Существуют два основных типа компьютеров: аналоговые и цифровые.
Они различаются принципом построения, способом внутреннего представления информации и реакцией на команды.
Аналоговые компьютеры
Аналоговый компьютер - машина, которая выполняет арифметические расчеты с числами, представленными физическими единицами.
Например, в механических аналоговых компьютерах числа представляются количеством поворотов шестеренок механизма.
В электрических аналоговых машинах для представления числа используются различия в напряжении.
Существенной характеристикой аналоговых компьютеров является то, что количества, представляющие цифровые данные, в течение времени постоянно меняются.
Следовательно, аналоговые компьютеры отличаются от более распространенных цифровых компьютеров, которые оперируют только с цифрами, или количествами, по шаговым изменениям.
Аналоговые компьютеры в большинстве своем являются механическими или электрическими машинами, которые могут выполнять операции сложения, вычитания, умножения и деления.
Результат работы таких компьютеров может быть выражен в виде графиков, рисуемых на экране осциллографа или на бумаге, или электрического сигнала, используемого для контролирования процесса или работы механизма.
Эти компьютеры идеально приспособлены для осуществления автоматического контроля за производственными процессами, так как они мгновенно реагируют на всякие изменения во вводимой информации.
Кроме того, они применяются в научных исследованиях, особенно в тех областях науки, где дешевые электрические или механические приборы способны имитировать изучаемые ситуации.
В ряде случаев с помощью аналоговых компьютеров возможно решать задачи, меньше заботясь о точности вычислений, чем при написании программы для цифровой компьютера.
Например, для электронных аналоговых компьютеров без проблем реализуются задачи, требующие решения дифференциальных уравнений, интегрирования или дифференцирования.
Автомобильная трансмиссия является примером программы работы аналогового компьютера, которая меняется при перемещении ручки переключения передач, заставляя жидкость в гидроприводе изменять направление течения, что позволяет получить необходимый результат.
Помимо технических применений (автоматические трансмиссии, музыкальные синтезаторы) аналоговые компьютеры используют для решения специфических вычислительных задач практического характера.
Цифровые компьютеры
Существуют четыре основных вида цифровых компьютеров:
· суперкомпьютеры,
· большие компьютеры (мейнфреймы),
· миникомпьютеры,
· микрокомпьютеры.
Суперкомпьютеры - это очень мощные компьютеры с производительностью свыше 100 мегафлопов (1 мегафлоп - миллион операций с плавающей точкой в секунду). Они называются сверхбыстродействующими.
Эти машины представляют собой многопроцессорные и (или) многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств.
Архитектура суперкомпьютеров основана на идеях параллелизма и конвейеризации вычислений.
В этих машинах параллельно, то есть одновременно, выполняется множество похожих операций (это называется мультипроцессорной обработкой). Таким образом, сверхвысокое быстродействие обеспечивается не для всех задач, а только для задач, поддающихся распараллеливанию.
Отличительной особенностью суперкомпьютеров являются векторные процессоры, оснащенные аппаратурой для параллельного выполнения операций с многомерными цифровыми объектами - векторами и матрицами. В них встроены векторные регистры и параллельный конвейерный механизм обработки.
Если на обычном процессоре программист выполняет операции над каждым компонентом вектора по очереди, то на векторном - выдаёт сразу векторые команды.
Суперкомпьютеры используют для решения задач в аэродинамике, метеорологии, физике высоких энергий, геофизике.
Суперкомпьютеры нашли свое применение и в финансовой сфере при обработке больших объемов сделок на биржах.
Мейнфреймы - это универсальные, большие компьютеры общего назначения.
Они занимали господствующие позиции на компьютерном рынке до 1980-х годов.
Изначально мейнфреймы были предназначены для обработки огромных объемов информации.
Мэйнфреймы предназначены для решения широкого класса научно-технических задач и являются сложными и дорогими машинами. Их целесообразно применять в больших системах при наличии не менее 200 - 300 рабочих мест.
Наиболее крупный производитель мейнфреймов - фирма Ай-Би-Эм (IBM).
Мейнфреймы отличаются исключительной надежностью, высоким быстродействием, очень большой пропускной способностью устройств ввода и вывода информации. К ним могут подсоединяться тысячи терминалов или микрокомпьютеров пользователей.
Мейнфреймы используются крупнейшими корпорациями, правительственными учреждениями, банками.
Миникомпьютеры занимают промежуточное положение между большими вычислительными машинами и микрокомпьютерами.
В большинстве случаев в миникомпьютерах используется архитектура RISC и UNIX и они играют роль серверов, к которым подключаются десятки и сотни терминалов или микрокомпьютеров.
Миникомпьютеры используются в крупных фирмах, государственных и научных учреждениях, учебных заведениях, компьютерных центрах для решения задач, с которыми не способны справиться микрокомпьютеры, и для централизованного хранения и переработки больших объемов информации.
