《計(jì)算機(jī)硬件及網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)組成技術(shù)第1章》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《計(jì)算機(jī)硬件及網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)組成技術(shù)第1章（47頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授,1.,*,Click to edit Master title style,計(jì)算機(jī)組成原理,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,*,計(jì)算機(jī)組成原理,*,哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授,1.

2、,*,計(jì)算機(jī)組成原理,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,*,*,Welcome to the world of Computer Organization,計(jì)算機(jī)組成原理,李 東 博士,2024/11/30,教學(xué)目的,人生的價(jià)值在于創(chuàng)造！創(chuàng)造源于思考。,Were here to put a dent in the universe.Otherwise why else even be here?,提

3、升解決問(wèn)題,(Problem Solving),的能力,計(jì)算思維,學(xué)而時(shí)習(xí)之，不亦悅乎。,Knowledge,is power.,學(xué)無(wú)止境。,Stay foolish,Stay hungry.,2024/11/30,計(jì)算思維,(Computational Thinking),指運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的根底概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算思維的核心是抽象(Abstraction)和自動(dòng)化(Automation)。,其中“抽象是指用符號(hào)例如數(shù)字來(lái)表示客觀事物，“自動(dòng)化是指讓計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題而無(wú)需人的干預(yù)。,周以真教授，美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué),2024/11/3

4、0,成 績(jī) 評(píng) 定,百分制，其中：,1.,作業(yè)成績(jī)：,5,分。,2.,課堂表現(xiàn)：,5,分,。,3.,實(shí)驗(yàn)成績(jī)：,20,分。,4.,期末考試：,70,分。,2024/11/30,作 業(yè) 要 求,1.共布置作業(yè)5次。,2.作業(yè)要寫(xiě)在作業(yè)本上。畫(huà)圖用格尺。,3.作業(yè)由課代表收齊后，上交助教老師。,4.不及時(shí)交作業(yè)者，視為“曠交作業(yè),5.曠交作業(yè)3次或更多，取消期末考試資格。,2024/11/30,上 課 要 求,1.遵守課堂紀(jì)律，按時(shí)上課。,2.積極參與課堂討論，提出或答復(fù)以下問(wèn)題。,參與表現(xiàn)記為平時(shí)成績(jī)，占總成績(jī)的5%。,每提出或答復(fù)一個(gè)問(wèn)題，加1分。最高5分。,3.請(qǐng)假需出示由輔導(dǎo)員簽字的假條。

5、,2024/11/30,2005/09/,教材及參考書(shū),教 材：計(jì)算機(jī)組成技術(shù)教程，李 東 等編著，,電子工業(yè)出版社，2021.10,參考書(shū)：計(jì)算機(jī)組織與結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)影印版,W.Stallings,高等教育出版社,其他關(guān)于“計(jì)算機(jī)組成的書(shū)籍,計(jì)算機(jī)組成技術(shù),第1章 緒 論,第2章 電子計(jì)算機(jī)的根本結(jié)構(gòu),第3章 電子計(jì)算機(jī)中信息的表示與運(yùn)算,第4章 處理器,第5章 總線技術(shù),第6章 存儲(chǔ)系統(tǒng),第7章 8086/8088匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì),第8章 輸入/輸出接口與中斷系統(tǒng),第9章 計(jì)算機(jī)外部設(shè)備,2024/11/30,第,1,章 緒論,1.1 電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與開(kāi)展,1.2 微處理器與微型計(jì)算機(jī)的產(chǎn)

6、生與開(kāi)展,1.3 中國(guó)電子計(jì)算機(jī)事業(yè)的開(kāi)展歷程,1.4 電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,2024/11/30,作業(yè)：,P12,，,8,，,10,，,13,，,18,。,1.1電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與開(kāi)展,計(jì)算工具擴(kuò)展并延伸了人腦的功能,手動(dòng)計(jì)算工具：算盤(pán),機(jī)械式計(jì)算工具：手搖臺(tái)式計(jì)算機(jī),1642年，法數(shù)學(xué)家Pascal 始創(chuàng),1673年，德數(shù)學(xué)家Leibnitz 改進(jìn),1812年，英數(shù)學(xué)家Babbage 差分機(jī),機(jī)電式計(jì)算工具：,1944,年,IBM,公司,MARK I(,電動(dòng)、齒輪、繼電器構(gòu)成,),2024/11/30,第一代計(jì)算機(jī)：電子管計(jì)算機(jī),第二代計(jì)算機(jī)：晶體管計(jì)算機(jī),第三代計(jì)算機(jī)：集成電路計(jì)算機(jī),第四代

