文档介绍：第1章计算机概述
计算机的类型
微型计算机
中、大型计算机
巨型计算机
微处理器
计算机的性能与发展趋势
基本技术指标
微型化、巨型化、网络化、智能化
摩尔定律
计算机的基本结构
冯·诺依曼模型
计算机的结构
作业
1、2、3、5、8、9
微型计算机——普及使用的通用计算机,包括桌面计算机、笔记本计算机、掌上计算机
特点:廉价、网络/多媒体、人性化
中、大型计算机——用于大型企业、事业单位,研究机构、大学、金融机构作为集中计算和信息处理的计算机
特点:高速度、高可靠性、大容量
巨型计算机——用于尖端科学技术研究、国家机构、军事
特点:超高速度
微处理器——作为其他设备的控制中心
体积小、低功耗、专用化
——微型计算机
微型计算机的特点
体积桌面化――→掌上化
通用化,满足多种使用要求
操作简单化,用户平民化,维护简单化
价格低廉化
多媒体化
网络化
——中大型计算机
中大型计算机的特点
结构:为多个机柜,主机系统、硬盘机、磁带机、打印机、通信处理机等。
性能:一般具备高速处理能力,大容量内存和外存储系统。大容量的存储系统可能要求磁盘阵列。
可靠性:要求连续运行 不能停机,在要求可靠性 很高的场合要有(异地) 双(多)主机热备份。定 时数据备份。
联网:一般要求具备快速
的网络、通道处理能力。
——巨型计算机
巨型计算机
超高速度,目前的水平是每秒上百万亿次浮点运算(FLOPS: Floating point number Operations Per Second )
结构上为多处理器结构:单 指令多数据流(SIMD)机,并 行向量处理机(PVP),对称多 处理机(SMP),大规模并行 处理机(MPP),工作站群 (COW),以及分布共享存储 器(DSM)多处理机。
主要应用领域是仿真(如气 象预测)、实时控制(如飞 行器控制)、模式识别、密 码运算、基因工程等。
目前世界上最快的巨型计算机: IBM的蓝色基因/L,每秒367万亿次,65536个PowerPC处理器
——微处理器
微处理器
微型化的、计算机化的控制部件,通过指令的执行完成设备的控制或信号处理。
功能上类似计算机的核心部分,加上简单化、专用化的接口。包括CPU、存储器以及必须的外围接口。
单片机——在一块芯片中集成了CPU、存储器、定时器、外部接口单元等,可以通过编程完成很多系统的控制功能的集成电路器件。
微处理器包括针对不同应用 的多种类型,包括面向控制 的(主要是单片机),面向 信号处理的(数字信号处理 器),也有可以构成通用计 算机系统的。
计算机的性能与发展趋势——性能
计算机的容量与速度
计算机速度的度量单位一般是MIPS(Million Instruction Per Second),但MIPS和指令复杂度没有关系,为了描述浮点数的运算速度,另一个指标是FLOPS (FLOPS:Floating point number Operations Per Second )
影响计算机运算速度的主要因素
CPU时钟频率
指令系统
CPU的构造技术,流水线、Cache、超标量、超线程等
多CPU并行技术
存储器速度
计算机的性能与发展趋势——性能
计算机的存储容量 以二进制位为最小存储单位(bit) 以字节为最小访问单位(Byte),8位构成一个字节 1KB = 1024B 1MB = 1024KB 1GB = 1024MB
内存和外存 内部存储器——由半导体器件构成 易失性存储器——运行期间的临时存储器 外部存储器——由磁性存储器和光存储器构成 非易失性存储器——永久性存储器
计算机的性能与发展趋势——发展趋势
微型化和巨型化 微型化——满足更广泛的应用,更高的集成度和更低的功耗使得计算机进一步微型化。 巨型化——实现更高速度的运算能力
智能化 使计算机具备学习、推理、判断的能力,实现自然语言能力和视觉能力,让计算机来模拟人的感觉、行为、思维过程的机理。
网络化 多种接入方式——在目前计算机网络已经比较普及的情况下,逐步普及无线接入方式(无线公网或无线局域网) 主干通信实现三网合一——整合计算机网、电信网和广播电视网,实现数据包交换。
计算机的性能与发展趋势——摩尔定律
Intel公司的创办人之一摩尔发现了一个具有历史意义的现象:“在相等面积(制作成本)的晶片上集成的晶体管数量以每18个月增加一倍的趋势增加,执行性能的提升大体也符合这个趋势。”这就是著名的摩尔定律。