第一章 计算机系统概述
【精品】计算机
7.在浮点加法运算中，完整的操作步骤是对阶。尾数相加、结果规格化、舍入、溢出检查。
8.定点运算器中一般包括ALU、寄存器、对路选择器、移位器和数据通路。
9.ALU的基本逻辑结构是快速进位加法器，它比行波进位加法器优越，具有先行进位逻辑，不仅可以实现高速运算，还能完成逻辑运算。
10.浮点运算器由阶码运算器和尾数运算器组成，它们都是定点运算器，尾数运算器要求能进行加、减、乘、除运算。
18.一条机器指令由一段微指令构成的微程序来解释执行；微指令可由一系列微命令组成。
19.控制部件通过控制线向执行部件发出各种控制命令，通常把这种控制命令叫做微命令。而执行部件接受此控制命令后进行的操作叫做微操作。
20.一条微指令可划分为微命令字段和控制字段；微指令的基本格式可分为水平型和垂直型。
12.虚拟存储器管理的基本方法有页式、段式和段页式三种。
13.在虚拟存储器中，一般采用全相联地址映像方法和LRU更新策略。
14.虚拟存储器中，程序正在执行时，由操作系统完成地址映像。
15.在磁表面存储器中，调频制(FM)记录方式目前主要用于单密度磁盘存储器，改进调频制(MFM)记录方式主要用于双密度磁盘存储器，而在磁带存储器中一般采用调相制(PE)和成组编码(GCR)记录方式。
21.由于数据通路之间的结构关系，微操作可分为相容性和相斥性两种;
在同一微周期中不可能同时出现的微命令，称之为互斥的微命令。
在同一微周期中可以同时出现的微命令，称之为相容的微命令。
22.在微指令的字段编码中，操作控制字段的分段必须遵循的原则包括：
把互斥性的微命令分在同一段内。
一般每个小段要留出一个状态0，表示不操作。
1.-1的补码定点整数表示时为1...1，用定点小数表示时为1...0。
计算机组成原理书籍
计算机组成原理书籍计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门重要课程，也是计算机相关专业的基础课程之一。
它主要介绍计算机系统的基本组成和工作原理，包括计算机硬件、软件及其相互关系等内容。
本书籍旨在系统地介绍计算机组成原理的相关知识，帮助读者全面理解计算机系统的工作原理，为进一步学习计算机相关课程打下坚实的基础。
第一章，计算机系统概述。
计算机系统由硬件和软件两部分组成，硬件是计算机的物理实体，包括中央处理器、存储器、输入输出设备等；软件是指控制计算机硬件工作的程序和数据。
计算机系统的基本组成包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等。
了解计算机系统的概念和基本组成对于深入学习计算机组成原理至关重要。
第二章，数字逻辑基础。
数字逻辑是计算机组成原理中的基础知识，它主要研究数字信号的产生、传输、处理和控制等。
数字逻辑包括数字信号的表示、逻辑运算、布尔代数、逻辑门电路等内容。
理解数字逻辑对于理解计算机内部运行机制和设计数字电路至关重要。
第三章，指令系统。
指令系统是计算机硬件和软件之间的接口，它规定了计算机能够执行的指令集合和指令的格式。
指令系统的设计直接影响了计算机的性能和功能。
了解指令系统的结构和功能对于理解计算机工作原理和进行汇编语言编程非常重要。
第四章，中央处理器。
中央处理器是计算机系统的核心部件，它负责执行各种指令和数据处理操作。
中央处理器由运算器和控制器两部分组成，它通过总线与存储器和输入输出设备进行数据交换。
深入理解中央处理器的结构和工作原理对于理解计算机的运行机制至关重要。
第五章，存储器系统。
存储器是计算机系统中用于存储数据和程序的设备，它包括主存储器和辅助存储器两部分。
存储器系统的设计和管理直接影响了计算机的性能和可靠性。
了解存储器系统的结构和工作原理对于优化程序设计和系统性能具有重要意义。
第六章，输入输出系统。
