大型计算机的特征

现代大型计算机并非主要通过每秒运算次数MIPS来衡量性能，而是可靠性、安全性、向后兼容性和极其高效的I/O性能。主机通常强调大规模的数据输入输出，着重强调数据的吞吐量。

大型计算机可以同时运行多操作系统，因此不像是一台计算机而更像是多台虚拟机，因此一台主机可以替代多台普通的服务器，是虚拟化的先驱。同时主机还拥有强大的容错能力。

主机的投资回报率取决于处理数据的规模、减少人力开支、实现不间断服务和其他成本的缩减。由于主机的平台与操作系统并不开放，因而很难被攻破，安全性极强。

大型机使用专用的操作系统和应用软件，在主机上编程采用COBOL，同时采用的数据库为IBM自行开发的DB2。在大型机上工作的DB2数据库管理员能够管理比其他平台多3～4倍的数据量。

11983年12月22日，中国第一台每秒钟运算达1亿次以上的计算机——“银河”在长沙研制成功。其设计主持人为两院院士慈云桂教授。慈云桂教授（1917年4月5日 – 1990年 7月 21日）也被称为中国巨型机之父。

21992年11月19日，“银河—Ⅱ”10亿次巨型计算机在长沙通过国家鉴定。

31999年，由清华大学研制的“探索108”大型群集计算机系统及高效能网络并行超级计算机THNPSC-1问世，其最高浮点计算速度达到每秒300亿次；

42000年1月28日，中科院计算所研制的863项目“曙光2000-II”超级服务器通过鉴定，其峰值速度达到1100亿次，机群操作系统等技术进入国际领先行列。

一中国在超级计算机方面发展迅速，跃升到国际先进水平国家当中。中国是第一个以发展中国家的身份制造了超级计算机的国家，2011年中国拥有世界最快的500个超级计算机中的74个。[1]中国在1983年就研制出第一台超级计算机银河一号，使中国成为继美国、日本之后第三个能独立设计和研制超级计算机的国家。[2]中国以国产微处理器为基础制造出本国第一台超级计算机名为“神威蓝光”，在2016年6月TOP500组织发布的最新一期世界超级计算机500强榜单中，神威·太湖之光超级计算机和天河二号超级计算机位居前两位。

二

1组成机构：银河系列、天河系列：国防科技大学计算机研究所

2曙光系列：中科院计算技术研究所（曙光信息产业股份有限公司）

3神威系列：国家并行计算机工程技术中心

4深腾系列：联想集团

5浪潮集团参与了部分超级计算机的研发生产工作，并有计划独立研发生产超级计算机。

目前位于世界前10的有：中国国家超级计算天津中心的“天河一号”超级电脑在最新排名中名列第五；另外超级计算深圳中心的“星云”超级电脑排名第十。

超级计算机概念

超级计算机：能够执行一般个人电脑无法处理的大资料量与高速运算的电脑。其基本组成组件与个人电脑的概念无太大差异，但规格与性能则强大许多，是一种超大型电子计算机。具有很强的计算和处理数据的能力，主要特点表现为高速度和大容量，配有多种外部和外围设备及丰富的、高功能的软件系统。现有的超级计算机运算速度大都可以达到每秒一太(Trillion,万亿)次以上。

超级计算机排行榜

据美国《新科学家》网站报道，随着科学技术的迅猛发展，计算机的运行速度也越来越快，大型超级计算机不断问世。国际TOP500组织是发布全球已安装的超级计算机系统排名的权威机构，他们以超级计算机基准程序Linpack测试值为序进行排名，每年发布两期全球超级计算机500强排行榜。在11月份刚刚出炉的排行榜上，美国的“美洲豹”荣登榜首宝座，中国的“天河一号”名列第五位。另外超级计算深圳中心的“星云”超级电脑排名第十。

排名前十的超级计算机系统实测运算速度都超过每秒千万亿次，其中美国的超级计算机有3个，中国和德国2个，日本、法国和意大利各1个。中国国家超级计算天津中心的“天河一号”超级电脑在最新排名中名列第五；另外超级计算深圳中心的“星云”超级电脑排名第十。

超级计算机意义

超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机，多用于国家高科技领域和尖端技术研究，是一个国家科研实力的体现，它对国家安全，经济和社会发展具有举足轻重的意义。是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。超级计算机是世界高新技术领域的战略制高点，是体现科技竞争力和综合国力的重要标志。各大国均将其视为国家科技创新的重要基础设施，投入巨资进行研制开发。

