コンピュータのクラス

コンピュータはさまざまな方法で分類、つまりタイプ分けできます。以下に、コンピュータの一般的な分類をいくつか示します。

マイクロコンピュータは、20世紀後半に最も一般的なタイプのコンピュータになりました。「マイクロコンピュータ」という用語は、シングルチップマイクロプロセッサに基づくシステムの出現とともに導入されました。最もよく知られている^{[引用が必要]}初期のシステムは、1975年に導入されたAltair 8800でした。「マイクロコンピュータ」という用語は、使用されなくなり、事実上時代錯誤になっています。 ^[1]

これらのコンピュータには以下が含まれます。

• デスクトップ コンピューター- デスクの下または上に置くケース。使用方法によっては、ディスプレイはオプションになる場合があります。必要な拡張スロットに応じて、ケースのサイズは異なります。この種の非常に小型のコンピューターは、モニターに統合されている場合があります。
• ラックマウント コンピュータ - これらのコンピュータのケースは19 インチ ラックに収まり、スペースが最適化され、非常に薄型です。専用のディスプレイ、キーボード、マウスは存在しないかもしれませんが、KVM スイッチまたは組み込みのリモート コントロール (LAN またはその他の手段経由) を使用してコンソールにアクセスできます。多くのサーバーはラックマウント コンピュータであり、データ センターには数十または数百のラックがあり、数百または数千のラックマウント コンピュータがサーバーとして機能しています。
• 車載コンピューター (カーコンピューター) -エンターテイメントやナビゲーションなどの目的で自動車に組み込まれます。
• ラップトップとノートブック コンピューター– ポータブルでオールインワンのケース。
• タブレット コンピューター- ラップトップに似ていますが、タッチ スクリーンが搭載されており、物理キーボードが完全に置き換えられます。
• スマートフォン、スマートブック、パームトップ コンピュータ– ハードウェア仕様が制限された小型のハンドヘルド パーソナル コンピュータ。
• プログラム可能な計算機- 小型のハンドヘルド計算機に似ていますが、数学的な作業に特化しています。
• ビデオゲームコンソール- 娯楽目的に特化して作られた固定式コンピューター。
• 携帯型ゲーム機- ゲーム機と同じですが、小型で持ち運び可能です。

ミニコンピュータ(口語ではミニ) は、コンピューティング スペクトルの中間範囲に位置するマルチユーザーコンピュータの一種で、最小のメインフレーム コンピュータと最大のシングルユーザー システム (マイクロコンピュータまたはパーソナル コンピュータ) の中間に位置します。スーパーミニ コンピュータまたは単にスーパーミニという用語は、機能面でメインフレームに近い、より強力なミニコンピュータを区別するために使用されました。スーパーミニ ( DEC VAXやData General Eclipse MV/8000など) は通常32 ビットでしたが、その一方でほとんどのミニコンピュータ ( PDP-11やData General EclipseやIBM Series/1など) は16 ビットでした。 20世紀最後の数十年間に中小企業や研究所で見られ、病院のCATスキャナなどに組み込まれていたこれらの伝統的なミニコンピュータは、多くの場合ラックマウント型で、メインフレームのように1つ以上の端末やテープ/カードリーダーに接続され、ほとんどのパーソナルコンピュータとは異なりますが、一般的なメインフレームよりもスペースと電力が少なくて済みます。この用語は使われなくなりました。^[2]

メインフレーム コンピュータという用語は、複数のユーザーにサービスを提供する従来の大規模な組織用コンピュータを、より小型の単一ユーザー マシンと区別するために作成されました。これらのコンピュータは、非常に大量のデータを迅速に処理できます。メインフレーム コンピュータは、政府、銀行、大企業などの大規模な組織で使用されています。メインフレーム コンピュータはMIPS (1 秒あたりの百万命令数) で測定され、一度に何億人ものユーザーに応答できます^{[引用が必要]}。

スーパーコンピュータは、天気予報、流体力学、原子核シミュレーション、理論天体物理学、複雑な科学計算など、大量の数値計算を伴うタスクの実行に重点を置いています。スーパーコンピュータとは、現在の処理能力、特に計算速度において最先端にあるコンピュータのことです。スーパーコンピュータという用語自体はかなり流動的で、今日のスーパーコンピュータの速度は、明日の一般的なコンピュータの標準になる傾向があります。スーパーコンピュータの処理速度は、1秒あたりの浮動小数点演算、つまりFLOPSで測定されます。浮動小数点演算の例としては、実数での数式の計算が挙げられます。計算能力、メモリのサイズと速度、I/Oテクノロジ、帯域幅や待ち時間などのトポロジの問題の点では、スーパーコンピュータは最も強力ですが、非常に高価であり、バッチ処理やトランザクション処理を実行するだけでは費用対効果が高くありません。

