不會向所有連線埠傳送，其它節點很難偵聽到所傳送的信息，這樣在機器很多或數據量很大時，不容易造成網路堵塞，也確保了數據傳輸安全，同時大大的提高了傳輸效率，兩者的差別就比較明顯了。

路由器

路由器（Router）是一種負責尋徑的網路設備，它在網際網路中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網路路徑提供給用戶通信。路由器用於連線多個邏輯上分開的網路，為用戶提供最佳的通信路徑，路由器利用路由表為數據傳輸選擇路徑，路由表包含網路地址以及各地址之間距離的清單，路由器利用路由表查找數據包從當前位置到目的地址的正確路徑，路由器使用最少時間算法或最優路徑算法來調整信息傳遞的路徑。路由器是產生於交換機之後，就像交換機產生於集線器之後，所以路由器與交換機也有一定聯繫，並不是完全獨立的兩種設備。路由器主要克服了交換機不能向路由轉發數據包的不足。

交換機、路由器是一台特殊的網路計算機，它的硬體基礎CPU、存儲器和接口，軟體基礎是網路互聯作業系統IOS。

交換機、路由器和PC機一樣，有中央處理單元CPU，而且不同的交換機、路由器，其CPU一般也不相同，CPU是交換機、路由器的處理中心。

記憶體是交換機、路由器存儲信息和數據的地方，CISCO交換機、路由器有以下幾種記憶體組件：

ROM（Read Only Memory）存儲交換機、路由器加電自檢（POST：Power-On Self-Test）、啟動程式（Bootstrap Program）和部分或全部的IOS。交換機、路由器中的ROM是可擦寫的，所以IOS是可以升級的。

RAM（Random Access Memory）與PC機上的隨機存儲器相似，提供臨時信息的存儲，同時保存著當前的路由表和配置信息。

NVRAM（Nonvolatile Random Access Memory）存儲交換機、路由器的啟動配置檔案。NVRAM是可擦寫的，可將交換機、路由器的配置信息拷貝到NVRAM中。

FLASH快閃記憶體，是可擦寫的，也可程式，用於存儲CISCO IOS的其它版本，用於對交換機、路由器的IOS進行升級。

接口用作將交換機、路由器連線到網路，可以分為區域網路接口和廣域網接口兩種。由於交換機、路由器型號的不同，接口數目和類型也不盡一樣。常見的接口主要有以下幾種：

高速同步串口，可連線DDN，幀中繼（Frame Relay），X.25，PSTN（模擬電話線路）。

同步/異步串口，可用軟體將連線埠設定為同步工作方式。

AUI連線埠，即粗纜口。一般需要外接轉換器（AUI-RJ45），連線10/100Base-T乙太網絡。

ISDN連線埠，可以連線ISDN網路（2B+D），可作為區域網路接入Internet 之用。

AUX連線埠，該連線埠為異步連線埠，主要用於遠程配置，也可用於拔號備份，可與MODEM連線。支持硬體流控制（Hardware Flow Control）。

Console連線埠，該連線埠為異步連線埠，主要連線終端或運行終端仿真程式的計算機，在本地配置交換機、路由器。不支持硬體流控制。

工業控制

是一種採用匯流排結構，對生產過程及其機電設備、工藝裝備進行檢測與控制的計算機系統總稱。簡稱工控機。它由計算機和過程輸入輸出（I/O）通過兩大部分組成。計算機是由主機、輸入輸出設備和外部磁碟機、磁帶機等組成。在計算機外部又增加一部分過程輸入/輸出通道，用來完成工業生產過程的檢測數據送入計算機進行處理；另一方面將計算機要行使對生產過程控制的命令、信息轉換成工業控制對象的控制變數的信號，再送往工業控制對象的控制器去。由控制器行使對生產設備運行控制。工控機的主要類別有：IPC（PC匯流排工業電腦）、PLC（可程式控制系統）、DCS（分散型控制系統）、FCS（現場匯流排系統）及CNC（數控系統）五種。

