计算机组成原理 教学课件 杨光煜 第一章 概述

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2、卖国物理学家（J.W.Mauchly）博士和艾克特(J.P.Eckert)博士研制出世界上第一台计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratarAndComputer，电子数字积分和计算机）。它是由电子管做元件组装起来的一台电子数字计算机，为计算机和信息产业的发展奠定基础。1.1计算机发展概况2．计算机的更新换代从构成计算机的物理元件角度，把计算机归分为四代：第一代为电子管计算机时代（1946～1958）：组成计算机的物理元件为电子管，用光屏管或汞延时电路做存储器输入输出主要采用穿孔纸带或卡片；运行计算机使用机器语言或汇编语言；计算机的应用主要面向科学计

3、算；代表产品有UNIVAC-I、IBM701、IBM650和ENIAC（唯一不是按存储控制原理设计的）；这一代计算机的缺点是体积笨重、功耗大、运算速度低、存储容量小、可靠性差、维护困难、价格昂贵。第二代为晶体管计算机时代（1959～1964年）：组成计算机的物理元件为晶体管，使用磁芯和磁鼓做存储器，引进了通道技术和中断系统；开始采用FORTRAN、COBOL、ALGOL60、PL/1等高级程序设计语言和批处理操作系统；计算机的应用不仅面向科学计算，还能进行数据处理和过程控制；代表产品有IBM公司的IBM7090和IBM7094、Burroughs公司的B5500；此代计算机各方面的

4、性能都有了很大的提高，软件和硬件日臻完善。1.1计算机发展概况第三代为中小规模集成电路计算机时代（1965～1970年）：组成计算机的物理元件为集成电路，每个芯片集成1～1000个元件；运行计算机广泛地采用高级语言，有了标准化的程序设计语言和人机会话式的BASIC语言，操作系统更加完善和普及，实时系统和计算机通讯网络得以发展；计算机的结构趋于标准化；计算机的应用趋于通用化。它不仅可以进行科学计算、数据过理，还可以进行实时控制；代表产品有IBM公司的IBM360（中型机）和IBM370（大型机）、DEC公司的PDP-11（小型机）；此代的计算机体积小、功耗低、可靠性高。第四代为大规模

5、超大规模集成电路计算机时代（1971～现在）：组成计算机的物理元件为大规模（每个芯片集成1000～十万个元件）、超大规模集成电路（每个芯片集成十万～一百万个元件），采用半导体存储器做内存储器，发展了并行技术和多机系统，出现了精简指令计算机RISC；运行计算机有了丰富的软、硬件环境，软件系统实现了工程化、理论化和程序设计自动化；计算机体积更小巧，性能更高；此代计算机尤其是计直机网络与多媒体技术的实现使得计算机成为现代化的计算工具，它能够对数字、文字、语音、图形、图像等多种信息接收及处理，能够对数据实施管理、传递和加工，对工业过程进干空动化控制，从而使其成为实施办公自动化和信息交流的工

6、具。1.1计算机发展概况按用户所使用的主流计算机所属类型可划分为四个时期：大型机时期（1946～70年代初）：IBM公司生产的大型机占据主要市场。小型机时期（70年代初～80年代初）：DEC公司的PDP-11和VAX11小型机占领市场。PC机时期（80年代初～90年代初）：Microsoft和Intel公司领导PC机发展潮流。Intelnet时期（90年代初～今）：各大实力派竞相争霸。1.1计算机发展概况3．微型计算机的发展属于第四代计算机的微型计算机是以微处理器为核心的计算机。CPU（CentralPrseessingUnit）中央处理器：计算机的运算器和控制器合称为中央处理器。

7、微处理器（Microprocessor）：CPU被大规模超大规模集成电路技术微缩制作在一个芯片上后，就成了微处理器（Microprocessor）。1.1计算机发展概况微型计算机的发展也历经了四代：第一代微型计算机是以4位微处理器为核心的微型计算机。1971年由Intel公司用PMOS工艺制成。典型的微处理器产品有Intel4004、4040和早期的8位微处理器，如Intel8008。第二代微处理器的产品始于1973年12月研制成功的Intel8080；其他型号的微处