計算機組成原理概論

• 第一章：計算機組成原理概述
• • 計算機系統的發展與應用
  • • 1.計算機產生
    • 2.計算機發展
    • • 第一代：電子管計算機
      • 第二代：晶體管計算機
      • 第三代 ： 集成電路計算機
      • 第四代 ： 大規模與超大規模集成電路計算機
• 第二章： 計算機硬件基礎
• 第三章 ：信息編碼與數據表示
• 第四章 ：運算方法和運算器
• 第五章：存儲體系
• 第六章 ：指令系統
• 第七章：控制器
• 第八章 ：輸入輸出系統
• 第九章：總線
• 第十章： 流水線與并行技術
• 參考文獻

第一章：計算機組成原理概述

計算機系統的發展與應用

1.計算機產生

1623 年德國（Tubingen）圖賓根大學 Schickard教授制作一種機械計算機
1642 年法國科學家帕斯卡制作一款機械計算機

• 1971 年計算機Pascal語言 及紀念帕斯卡這位計算機先驅

1671 年萊布尼茨 發明“乘法器”
1821年英國劍橋大學科學界巴貝奇成功制作差分器
1936年阿蘭 - 圖靈論述了一個計算機抽象模型 稱為 “圖靈機”
1941年 德國工程師K.Zuse采用繼電器制作了機電式程序控制計算機
1946年 美國軍方斥巨資教授博雷納德研究組研制成功世界“ 第一臺電子計算機”

2.計算機發展

第一代：電子管計算機

在 ENIAC 尚未投入運行時，馮-諾伊曼就看出這臺計算機存在缺陷 ，主要弊端是程序與計算相分離。程序指令被存放在機器外部的電路中。
馮-諾伊曼決定起草一份長達101頁報告，即計算史上著名的 101頁報告，對計算機進行脫胎換骨的改造，將新機器設計方案命名為 “ 電子離散變量自動存儲程序 ”

• 報告明確規定了計算機的五大部件 ，并用計算二進制代替十進制

1946年6月 馮-諾依曼回到美國普林斯頓大學研究院，先期完成電子計算機ISA
1951年 馮-諾依曼主持的EDVAC計算機宣告完成

第二代：晶體管計算機

1947年12月 貝爾實驗室的3位科學家肖克利、布拉頓和巴丁成功利用半導體制作出來第一條晶體管。（晶體管第一項商業應用，是用來改裝世新型繼電器的）
1954年 第一臺晶體管 手提式收音機問世
1955年 貝爾實驗室研制世界第一臺全晶體管計算機TRADIC
1957年10月 美國諾依斯（N.Noyce）為首的仙童半導體公式和得克薩斯儀器（TI）幾乎同時發明了集成電路，得克薩斯儀器公司的基爾比（J.Kiby）被譽為第一塊集成電路發明家
1961年 得克薩斯研制第一臺集成電路計算機

第三代 ： 集成電路計算機

1964年 仙童公司的摩爾（G.Moore）博士，以3頁紙精簡篇幅發表了一個奇怪的理論。

• 摩爾天才式預言，集成電路上能被集成集體管的數目，將會每18個月翻一番的速度溫度增長，并且在今后數十年內保持這種有效性 ，被譽為 “摩爾定律”

1961年 IBM公司決定更換晶體管計算機產品 ，轉向開發集成電路計算機 即最初的 IBM360
1965年 DEC公式制造的PDP-8型集成電路計算機 -公認第一臺標準小型機
1968年 諾依斯、摩爾和格羅夫從仙童公式退出 ，成立一家新的公司 “英特爾”
1970年 動態隨機存儲器（DRAM）問世，磁心存儲器退出歷史舞臺

第四代 ： 大規模與超大規模集成電路計算機

1971年 英特爾首創一種 “開啟集成電路新紀元”的半導體芯片，以霍夫研制小組制作出世界第一微處理器芯片
1972年 霍夫小組研制出另一種型號的微處理器8008

• 英特爾公司研制出來4004微處理器（4位）8008微處理器（8位）就是第一代微處理器

第二章： 計算機硬件基礎

第三章 ：信息編碼與數據表示

第四章 ：運算方法和運算器

第五章：存儲體系

第六章 ：指令系統

第七章：控制器

第八章 ：輸入輸出系統

第九章：總線

第十章： 流水線與并行技術

參考文獻

總結

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