计算机组成原理
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
计算机组成原理
黎海波
第2章 计算机的发展与应用
2.1 计算机的发展史 2.2 计算机的应用
2.3 计算机的展望
河南工程学院 计算机学院
2.1 计算机的发展史
01
2.1.1 计算机的 产生和发展
02
2.1.2 微型计算 机的出现和发展
03
2.1.3 软件技术 的兴起和发展
河南工程学院 计算机学院
2.1.1 计算机的产生和发展
世界上第一台电子数字式计算机 于1946年2月15日在美国宾夕法 尼亚大学正式投入运行，它的名 称叫ENIAC(埃尼阿克)，是电子 数值积分计算机(The Electronic Numberical Intergrator and Computer)的缩写。它使用了 17468个真空电子管，耗电174千 瓦，占地170平方米，重达30吨， 每秒钟可进行5000次加法运算。 世界上第一台电子计算机（右图）
河南工程学院 计算机学院
2.1.1 计算机的产生和发展
表 2.1 硬件技术对计算机更新换代的影响
发展阶段 一 二 三 四 时间 1946 - 1957 1958 - 1964 1965 - 1971 1972 - 1977 硬件技术 电子管 晶体管 中、小规模集成电路 大规模集成电路 速度/（次/秒） 40 000 200 000 1000 000 10 000 000
五
1978年到现在
超大规模集成电路
100 000 000
河南工程学院 计算机学院
2.1.2 微型计算机的出现和发展
微型计算机简称“微型机”、“微机”，
由于其具备人脑的某些功能，所以也称其为
“微电脑”。微型计算机是由大规模集成电路 组成的、体积较小的电子计算机。它是以微处
理器为基础，配以内存储器及输入输出(I/0)接
口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。
河南工程学院 计算机学院
第1阶段（1971—1973年）是4位和8位低档微处理器 时代，通常称为第1代。 第2阶段（1974—1977年）是8位中高档微处理器时 代，通常称为第2代。 第3阶段（1978——1984年）是16位微处理器时代， 通常称为第3代。 第4阶段（1985—1992年）是32位微处理器时代，又 称为第4代。 第5阶段（1993-2005年）是奔腾（pentium）系列微 处理器时代，通常称为第5代。 第6阶段（2005年至今）是酷睿（core）系列微处理 器时代，通常称为第6代。
2.1.2 微型计 算机的出现 和发展
河南工程学院 计算机学院
在早期的计算机中，使用者必须根据机器自身能识 别的语言——机器语言（机器指令）按解题要求编 写出机器可直接运行的程序。
20世纪50年代后，逐渐形成了符号语言和汇编语言， 改善了程序的可读性，但它们仍是面向机器的。
2.1.3 软件技 术的兴起和发 展
为了摆脱对具体机器的依赖，在汇编语言之后又出 现了面向问题的高级语言，它比较接近人们习惯用 的自然语言和数学语言，使程序具有很强的可读性。
为了使高级语言描述的算法在机器上执行，于是产 生了编译程序和解释程序，它们能把高级语言翻译 成机器语言。
随着各种语言的出现，汇编程序、编译程序、解释 程序的产生，逐渐形成了软件系统。
河南工程学院 计算机学院
2.1.3 软件技术的兴起和发展
软件发展的特点 （1）开发周期长
（2）制作成本高昂
（3）检测软件产品质量的 特殊性 2008年 - 2016年我国软件业务收入及增长情况 （右图）
河南工程学院 计算机学院
2.2.1 科学计算和数据处理 2.2.2 工业控制和实时控制 2.2.3 网络技术的应用
2.2 计算机的 应用
2.2.4 虚拟现实 2.2.5 办公自动化和管理信息系统 2.2.6 CAD/CAM/CIMS 2.2.7 多媒体技术 2.2.8 人工智能
河南工程学院 计算机学院
2.2.1 科学计算和数据处理
1. 科学计算
2. 数据处理
• 科学计算一直是计算机的重要应用领域之一。其特点是计 算量大和数值变化范围大。在天文学、量子化学、空气动 力学和核物理学等领域都要依靠计算机进行复杂的运算。
• 数据处理也是计算机的重要应用领域之一。早在20世纪五 六十年代，人们就把大批复杂的事务数据交给了计算机处 理，如政府机关公文、报表和档案。
河南工程学院 计算机学院
2.2.2 工业控制和实时控制
通过各种传感器获得的各种物理信号经转 换为可测可控的数字信号后，再经计算机运算，
根据偏差，驱动执行机构来调整，便可达到控
制的目的。 这种应用已被广泛用于冶金、机械、纺织、
化工、电力、造纸等行业中。
河南工程学院 计算机学院
2.2.3 网络技术的应用
网络应用的几个方面
1. 电子商务 2. 网络教育 3. 敏捷制造
河南工程学院 计算机学院
2.2.4 虚拟现实
简介 虚拟现实技术是一种可以创建
