计算机组成原理-1

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1、第第11章章绪论绪论1.1计算机的产生与发展1.2冯·诺依曼计算机模型1.3计算机的组成结构1.4计算机系统的分类1.5计算机的性能评价1.6微处理器与微型计算机1.8计算机的特点及应用1.9计算机的发展2013-9-101.11.1计算机的产生与发展计算机的产生与发展•计算工具扩展并延伸了人脑的功能1手动计算工具：算盘2013-9-101.11.1计算机的产生与发展计算机的产生与发展2机械式计算工具：手摇台式计算机–1642年，法数学家Pascal始创–1673年，德数学家Leibnitz改进–1822年，英数学家Babbage差分机2013-9-101.11.1计算机的产生与发展计

2、算机的产生与发展3现代电子计算机的发展冯·诺依曼2013-9-10图灵（Turing）（vonNeuman）现代电子计算机的发展现代电子计算机的发展•第一代计算机（1946-1958）电子管时代ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorandCalculator）EDVAC（ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer）运算速度：每秒几千次1954年第1个高级程序设计语言Fortran问世2013-9-10世界上第一台电子计算机世界上第一台电子计算机ENIAC(1946)ENIAC(1946)2013-9-1

3、0世界上第一台电子计算机世界上第一台电子计算机ENIAC(1946)ENIAC(1946)1946年美国ENIAC1955年退役十进制运算18000多个电子管1500多个继电器150千瓦30吨1500平方英尺5000次加法／秒用手工搬动开关和拔插电缆来编程2013-9-10现代电子计算机的发展现代电子计算机的发展2013-9-10现代电子计算机的发展现代电子计算机的发展第一个存储程序计算机650instructions/secEDSAC1(1949)2013-9-10现代电子计算机的发展现代电子计算机的发展•第二代计算机（1958-1965）晶体管时代–计算机的应用从科学计算，扩展到：

4、数据处理和过程控制。–计算机的运算速度达到：几万到几十万次每秒。–高级程序设计语言Algol60问世。2013-9-10现代电子计算机的发展现代电子计算机的发展•第三代计算机（1965-1970）集成电路时代–集成电路(IntegratedCircuits,IC)代替分立元件。–计算机的运算速度最高可达：几千万次每秒–操作系统(OperatingSystem,OS)日益成熟。–半导体存储器开始替代磁芯存储器。–IBMSystem360系列机问世。DEC公司推出小型计算机PDP-8，一举成名。2013-9-10现代电子计算机的发展现代电子计算机的发展2013-9-10IBM360-cir

5、ca1970现代电子计算机的发展现代电子计算机的发展•第四代计算机（1970-）大规模集成电路时代–现代计算机技术基本成熟，并行计算机得到广泛的重视。–基于向量并行处理技术的Cray-1是人类首次获得每秒1亿次的运算速度。–微处理器和微型计算机问世。2013-9-10现代电子计算机的发展现代电子计算机的发展代时间硬件技术速度（次/秒）IBM650一1946－1957电子管40,000二1958－1964晶体管200,000CDC6600IBM360三1965－1971中、小规模集成电路1,000,000DECPDP-8四1972－1977大规模集成电路10,000,000IBM370通

6、用化1978－现在超大规模集成电路100,000,000系列化标准化现代电子计算机的发展现代电子计算机的发展第五代计算机？2013-9-10第五代计算机第五代计算机——智能计算机智能计算机•1998年IBM公司研制的“深蓝(DeepBlue)”战胜了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫。–中国台湾省的许峰雄博士领导----“深蓝之父”。•2011年2月16日，IBM“华生(Watson)”在美国著名的益智节目“Jeopardy(危险边缘)！”中，战胜了两位前冠军参赛者。2013-9-101.21.2冯冯··诺依曼计算机模型诺依曼计算机模型问题/研究目标/需求分析：通用计算机•冯·诺依曼的问题求解

7、方案：–将计算机的用途和硬件完全分离。引入“程序”和“存储器”，采用“存储程序”的控制方案•冯·诺依曼计算机的基本组成：–运算器、存储器、输入单元、输出单元、控制器2013-9-10冯冯··诺依曼计算机硬件框图诺依曼计算机硬件框图存放数据存放数据和程序和程序算术运算算术运算将结果转换成将结果转换成将信息转换成机将信息转换成机存储器逻辑运算逻辑运算人们熟悉的形式人们熟悉的形式器能识别的形式器能识别的形式结数果据输入设备运算器输出设备计算步骤和计算