文档介绍：计算机的发展历程 一、电子计算机的诞生
①每秒5000次加法运算;
②每秒50次乘法运算;
③平方和立方计算;
④ Sin和Cos函数数值运算;
⑤其它更复杂的计算。
◆第一台电子计算ENIAC(Electronic Numerical
Integrator puter)于1946年在美国诞生。
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第1台数字电子计算机
1946年ENIAC计算机公布
ENIAC(电子数字积分机与计算机):
研制单位:美国宾夕法尼亚大学
用途: 军事计算
运算速度:5000次/秒
体积价格:170平方米,30吨,140千瓦,40万美元
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其逻辑元件采用电子管,存储器件为磁鼓,典型逻辑结构为定点运算;用低级语言编程,无操作系统。
代表人物:英国科学家艾兰·图灵和美籍匈牙利科学家冯·诺依曼。
冯·诺依曼计算机模型。
2)存储器以二进制形式存储指令和数据;
3)存储程序工作方式;
4)五部件以运算器为中心进行组织。
1)计算机由运算器、存储器、控制器和输入/输出五个部件组成;
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冯·诺依曼计算机组成
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二、第二代计算机(50年代中后期到60年代中)
逻辑元件采用晶体管,其内存储器由磁芯构成,磁鼓与磁带成为外存储器。
逻辑结构实现了浮点运算,并提出了变址、中断、I/O处理等新概念。出现了多种高级语言及其编译程序。
晶体管
(1948)
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三、第三代计算机(60年代中到70年代中)
逻辑元件与存储器均由集成电路实现;
硬件上,微程序控制、高速缓存、虚拟存储器、流水线等先进计算机技术开始使用;
另一大特点是大型/巨型机与小型机同时发展。
出现操作系统,它具有资源调度、人/机通信和输入输出控制等功能;
小规模集成电路
中/小规模
集成电路
(1950’s)
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四、第四代计算机(70年代中期开始—)
◆大规模(LSI)和超大规模(VLSI)集成电路及微处理器为这一代计算机的典型特征。
超大规模集成电路
计算机网络的发展与广泛应用。
并行处理技术
嵌入式系统
超标量技术:
超标量是指在一个时钟周期内CPU可以执行一条以上的指令
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IC集成度提高的规律
Moore定律:由于硅技术的不断改进,每18个月,集成度将翻一翻,速度将提高一倍,其价格将降低一半(Gordon ,1965年)
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进一步提高集成度的问题与出路
问题:
线宽进一步缩小后,晶体管线条小到纳米级时,其电流微弱到仅有几十个甚至几个电子流动,晶体管将逼近其物理极限而无法正常工作.
出路:
在纳米尺寸下,纳米结构会表现出一些新的量子现象和效应,人们正在利用这些量子效应研制具有全新功能的量子器件,使能开发出新的纳米芯片和量子计算机
同时,正在研究将光作为信息的载体,发展光子学,研制集成光路,或把电子与光子并用,实现光电子集成.
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五、新一代计算机
◆新器件和非冯·诺依曼结构已成为新一代计算机的公认标志。
神经元、生物芯片、分子电子器件、超导计算机、量子计算机。
日本第五代计算机系统研究计划(1982-1992年),确立并行推理将是未来信息处理的核心。
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