文档介绍：第1章计算机系统概论
内容提要
指令系统的发展与性能要求
指令格式
寻址方式
指令类型
CISC和RISC
指令系统举例(Pentium CPU的指令系统)
计算机的发展与应用
计算机的硬件系统
计算机的软件系统
计算机系统的层次结构
计算机的性能指标
1-1 计算机的发展与应用
内容提要
计算机的发展简史
计算机的发展趋势
计算机的分类
计算机的应用
1-1-1 计算机的发展简史
内容提要
第一代计算机
第二代计算机
第三代计算机
第四代计算机
从1946年~1956年是电子管数字计算机。计算机的逻辑元件采用电子管。存储器采用磁芯、磁鼓,外存采用磁带;程序设计主要采用机器语言和汇编语言;应用以科学计算为主。
主要特点是体积大、功耗大、运算速度每秒只有几千次至几万次、价格昂贵、可靠性差。但是,它奠定了以后计算机高速发展的科学基础。在此期间,计算机体系结构形成,确定了程序设计的基本方法,“数据处理机”开始应用。
从1957年~1964年是晶体管数字计算机。计算机的逻辑元件采用晶体管;主存采用磁芯,外存储器采用先进的磁盘;软件有了很大的发展,出现了多种用途的操作系统,以及各种各样的高级语言及其编译语言,如FORTRAN、COBOL等高级语言。应用以各种数据处理、事务处理为主,并开始用于工业控制。
主要特点是体积小、重量轻、耗电少、运算速度每秒达十万次以上、可靠性好。
从1965年~1970年是集成电路计算机。计算机的逻辑元件采用中、小规模集成电路;用半导体存储器件代替磁芯存储器,采用流水线、多道程序和并行处理技术;软件逐渐完善,分时操作系统、会话式语言等多种高级语言、提出模块化与结构化程序设计。在发展大型机的同时,“小型计算机”开始出现;计算机品种开始向多样化、系列化发展,应用领域不断扩大。
主要特点是体积更小、速度快、精度高、功能强、计算机成本进一步下降;软件向系列化、多样化发展。
从1971年以后是超大规模集成电路计算机。计算机的逻辑元件以大、超大规模集成电路为主要功能器件。20世纪70年代计算机开始向微型化方向发展。1971年末在美国旧金山南部的硅谷诞生了第一个微处理器和微型计算机,开创了微型计算机的新时代。
主要特点是速度更快、集成度更高、软件丰富、有通讯功能、软硬密切配合。在此期间“微型计算机”出现了。
1-1-2 计算机的发展趋势
巨型化
微型化
网络化
智能化
1-1-3 计算机的分类
巨型主机
大型主机
小型计算机
微型计算机
工作站
巨型主机又称超级计算机。一般地讲,巨型计算机的运算速度每秒钟接近或超过1亿次,要求采用高速器件并采用并行处理的体系结构。例如美国克雷公司生产的Cray系列巨型机,采用流水功能部件和存储器分体的并行处理结构,运算速度每秒钟达到20亿到40亿次,号称当时功能最强的超级计算机。