计算机硬件系统PPT教学课件

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EDSAC计算机
最早问世的内储程序式计算机既不是ISA，也不是EDVAC ，英国剑桥大学威尔克斯（M.Wilkes）教授，抢在冯·诺依 曼之前捷足先登。
威尔克斯1946年曾到宾夕法尼亚大学参加冯·诺依曼主持的
培训班，完全接受了冯·诺依曼内储程序的设计思想。回国
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著名的“101页报告”
1945年6月，冯 ·诺依曼与戈德斯坦、勃克斯等人，联 名发表了一篇长达101页纸的报告，即计算机史上著名 的“101页报告”，直到今天，仍然被认为是现代电脑科 学发展里程碑式的文献。报告明确规定出计算机的五 大部件，并用二进制替代十进制运算。EDVAC方案的 革命意义在 于“存储程序”，以便电脑自动依次执行指 令。人们后来把这种“存储程序”体系结构的 机器统称 为“诺依曼机”。
照普林斯顿大学提供的ISA照片 结构复制的计算机。
如:洛斯阿拉莫斯国家实验室研制的MANIAC，伊利诺
斯大学制造的 ILLAC。雷明顿·兰德公司科学家沃尔
（W. Ware）甚至不顾冯·诺依曼的反对，把他研制 的
机器命名为JOHNIAC（“约翰尼克” ，“约翰”即冯·诺
依曼的名字）。冯·诺依曼的大名已经成为现代电脑的
冯·诺依曼结构
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电子计算机之父
“电子计算机之父”的桂冠，被戴在数学家 冯· 诺依曼（J.Von Neumann）头上， 而不是 ENIAC的两位实际研究者，这是因为冯·诺依 曼提出了现代电脑的体系结构。
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冯·诺依曼小传-1
冯·诺依曼是本世纪最伟大的科学家之一。 他1913年出生 于匈牙利首都布达佩斯，6岁能心算8位数除法，8岁学会微 积分，12岁读懂了函数论。通过刻苦学习， 在17岁那年， 他发表了第一篇数学论文，不久后掌握七种语言，又在最 新数学分支——集合论、泛函分析等理论研究中取得突破 性进展。22岁，他在瑞士苏黎士联邦工业大学化学专业毕 业。 一年之后，摘取布达佩斯大学的数学博士学位。 转 而攻向物理，为量子力学研究数学模型，又使他在理论物 理学领域占据了突出的地位。
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EDVAC计算机
直到1951年，在极端保密情况下，冯·诺依曼主持的 EDVAC计算机才宣告完成，它不仅可应用于科学计算 ，而且可用于信息检索等领域，主要缘于“存储程序” 的威力。 EDVAC只用了3563只电子管和1万只晶体二 极管，以1024个44比特水银延迟线来储存程序和 数据 ，消耗电力和占地面积只有ENIAC的1/3。
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戈德斯坦请教问题
1944年夏，戈德斯坦在阿贝丁车站等候去费城的火车 ，偶然邂逅闻名世界的大数学家冯·诺依曼教授。戈德 斯坦抓住机会向数学大师讨教，冯·诺依曼和蔼可亲， 耐心地回答 戈德斯坦的提问。听着听着，他敏锐地从 这些数学问题里，察觉到不寻常事情。他反过来 向戈 德斯坦发问，直问得年轻人“好像又经历了一次博士论 文答辩”。最后，戈德斯坦毫 不隐瞒地告诉他莫尔学 院的电子计算机项目。
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发现问题
在尚未投入运行前， 冯·诺依曼就看出这台机器致命的 缺陷，主要弊端是程序 与计算两分离。程序指令存放 在机器的外部电路里，需要计算某个题目，必须首先 用人工 接通数百条线路，需要几十人干好几天之后， 才可进行几分钟运算。 冯·诺依曼决定起草一份新的设 计报告，对电子计算机进行脱胎换骨的改造。他把新 机器的方案命名为“离散变量自动电子计算机”，英文 缩写是“EDVAC”
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冯·诺依曼小传-2
物理学界表示，冯·诺依曼在30年代撰写的《量子力学的 数学基础》已经被证明对 原子物理学的发展有极其重要 的价值，而经济学界则反复强调，冯·诺依曼建立的经济 增长模型体系， 特别是40年代出版的著作《博弈论和经 济行为》，使 他在经济学和决策科学领域竖起了一块丰 碑。 1957年2月8日， 冯·诺依曼因患骨癌逝世于里德医院 ，年仅54岁。他对电脑科学作出的巨大贡献，永远也不会 泯灭其光辉！
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冯·诺依曼小传-2
1928年，美国数学泰斗韦伯伦教授聘请这位26岁的柏林 大学讲师到美国任教， 冯·诺依曼从此到美国定居。 1933年，他与爱因斯坦一起被聘为普林斯顿 大学高等研 究院的第一批终身教授。 数学史界却坚持说， 冯·诺依 曼是本世纪最伟大的数学家之一，他在遍历理论、拓扑 群理论等 方面作出了开创性的工作， 算子代数甚至被命 名为“冯·诺依曼代数”。
后，他立即抓紧时间，主持新型电脑的研制，并于1949 年5
月，制成了一台由3000只电子管为主要元件的计算机，命
名为“EDSAC”（电子储存程序计算机）。威尔克斯后来还
摘取了1967年度计算机世界最高奖——“图林奖”。
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现代电脑的代名词
在冯·诺依曼研制ISA电脑的期间，美国涌现了一批按
代名词，1994年，沃尔被授予计算机科学先驱奖，而
冯·诺依曼 本人则被追授予美国国家基础科学奖。
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最主要的贡献
1.程序存储 （解决人工干预，实现自动执行） 顺序指令集—程序—存储—指令计数器—自动执行 2.计算机的组成 五部分：运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备 三部分：CPU（运算器、控制器）、存储器、I/O设备（输入
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ISA电子计算机
由于种种原因，莫尔小组发生令人痛惜的分裂， EDVAC机器无法被立即研制。1946年6月， 冯·诺依曼 和戈德斯坦、 勃克斯回到普林斯顿大学高级研究院， 先期完成了另一台 ISA电子计算机（ISA是高级研究院 的英文缩写），普林斯顿大学也成为电子计算机的研 究中心。
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从研制中产生思想
他为阿贝丁试炮场的计算问题焦虑万分。他希望到莫 尔学院看看ENIAC的研制。
从此，他成为了莫尔小组的实际顾问，与小组成员频 繁地交换意见。年轻人机敏地提出各种设想，冯·诺依 曼则运用他渊博的学识，把讨论引向深入，并逐步形 成电子计算机的系统 设计思想。
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