IPC

即基於PC匯流排的工業電腦。據2000年IDC統計PC機已占到通用計算機的95%以上，因其價格低、質量高、產量大、軟/硬體資源豐富，已被廣大的技術人員所熟悉和認可，這正是工業電惱熱的基礎。其主要的組成部分為工業機箱、無源底板及可插入其上的各種板卡組成，如CPU卡、I/O卡等。並採取全鋼機殼、機卡壓條過濾網，雙正壓風扇等設計及EMC（Electro Magnetic Compatibility）技術以解決工業現場的電磁干擾、震動、灰塵、高/低溫等問題。

IPC有以下特點：

可靠性：工業PC具有在粉塵、煙霧、高/低溫、潮濕、震動、腐蝕和快速診斷和可維護性，其MTTR（Mean Time to Repair）一般為10萬小時以上。

實時性，工業PC對工業生產過程進行實時線上檢測與控制，對工作狀況的變化給予快速回響，及時進行採集和輸出調節（看門狗功能這是普通PC所不具有的），遇險自復位，保證系統的正常運行。

擴充性，工業PC由於採用底板+CPU卡結構，因而具有很強的輸入輸出功能，最多可擴充20個板卡，能與工業現場的各種外設、板卡如與道控制器、視頻監控系統、車輛檢測儀等相連，以完成各種任務。

兼容性，能同時利用ISA與PCI及PICMG資源，並支持各種作業系統，多種語言彙編，多任務作業系統。

可程式序控制器（PLC）

PLC英文全稱ProgrammableLogicController，中文全稱為可程式邏輯控制器，定義是：一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境套用而設計的。它採用一類可程式的存儲器，用於其內部存儲程式，執行邏輯運算，順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，並通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。可程式控制系統（ProgrammableLogicController）是一種專門為在工業環境下套用而設計的數字運算操作電子系統。它採用一種可程式的存儲器，在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，通過數字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產過程。

可程式控制器是計算機技術與自動化控制技術相結合而開發的一種適用工業環境的新型通用自動控制裝置，是作為傳統繼電器的替換產品而出現的。隨著微電子技術和計算機技術的迅猛發展，可程式控制器更多地具有了計算機的功能，不僅能實現邏輯控制，還具有了數據處理、通信、網路等功能。由於它可通過軟體來改變控制過程，而且具有體積小、組裝維護方便、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強等特點，已廣泛套用於工業控制的各個領域，大大推進了機電一體化的進程。

分散型控制系統（DCS）

是一種高性能、高質量、低成本、配置靈活的分散控制系統系列產品，可以構成各種獨立的控制系統、分散控制系統DCS、監控和數據採集系統（SCADA），能滿足各種工業領域對過程控制和信息管理的需求。系統的模組化設計、合理的軟硬體功能配置和易於擴展的能力，能廣泛用於各種大、中、小型電站的分散型控制、發電廠自動化系統的改造以及鋼鐵、石化、造紙、水泥等工業生產過程控制。

現場匯流排系統（FCS）

是全數字串列、雙向通信系統。系統內測量和控制設備如探頭、激勵器和控制器可相互連線、監測和控制。在工廠網路的分級中，它既作為過程控制（如PLC，LC等）和套用智慧型儀表（如變頻器、閥門、條碼閱讀器等）的局部網，又具有在網路上分布控制套用的內嵌功能。由於其廣闊的套用前景，眾多國外有實力的廠家競相投入力量，進行產品開發。國際上已知的現場匯流排類型有四十餘種，比較典型的現場匯流排有：FF，Profibus，LONworks，CAN，HART，CC-LINK等。

數控系統（CNC）

現代數控系統是採用微處理器或專用微機的數控系統，由事先存放在存儲器里系統程式（軟體）來實現控制邏輯，實現部分或全部數控功能，並通過接口與外圍設備進行聯接，稱為計算機數控，簡稱CNC系統。

