中國海洋大學(xué)計(jì)算機(jī)組成原理課件(第1章)

ForStudentsofLab2010(ComputerOrganizationPrinciples)主講教師蔣永國(jiangyg@)

(信息學(xué)院南樓,B313室)實(shí)驗(yàn)教師

徐惠敏(yziping@)

計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成(章節(jié)分配)運(yùn)算器控制器主存儲器輸入設(shè)備輸出設(shè)備總線和I/O接口高速緩存虛擬存儲器(磁盤設(shè)備)第一部分(2,3章)第二部分(5,6章)第三部分(4,7,8章)第四部分(9,10章)第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(目錄部分)1.1計(jì)算機(jī)的語言

1.2計(jì)算機(jī)的硬件1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)1.4電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡史1.5計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1.6

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1.7習(xí)題與作業(yè)第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的語言)計(jì)算機(jī)語言分為低級語言(機(jī)器語言、匯編語言)和高級語言兩類。也可分為機(jī)器語言、通用的編程語言(匯編語言、高級語言)第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的語言)計(jì)算機(jī)的語言自然語言：人類相互交流信息所用的語言。高級語言：和自然語言接近并能為計(jì)算機(jī)接受的語言，這種語言被稱為計(jì)算機(jī)的高級語言。

BASIC,PASCAL,C,JAVA….機(jī)器語言：由二進(jìn)制代碼表示的指令組成，計(jì)算機(jī)能直接執(zhí)行的語言，這種語言被稱為機(jī)器語言.

1000101111000011匯編語言：符號式(助記符mnemonicsymbol）程序設(shè)計(jì)語言。

MOVAX,BX第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的語言)需要進(jìn)一步說明的地方：機(jī)器語言:計(jì)算機(jī)所能識別的語言只有機(jī)器語言，即由0和1構(gòu)成的代碼。但通常人們編程時(shí)，不采用機(jī)器語言，因?yàn)樗浅ｋy于記憶和識別。匯編語言:實(shí)質(zhì)和機(jī)器語言是相同的，都是對硬件操作，只不過指令采用英文縮寫的標(biāo)識符，更容易識別和記憶。高級語言:指更接近于人們?nèi)粘Ｊ褂玫臅嬲Z言、用來編制程序的語言,高級語言主要是相對于匯編語言而言，它并不是特指某一種具體的語言，而是包括了很多編程語言，如目前流行的VB、VC、Delphi等，這些語言的語法、命令格式都各不相同。(經(jīng)過編譯和解釋兩種方式“翻譯”成目標(biāo)代碼(機(jī)器語言),才能被計(jì)算機(jī)識別)第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的語言)1、指令是對計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序控制的最小單位。所有的指令的集合稱為計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。2、指令格式操作碼地址碼機(jī)器執(zhí)行什么操作執(zhí)行對象（具體數(shù)、存放位置）

3、工作原理

不斷的取指令和執(zhí)行指令，最后將計(jì)算的結(jié)果放入指令指定的存儲器地址中。例如：ADDAX,BXBASIC語言語句：LETd=b*b-4*a*c機(jī)器語言：1.MULBB;b2送B2.MULAE;4a送入A3.MULAC;4ac送A4.SUBBA;b2–4ac送B5.MOVDB;b2–4ac從B送到DAaBbCcDdE4將指令存放在相鄰的存儲單元中：nMULn+7n+7;b2送Bn+1MULn+6n+10;4a送入An+2MULn+6n+8;4ac送An+3SUBn+7n+6;b2–4ac送Bn+4MOVn+9n+7;b2–4ac從B送到Dn+5HLT;停機(jī)指令n+6an+7bn+8cn+9dn+104計(jì)算機(jī)的硬件（Hardware）組成(計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成計(jì)算機(jī)的所有物理部件的集合。通常這些部件是由電子磁性、光元器件、機(jī)械等物理部件組成)算盤運(yùn)算器紙存儲器筆輸入/輸出設(shè)備大腦控制器第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)運(yùn)算存儲（記錄）控制（協(xié)調(diào)）CPU(中央處理器)第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)運(yùn)算器存儲器I/O設(shè)備地址總線數(shù)據(jù)總線控制總線控制器CPUI/O接口I/O設(shè)備I/O接口組成計(jì)算機(jī)的基本部件有中央處理器CPU（運(yùn)算器和控制器）、存儲器和輸入、輸出設(shè)備。運(yùn)算控制部件（CPU)存儲器輸入/輸出輸入/輸出地址總線AB數(shù)據(jù)總線DB控制總線CB……第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)圖1.1以總線連接的計(jì)算機(jī)框圖第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)總線分類:單向總線雙向總線傳送方向數(shù)據(jù)總線控制總線信息種類地址總線單總線三總線總線數(shù)目雙總線內(nèi)總線外總線物理位置單向總線雙向總線傳送方式芯片級總線:接口總線:三個(gè)層次系統(tǒng)總線:一個(gè)功能部件內(nèi)部的總線，CPU內(nèi)