1．计算机主要特点：①运算速度快②计算精度高③具有“记忆”能力④具有逻辑判断能力⑤具有在程序的控制下自动工作的能力；计算机主要应用领域①科学计算②信息处理和管理③计算机辅助系统④过程控制⑤人工智能。2应用非常广泛，基础类应用软件

文本编辑，编辑，影音类编辑，等等基础类别的应用程序及其应用，其中大家耳熟能详的有：acdsee,winrar,office97/2000/2003/2007,豪杰3500+，等等。

高级类应用软件

程序设计，数据备份存储，软件调试，等等。以上的基础类应用软件都是有高级类应用软件开发的。

其实，你 的 问题的 提出比较模糊，所以我建议你先从现行的计算机软件平台开始了解，例如什么是操作系统，我的软件是在什么系统下完成工作的，我用的是什么系统，简单好用不，等等傻瓜问题问起。

先纠正问题，没有超级计算机。有超级计算机集群，有大型计算机，但没有超级计算机。

先扩展讲一下计算机计算类型，或者叫负载类型。大的分类在是在线交易系统（OLTP）和在线分析系统（OLAP），两者主要的区别是数据是否变化。

OLTP就像银行账户中的余额，你随时都可能支取使其产生变化，所以当把这份数据放在两台不同的服务器上的时候，一笔网银扣款和一笔ATM支取如果同时发生在这两台计算机上的同一个账户，那么两台计算机上同一个账户的余额就不一致了。同理如果同时发生两笔存款，或者一存一取，账户也是不一致的。所以所有的在线交易系统都只能把同一组数据放在同一台机器上。交易越大服务器就得越强大，这叫纵向扩展，就是加CPU加内存。但你往服务器上加CPU的时候其计算能力不是线性增长的，平衡CPU之间的数据同步也要系统开销，所以早期的计算机都是单CPU，现在的计算机加到一定数量的时候也是加不上去的。而且加CPU的时候其价格也不是线性增长的。一个16CPU的服务器肯定比四个最大能支撑4个CPU的服务器要贵的多。当然后来有些人发明了分库分表技术，或者把数据中的静态数据分离，或者把查询分配到其它的服务器上，各种方法来降低纵向扩展的需求。所有的解决方案都有其它代价，大型单机服务器的需求。计算机纵向负载能力看就有PC机，X86商业服务器，小型机，大型机。其中PC机和X86服务器都是X86架构的；小型机主要是RISC架构的IBM和Oracle（以前的Sun）和富士通，以及IA64架构的HP；大型机就只有IBM的大型机。他们之间的差别这篇回答可能讲不完，基本理解可以是轿车、卡车、重卡这种关系。

OLAP主要是把一堆数据拿过来分析。这些数据短时间不会再发生变化了。例如商业智能数据、AI的数据、所谓的大数据、石油勘探地震数据的计算、保险精算系统、天气模型计算、宇宙模型计算等等。既然数据不再发生变化，就可以把数据分成很多个小块然后分发给很多台计算机去计算，然后把结果汇总。这种计算方式叫做分布式计算。理论上说你可以把数据分成非常非常小的模块然后分给几万个手机来计算都行。曾经有一个非盈利组织就把很多医学研究计算任务（大多是什么癌症研究、DNA计算等）分成小块，只要你装一个它的屏保程序，它就会自动在你PC机闲置的时候启动计算任务。大多数企业或政府还是要追求效率的，所以大多数都是分成几个到最多几百个数据块进行计算。而且有些大型的计算需要各个计算节点之间有高速的交互。那些使用PC进行分布式计算的的就属于比较低级的分布式计算，那些使用X86商业服务器或者小型机进行分布式计算的就属于高级分布式计算或者叫做高性能计算。通常所说的超算就是这个高性能计算集群。超算的本质是计算机的横向扩展。因为极少需要解决数据和计算之间互相牵制的问题，所以可以用人海战术，加的节点越多计算能力越强大。计算能力基本和节点数量成线性增长。

