計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)發(fā)展及組成

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1、計(jì)算機(jī)里有什么？什么是計(jì)算機(jī)？構(gòu)成計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)理論大部分已經(jīng)有50年了。目前，計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵部件也沒有大的改變CPUDataPathControllerMemoryI/O什么是計(jì)算機(jī)？功能部件CPUDataPathControllerMemoryI/OIntelPentium什么是計(jì)算機(jī)？Datapath:完成算術(shù)和邏輯運(yùn)算，通常包括其中的寄存器。Control:CPU的組成部分，它根據(jù)程序指令來(lái)指揮datapath，memory以及I/O運(yùn)行，共同完成程序功能。Memory:存放運(yùn)行時(shí)程序及其所需要的數(shù)據(jù)的場(chǎng)所。Input:信息進(jìn)入計(jì)算機(jī)的設(shè)

2、備，如鍵盤、鼠標(biāo)等。Output:將計(jì)算結(jié)構(gòu)展示給用戶的設(shè)備，如顯示器、磁盤、打印機(jī)、喇叭等。ComputerMemoryInputOutputDatapathControl計(jì)算機(jī)剖析計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)處理器邏輯設(shè)計(jì)電路（VLSI）設(shè)計(jì)設(shè)備制造計(jì)算機(jī)剖析（續(xù)）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)處理器高級(jí)語(yǔ)言匯編語(yǔ)言機(jī)器語(yǔ)言計(jì)算機(jī)組成原理ComputerGenerationsGen-0:Mechanicalcomputers(BCtoearly1940s)Gen-1:VacuumTubes(1943-1959)Gen-2:Transistors

3、(1960-1968)JohnBardeen,WalterBrattain,andWilliamShockleyGen-3:IntegratedCircuits(1969-1977)JackKilby(1958)Gen-4:VLSI(1978-present)Gen-5:Optical?Quantum?生物？古代及近代計(jì)算技術(shù)公元前500年，中國(guó)出現(xiàn)算盤1642年，法國(guó)數(shù)學(xué)家帕斯卡（BlaisePascal）發(fā)明自動(dòng)進(jìn)位的加法機(jī)器，齒輪驅(qū)動(dòng)撥盤，在窗口顯示結(jié)果1822年，巴貝奇（CharlesBabbage）設(shè)計(jì)了差分機(jī)（Difference

4、Engine）。使用了“差分方法”的計(jì)算技術(shù)，用來(lái)對(duì)多項(xiàng)式函數(shù)進(jìn)行機(jī)械式求解1833年，巴貝奇（CharlesBabbage）設(shè)計(jì)了分析機(jī)（AnalyticalEngine），比差分機(jī)更加通用，具備了執(zhí)行任意類型數(shù)學(xué)運(yùn)算的能力，并且包括了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的許多部件（maill，store，i/o設(shè)備）Turing機(jī)1937年，AlanTuring提出一種“通用”計(jì)算機(jī)的概念，它可以執(zhí)行任何一個(gè)描述好的程序（算法），實(shí)現(xiàn)需要的功能，形成了“可計(jì)算性”概念的基礎(chǔ)。存儲(chǔ)程序的思想，使計(jì)算機(jī)從專用走向通用。正是這一創(chuàng)新，開創(chuàng)了計(jì)算機(jī)的新時(shí)代。Turing機(jī)

5、特點(diǎn)通用計(jì)算機(jī)：并不是保存所有問題的結(jié)果。存儲(chǔ)程序計(jì)算機(jī)：?jiǎn)栴}的求解由程序或過(guò)程給出，程序和過(guò)程可以通過(guò)語(yǔ)言描述。有限速度：計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序的時(shí)間是有限的。是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的鼻祖?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)的里程碑第一臺(tái)通用電子計(jì)算機(jī)ENIACElectronicNumericalandIntegrateCalculator（電子數(shù)字積分器）MauchlyandEckert設(shè)計(jì)1946年2月14日第一臺(tái)通用電子計(jì)算機(jī)，設(shè)計(jì)用于計(jì)算火炮的彈道重30噸，占地15000平方英尺，18000個(gè)電子管，耗電140KW運(yùn)算速度：5000次加法/秒使用十進(jìn)制數(shù)20個(gè)寄存器，每個(gè)

6、存放10位的十進(jìn)制數(shù)通過(guò)設(shè)置6000個(gè)開關(guān)和其它眾多的插頭和插座來(lái)編程VonNeumann機(jī)IAS現(xiàn)代計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的鼻祖：五大功能部件將程序和數(shù)據(jù)統(tǒng)一表示：存儲(chǔ)器有4096個(gè)字，每個(gè)字40位。采用二進(jìn)制數(shù)據(jù)：簡(jiǎn)化了存儲(chǔ)器只提供整數(shù)運(yùn)算：任何有能力的數(shù)學(xué)家都能在頭腦中記住小數(shù)點(diǎn)的位置。第一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)：PDP-11957年由DEC公司生產(chǎn)第二代計(jì)算機(jī)（晶體管）18位字長(zhǎng)，4K內(nèi)存，機(jī)器周期為5微秒售價(jià)120000美元。售出50臺(tái)。開創(chuàng)了計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)！第一個(gè)系列計(jì)算機(jī)：IBM360第三代計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)應(yīng)用：科學(xué)計(jì)算和商務(wù)處理如何在不同的硬件平臺(tái)上運(yùn)行相

7、同的軟件？系列計(jì)算機(jī)：IBM360計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：程序員眼中的計(jì)算機(jī)。具有相同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)可以運(yùn)行相同的程序。微程序控制器應(yīng)用的普及：IBMPC機(jī)RISC計(jì)算機(jī)精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)盡量簡(jiǎn)單，復(fù)雜指令通過(guò)簡(jiǎn)單指令的組合來(lái)完成提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度下一代計(jì)算機(jī)？？？？？？？？