和体验虚拟世界的计算机仿真系统， 它利用计算机生成一种模拟环境，是 一种多源信息融合的、交互式的三维 动态视景和实体行为的系统仿真使用
户沉浸到该环境中。
河南工程学院 计算机学院
2.2.4 虚拟现实
虚拟现实的应用
娱乐
游戏 军事航天 室内设计 房产开发 工业仿真 地理
生物力学
河南工程学院 计算机学院
2.2.5 办公自动化和管理信息系统
办公自动化 办公自动化（Office Automation，简称OA）是将现代化
办公和计算机技术结合起来的一种新型的办公方式。通过实现办
公自动化，或者说实现数字化办公，可以优化现有的管理组织结 构，调整管理体制，在提高效率的基础上，增加协同办公能力， 强化决策的一致性 。
管理信息系统 管理信息系统（Management Information System，简称
MIS）是一个以人为主导，利用计算机硬件、软件、网络通信设备 以及其他办公设备，进行信息的收集、传输、加工、储存、更新、
拓展和维护的系统。
河南工程学院 计算机学院
2.2.6 CAD/CAM/CIMS
CAD (Computer Aided Design,计算机辅助设计)指利用 计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。主要包 括交互技术、图形变换技术、曲面造型和实体造型技术等。 CAM (computer Aided Manufacturing，计算机辅助制 造)指利用计算机辅助完成从生产准备到产品制造整个过程 的活动。
CIMS（Computer/contemporary Integrated Manufacturing Systems，计算机/现代集成制造系统）指 通过计算机硬软件，并综合运用现代管理技术、制造技术、 信息技术、自动化技术、系统工程技术，将企业生产全部 过程中有关的人、技术、经营管理三要素及其信息与物流 有机集成并优化运行的复杂的大系统。
河南工程学院 计算机学院
2.2.7 多媒体技术
多媒体技术是计算机技术和视频、 音频及通信等技术相结合的产物。
河南工程学院 计算机学院
2.2.8 人工 智能
人工智能（ARTIFICIAL INTELLIGENCE），英文缩写为AI。它 是研究、开发用于模拟、延伸和扩展 人的智能的理论、方法、技术及应用 系统的一门新的技术科学。
河南工程学院 计算机学院
2.3 计算 机的展 望
当前计算机正朝着巨型化、
微型化、智能化、网络化等方
向发展，计算机本身的性能越 来越优越，应用范围也越来越 广泛，从而使计算机成为工作、
学习和生活中必不可少的工具。
河南工程学院 计算机学院
黎海波
第2章 计算机的发展与应用
2.1 计算机的发展史 2.2 计算机的应用
2.3 计算机的展望
河南工程学院 计算机学院
2.1 计算机的发展史
01
2.1.1 计算机的 产生和发展
02
2.1.2 微型计算 机的出现和发展
03
2.1.3 软件技术 的兴起和发展
河南工程学院 计算机学院
2.1.1 计算机的产生和发展
世界上第一台电子数字式计算机 于1946年2月15日在美国宾夕法 尼亚大学正式投入运行，它的名 称叫ENIAC(埃尼阿克)，是电子 数值积分计算机(The Electronic Numberical Intergrator and Computer)的缩写。它使用了 17468个真空电子管，耗电174千 瓦，占地170平方米，重达30吨， 每秒钟可进行5000次加法运算。 世界上第一台电子计算机（右图）
河南工程学院 计算机学院
2.1.1 计算机的产生和发展
表 2.1 硬件技术对计算机更新换代的影响
发展阶段 一 二 三 四 时间 1946 - 1957 1958 - 1964 1965 - 1971 1972 - 1977 硬件技术 电子管 晶体管 中、小规模集成电路 大规模集成电路 速度/（次/秒） 40 000 200 000 1000 000 10 000 000
五
1978年到现在
超大规模集成电路
100 000 000
河南工程学院 计算机学院
2.1.2 微型计算机的出现和发展
微型计算机简称“微型机”、“微机”，
由于其具备人脑的某些功能，所以也称其为
“微电脑”。微型计算机是由大规模集成电路 组成的、体积较小的电子计算机。它是以微处
理器为基础，配以内存储器及输入输出(I/0)接
口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。
河南工程学院 计算机学院
第1阶段（1971—1973年）是4位和8位低档微处理器 时代，通常称为第1代。 第2阶段（1974—1977年）是8位中高档微处理器时 代，通常称为第2代。 第3阶段（1978——1984年）是16位微处理器时代， 通常称为第3代。 第4阶段（1985—1992年）是32位微处理器时代，又 称为第4代。 第5阶段（1993-2005年）是奔腾（pentium）系列微 处理器时代，通常称为第5代。 第6阶段（2005年至今）是酷睿（core）系列微处理 器时代，通常称为第6代。