输入输出系统是计算机与外部环境进行信息交换的接口，它包括输入设备、输出设备和接口电路等。
第1章计算机系统概论
ENIAC
ENIAC
ENIAC
ENIAC的特点： ENIAC的特点：十进制表示 的特点 程序用插线开关实现
为了改进程序的输入方式： 为了改进程序的输入方式： 二进制表达方 美国数学家冯.诺依曼，提出二进制 美国数学家冯.诺依曼，提出二进制表达方 式和存储程序控制计算机构想。 存储程序控制计算机构想 式和存储程序控制计算机构想。提出并描述一 个计算机模型EDVAC 个计算机模型EDVAC
•它采用了间接寻址技术。在这种技术中，间接寻址指令所 它采用了间接寻址技术。在这种技术中， 它采用了间接寻址技术 形成的地址，不是存放操作数的地址， 形成的地址，不是存放操作数的地址，而是用来形成操作 数地址的地址。这种寻址技术在分类、 数地址的地址。这种寻址技术在分类、排序中是非常有用 的； •采用了专用的程序控制指令，这种指令对应于不同程序 采用了专用的程序控制指令， 采用了专用的程序控制指令 间的控制转移，如它的LINK/TRA指令对， LINK/TRA指令对 间的控制转移，如它的LINK/TRA指令对，即后来人们常 称的调用子程序/子程序返回指令对， 称的调用子程序/子程序返回指令对，对调用子过程等是 十分有效的； 十分有效的； •I/O处理机与CPU间的通讯采用了中断控制，并且在I/O处 I/O处理机与CPU间的通讯采用了中断控制，并且在I/O处 I/O处理机与CPU间的通讯采用了中断控制 I/O 理机中采用字的拆、装技术以使得CPU I/O设备间的字 CPU和 理机中采用字的拆、装技术以使得CPU和I/O设备间的字 长能够匹配； 长能够匹配； •采用了DMA技术。即当I/O处理机请求访问主存储器时， 采用了DMA技术。即当I/O处理机请求访问主存储器时， 采用了DMA技术 I/O处理机请求访问主存储器时 可能使CPU的主存访问请求延迟一个存储周期， CPU的主存访问请求延迟一个存储周期 可能使CPU的主存访问请求延迟一个存储周期，但是并不 中断CPU的操作，只是使CPU操作推迟一个存储周期； CPU的操作 CPU操作推迟一个存储周期 中断CPU的操作，只是使CPU操作推迟一个存储周期；
计算机组成原理第一章总结
第一章计算机系统概述1.电子（电子线路）数字（电子线路是数学式）通用（计算机本身功能多样）计算机系统。
2.计算机系统由计算机硬件（构成计算机的所有实体部件的组合）和计算机软件（一系列按照待定顺序组织的计算机数据和指令的集合）组成。
3.硬件指由中央处理器，存储器以及外围设备等组成的实际装置，硬件的作用是完成每条指令规定的功能。
指令是计算机运行的最小的功能单位，指令是指示计算机硬件执行某种运算，处理功能的命令。
4.软件是为了使用计算机而编写的各种系统的和用户的程序，程序由一个序列的计算机指令组成。
指令是用于设计的一种计算机语言。
5.计算机系统的层次结构：数字逻辑层，微体系结构层（这两层是硬件部分），指令系统层（处在硬件和软件系统），操作系统层，汇编语言层，高级语言层（这三层是软件部分）。
6.运算器（ALU，算术逻辑单元）（1）算术运算和逻辑运算（2）在计算机中参与运算的数是二进制的（3）运算器的长度一般是8，16，32或64位。
7.存储器（1）存储单元：在存储器中保存一个n位二进制数的n个触发器，组成一个存储单元。
（2）存储器地址：存储器是由许多存储单元组成，每个存储单元的编号称为地址。
（3）内存储器（ROM,RAM）8.信息单位（1）位（bit，简写b）数字计算机信息单位；包含1位二进制（0或1）（2）字节（Byte,简写B）由8位二进制信息组成（3）字（Word）计算机一次所能处理的二进制位数，至少一个字节，通常把组成一个字的二进制位数称为字长9.存储器的分类（1）按照在计算机中的作用（主存储器，寄存器，闪速存储器，高速缓冲存储器，辅助存储器等）10.主存储器（主存）通常采用半导体存储器（1）随机存取存储器（RAM）CPU可读写，断电时内容被消除（2）只读存储器（ROM）CPU只能读写，断电后可保留其数据，存储在ROM中的软件常被称为固件。
