计算机组成原理笔记第二章

第二章 计算机的发展和应用

2.1 计算机的发展史

1.现代计算机产生的驱动力

(1)需求

(2)电子技术的发展

(3)计算机体系结构技术的发展

2.硬件技术对计算机更新换代的影响

3.IAS(先进技术研究所)的逻辑结构

如图所示,是一个以运算器为中心的冯诺依曼结构。

图1 IAS的逻辑结构

3.微型计算机的出现和发展

微型计算机是指使用微处理器,集成了大规模集成电路的面向个人用户的体积小、重量轻、价格低的计算机。微处理器是用一片大规模集成电路组成的处理器,这个处理器集成了运算器和控制器。

4.软件技术的兴起和发展

(1)各种语言

机器语言 面向机器

汇编语言 面向机器

高级语言 面向问题

FORTRAN 科学计算和工程计算

PASCAL 结构化程序设计

C++ 面向对象

Java 适应网络环境

(2)系统软件

语言处理程序:汇编程序、编译程序、解释程序;

操作系统:DOS、UNIX、Linux、Mac OS X、Windows等;

服务性程序:装配、调试、诊断、拍错;

数据库管理系统:数据库和数据库管理软件;

网络软件。

(3)软件发展特点

①开发周期长;

②制作成本昂贵;

③检测软件总产品质量的特殊性。

软件是程序以及开发、使用和维护程序所需要的所有文档。

2.2 计算机的应用

1.科学计算和数据处理;

2.工业控制和实时控制;

3.网络技术:①电子商务②网络教育③敏捷制造等;

4.虚拟现实;

5.办公自动化和管理信息系统;

6.CAD(计算机辅助设计)/CAM(计算机辅助制造)/CIMS(计算机/现代集成制造系统);

7.多媒体技术;

8.人工智能。

2.3 计算机的展望

一、计算机具有类似人脑的一些超级智能功能

要求计算机的速度要足够快。

二、芯片集成度的提高受以下三方面的限制:

(1)芯片集成度受物理极限的制约;

(2)按几何级数递增的制作成本;

(3)芯片的功耗、散热、线延迟等。

三、替代传统的硅芯片

1.光计算机:利用光子取代电子进行运算和存储;

2.DNA生物计算机:通过控制DNA分子间的生化反应;

3.量子计算机:利用原子所具有的量子特性。

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