的通用电子数字计算机方案EDVAC，这就是人们
通常所说的冯·诺依曼型计算机。
该计算机采用“二进制”代码表示数据和指 令，并提出了“程序存储”的概念，它奠定 了现代电子计算机的基础。
2．计算机的发展阶段
从第一台电子计算机的诞生到现在，人们根 据计算机所采用的电子器件的变化，将计算 机的发展分为四个时代。
1946年 美国 ENIAC 1955年退役
十进制运00 5 000
多个电子管 多个继电器 千瓦 吨 平方英尺 次加法／秒
用手工搬动开关和拔插电缆来编程
IBM 360计算机
IBM公司1964年推出的IBM360是影响最大的最早采 用集成电路的第三代计算机
Intel 公司的典型微处理器产品
8080 8086 80286 80386 80486 Pentium Pentium Pro Pentium Ⅱ Pentium Ⅲ Pentium Ⅳ
8位 16位 16位 32位 32位 64位（准） 64位（准） 64位（准） 64位（准） 64位
计算机硬件系列课程结构
计算机系统结构
计算机系统的 软硬件功能分配
计算机组成原理 数字逻辑
计算机系统的 逻辑实现 计算机组成的 物理实现
数字逻辑与计算机组成原理 的关系
数字逻辑是计算机组成原理的先修课程
计算机组成原理课程中经常出现的译码器、 编码器、数据选择器、数据分配器、队列、 堆栈、锁存器、寄存器等术语，必须在数字 逻辑课程中牢固掌握基本概念。
➢ 1958年，德克萨斯仪器公司的基尔白(Clair Kilby)、仙 童半导体公司的诺依斯(Robert Noyce)等人研究实现了 集成电路。以后集成度越来越高，出现了超大规模集成 电路，这是电子学的又一次革命，也是近代科学技术发 展的新的标志。
集成电路的分类 与数字集成电路的特点
➢ 集成电路分类
计算机组成原理课程的实践教学，需要用到 FPGA、ISP 一类高密度可编程器件和VHDL 硬件描述语言
数字逻辑
数字逻辑——
进入数字化世界的基础知识 计算机硬件系列课第一门 计算机组成的物理实现
数字集成电路—— 研究数值的逻辑加工和运算的电路
数字逻辑与数字电路的历史
➢ 逻辑代数的历史
➢ 1849 年 ， 爱 尔 兰 数 学 家 乔 治 ·布 尔 (George Boole)创立布尔代数。
1.1 计算机的发展与分类
1.1.1 计算机的发展
1．第一台计算机的诞生 1946年2月，世界上第一台电子数字计算机“埃尼
阿克”（ENIAC）在美国宾夕法尼亚大学诞生。
冯·诺依曼型计算机
与ENIAC计算机研制的同时，
冯·诺依曼（Von Neuman）
提出了一个全新的存储程序
Von Neumann
1974年 1979年 1982年 1985年 1989年 1993年 1995年 1997年 1999年 2000年
2.9 万个晶体管 13.4 万个晶体管 27.5 万个晶体管 120.0 万个晶体管 310.0 万个晶体管 550.0 万个晶体管 750.0 万个晶体管 950.0 万个晶体管 4 200.0 万个晶体管
(1) 第一代计算机（1946—1957年） (2) 第二代计篡机（1958—1964年） (3) 第三代计算机（1965—1970年） (4) 第四代计算机（1971年至今）
硬件技术对计算机更新换代的影响
代
时间
一 1946－1957
二 1958－1964
三 1965－1971
四 1972－1977
1.1.2 计算机的分类
1、按处理对象的表示形式分类 按计算机所处理对象的表示形式不同可以分成 模拟计算机与数字计算机两类。 2、按用途分类 计算机按其用途来分可以分成专用计算机和通 用计算机两类。 3、按规模及性能分类 通用计算机按其规模及性能来分，又可分为巨 型机、大型机、小型机、工作站和微型机五种 类型。
➢ 模拟集成电路，处理的信号是连续的（模拟信号） ➢ 数字集成电路，处理的信号是离散的（数字信号）
➢ 数字集成电路分类
➢ 逻辑集成电路、存储器、各类ASIC
➢ 数字集成电路特点
➢ 信息表示形式统一、便于计算机处理 ➢ 可靠性高 ➢ 制造工艺成熟、可以大规模集成
数字集成电路的发展
➢ 集成度
➢ SSI（1-10门，逻辑门电路） ➢ MSI（10-100门，计数器、移位寄存器器） ➢ LSI（100-1000门，小型存储器、8位算术逻辑单元） ➢ VLSI（1000-100万门，大型存储器、微处理器） ➢ ULSI（超过100万门，可编程逻辑器件、多功能集成电
➢ 20 世 纪 30 年 代 ， 在 贝 尔 实 验 室 工 作 的 香 农 (Claude Shannon)继承了布尔的工作并加以发 展和应用。
➢ 随着电子技术和计算机技术的发展，布尔代数在 数字逻辑电路的分析和设计中得到了广泛的应用 ，统称为逻辑代数。
➢ 集成电路的历史
➢ 1947年晶体管发明引起了电子学的一次革命。晶体管由 巴 丁 (John Bardeen) 、 布 雷 登 (Wailter Houser Brattain)和肖克莱(William Schokley)共同 发明，该发明促成了计算机、通信等方面的飞速发展。 鉴于它的重要价值，这些人共同获得了1956年的诺贝尔 物理学奖。
四（五） 1978－现在
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
超大规模 集成电路
速度 /（次/秒） 40 000 200 000
1 000 000
10 000 000 100 000 000
齿轮式加减计算器
1871Lucasian Professor of Mathematics, Cambridge University, 1827-1839
路）
➢ 摩尔定律
➢ 集成度每18个月翻一番
数字逻辑的内容
数字逻辑的基本理论：逻辑代数 无记忆的逻辑电路：组合逻辑电路 有记忆的逻辑电路：触发器及时序逻辑电路
（同步和异步） 可编程逻辑器件和数字系统：软件实验、后
续课程学习
第一章 计算机系统概论
主要内容
1.1 计算机的发展与分类 1.2 冯·诺依曼型计算机的主要特征 1.3 计算机的特点及应用 1.4 计算机系统的层次结构 1.5 计算机系统的硬件组成 1.6 计算机的软件系统 1.7 计算机系统主要性能指标