计算机的分类发展与应用.pptx

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1、单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构 陈泽宇 副教授单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构第1章 计算机系统概论第2章 运算方法和运算器第3章 存储系统第4章 指令系统第5章 中央处理器（CPU）第6章 总线系统第7章 输入输出（I/O）系统第8章 并行计算机系统单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机

2、的分类、发展与应用1.1 计算机的分类、发展与应用1.1.1 计算机的分类1.1.2 计算机的发展概况1.1.3 计算机的应用单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用电子数字计算机（通常简称为计算机）是按照一系列指令来对数据进行处理的机器计算机拥有众多的物理形态个人计算机（Personal Computer，PC）便携计算机（Portable Computer）又称膝上型计算机（Laptop Computer）嵌入式计算机（Embedded Computer）使用最为广泛

3、的计算机形态单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用根据ChurchTuring理论，任何一台具有最基本功能的计算机，原则上都能够执行任何其他计算机可以执行的任务只要不考虑时间和存储容量，性能和复杂度均相差甚远的各种计算机，都能够执行相同的运算任务单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用美国SGI公司为NASA制造的Columbia超级计算机 GNU

4、X（GNU+Linux）操作系统下运行视频会议软件的手表计算机单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用1.1.1 计算机的分类1计算机分类2通用计算机分类单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用1计算机分类根据效率、速度、价格、运行的经济性、适应性划分通用计算机功能齐全，通用性强，适应面广，可完成各种工作但是牺牲了效率、速度、经济性专用计算机专为某些

5、特定问题而设计，功能单一，结构简单可靠性高、速度快、成本低，最有效、最经济、最快速但是其适应性很差单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用2通用计算机分类通用计算机分为6类，区别在于体积、复杂度、功耗、性能指标、数据存储容量、指令系统规模、价格超级计算机（Supercomputer）大型机（Mainframe）服务器（Server）工作站（Workstation）微型机（Microcomputer）单片机（Single-Chip Computer）单击此处编辑母版标题样式

6、单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用超级计算机用于科学计算运算速度快，数据存储容量大，结构复杂，价格昂贵单片机单片集成电路（Integrated Circuit，IC）做成体积小，结构简单，性能指标较低，价格便宜大型机、服务器、工作站、微型机结构规模和性能指标依次递减；今天的工作站可能是明天的微型机，而今天的微型机也可能是明天的单片机单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与

7、应用1.1.2 计算机的发展概况1第一台通用电子数字计算机2数字计算机的发展史3计算机体系结构的发展过程单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用“Computer”一词最初指的是从事数值运算的人往往借助于某种机械运算装置来完成数值运算工作现在专指计算机，即电子数字计算机单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用1第一台通用电子数字计算机ENIAC（El

8、ectronic Numerical Integrator And Computer，电子数字积分计算机）1946年，美国宾夕法尼亚大学1.8万个电子管，占地170平方米总重量30吨，耗电140千瓦每秒5000次加减运算科学史上划时代创新，奠定现代电子数字计算机基础最初结构设计不灵活，每次重新编程必须重新连线单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用存储程序体系结构（Stored-Program Architecture）给定一个指令序列（即程序）并存储它们，在未来某个时间

9、里从存储器中读出，依照程序给定的顺序执行它们现代计算机的主要特征，就在于这种可编程能力冯诺伊曼体系结构（von Neumann Architecture）早在ENIAC完成之前，数学家冯诺伊曼就在其论文中提出了存储程序计算机的设计思想因此，存储程序体系结构又称冯诺伊曼体系结构大多数当代计算机仍然采用冯诺伊曼体系结构单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用2数字计算机的发展史从使用器件角度，计算机的发展大致经历了5代变化时间使用器件执行速度(次/秒)典型应用第1代19461

10、957电子管几千至几万数据处理机第2代19581964晶体管几万至几十万工业控制机第3代19651970小规模/中规模集成电路几十万至几百万小型计算机第4代19711985大规模/超大规模集成电路几百万至几千万微型计算机第5代1986甚大规模集成电路几亿至上百亿单片计算机单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用第一代第一代计算机1946年到1957年使用电子管（Vacuum Tube）作为电子器件使用机器语言与符号语言编制程序体积庞大，存储容量小，成本很高，可靠性较低主要

