第二章 计算机的发展及应用计算机组成原理课件 .ppt

第二章 计算机的发展及应用 2．1 计算机的发展史 2.1.2 第一代计算机（1939～1957） 第一代计算机为电子管计算机，其逻辑元件采用电子管，存储器件为声延迟线或磁鼓，典型逻辑结构为定点运算。 计算机硬件的发展受电子开关器件的影响极大，为此，人们习惯以元器件的更新来作为计算机技术进步划代的主要标志。 ENIAC没有采用二进制操作和存储程序控制，未具备现代电子计算机的主要特征。 1945年3月，冯·诺依曼领导的小组发表了二进制的程序存储方式的电子数字计算机方案EDVAC，宣告了现代计算机结构思想的诞生，后来以此概念为基础的各类计算机统称为冯?诺依曼机 。 1949年制成的EDSAC成为世界上第一台存储程序式的现代计算机。 所谓的真空管（电子管）就是控制电子流量的阀门。它的外观有点像灯泡(通常由玻璃制成)，其中已经被抽至几近真空。 Wilkes with the EDSAC Technology: vacuum tubes Memory: 1K words, 17 bits, mercury delay line Speed: 714 operations per second 2.1.3 第二代计算机（1958～1964） 第二代计算机为晶体管（Transistor）计算机。 1947年，美国贝尔实验室发明的半导体三极管为计算机的发展创造了新的物质基础，该实验室于1954年制成了晶体管计算机TRADIC。 计算机典型逻辑结构实现了浮点运算，并提出了变址、中断、I/O处理等新概念。这时计算机软件也得到了发展，出现了多种高级语言及其编译程序。 和第一代电子管计算机相比，第二代晶体管机体积小，速度快，功耗低，可靠性高。 进入50年代后，全球出现了一场以晶体管替代电子管的革命，计算机性能有了很大提高。 如IBM晶体管机7094（1964年）与电子管机701（1952年）相比，其主存容量从2KB增加到32KB；存储周期从30微秒下降到1.4微秒；指令操作码数从24增加到185；运算速度从每秒上万次提高到每秒50万次。 1947年12月23日，37岁的美国物理学家肖克莱和他的合作者在著名的贝尔实验室向人们展示了第一个半导体电子增幅器，即最初的晶体管。晶体管的发明成为人类微电子革命的先声。 2.1.4 第三代计算机（1965～1971） 典型特征：采用小规模集成电路（SSI）和中等规模集成电路（MSI），逻辑元件与存储器均由集成电路实现 。 摩尔定律：“由于硅技术的不断改进，每18个月，集成度将翻一翻，速度将提高一倍，而其价格将降低一半”。戈登·摩尔（Golden Moore）---Intel公司的创始人之一 （1965年提出） 典型代表：IBM公司于1964年4月宣布的IBM 360系统，这是计算机发展史上具有重要意义的事件。 该系统采用了计算机科学技术中一系列新事物，包括微程序控制、高速缓存、虚拟存储器、流水线技术等。 IBM System/360 2.1.5 第四代计算机（1972～） 第四代计算机采用大规模（LSI）和超大规模（VLSI）集成电路作为主要器件。 并行处理技术的研究与应用以及众多巨型机的产生也成为这一时期计算机发展的特点。 四代机时期的一个重要特点是计算机网络的发展与广泛应用。 大规模（LSI）和超大规模（VLSI）集成电路 2.1.6 微型机的发展 1971年，Intel公司31岁的工程师霍夫研制成世界上第一个4位的微处理器芯片4004，集成了2300个晶体管； 1970年，Fairchild制作了第一个存储芯片，该芯片可保存256位二进制信息； 1971年用4004微处理器制成了MCS-4微型计算机 1971年英特尔诞生了第一个微处理器——4004。该芯片其实是为Busicom calculator专门设计制造的，但已经可以看到个人电脑的影子在里面了。据说当时有一位留着长发的美国人在无线电杂志上读到I4004的消息，立即就想能用这个CPU来开发个人使用的操作系统。结果经过一番仔细折腾之后，发现I4004的功能实在是太弱，而他想实现的系统功能与Basic语言并不能在上面实现只好作罢，这个人就是比尔.盖茨——微软公司的老板。不过从此之后，他对英特尔的动向非常关注，终于在1975年成就了微软公司（Microsoft Corporation）。 4004处理只能处理4位数据，但内部指令