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第1章 微型计算机系统概述


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1973年8月,霍夫等人研制出8位微处理器Intel 8080
主频2MHz的8080芯片运算速度比8008快10倍,可存 取64KB存储器,使用了基于6微米技术的6000个晶体管, 处理速度为0.64MIPS。
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微型计算机的发展大致分为五代
第三代 16位机发展阶段 从1978年到1985年 代表产品:Intel 8086/8088、80186、80286、 MC 68000、 Z 8000 字长:16位
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计算机的应用领域
科学计算、数据处理和管理、计算机控制、 辅助技术、人工智能、网络技术
计算机技术与现代通信技术的结合构成了计算机网络。提供 各种软、硬件资源的共享 。
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微型计算机的诞生


微型计算机诞生于20世纪70年代 微型计算机的特点:体积小、重量轻、功耗低、 可靠性高、价格便宜、使用方便、软件丰富 微型计算机的核心:微处理器(CPU)
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计算机的应用领域
科学计算、数据处理和管理、计算机控制、 辅助技术、人工智能、网络技术
数据处理是指对各种数据进行收集、存储、整理、分类、 统计、加工、利用、传播等,占80%以上应用。
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计算机的应用领域
科学计算、数据处理和管理、计算机控制、 辅助技术、人工智能、网络技术
计算机控制是利用计算机及时采集检测数据,按最优值迅 速地对控制对象进行自动调节或自动控制。 领域:军事制导、机器人、工业生产线
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按性能、价格、体积的不同分类
计算机的分类: 巨型机、大型机、小型机、工作站和微型机
规模小、结构简单、设计试制周期短,软件开发成本 低,易于操作维护。广泛应用于工业自动控制、大型分 析仪器、测量设备、企业管理、大学和科研机构等,也 可以作为大型与巨型计算机系统的辅助计算机。小型机 主要采用的是基于RISC技术的CPU和类UNIX操作系统。
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1971:微处理器时代的开端
1971年1月,Intel公司的 霍夫研制成功世界上第一 块4位微处理器芯片 Intel4004,标志着第一 代微处理器问世,微处理 器和微机时代从此开始。 因发明微处理器,霍夫被 英国《经济学家》杂志列 为“二战以来最有影响力 的7位科学家”之一。
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第一代:电子管计算机时代 第二代:晶体管计算机时代 第三代:集成电路计算机时代 第四代:大规模集成电路计算机时代
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计算机已发展了四代
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ


第一代:电子管计算机时代 第二代:晶体管计算机时代 第三代:集成电路计算机时代 第四代:大规模集成电路计算机时代
20世纪60年代,诺伊斯和基尔比分别发明了集成电路。 1968年,诺伊斯和摩尔、格鲁夫成立了英特尔公司,开始了 IT业的一段传奇。 1964年,IBM360标志着第三代电脑正式登上了历史舞台。
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按性能、价格、体积的不同分类
计算机的分类: 巨型机、大型机、小型机、工作站和微型机
工作站是一种高档的微型计算机,是一种以个人计算机 和分布式网络计算为基础,主要面向专业应用领域,具 备强大的数据运算与图形、图像处理能力,为满足工程 设计、动画制作、软件开发、模拟仿真等专业领域。如 电影动画特技制作和制造业机械CAD就广泛使用了图形工 作站。
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8088:IBM PC的御用之选
1979年,Intel推出4.77MHz的准16位微处理器8088。 它在内部以16位运行,但支持8位数据总线,采用现有的 8位设备控制芯片,包含29000个3微米技术的晶体管, 可访问1MB内存地址,速度为0.33MIPS。
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第一台IBM PC
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按性能、价格、体积的不同分类
计算机的分类: 巨型机、大型机、小型机、工作站和微型机
微型机标志着一个国家的计算机普及程度。 伴随着超大规模集成电路的应用,小型计算机微型化。 微型机又分通用机(又称PC机或个人计算机)和专用机 微型机已经应用于办公自动化、数据库管理、网络应用、 多媒体技术、工业控制、家用电器等领域。 美国的IBM和苹果公司为PC机的普及起到了重要作用,现 在PC机开始成为普通家庭的一种常规电器。
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计算机的应用领域
科学计算、数据处理和管理、计算机控制、 辅助技术、人工智能、网络技术
计算机辅助技术包括CAD、CAM和CAI等。
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计算机的应用领域
科学计算、数据处理和管理、计算机控制、 辅助技术、人工智能、网络技术
人工智能是计算机模拟人类的智能活动,诸如感知、判断、 理解、学习、问题求解和图像识别等。
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Intel 80286
1983年,Intel推出6MHz的Intel 80286微处理 器,采用16位数据总线。它提供了保护模式操作功能, 最初的批发价为360美元。
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微型计算机的发展大致分为五代 第四代 32位机发展阶段 从1985年到1992年 代表产品:Intel 80386、80486 字长:32位 特点:内存容量已达1MB以上,硬盘技术不断提高, 发展了32位的总线结构,各种品牌机涌向市场,如 COMPAQ,DELL等,这些微型机在性能上已赶上传 统的超级小型机,可执行多任务、多用户操作。 应用:办公自动化,网络环境
早在1980年7月,一个 负责“跳棋计划”的13 人小组秘密来到佛罗里 达州波克罗顿镇的IBM 研究发展中心,开始开 发后来被称为IBM PC的 产品。一年后的8月12日, IBM公司在纽约宣布第 一台IBM PC诞生。
第一台IBM PC采用了主频为4.77MHz的Intel 8088,操 作系统是Microsoft提供的MS-DOS。IBM将其命名为“个人 电脑(Personal Computer)”,不久“个人电脑”的缩写“PC” 成为所有个人电脑的代名词。
我国的天河-1A 和星云,2012年进入世界前十。
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按性能、价格、体积的不同分类
计算机的分类: 巨型机、大型机、小型机、工作站和微型机
具有极强的综合处理能力,一般用于大型事务处理 系统,采用主机+终端的方式,可同时支持上万个用户 ,可支持几十个大型数据库。主要应用在政府、银行、 大公司、大企业等。
巨型机、大型机、小型机、工作站和微型机
巨型机是国家科技发展水平和综合国力的重要标志 。 通常有极高的速度、极大的容量。 核物理研究、核武器设计、航空航天器设计、国民经 济预测和决策、能源开发、中长期天气预报、卫星图像处 理等。
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国际TOP500组织2011年6月20日 在网站上公布了最新全球超级计 2010 年10月28日消息,中国高性能计算机 算机 500强排行榜,日本超级计 2008年,美国已研制出新一代全 TOP100 组织今天发布数据,“天河一号” 算机“京”以每秒 8162万亿次的 球最快计算机,最大运算速度每 超级计算机二期工程系统峰值性能达到每 实测运算速度跻身榜首,中国的 秒 1000 万亿次,比此前全球最快 秒 4700 万亿次,其运算速度与能效达到国 “天河一号”排名降至第二,但 计算机、IBM研制的“蓝色基 际领先水平,此举将为我国科学研究和经 中国进入榜单的超级计算机总数 因/L”快1倍多。 ,“走鹃” 济发展注入强大动力。一个形象的比喻: 在全球仅次于美国。 一天的计算量相当于地球上 60亿 如果说用 4700万次的“天河一号”来计算 人每周7天、每天24小时不吃不 一天时间,这一天时间所产生的计算量, 喝用计算器算 46年。 2012年世界第一, IBM红杉超级计算机,美国加利福尼亚 用一个双核的台式 PC机来算的话,要算 州,160万颗CPU ,16.32千万亿次/秒 。 620年。
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80386进入了32位计算机的时代
1985年10月,Intel推出16MHz 80386DX微处理器
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Intel 80486(1988)
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微型计算机的发展大致分为五代
第五代 64位机产生及发展阶段 从1992年到现在 代表产品:Intel Pentium、Itanium 字长:64位 特点:外部数据线64位字长,32位以上地址总线, 增加了虚拟现实等多媒体能力和通信上的应用 应用:办公自动化,网络服务器
ENIAC描述

18000多个电子管 1500个继电器 10000只电容和7000个电阻 重量30吨 占地面积170平方米 耗电150千瓦 运算速度每秒5万次 当时价值48万美元
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1946:ENIAC永载史册
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按性能、价格、体积的不同分类
计算机的分类:
1989年由IEEE巨型机委员会提出 的运算速度分类法
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微型计算机的发展大致分为五代
第二代 8位机发展阶段 从1973年到1977年 代表产品:Intel 8080/8085、MC 6800、 Z 80、R 6502 字长:8位

特点:指令系统比较完善,运算速度提高一个数量级,寻 址能力有所增强 应用:面向家电、智能仪表、工业控制
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计算机已发展了四代



第一代:电子管计算机时代 第二代:晶体管计算机时代 第三代:集成电路计算机时代 第四代:大规模集成电路计算机时代
1972 年以后的计算机习惯上被称为第四代计算机。基 于大规模集成电路及后来的超大规模集成电路。这一 时期的计算机功能更强,体积更小。 1972年,Intel公司推出8008微处理器,八位机。 1978年,十六位机8086是现代个人电脑微处理器的最 初架构。
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计算机发展年代划分依据
计算机发展的年代划分依据其硬件特征和软件特征:


硬件特征指电子计算机采用的物理器件 软件特征指计算机使用的软件环境
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