單機(jī)系統(tǒng)各功能部件間的總線

連接不同系統(tǒng)的總線

第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)總線結(jié)構(gòu):1.面向CPU的雙總線結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：簡單，對總線傳輸速率要求低缺點(diǎn)：I/O設(shè)備與內(nèi)存交換信息需經(jīng)CPU，CPU效率低第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)總線結(jié)構(gòu):2.單總線結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備擴(kuò)充、增刪方便、靈活缺點(diǎn)：分時(shí)使用總線第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)總線結(jié)構(gòu):3.面向存儲器的雙總線結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：存取速度提高，減輕了系統(tǒng)總線負(fù)擔(dān)缺點(diǎn)：硬件成本高，總線控制邏輯復(fù)雜

第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)總線結(jié)構(gòu):4.PC機(jī)常用總線結(jié)構(gòu)⑴按相對于CPU或其它芯片的位置可分為

?片內(nèi)總線:在CPU內(nèi)部，寄存器之間和算術(shù)邏輯部件ALU與控制部件之間傳輸數(shù)據(jù)所用的總線。

?片外總線:是CPU與內(nèi)存RAM、ROM和輸入/輸出設(shè)備接口之間進(jìn)行通訊的通路。⑵按總線的功能可分為

?地址總線(ABus),數(shù)據(jù)總線(DBus),控制總線(CBus)⑶按總線的層次結(jié)構(gòu)可分為

?CPU總線:包括地址線(CAB)、數(shù)據(jù)線(CDB)和控制線(CCB)，它用來連接CPU和控制芯片。

?存貯總線:包括地址線(MAB)、數(shù)據(jù)線(MDB)和控制線(MCB)，用來連接存儲控制器和DRAM。

?系統(tǒng)總線:也稱為I/O通道總線，包括地址線(SAB)、數(shù)據(jù)線(SDB)和控制線(SCB)，用來與擴(kuò)充插槽上的各擴(kuò)充板卡相連接。系統(tǒng)總線有多種標(biāo)準(zhǔn)，以適用于各種系統(tǒng)。

?外部總線：用來連接外設(shè)控制芯片，如主機(jī)板上的I/O控制器和鍵盤控制器。包括地址線(XAB)、數(shù)據(jù)線(XDB)和控制線(XCB)。第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)總線結(jié)構(gòu):4.PC機(jī)常用總線結(jié)構(gòu)注意:

?CPU總線、存儲總線、外部總線在系統(tǒng)板上，不同的系統(tǒng)采用不同的芯片集。這些總線不完全相同，也不存在互換性問題。?系統(tǒng)總線是與I/O擴(kuò)充插槽相連的，I/O插槽中可插入各式各樣的擴(kuò)充板卡，作為各種外設(shè)的適配器與外設(shè)連接。系統(tǒng)總線必須有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，以便按照這些標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)各類適配卡。

?我們要討論的總線就是系統(tǒng)總線，各種總線標(biāo)準(zhǔn)也主要是指系統(tǒng)總線的標(biāo)準(zhǔn)(PC機(jī)上的系統(tǒng)總線又可分為ISA、EISA、VESA、PCI、AGP等多種標(biāo)準(zhǔn))。第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)總線結(jié)構(gòu):4.PC機(jī)常用總線結(jié)構(gòu)⑷按總線在微機(jī)系統(tǒng)中的位置可分為：