11.寄存器（CPU内部的一组特殊存储单元）（1）读写速度比主存快的多，通常被用于使用最为频繁的数据项，以避免多次访问主存，减少主存访问可大大加快计算机速度。
第一章微型计算机系统概述
计算机一次能处理的二进制数字的位数。取决于微处理 器的内部通用寄存器的位数和数据总线的宽度
3. 微处理器的集成度
微处理器芯片上集成的晶体管的密度。 Pentium 310万管/片
4. 内存容量
是CPU可以直接访问的存储器，内存大小反映了计 算机即时存储信息的能力；
以上只是一些主要性能指标，还须综合考虑其他因素。
一、 二，八，十，十六进制数
十进制数的两个主要特点：
1. 有十个不同的数字符号：0, 1, 2, … 9。 2. 遵循“逢十进一”原则。
一般地，任意一个十进制数N都可以表示为：
N=Kn-1×10n-1+Kn-2 ×10n-2+······+K1×101+K0×100
+
m
K-1×10-1+K-2×10-2+······+K-m×10-m = Ki 10 i
i n 1
*基数：数制所使用的数码的个数
*权：数制中每一位所具有的位值.
整数部分 小数部分
式中，10称为十进制数的基数，i表示数的某一位，10i 称该位 的权，Ki 表示第I位的数码。 Ki 的范围为0~9中的任意一个数
设基数用R表示，则对于二进制，R=2, Ki为0或1， 逢二进一。
m
N= Ki 2i i n1
4. 按体积大小分：
(1) 台式机(又称桌上型) (2) 便携式(又称可移动微机、笔记本型、
膝上型、口袋型、掌上型和钢笔型)
四、微型计算机的主要性能指标
1. 运算速度
通常所说的计算机运算速度(平均运算速度)，是指每秒 钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令／秒”(MIPS) 来描述。
408计算机组成原理历年真题1-2章
知识点概括计算机系统层次结构1.计算机系统基本组成；2.计算机硬件基本组成；3.计算机系统的工作原理.计算机性能指标吞吐量、响应时间、CPI 、CPU 执行时间等.第一章计算机系统概述计算机系统层次结构由具有各类特殊功能的信息（程序）组成1. 计算机系统计算机系统计算机的实体，如主机、外设等硬件软件按任务需要编制成的各种程序用来管理整个计算机系统系统软件应用软件高级语言虚拟机器M 3汇编语言虚拟机器M 2操作系统虚拟机器机器语言实际机器M 1微指令系统微程序机器M 0冯诺依曼机语言1. 计算机系统知识点：高级语言：需要经过编译程序编译为汇编程序后，经过汇编得到机器语言；或直接由高级语言程序直接翻译成机器语言。
汇编语言：用助记符代替二进制，必须要经过汇编才能在计算机硬件上执行。
机器语言：有二进制编码组成，是计算机唯一可以直接识别和执行的语言。
1. 计算机系统1.特点•存储程序•计算机由五大部件组成•指令和数据用二进制表示•指令由操作码和地址码组成•以运算器为中心•指令和数据以同等地位存于存储器，可按地址寻访知识点：冯·诺依曼计算机1.机器字长2.运算速度CPU一次能处理数据的位数，与CPU中的寄存器位数有关主频每秒执行百万条指令MIPS每秒浮点运算次数FLOPS执行一条指令所需时钟周期数CPICPU时钟频率，时钟周期的倒数一条指令的耗时=CPI乘CPU时钟周期M G T P E Z221b=256KB213b=1KB 如3.存储容量主存容量辅存容量存储单元个数×存储字长字节数字节数80 GB如MAR MDR 容量10 816 32存放二进制信息的总位数1K = 2101K×8位64K×32位K M G T P E Z知识点概括数制与编码1.