计算机组成原理 1
计 算 机 组 成 原 理
第二讲
2009年 11月 10日
计算机发展简史
计算机组成原理 2
3,计算机的分类及应用
本讲主要内容
1、计算机发展简史
2、计算机的性能评价
计算机组成原理 3
第一台电子计算机 —— ENIAC
第一台电子计算机 （通用可编程序）
? 18800电子管
? 30吨
? 150平方米
? 150kw
? 5000次十进制加法 /秒
1946年美国宾西法尼亚大学研制成功电子数字计算机
ENIAC ( Electronic Numerical Integrator And Computer )
计算机组成原理 4
ENIAC
计算机组成原理 5
ENIAC
计算机组成原理 6
ENIAC
计算机组成原理 7
为了改进程序的输入方式：
美国数学家冯,诺依曼，提出 二进制 表达方
式和 存储程序控制 计算机构想。提出并描述一
个计算机模型 EDVAC
Electronic Discrete Variable Automatic Computer
ENIAC的特点,十进制表示
程序用插线开关实现
EDVAC直到 1952年才调试成功
计算机组成原理 8
? 机器以 运算器为中心,数据传送都经过运算器。
一般认为 冯,诺依曼机具有如下基本特点,
?计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和
输出设备 五部分 组成。
?采用 存储程序 的方式，程序和数据放在同一存储
器中，由指令组成的程序可以修改。
?数据以 二进制 码表示
?指令由操作码和地址码组成。
?指令在存储器中按执行 顺序存放,由指令计数器
指明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺序
替增。
计算机组成原理 9
第一台可操作的存储程序机器 ---Mark-I
1948年，曼彻斯特大学,小型计算机样机
第一台全面的、可操作的、存储程序计算机 —
EDSAC,Electronic Delay Storage Automatic Calculator
1949年,EDSAC开始运行
Maurice Wilkes,Cambridge University
第一台成功的 商业化计算机, UNIVAC-I机 1951年 6月
1952年, IBM公司推出了它的第一台机器 --IBM701，
计算机组成原理 10
1955年,IBM704投入市场；机器中首次使用
了 变址寄存器,从而以一种更合理的方式实现
了动态修改指令的地址部分所要完成的功能。
并且在这台机器上首次出现了 操作系统的原始
模型 ---控制程序 。
1956年； Ferranti有限公司建造成功第一台
含 通用寄存器 的机器 -----Pegasus；它有八个
通用寄存器，其中 R0恒为, 0”，在今天的很多
处理器中，我们仍能看到这一特点 。
计算机组成原理 11
1953年,MIT的林肯实验室研制成第一
台 晶体管 计算机。从此，晶体管器件开始
逐步代替电子管器件，成为计算机实现的
主要器件。
为了进一步提高 IBM704的性能,1960
年 IBM 推出了 世界上第一台通用流水线机
器 -----IBM7030它采用四级流水线结构，
以使取指、译码和执行阶段重叠，从而提
高速度。
计算机组成原理 12
指令系统总共有 185条指令。
这些 指令分为七类,
数据传送指令、定点算术指令、浮点算术指令、
逻辑指令、变址指令、转移类指令和 I/O指令。
在 1960年前后,IBM公司推出了它的晶体管计算
机 IBM 7094，在这台机器中第一次采用逻辑指
令来进行 非数值计算 。
该机器采用的许多成功的改进对后来计算机的
发展有着很大的影响。
计算机组成原理 13
?它的指令中有三个特征位，用以指示是否需要
变址，以及使用哪个变址寄存器；
特点,
?它有一组变址寄存器以及能够处理定、浮点
算术运算的 硬件 ；
?所有的 I/O操作均由一台可对主存储器直接进
行存取的 I/O处理机 来控制；
?存储部分分成两个模块，一个模块只有偶地
址单元，而另一模块则只有奇地址单元。这样
