计算机组成原理课件 第一章 概述.pdf

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1、计算机组成原理PiilfCPrincipleofComputtOerOrganiitizationV第第章一章计算机系统概述北京邮电大学戴志涛计算机学院计算机学院2009-2-181本章内容¾从存储程序的概念入手，说明计算机的基本组成¾从信息处理过程出发，说明一个完整的计算机系统是由哪些硬件和软件构成的，以及软硬件之间的关系¾对各部分有一些粗浅的、整体的认识计算机学院2009-2-182计算机的分类¾按照输入输出信号的形式分类ß电子模拟计算机ß电子数字计算机计算机－>电子计算机－>电子数字计算机计算机学院2009-2-183计算机的分类¾按照计算机的体系结构、运算速度、结构规模

2、、适用领域分类：1989年IEEE科学巨型机委员会：ß个人计算机（PersonalComputer）：PCß工作站（Workstation）：SUN、HP工作站ß小型计算机（Minicomputer）：VAX-11ß主机（Mainframe）：IBM4381ß小巨型计算机（Minisupercomputer）：ELXSII6400ß巨型计算机（Supercomputer）：Cray-I计算机学院2009-2-184计算机的分类¾以应用为中心的分类方法ß通用计算机：*具有计算机的标准形态，通过装配不同的应用软件，以类同面目出现并应用在社会的各个方面ß专用计算机/嵌入式（Embed

3、ded）计算机：*被安装、固定、嵌入到交通工具、仪器仪表、控制系统、通信设备、家用电器等部件中的模块化数据处理机*以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统中计算机学院2009-2-1817计算机的发展历史——萌芽¾古代：商业活动中用来记录和计算的设备ß古巴比伦的粘土板（公元前4000年）ß中国的算盘（公元前3000年）19计算机的发展历史¾机械式数字计算机11642642年法国数学家Pascal1671年德国数学家Leibniz计算机学院2009-2-1822计算机的发展历史——技术和理论准备¾GeogeBoole，《思维规律研究》，1854年，创立数理逻辑计算机学院200

4、9-2-1824计算机的发展历史——计算理论的奠基人¾图灵（AlanTuring）：ò1912~1954ò计算机科学之父¾1936年：论文《理想计算机》¾图灵机（TuringMachineTuringMachine¾计算机学科的最高荣誉：ACM（美国计算机学会）图灵奖25计算机的发展历史——计算机体系结构创始人¾冯·诺依曼（JohnvonNeumann）：190319031957~1957¾1946年：论文《电子计算工具逻辑设计》，“存储程序”的概念¾冯·诺依曼体系结构（vonNeumannarchitecture）27世界上第一台电子数字计算机¾1946年¾宾夕法尼亚大学MM

5、oore学院¾ENIAC（“电子数字积分计算机”，ElectronicNumericalIntegratorandComputer）31计算机的发展简史¾第一代电子管(1946-1958)ß耗电高，体积大，定点计算，机器语言，汇编语言ß形成了计算机的基本体系，确定了程序设计的基本方法¾第二代晶体管(1958-1965)ß变集中处理为分级处理，浮点运算，高级语言ß开始应用于工业控制计算机学院2009-2-1833计算机的发展简史¾第三代中小规模集成电路(1965-1970)ß存储容量大，运算速度快，几十至几百万次/秒ß系列机解决硬件更新、软件相对稳定的矛盾¾第四代大规模/超大规模

6、集成电路(1971-1990年)ß微型机开始出现¾第五代巨大规模集成电路(1991至今)？ß光计算机？量子计算机？生物计算机？计算机学院2009-2-1834计算机的发展方向¾性能方面：ß运行速度不断提高，处理器字长不断增加¾功能方面：ß全面支持多媒体技术，与网络技术全面结合¾体系结构方面：ß从单处理器、单机系统向多处理器和网络化过渡ß向以通信为中心的体系结构发展¾可用性方面：ß面向过程－>面向对象ß智能化计算机学院2009-2-1837摩尔（GordonMoore）定律集成电路大体上每18个月翻一番，今后可持续?年返回计算机学院2009-2-1838计算机的发展方向¾制造工艺

7、方面：ß向超高集成度方面发展ß力求在电子技术之外找到解决办法¾从用户的角度看，计算机技术发展的主要目标是：提高性能方便使用计算机学院2009-2-1839达到目标的技术途径提高性能：现有半导体技术：提高并行处理能力数据流计算机网络化，多处理机技术非半导体技术：超导计算量子计算生物计算光计算方便使用：智能化：人工智能机器推理大众化：改进计算机的外部设备和运作方式多媒体技术计算机学院2009-2-1840计算机的应用领域¾科学计算：最早的应用领域——高速、高精度密码破译，天气预报，地质勘探，卫星