什么是超级计算机？

发展历史以及特点

1、第一代：电子管数字机（1946—1958年）硬件方面，逻辑元件采用的是真空电子管，主存储器采用汞延迟线、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯；外存储器采用的是磁带。软件方面采用的是机器语言、汇编语言。应用领域以军事和科学计算为主。

特点：体积大、功耗高、可靠性差。速度慢（一般为每秒数千次至数万次）、价格昂贵，但为以后的计算机发展奠定了基础。

2、第二代：晶体管数字机（1958—1964年）

硬件方的操作系统、高级语言及其编译程序。应用领域以科学计算和事务处理为主，并开始进入工业控制领域。

特点：体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高（一般为每秒数10万次，可高达300万次）、性能比第1代计算机有很大的提高。

3、第三代：集成电路数字机（1964—1970年）

硬件方面，逻辑元件采用中、小规模集成电路（MSI、SSI），主存储器仍采用磁芯。软件方面出现了分时操作系统以及结构化、规模化程序设计方法。

特点：速度更快（一般为每秒数百万次至数千万次），而且可靠性有了显著提高，价格进一步下降，产品走向了通用化、系列化和标准化等。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。

4、第四代：大规模集成电路机（1970年至今）

硬件方面，逻辑元件采用大规模和超大规模集成电路（LSI和VLSI）。软件方面出现了数据库管理系统、网络管理系统和面向对象语言等。

特点：1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生，开创了微型计算机的新时代。应用领域从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。

分类

1、超级计算机

超级计算机（Supercomputers）通常是指由数百数千甚至更多的处理器（机）组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。

2、网络计算机

服务器

专指某些高性能计算机，能通过网络，对外提供服务。

工作站

是一种以个人计算机和分布式网络计算为基础，主要面向专业应用领域，具备强大的数据运算与图形、图像处理能力，为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域而设计开发的高性能计算机。

集线器

集线器（HUB）是一种共享介质的网络设备，它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网，HUB 本身不能识别目的地址。

交换机

交换机（Switch）是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。

路由器

路由器（Router）是一种负责寻径的网络设备，它在互联网络中从多条路径中寻找通讯量最少的一条网络路径提供给用户通信。

3、工业控制

是一种采用总线结构，对生产过程及其机电设备、工艺装备进行检测与控制的计算机系统总称。简称工控机。它由计算机和过程输入输出（I/O）通过两大部分组成。

IPC

即基于PC总线的工业电脑。

可编程序控制器（PLC）

一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。

分散型控制系统（DCS）

是一种高性能、高质量、低成本、配置灵活的分散控制系统系列产品，可以构成各种独立的控制系统、分散控制系统DCS、监控和数据采集系统（SCADA），能满足各种工业领域对过程控制和信息管理的需求。

现场总线系统（FCS）

是全数字串行、双向通信系统。系统内测量和控制设备如探头、激励器和控制器可相互连接、监测和控制。

数控系统（CNC）

现代数控系统是采用微处理器或专用微机的数控系统，由事先存放在存储器里系统程序（软件）来实现控制逻辑，实现部分或全部数控功能，并通过接口与外围设备进行联接，称为计算机数控，简称CNC系统。

4、个人电脑

台式机（Desktop）

也叫桌面机，是一种独立相分离的计算机，完完全全跟其它部件无联系，相对于笔记本和上网本体积较大，主机、显示器等设备一般都是相对独立的，一般需要放置在电脑桌或者专门的工作台上。

电脑一体机

电脑一体机，是由一台显示器、一个电脑键盘和一个鼠标组成的电脑。

笔记本电脑（Notebook或Laptop）

也称手提电脑或膝上型电脑，是一种小型、可携带的个人电脑，通常重1-3公斤。笔记本电脑除了键盘外，还提供了触控板（TouchPad）或触控点（Pointing Stick），提供了更好的定位和输入功能。

掌上电脑（PDA）

掌上电脑是一种运行在嵌入式操作系统和内嵌式应用软件之上的、小巧、轻便、易带、实用、价廉的手持式计算设备。

平板电脑

平板电脑是一款无须翻盖、没有键盘、大小不等、形状各异，却功能完整的电脑。

5、嵌入式

即嵌入式系统（ Embedded Systems） ，是一种以应用为中心、以微处理器为基础，软硬件可裁剪的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统

应用领域：信息管理、过程控制、辅助技术、翻译、多媒体应用、计算机网络。

扩展资料

主要特点

1、运算速度快：计算机内部电路组成，可以高速准确地完成各种算术运算。当今计算机系统的运算速度已达到 每秒万亿次，微机也可达每秒亿次以上，使大量复杂的科学计算问题得以解决。例如：卫星轨道的计算、大型水坝的计算、24小时天气算需要几年甚至几十年，而在现代社会里，用计算机只需几分钟就可完成。

2、计算精确度高：科学技术的发展特别是尖端科学技术的发展，需要高度精确的计算。计算机控制的导弹之所以能准确地击中预定的目标，是与计算机的精确计算分不开的。一般计算机可以有十几位甚至几十位（二进制）有效数字，计算精度可由千分之几到百万分之几，是任何计算工具所望尘莫及的。

3、逻辑运算能力强：计算机不仅能进行精确计算，还具有逻辑运算功能，能对信息进行比较和判断。计算机能把参加运算的数据、程序以及中间结果和最后结果保存起来，并能根据判断的结果自动执行下一条指令以供用户随时调用。

