2. По принципу действия.

Критерием разделения здесь является форма представления информации, с которой работают ВМ.

ЦВМ – работают с информацией, представленной в цифровом виде.

Достоинства: высокая точность решения, универсальность (возможность реализации любого алгоритма).

Недостатки: низкое быстродействие, более сложный этап формализации реальных научно-технических задач.

АВМ – в непрерывной, аналоговой форме.

Достоинства: высокое быстродействие, просты и удобны в эксплуатации (для успешного решения, как правило, достаточно лишь владеть предметной областью решаемой задачи, не требуется особых знаний в области вычислительной техники). Принцип действия – составление физической модели исследуемой системы, с последующим ее анализом. Успешно решаются математические задачи, не требующие сложной логики (дифференциальные уравнения и т.п.)

ГВМ – совмещают в себе достоинства ЭВМ и АВМ. Используются для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.

В настоящее время ЦВМ практически вытеснили АВМ (главная причина – ЦВМ может с заданной точностью смоделировать любую АВМ, а наоборот - нет).

4. По физической природе элементной базы.

Например, механические, пневматические, электронные.

В последнее время получили развитие биотехнологические. Оказалось, что обработка нуклеотидных последовательностей ДНК и РНК в клетке очень напоминает работу машины Тьюринга (которая, напомню, является универсальным исполнителем любого алгоритма). Уже есть опыты построения вычислительных маши «в пробирке». К примеру, в 1994 году один американский ученый (Л. Адлеман) решил знаменитую задачу дискретной оптимизации – задачу о коммивояжере – найти такой кратчайший маршрут между несколькими городами, чтобы посетить каждый из них ровно по одному разу. Создавая молекулы ДНК, символизирующие города и дороги между ними, а затем смешивая их в пробирке, ответ получался за считанные минуты. Правда, на вылавливание молекулы с ответом уходило гораздо больше времени.

Уже построена принципиальная биомолекулярная модель, реализующая машину Тьюринга. Однако, насколько я знаю, к настоящему времени еще не удалось ее построить реально, в основном по «техническим» причинам: нет пока еще ферментов, способных достаточно быстро выявлять и расщеплять нужные молекулы в цепочке. Однако, уже удалось построить биотехнологическую модель конечного автомата с двумя состояниями. Так что и практическая реализация беотехнологической машины Тьюринга, а значит, и появление биотехнологического компьютера эквивалентного алгоритмически всем современным ЭВМ, скорей всего, не за горами.

Весьма перспективной областью применениями таких ВМ является, естественно, медицина. Подобные вычислительные машины по своей природе смогут легко взаимодействовать с данными, закодированными в живых молекулах. Например, могут реализовывать алгоритм распознания болезней и активации соответствующей программы действий в ответ.

Главное преимущество биотехнологических ВМ в том, что они в процессе своей деятельности потребляют мало энергии.

5. По этапам создания.

- 1-е поколение: на вакуумных лампах (50-е годы);

- 2-е поколение: на дискретных транзисторах (60-5 годы);

- 3-е поколение: на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции (сотни – тысячи транзисторов на одной схеме) (70-е годы);

- 4-е поколение: на БИС и СБИС, наибольшая из которых – процессор – содержит десятки тысяч – миллионы активных элементов на одном кристалле); (80-90 годы)

- 5-е поколение: компьютеры с архитектурой, позволяющей одновременно выполнять несколько алгоритмов (параллельная архитектура);

- 6-е поколение: массовый параллелизм, нейронная структура;

- 7-е появление (пока не вполне развитое): квантовые компьютеры.

В основе функционирования лежат квантово-механические эффекты. А именно: квантовой системе, состоящей из некоторого числа n квантовых элементов, соответствует 2ⁿ независимых состояний. Квантовое состояние системы представляет собой некоторую суперпозицию всех этих состояний. То есть каждое квантовое состояние представляет собой множество различных классический состояний. Операция в квантовых вычислениях соответствует переходу в другое квантовое состояние. То есть получается, квантовое устройство за одну свою операцию может выполнить 2ⁿ классических операций. Что и обеспечивает на порядки большее быстродействие.

3. По назначению.

- универсальные;

- проблемно-ориентированные;

- специализированные (промышленные компьютеры, программируемые контроллеры, сигнальные процессоры и т.п.).

4. По вычислительной мощности.

- суперкомпьютеры;

К ним относят наиболее производительные вычислительные системы мира.

Существуют различные обобщенные численные критерии производительности вычислительных систем, среди них наиболее распространены:

«Флопсы» (FLOPS) – количество операций над числами с плавающей запятой в секунду (замеряется, обычно на тесте LINPACK, в основе которого лежит набор подпрограмм для решения СЛАУ);

«Ипсы» (IPS) – количество инструкций, выполняемых в секунду на некотором наборе тестов.

Так вот самый мощный на сегодняшний день суперкомпьютер в мире BlueGene/L фирмы IBM выполняет около 280 600 GFLOPS. Для справки, ПК на базе процессора Intel Pentium IV с тактовой частотой 3.2 GHz имеет примерно 6.4 GFLOPS, то есть в более чем 40 000 раз медленнее.

Регулярно публикуется мировой рейтинг суперкомпьютеров (так называемый TOP500 http://www.top500.org )

Суперкомпьютеры представляют собой огромные по размерам вычислительные системы, построенные на базе большого числа микропроцессоров (BlueGene/L состоит из порядка 130 000 процессоров PowerPC 440 700 Mhz), соединенных воедино. Стоимость каждого суперкомпьютера измеряется сотнями миллионов долларов. Помимо IBM следует выделить компанию Cray, NEC, Hitachi.

Основные области применения суперкомпьютеров – решения крупных научно-технических проблем: ядерные и молекулярные исследования, прогноз погоды и т.п.

- большие или мэйнфреймы.

Это высокопроизводительные вычислительные системы, предназначенные для централизованных хранилищ данных большой емкости и выполнения интенсивных вычислительных работ. По оценкам, примерно 70% бизнес-данных хранятся на ВС этого класса.

Наиболее распространенными в этом классе ВС являются системы семейства S/390 фирмы IBM (процессоры G4-G5, 50-500 MIPS, 16 Гб). Их, кстати, довольно много в России. Например, большую партию таких машин закупило МПС РФ. Также следует выделить модели AS/400 (процессоры PowerPC и Pentium II. Также популярными являются мейнфреймы компаний Fujitsu, Comparex.

- малые;

Менее мощные, чем мейнфреймы, но зато напорядок более дешевые. Ориентированы на использование в качестве управляющих вычислительных комплексов. Как правило, предусмотрены блоки межпроцессорной связи, что позволяет создавать вычислительные системы с изменяемой структурой.

Среди этого класса компьютеров стоит выделить:

Серия VAX фирмы Compaq, IBM 4381, Wang VS 7320. Обычно, производительность малых-ЭВМ составляет не более 1000 MIPS.

- сверхмалые или микрокомпьютеры.

Они весьма разнообразны и делятся еще на:

- персональные – общедоступные и универсальные однопользовательские компьютеры (в свою очередь еще делятся на стационарные и переносные);

- многопользовательские – оборудованные, как правило, несколькими мониторами и работающие в режиме разделения времени между пользователями.

- рабочие станции – близки к персональным, но специализированные для выполнения определенного вида работ (графические, инженерные, издательские и т.п.);

- серверы – многопользовательские мощные компьютеры, выделенные для обработки запросов рабочих станций сети.