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計算機的結構及其特點
計算機的結構及其特點
更新时间:2024-11-11 07:18:30

計算機基礎方面的知識,對于一些非科班出身的同學來講,一直是他們心中的痛,而對于科班出身的同學,很多同學在工作之後,也意識到自身所學知識的不足與欠缺,想回頭補補基礎知識。關于計算機基礎的課程很多,内容繁雜,但無論是相關書籍還是大學課程,都有點脫離工作。特别地,計算機基礎知識體系龐雜,想要從零學習或者複習都耗時耗力。

有鑒于此,本系列文章将帶你更快的補足編程必備基礎知識,涵蓋計算機領域三大基礎知識:計算機組成原理、操作系統、計算機網絡,文章選取了作為程序員最應該掌握的那部分知識,取其精華,棄之于程序員不重要的那部分内容。

目的是:

  • 幫助大家形成計算機知識的結構體系
  • 幫助大家理解計算機底層原理
  • 幫助大家在工作實踐中借鑒其中的優秀設計

本篇是計算機組成原理篇之計算機的分類。

歡迎關注、轉發、收藏、評論

1.超級計算機

超級計算機是功能最強、運算速度最快、存儲容量最大的計算機,多用于國家高科技領域和尖端技術研究,包括天氣預報、海洋監測、生物制藥、科學計算、核聚變核裂變模拟、加密解密算法的運算、軍事戰争模拟等等。

用來衡量超級計算機運算速度的單位是TFlop/s,1TFlop/s = 每秒一萬億次浮點計算。

截至目前,全世界超級計算機排名前三的見下圖。

計算機的結構及其特點(計算機組成原理)1

全世界超級計算機前三名

為什麼神威太湖之光的處理器個數遠超Summit,但算力還沒有Summit高呢?這是因為神威太湖之光采用的全部是擁有自主知識産權的國産芯片。

下面是中國範圍内排名前三的超級計算機。

計算機的結構及其特點(計算機組成原理)2

中國超級計算機前三名

計算機的結構及其特點(計算機組成原理)3

神威 太湖之光

2.大型計算機

大型計算機,又稱大型機、大型主機、主機等,具有高性能,可處理大量數據與複雜的運算,像銀行金融交易的數據、證券交易所的數據處理、人口普查、企業資源規劃等一些項目裡面都會使用到大型計算機,在大型機市場領域,IBM占據着很大的份額。

計算機的結構及其特點(計算機組成原理)4

IBM Z9

提到大型機,不得不提到的就是——去“IOE”行動。

什麼是IOE?

I——IBM,是服務器提供商,O——Oracle,是數據庫軟件提供商,E——EMC,則是存儲設備提供商,三者構成了一個從軟件到硬件的企業數據庫系統。由這三駕馬車構成的數據庫系統在當時幾乎占領了全球大部分商用數據庫系統市場份額。除阿裡巴巴這樣需要大量數據運算的電商企業,其他如石油、金融行業也廣泛地使用這套系統。

什麼是去"IOE"?

它是阿裡巴巴提出的概念。其本意是,在阿裡巴巴的IT架構中,去掉IBM的小型機、Oracle數據庫、EMC存儲設備,代之以自己在開源軟件基礎上開發的系統。

為什麼要去"IOE"?

因為IOE代表了高維護費用的存儲系統,僅Oracle系統三年的銷售價格就達到了八位數,且IOE系統伸縮性差,擴展性差,無法滿足阿裡日益增長的業務需要。

3.迷你計算機(服務器)

迷你計算機,也稱為小型機、普通服務器,具備不錯的算力,可以完成較複雜的運算。它不像之前的超級計算機和大型計算機,很多公司(像華為、浪潮、聯想等)都可以制造。現代背景下,很多公司已經将傳統的大型機替換成了普通服務器,成為大規模企業計算的中樞。雲服務廠商(比如阿裡雲、騰訊雲等),也是使用普通服務器來構建自己的雲服務和數據中心的。

計算機的結構及其特點(計算機組成原理)5

機房裡的普通服務器

4.工作站

工作站是高端的通用微型計算機,提供比個人計算機更強大的性能,類似于普通台式電腦,體積較大,但性能強勁,主要用于圖像處理、動畫設計、計算機輔助設計及制造CAD/CAM等領域。

計算機的結構及其特點(計算機組成原理)6

5.微型計算機

微型計算機,又稱為個人計算機,是最普通的一類計算機,可以分為台式機、筆記本電腦、一體機。

麻雀雖小,五髒俱全。從構成的本質上來講,個人計算機與前面的分類無異,都包含了計算機所必備的一些硬件。所以,我們在學習計算機的時候,隻要對個人計算機進行研究,就能觸類旁通,來理解這裡面所有的計算機分類了。因為我們對個人計算機相關理論的學習 ,同樣适用于前面介紹的幾種計算機。

計算機的結構及其特點(計算機組成原理)7

個人計算機

總結

計算機分為五類,分别是超級計算機、大型計算機、迷你計算機(普通服務器)、工作站、微型計算機(PC),其中,超級計算機、大型計算機、工作站,我們平常接觸的比較少,微型計算機、迷你計算機我們接觸的多一些。微型計算機就是我們平常使用的個人計算機,而迷你計算機就是普通服務器。

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