4、存储容量大：计算机内部的存储器具有记忆特性，可以存储大量的信息，这些信息，不仅包括各类数据信息，还包括加工这些数据的程序。

5、自动化程度高：由于计算机具有存储记忆能力和逻辑判断能力，所以人们可以将预先编好的程序组纳入计算机内存，在程序控制下，计算机可以连续、自动地工作，不需要人的干预。

6、性价比高：几乎每家每户都会有电脑，越来越普遍化、大众化，21世纪电脑必将成为每家每户不可缺少的电器之一。计算机发展很迅速，有台式的还有笔记本。

参考资料-计算机

超级计算机指得是具有很强计算能力的计算机集群，一般包括好几千颗高性能的cpu，计算能力是最强的。而服务器的范围很广，但说白了也是一台高性能的电脑，用来专门对外提供网页，查询，存储或初级计算服务等等功能，可以是多cpu，也可以是单cpu，但规模和超级计算机比起来要差很多。而个人电脑就是只有一颗或多颗（很少有用多cpu作个人电脑的，费电）的普通电脑，可以完成上网，编程，看**，玩游戏等。计算能力差，不适合作科学计算。

补充：一般所指的计算能力指的是运算量很大的科学计算，比如数学建模，最优路径搜索，模型求解等等。我曾经用个人电脑（配置一般，P428）计算一个最优路径，少则5分钟，多则40分钟，如果在这样的电脑上开发程序，周期太大，不合适，一天也跑不了几遍，所以必须用服务器或超级计算机。

超级计算机通常是指由数百数千甚至更多的处理器（机）组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。为了帮助大家更好的理解超级计算机的运算速度我们把普通计算机的运算速度比做成人的走路速度，那么超级计算机就达到了火箭的速度。在这样的运算速度前提下，人们可以通过数值模拟来预测和解释以前无法实验的自然现象。

随着超级计算机运算速度的迅猛发展，它也被越来越多的应用在工业、科研和学术等领域。我国现阶段超级计算机拥有量为22台（中国内地19台，香港1台，台湾2台），居世界第5位，就拥有量和运算速度在世界上处于领先地位，但就超级计算机的应用领域来说我们和发达国家美国、德国等国家还有较大差距。如何利用超级计算机来为我们的工业、科研和学术等领域服务已经成为我们今后研究发展的一个重要课题。超级计算机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。我国超级计算机及其应用的发展为我国走科技强国之路提供了坚实的基础和保证。

作用：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。

目前在中国的应用领域涉及天气气候、航空航天、先进制造、新材料等众多方面，尤其在工程技术领域，意义重大。

举个例子，中国的商用客机全机全参数气动优化设计，用24万CPU核开展了大型商用飞机全参数气动优化设计，在天河二号计算6天，完成了在其自身计算平台上约需要2年的工作量。“天宫一号”的顺利回家也靠超级计算机提供精确预测。

发展历史

“超级计算(Supercomputing)”这一名词在1929年《纽约世界报》关于“IBM为哥伦比亚大学建造大型报表机(tabulator)的报道”中首次出现。是一种由数百、数千甚至更多的处理器(机)组成的，能计算普通PC机和服务器不能完成的大型、复杂课题的计算机。

把普通计算机的运算速度比做成人的走路速度，那么超级计算机就达到了火箭的速度。在这样的运算速度前提下，人们可以通过数值模拟来预测和解释以前无法实验的自然现象。

自1976年美国克雷公司推出了世界上首台运算速度达每秒25亿次的超级计算机以来，突出表现一国科技实力的超级计算机，堪称集万千宠爱于一身的高科技宠儿，在诸如天气预报、生命科学的基因分析、核业、军事、航天等高科技领域大展身手，让各国科技精英竞折腰，各国都在着手研发亿亿级超级计算机。

参考资料：

目前不算；据多家媒体报道，上周首次曝光的针对高性能计算实验室的攻击覆盖范围宽广，受害机构包括加拿大、中国、美国和欧洲部分地区（包括英国、德国和西班牙）的超算中心。安全专家表示，所有事件似乎都涉及攻击者使用从合法用户那里窃取的SSH凭据（SSH是一种加密网络协议，即使在不安全的网络上也可提供安全的远程登录），其中包括大学和机构的研究人员。

从目前各方披露的超算挖矿调查信息来看，经济因素依然是网络犯罪的第一动力。役使全球超级计算机和高性能计算系统的幕后黑手，很可能就是近年来从事加密货币“挖矿”的黑客，但是尚不清楚攻击者是否也有窃取数据或间谍活动的意图。

超级计算机和高性能集群为研究人员提供了强大的计算能力，但是，任何能够将加密采矿恶意软件植入超算环境的攻击者都可以把超算变成加密货币“矿机”。（编者按：这些黑客很清楚超算适合挖掘的特定“币种”，例如门罗币和“收益率”）。

5月11日，由德国巴登-符腾堡州的研究人员和10所大学组成的bwHPC联盟报告说，它遭受了“安全事件”，导致多个超级计算机和集群脱机。

同一天，由于“安全事件”，爱丁堡大学将英国国家高性能计算系统ARCHER下线，并指出类似事件也影响了欧洲其他地区的研究机构。