计算机组成原理计算机发展及组成

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1、计算机里有什么？什么是计算机？构成计算机的基础理论大部分已经有50年了。目前，计算机的关键部件也没有大的改变CPUDataPathControllerMemoryI/O什么是计算机？功能部件CPUDataPathControllerMemoryI/OIntelPentium什么是计算机？Datapath:完成算术和逻辑运算，通常包括其中的寄存器。Control:CPU的组成部分，它根据程序指令来指挥datapath，memory以及I/O运行，共同完成程序功能。Memory:存放运行时程序及其所需要的数据的场所。Input:信息进入计算机的设

2、备，如键盘、鼠标等。Output:将计算结构展示给用户的设备，如显示器、磁盘、打印机、喇叭等。ComputerMemoryInputOutputDatapathControl计算机剖析计算机系统计算机结构计算机处理器逻辑设计电路（VLSI）设计设备制造计算机剖析（续）计算机系统计算机结构计算机处理器高级语言汇编语言机器语言计算机组成原理ComputerGenerationsGen-0:Mechanicalcomputers(BCtoearly1940s)Gen-1:VacuumTubes(1943-1959)Gen-2:Transistors

3、(1960-1968)JohnBardeen,WalterBrattain,andWilliamShockleyGen-3:IntegratedCircuits(1969-1977)JackKilby(1958)Gen-4:VLSI(1978-present)Gen-5:Optical?Quantum?生物？古代及近代计算技术公元前500年，中国出现算盘1642年，法国数学家帕斯卡（BlaisePascal）发明自动进位的加法机器，齿轮驱动拨盘，在窗口显示结果1822年，巴贝奇（CharlesBabbage）设计了差分机（Difference

4、Engine）。使用了“差分方法”的计算技术，用来对多项式函数进行机械式求解1833年，巴贝奇（CharlesBabbage）设计了分析机（AnalyticalEngine），比差分机更加通用，具备了执行任意类型数学运算的能力，并且包括了现代计算机的许多部件（maill，store，i/o设备）Turing机1937年，AlanTuring提出一种“通用”计算机的概念，它可以执行任何一个描述好的程序（算法），实现需要的功能，形成了“可计算性”概念的基础。存储程序的思想，使计算机从专用走向通用。正是这一创新，开创了计算机的新时代。Turing机

5、特点通用计算机：并不是保存所有问题的结果。存储程序计算机：问题的求解由程序或过程给出，程序和过程可以通过语言描述。有限速度：计算机执行程序的时间是有限的。是现代计算机的鼻祖。现代计算机的里程碑第一台通用电子计算机ENIACElectronicNumericalandIntegrateCalculator（电子数字积分器）MauchlyandEckert设计1946年2月14日第一台通用电子计算机，设计用于计算火炮的弹道重30吨，占地15000平方英尺，18000个电子管，耗电140KW运算速度：5000次加法/秒使用十进制数20个寄存器，每个

6、存放10位的十进制数通过设置6000个开关和其它众多的插头和插座来编程VonNeumann机IAS现代计算机结构的鼻祖：五大功能部件将程序和数据统一表示：存储器有4096个字，每个字40位。采用二进制数据：简化了存储器只提供整数运算：任何有能力的数学家都能在头脑中记住小数点的位置。第一台小型计算机：PDP-11957年由DEC公司生产第二代计算机（晶体管）18位字长，4K内存，机器周期为5微秒售价120000美元。售出50台。开创了计算机产业！第一个系列计算机：IBM360第三代计算机计算机应用：科学计算和商务处理如何在不同的硬件平台上运行相

7、同的软件？系列计算机：IBM360计算机系统结构：程序员眼中的计算机。具有相同系统结构的计算机可以运行相同的程序。微程序控制器应用的普及：IBMPC机RISC计算机精简指令系统计算机指令系统尽量简单，复杂指令通过简单指令的组合来完成提高计算机的运行速度下一代计算机？？？？？？？？