《计算机组成原理》中国石油大学计算机与通信工程学院系统工程系主讲∶郑秋梅zhengqm@upc.edu.cn8698195705468399286B座225精品课程教学网站：http://jpkc.upc.edu.cn/upcjpkc/jpkc/kclxsj2008.htm计算机组成原理一、课程简介•是计算机科学与技术专业本科生的一门必修专业基础课。作用：承上启下•是全国计算机学科研究生入学考试全国统考课程专业基础综合考试：组成原理45分；数据结构45分；操作系统35分；计算机网络25分2计算机组成原理二、主要内容计算机由几部分组成计算机组成角度各部分的组成功能及原理信息流角度数据流各部分间的关系控制流整机如何工作3计算机组成原理三、课程特点–学科关键：承上启下–内容多–理论性、实践性强–难度大4计算机组成原理四、成绩计算总成绩：平时成绩（15％）实验成绩（15％）期末成绩（70％）5计算机组成原理五、教材与参考书教材：《计算机组成原理》郑秋梅，刘新平，等编《计算机组成与设计实践教程》刘文英，孙冰编主要参考书：《电子计算机组成原理》蒋本珊，北京理工大学出版社《计算机组成原理》唐朔飞，高等教育出版社《计算机组成与结构》（第二版）王爱英，清华大学出版社《计算机组成原理教程》白中英，科学出版社6第一章绪论•本章简单回顾计算机的发展历史，概括地描述计算机的特点，分类和应用,总线技术以及计算机系统的层次结构，并重点讨论计算机的组成和工作原理，以期建立初步的整机概念。1.计算机发展简史2.计算机的分类及特点（重点）3.计算机的基本结构（重点）4.程序的简单执行过程（难点）5.总线技术（重点）6.计算机系统的多层次结构7.计算机的主要性能指标7第一章绪论§1.1计算机发展简史一、计算机发展概况1946年2月，世界上第一台电子数字计算ENIAC研制成功。第一代：1946年～1957年电子管计算机•主要特点：计算机所使用的逻辑元件为电子管，存储器采用延迟线或磁鼓。软件主要使用机器语言，后期使用汇编语言。•应用领域：科学计算。第二代：1958年～1964年晶体管计算机•主要特点：逻辑元件为晶体管，采用磁芯作主存储器，采用磁带或磁盘作为辅助存储器，出现Fortran,Cobol等高级语言，并出现了机器内部的管理程序。•应用领域：科学计算、数据处理。8第一章绪论第三代：1965年～1974年集成电路计算机•主要特点：硬件上，采用中、小规模集成电路取代晶体管，用半导体存储器淘汰了磁芯存储器。软件上，把管理程序发展成为现在的操作系统，采用微程序控制技术，高级语言更加流行，如Basic,Pascal等。•应用领域：科学计算、数据处理、实时控制。9第一章绪论第四代：1975年～现在LSI、VLSI计算机•主要特点：大规模集成电路及超大规模集成电路（LSI,VLSI）取代了中小规模集成电路。操作系统更加完善，在语音、图像处理、多媒体技术、网络及人工智能等方面取得了很大发展。•应用领域：各个方面。•随着LSI,VLSI的发展，1976年，21岁的乔布斯在硅谷制造出了著名的Apple机，微型计算机（微机）诞生了。21世纪80年代微机兴起，1981年IBM公司选择了Intel公司的微处理器和Microsoft公司的软件，推出了第一台个人计算机（PC机），揭开了微机蓬勃发展的序幕。10第一章绪论目前世界最快的计算机----“走鹃”，率先突破千万亿次IBM公司及国家核安全局共同开发，2008年5月26日推出，每秒1.7千万亿次。“红杉”超级计算机国际商用机器公司（IBM）与美国能源部研制，预计2012年完成，浮点运算速度最快每秒2万万亿次。11第一章绪论•世界第一块微处理器4004,2300个晶体管(1971年,Intel)PC系列机：PC（8088）：2.9万个晶体管，(1981年，微机时代开始)PC/AT(286)：13.4万个晶体管，(1982年)386：27.5万个晶体管，(1985年)486：120万个晶体管，(1989年)586(Pentium)，310万个晶体管（1993年）PentiumⅣ：4200万个晶体管（2000年）2005年：PentiumD处理器3.6GHz，首颗内含2个处理核心，正式揭开x86处理器多核心时代2007年：Intel四核心服务器用处理器12第一章绪论二、我国的计算机事业1958年：第一台电子管计算机103机（D