计算机组成原理

计算机的发展简史

计算机发展的四个阶段

第一阶段: 电子管计算机 1946–1957
埃尼阿克
集成度小，空间占用大
功耗高，运行速度慢
操作复杂，更换程序需要接线

第二阶段: 晶体管计算机 1957–1964
TX0
PTP-1
集成度相对较高，空间占用相对小
功耗相对较低，运行速度快
操作相对简单，交互更加方便

第三阶段: 集成电路计算机 1964–1980

计算机变得更小
功耗变得更低
计算速度变得更快
操作系统诞生

第三阶段: 超大规模集成电路计算机 1980–现在

一个芯片集成了上百万个晶体管
速度更快，体积更小，价格更低，更能被大众接受
用途丰富：文本处理，表格处理，高交互的游戏与应用

微型计算机的发展历史

受限与性能

计算机的分类

超级计算机

功能最强、运算速度最快、存储容量最大的计算机
多用于国家高科技领域和尖端技术研究

大型计算机

具有高性能，可处理大量数据与复杂的运算

迷你计算机

不需要特殊的空调场所
具备不错的算力，可以完成较复杂的运算

工作站

高端的通用微型计算机，提供比个人计算机更强大的性能
类似于普通台式电脑，体积较大，但性能强劲

微型计算机

计算机的体系与结构

冯诺依曼体系

将程序指令和数据以其存储的计算机设计概念结构
存储程序指令设计通用电路
必须有一个存储器
必须有一个控制器
必须有一个运算器
必须有输入设备
必须有输出设备
能够把需要的程序和数据送至计算机中
能够长期记忆程序、数据、中间的结果及最终运算结果的能力
能够具备算数、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力
能够按照要求将处理结果输出给用户
cpu = 运算器 + 控制器
冯诺依曼瓶颈：cpu经常空转等待数据传输