サーバーは通常、1 つ以上のサービスを提供する専用のコンピューターを指します。サーバーは信頼性が高く (例: RAM のエラー修正、冗長冷却、自己監視、RAID)、数年間の稼働に適しており、エラーが発生した場合に有効な診断を提供することが求められます。セキュリティをさらに強化するために、サーバーをミラーリングすることもできます。多くの小規模サーバーは、実際には他のコンピューターにサービスを提供するために専用に設計されたパーソナル コンピューターです。

• データベースサーバーは、他のコンピューター プログラムまたはコンピューターにデータベースサービスを提供するデータベース アプリケーションを使用するサーバーです。データベース管理システム(DBMS) は、多くの場合、データベース サーバー機能を提供します。一部のデータベース管理システム ( MySQLなど) は、データベース アクセスにクライアント サーバー モデルのみに依存していますが、その他のデータベース管理システム ( SQLiteなど)は、組み込みデータベースとして使用することを目的としています。ユーザーは、ユーザーのコンピューターで実行されている「フロント エンド」 (要求されたデータを表示する) またはサーバーで実行され、データ分析や保存などのタスクを処理する「バックエンド」を介してデータベース サーバーにアクセスします。
• ファイルサーバーは通常、クライアント ワークステーションに代わって計算タスクを実行したりプログラムを実行したりするのではなく、大量のコンピュータ ファイルを管理および保存します。ファイル サーバーの重要な機能はストレージです。ファイル サーバーは、ユーザーがローカル エリア ネットワークを使用してクライアント コンピュータに接続し、ネットワーク接続ストレージ (NAS)システムを使用してデータ アクセスを提供する学校やオフィスでよく使用されます。
• ウェブサーバーは、ワールド ワイド ウェブ上のクライアントの要求を満たすことができるサーバーです。一般に、ウェブ サーバーには 1 つ以上のWeb サイトを含めることができます。ウェブ サーバーは、HTTPおよびその他の関連プロトコルを介して受信したネットワーク要求を処理します。ウェブ サーバーの主な機能は、ウェブ ページを保存、処理し、クライアントに配信することです。クライアントとサーバー間の通信は、ハイパーテキスト転送プロトコル (HTTP)を使用して行われます。配信されるページは、ほとんどの場合HTML ドキュメントで、テキスト コンテンツに加えて、画像、スタイル シート、スクリプトが含まれる場合があります。
• ターミナル サーバーを使用すると、組織はRS-232、RS-422、またはRS-485シリアル インターフェイスを備えたデバイスをローカル エリア ネットワーク(LAN) に接続できます。ターミナル サーバーとして販売されている製品は、データ暗号化やユーザー認証などのセキュリティ機能を提供しない非常に単純なデバイスである場合があります。これらは、リモート コントロールのように機能するクライアント PC で使用できる GUI セッションを提供します。クライアントに表示されるのは画面 (およびオーディオ) 出力のみです。GUI アプリケーションはサーバー上で実行され、データ (ファイルなど) は同じ LAN に保存されるため、クライアント PC が破損したり盗難にあったりしても問題はありません。

サーバーは、異なるアクティビティ用に複数の仮想マシン(VM) を実行し、専用ハードウェア上で実行されているかのように各 VM に同じ環境を提供します。したがって、異なるオペレーティング システム (OS) を同時に実行できます。このテクノロジ アプローチは、有効にするには特別なハードウェア サポートが必要であり、最初はメインフレームやその他の大型コンピューターの領域でした。今日では、ほとんどのパーソナル コンピューターがこのタスクに対応していますが、長期運用や重要なシステムの場合は、専用のサーバー ハードウェアが必要になる場合があります。
別のアプローチは、オペレーティング システム レベルで VM を実装することです。これにより、すべての VM が同じ OS インスタンス (またはインカネーション) 上で実行されますが、基本的に互いに干渉しないように分離されます。

ワークステーションは、1 人のユーザー向けのコンピュータで、パーソナル コンピュータにはない特別なハードウェア拡張機能を備えている場合があります。1990 年代半ばまでに、パーソナル コンピュータはミニ コンピュータやワークステーションの処理能力に達しました。また、OS/2、Windows NT、Linuxなどのマルチタスクシステムのリリースにより、パーソナル コンピュータのオペレーティング システムでこのクラスのマシンの作業を実行できるようになりました。今日、この用語は、高性能ハードウェアを備えたデスクトップ PC を指すために使用されます。このようなハードウェアは通常、愛好家向けではなく、専門家向けの市場を対象としています (例: デュアル プロセッサ マザーボード、エラー訂正メモリ、専門家向けグラフィック カード)。

情報家電とは、テキスト編集、音楽再生、写真撮影、ビデオ撮影など、特定の「ユーザーフレンドリー」な機能を実行するために特別に設計されたコンピュータです。この用語は、バッテリー駆動のモバイル デバイスに最もよく適用されますが、ウェアラブルデバイスもあります。

