计算机组成原理-第一章.ppt

物理与电子学院通信工程教研室陈莹1.1计算机的分类一、电子计算机从总体上来说分为两大类。电子模拟计算机。数值由连续的量来表示。电子数字计算机。计算机中的数值由不连续的数字来表示。二、数字计算机分类数字计算机根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分，可以划分为两类：专用计算机：特殊配置，功能单一，解决特定问题。通用计算机：通用性强，综合能力强，解决各种问题。三、通用计算机分类通用计算机根据体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、指令系统规模和机器价格等可以分为：超级计算机大型机服务器工作站微型机单片机1、ENIAC概况1）数据表示——十进制。2）工作存储器——只有20个单元，用于存放数据。3）编程——先要人工对面板上6000多个电子开关进行机械定位，然后通过转插线插头，插入与拔出方式来编制程序。4）ENIAC共用18000多个电子管，6000多个继电器，耗电140KW，占地170平米，重630吨，运算速度5000次/秒。计算机的发展：第一代为1946—1957年，电子管计算机：数据处理第二代为1958—1964年，晶体管计算机：工业控制第三代为1965—1971年，中小规模集成电路计算机：小型计算机第四代为1972—1990年，大规模和超大规模集成电路计算机：微型计算机第五代为1991年开始，巨大规模集成电路计算机：单片机计算机发展的总趋势：计算机工业是当今世界发展最快的工业之一。90年代，微型计算机已迈入64位的新时代。随机存储器,光盘,Cache等信息存储技术正已惊人的速度发展,网络技术从传统的高速网络技术向异步传输模式（ATM）发展,多媒体计算机正在国际范围内推广使用,大规模并行处理系统（MPP）的处理速度已达到TFLOPS级,超立方体计算机,神经网络计算机,光计算机等高性能的计算机正在加紧研究,试制之中。我国首台万亿次计算机诞生：联想深腾1800大规模计算机系统研制成功.2002年8月29日，6位院士,7位专家鉴定会通过。使用512个处理机求解153600阶线性方程组,实测性能达到每秒1.027万亿次浮点运算。万亿次计算机机身总长14米,包含20个机柜,256个计算功能节点机,526个高性能至强处理器万亿次计算机内存容量272GB系统总硬盘空间为6TB实际运算速度排世界第24位为国内第一个实测速度超过万亿次的计算机产品1.2.2半导体存储器的发展20世纪50～60年代，所有计算机存储器都是由微小的铁磁体环1970年，仙童半导体公司生产出了第一个较大容量半导体存储器从1970年起，半导体存储器经历了11代：单个芯片1KB、4KB、16KB、64KB、256KB、1MB、4MB、16MB、64MB、256MB、GB。其中1K=210,1M=220,1G=230intel的CPU发展史1、20世纪70年代的处理器Intel40041971年，英特尔公司推出了世界上第一款微处理器4004。随后又推出了8008。1974年，8008发展成8080,成为第二代微处理器。1978年英特尔公司生产的8086是第一个16位的微处理器。这就是第三代微处理器的起点。1979年，英特尔公司又开发出了8088而且英特尔在后续CPU的命名上沿用了原先的x86序列，直到后来因商标注册问题，才放弃了继续用阿拉伯数字命名。2、20世纪80年代的处理器1982年，英特尔公司在8086的基础上，研制出了80286微处理器。80286，intel最后一块16位cpu。1985年10月17日，英特尔划时代的产品——80386DX正式发布了。1989年英特尔公司又推出准32位微处理器芯片80386SX。1989年，80486芯片由英特尔推出。2、20世纪90年代的处理器1993年，全面超越486的新一代586CPU问世pentiumpropentiumII1.3计算机的硬件一、硬件组成要素通过一个例子我们来了解数字计算机的主要组成和工作原理。假设给一个算盘、一张带有横格的纸和一支笔，要求我们计算y=ax+b-c这样一个题目。解题步骤和数据记录在横格纸上，请看过程。手工模仿计算机工作二、数字计算机基本组成控制器：人的大脑的操作控制功能运算器：人的大脑的计算功能存储器：人的大脑记忆功能输入设备：交互接口，笔输出设备：交互接口，纸冯·诺依曼型计算机四、运算器运算器是计算机中对数据进