进位计数值及其数据之间的相互转换；2.定点数的编码表示.整数表示和运算1.无符号整数的表示和运算；2.有符号整数的表示和运算.浮点数表示和运算1.浮点数的表示；2.浮点数的加/减运算.C语言中的类型转换应用运算方法和运算电路1.基本运算部件；加/减运算器；3.乘/除运算的基本原理和电路第二章数据的表示和运算数制与编码补码可表示的范围：-2的n次方~2的n次方-1补码可表示的范围：-2的n 次方~2的n 次方-1000000000000000100000010 (011111111000000010000001111111011111111011111111)…128129-0-1-128-127-127-126二进制代码无符号数对应的真值原码对应的真值补码对应的真值反码对应的真值012127 (253254255)…-125-126-127…-3-2-1…-2-1-0…+0+1+2+127…+0+1+2+127…+0+1+2+127…对有符号数：算数移位：左移移位：乘2的倍数。
第1章 计算机系统概述
1.4.2 电子 计算机的发展简史
• 第一代 电子管时代 电子管时代(1946-1958) 耗电高，体积大，定点计算，机器语言， 耗电高，体积大，定点计算，机器语言，汇编语言 • 第二代 晶体管时代 晶体管时代(1958-1965) 变集中处理为分级处理，浮点运算、 变集中处理为分级处理，浮点运算、高级语言 • 第三代 中小规模集成电路时代 中小规模集成电路时代(1965-1970) 存储容量大，运算速度快，几十至几百万次 秒 存储容量大，运算速度快，几十至几百万次/秒 • 第四代 大规模集成电路时代 大规模集成电路时代(1971至今 至今) 至今 向大型机和微型机两个方向发展 • 现代计算机发展方向 巨型化，微型化，网络化，智能化，多媒体化 巨型化，微型化，网络化，智能化， 根据摩尔定律集成电路大体上每18个月翻一番，今后可再用 年 根据摩尔定律集成电路大体上每 个月翻一番，今后可再用10年。 个月翻一番
计算机组成与结构
清华大学 王爱英主编 主讲 马洪连
第一பைடு நூலகம்计算机系统概论
1.1 计算机的语言 自然语言：人类相互交流信息所用的语言 自然语言 高级语言：由于当前的计算机还不具备理解自然 高级语言 语言的能力，于是人们希望找到一种和自然语言 接近并能为计算机接受的语言，这种语言被称为 计算机的高级语言 。 机器语言：然而目前的通用计算机不会直接执行 机器语言 用高级语言编写的程序，因而要先将其翻译成机 器能执行的语言，这种语言被称为机器语言（由 二进制代码表示的指令组成）。 汇编语言：符号式程序设计语言。 汇编语言
1.4.3 计算机的六大分类
• 巨型机——世界几家公司生产，最快1.4万亿次，9千个CPU组成 Cray-1,Cray-2,Cray-3,国产银河I, 银河II, 银河III • 小巨型机——功能同巨型机相近，价格相对便宜，发展十分迅速 美国Convex公司的C系列机为其代表产品。 • 大型机——大中型企事业单位作为计算中心的主机使用，统一调 度主机资源，代表产品有IBM360，370，4300等。 • 小型机——它可以满足部门性的需求，供小型企事业单位使用， 典型产品有IBM-AS/400，DEC-VAX系列，国产太级 • 工作站——用于特殊的专业领域，例如图象处理和辅助设计等。 典型产品有HP-APOLLO，SUN工作站等。 • 微型机——个人或家庭使用，PC机/个人计算机，价格低廉
计算机组成原理课后答案 中英主编第五版
计算机组成原理课后答案中英主编第五版计算机组成原理课后答案第一章：计算机系统概述1. 数据是计算机系统处理的基本对象，其形式包括数字、文本、图像、音频等多种类型。
2. 信息是对数据进行加工处理后得到的有用结果，例如计算、存储、传输等操作。
