第1章计算机讲述.ppt

2.第一代：电子管计算机（46~57) 内 存 延迟线或磁芯 外 存 纸带、卡片或磁带 工作速度 几千～一万次／秒 软 件 机器语言或汇编语言 应 用 科学计算 代表机型 ENIAC 特 点 体积庞大，运算速度 　　　　　　低，成本高　　　　　　 3.第二代：晶体管计算机(58~64) 物理元件 晶体管 内 存 磁芯 外 存 磁带或磁盘 工作速度 几十万次／秒 软 件 高级算法语言 应 用 事务管理及工业控制 代表机型 IBM 7000 系列 优 点 体积小，寿命长，速度　快，能耗少，可靠性高 4.第三代：集成电路计算机(64~70) 物理元件 中小规模集成电路（硅） 内 存 半导体存储器 外 存 磁带或磁盘 工作速度 几十万～几百万次/秒 软 件 高级算法语言、操作 系统 应 用 计算、管理及控制 代表机型 IBM System /360 优 点 体积更小、速度更快、能耗更小、寿命更长 发展特点 计算机设计出现了标准化、通用化、系列化的局面 5.第四代：超大规模集成电路计算机 物理元件 （超）大规模集成电路 内 存 半导体存储器 外 存 磁盘和光盘 工作速度 几百万～几千万次／秒 软 件 操作系统和应用软件 应 用 以计算机网络为特征 第五代：智能化计算机 计算机的分代---硬件技术对计算机更新换代的影响 微处理器的发展 4004(2300/50μm)/8008 8080/8085、8086/8088 80286/80386/80486 Pentium/Pentium Pro/PentiumⅡ Pentium Ⅲ/Pentium Ⅳ(4200万/0.13μm) 集成电路技术的发展是基础 高性能、低能耗、高速度、低成本 1.2.1 计算机系统的层次结构 计算机语言可以说是一种虚拟的计算机系统 计算机语言由低级向高级发展，高一级语言的语句相对于低级语言功能更强，更便于应用，但又都以低级语言为基础。 对于用某一层语言编写程序的程序员来说，似乎有了一种新的机器，该机器能执行用该层语言写的全部程序。 1.2.1 计算机系统的层次结构 软件硬件界面分配 软件和硬件的逻辑等效性 由软件实现的功能在原理上可以由硬/固件实现。同样，由硬件实现的功能原理上也可以由软件的模拟方法来实现。 软件和硬件的性能价格比是不等效的。 对于计算机系统软硬件功能分配应保证在满足应用的前提下，充分利用硬件、器件、软件技术，使系统达到较高的性能价格比。 1.3 计算机组成 1.3.1 冯·诺依曼体系结构 计算机组成原理讨论的基础就是冯·诺依曼体系结构的计算机，其基本设计思想就是存储程序和程序控制，具有以下特点： (1) 采用二进制形式表示数据和指令　　在存储程序的计算机中，数据和指令都是以二进制形式存储在存储器中的。从存储器存储的内容来看两者并无区别．都是由0和1组成的代码序列，只是各自约定的含义不同而已。 1.3 计算机组成 1.4 计算机的结构和功能 1．功能。从本质上来说,计算机的结构和功能运作都很简单。 基本功能：数据处理、数据存储、数据传送、控制 (1)计算机能处理数据、数据可以有多种形式，只存在几种数据处理的基本方法或类型。 (2)计算机也必须在某个特定的时刻存储它正在运算的数据值。因此，计算机至少要有短期数据存储功能。 (3)计算机必须能在它自身与外界之间传送数据。这个过程称数据通信。 (4) 控制功能最终是由给计算机提供指令的人来施加。在计算机系统中，控制器根据这些指令管理计算机的资源，并协调各个功能部件的操作方式。 功能 (1) Data movement 数据传输 e.g. keyboard to screen 由键盘 到屏幕 功能(2) Storage 数据存储 e.g. Internet download to disk 网上下载 到硬盘 功能 (3) Processing from/to storage 处理存储数据 e.g. updating bank statement 更新数据库 功能 (4) Processing from storage to I/O 处理并输出 e.g. printing a bank statement 打印数据 2．结构 计算机是 以某种方式与其外部环境交互的实体。概括地说 与外部环境的所有连接可以划分为外围设备和通 信线路。主要有4种结构组件： ·中央处理单元（CPU）：控制计算机的操作并完 成数据处理 ·主存储器：存储数据 ·I/O：在计算机及其外部环境之