到这里基本明白了，计算机的纵向扩展能力是高端的技术，而超算就是加节点而已技术难度要小很多。

按用途分类这是最明显的分类法了。 计算机制造商通常用这种方法来描述他们的产品；用户用同样的方法来描述与他们交流的机器。例如：超级计算机迷你超级计算机大型计算机企业级服务器小型机工作站个人计算机或者台式机膝上型计算机或者笔记本电脑个人数字助理可以穿戴的计算机按用途分类很通俗，但是也导致它的不确定性，因为仅仅当前广泛使用的设备被包含进来了。计算机发展的快速性意味着计算机新的用途层出不穷，当前的定义很快就过时。许多不再被人使用的计算机的类型，例如微分分析器，通常不被列入分类条目之中。所以，必须采用其他分类方法来明白无误的定义 计算机 这条术语。[编辑]按制造技术分类机械式半电子－半机械式电子式晶体管半导体集成电路光学计算机量子计算机生物计算机[编辑]按设计特点分类现代计算机综合了许多基本的设计特点，这些特点是许多贡献者在很多年里逐渐开发出来的。设计特点经常独立于实现技术。现代计算机的综合性能来源于这些特点互相作用的方式。一些重要的设计特性罗列如下：[编辑]数字式 和 模拟式设计一种计算机时有一个基本的决定：这种计算机应该是数字式还是模拟式的？数字式计算机处理离散的数字性或者符号性值，而模拟式计算机仍然应用于一些特殊目的的领域:例如机器人和回旋加速器的控制。其他的途径，象脉冲计算和量子计算，也是可能存在的；但是他们或者用于很特殊的目的或者仍然处于试验阶段。[编辑]二进制 和 十进制在数字式计算的发展历程中，一个重大的设计进步是引入了二进制作为内部的数字系统。这种方法避免了那些基于其他数字系统的计算机中必须的复杂的进位机制，例如十进制系统。采用二进制的好处是简化了实现算术功能和逻辑运算的设计。[编辑]按能力分类对不同的计算设备分类的最好办法可能是按他们的内在能力分类，而不是按他们的用途，实现技术，或者设计特性来分类。计算机按能力可以分为三大类：只能计算一种函数的单用途设备，可以计算有限范围内的函数的特殊用途设备，以及我们天天使用的通用设备。过去计算机这个词用来描述所有这些类型的机器，但是现在口语中的用法通常特指通用计算机了。[编辑]通用计算机按定义来说，一台通用计算机能用来解决任何问题，只要这个问题可以用程序来表示。然而，程序运行的是有一些实际的限制的：计算机的存储能力，问题的大小，以及运行的速度。在1934年，艾伦·图灵证明了：给定正确的程序，任何通用计算机可以模拟其他任何计算机的行为。他的数学证明是纯粹理论上的，因为那时候还没有通用计算机存在。这个证明的意义是深远的：例如，从理论上说，现在的通用计算机能够模拟任何未来制造的通用计算机的行为，尽管速度很慢。通用计算机也称作完备的图灵机，它经常被用来作为定义现代计算机的能力上限。然而，这种定义是有问题的。几种过分单纯化的计算设备已经展现出完备的图灵机特性。但是他们都处于一种幽默化表达的“图灵沥青陷阱”（？）状态，一种什么都是有可能的，但是和实用性一点都不沾边。现代计算机不仅仅是理论上的通用化，而且是实用化的通用工具。从1930年中期到1940年后期，许多人在开发现代的，数字式的，电子的，通用计算机。许多试验型的机器被造了出来并且可能是图灵完备化的。这些机器在当时都被宣称为第一台计算机，然而它们都只有有限的处理通用问题的能力，所以他们的设计最终都被抛弃了。[编辑]存储程序计算机[编辑]特殊用途计算机[编辑]单用途计算机[编辑]按操作类型分类计算机也可以按用户操作的方式来分类。有两大类操作方式： 批处理 和 交互式处理[编辑]旧条目解释计算机是计算的辅助工具，有广义和狭义之分，广义计算机包括：算盘加法机计算尺计算器狭义计算机就是电子计算机，如今称为电脑。计算机分为巨型计算机、大型计算机、中型计算机、小型计算机、微机（PC）。

    计算机俗称电脑，是一种能高速运算、具有内部存储能力、由程序控制其操作过程，并能自动进行信息处理的设备。简单地说计算机就是一种能快速、高效地对各种信息进行存储和处理的电子设备。

      1946年2月，美国宾夕法尼亚大学成功研制了电子数字积分计算机（Electronic Numerical Integrator and Computer, ENIAC），世界上第一台计算机诞生了，这台计算机被命名为ENIAC（Electronic Numerical Integrator And-Calculator）。ENIAC长3048m，宽1m，占地面积约170㎡，有30个操作台，约相当于10间普通房间的大小，重为30t，耗电量每小时150kW，造价48万美元。同时，它包含了17468个真空管、7200个水晶二极管、70000个电阻器、10000个电容器、1500个继电器、6000多个开关，每秒执行5000次加法或400次乘法，是继电器计算机的1000倍、手工计算的20万倍。它的内存容量为16KB，运行速度仅有每秒5000次，且可靠性差。它的诞生揭开了人类科技的新纪元，也是人们所称的第四次科技革命（信息革命）的开端。