3. 计算机系统组成包括硬件和软件两个部分。
硬件包括中央处理器（CPU）、存储器、输入设备和输出设备等；软件包括系统软件和应用软件两部分。
4. 计算机系统的层次结构包括硬件层、指令系统层、操作系统层和应用层等，每一层都在上层的基础上提供更高级的功能，为上层提供服务。
第二章：数字系统1. 数制是一种用来表示数字的符号体系，常见的数制包括二进制、八进制、十进制和十六进制。
2. 在二进制系统中，每一位上的数值称为位权，位权的值是2的幂次方。
3. 二进制转换为十进制可以使用位置权重法，将二进制数每一位与对应的位权相乘，然后求和即可。
4. 十进制转换为二进制可以使用短除法，不断将十进制数除以2取余数，直到商为0为止，将余数按倒序排列即为二进制数。
第三章：汇编语言1. 汇编语言是一种与机器语言直接对应的低级语言，使用助记符来表示机器指令。
2. 汇编语言的指令包括数据传输指令、运算指令、逻辑指令、控制转移指令等，用于完成各种计算机操作。
3. 汇编程序是由一系列汇编语句组成的程序，需要经过汇编器的处理转换为机器语言程序，再由计算机执行。
4. 汇编语言相对于机器语言具有可读性强、编写方便的优点，但是移植性较差，需要根据不同的硬件平台进行适配。
第四章：总线1. 总线是计算机各部件之间传输数据和信号的通道，包括数据总线、地址总线和控制总线等。
2. 数据总线用于传输数据，地址总线用于指定操作的存储单元或者IO设备，控制总线用于传递控制信息。
3. 总线的性能指标包括宽度（数据位宽）、带宽（传输速率）和周期（传输时间）等。
第五章：存储器1. 存储器是计算机中用于存储指令和数据的设备，包括主存储器和辅助存储器两部分。
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° 计算机的基本部件及功能
• 运算器（数据运算）：ALU、GPRs、标志寄存器等 • 存储器（数据存储）：存储阵列、地址译码器、读写控制电路 • 总线（数据传送）：数据(MDR)、地址(MAR)和控制线 • 控制器（控制）：对指令译码生成控制信号
° 计算机实现的所有任务都是通过执行一条一条指令完成的！
“存储程序(Stored-program)” 工作方式：
任何要计算机完成的工作都要先被编写成程序，然后将程序和原始 数据送入主存并启动执行。一旦程序被启动，计算机应能在不需操 作人员干预下，自动完成逐条取出指令和执行指令的任务。 • 冯·诺依曼结构计算机也称为冯·诺依曼机器（Von Neumann Machine）。
• • • •
存储器不仅能存放数据，而且也能存放指令，形式上两者 没有区别，但计算机应能区分数据还是指令；
控制器应能自动取出指令来执行； 运算器应能进行加/减/乘/除四种基本算术运算，并且也 能进行一些逻辑运算和附加运算； 操作人员可以通过输入设备、输出设备和主机进行通信。
3. 内部以二进制表示指令和数据。每条指令由操作码和地址码 两部分组成。操作码指出操作类型，地址码指出操作数的地 址。由一串指令组成程序。 4. 采用“存储程序”工作方式。
《计算机组成原理》（第3版），纪禄平等编，电 子工业出版社，2014.9
2
教学安排（续）
关于实验：与本课程同步开设了“计算机组成原理综 合实验”课程，16学时，独立开课，独立学分，该课 程是计算机学院各专业的必修课。
3
Ch1: Computer Abstractions
计算机系统概述
°第1讲：计算机系统简介
低端机指令集是高端机的一个 子集，称为“向后兼容”。原 来机器上的程序可以不改动而 在新机器上运行，但性能不同。
DEC公司的PDP-8机
° 它同样在1964年出现。与IBM 360相比，价格更低、更小巧， 因而被称为小型机（Minicomputer） ° PDP-8“创造了小型机概念，并使之成为数十亿美元的工业” ，使DEC成为了最大的小型机制造商。 ° 主要特点：首次采用总线结构。
