計算機的發展歷程(計算機組成原理知識點總結)

2021-10-10 15:39:28 字數 2000 閱讀 1856

計算機的發展歷程包括兩個方面乙個是硬體方面的發展乙個是軟體方面的發展。

第一台計算機的誕生是在2023年:電子數字計算機(eniac)

計算機的硬體大致可以分為四代:

第一代:1946-2023年的電子管時代。特點是邏輯元件採用電子管;機器語言程式設計,主存用延遲線或者是磁鼓儲存資訊。容量極小;體積龐大,成本高;運算速度較低。

第二代:1958-2023年的電晶體時代。特點是邏輯元件採用電晶體;高階語言程式設計,主存用磁心儲存器。速度提高了幾十倍達到了幾萬次幾十萬此一秒。到此有了作業系統的雛形。

第三代:1965-2023年的中小規模積體電路時代。特點是邏輯元件採用中小規模積體電路;高階語言程式設計;主存採用了半導體儲存器;開始有了分時作業系統。

***:2023年-今天的大規模積體電路時代。特點是邏輯元件採用了大規模的積體電路;高階語言程式設計;有了微處理器。並且並行,流水線,高速緩衝區和虛擬儲存器等概念也被用到這一代計算機中。

在《計算機組成原理第四版》白中英等先生的編寫的書中,還有第五代計算機:超大規模積體電路計算機。

硬體的發展速度和規模可以參考摩爾定律:

當**不變的同時每過18個月,集體管的數目將會增加一倍,效能也會提高一倍。

半導體儲存器的發展

在2023年以前,儲存器都是採用磁心做成的,也就是用細導線將其穿在網格板上,。每個磁心的磁化方向有兩種一種我們邏輯上為1一種為0。但是**過於昂貴並且不易製作和重複利用。

在2023年仙童半導體公司製作了半導體儲存器,讀寫速度很快並且可以重複使用,唯一的缺點是**昂貴。但是隨著發展,**持續快速的**,儲存密度也在不斷**。

微處理器的發展

處理器的發展僅僅需要記住的是intel 4004他是第乙個將cpu的所有元件都放入同乙個晶元內的產品。他標誌了微處理器的誕生。4004的原因是因為它可以實現四位數的相加。

8008的誕生是第乙個8位微處理機,複雜了整整一倍。

而後來的8080則是讀乙個通用處理器。

計算機的分類

電子計算機可以分為兩類:

1.電子模擬計算機

特點是數值由連續量來表示,運算過程連續。精度和解題能力有限。

2.電子數字計算機

特點:安慰運算,並且不連續的跳動。接近於人類的「思維過程」;

數字計算機按用途可以劃分為專用計算機和通用計算機。

通用計算機又分為:巨型機,大型機,中型機,小型機,微型機,微控制器。體積,功耗,

效能,資料儲存量,指令複雜程度和**依次遞減。

按照指令和資料流可以分為:

1.單指令,單資料流(馮諾依曼機)

2.單指令,多資料流(陣列處理器和向量處理器)

3.多指令,多資料流(多處理器和多計算機系統)

4.多指令,單資料流(沒有找到有這種,但是博主認為要分這個類)

第一代軟體(1946-1953)

第一代軟體是用機器語言編寫的,機器語言是內建在計算機電路中的指令,由0和1組成。

第二代軟體(1954-1964)

當硬體變得更強大時,就需要更強大的軟體工具更有效地使用計算機。組合語言的出現解決了這個問題,但是程式設計師還是必須記住很多彙編指令。

第三代軟體(1965-1970)

在這個時期,由於用積體電路取代了電晶體,處理器的運算速度得到了大幅度的提高,處理器在等待運算器準備下乙個作業時,造成了資源的浪費,因此我們需要乙個更有效的方式來控制計算機中的各個硬體來協調工作,(最好是無縫銜接的工作)。我們引入了作業系統的概念。

***軟體(1971-1989)

20世紀70年代出現了結構化程式設計技術,pascal語言和modula-2語言都是採用結構化程式設計規則制定的,basic這種為第三代計算機設計的語言也被公升級為具有結構化的版本,此外,還出現了靈活且功能強大的c語言。

第五代軟體(1990-至今)

第五代軟體中有三個著名事件:在計算機軟體業具有主導地位的microsoft公司的崛起、物件導向的程式設計方法的出現以及全球資訊網(world wide web)的普及。

微型計算機向著微型化,網路化,高效能,多用途方向發展。

巨型機向著巨型化,超高速,並行處理,智慧型化方向發展。

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