在一个存储周期内，可对独立的模块进行交叉
存取，从而为 CPU提供两个连续的字 ；
计算机组成原理 14
?采用了 DMA技术 。即当 I/O处理机请求访问主存储器时，
可能使 CPU的主存访问请求延迟一个存储周期，但是并不
中断 CPU的操作，只是使 CPU操作推迟一个存储周期；
?它采用了 间接寻址技术 。在这种技术中，间接寻址指令所
形成的地址，不是存放操作数的地址，而是用来形成操作
数 地址的地址 。这种寻址技术在分类、排序中是非常有用
的；
?采用了 专用的程序控制指令,这种指令对应于不同程序
间的控制转移，如它的 LINK/TRA指令对，即后来人们常
称的调用子程序 /子程序返回指令对，对调用子过程等是
十分有效的；
?I/O处理机与 CPU间的通讯采用了中断控制,并且在 I/O处
理机中采用字的拆、装技术以使得 CPU和 I/O设备间的字
长能够匹配；
计算机组成原理 15
计算机的应用领域不断扩大，同时，
伴随着软件资源的不断积累,软件兼容 问
题显得越来越重要，为了有效地解决这一
问题,1964年, IBM公司宣布了 IBM 360系
列。这个系列包含六种型号，它们之间的
性能可相差 25倍。 Amdahl和 Blaauw等人在
介绍 IBM360时，提出了, 系统结构, 这一
重要概念，并将此术语解释为程序员所看
到的那部分指令系统。他们认为具有相同
结构的机器将能够运行相同的软件。
计算机组成原理 16
寄存器 -寄存器型 (RR)、寄存器 -变址型 (RX)、
寄存器 -存储器型 (RS)、存储器 -立即数型 (RI)
存储器 -存储器型 (SS)。其中 SS型指令都是十进制或串指令。
IBM 360系列机器 成功 地在 IBM内部 解决了 软件要求环
境稳定与器件、硬件技术迅速发展之间的矛盾。在 IBM
360CPU中使用了 16个通用寄存器以存放操作数和运算
结果，并且可以做变址寄存器。
IBM 360能够支持大量不同的数据类型，如它的加法就
有长定点、短定点、组合式十进制、长浮点标准化、
长浮点非标准化、短浮点标准化和短浮点非标准化等 9
种指令，因而共有近 200条指令，这些指令由 2个,4个
或 6个字节组成，并分成五种不同格式：
计算机组成原理 17
1953年, Wilkes提出了 微程序控制 的基本思想
和特点。微程序有许多优点，如易于改变设计；
通过仿真 (emulation)其它指令系统，可以保证
软件兼容；微程序设计可以减少实现复杂指令
的成本等等。但是，由于在很长的一段时间内，
用于实现控制存储器的技术和主存的是相同的，
而且机器的指令系统也比较简单，因而微程序
设计的 优势并不明显 。但是，当控制存储器采
用半导体存储器工艺，主存储器采用磁芯技术
时，这两种工艺的速度相差十倍，从而为微程
序的广泛使用提供了基础。 IBM360系列的许多
机器都采用了微程序技术。
计算机组成原理 18
1965年, Wilkes在他的一篇论文中提出了直接
映象 Cache的思想。
1970年, IBM公司推出了 IBM360/85 机型，这种
机器是第一台使用 Cache的商品计算机。 从此，
Cache作为一种可以有效解决计算机处理和存储
之间速度差异的技术，在后来的机器中扮演着
十分重要的角色
为了向用户提供低价格的机器,1965年 DEC公
司推出了第一台商用小型机 -----PDP-8。在
此之后，他们又推出了 PDP-11等机种。小型
机的出现对计算机的普及有着重要的意义。
计算机组成原理 19
七十年代，当集成电路工业发展到 LSI(Large
scaled Integratedcircuit)阶段时，它的门
密度可达到 1000门 /片，这时已有可能利用单
片 IC制成简单的 CPU，即 微处理器 。 1971年,
Intel公司开始出售它的第一种微处理器芯片
Intel 4004； 1973年,又推出 Intel 8008芯
片。这些 CPU都采用了基于累加器的结构。
计算机组成原理 20
在八十年代初,Ditzel和 Patterson分析了高
级语言机器结构所遇到的一些困难的原因，在
此基础上提出了简单的机器结构更有可能获得
