第02讲――第2章 计算机的发展及应用(2.1-2.3)概要

《计算机组成原理》第02讲第2章计算机的发展及应用（2.1-2.3）主讲人：李淑芝第2章计算机的发展及应用2.3计算机的展望2.2计算机的应用2.1计算机的发展史教学目的：让学生了解计算机的产生、发展及应用的简要历史，目的在于激发学生学习本课程的积极性和主动性。重点：计算机的各类应用。难点：本章无难点内容。教学要求复习旧课计算机五大组成部件是如何协调有序工作的？引入新课计算机能为人们做哪些工作，带来哪些便利呢？2.1计算机的发展史2.1.1计算机的产生和发展1946年美国ENIAC1955年退役十进制运算180001500150301500多个电子管多个继电器千瓦吨平方英尺5000次加法／秒用手工搬动开关和拔插电缆来编程世界上第一台电子计算机ENIAC(1946)2.1.1计算机的产生和发展硬件技术对计算机更新换代的影响1000000001978~现在超大规模集成电路10000000大规模集成电路1972~19771000000中小规模集成电路1965~1971200000晶体管1958~196440000电子管1946~1957速度（次/秒）硬件技术时间代三四二一五2.1.1计算机的产生和发展第一台vonNeumann系统结构的计算机2.1.1计算机的产生和发展1964年的IBMSystem／360（第三代）2.1.1计算机的产生和发展进入到20世纪70年代后，计算机成为一门独立的学科而迅猛发展，影响、改变着人类的生活方式，这是由于微处理器的出现（采用大规模和超大规模集成电路）、软件技术的完善及应用范围的不断拓宽所带来的必然结果。。。2.1.1计算机的产生和发展史上最快的超级计算机之一IBM:Seaborg6080个CPU最大平均速度7.304TF(1012)2.1.1计算机的产生和发展史上最快的超级计算机之二IBM:ASCIWhite8192个CPU最大平均速度7.304TF(1012)2.1.1计算机的产生和发展史上最快的超级计算机之三LinuxNetworX:MCRLinuxCluster2304个CPU最大平均速度7.634TF(1012)2.1.1计算机的产生和发展史上最快的超级计算机之四HP:ASCIQ4096个CPU最大平均速度13.88TF(1012)2.1.1计算机的产生和发展史上最快的超级计算机之五NEC:EarthSimulator5120个CPU最大平均速度35.86TF(1012)2.1.1计算机的产生和发展截止到2013年8月的统计数字，全球十大最快超级计算机，中国位居第一。美联储科技杂志对全球超级计算机进行了排名，选出了其中最快的十台，其中中国有两台超级计算机入榜，并且“天河二号”凭借着双精度浮点运算峰值速度达到每秒5.49亿亿次问鼎该宝座。这也是中国超级计算机时隔两年半后运算速度重返世界之巅。此前的2010年11月，“天河一号”曾以每秒4.7千万亿次的峰值速度，首次登上超级计算领域顶峰。全球超级计算机排行前十名分别是天河二号、泰坦、红杉超级计算机、KComputer、米拉、Stampede、Juqueen、vulcan、SuperMUC、天河一号。2.1.1计算机的产生和发展微处理器芯片存储器芯片1971年8位16位32位64位4位（4004）1970年256位1K位16K位64K位256K位1M位16M位64M位4K位4M位2.1.2微型计算机的出现和发展Moore定律——Intel公司的缔造者之一GordonMoore提出：微芯片上集成的晶体管数目每三年翻两番。问题：摩尔定律是否永远生效？为什么？2.1.2微型计算机的出现和发展Intel公司的典型微处理器产品80808位1974年808616位1979年2.9万8028616位1982年13.4万8038632位1985年27.5万8048632位1989年120.0万Pentium64位（准）1993年310.0万Pentiumpro64位（准）1995年550.0万PentiumⅡ64位（准）1997年750.0万以上PentiumⅢ64位（准）1999年950.0万以上PentiumⅣ64位2000年4200.0万预计2007年芯片上可集成3亿5千万晶体管2010年芯片上可集成8亿晶体管2.1.2微型计算机的出现和发展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科学和工程计算1954年PASCAL结构化程序设计1968年C＋＋面向对象1983年Java适应网络环境1995年（1）各种语言BASIC结构化程序设计1964年2.1.3软件技术的兴起和发展C结构化程序设计1972年（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DOSUNIXWindows服务性程序装配调试诊断排错数据库管理系统数据库和数据库管理软件网络软件2.1.3软件技术的兴起和发展（3）应用软件财务软件办公OA电子表格CAD等（4）软件发展的特点开发周期长制作成本高检测软件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。2.1.3软件技术的兴起和发展（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电子商务网络教育敏捷制造2.2计算机的应用（4）虚拟现实（5）办公自动化和管理信息系统（6）CAD/CAM/CIMS（7）多媒体技术（8）人工智能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。21世纪除了人们继续追求超级智能计算机的问世外，更引人注目的是价格低廉、使用方便、体积更小、外形多变、具有人性化的计算机的研究和应用。在普及型的计算机发展同时，大型系统也将获得巨大发展，将来由低价、通用的多处理机组成的群机系统来代替单一的大型系统。未来计算机发展方向有量子计算机、神经网络计算机、化学、生物计算机和光计算机等。课堂练习题：1.Intel80486是32位微处理器，Pentium是______位微处理器。A.16B.32Ｃ.48Ｄ.64答案：D2.下列______属于应用软件。A.操作系统B.编译系统C.连接程序D.文本处理答案：D3.数控机床是计算机在A.______方面的应用，邮局把信件自动分拣是在计算机在B.______方面的应用。答案：A.自动控制B.人工智能4.将有关数据加以分类、统计、分析，以取得有利用价值的信息，我们称其为____。A.数值计算B.辅助设计C.数据处理D.实时控制答案：C课堂练习题：5.Pentium-3是一种______。A.64位处理器B.16位处理器C.准16位处理器D.32位处理器答案：A6.至今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是______。A.节约元件B.运算速度快C.物理器件性能所致D.信息处理方便答案：C课堂练习题：7.描述汇编语言特性概念中，错误的是___。A.程序员需要硬件知识B.汇编语言对机器的依赖性高C.用汇编语言编制程序难度比高级语言小D.汇编语言编写程序执行速度比高级语言快答案：C8.多媒体CPU是带有A.______技术的处理器。它是一种B.______技术，特别适合于图像数据处理。答案：A.MMXB.多媒体扩展结构课堂练习题：9.对计算机的产生有重要影响的是______。A．牛顿维纳图灵B．莱布尼兹布尔图灵C．巴贝奇维纳麦克斯韦D．莱布尼兹布尔克雷答案：B10.当今的CPU芯片除了包括定点运算器和控制器外，还包括A.______、B.______运算器和C.______管理等部件。答案：A.cacheB.浮点C.存储课堂练习题：作业：P38页教材课后练习2.4、2.7题。