计算机的发展历程(计算机组成原理知识点总结)
計算機的發展歷程包括兩個方面一個是硬件方面的發展一個是軟件方面的發展。
硬件方面的發展
第一臺計算機的誕生是在1946年:電子數字計算機(ENIAC)
計算機的硬件大致可以分為四代:
第一代:1946-1957年的電子管時代。特點是邏輯元件采用電子管;機器語言編程,主存用延遲線或者是磁鼓存儲信息。容量極小;體積龐大,成本高;運算速度較低。
第二代:1958-1964年的晶體管時代。特點是邏輯元件采用晶體管;高級語言編程,主存用磁心存儲器。速度提高了幾十倍達到了幾萬次幾十萬此一秒。到此有了操作系統的雛形。
第三代:1965-1971年的中小規模集成電路時代。特點是邏輯元件采用中小規模集成電路;高級語言編程;主存采用了半導體存儲器;開始有了分時操作系統。
第四代:1972年-今天的大規模集成電路時代。特點是邏輯元件采用了大規模的集成電路;高級語言編程;有了微處理器。并且并行,流水線,高速緩沖區和虛擬存儲器等概念也被用到這一代計算機中。
在《計算機組成原理第四版》白中英等先生的編寫的書中,還有第五代計算機:超大規模集成電路計算機。
硬件的發展速度和規模可以參考摩爾定律:
當價格不變的同時每過18個月,集體管的數目將會增加一倍,性能也會提高一倍。
半導體存儲器的發展
在1970年以前,存儲器都是采用磁心做成的,也就是用細導線將其穿在網格板上,。每個磁心的磁化方向有兩種一種我們邏輯上為1一種為0。但是價格過于昂貴并且不易制作和重復利用。
在1970年仙童半導體公司制作了半導體存儲器,讀寫速度很快并且可以重復使用,唯一的缺點是價格昂貴。但是隨著發展,價格持續快速的下跌,存儲密度也在不斷上漲。
微處理器的發展
處理器的發展僅僅需要記住的是Intel 4004他是第一個將cpu的所有元件都放入同一個芯片內的產品。他標志了微處理器的誕生。4004的原因是因為它可以實現四位數的相加。
8008的誕生是第一個8位微處理機,復雜了整整一倍。
而后來的8080則是讀一個通用處理器。
計算機的分類
電子計算機可以分為兩類:
1.電子模擬計算機
特點是數值由連續量來表示,運算過程連續。精度和解題能力有限。
2.電子數字計算機
特點:安慰運算,并且不連續的跳動。接近于人類的“思維過程”;
數字計算機按用途可以劃分為專用計算機和通用計算機。
通用計算機又分為:巨型機,大型機,中型機,小型機,微型機,單片機。體積,功耗,
性能,數據存儲量,指令復雜程度和價格依次遞減。
按照指令和數據流可以分為:
1.單指令,單數據流(馮諾依曼機)
2.單指令,多數據流(陣列處理器和向量處理器)
3.多指令,多數據流(多處理器和多計算機系統)
4.多指令,單數據流(沒有找到有這種,但是博主認為要分這個類)
計算機軟件的發展
第一代軟件(1946-1953)
第一代軟件是用機器語言編寫的,機器語言是內置在計算機電路中的指令,由0和1組成。
第二代軟件(1954-1964)
當硬件變得更強大時,就需要更強大的軟件工具更有效地使用計算機。匯編語言的出現解決了這個問題,但是程序員還是必須記住很多匯編指令。
第三代軟件(1965-1970)
在這個時期,由于用集成電路取代了晶體管,處理器的運算速度得到了大幅度的提高,處理器在等待運算器準備下一個作業時,造成了資源的浪費,因此我們需要一個更有效的方式來控制計算機中的各個硬件來協調工作,(最好是無縫銜接的工作)。我們引入了操作系統的概念。
第四代軟件(1971-1989)
20世紀70年代出現了結構化程序設計技術,Pascal語言和Modula-2語言都是采用結構化程序設計規則制定的,Basic這種為第三代計算機設計的語言也被升級為具有結構化的版本,此外,還出現了靈活且功能強大的C語言。
第五代軟件(1990-至今)
第五代軟件中有三個著名事件:在計算機軟件業具有主導地位的Microsoft公司的崛起、面向對象的程序設計方法的出現以及萬維網(World Wide Web)的普及。
計算機的發展趨勢
微型計算機向著微型化,網絡化,高性能,多用途方向發展。
巨型機向著巨型化,超高速,并行處理,智能化方向發展。
注:本文中的知識點收集來源于《計算機組成原理》和《計算機組成原理考研復習指導》以及百度百科。僅僅用于知識積累與分享,如果侵犯了知識產權,請速與博主聯系。
總結
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