組み込みコンピュータは、機械またはデバイスの一部であるコンピュータです。組み込みコンピュータは一般に、不揮発性メモリに格納され、特定の機械またはデバイスを操作することのみを目的としたプログラムを実行します。組み込みコンピュータは非常に一般的です。その大部分はマイクロコントローラです。組み込みコンピュータは通常、リセットまたは再起動せずに継続的に動作することが求められ、タスクに使用されるとソフトウェアを変更することはできません。自動車には複数の組み込みコンピュータが搭載されている場合がありますが、洗濯機やDVD プレーヤーにはマイクロコントローラが 1 つしか搭載されていません。組み込みコンピュータは特定のアプリケーションの要件を満たすように選択され、そのほとんどはパーソナルコンピュータの CPU よりも低速で安価です。

公共のコンピューターは、インタラクティブ キオスクなどとして一般の人々に開放されています。インターネットカフェ、学校、図書館 など、公共のコンピューターを利用できる場所はたくさんあります。

通常、ファイアウォールで保護されており、プリインストールされたソフトウェアのみ実行するように制限されています^{[引用が必要]}。オペレーティング システムは変更が困難であり、ファイル サーバー上に存在します。たとえば、教育機関の「シン クライアント」マシンは、授業の合間に元の状態にリセットされる場合があります。公共のコンピューターでは、通常、個人のデータ ファイルを保存することは想定されていません。

パーソナルコンピュータには 1 人のユーザーがいて、そのユーザーが所有者になることもあります (ただし、この用語は、使用方法に関係なく、オリジナルのIBM PCのようなコンピュータ ハードウェアを指すこともあります)。このユーザーは、多くの場合、すべてのハードウェア リソースを使用でき、コンピュータのどの部分にも完全にアクセスでき、ソフトウェアをインストール/削除する権限を持ちます。パーソナル コンピュータには通常、個人のファイルが保存され、所有者/ユーザーは、不要なファイルの削除やウイルス スキャンなどの日常的なメンテナンスを担当することがよくあります。ビジネス環境のコンピュータの中には、1 人のユーザー用であるものもありますが、適切なメンテナンスを確実に行うためのプロトコルを備えたスタッフが対応するものもあります。

これらは、さまざまな人がさまざまな時間にログオンする可能性のあるコンピュータです。公共のコンピュータとは異なり、ユーザー名とパスワードが長期にわたって割り当てられ、表示されるファイルとコンピュータの設定は、特定のアカウントに合わせて調整されます。重要なデータ ファイルは中央ファイル サーバーに保存されることが多く、ユーザーはさまざまなコンピュータにログオンしても同じファイルを参照できます。コンピュータ (またはワークステーション) は、「シン クライアント」またはX ターミナルである可能性があり、そうでない場合は一部またはすべてのシステム ファイル用の独自のディスクを備えている可能性がありますが、通常は完全な機能を実現するにはシステムの残りの部分とネットワーク接続する必要があります。このようなシステムでは通常、システム管理者がハードウェアとソフトウェアをセットアップして保守する必要があります。

ショップ、会議、または展示会で、選択した資料 (通常はオーディオビジュアルまたは単純なスライドショー) を表示するためだけに使用されるコンピューター。これらのコンピューターは、使用目的以上の機能を備えている場合があります。WiFi が搭載されているためインターネットにアクセスできる可能性は高いですが、ファイアウォールで保護されることはほとんどありません (ただし、ポート アクセスが制限されているか、何らかの方法で監視されています)。このようなコンピューターはアプライアンスとして使用および保守されており、通常、重要なファイルの主な保存場所としては使用されません。

コンピューティング ハードウェアの歴史は、コンピューティング デバイスのさまざまな世代を参照するためによく使用されます。

• 第一世代のコンピュータ（1940年 - 1955年）：6J6 ^[3]などの真空管や特別に設計された真空管、さらには機械的な配置が使用されており、比較的低速で、エネルギーを大量に消費し、プログラミングの柔軟性が低かった。
• 第 2 世代のコンピューター (1956 年 - 1963 年):個別の トランジスタを使用しているため、小型で消費電力が少なくなっています。
• 第 3 世代のコンピュータ (1964 年 - 1970 年):集積回路 (IC) を使用しました。1960年代のコンピュータのハードウェアと今日のコンピュータのハードウェアの主な違いは、各 IC 内のトランジスタの密度です ( 20 個のトランジスタを備えたトランジスタ トランジスタ ロジック(TTL) SN7400ゲートなどの小規模集積回路チップから始まり、中規模集積回路、大規模集積回路を経て、単一のシリコン ベースの IC「チップ」に 100 億個を超えるトランジスタを備えた超大規模集積回路 (VLSI)まで)。
• 第 4 世代のコンピューター (1971 年～現在):マイクロプロセッサーを使用し、数百万個の IC が単一のシリコン ベースのチップ上に構築されました。それ以降、コンピューターのフォーム ファクターは縮小され、タスク処理とグラフィック レンダリングが向上し、ラップトップ、タブレット、スマートフォンなどの個人用モバイル デバイスの出現により、バッテリー駆動が強化されました。

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