高性能的观点。 1980年, Patterson等人提出
了、并讨论了 RISC(Reduced Instruction Set
Computer)的思想。同时期的其它一些研究人
员也开始提倡体系结构应该和编译技术在提高
系统整体性能的基础上紧密结合，而不是仅仅
在形式上注意结构对编译程序的支持。
计算机组成原理 21
1980年，加州大学 Berkeley分校的 David
Patterson开始设计具有 RISC思想的机器。
他们先后实现了试验样机 RISC-I和 RISC-II，
成为后来得到广泛应用的
八十年代中期,RISC思想和技术开始普遍
被工业界接受。 RISC技术本身也得到了迅速完
善和发展。 1986年,出现了一些商品化的 RISC
芯片，如整数处理器 MIPS2000； 1987年, Sun
公司开始提供采用 SPARC结构的机器。
计算机组成原理 22
1989年, Intel公司推出了采用 LIW结构 (Long
Instruction Word)的 RISC处理器 芯片 -----
i860。 1990年,IBM公司推出了第一种采用 超
级标量结构 (Superscalar)的新一代 RISC计算
机系统 -----RISC/6000。 1991年 2月,MIPS公
司宣布了采用 超级流水线结构 的 RISC处理器 --
---R4000。
八十年代末，人们开始在注重 流水线技术,以
产生时间并行效益的同时，也力图进一步开发
出指令间空间 并行 的效益。
计算机组成原理 23
现代计算机 发展方向：
巨型化，微型化，网络化，智
能化，多媒体化
越来越小,微型计算机
越来越大,小 → 中 → 大 → 巨
计算机组成原理 24
3.运算速度,
*主频
*MIPS（ Million of Instruction Per Second)
每秒百万条指令
计算机系统的性能指标
1.主频 (时钟周期 ):很大程度上决定计算机的运算速
度,单位为兆赫兹 (MHz)
2.字长,参与运算的数的基本位数,决定了寄存器、运
算器和数据总线的位数，通常计算机有 1,4,8,16、
32,64位等不同的字长,字长越长,包含的信息量越多,
精度越高,但硬件成本也越高,
计算机组成原理 25
6.性能价格比,
性能为综合性能
4.存储容量,
有内存容量和外存容量两种指标,存储容量越大,
能存储的信息就越多,常用 字 数或 字节 数 (B)来表示,
如 6K,512KB,64MB.
1KB=1024B,1MB=1024KB,1GB=1024MB,1TB=1024GB
5.可靠性,
用平均无故障时间 MTBF(Mean Time Between
Failures)来衡量
计算机组成原理 26
3.按计算机规模分
巨型机、大型机、小型机、微型机和单片机
计算机的分类
1.以组成计算机的元器件来划分,
*第一代计算机 (1946---1957年 ):电子管 ;
*第二代计算机 (1958---1964年 ):晶体管 ;
*第三代计算机 (1964---1972年 ):中小规模集成电路 ;
*第四代计算机 (1972---至今 ):大规模、超大规模集成电路 ;
*第五代计算机,系统结构有革命性的变化,类似于人脑的神
经网络,计算机智能化将进一步发展,计算机进入知识处理阶段 ;
材料上使用常温超导材料和光器件 ;采用超并行结构的数据流计
算等,
2.按计算机的用途分
通用计算机和专用计算机
计算机组成原理 27
? 巨型机 —— 世界几家公司生产，最快 1.4万亿次,9千个 CPU
组成 Cray-1,Cray-2,Cray-3,国产银河 I,银河 II,银河 III
? 大型机 —— 大中型企事业单位作为计算中心的主机使用，统
一调度主机资源，代表产品有 IBM360,370,4300等。
? 小型机 —— 它可以满足部门性的需求，供小型企事业单位使
用，典型产品有 IBM-AS/400,DEC-VAX系列，国产太级
? 工作站 —— 用于特殊的专业领域，例如图象处理和辅助设计
等。典型产品有 HP-APOLLO,SUN工作站等。
? 微型机 —— 个人或家庭使用,PC机 /个人计算机，价格低廉
计算机组成原理 28
