1计算机的发展.PDFVIP

计算机是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处 理的现代化智能电子设备。本章重点讲述计算机系统的组成与多级层次结构，分析计算机系 统结构、计算机组成与计算机实现的含义，讨论计算机系统结构性能分析的方法。通过本章 的学习，可以使读者建立初步的计算机整机概念。 １．１　计算机的发展 １９４６年正式公布的 ＥＮＩＡＣ （ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＮｕｍｅｒｉｃａｌＩｎｔｅｇｒａｔｏｒＡｎｄＣｏｍｐｕｔｅｒ，电子数字 积分计算机）是世界上第一台由程序控制的电子数字计算机。ＥＮＩＡＣ 宣告了一个新时代的 开始，从此揭开了电子计算机发展和应用的序幕。 １． 计算机的发展概况 科学技术的进步，尤其是在逻辑器件、存储设备以及体系结构等方面的更新与改进，极 大地推动着计算机的迅速发展。 １）在逻辑器件方面，计算机从电子管、晶体管、集成电路发展到大规模集成电路、超大规 模集成电路。大规模集成电路 ＬＳＩ （ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）通常指含逻辑门数为１００～９９９９门 （或含元件数为１０００～９９９９９个）的 集 成 电 路。到２０ 世 纪 ８０ 年 代，超 大 规 模 集 成 电 路 ＶＬＳＩ （ＶｅｒｙＬＳＩ）在芯片上容纳了几十万个元件，后来的特大规模集成电路 ＵＬＳＩ （ＵｌｔｒａＬＳＩ）将数字 扩充到百万级，这使得计算机的体积和价格不断下降，而功能和可靠性不断增强。 ２）在存储设备方面，主存储器从磁鼓、磁芯发展到现在的半导体存储器，辅助存储器 从磁盘、磁带发展到光盘存储器等。存储容量越来越大，存取速度越来越快，位价格越来越 低。外部设备多种多样，应用越来越广。器件与设备的发展，使得计算机体积更小、价格更 低、可靠性更高、计算速度更快。 ３）在器件更新的同时，计算机的系统结构也在不断地改进。许多新的概念不断产生，新 的组成方式不断得以实现。例如，采用大量的通用寄存器，以减少访问存储器的次数；增设浮 点运算器，以提高浮点运算能力；采用变址寄存器、间接寻址方式、虚拟存储器、Ｃａｃｈｅ等技 术，以提高存储器的性能；设立中断控制系统，采用输入／输出通道技术，以提高数据输入输 出能力；此外，还有微程序控制器、并行处理技术、多处理机技术及系列化产品等概念。正是 由于器件的更新与系统结构的改进，才促使了计算机的不断发展和更新换代。 ２． 计算机的发展方向 未来的计算机将采用更先进的数据存储技术 （如光学、永久性 半 导 体、量 子 技 术 等）；