计算机硬件系统要点.ppt

主要解决的问题 现代电子计算机的“史前”时代p40 冯氏机的基本结构-p42 计算机的历史-p40(只讲逻辑元件，和第4代其余学生自学) 巨型/超级计算机列表（201106）p48 微型计算机系统p49:=软件+硬件 微型计算机硬件系统-p49—重点讲授 CPUp50计算机工作原理5+4 p50倒数第3段：取指令-执行指令、cpu内部结构 计算机的总线结构p51-图2-15 存储器系统—p52-重点讲授主存储器 外存储器—p54--CPU不能直接访问 输入设备-p59 输出设备-p61 外部设备接口-p62 计算机的逻辑元件 2006年集成度达1.51亿个/片 现代计算机之父--冯诺依曼p38 第一台电子计算机－ENIAC-p39 第二代计算机-p40 第三代计算机－system/360 第四代计算机－ILLIAC IV 天河二号 计算机工作原理:5+4=?p50倒数第3段：取指令-执行指令 计算机的主板 摩尔定律 张首晟--2014年诺贝尔奖预测名单 RAM,ROM 课后作业 预习 *第2章 *第2章 冯氏机 冯·诺依曼型计算机? MEMORY？ BUS？ PORT?? 摩尔定律？ 未来的计算机？? 巨型计算机？? 微机的主件？工作原理？? 目录 对现代计算机的发明做出杰出贡献的人物和事件p41： 1674年德国数学家莱布尼茨，提出了“二进制”数的概念。 1847年英国科学家乔治·布尔创立了逻辑代数（布尔代数）。用“0”和“1”表示信号的有/无、电路的通/断。布尔代数为计算机的设计和制造奠定了理论基础。 1936年英国科学家图灵，提出了可计算计算机的概念，后来人们将他描述的计算机称之为“图灵机”。图灵机（即，现代通用计算机的数学模型）为计算机的硬件和软件作了理论上的准备，对计算机的一般结构、可实现型和局限性研究产生了深远的影响p23倒第1段。 冯氏机 冯·诺依曼多次说到“现代计算机的设计思想来源于图灵” 工作原理：程序存储，顺序控制 基本思想：1.二进制 2.指令和数据都存储在机内（原来只存数据） 计算机组成：运算器、控制器、存储器及I/O设备倒数第2段 以“图灵机”为理论基础，冯·诺依曼?提出了现代电子计算机的工作原理及体系结构（实用图灵机）： 冯提出的原理导致现代意义的电子计算机的诞生，其卓越的思想为电子计算机的逻辑结构设计奠定了基础，已成为计算机设计的基本原则。故许多人推举他为“现代电子计算机之父”，将具有上述原理和体系的机称为冯氏机(4代主要为冯机)。 史前 四代计算机 史前计算机p40-42 第一代p44 第二代p45 第三代p46 第四代* p47 划分标志* 构成计算机硬件的 逻辑元件 电子管 1946~1957 晶体管 1958~1964 中小集成电路 1965~1970 超大集成电路 1971~ 冯氏体系 超级计算机 按 全球超级计算机500强评选始自1993年，每半年评选1次。 评选由美国能源部劳伦斯.伯克利国家实验室、田纳西大学和德国曼海姆大学共同完成。 名次 名称 峰值速度 Petaflop/s 千万亿次/s 1 K COMPUTER 8.16 日本 2 天河一号国防科技大学 2.57 中国 3 JAGUAR 1.76 美国 由数百数千甚至更多的处理器（机）组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。(天河一号，就用了逾7000个Intel处理器） 2014年6月：第1名-天河2号-5.49亿亿次。 ? 计算速度=1T次/s 超级计算机 系统组成 控制器 运 算 器 主（内）存储器 输 入 设 备 外存储器 主机： CPU： CPU + 主/内存储器 微处理器(控制+运算+寄存)p50 外设: I/O+ 辅/外存储器 硬件系统 工作原理 寄存器 输 出 设 备 下面根据该程序，介绍各器件和工作原理 void main( ) { int a, b, c; scanf(%d%d, a,b); c=a+b; printf(c=%d\n,c); } 主板: 最大一块电路板,各部件的连接平台 冯机2：程序存储。自动执行指令集合 （取?分析?执行指令，指令即2进制编码） void main( ) { int a=5, b=4, c; c=a+b; printf(c=%d\n,c); } 硬件系统 总线结构 控制器 运 算 器 寄存器 内部总线 运算器: 算术(+-*/)和逻辑(逻辑加/乘/非) 控制器: 读取指令/分析/发出控制