微处理器的发展
? 4004(2300/50μ m)/8008
? 8080/8085,8086/8088
? 80286/80386/80486
? Pentium/Pentium Pro/PentiumⅡ
? Pentium Ⅲ/Pentium Ⅳ(4200 万 /0.13μ m)
? 集成电路技术的发展是基础
? 高性能、低能耗、高速度、低成本
计算机组成原理 29
Intel 4004
计算机组成原理 30
Intel 8088
计算机组成原理 31
Intel Pentium
计算机组成原理 32
Intel PentiumⅡ
计算机组成原理 33
微型计算机的特点
? 体积小、功耗低
? 可靠性高、使用环境要求低
? 系统外部芯片配套，系统设计灵活
? 性能优良、价格低廉
计算机组成原理 34
计算机应用 ---无孔不入
?科学计算
密码破译，天气预报，地质勘探，卫星轨道计算
?过程控制
机器人以及各种自动化装备，温度调节，阀门控制
?辅助设计 /分析 /制造 /教学
机械 CAD，建筑 CAD,CAE,CAM,CAI
?数据处理
数据库管理，企业信息管理，统计汇总、办公自动化
?智能模拟
人工智能、专家系统、自学习
计算机组成原理 35
单片机
? 将 CPU、部分存储器、部分 I/O接口集成在一
个芯片上
计算机组成原理 36
单板机
? 将 CPU、存储器,I/O接口及部分 I/O设备安装
在一个印刷线路板上
计算机组成原理 37
计算机组成原理 38
科学计算与数据处理的区别？
思考：
冯,诺依曼机具有的基本特点？
计算机的发展经历了几代？每代的特点和标志？
处理机、计算机和计算机系统的关系？
单片机、单板机有何区别？
计 算 机 组 成 原 理
第二讲
2009年 11月 10日
计算机发展简史
计算机组成原理 2
3,计算机的分类及应用
本讲主要内容
1、计算机发展简史
2、计算机的性能评价
计算机组成原理 3
第一台电子计算机 —— ENIAC
第一台电子计算机 （通用可编程序）
? 18800电子管
? 30吨
? 150平方米
? 150kw
? 5000次十进制加法 /秒
1946年美国宾西法尼亚大学研制成功电子数字计算机
ENIAC ( Electronic Numerical Integrator And Computer )
计算机组成原理 4
ENIAC
计算机组成原理 5
ENIAC
计算机组成原理 6
ENIAC
计算机组成原理 7
为了改进程序的输入方式：
美国数学家冯,诺依曼，提出 二进制 表达方
式和 存储程序控制 计算机构想。提出并描述一
个计算机模型 EDVAC
Electronic Discrete Variable Automatic Computer
ENIAC的特点,十进制表示
程序用插线开关实现
EDVAC直到 1952年才调试成功
计算机组成原理 8
? 机器以 运算器为中心,数据传送都经过运算器。
一般认为 冯,诺依曼机具有如下基本特点,
?计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和
输出设备 五部分 组成。
?采用 存储程序 的方式，程序和数据放在同一存储
器中，由指令组成的程序可以修改。
?数据以 二进制 码表示
?指令由操作码和地址码组成。
?指令在存储器中按执行 顺序存放,由指令计数器
指明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺序
替增。
计算机组成原理 9
第一台可操作的存储程序机器 ---Mark-I
1948年，曼彻斯特大学,小型计算机样机
第一台全面的、可操作的、存储程序计算机 —
EDSAC,Electronic Delay Storage Automatic Calculator
1949年,EDSAC开始运行
Maurice Wilkes,Cambridge University
第一台成功的 商业化计算机, UNIVAC-I机 1951年 6月
1952年, IBM公司推出了它的第一台机器 --IBM701，
计算机组成原理 10
