2.1.3. Типы современных компьютеров

Очень часто, используя термин компьютер или ЭВМ, студенты не знают его значения. Поэтому, прежде чем произвести классификацию современных компьютеров, дадим определение данному термину.

Электронная вычислительная машина (компьютер) – это комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач [8].

По принципу действия ЭВМ делятся на:

• цифровые (ЦВМ);

• аналоговые (АВМ);

• гибридные (ГВМ).

Эти типы ЭВМ отличаются друг от друга типом представления информации.

ЦВМ вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в цифровой (дискретной) форме. В дальнейшем, говоря об ЭВМ, будем понимать ЦВМ.

АВМ – вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в аналоговой форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений. АВМ часто используется там, где требуется высокая скорость решения задач, но не высокая точность.

Главное достоинство АВМ заключается в том, что данный класс вычислительных машин обладает самым высоким быстродействием, большим, чем даже у ЦВМ. Однако для данных машин характерна низкая точность решения задач (относительная погрешность может составлять 2 – 5%).

ГВМ вычислительные машины комбинированного действия, работающие с информацией, представленной как в цифровой, так и в аналоговой форме. ГВМ наиболее часто используются на производстве для управления сложными быстродействующими техническими комплексами.

По назначению ЭВМ делятся на:

• универсальные;

• проблемно ориентированные;

• специализированные.

Универсальные ЭВМ предназначены для решения широкого круга задач – экономических, математических, информационных и т.д. То есть на таких компьютерах можно одновременно вести бухгалтерский учет и чертить конструкторские чертежи, рисовать рисунки и решать математические задачи.

Проблемно ориентированные ЭВМ служат для решения более узкого круга задач. Данные ЭВМ используются, как правило, для управления различными технологическими объектами. Проблемно ориентированные ЭВМ обладают меньшими вычислительными возможностями по сравнению с универсальными, а, следовательно, и меньшей стоимостью.

Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач или выполнения строго определенных функций. Узкая ориентация позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и, соответственно, стоимость.

По размерам и функциональным возможностям ЭВМ делятся на:

• суперЭВМ;

• большие ЭВМ (mainframe мэйнфрейм);

• малые ЭВМ;

• микроЭВМ.

К суперЭВМ, или суперкомпьютерам относятся мощные многопроцессорные вычислительные машины с быстродействием от сотни миллионов до десятка миллиардов операций в секунду.

Суперкомпьютеры содержат сотни и даже тысячи процессорных элементов, благодаря чему они обладают огромной вычислительной мощностью. Современные суперкомпьютеры имеют производительность порядка 10¹⁵ флопс ( флопс – количество операций, производимых над числами с плавающей запятой в единицу времени).

СуперЭВМ используются в космонавтике, в атомной промышленности, для прогнозирования метеообстановки, управления сложными оборонными комплексами, моделирования экологических систем и пр.

Большие ЭВМ обладают меньшими вычислительными возмож­ностями по сравнению с суперЭВМ. Основные направления использования мэйнфреймов – решение научно технических задач, работа с большими базами данных, управление большими вычислительными сетями.

Еще меньшими вычислительными возможностями обладают малые ЭВМ. Малые ЭВМ используются для управления технологическими процессами, в системах автоматизированного проектирования, в системах моделирования несложных объектов, в системах искусственного интеллекта и т.д.

МикроЭВМ являются самыми распространенными компьютерами благодаря их универсальности, простоте и дешевизне. В настоящее время среди микроЭВМ различают следующие виды:

• многопользовательские микроЭВМ компьютеры, обору­дованные несколькими видеотерминалами, что позволяет эффективно работать сразу нескольким пользователям на одном компьютере;

• персональные компьютеры – общедоступные универсальные однопользо­вательские компьютеры;

• рабочие станции (work station) однопользовательские компьютеры, специализированные для выполнения определенного вида работ (графических, инженерных, издательских и т.д.);

• серверы (server) компьютеры, предоставляющие доступ к системным ресурсам вычислительных сетей, например, к базам данных, принтерам, модемам, вычислительным мощностям и др.

Особой ветвью развития современной вычислительной техники является создание и совершенствование нейрокомпьютеров. Основным узлом этих компьютеров является нейронный элемент, который по своим свойствам напоминает нейрон головного мозга человека. Множество нейронных элементов объединяются в нейронные сети, которые позволяют эффективно решать широкий класс задач.