IAS计算机结构
冯.诺依曼结构计算机模型
早期，部件之间用分散方式相连 现在，部件之间大多用总线方式相连 趋势，点对点（分散方式）高速连接
回顾：冯·诺依曼结构的主要思想
冯·诺依曼结构的主要思想是什么呢？
1. 计算机应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备 五个基本部件组成。
2. 各基本部件的功能是：
°第三代：中小规模集成电路(SSI/MSI)计算机 1965～71年
• 元器件：逻辑元件与主存储器均由集成电路（ IC）实现 。
• 特点：微程序控制，Cache，虚拟存储器，流水线等。
• 代表机种：IBM 360和DEC PDP-8（大/巨型机与小型机同时发展 ） - 巨型机(Supercomputer)：Cray-1 - 大型机(Mainframe)：IBM360系列 - 小型机(Minicomputer)：DEC PDP-8
具有高度的灵活性，允许将模块插入总线以形成各种配置。
PDP–8/E计算机系统框图
Omni总线包含了96个独立的信号通道，用以传送控制、地址 和数据信号。
问题：“总线结构”有什么好处？
可扩充性好（允许将新的符合标准的模块插入总线，形成各种 配置）、节省器件，体积小，价格便宜
计算机发展简史
° 第四代：大规模/超大规模计算机LSI/VLSI/ULSI 1972～至今 • 微处理器和半导体存储器技术发展迅猛，微型计算机出现。
任何要计算机完成的工作都要先
被编写成程序，然后将程序和原 始数据送入主存并启动执行。一
即运算）的部件
应该有将程序和原始数据
输入计算机的部件 算机的部件
旦程序被启动，计算机应能在不
需操作人员干预下，自动完成逐 条取出指令和执行指令的任务。
应该有将运算结果输出计
你还能想出更多吗？
你猜得八九不离十了
计算机组成原理
计算机科学与工程学院 廖建明
liaojm@
办公室地址：主楼B1-302(左侧门)
1
教学安排
总教学时数为56，其中课堂讲授54学时，习题课2学时。
课程成绩评定方法：平时考评与作业占20％，半期测验 占10％，期末考试占70％。
教材：《计算机组成与系统结构》(第2版). 袁春风主编. 清华大学出版社，2015.8 参考教材:《计算机组成与设计-硬件/软件接口》（第四 版)(美)David A. Patterson，John L. Hennessy著， 机械工业出版社,2011.11
CPU：中央处理器；PC：程序计数器；MAR：存储器地址寄存器 ALU：算术逻辑部件；IR：指令寄存器；MDR：存储器数据寄存器 GPRs：通用寄存器组（由若干通用寄存器组成，早期就是累加器）
CPU 控制器
标 志 寄 存 器
地址
PC MAR
存储器
0 1
GPRs
ALU
0 1 2 3
控制
2 3 4 5
输入 设备 输出 设备
计算机硬件：打开PC来看看
PC主板
PCI总线插槽
CPU插座
内存条
现代计算机的原型
1946年，普林斯顿高等研究院（the Institute for Advance Study at Princeton，IAS ）开始设计“存储程序”计算机，被称为IAS计算 机（1951年才完成，它并不是第一台存储程序计算机，1949年由英国 剑桥大学完成的EDSAC是第一台）。 • 在那个报告中提出的计算机结构被称为冯·诺依曼结构。 • 冯·诺依曼结构最重要的思想是什么？
现代计算机结构模型
你还记得冯.诺依曼计算机结构的特点吗？ CPU 控制器
标 志 寄 存 器
地址
PC MAR
存储器
0 1
GPRs
ALU
0 1 2
控制
2
输入 设备 输出 设备
3
4 5
3
IR
MDR
数据
6 7
你能想到计算机相当于现实生活中的什么呢？ 计算机是如何工作的呢？
工厂、饭店？
