MISe計算機系統(tǒng)和硬件

第2篇技術(shù)篇第4章計算機系統(tǒng)和硬件4.1計算機的進展4.2計算機的運算基礎(chǔ)4.3網(wǎng)絡計算的模式4.4計算機硬件4.1計算機的進展4.1.1計算機的創(chuàng)始與進展從原始計數(shù)法到機械計算機電子計算機時代4.1.2計算機的分類及應用4.1.3計算機的進展趨勢項目第一代其次代第三代第四代第五代大?。ǖ湫陀嬎銠C）房間大?。ㄖ鞲捎嬎銠C）儲藏室大?。ㄖ鞲捎嬎銠C）桌子大小(小型計算機)臺式和便攜式(微型計算機)信用卡大小(微型計算機)器件電真空管晶體管半導體集成電路大規(guī)模集成電路超大規(guī)模集成電路，超導電路密度（器件數(shù)/每個線路）單個上百個幾千個成千上萬幾百萬個速度（執(zhí)行指令數(shù)/每秒）幾百條

幾千條幾百萬條幾千萬條幾億條牢靠性（線路的失誤率）幾小時幾天幾星期幾個月幾年存儲（字符容量）上千上萬成千上萬幾兆幾億價格（美元/每百萬條指令）1010.10.0010.00014.2計算機的運算基礎(chǔ)4.2.1計算機系統(tǒng)原理馮諾依曼計算機結(jié)構(gòu)的基本思想存儲程序二進制計算機系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)4.2.2計算機中數(shù)據(jù)表示方法數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示二進制BinaryBit0,1

十進制Decimal0,1,…….,9

十六進制Hexadecimal0,1,…….,9,A,….,F

1110+1×101——————10110000110———11110876543210

222222222

2561286432168421八位叫Byte漢字要16位ASCII(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)EBCDIC(ExtendedBCDInterchangeCode)字符型數(shù)據(jù)的表示ArithmeticUnit

運算器ControlUnit掌握器Storage存儲器I/O計算機部件結(jié)構(gòu)ADD006str008124747運算器ArithmeticUnit35+12ADD006掌握器ControlUnitADDoo6001003002圖4-6指令執(zhí)行過程4.3網(wǎng)絡計算的模式

圖4-7 主從式運算結(jié)構(gòu)

圖4.8 主從式運算的種類

圖4-8 主從式運算的種類

B/S結(jié)構(gòu)C/S結(jié)構(gòu)

圖4-9B/S結(jié)構(gòu)與C/S結(jié)構(gòu)的比較

4.4計算機硬件硬件是計算機物理設備的總稱，也叫做硬件設備。圖4-10微型計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4.4.1中央處理器中央處理器由兩個主要部件組成：運算器和掌握器。圖4-12 掌握器的結(jié)構(gòu)圖

圖4-11 帶寄存器組的運算器CPU的進展影響計算機運行速度的因素：機器字長的長度、晶片振蕩頻率、數(shù)據(jù)總線的寬度。名稱機器字長(bit)總線寬度(bit)晶片振蕩頻率(MHz)制造廠商計算機機種Pentium326475-200IntelPCPentium(MMx)3264166-233IntelPC,工作站PentiumIII3264450-500Intel高級計算機,工作站Corei764642.8-3.4GHzIntel四、六核，高級計算機，工作站Athlon3264PR1500-2100AMDPCPhenom64641.8-2.6GHzAMD雙、三核，高級計算機Opteron64641.4-2.5GHzAMD四、六核，工作站龍芯13232200-266MHz中科院計算所PC，工作站龍芯26464250-1200MHz中科院計算所PC，工作站龍芯364641.0GHz中科院計算所四、八核

PC，工作站表4-3微型處理器種類圖4-13循環(huán)處理與并行處理4.4.2存儲系統(tǒng)

第一代其次代第三代第四代第五代第六代一級存儲磁鼓磁芯磁芯LSI半導體存儲器VLSI半導體存儲器WSI三維集成存儲器進展趨勢利用更小的微電子線路向高速大容量能力進展二級磁帶磁帶磁盤磁盤光盤光盤、磁盤存儲磁鼓磁盤磁帶光盤磁盤閃存進展趨勢利用磁、光和電介質(zhì)，向海量存儲能力進展

價格

速度

容量用途存取特性

磁帶

磁帶

閃存二級存儲直接低磁盤低磁盤大光盤二級存儲直接↓光盤↓光盤↓磁盤二級存儲直接閃存閃存磁帶二級存儲挨次高半導體存