计算机组成原理第1 章.ppt

主讲教师 丁纪凯 计算机系统概论 本章要点 第1章 计算机系统概论 1.1 计算机系统发展简史 1.2 电子计算机硬件的主要组成部分 1.3 电子计算机系统的主要技术指标 1.4 软件概述 1.5 计算机系统层次结构 1.6 计算机的应用 ☆ ENIAC计算机存在的主要缺点 ： ① 存储容量太小，它没有真正的存储器，只用20个字节的 寄存器用来存储数字； ② 采用十进制数； ③ 用线路连接的方法来编排程序——每次改变计算方式都 要变更电路连接，准备时间大大超过实际计算时间。 （2）电子模拟计算机 ◇ 数据由连续量来表示，是对连续变量进行运算的解算装置； ◇ 电子模拟计算机中，变量为连续变化的直流电压、电流或电荷； ◇ 运算部件主要是由运算放大器、精密电阻、电容和特殊的开关 元器件组成。受元器件精度限制，整机的运算精度远低于电子数 字计算机； ◇ 具有连续性、并行性实时性和操作简便的特点； ◇ 适用于连续系统的实时仿真。在现代的电子模拟计算机中引入 各种逻辑电路和存储电路可增强电子模拟计算机的仿真功能。 （4） 第四代 — 大规模和超大规模集成电路计算机 ▲ 从20世纪70年代中期开始； ▲ 采用大规模集成电路和超大规模集成电路器件高密度、高速度的 处理器芯片和存储器芯片； ▲ 运算速度可达每秒几千万次～上亿次； ▲ 精度更高、存储容量更大、稳定性更好以及体积更小（在实现相 同功能的条件下）等； 3.通用化、系列化和标准化 通用化 — 指令系统丰富，兼顾科学计算、数据处理、实时控制 三个方面。 4.电子数字计算机分类 （1） 巨型机 ◆ 需要有很高的运算速度、很大存储容量的计算机； ◆ 集成电路的进展，为制造巨型机提供了条件； ◆ 巨型机对国防技术的发展是不可缺的； ◆ 巨型机Cray-1计算机的向量运算速度达每秒8000万次，并兼 顾了一般的标量运算。应用于天气预报、飞行器设计和核物理研究 中存在大量向量运算。 1983年研制成功的Cray X-MP机向量运 算速度达每秒4亿次； （2）大型机 ◆ 具有高可靠性、高吞吐能力、高安全性、高可扩展能力以及防病 毒和防黑客能力； ◆ 用作一个安全的、开放的大型服务器，作为企业的计算平台； ◆ 一般具有系列化的特点； ◆ IBM公司于1998年推出的IBM S/390系列的第5代产品，其 主机速度为每秒10亿次； （3）小型机 ◆ 规模小、结构简单、设计试制周期短； ◆ 具有硬件和软件成本低、操作和维护容易以及可靠性高等特点； ◆ 管理机器和编制程序都比较简单； ◆ 便于计算机的普及和推广； ◆ 应用领域扩展到控制领域，采用小型机进行数据采集、整理、分 析、计算等工作； （4）微型机 ◆ 产生于20世纪60年代末至70年初； ◆ 1971年10月，美国Intel公司首推微处理器（构成运算器和控制器 的所有元件都集成在一片大规模集成电路芯片上）。以微处理器为 基础，配以内存储器以及输入/输出（I/O）接口电路和相应的辅助电 路而构成微型计算机（微型机） ； ◆ 1971年4位微处理器Intel 4004推出； 1978年问世的Intel 8086是16位微处理器，后继问世的Intel 80286 、80386与8086兼容； 1981年以后，32位微处理器Intel 80386、80486和 Pentium系 列的微处理器相继问世； （5）工程工作站 工程工作站EWS简称工