认识计算机中最基本的部件
°计算机发展简史 • IAS通用计算机模型机：冯.诺依曼结构 • IBM360系列机：引入兼容性（系列机）概念 • DEC PDP-8：引入总线结构 °计算机系统的组成 • 计算机硬件：CPU + MM + I/O • 计算机软件：系统软件+应用软件
°计算机层次结构
计算机的基本组成与基本功能
° 什么是计算机？ • 计算机是一种能对数字化信息进行自动、高速的算术和逻 辑运算的处理装置。
IR
MDR
数据
6 7
计算机是如何工作的？
先想象一下妈妈是怎样做一桌你喜欢（指定）的菜的？
Electronic Discrete Variable Automatic Computer
冯· 诺依曼结构的主要思想
1. 计算机应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备 五个基本部件组成。
2. 各基本部件的功能是：
•
存储器不仅能存放数据，而且也能存放指令，形式上两者 没有区别，但计算机应能区分数据还是指令； 控制器应能自动执行指令； 运算器应能进行加/减/乘/除四种基本算术运算，并且也 能进行一些逻辑运算和附加运算； 操作人员可以通过输入设备和输出设备与主机进行通信。
芯构成，外存为磁鼓与磁带。
• 特点：变址，浮点运算，多路存储器，I/O 处理机，中央交换结构(非总线结构)。 • 软件：使用高级语言，提供了系统软件。 • 代表机种：IBM 7094 (scientific)、1401
(business)和 DEC PDP-1
DEC PDP-1
磁芯存储器
计算机发展简史
SKIP
- 1945年冯·诺依曼提出“存储程序(Stored-program)”思 想，并于46年开始设计“存储程序”计算机。
- “存储程序”思想： 将事先编好的程序和原始数据送入主 存中，然后启动执行。在不需操作人员干预下，自动完成逐 条取出指令和执行指令的任务。
真空管
The First Generation: Vacuum Tube Computers (1946 - 1957)
• 特点：共享存储器，分布式存储器及大规模并行处理系统
以后几代（标准、意见不一） （注：有称第四代是VLSI，从80年代开始； 也有称第四代是LSI，从1972年开始；有的又分成LSI时代和VLSI时代）
PC Era: Mid 1980s - Mid 2000s
IBM PC
Using microprocessors, Apple, IBM, … build $1k computer for 1 person => Basic, Java, Windows OS
使计算机以办公设备和个人电脑的方式走向普通用户。
半导体存储器 - 1970年Fairchild公司生产出第一个相对大容量半导体存储器
- 1974年位价格低于磁芯的半导体存储器出现，并快速下跌
- 从1970年起，存储密度几乎是每3年提高4倍 微处理器
- 微处理器芯片密度不断增加，使CPU中所有元件放在一块芯片 上成为可能。1971年开发出第一个微处理器芯片Intel4004。
The first general-purpose computer - ENIAC
ENIAC----Non von Neumann Model
BACK
冯·诺依曼的故事
° 1944年，冯·诺依曼参加原子弹的研制工作 ，涉及到极为困难的计算。 ° 1944年夏的一天，诺依曼巧遇美国弹道实 验室的军方负责人戈尔斯坦，他正参与 ENIAC的研制工作。 ° 冯·诺依曼被戈尔斯坦介绍加入ENIAC研制 组，1945年，在共同讨论的基础上，冯·诺 依曼起草了一份“关于EDVAC的报告草案 ”，报告长达101页，这就是全新的“存储 程序通用电子计算机方案”。 ° 一向专搞理论研究的普林斯顿高等研究院 批准让冯·诺依曼建造计算机，其依据就是 这份报告。