7、計(jì)算機(jī)：大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī),現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的開(kāi)展,2024/11/30,圖靈Turing,馮諾依曼,John Von Neuman,兩位杰出的計(jì)算機(jī)科學(xué)家,2024/11/30,圖靈獎(jiǎng)A.M.Turing Award,由美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)ACM于1966年設(shè)立，專門(mén)獎(jiǎng)勵(lì)那些對(duì)計(jì)算機(jī)事業(yè)做出重要奉獻(xiàn)的個(gè)人。其名稱取自計(jì)算機(jī)科學(xué)的先驅(qū)、英國(guó)科學(xué)家阿蘭麥席森圖靈。,圖靈獎(jiǎng)對(duì)獲獎(jiǎng)條件要求極高，評(píng)獎(jiǎng)程序極嚴(yán)，一般每年只獎(jiǎng)勵(lì)一名計(jì)算機(jī)科學(xué)家，只有極少數(shù)年度有兩名合作者或在同一方向做出奉獻(xiàn)的科學(xué)家共享此獎(jiǎng)。因此它是計(jì)算機(jī)界最負(fù)盛名、最崇高的一個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，有“計(jì)算機(jī)界的諾貝爾獎(jiǎng)之稱。,2024/11/30,圖靈獎(jiǎng)A

8、.M.Turing Award,2021年3月16日，ACM將2021年度的圖靈獎(jiǎng)授予加州大學(xué)洛杉磯分校的 Judea Pearl教授。以獎(jiǎng)勵(lì)他在人工智能領(lǐng)域的根底性奉獻(xiàn)，提出概率和因果性推理演算法，徹底改變了人工智能最初基于規(guī)那么和邏輯的方向。,2021年圖靈獎(jiǎng)授予了Leslie Valiant，以表彰他對(duì)計(jì)算理論的變革性的奉獻(xiàn),2021年圖靈獎(jiǎng)授予了Charles Thacker，以表彰他對(duì)第一臺(tái)現(xiàn)代個(gè)人計(jì)算機(jī)Xerox PARC Alto的先驅(qū)性設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。,2024/11/30,現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的開(kāi)展,第一代計(jì)算機(jī)1946-1958電子管時(shí)代,ENIACElectronic Numeri

9、cal Integrator and Calculator,EDVACElectronic Discrete Variable Automatic Computer,運(yùn)算速度：每秒幾千次。,1954年第1個(gè)高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言Fortran問(wèn)世,其設(shè)計(jì)者John Backus榮獲1977年度圖靈獎(jiǎng),2024/11/30,世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī),ENIAC(1946),2024/11/30,第二代計(jì)算機(jī)1958-1965晶體管時(shí)代,計(jì)算機(jī)的應(yīng)用從科學(xué)計(jì)算，擴(kuò)展到：數(shù)據(jù)處理和過(guò)程控制。,計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度到達(dá)：幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)次每秒。,高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言Algol 60問(wèn)世。,設(shè)計(jì)者Peter Naur 榮獲

10、2005年度的“圖靈獎(jiǎng)。,現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的開(kāi)展,2024/11/30,第三代計(jì)算機(jī)1965-1970集成電路時(shí)代,集成電路(Integrated Circuits,IC)代替分立元件。,計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度最高可達(dá)：幾千萬(wàn)次每秒,操作系統(tǒng)(Operating System,OS)日益成熟。,半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 開(kāi)始替代 磁芯存儲(chǔ)器。,IBM System 360 系列機(jī)問(wèn)世。DEC公司推出小型計(jì)算機(jī) PDP-8，一舉成名。,現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的開(kāi)展,2024/11/30,第三代計(jì)算機(jī)1965-1970的大事記,超級(jí)計(jì)算機(jī)CDC6600、6700問(wèn)世，它的設(shè)計(jì)者西蒙克雷(Seymour Cray)被譽(yù)為超級(jí)計(jì)

11、算機(jī)之父。,伊凡蘇澤蘭(Ivan Sutherland)實(shí)現(xiàn)了“三維交互繪圖系統(tǒng)，推動(dòng)了圖形用戶界面GUI(Graphical User Interface)的開(kāi)展，被譽(yù)為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)之父,榮獲2005年度的“圖靈獎(jiǎng)。,現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的開(kāi)展,2024/11/30,第四代計(jì)算機(jī)1970-大規(guī)模集成電路時(shí)代,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)根本成熟，并行計(jì)算機(jī)得到廣泛的重視。,基于向量并行處理技術(shù)的Cray-1是人類首次獲得每秒1億次的運(yùn)算速度。,微處理器和微型計(jì)算機(jī)問(wèn)世。,現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的開(kāi)展,2024/11/30,第五代計(jì)算機(jī)？,現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的開(kāi)展,2024/11/30,第五代計(jì)算機(jī),1998年IBM公司研制

12、的“深藍(lán)(Deep Blue)戰(zhàn)勝了國(guó)際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫。但是“深藍(lán)的智能仍然是有限的，它的勝利主要得益于計(jì)算機(jī)處理能力的提高。,IBM公司研制“深藍(lán)的團(tuán)隊(duì)是由出生于中國(guó)臺(tái)灣省的許峰雄博士領(lǐng)導(dǎo)的，許博士也因此被譽(yù)為“深藍(lán)之父。,2024/11/30,2005/09/,最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)截止到 2003.06,1,.,NEC:Earth Simulator,5 120,個(gè),CPU,最大平均速度,35.86,TF(10,12,),2005/09/,Earth Simulator,2005/09/,Earth Simulator,第五代計(jì)算機(jī),2021年2月16日，IBM公司推出的人工智能計(jì)算機(jī)