1955年,IBM704投入市场；机器中首次使用
了 变址寄存器,从而以一种更合理的方式实现
了动态修改指令的地址部分所要完成的功能。
并且在这台机器上首次出现了 操作系统的原始
模型 ---控制程序 。
1956年； Ferranti有限公司建造成功第一台
含 通用寄存器 的机器 -----Pegasus；它有八个
通用寄存器，其中 R0恒为, 0”，在今天的很多
处理器中，我们仍能看到这一特点 。
计算机组成原理 11
1953年,MIT的林肯实验室研制成第一
台 晶体管 计算机。从此，晶体管器件开始
逐步代替电子管器件，成为计算机实现的
主要器件。
为了进一步提高 IBM704的性能,1960
年 IBM 推出了 世界上第一台通用流水线机
器 -----IBM7030它采用四级流水线结构，
以使取指、译码和执行阶段重叠，从而提
高速度。
计算机组成原理 12
指令系统总共有 185条指令。
这些 指令分为七类,
数据传送指令、定点算术指令、浮点算术指令、
逻辑指令、变址指令、转移类指令和 I/O指令。
在 1960年前后,IBM公司推出了它的晶体管计算
机 IBM 7094，在这台机器中第一次采用逻辑指
令来进行 非数值计算 。
该机器采用的许多成功的改进对后来计算机的
发展有着很大的影响。
计算机组成原理 13
?它的指令中有三个特征位，用以指示是否需要
变址，以及使用哪个变址寄存器；
特点,
?它有一组变址寄存器以及能够处理定、浮点
算术运算的 硬件 ；
?所有的 I/O操作均由一台可对主存储器直接进
行存取的 I/O处理机 来控制；
?存储部分分成两个模块，一个模块只有偶地
址单元，而另一模块则只有奇地址单元。这样
在一个存储周期内，可对独立的模块进行交叉
存取，从而为 CPU提供两个连续的字 ；
计算机组成原理 14
?采用了 DMA技术 。即当 I/O处理机请求访问主存储器时，
可能使 CPU的主存访问请求延迟一个存储周期，但是并不
中断 CPU的操作，只是使 CPU操作推迟一个存储周期；
?它采用了 间接寻址技术 。在这种技术中，间接寻址指令所
形成的地址，不是存放操作数的地址，而是用来形成操作
数 地址的地址 。这种寻址技术在分类、排序中是非常有用
的；
?采用了 专用的程序控制指令,这种指令对应于不同程序
间的控制转移，如它的 LINK/TRA指令对，即后来人们常
称的调用子程序 /子程序返回指令对，对调用子过程等是
十分有效的；
?I/O处理机与 CPU间的通讯采用了中断控制,并且在 I/O处
理机中采用字的拆、装技术以使得 CPU和 I/O设备间的字
长能够匹配；
计算机组成原理 15
计算机的应用领域不断扩大，同时，
伴随着软件资源的不断积累,软件兼容 问
题显得越来越重要，为了有效地解决这一
问题,1964年, IBM公司宣布了 IBM 360系
列。这个系列包含六种型号，它们之间的
性能可相差 25倍。 Amdahl和 Blaauw等人在
介绍 IBM360时，提出了, 系统结构, 这一
重要概念，并将此术语解释为程序员所看
到的那部分指令系统。他们认为具有相同
结构的机器将能够运行相同的软件。
计算机组成原理 16
寄存器 -寄存器型 (RR)、寄存器 -变址型 (RX)、
寄存器 -存储器型 (RS)、存储器 -立即数型 (RI)
存储器 -存储器型 (SS)。其中 SS型指令都是十进制或串指令。
IBM 360系列机器 成功 地在 IBM内部 解决了 软件要求环
境稳定与器件、硬件技术迅速发展之间的矛盾。在 IBM
360CPU中使用了 16个通用寄存器以存放操作数和运算
结果，并且可以做变址寄存器。
IBM 360能够支持大量不同的数据类型，如它的加法就
有长定点、短定点、组合式十进制、长浮点标准化、
长浮点非标准化、短浮点标准化和短浮点非标准化等 9
种指令，因而共有近 200条指令，这些指令由 2个,4个
或 6个字节组成，并分成五种不同格式：
计算机组成原理 17
1953年, Wilkes提出了 微程序控制 的基本思想
和特点。微程序有许多优点，如易于改变设计；
通过仿真 (emulation)其它指令系统，可以保证
软件兼容；微程序设计可以减少实现复杂指令
