第2章微型计算机概述 1.ppt

微机原理及应用
第二章微型计算机概论
11/14/2017
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华东师大通信工程系马潮副教授
第二章微型计算机概论
计算机的发展历史

1946年2月,美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台电子数字计算机:“埃尼阿克”(ENIAC,即Electronic Numerical Integrator and Calculator,电子数字积分计算机)。
重量30吨,占地170平方米,每小时耗电150千瓦,价值约40万美元。采用18000只电子管,70000个电阻,10000支电容,研制时间近三年,运算速度为每秒5000次加减法运算。
ENIAC的不足:运算速度慢、存储容量小、全部指令没有存放在存储器中、机器操作复杂、稳定性差。
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·诺依曼结构计算机
1946年6月,美籍匈牙利科学家冯·诺依曼(Johe Von Neumman)提出了“存储程序”的计算机设计方案。
其特点是:
采用二进制数形式表示数据和计算机指令。
指令和数据存储在计算机内部存储器中,能自动依次执行指令。
由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备5大部分组成计算机硬件。
工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”。
按照这一原理设计的计算机称为冯·诺依曼型计算机。
冯·诺依曼提出的体系结构奠定了现代计算机结构理论的基础,被誉为计算机发展史上的里程碑。
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按电子部件的演变经历了四代:
(1)第一代(1946年~1958年): 电子管计算机
特点:体积大、耗电多、运算速度慢,存储容量小。
(2)第二代(1959年~1964年): 晶体管计算机
特点:体积减小,重量轻、省电、寿命长、可靠性提高,运算速度可达每秒百万次。
(3)第三代(1965年~1970年):中小规模集成电路计算机
特点:存储容量1~4兆字节。运算速度每秒几百万至千万次,可靠性有较大提高,体积进一步缩小,成本进一步降低,出现了向大型化和小型化发展的趋势。
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(4)第四代(1971年-): 大规模和超大规模集成电路计算机
大规模集成电路使计算机发生了巨大的变化,半导体存储器的集成度越来越高。Intel公司推出了微处理器,诞生了微型计算机,使计算机的存储容量、运算速度、可靠性、性能价格比等方面都比上一代计算机有较大突破。

(1)超、大、中、小型计算机阶段(1946年~1980年)
采用计算机来代替人的脑力劳动,提高了工作效率,能够解决较复杂的数学计算和数据处理。
(2)微型计算机阶段(1981年~1990年)
微型计算机大量普及,几乎应用于所有领域,对世界科技和经济的发展起到了重要的推动作用。
(3)计算机网络阶段(1991年至今)
计算机网络为人类实现资源共享提供了有力的帮助,从而促进了信息化社会的到来,实现了遍及全球的信息资源共享。
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计算机的发展趋势

朝着微型计算机和巨型计算机两级方向发展。
当前开发和研究的热点是多媒体计算机。
未来计算机发展的总趋势是智能化计算机。
今后计算机应用的主流是计算机与通信相结合的网络技术。
非冯·诺依曼型体系结构的计算机是提高现代计算机性能的另一个研究焦点。
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神经网络计算机:建立在人工神经网络研究的基础上,从内部基本结构来模拟人脑的神经系统。用简单的数据处理单元模拟人脑的神经元,并利用神经元节点的分布式存储和相互关联来模拟人脑的活动。
生物计算机:使用由生物工程技术产生的蛋白分子为材料的“生物芯片”,不仅具有巨大的存储能力,而且能以波的形式传播信息。由于它具备生物体的某些机能,所以更易于模拟人脑的机制。
光子计算机:用光子代替电子,用光互连代替导线互连,用光硬件代替电子硬件,用光运算代替电子运算。
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信息化就是全面发展和利用现代信息技术,借以提高人类社会的生产、工作、学****生活等诸方面的效率和创造能力,使社会的物质财富和精神文明得到最大提高。
信息化特点
信息成为重要的战略资源
信息产业成为最大的产业
信息网络成为社会的基础信息
信息化三大技术支柱
计算机技术
通信技术
网络技术
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计算机