1.1.2　计算机的特点、分类和应用

1.计算机的特点

（1）运算速度快

计算机的运算速度是计算机最重要的性能指标，通过提高主频、增加内核、组建多处理机系统以提高计算机的运算速度。目前，巨型机达到亿亿次级每秒的运算速度。

（2）精度高

计算机的字长增大，采用浮点数表示数据，甚至通过软件方法，可以增加数据在计算机内表示的有效位数，提高数据的精度。

（3）存储容量大

采用超大规模集成电路使计算机主存储器（内存）容量大大提高，达到GB数量级；科学技术的进步出现了大容量的硬盘，使计算机辅助存储器（外存）容量达到TB数量级。

（4）自动化程度高

只要把预先编制好的程序装入存储器，计算机就可以自动按照这个程序执行，完成相应的任务，无须人工参与，计算机是自动化的设备。

（5）逻辑判断能力强

计算机程序是完成任务的方案，是一个思维、推理和判断的过程，计算机通过运行程序完成任务，而且软件的功能越来越完善，具有很强的逻辑判断能力。计算机科学技术的发展使计算机的思维、推理和判断的能力不断增强，计算机有了自主思维学习的能力，使计算机发展成人工智能机。

（6）可靠性高

过去，大量的运算靠人工完成容易出错，而现在使用计算机可以很容易正确完成。计算机还可以连续地、无故障地长期运行。

（7）通用性强

计算机可以完成数值计算、数据处理、过程控制、知识处理和智能处理，已经深入到了人类社会、经济、文化及生活的各个方面。

2.计算机的分类

计算机大体上可分为大型计算机、微型计算机和嵌入式系统。

（1）大型计算机

大型计算机是超高性能计算机，体系结构复杂，有很多个处理机，运算速度快，存储容量大，性能强，价格高。把很多台独立的计算机组成一个大型计算机群，使多台计算机能够像一台计算机一样统一管理，实现并行计算，提高了运算速度和处理能力。而且在大型计算机群中可以不断增加新的计算机，这样可以提高大型计算机群的性能，大型计算机用来解决其他类型计算机难以解决的大型复杂问题，用于军事和科研领域，其性能代表国家的计算机发展水平。

（2）微型计算机

微型计算机以微处理器为CPU，体系结构简单，价格低，广泛应用于人们的工作和生活中，发展快，性能价格比最高。当今微型计算机有台式微型计算机、便携式微型计算机（笔记本式计算机）、单片机、平板计算机和工作站。微处理器技术的发展，使微型计算机不断更新换代，同时促使计算机软件进一步发展，使微型计算机系统性能提高。

（3）嵌入式系统

将微处理器植入某个设备的内部组成嵌入式计算机，其他设备组成执行装置，这样嵌入式计算机和执行装置就组成了嵌入式系统，如手机。嵌入式系统体系结构简单，系统资源较少，软件固化到系统的存储器中，软硬件结合紧密，多用于小型电子设备和自动控制系统。

3.计算机的应用领域

计算机技术在人类社会生活中如此重要，已经形成了一种计算机文化。因此，人们有必要了解计算机在社会生活中的应用领域。计算机的主要应用领域归纳起来可以分为以下几个主要方面。

（1）科学计算

科学计算（Scientific Computing）又称数值计算。对大量的数据进行计算，用人工计算和其他方法都难以完成，用计算机则很容易完成。自从研制成第一台计算机，人类在各行各业中都把数据量大、计算量大的计算任务交给计算机完成。

（2）数据处理

数据处理（Data Processing）是指使用计算机对大量数值、符号、图形、音频和视频等原始数据进行采集、存储、分类、排序、计算、检索和传送等操作。把各种类型外来的原始数据以二进制的形式表示并保存到计算机中，然后进行处理。

（3）过程控制

过程控制（Procedure Control）又称实时控制，指使用计算机实时采集控制对象的数据，如温度、湿度、压力、流量、速度和轨迹等，对采集的数据进行分析处理后，按被控对象的系统要求进行精确有效的控制。用计算机进行过程控制比人工控制能提高控制的速度和精度。在高危行业和人工控制无法实现的行业均已使用计算机控制成功实现，如钢铁、化工、导弹和航天等。

（4）计算机辅助系统

计算机辅助系统（Computer Aided System）是以计算机为工具并通过相应的软件辅助人们完成特定的工作任务，以提高工作效率和工作质量，这样的软硬件系统就是计算机辅助系统，包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）和计算机辅助教学（CAI）等。

计算机辅助设计就是各行各业中利用计算机来进行设计。由于计算机具有高速的运算能力、极强的数据处理能力等特点，利用CAD技术可以提高设计质量，缩短设计周期，提高设计自动化水平。

计算机辅助制造是指用计算机进行生产设备的管理、控制和操作的技术。利用计算机对生产设备进行管理、控制和操作。在产品的生产过程中，用计算机控制生产设备的运行、处理生产过程中所需的数据、控制和处理生产材料的流动以及对产品进行检验等都属于计算机辅助制造技术。采用计算机辅助制造技术可以提高产品质量、降低成本、缩短生产周期、降低劳动强度（如用数控机床加工工件）。

计算机辅助教学是教师将计算机用作教学媒体，学生通过与计算机的交互作用进行学习的一种教学形式。

（5）人工智能

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是使用计算机模拟人脑学习、理解、推理、判断、问题求解等过程，使计算机具有人类的思维能力，制造出人造的智能机器或智能系统，来模拟人类智能活动的能力，延伸人类智能，如专家系统、语音识别系统和机器人等。

（6）计算机网络

计算机网络就是把多个功能独立的计算机系统或者共享设备通过通信设备和传输介质连接起来，并通过网络协议和网络软件，实现资源共享、相互通信和分布式处理等。