MISe計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和硬件

第2篇技術(shù)篇第4章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和硬件4.1計(jì)算機(jī)的進(jìn)展4.2計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)4.3網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的模式4.4計(jì)算機(jī)硬件4.1計(jì)算機(jī)的進(jìn)展4.1.1計(jì)算機(jī)的創(chuàng)始與進(jìn)展從原始計(jì)數(shù)法到機(jī)械計(jì)算機(jī)電子計(jì)算機(jī)時(shí)代4.1.2計(jì)算機(jī)的分類及應(yīng)用4.1.3計(jì)算機(jī)的進(jìn)展趨勢項(xiàng)目第一代其次代第三代第四代第五代大小（典型計(jì)算機(jī)）房間大?。ㄖ鞲捎?jì)算機(jī)）儲(chǔ)藏室大小（主干計(jì)算機(jī)）桌子大小(小型計(jì)算機(jī))臺(tái)式和便攜式(微型計(jì)算機(jī))信用卡大小(微型計(jì)算機(jī))器件電真空管晶體管半導(dǎo)體集成電路大規(guī)模集成電路超大規(guī)模集成電路，超導(dǎo)電路密度（器件數(shù)/每個(gè)線路）單個(gè)上百個(gè)幾千個(gè)成千上萬幾百萬個(gè)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(shí)幾天幾星期幾個(gè)月幾年存儲(chǔ)（字符容量）上千上萬成千上萬幾兆幾億價(jià)格（美元/每百萬條指令）1010.10.0010.00014.2計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)4.2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理馮諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的基本思想存儲(chǔ)程序二進(jìn)制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)4.2.2計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)表示方法數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示二進(jìn)制BinaryBit0,1

十進(jìn)制Decimal0,1,…….,9

十六進(jìn)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(yùn)算器ControlUnit掌握器Storage存儲(chǔ)器I/O計(jì)算機(jī)部件結(jié)構(gòu)ADD006str008124747運(yùn)算器ArithmeticUnit35+12ADD006掌握器ControlUnitADDoo6001003002圖4-6指令執(zhí)行過程4.3網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的模式

圖4-7 主從式運(yùn)算結(jié)構(gòu)

圖4.8 主從式運(yùn)算的種類

圖4-8 主從式運(yùn)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(jì)算機(jī)硬件硬件是計(jì)算機(jī)物理設(shè)備的總稱，也叫做硬件設(shè)備。圖4-10微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4.4.1中央處理器中央處理器由兩個(gè)主要部件組成：運(yùn)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(yùn)算器CPU的進(jìn)展影響計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的因素：機(jī)器字長的長度、晶片振蕩頻率、數(shù)據(jù)總線的寬度。名稱機(jī)器字長(bit)總線寬度(bit)晶片振蕩頻率(MHz)制造廠商計(jì)算機(jī)機(jī)種Pentium326475-200IntelPCPentium(MMx)3264166-233IntelPC,工作站PentiumIII3264450-500Intel高級(jí)計(jì)算機(jī),工作站Corei764642.8-3.4GHzIntel四、六核，高級(jí)計(jì)算機(jī)，工作站Athlon3264PR1500-2100AMDPCPhenom64641.8-2.6GHzAMD雙、三核，高級(jí)計(jì)算機(jī)Opteron64641.4-2.5GHzAMD四、六核，工作站龍芯13232200-266MHz中科院計(jì)算所PC，工作站龍芯26464250-1200MHz中科院計(jì)算所PC，工作站龍芯364641.0GHz中科院計(jì)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(chǔ)系統(tǒng)

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

價(jià)格

速度

容量用途存取特性

磁帶

磁帶

閃存二級(jí)存儲(chǔ)直接低磁盤低磁盤大光盤二級(jí)存儲(chǔ)直接↓光盤↓光盤↓磁盤二級(jí)存儲(chǔ)直接閃存閃存磁帶二級(jí)存儲(chǔ)挨次高半導(dǎo)體存