11、用于科学计算在此期间，形成了计算机的基本体系结构，确定了程序设计的基本方法单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用第二代第二代计算机1958年到1964年使用晶体管（Transistor）开始使用计算机高级语言体积缩小，存储容量扩大，成本降低，可靠性提高不仅用于科学计算，还用于数据处理和事务处理，并逐渐用于工业控制“工业控制机”开始得到应用单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1

12、.1 计算机的分类、发展与应用第三代第三代计算机1965年到1970年使用小规模集成电路（SSI）与中规模集成电路（MSI）操作系统开始出现计算机小型化、微型化用于科学计算、文字处理、企业管理和自动控制等领域出现了管理信息系统（Management Information System，MIS）“小型计算机”开始出现单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用第四代第四代计算机1971年到1985年使用大规模集成电路（LSI）与超大规模集成电路（VLSI）在办公自动化、数据库

13、管理、图像识别、语音识别和专家系统等众多领域大显身手由几片大规模集成电路组成的“微型计算机”开始出现，并进入家庭单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用第五代第五代计算机1986年开始采用甚大规模集成电路（ULSI）由一片甚大规模集成电路实现的“单片计算机”开始出现单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用电子管计算机在整个1950年代居于统治地位19

14、60年代，晶体管计算机逐渐取而代之1970年代，集成电路技术的采用和其后微处理器的产生，导致计算机有了一次新的飞跃1980年代，计算机被个人广泛使用，成为现在无处不在的个人计算机1990年代以来，几乎所有的现代电子设备都会包含某种形式的计算机在内单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用3计算机体系结构的发展过程在冯诺伊曼体系结构的基础上，以提高速度、扩大存储容量、降低成本、提高系统可靠性、方便用户使用为目的，不断采用新的器件、研制新的软件主要是指令系统、微程序设计、流水线

15、结构、多级存储器体系结构、输入/输出体系结构、并行体系结构、分布式体系结构、多媒体体系结构、操作系统和数据库管理系统的形成和发展单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用1.1.3 计算机的应用1科学计算2自动控制3测量测试4信息处理5教育卫生6电子电器7人工智能单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用1科学计算领域数学、化学、原子能、天文学、地球物理

16、学、生物学航天飞行、飞机设计、桥梁设计、水力发电、地质找矿、天气预报益处大大减轻计算工作量一些以往无法解决、无法及时解决或无法精确解决的问题得到圆满的解决单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用2自动控制有了体积小、价廉、可靠的微型机和单片机作为工具，自动控制进入了以计算机为主要控制设备的新的发展阶段单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用3测量测试

17、提高测量精度提高工作效率完成非人力所能完成的测量和测试任务高温、低温、有毒、辐射环境的测量和测试，核爆炸时的数据采集单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用4信息处理人本身就是一个非常高级的信息处理系统一台计算机实际上就是一台信息处理机用来处理文字、表格、图像、声音等信息信息处理的典型应用办公自动化、管理信息系统、电子银行（e-Banking）、电子购物（e-Shopping）、网上订票、虚拟图书馆、网络流媒体（Streaming Media）单击此处编辑母版标题样式单击

18、此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用5教育卫生计算机辅助教学（Computer-Aided Instruction，CAI）基于网络的现代远程教学（Distance Learning，或e-Learning）使用计算机的各种医疗设备CT图像处理设备、心脑电图分析仪、血液分析仪专家系统中医专家诊疗系统、各种疾病的电子诊疗系统单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用6电子电器电

19、子电器产品中广泛应用了各种嵌入式计算机微波炉、洗衣机、家用空调、DVD播放机、电子玩具、游戏机电子电器产品网络化许多家用电器可通过有线或无线的网络连接（如Internet、红外线、蓝牙等），完成自身程序的自动更新、远程控制等复杂任务单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用7人工智能人工智能使计算机模仿人的高级思维活动文字识别、图形识别、景物分析、语音识别、语音合成、语言理解机器人人工智能研究中最突出的成就单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用计算机组成与系统结构1.1 计算机的分类、发展与应用本讲到此结束，谢谢！