的成本等等。但是，由于在很长的一段时间内，
用于实现控制存储器的技术和主存的是相同的，
而且机器的指令系统也比较简单，因而微程序
设计的 优势并不明显 。但是，当控制存储器采
用半导体存储器工艺，主存储器采用磁芯技术
时，这两种工艺的速度相差十倍，从而为微程
序的广泛使用提供了基础。 IBM360系列的许多
机器都采用了微程序技术。
计算机组成原理 18
1965年, Wilkes在他的一篇论文中提出了直接
映象 Cache的思想。
1970年, IBM公司推出了 IBM360/85 机型，这种
机器是第一台使用 Cache的商品计算机。 从此，
Cache作为一种可以有效解决计算机处理和存储
之间速度差异的技术，在后来的机器中扮演着
十分重要的角色
为了向用户提供低价格的机器,1965年 DEC公
司推出了第一台商用小型机 -----PDP-8。在
此之后，他们又推出了 PDP-11等机种。小型
机的出现对计算机的普及有着重要的意义。
计算机组成原理 19
七十年代，当集成电路工业发展到 LSI(Large
scaled Integratedcircuit)阶段时，它的门
密度可达到 1000门 /片，这时已有可能利用单
片 IC制成简单的 CPU，即 微处理器 。 1971年,
Intel公司开始出售它的第一种微处理器芯片
Intel 4004； 1973年,又推出 Intel 8008芯
片。这些 CPU都采用了基于累加器的结构。
计算机组成原理 20
在八十年代初,Ditzel和 Patterson分析了高
级语言机器结构所遇到的一些困难的原因，在
此基础上提出了简单的机器结构更有可能获得
高性能的观点。 1980年, Patterson等人提出
了、并讨论了 RISC(Reduced Instruction Set
Computer)的思想。同时期的其它一些研究人
员也开始提倡体系结构应该和编译技术在提高
系统整体性能的基础上紧密结合，而不是仅仅
在形式上注意结构对编译程序的支持。
计算机组成原理 21
1980年，加州大学 Berkeley分校的 David
Patterson开始设计具有 RISC思想的机器。
他们先后实现了试验样机 RISC-I和 RISC-II，
成为后来得到广泛应用的
八十年代中期,RISC思想和技术开始普遍
被工业界接受。 RISC技术本身也得到了迅速完
善和发展。 1986年,出现了一些商品化的 RISC
芯片，如整数处理器 MIPS2000； 1987年, Sun
公司开始提供采用 SPARC结构的机器。
计算机组成原理 22
1989年, Intel公司推出了采用 LIW结构 (Long
Instruction Word)的 RISC处理器 芯片 -----
i860。 1990年,IBM公司推出了第一种采用 超
级标量结构 (Superscalar)的新一代 RISC计算
机系统 -----RISC/6000。 1991年 2月,MIPS公
司宣布了采用 超级流水线结构 的 RISC处理器 --
---R4000。
八十年代末，人们开始在注重 流水线技术,以
产生时间并行效益的同时，也力图进一步开发
出指令间空间 并行 的效益。
计算机组成原理 23
现代计算机 发展方向：
巨型化，微型化，网络化，智
能化，多媒体化
越来越小,微型计算机
越来越大,小 → 中 → 大 → 巨
计算机组成原理 24
3.运算速度,
*主频
*MIPS（ Million of Instruction Per Second)
每秒百万条指令
计算机系统的性能指标
1.主频 (时钟周期 ):很大程度上决定计算机的运算速
度,单位为兆赫兹 (MHz)
2.字长,参与运算的数的基本位数,决定了寄存器、运
算器和数据总线的位数，通常计算机有 1,4,8,16、
32,64位等不同的字长,字长越长,包含的信息量越多,
精度越高,但硬件成本也越高,
计算机组成原理 25
6.性能价格比,
性能为综合性能
4.存储容量,
有内存容量和外存容量两种指标,存储容量越大,
能存储的信息就越多,常用 字 数或 字节 数 (B)来表示,
如 6K,512KB,64MB.