Основными производителями миникомпьютеров являются фирмы Ай-Ти-энд-Ти (AT&T), Интел (Intel), Хьюлетт-Паккард (Hewlett-Packard), Digital Equipment.
Микрокомпьютеры - это компьютеры, в которых центральный процессор выполнен в виде микропроцессора.
Микрокомпьютеры универсального назначения, рассчитанные на одного пользователя и управляемые одним человеком - персональные компьютеры (ПК).
Персональные компьютеры выпускают в стационарном (настольном) и в портативном исполнении.
Настольные микрокомпьютеры в большинстве случаев состоят из отдельного системного блока, в котором размещаются внутренние устройства и узлы, а также из отдельных внешних устройств (монитор, клавиатура, манипулятор-мышь), без которых немыслимо использование современных компьютеров.
При необходимости к системному блоку микрокомпьютера могут подсоединяться дополнительные внешние устройства (принтер, сканер, акустические системы, джойстик).
Портативные персональные компьютеры известны прежде всего в блокнотном (ноутбук) исполнении.
В ноутбуке все внешние и внутренние устройства соединены в одном корпусе.
Так же как и к стационарному микрокомпьютеру, к ноутбуку могут быть подсоединены дополнительные внешние устройства.
Отдельным видом микрокомпьютера считаются карманные компьютеры (PDA, электронные органайзеры, или палмтопы), небольшие устройства весом до 500 граммов и умещающиеся на кисти одной руки.
Управление ими, как правило, происходит с помощью небольшого по размерам и разрешению экрана, чувствительного к нажатию пальца или специального пера (стилуса), а клавиатура и мышь отсутствуют. Некоторые модели, впрочем, содержат миниатюрную фиксированную или выдвигающуюся из корпуса клавиатуру.
В таких устройствах используются сверхэкономичные процессоры и флэш-накопители небольшого объёма, поэтому их вычислительная мощь несопоставима с настольными ПК.
Тем не менее, они содержат все признаки персонального компьютера: процессор, накопитель, оперативную память, монитор, операционную систему, прикладное ПО и даже игры.
Все более популярными становятся карманные персональные компьютеры, содержащие функции мобильного телефона (коммуникаторы). Встроенный коммуникационный модуль позволяет не только совершать звонки, но и подключаться к интернету в любой точке, где есть сотовая связь совместимого формата (GSM/GPRS, CDMA).
Для обозначения всего класса карманных компьютеров в английском языке используется словосочетание Personal Digital Assistant, PDA, что на русский можно перевести как «личный цифровой секретарь».
Различают также IBM PC-совместимые микрокомпьютеры (читается Ай-Би-Эм Пи-Си) и IBM PC-несовместимые микрокомпьютеры.
В конце 1990-х годов IBM PC-совместимые микрокомпьютеры составляли более девяноста процентов мирового компьютерного парка. IBM PC был создан американской фирмой Ай-Би-Эм (IBM) в августе 1981; при его создании был применен принцип открытой архитектуры, который означает применение в конструкции при сборке компьютера готовых блоков и устройств, а также стандартизацию способов соединения компьютерных устройств.
Принцип открытой архитектуры способствовал широкому распространению IBM PC-совместимых микрокомпьютеров-клонов. Их сборкой занялось множество фирм, которые в условиях свободной конкуренции смогли снизить в несколько раз цену на микрокомпьютеры, энергично внедряли в производство новейшие технические достижения. Пользователи, в свою очередь, получили возможность самостоятельно модернизировать свои микрокомпьютеры и оснащать их дополнительными устройствами сотен производителей.
Единственный из IBM PC-несовместимых микрокомпьютеров, получивший относительно широкое распространение, - компьютер Макинтош (Macintosh) фирмы Apple. Работает под управлением операционной системы Mac OS (в настоящее время - Mac OS X).
Компьютеры Macintosh могут использоваться как полноценные рабочие станции, специализированные компьютеры, а так же в качестве офисных.
Имеется богатый выбор ПО - системного и прикладного, в том числе и совместимого по форматам файлов с распространёнными программами PC (например, MS Word, Adobe Photoshop).
Исторически сложилось, что компьютеры Macintosh широко используются в сфере компьютерной графики и полиграфии.
Во второй половине 1990-х годов в связи с бурным развитием глобальных компьютерных сетей появляется новый тип персонального компьютера - сетевой компьютер, который предназначен только для работы в компьютерной сети.
Сетевому компьютеру не нужны собственная дисковая память, дисководы.
Операционную систему, программы и информацию он будет черпать в сети.
Предполагается, что сетевые компьютеры будут значительно дешевле настольных персональных компьютеров и постепенно заменят их в фирмах, работающих со специализированными приложениями (телефонная связь, бронирование билетов), и в образовательных учреждениях.