數控工具機是以數控系統為代表的新技術對傳統機械製造產業的滲透形成的機電一體化產品；其技術範圍覆蓋很多領域：（1）機械製造技術；（2）信息處理、加工、傳輸技術；（3）自動控制技術；（4）伺服驅動技術；（5）感測器技術；（6）軟體技術等。

個人計算機

台式機（Desktop）

也叫桌面機，是一種獨立相分離的計算機，完完全全跟其它部件無聯繫，相對於筆記本和上網本體積較大，主機、顯示器等設備一般都是相對獨立的，一般需要放置在電腦桌或者專門的工作檯上。因此命名為台式機。為非常流行的微型計算機，多數人家裡和公司用的機器都是台式機。台式機的性能相對較筆記本電腦要強。台式機具有如下特點：

散熱性。台式機具有筆記本計算機所無法比擬的優點。台式機的機箱具有空間大、通風條件好的因素而一直被人們廣泛使用。

擴展性。台式機的機箱方便用戶硬體升級，如光碟機、硬碟。如台式機箱的光碟機驅動器插槽是4-5個，硬碟驅動器插槽是4-5個。非常方便用戶日後的硬體升級。

保護性。台式機全方面保護硬體不受灰塵的侵害。而且防水性就不錯；在筆記本中這項發展不是很好。

明確性。台式機機箱的開、關鍵、重啟鍵、USB、音頻接口都在機箱前置面板中，方便用戶的使用。

但台式機的便攜性差，相比筆記本是非常方便。

電腦一體機

電腦一體機，是由一台顯示器、一個電腦鍵盤和一個滑鼠組成的電腦。它的晶片、主機板與顯示器集成在一起，顯示器就是一台電腦，因此只要將鍵盤和滑鼠連線到顯示器上，機器就能使用。隨著無線技術的發展，電腦一體機的鍵盤、滑鼠與顯示器可實現無線連結，機器只有一根電源線。這就解決了一直為人詬病的台式機線纜多而雜的問題。有的電腦一體機還具有電視接收、AV功能，也整合專用軟體，可用於特定行業專用機。

筆記本電腦（Notebook或Laptop）

也稱手提電腦或膝上型電腦，是一種小型、可攜帶的個人電腦，通常重1-3公斤。筆記本電腦除了鍵盤外，還提供了觸控板（TouchPad）或觸控點（Pointing Stick），提供了更好的定位和輸入功能。

筆記本電腦可以大體上分為6類：商務型、時尚型、多媒體套用、上網型、學習型、特殊用途。商務型筆記本電腦一般可以概括為移動性強、電池續航時間長、商務軟體多；時尚型外觀主要針對時尚女性；多媒體套用型筆記本電腦則有較強的圖形、圖像處理能力和多媒體的能力，尤其是播放能力，為享受型產品。而且，多媒體筆記本電腦多擁有較為強勁的獨立顯示卡和音效卡（均支持高清），並有較大的螢幕。上網本（Netbook）就是輕便和低配置的筆記本電腦，具備上網、收發郵件以及即時信息（IM）等功能，並可以實現流暢播放流媒體和音樂。上網本比較強調便攜性，多用於在出差、旅遊甚至公共運輸上的移動上網。學習型機身設計為筆記本外形，採用標準電腦操作，全面整合學習機、電子辭典、復讀機、點讀機、學生電腦等多種機器功能。特殊用途的筆記本電腦是服務於專業人士，可以在酷暑、嚴寒、低氣壓、高海拔、強輻射、戰爭等惡劣環境下使用的機型，有的較笨重，比如奧運會前期在“華碩珠峰大本營IT服務區”使用的華碩筆記本電腦。

