第1章计算机概论ppt课件

.
9
▪ 3、第三代（1965～1970年） 其主要特征是用半导体中小规模集成电路代替分 立元件的晶体管。
广泛应用操作系统以及面向用户的应用程序，运 算速度提高到几百万次/秒
▪ 4、第四代（1971年至今） 其主要特征是以大规模和超大规模集成电路为计 算机的主要功能部件。
பைடு நூலகம்计算机各种硬件快速发展，计算机各分支学科日 趋完善，PC机的普及，计算机网络时代到来
▪ 他杰出的贡献使他成为计算机界的第一人， 现在人们为了纪念这位伟大的科学家将计算 机界的最高奖定名为“图灵奖”。
.
3
▪ 1946年，世界上第一台电子数字计算机 ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Calculator）在美国宾夕法尼亚大学诞 生。ENIAC计算机共用了18000多个电子管， 重达30吨，占地面积约170平方米，耗电150 千瓦，每秒能计算5000次加法。但与现代计 算机相比，除了体积大、速度慢、能耗大外，
器中的地址。
③ 将编好的程序送入内存储器中，然后启动计算机
工作，计算机无需操作人员干预，能自动逐条取
出指令和执行指令。
冯·诺依曼设计思想最重要之处在于明确地提出
了“程序存储”的概念，他的全部设计思想实际
上是对“程序存储”概念. 的具体化。
8
1.1.2 现代计算机的发展
▪ 现代计算机技术的5个发展阶段
▪ 5、第五代（设想研制中）
其主要特征是人工智能
研究目标是：突破冯·诺依曼结构
.
10
1.1.3 计算机在我国的发展
▪ 我国高性能计算机形成了三大系列即银河系列、曙光系列
和神威系列。
银河系列
银河—Ⅰ 1983年11月我国第一台被命名为“银河”的
亿次巨型电子计算机，在国防科技大学诞生了。它的研制成功 使中国成为继美、日等国之后，能够独立设计和制造巨型机的
.
12
▪ 神威Ⅰ计算机系统
2000年8月，由我国自主研发的峰值运算速度达到每秒 3840亿浮点结果的高性能计算机神威Ⅰ投入商业运营。我国 继美国、日本之后，已成为第三个具备研制高性能计算机能力 的国家。该系统在当今全世界已投入商业运行的前500位高性 能计算机中排名第48位。
这个被命名为神威Ⅰ计算机系统的可缩放大规模并行计算 机系统，主要技术指标和性能达到了国际先进水平，是我国在 巨型计算机研制和应用领域取得的重大科研成果，从而打破了 西方某些国家在高性能计算机领域对我国的限制。
▪ 1、第一代（1946～1958年） 其主要特征是采用电子管作为主要元器件。
完全采用汇编语言和机器语言编程，没有软件的概 念，计算机体积庞大运算速度低，几千次/秒。
▪ 2、第二代（1959～1964年） 其主要特征是由电子管改为晶体管。
出现了操作系统以及一系列高级语言，计算机体积 减小，运算速率提高至几十万次/秒
▪ 计算机方面被誉为"计算机之父"．经济 学方面，被誉为“博弈论之父”。在物 理领域，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。 在化学方面也有相当的造诣，曾获苏黎 世高等技术学院化学系大学学位。
.
5
▪ 冯·诺依曼结构
1946年，科学家冯·诺依曼与莫尔学院合作 研制了EDVAC（Electronic Discrete Variable Automatic Computer）计算 机，它采用存储程序方案，此种方案沿用 至今，所以现在的计算机都被称为以存储 程序原理为基础的冯·诺依曼型计算机。
领先，综合技术达到当前国际先进水平。
.
11
▪ 曙光系列
曙光Ⅰ号 1993年10月，第一台SMP结构计算机—— “曙光Ⅰ号”诞生。它标志着我国已掌握了设计制造支持多线 程机制的对称式紧耦合并行机的世界先进水平。
曙光1000 1995年5月研制完成，是国内独立研制的第一套 大规模并行机系统，其运算速度的峰值达到每秒25亿次。整体 达到了90年代前期的国际先进水平。
.
6
冯·诺依曼结构计算机硬件基本组 成
输
入
人
设
备
主机
CPU
外
运算器
存
储
控制器
器
输 出 设人 备
外存储器
.
7
▪ 冯·诺依曼结构的特征
① 计算机应包括运算器、存储器、控制器、输入和
输出设备五大基本部件。
② 计算机内部应采用二进制来表示指令和数据。每
条指令一般具有一个操作码和一个地址码。其中
操作码表示运算性质，地址码指出操作数在存储
曙光2000—Ⅰ 1998年上半年国家863计划重大项目“曙光 2000—Ⅰ超级服务器”研制成功。它的峰值运算速度为每秒 200亿次浮点运算推动我国大规模科学工程计算机及大规模事务 处理的开展。
曙光2000—Ⅱ 由中国科学院计算所国家智能机研究开发中心 研制成功的曙光2000—Ⅱ超级服务器在京通过科技部组织的专 家鉴定。它的峰值浮点运算速度为每秒1100亿次，内存总容量 达到50千兆字节，它还拥有自我检查和修复等功能，这是计算 机设计领域里的一次革命。
第一章 计算机概论
.
1
1.1 计算机发展史
.
2
1.1.1 现代计算机的产生
▪ 阿兰·麦席森·图灵（Alan Mathison Turing，1912.6.23—1954.6.7）
▪ 英国数学家、逻辑学家，被称为人工智能之 父。
▪ 1931年，提出了重要的衡量标准“图灵测 试”，如果有机器能够通过图灵测试，那它 就是一个完全意义上的智能机。
国家。 银河—Ⅱ 1992年11月19日，由国防科技大学研制的
“银河—Ⅱ”10亿次巨型计算机在长沙通过国家鉴定。
银河—Ⅲ 1997年6月19日，由国防科技大学研制的“银
河—Ⅲ”并行巨型计算机在京通过国家鉴定。该机采用分布式
共享存储结构，面向大型科学与工程计算和大规模数据处理，
基本字长64位，峰值性能为130亿次。该机有多项技术居国内
它还有许多不足，如存储容量太小，要用外接
线路的方法来设计计算程序等，但它却标志着
计算技术已经进入了新的电子计算机时代。
ENIAC机本身存在两大缺点：（1）没有存储器；（2）
它用布线接板进行控制，甚至要搭接几天，计算速度也
就被这一工作抵消了．
.
4
▪ 约翰·冯·诺依曼
（ John Von Nouma，1903－ 1957），美藉匈牙利人