1KB=1024B,1MB=1024KB,1GB=1024MB,1TB=1024GB
5.可靠性,
用平均无故障时间 MTBF(Mean Time Between
Failures)来衡量
计算机组成原理 26
3.按计算机规模分
巨型机、大型机、小型机、微型机和单片机
计算机的分类
1.以组成计算机的元器件来划分,
*第一代计算机 (1946---1957年 ):电子管 ;
*第二代计算机 (1958---1964年 ):晶体管 ;
*第三代计算机 (1964---1972年 ):中小规模集成电路 ;
*第四代计算机 (1972---至今 ):大规模、超大规模集成电路 ;
*第五代计算机,系统结构有革命性的变化,类似于人脑的神
经网络,计算机智能化将进一步发展,计算机进入知识处理阶段 ;
材料上使用常温超导材料和光器件 ;采用超并行结构的数据流计
算等,
2.按计算机的用途分
通用计算机和专用计算机
计算机组成原理 27
? 巨型机 —— 世界几家公司生产，最快 1.4万亿次,9千个 CPU
组成 Cray-1,Cray-2,Cray-3,国产银河 I,银河 II,银河 III
? 大型机 —— 大中型企事业单位作为计算中心的主机使用，统
一调度主机资源，代表产品有 IBM360,370,4300等。
? 小型机 —— 它可以满足部门性的需求，供小型企事业单位使
用，典型产品有 IBM-AS/400,DEC-VAX系列，国产太级
? 工作站 —— 用于特殊的专业领域，例如图象处理和辅助设计
等。典型产品有 HP-APOLLO,SUN工作站等。
? 微型机 —— 个人或家庭使用,PC机 /个人计算机，价格低廉
计算机组成原理 28
微处理器的发展
? 4004(2300/50μ m)/8008
? 8080/8085,8086/8088
? 80286/80386/80486
? Pentium/Pentium Pro/PentiumⅡ
? Pentium Ⅲ/Pentium Ⅳ(4200 万 /0.13μ m)
? 集成电路技术的发展是基础
? 高性能、低能耗、高速度、低成本
计算机组成原理 29
Intel 4004
计算机组成原理 30
Intel 8088
计算机组成原理 31
Intel Pentium
计算机组成原理 32
Intel PentiumⅡ
计算机组成原理 33
微型计算机的特点
? 体积小、功耗低
? 可靠性高、使用环境要求低
? 系统外部芯片配套，系统设计灵活
? 性能优良、价格低廉
计算机组成原理 34
计算机应用 ---无孔不入
?科学计算
密码破译，天气预报，地质勘探，卫星轨道计算
?过程控制
机器人以及各种自动化装备，温度调节，阀门控制
?辅助设计 /分析 /制造 /教学
机械 CAD，建筑 CAD,CAE,CAM,CAI
?数据处理
数据库管理，企业信息管理，统计汇总、办公自动化
?智能模拟
人工智能、专家系统、自学习
计算机组成原理 35
单片机
? 将 CPU、部分存储器、部分 I/O接口集成在一
个芯片上
计算机组成原理 36
单板机
? 将 CPU、存储器,I/O接口及部分 I/O设备安装
在一个印刷线路板上
计算机组成原理 37
计算机组成原理 38
科学计算与数据处理的区别？
思考：
冯,诺依曼机具有的基本特点？
计算机的发展经历了几代？每代的特点和标志？
处理机、计算机和计算机系统的关系？
单片机、单板机有何区别？
