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计算机组成原理 蒋文斌 服务计算技术与系统教育部重点实验室， 集群与网格计算湖北省重点实验室 计算机科学与技术学院 Email: wenbinjiang@ 主页：/wbjiang 电话8010 教材及参考资料： 1、高建生等。计算机组成原理。华中科技大学出版社，2004 2、白中英。计算机组成原理(第3版)。科学出版社，2000 3、莫正坤，邵平凡。计算机组成原理。高等教育、中山大学出版社，2005 4、郑纬民等译。计算机组成和设计：硬件/软件接口(第2版)。清华大学出版社，2003 5、张昆藏 译。计算机组织与结构：性能设计。电子工业出版社, 2001 6、冯博琴。微型计算机硬件技术基础。高等教育出版社，2003 课程要求及说明 1、遵守课堂纪律 2、考试重点（知识点）在课堂和作业中体现 3、闭卷考试 第1章 计算机系统概论 1. 计算机的发展简史 各时代代表机型 第四代计算机中微处理器的发展：Intel 4004 1971年1月，Intel公司的霍夫研制成功世界上第一块4位芯片Intel 4004，标志着第一代微处理器问世，微处理器和微机时代从此开始。 1971年11月，Intel推出MCS-4微型计算机系统（包括4001 ROM芯片、4002 RAM芯片、4003移位寄存器芯片和4004微处理器） 4004 8008 Intel 8086 第三代微处理器 1978年6月，Intel推出4.77MHz的8086微处理器，标志着第三代微处理器问世。它采用16位寄存器、16位数据总线和29000个3微米技术的晶体管，售价360美元。 Z80微处理器 Zilog公司于1976年开发的Z80微处理器，广泛用于微型计算机和工业自动控制设备。当时，zilog、Motorola和Intel在微处理器领域三足鼎立。 第一台微型计算机：Altair 8800 1975年4月，MITS发布第一个通用型Altair 8800，售价375美元，带有1KB存储器。这是世界上第一台微型计算机。 Altair定位在青年电脑迷市场 Paul Allen和Bill Gates在三周内为Altair开发出BASIC语言，MITS成为两个未来富翁的第一个客户 Apple 1976年3月，Steve Wozniak和Steve Jobs开发出微型计算机Apple I，4月1日愚人节这天，两个Steve成立了Apple计算机公司。 Apple II是第一个带有彩色图形的个人计算机，售价为1300美元。Apple II及其系列改进机型风靡一时，这使Apple成为微型机时代最成功的计算机公司。 1981-PC元年 早在1980年7月，一个负责“跳棋计划”的13人小组秘密来到佛罗里达州波克罗顿镇的IBM研究发展中心，开始开发后来被称为IBM PC的产品。一年后的8月12日，IBM公司在纽约宣布第一台IBM PC诞生，这个开创计算机历史新篇章的时刻。 第一台IBM PC采用了主频为4.77MHz的Intel 8088 操作系统是Microsoft提供的MS-DOS IBM将其命名为“个人电脑（Personal Computer） 计算机的发展日新月异 我国计算机技术的发展 1953年开始研究，1958年研究出第一台计算机，103型通用计算机 50年来相继研究出了第二代，第三代计算机。 80年代研究出了每秒１亿次的巨型机，银河I,II,其他如曙光天演(清华BBS,学校高性能计算中心)。1985年6月，中国第一台自行研制的微机长城0520研制成功，其广告词是：“一台我们自己制造的能够处理中文的电脑”。 在高性能计算，并行计算上已紧跟国际先进水平，但计算机的核心部件CPU技术还远远落后。 中科院研究开发的龙芯／GODSON 计算机发展的理论基础和规律 1、逻辑代数 2、图灵机：英国数学家图灵证明理想的通用数字计算机是可以制造出来的。现代通用数字计算机的数学模型 3、冯.诺依曼计算机原理：二进制存储程序并按地址顺序执行(程序控制） 4、Moore定律：微处理器内晶体管数每18个月翻一番 5、Bell定律：如果保持计算能力不变，微处理器的价格每18个月减少一半 6、Gilder定律： 未来25年（1996年预言）里，主干网的带宽将每6个月增加一倍 7、Metcalfe定律： 网络价值同网络用户数的平方成正比 8、半导体存储器发展规律：DRAM密度每年增加60%，每三年翻四倍 9、硬盘存储技术发展规律： 硬盘的密度每年增加约一倍 计算机发展的趋势 二十一世纪的计算机 光计算机： 光能够像电一样传