1、,Beyond Technology,計算機組成原理,大連東軟信息學院精品課程,第1章 計算機與計算機系統(tǒng),本章線索,1.1計算機發(fā)展簡史計算機的由來,ENIAC計算機共用18000多個電子管，1500個繼電器，占地面積170多平方米，耗電量140千瓦，每秒鐘能進行5000次加法。,第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC,一般認為ENIAC機是世界第一臺電子計算機，它是由美國科學家研制的，于1946年2月14日在費城開始運行其實由湯米、費勞爾斯等英國科學家研制的科洛薩斯計算機比ENIAC機問世早兩年多，于1944年1月10日在布萊奇利園區(qū)開始運行ENIAC機證明電子真空技術可以大大地提高計算技術，不過

2、，ENIAC機本身存在兩大缺點：（1）沒有存儲器；（2）它用布線接板進行控制，甚至要搭接幾天，計算速度也就被這一工作抵消了ENIAC機研制組的莫克利和?？颂仫@然是感到了這一點，他們也想盡快著手研制另一臺計算機，以便改進。,ENIAC方案明確奠定了新機器由五個部分組成，包括：運算器、控制器、存儲器、輸入和輸出設備，并描述了這五部分的職能和相互關系報告中，諾伊曼對ENIAC中的兩大設計思想作了進一步的論證，為計算機的設計樹立了一座里程碑。 設計思想之一是二進制，他根據(jù)電子元件雙穩(wěn)工作的特點，建議在電子計算機中采用二進制。報告提到了二進制的優(yōu)點，并預言，二進制的采用將大簡化機器的邏輯線路。 計算機基

3、本工作原理是存儲程序和程序控制，它是由世界著名數(shù)學家馮諾依曼提出的。美籍匈牙利數(shù)學家馮諾依曼被稱為“計算機之父”。 實踐證明了諾伊曼預言的正確性。如今，邏輯代數(shù)的應用已成為設計電子計算機的重要手段，在ENIAC中采用的主要邏輯線路也一直沿用著，只是對實現(xiàn)邏輯線路的工程方法和邏輯電路的分析方法作了改進。,存儲程序控制概念的提出-馮諾依曼,1944l945年間，馮諾依曼形成了現(xiàn)今所用的將一組數(shù)學過程轉變?yōu)橛嬎銠C指令語言的基本方法，當時的電子計算機(如ENIAC)缺少靈活性、普適性。馮諾依曼關于機器中的固定的、普適線路系統(tǒng)，關于“流圖”概念，關于“代碼”概念為克服以上缺點作出了重大貢獻。盡管對數(shù)理邏

4、輯學家來說，這種安排是顯見的。 計算機工程的發(fā)展也應大大歸功于馮諾依曼。計算機的邏輯圖式，現(xiàn)代計算機中存儲、速度、基本指令的選取以及線路之間相互作用的設計，都深深受到馮諾依曼思想的影響。他不僅參與了電子管元件的計算機ENIAC的研制，并且還在普林斯頓高等研究院親自督造了一臺計算機。稍前，馮諾依曼還和摩爾小組一起，寫出了一個全新的存貯程序通用電子計算機方案EDVAC，長達l0l頁的報告轟動了數(shù)學界。這一向專搞理論研究的普林斯頓高等研究院也批準讓馮諾依曼建造計算機，其依據(jù)就是這份報告。,馮諾依曼-計算機領域的貢獻,最簡單的來說，他的精髓貢獻是2點：2進制思想與程序內存思想。,1.1計算機發(fā)展簡史計算機的由來,計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大部件組成。 采用存儲程序的方式。 數(shù)據(jù)和指令均以二進制代碼表示。 指令由操作碼和地址碼組成。 指令在存儲器中順序存放。,馮諾依曼計算機的結構,1.1計算機發(fā)展簡史計算機的發(fā)展,隨電子元器件發(fā)展,隨能處理的對象發(fā)展,1.2計算機的特點及應用,工具,1.3計算機的發(fā)展趨勢與前景,1.4深入計算機系統(tǒng)硬件組