13、“華生(Watson)在美國(guó)著名的益智節(jié)目“Jeopardy(危險(xiǎn)邊緣)！中，戰(zhàn)勝了兩位前冠軍參賽者，以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)贏得了歷史上第一次人機(jī)智力問(wèn)答比賽的勝利，這標(biāo)志著智能計(jì)算機(jī)到達(dá)了一個(gè)新的水平。,在長(zhǎng)達(dá)4年的研發(fā)過(guò)程中，共有來(lái)至IBM美國(guó)研究院、中國(guó)研究院、日本研究院、以色列研究院的30位研究員參與了“華生的研發(fā)。,2024/11/30,第五代計(jì)算機(jī),在第五代計(jì)算機(jī)的研究中，中國(guó)也應(yīng)該占有一席之地，有志于計(jì)算機(jī)事業(yè)的中國(guó)青年，應(yīng)該積極投身到這一國(guó)際矚目的研究領(lǐng)域中去。,2024/11/30,1.2 微處理器與微型電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與開(kāi)展,第一代19711972,4位的微處理器和微型電子計(jì)算機(jī),開(kāi)山

14、之作：Intel 4004,通用微處理器：Intel 4040,2024/11/30,第二代19721977,8位的微處理器和微型電子計(jì)算機(jī),代表機(jī)型：,Intel 8008，8080,Motorola M6800，6809,Zilog Z80,1.2 微處理器與微型電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與開(kāi)展,2024/11/30,第三代19781983,16位的微處理器和微型電子計(jì)算機(jī),代表機(jī)型：,Intel 8086,80286,Motorola MC 68000,68010,Zilog Z8000,1.2 微處理器與微型電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與開(kāi)展,2024/11/30,第四代1984 ,32位的微處理器和微型電

15、子計(jì)算機(jī),代表機(jī)型：,Motorola MC68020,Intel 80386,486,Pentium X,IBM PowerPC,1.2 微處理器與微型電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與開(kāi)展,2024/11/30,第五代1992 ,64位的微處理器和微型電子計(jì)算機(jī),代表機(jī)型：,DEC Alpha 2106421364,Intel 和HP：IA-64體系結(jié)構(gòu)的安騰(Itanium)1、2、3,IBM PowerPC 620，Power 6。,1.2 微處理器與微型電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與開(kāi)展,2024/11/30,摩爾定律,Moores Law,每,18,個(gè)月微處理器內(nèi)部的晶體管數(shù)量擴(kuò)大一倍，計(jì)算機(jī)的性能將翻一番，

16、而芯片的價(jià)格保持不變。,1.2 微處理器與微型電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與開(kāi)展,2024/11/30,多核處理器眾核處理器,用并行處理的思路，來(lái)延續(xù)摩爾定律的神話。,1.2 微處理器與微型電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與開(kāi)展,2024/11/30,1.3 中國(guó)電子計(jì)算機(jī)事業(yè)的開(kāi)展歷程,1956年國(guó)務(wù)院制定“12年科技開(kāi)展規(guī)劃,成立以華羅庚為主任的“計(jì)算技術(shù)研究所籌備委員會(huì)，開(kāi)展國(guó)產(chǎn)103機(jī)和104機(jī)的研制。這兩臺(tái)機(jī)器都屬于電子管計(jì)算機(jī)即第一代計(jì)算機(jī)，其中103機(jī)是仿制前蘇聯(lián)的M3小型數(shù)字電子計(jì)算機(jī)。,103機(jī)于1958年8月1日仿制成功，結(jié)束了我國(guó)沒(méi)有電子計(jì)算機(jī)的歷史。,2024/11/30,1.3 中國(guó)電子計(jì)算機(jī)事業(yè)的開(kāi)展歷程,1956年，哈工大、清華大學(xué)創(chuàng)立“計(jì)算機(jī)專業(yè),哈工大的吳忠明和李仲榮于1957年研制出國(guó)產(chǎn)第一臺(tái)結(jié)構(gòu)模擬電子計(jì)算機(jī)，于1958年研制成功一臺(tái)“下棋專用的數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)。,1960年4月，夏培肅教授領(lǐng)導(dǎo)的科研小組研制出我國(guó)第一臺(tái)自行設(shè)計(jì)電子計(jì)算機(jī)107機(jī)，這是一臺(tái)小型通用計(jì)算機(jī)。,2024/11/30,1.3 中國(guó)電子計(jì)算機(jī)事業(yè)的開(kāi)展歷程,哈爾濱軍事工程學(xué)院海軍系慈云桂主持設(shè)計(jì)并研制