①计算机的发展历程——大型计算机时代

      在计算机的发展过程中，电子器件的变更起到了决定性作用，它是计算机换代的主要标志，机器系统结构方面的改进和计算机软件的发展与计算机的更新换代有紧密的联系。

      人们通常根据计算机采用电子元件的不同，将计算机的发展过程划分为电子管、晶体管、集成电路、以及大规模和超大规模集成电路4个阶段，这4个阶段的计算机分别被称为第一代至第四代计算机。在这4个阶段的发展过程中，计算机的体积越来越小，功能越来越强大，价格越来越低，应用也越来越广泛。

⑴第一代计算机（1946-1958年）

      主要元件是电子管。内存储器采用水银延迟线，外存储器采用磁鼓、纸带、卡片等，机器的总体结构以运算器为中心。运算速度为每秒几千次到几万次，内存容量仅为1000～4000Byte（字节）。体积庞大，造价昂贵，速度低，存储容量小，可靠性差，不易掌握，维护困难。主要用于军事和科学研究。代表机型为UNIVAC-I。

⑵第二代计算机（1958-1964年）

      主要元件是晶体管。大量采用磁芯做内存储器，采用磁盘、磁带等做外存储器，总体结构改为以存储器为中心。运算速度提高到每秒几十万次，内存容量扩大到几十万字节。体积小，重量轻，耗电量少，速度快，可靠性高，工作稳定。应用已扩展到数据处理和事务处理。代表机型为IBM公司的IBM-7094计算机和CDC公司的CDC1604计算机。

⑶第三代计算机（1946-1971年）

      主要元件采用小规模集成电路和中规模集成电路。开始采用性能优良的半导体存储器。运算速度提高到每秒几十万次到几百万次。功耗、体积、价格等进一步降低，而速度及可靠性相应提高。主要用于科学计算、数据处理及过程控制。代表机型IBM-360系列。

⑷第四代计算机（1971年至今）

      主要元件采用大规模集成电路和超大规模集成电路。主存储器采用集成度很高的半导体存储器。运算速度可达每秒几百万次至上亿次。体积、重量、功耗进一步减小。应用领域不断向社会各个方面渗透。

②计算机发展历程——微型计算机的发展

      1971年，世界上第一个4位微处理器4004在Intel公司诞生，标志着计算机进入了微型计算机时代。

      微处理器是大规模和超大规模集成电路的产物，以微处理器为核心的微型计算机属于第四代计算机。通常人们以微处理器为标志来划分微型计算机，如286机、386机、486机、Pentium机、Pentium II机、PentiumIII机和Pentium IV机等。因此，微型计算机的发展史实际上就是微处理器的发展史。微处理器一直遵循摩尔（Moore）定律，其性能以平均每18个月提高一倍的高速度发展着。Intel公司的芯片设计与制造工艺一直领导着芯片业的潮流，在宏观上可划分为80X86时代和Pentium时代。

        1978年，第一代微型计算机诞生，1982年，第二代微型计算机出世，1985年第三代微型计算机问世，1989年，第四代微型计算机面世，1993年，第五代微型计算机出现，1997年，第六代微型计算机上市，1999年，第七代微型计算机发布呈现在人们面前。

      目前，微处理器仍在不断发展之中，性能也在不断提升。

我国计算机技术的发展历程如下：

·1956年，开始研制计算机。

·1958年，研制成功第一台电子管计算机——103机。

·1959年，104机研制成功，这是我国第一台大型通用电子数字计算机。

·1964年，研制成功晶体管计算机。

·1971年，研制成功以集成电路为主要器件的DJS系列机。这一时期，在微型计算机方面，我国研制开发了长城、紫金、联想系列微机。

·1983年，我国第一台亿次巨型计算机——“银河”诞生。

·1992年，10亿次巨型计算机——“银河II”诞生。

·1995年，第一套大规模并行机系统——“曙光”研制成功。

·1997年，每秒130亿浮点运算、全系统内存容量为915GB的巨型机——“银河III”研制成功。

·1998年，“曙光2000-I”诞生，其峰值运算速度为每秒200亿次浮点运算。

·1999年，“曙光2000-II”超级服务器问世，其峰值速度达每秒1117亿次，内存高达50GB。

·1999年，“神威”并行计算机研制成功，其技术指标位居世界第48位。

·2001年，中国科学院计算科技研究所成功研制我国第一款通用CPU——“龙芯”芯片。

·2002年，我国第一台拥有完全自主知识产权的“龙腾”服务器诞生。

·2005年，联想并购IBM PC，一跃成为全球第三大PC制造商。

·2008年，我国自主研发制造的百万亿次超级计算机——“曙光5000”获得成功。

·近几年来，我国的高性能计算机和微型计算机的发展更为迅速。

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