计算机组成原理(华科版)第一章绪论.ppt

（第二版） 华中科技大学出版社,计算机组成原理,第一章 概 论 1.1计算机的发展与应用 1.1.1 计算机的发展 1第一代计算机(19461957) 第二代计算机(19581964) 第三代计算机(19651971) 第四代计算机(1972),冯诺依曼计算机体系结构,五大部件： 控制器、 存储器、 运算器、 输入设备和输出设备 程序设计者事先按一定要求编好程序，把它和数据一起存入存储器内，而机器能自动地按照程序执行一条条指令，这样就可以使全部运算成为真正的自动过程。,第五代计算机是通信、存储、信息处理和人工智能相结合的超巨型计算机，其系统由知识库机、推理机、智能接口等硬件和非程序设计语言(即说明性语言)Lisp、Prolog和Hope语言等软件组成，它是一种更接近人体功能和人工智能的计算机。 第六代计算机，即作为计算机的核心元件不是传统的电子元件，而是更新的光电子元件，超导电子元件或生物电子元件。 神经网络技术,我国计算机的发展 我国计算机的研究工作是从1956年开始的。 1958年10月，我国研究成功电子管数字计算机。 1964年，晶体管数字计算机问世。 1971年，开发出了集成电路数字计算机。 1975年，开始研制微型计算机。 1978年，研制出了每秒500万次的大型计算机。 1984年，国防科技大学成功研制出每秒1亿次的“银河”电子计算机，随后又研制出了“银河型”机和“银河型”机。,计算机的发展方向,（1）巨型化 （2）微型化 （3）网络化 （4）智能化 （5）多媒体化,1.1.2 计算机的应用,1科学计算与数据处理 2工业控制和实时控制 3网络技术的应用 电子商务、网络教育、敏捷制造 4虚拟现实 5OA与MIS 6 计算机辅助技术（CAD/CAM） 7 多媒体技术 8 人工智能,由具有各类特殊功能 的信息（程序）组成,1. 计算机系统,计算机系统,计算机的实体， 如主机、外设等,1.2 计算机系统的组成,1.2 计算机系统的组成 1.2.1计算机的硬件系统,计算机的硬件是指计算机中的电子线路和物理装置,按任务需要编制成的各种程序,用来管理整个计算机系统,语言处理程序,操作系统,服务性程序,数据库管理系统,网络软件,软 件,计算机的软件系统,操作系统：Windows、DOS、UNIX 语言处理程序： Basic、Pascal、C 标准库程序 服务性程序：Word，PCTOOLS 数据库管理系统：SQL、Oracle、Sabase 计算机网络软件： Windows NT,五级 高级语言级 编译程序 四级 汇编语言级 汇编程序 三级 操作系统级 操作系统 二级 一般机器级 微程序 一级 微程序设计级 微 程 序 直 接 由 硬 件 执 行 图1.3 计 算 机 系 统 的 层 次 结 构 示 意 图,1.2.3 计算机系统的层次结构,程序员所见到的计算机系统的属性 概念性的结构与功能特性,实现计算机体系结构所体现的属性,有无乘法指令,如何实现乘法指令,（指令系统、数据类型、寻址技术、I/O机理）,（具体指令的实现）,计算机体系结构和计算机组成,1.3 计算机的特点、性能指标及分类,1.3.1 计算机的工作特点 第一个特性是快速性 第二个特性是它的通用性 第三个特性是它的准确性 第四个重要特性是电子计算机的逻辑性,1.3.2 计算机的性能指标,1基本字长 它是指参与运算数的基本长度，用二进制位的长短来衡量（如32位、16位等）。 2主存容量 主存容量一般以字节为单位来计算。常用的计量单位有T、G、M、K它们之间以2101024进行换算。 3运算速度 它是用每秒能执行的指令条数来表示的，单位是条数/秒。MIPS（Million Instruction Per Second),1.3.3 计算机的分类,大型主机：IBM360、370、4300 小型计算机：IBMAS/400系列 个人计算机(PC机) 工作站：APOLLO DN100工作站 巨型计算机：Crey1、2、3 小巨型机：Convex公司的C系列机,1.4 多媒体技术简介,1.4.1 多媒体技术要解决的主要问题 对信息的处理能力 多媒体技术使计算机具有综合处理文字、图形、图像、音频和视频信息的能力。 转换(Translation) 集成（Integration） 管理与控制(Manipulation) 传输(Transmission),对信息的处理能力,转换是指把多媒体信息转化成数字化信息；集成是指综合应用各种媒体信息；管理与控制是指处理过程中对各种媒体进行编辑、裁剪和重新组合；传输是指为了降低传输的频带宽度和信息量，需要实时实现数据压缩和还原处理，以及音像信息的同步传输。,数据压缩与解压,目前，最流行的压缩标准有JPEG(Joint Photographic Expert Group)和MPEG(Moving Picture Expert Group)。（有损压缩） JPEG用于静止图像压缩的JPEG标准，主要适用于灰度和彩色图像的压缩。它可用于彩色打印机、扫描仪、传真机。 MPEG标准用于运动视频图像的压缩。它的算法分为MPEG1，MPEG2，MPEG3三个等级。压缩比为100:1,Windows环境下的多媒体控制接口(MCI),MCI的最大优点是应用系统与设备无关，更换设备时只需更换MCI驱动程序，应用系统不需要修改即可操作新设备，因此系统可以非常灵活方便地进行配置,1.4.2 多媒体个人计算机(MPC),多媒体系统按功能不同可分为开发系统、演示系统和家庭娱