掌上電腦（PDA）

掌上電腦是一種運行在嵌入式作業系統和內嵌式套用軟體之上的、小巧、輕便、易帶、實用、價廉的手持式計算設備。它無論在體積、功能和硬體配備方面都比筆記本電腦簡單輕便。掌上電腦除了用來管理個人信息（如通訊錄，計畫等），而且還可以上網瀏覽頁面，收發Email，甚至還可以當作手機來用外，還具有：錄音機功能、英漢漢英詞典功能、全球時鐘對照功能、提醒功能、休閒娛樂功能、傳真管理功能等等。掌上電腦的電源通常採用普通的鹼性電池或可充電鋰電池。掌上電腦的核心技術是嵌入式作業系統，各種產品之間的競爭也主要在此。

隨著平板電腦、智慧型手機的興起，pda已經退出了數碼市場。

平板電腦

平板電腦是一款無須翻蓋、沒有鍵盤、大小不等、形狀各異，卻功能完整的電腦。其構成組件與筆記本電腦基本相同，但它是利用觸筆在螢幕上書寫，而不是使用鍵盤和滑鼠輸入，並且打破了筆記本電腦鍵盤與螢幕垂直的J 型設計模式。它除了擁有筆記本電腦的所有功能外，還支持手寫輸入或語音輸入，移動性和便攜性更勝一籌。 平板電腦由比爾蓋茨提出，至少應該是X86架構，從微軟提出的平板電腦概念產品上看，平板電腦就是一款無須翻蓋、沒有鍵盤、小到足以放入女士手袋，但卻功能完整的PC。

在掌上電腦、平板電腦基礎上加上手機功能，就成了智慧型手機（Smartphone）。智慧型手機除了具備手機的通話功能外，還具備了PDA功能，特別是個人信息管理以及基於無線數據通信的瀏覽器和電子郵件功能。智慧型手機為用戶提供了足夠的螢幕尺寸和頻寬，既方便隨身攜帶，又為軟體運行和內容服務提供了廣闊的舞台，很多增值業務可以就此展開，如股票、新聞、天氣、交通、商品、應用程式下載、音樂圖片視頻下載等等。

嵌入式計算機

即嵌入式系統（ Embedded Systems） ，是一種以套用為中心、以微處理器為基礎，軟硬體可裁剪的，適應套用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴格要求的專用計算機系統。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬體設備、嵌入式作業系統以及用戶的應用程式等四個部分組成。它是計算機市場中增長最快的領域，也是種類繁多，形態多種多樣的計算機系統。嵌入式系統幾乎包括了生活中的所有電器設備，如掌上pda、計算器、電視機頂盒、手機、數位電視、多媒體播放器、汽車、微波爐、數字相機、家庭自動化系統、電梯、空調、安全系統、自動售貨機、蜂窩式電話、消費電子設備、工業自動化儀表與醫療儀器等。

嵌入式系統的核心部件是嵌入式處理器，分成4類，即嵌入式微控制器（ Micro Contrller Unit ，MCU，俗稱單片機）、嵌入式微處理器（ Micro Processor Unit ，MPU ）、嵌入式DSP 處理器（ Digital Signal Processor，DSP） 和嵌入式片上系統（ System on Chip，SOC）。嵌入式微處理器一般具備4個特點：

1、對實時和多任務有很強的支持能力，能完成多任務並且有較短的中斷回響時間，從而使內部的代碼和實時作業系統的執行時間減少到最低限度；

2、具有功能很強的存儲區保護功能，這是由於嵌入式系統的軟體結構已模組化，而為了避免在軟體模組之間出現錯誤的交叉作用，需要設計強大的存儲區保護功能，同時也有利於軟體診斷；

3、可擴展的處理器結構，以能迅速地擴展出滿足套用的高性能的嵌入式微處理器；

4、嵌入式微處理器的功耗必須很低，尤其是用於攜帶型的無線及移動的計算和通信設備中靠電池供電的嵌入式系統更是如此，功耗只能為mw 甚至μw 級。