计算机组成原理第2章ppt课件

.,1,第二章计算机的发展及应用,2.3计算机的展望,2.2计算机的应用,2.1计算机的发展史,.,2,2.1计算机的发展史,一、计算机的产生和发展,1946年美国ENIAC,1955年退役,用手工搬动开关和拔插电缆来编程,.,3,世界上第一台电子计算机ENIAC(1946),.,4,硬件技术对计算机更新换代的影响,.,5,第一台vonNeumann系统结构的计算机,.,6,IBMSystem360（第三代计算机）,.,7,超级计算机,1.IBM:Seaborg,6080个CPU最大平均速度7.304TF(1012),.,8,2.IBM:ASCIWhite,8192个CPU最大平均速度7.304TF(1012),超级计算机,.,9,3.LinuxNetworX:MCRLinuxCluster,超级计算机,2304个CPU最大平均速度7.634TF(1012),.,10,超级计算机,4.HP:ASCIQ,4096个CPU最大平均速度13.88TF(1012),.,11,超级计算机,5.NEC:EarthSimulator,5120个CPU最大平均速度35.86TF(1012),.,12,目前世界超级计算机情况:千万亿次flops,最权威的超级计算机排名的参考网址,国际TOP500组织是发布全球已安装的超级计算机系统排名的权威机构，他们以超级计算机基准程序Linpack测试值为序进行排名，每年发布两期全球超级计算机500强排行榜。超级计算机有成千上万个中央处理器和图像处理单元(相当于普通电脑中的图像显示卡)。超级计算机主要用于航天、勘探、气象、金融等众多领域，模拟气候变化、能源产生以及其他基础科学的研究。中国超级计算机：,.,13,二、微型计算机的出现和发展,微处理器芯片,存储器芯片,1971年,1970年,.,14,Moore定律,Intel公司的缔造者之一GordonMoore提出,在半导体行业内，每18个月芯片上晶体管的数量就会翻番，每三年翻两番,几年前，微处理器的速度就达到了3GHz（吉赫）。此时，处理速度不能再进一步增加，否则，微处理器就会因为过热而融化。2004年，英特尔4GHz处理器计划被迫取消，半导体厂商对晶体管数量和高主频的不断追求从此被画上休止符。为了解决这个问题，半导体行业开始让几个芯片同时做一件事情（多线程），而不是让一块芯片以越来越快的速度处理一件事情。于是，出现了双核和四核处理器（基于单个半导体的一个处理器上拥有两个或者四个处理器核心）。2020年前后，我们可能会见证拥有100个甚至更多内核的处理器的诞生。但是，这又提出了另外一个新问题：怎样把这些细小的计算机引擎排放得当，使得它们更好地发挥作用？操作系统还没有准备好，编程语言和程序开发工具也一样。其实，就连一直编写软件的程序员们自己的内心也忐忑不安。他们过去编写的程序都是在一个处理器引擎上运行的串行软件，而不是并行运行的软件。微软首席研究及战略官克瑞格蒙迪说：“过去50年来，我们一直使用一种方式编写软件，现在，我们要开始朝一个不同的模式转变了。”,.,15,Intel公司的典型微处理器产品,80808位1974年808616位1979年2.9万8028616位1982年13.4万8038632位1985年27.5万8048632位1989年120.0万Pentium64位（准）1993年310.0万Pentiumpro64位（准）1995年550.0万Pentium64位（准）1997年550.0万以上Pentium64位（准）1999年800.0万以上Pentium64位2000年4200.0万,2007年芯片上可集成3亿5千万晶体管,2010年芯片上可集成8亿晶体管,.,16,当前通用微处理器的发展特点：（1）进一步提高复杂度（2）开发线程、进程级并行性（3）存储器集成到处理器芯片内（4）发展嵌入式处理器,.,17,三、软件技术的兴起和发展,机器语言面向机器,汇编语言面向机器,高级语言面向问题,FORTRAN科学计算和工程计算,PASCAL结构化程序设计,C面向对象,Java适应网络环境,1.各种语言,并行编程语言,.,18,2.系统软件,语言处理程序汇编程序编译程序解释程序,操作系统DOSUNIXWindows,服务性程序装配调试诊断排错,数据库管理系统数据库和数据库管理软件,网络软件,.,19,3.软件发展的特点,开发周期长,制作成本高,检测软件产品质量的特殊性,4.计算机系统中软、硬件功能划分,程序只是软件产品的一个组成部分；软件开发需要团队共同努力；软件开发包括多个阶段,.,20,微处理器的发展重点：,进一步提高复杂度,开发线程/进程级并行性,存储器集成到处理器芯片内,软件开发的认识：,(4)发展嵌入式处理器,工程化,(2)软件=程序+文档,(3)软件开发团队协同完成,.,21,2.2计算机的应用,一、科学计算和数据处理,二、工业控制和实时控制,三、网络技术,1.电子商务,2.网络教育,3.敏捷制造,.,22,四、虚拟现实,五、办公自动化和管理信息系统,六、CAD/CAM/CIMS,七、多