一微机原理概述及文化基础.PPTVIP

课 程 说 明 课 程 性 质 课程的目的与任务 教 材 考 核 答 疑 与 反 馈 意 见 主 要 内 容 第一章 微型计算机概述 1.1 计算机的发展概述 1.2 微型计算机的特点和应用 1.3 微型计算机系统 1.4 计算机基础知识 第一节 计算机的发展概述 1.1.1 微电子器件的发展史 1.1.2 计算机的发展史 1.1.3 计算机编程语言的发展 微电子器件的发展史 电子管 特点：体积大、功耗高、寿命短、速度慢、可靠性差。 半导体晶体管 特点：体积小、功耗低、可靠性高。包括双极型晶体管和场效应晶体管。 集成电路芯片 (IC: Integrated Circuits) 特点：速度快、体积更小、功耗更低、可靠性更高等。 IC集成度的分类 SSI（小规模集成电路） 晶体管数100个以下 MSI（中规模集成电路） 晶体管数100～3000个 LSI（大规模集成电路） 晶体管数3000～105个 VLSI（超大规模集成电路） 晶体管数105～108个 ULSI（甚大规模集成电路） 晶体管数108个以上 目前的P4集成度超过108 计算机的发展史 电子管计算机（1946年到50年代后期） 存储器：延迟线、磁芯 无高级语言，甚至没有汇编器 科学计算、为军事与国防尖端科技服务 没有商业化 晶体管计算机（50年代中期到60年代后期） 磁芯存储器，存储量从几千提高到10万单元以上 运算速度从每秒几千次提高到几十万次 军事与尖端技术、气象、工程设计、数据处理以及其他科学研究等领域 中、小规模集成电路集成电路计算机（从60年代中期到70年代前期） 功耗、体积、价格等进一步下降。 速度及可靠性相应的提高 范围进一步扩大 大、超大规模集成电路计算机（70年代初至今） 20世纪60年代后，半导体存储器取代了磁芯存储器，并不断向大容量、高集成度、高速度发展。 70年代初，出现微型计算机（PC）——以微处理器（MPU，单片IC的CPU）为核心的电子计算机。 计算机进入了几乎所有的行业。 计算机发展过程中的重要里程碑 ENIAC ENIAC ENIAC 2.存储程序概念的提出 以美籍匈牙利数学家冯·诺依曼为首的研制小组与参与研制ENIAC主要人员联名发表了一篇长达101页纸的报告，即计算机史上著名的“101页报告”，提出了“存储程序控制”的计算机结构(即冯·诺依曼机），奠定了现代计算机的体系结构。 冯·诺依曼体系结构 能把需要的程序和数据送至计算机中。 （输入） 必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。 （存储） 能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。 （运算） 能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器的各部件协调操作。 （控制） 能够按照要求将处理结果输出给用户。（输出） 简单讲，微型计算机系统的工作过程是取指令(代码)→分析指令(译码) →执行指令的不断循环的过程。 冯·诺依曼体系结构组成 3.第一台存储程序计算机 1949年在英国剑桥大学问世的EDSAC，由3000只电子管为主要元件的存储结构的计算机。 4.晶体管计算机的诞生 1954年，贝尔实验室研制成功第一台使用晶体管线路的计算机（TRADIC），装有800个晶体管。 1958年，IBM公司制成了第一台全部使用晶体管的计算机RCA501型。计算速度从每秒几千次提高到几十万次，主存储器的存储量，从几千提高到10万以上。 1959年，IBM公司又生产出全部晶体管化的电子计算机IBM 7090。 5.第三代计算机的的著名代表 在1967年和1977年，分别出现了大规模集成电路和超大规模集成电路。美国的ILLIAC-IV计算机，是第一台全面使用大规模集成电路作为逻辑元件和存储器的计算机。 Intel系列CPU的发展，特别是1978年推出的8086 16位CPU，为微机的出现奠定了硬件基础。 1980年，IBM实行“开放”政策；采用Intel 8088 MPU、委托独立软件公司为它配置各种软件。 1981年8月12日，IBM在纽约宣布IBM PC个人电脑出世。 计算机的发展方向 计算机发展的四个方向：巨、微、网、智 微型计算机的发展 摩尔定律 微处理器的发展 摩尔定律 歌登·摩尔（Gordon Moore）是Intel公司奠基者之一，他在1964年提出一个摩尔定率，摩尔定律说每18个月半导体集成电路里面晶体管的个数会翻一倍，也就是集成度提升一倍，每隔18个月其性能会提升一倍。这个非常著名的摩尔定率，从1964年提出以来（尽管当时计算机集成电路芯片还没有出现），到1971年Intel公司首次做出第一块C