2.1.2 微型计 算机的出现 和发展
河南工程学院 计算机学院
在早期的计算机中，使用者必须根据机器自身能识 别的语言——机器语言（机器指令）按解题要求编 写出机器可直接运行的程序。
20世纪50年代后，逐渐形成了符号语言和汇编语言， 改善了程序的可读性，但它们仍是面向机器的。
2.1.3 软件技 术的兴起和发 展
为了摆脱对具体机器的依赖，在汇编语言之后又出 现了面向问题的高级语言，它比较接近人们习惯用 的自然语言和数学语言，使程序具有很强的可读性。
为了使高级语言描述的算法在机器上执行，于是产 生了编译程序和解释程序，它们能把高级语言翻译 成机器语言。
随着各种语言的出现，汇编程序、编译程序、解释 程序的产生，逐渐形成了软件系统。
河南工程学院 计算机学院
2.1.3 软件技术的兴起和发展
软件发展的特点 （1）开发周期长
（2）制作成本高昂
（3）检测软件产品质量的 特殊性 2008年 - 2016年我国软件业务收入及增长情况 （右图）
河南工程学院 计算机学院
2.2.1 科学计算和数据处理 2.2.2 工业控制和实时控制 2.2.3 网络技术的应用
2.2 计算机的 应用
2.2.4 虚拟现实 2.2.5 办公自动化和管理信息系统 2.2.6 CAD/CAM/CIMS 2.2.7 多媒体技术 2.2.8 人工智能
河南工程学院 计算机学院
2.2.1 科学计算和数据处理
1. 科学计算
2. 数据处理
• 科学计算一直是计算机的重要应用领域之一。其特点是计 算量大和数值变化范围大。在天文学、量子化学、空气动 力学和核物理学等领域都要依靠计算机进行复杂的运算。
• 数据处理也是计算机的重要应用领域之一。早在20世纪五 六十年代，人们就把大批复杂的事务数据交给了计算机处 理，如政府机关公文、报表和档案。
河南工程学院 计算机学院
2.2.2 工业控制和实时控制
通过各种传感器获得的各种物理信号经转 换为可测可控的数字信号后，再经计算机运算，
根据偏差，驱动执行机构来调整，便可达到控
制的目的。 这种应用已被广泛用于冶金、机械、纺织、
化工、电力、造纸等行业中。
河南工程学院 计算机学院
2.2.3 网络技术的应用
网络应用的几个方面
1. 电子商务 2. 网络教育 3. 敏捷制造
河南工程学院 计算机学院
2.2.4 虚拟现实
简介 虚拟现实技术是一种可以创建
和体验虚拟世界的计算机仿真系统， 它利用计算机生成一种模拟环境，是 一种多源信息融合的、交互式的三维 动态视景和实体行为的系统仿真使用
户沉浸到该环境中。
河南工程学院 计算机学院
2.2.4 虚拟现实
虚拟现实的应用
娱乐
游戏 军事航天 室内设计 房产开发 工业仿真 地理
生物力学
河南工程学院 计算机学院
2.2.5 办公自动化和管理信息系统
办公自动化 办公自动化（Office Automation，简称OA）是将现代化
办公和计算机技术结合起来的一种新型的办公方式。通过实现办
公自动化，或者说实现数字化办公，可以优化现有的管理组织结 构，调整管理体制，在提高效率的基础上，增加协同办公能力， 强化决策的一致性 。
管理信息系统 管理信息系统（Management Information System，简称
MIS）是一个以人为主导，利用计算机硬件、软件、网络通信设备 以及其他办公设备，进行信息的收集、传输、加工、储存、更新、
拓展和维护的系统。
河南工程学院 计算机学院
2.2.6 CAD/CAM/CIMS
CAD (Computer Aided Design,计算机辅助设计)指利用 计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。主要包 括交互技术、图形变换技术、曲面造型和实体造型技术等。 CAM (computer Aided Manufacturing，计算机辅助制 造)指利用计算机辅助完成从生产准备到产品制造整个过程 的活动。
CIMS（Computer/contemporary Integrated Manufacturing Systems，计算机/现代集成制造系统）指 通过计算机硬软件，并综合运用现代管理技术、制造技术、 信息技术、自动化技术、系统工程技术，将企业生产全部 过程中有关的人、技术、经营管理三要素及其信息与物流 有机集成并优化运行的复杂的大系统。
河南工程学院 计算机学院
2.2.7 多媒体技术
多媒体技术是计算机技术和视频、 音频及通信等技术相结合的产物。
河南工程学院 计算机学院
2.2.8 人工 智能
人工智能（ARTIFICIAL INTELLIGENCE），英文缩写为AI。它 是研究、开发用于模拟、延伸和扩展 人的智能的理论、方法、技术及应用 系统的一门新的技术科学。
河南工程学院 计算机学院
2.3 计算 机的展 望
当前计算机正朝着巨型化、
微型化、智能化、网络化等方
向发展，计算机本身的性能越 来越优越，应用范围也越来越 广泛，从而使计算机成为工作、
学习和生活中必不可少的工具。
河南工程学院 计算机学院