计算机系统原理-国防科技大学精品课程.ppt

计算机系统原理 国防科技大学计算机学院 唐玉华 教授 E-mail：yhtang62@163.com Tel: 73640-602（O） 课程研究内容 Principle —— A general truth or belief that is used as a base for reasoning or action, or for the development of further ideas A law of nature as scientifically discovered and stated 计算机原理——Computer Principle 基本结构 Basic Architecture 工作原理 Principle 设计方法 Layout Methods 与其它课程的关系 课程学习的意义 了解计算机的工作原理 理解并掌握计算机的使用 为计算机应用打下坚实基础 课程学习方法 认真听讲，积极思考 是什么，为什么 温故而知新 预习、复习、实践 概念的记忆与原理的理解 交流是成功的关键 向他人交流 查阅相关文献和书籍 参考文献 Carl Hamacher等， 《计算机组成》，机械工业出版社，2004 Randal E. Bryant等， 《深入理解计算机系统》，中国电力出版社，2004 唐溯飞，《计算机组成原理》，高等教育出版社，2004 尤晋元等 ，《Windows操作系统原理》，机械工业出版社，2001 颜彬等，《计算机操作系统》，清华大学出版社，2007 课程考核方法 笔试：70% 实验：20％ 作业：10% 第一章 概述 1.1 计算机的发展历史 1.2 计算机系统结构组成 1.3 程序在计算机中的执行 1.4 计算机性能评价 1.5 计算机的应用与发展 本讲简要说明 目的与要求：了解计算机的发展历史，熟悉计算机，尤其是微机的基本结构 授课重点：时代划分，硬件组成，层次结构 授课难点：存储程序原理，硬件结构 阅读章节：第1.1节和1.2节 作业安排：P39 1.3、1.5、1.6题 1.1 计算机的发展历史 工具扩展人类探索自然界的功能 劳动创造工具 机械工具扩展四肢的功能 测试工具扩展五官的功能 计算工具扩展大脑的功能 1.1.1 计算机的产生与发展 手工计算阶段 记数工具：穴石、绳结、刻痕 公元前五六世纪就出现了算盘 1621年，计算尺问世 1.1.1 计算机的产生与发展 机械计算阶段 1642年，法国人Pascal发明了机械计算器 1812年，英国人Babbage提出计算过程自动化的概念，并设计了第一台通用自动时序控制机械式计算机 1.1.1 计算机的产生与发展 电子计算阶段 1939年，美国依阿华大学教授V.Atanasoff首次试用电子元件按二进制原理制造了一台电子管计算机 1942年，又制造出了一台电子管计算机ABC 1.1.1 计算机的产生与发展 电子计算阶段 1945年，第一台电子数字计算机ENIAC诞生 1.1.1 计算机的产生与发展 电子计算阶段 1949年，英国剑桥大学开发的EDSAC是世界上第一台通用电子数字计算机 1.1.1 计算机的产生与发展 时代划分 四个时代，电子器件成为划分的重要标志 第一代（20世纪40年代中期到50年代末期） 以电子管作为逻辑元件 用阴极射线管、声汞延迟线、磁带和磁鼓等作为主存储器 数据主要是定点表示，用机器/汇编语言编写程序 代表：ENIAC和EDSAC 1.1.1 计算机的产生与发展 时代划分 第二代计算机（20世纪50年代中、后期到60年代中期） 以晶体管作为逻辑元件 磁芯作为主存储器元件 引入浮点运算硬件 高级语言FORTRAN、COBOL和ALGOL出现 代表：IBM 7040，国产441B机等 1.1.1 计算机的产生与发展 时代划分 第三代计算机（20世纪60年代中期到70年代中期） 主要采用小规模集成电路和中规模集成电路 半导体存储器逐渐取代磁蕊存储器 引进了多道程序和并行处理等新的技术 代表：IBM360系列、CDC6600/7600系列和CYBER系列，国产150、151、DJS-2000系列和DJS-1000系列等 1.1.1 计算机的产生与发展 时代划分 第四代计算机（20世纪70年代中期至今） 采用大规模集成电路和超大规模集成电路 并行处理、多机系统、分布式计算机、计算机网络等技术迅速发展 各种高级语言、分布式操作系统、数据库技术竟相争艳 1.1.1 计算机的产生与发展 时代划分 1.1.1 计算机的产生与发展 摩尔定律 由Intel公司的缔造者之一Gordon Moore于1965年提出