?機(jī)內(nèi)總線:上面介紹的各類都是機(jī)內(nèi)總線。

?機(jī)外總線(PeripheralBus—外設(shè)總線):指與外部設(shè)備接口的總線，實(shí)際上是一種外設(shè)的接口標(biāo)準(zhǔn)。說明:目前PC機(jī)上流行的接口標(biāo)準(zhǔn)：IDE、SCSI、USB和IEEE1394，前兩種主要是與硬盤、光驅(qū)等IDE設(shè)備接口，后面兩種新型外部總線可以用來連接多種外部設(shè)備。第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)總線結(jié)構(gòu):4.PC機(jī)常用總線結(jié)構(gòu)(5)局部總線在以Windows為代表的圖形用戶接口(GUI)進(jìn)入PC機(jī)之后，要求有高速的圖形描繪能力和I/O處理能力。這不僅要求圖形適配卡要改善其性能，也對總線的速度提出了挑戰(zhàn)。實(shí)際上當(dāng)時(shí)外設(shè)的速度已有了很大的提高，如硬磁盤與控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸率已達(dá)10MB/s以上，圖形控制器和顯示器之間的數(shù)據(jù)傳輸率也達(dá)到69MB/s。通常認(rèn)為I/O總線的速度應(yīng)為外設(shè)速度的3～5倍。因此原有的ISA、EISA已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)要求，而成為整個(gè)系統(tǒng)的主要瓶頸。第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)總線結(jié)構(gòu):4.PC機(jī)常用總線結(jié)構(gòu)(5)局部總線

?局部總線是PC體系結(jié)構(gòu)的重大發(fā)展。它打破了數(shù)據(jù)I/O的瓶頸，使高性能CPU的功能得以充分發(fā)揮。

?從結(jié)構(gòu)上看，所謂局部總線是在ISA總線和CPU總線之間增加的一級總線或管理層。這樣可將一些高速外設(shè)，如圖形卡、硬盤控制器等從ISA總線上卸下而通過局部總線直接掛接到CPU總線上，使之與高速的CPU總線相匹配。

?局部總線可分為三種：專用局部總線:如NEC、Dell、HP等,為自己系統(tǒng)開發(fā)的專用總線,用于圖形處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?它們是非標(biāo)準(zhǔn)的,不能通用，也不被廣大兼容機(jī)采用。

☆

VL總線(VESALocalBus)☆PCI總線

VL總線和PCI總線都是通用總線，但VL總線只是適用于486的一種過渡標(biāo)準(zhǔn)，目前已經(jīng)淘汰。586以上檔次的微機(jī)普遍采用PCI總線。第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)總線結(jié)構(gòu):4.PC機(jī)常用總線結(jié)構(gòu)CPU(微處理器)介紹微處理器主流廠家大型機(jī)IBM、SUN微機(jī)Intel、AMD嵌入式ARM、MIPS中國芯：龍芯MIPS公司:MicroprocessorwithoutinterlockedpipedstagesARM公司:AdvancedRISCMachine微處理器發(fā)展簡史微處理器IBMIntelAMD(AdvancedMicroDevices)(超微)微處理器的發(fā)展(機(jī)械時(shí)代)第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)微處理器的發(fā)展第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)微處理器的發(fā)展第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)微處理器的發(fā)展第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)微處理器的發(fā)展第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)微處理器的發(fā)展第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)微處理器的發(fā)展(進(jìn)入機(jī)電時(shí)代)第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)微處理器的發(fā)展第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)微處理器的發(fā)展第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)微處理器的發(fā)展第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)微處理器的發(fā)展第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)”晶體管之父”的肖克利（W.Shockley）博士諾宜斯（N.Noyce）、摩爾（R.Moore）、布蘭克（J.Blank）、克萊爾（E.Kliner）、赫爾尼（J.Hoerni）、拉斯特（J.Last）、羅伯茨（S.Boberts）和格里尼克（V.Grinich）八叛逆仙童半導(dǎo)體公司FairChild集成電路之父杰克·基爾比微處理器的發(fā)展----英特爾Intel(Integrated/Electronics)的元老第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)摩爾諾宜斯葛洛夫Intel微處理器發(fā)展歷史－4004第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)1971年11月Intel面世了微處理器4004。這款芯片的架構(gòu)為4bit。4004

是英特爾推出的第一款微處理器。這一突破性的發(fā)明最先應(yīng)用于Busicom

計(jì)算器，為無生命體和個(gè)人計(jì)算機(jī)的智能嵌入鋪平了道路。晶體管數(shù)量：2,300速度：108KHzIntel的第一款微處理器是給日本人做計(jì)算器用的Intel微處理器發(fā)展歷史－8008第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)1972

年：8008

微處理器誕生8008的性能是4004

的兩倍。1974

年，RadioElectronics發(fā)表的一篇文章指出一款名為Mark-8

的設(shè)備采用了

8008。Mark-8

是第一批家用計(jì)算機(jī)之一，而以今天的標(biāo)準(zhǔn)來看該產(chǎn)品很難進(jìn)行構(gòu)建、維護(hù)和操作。晶體管數(shù)量：3,500速度：200KHzIntel微處理器發(fā)展歷史－8080第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)1974

年：8080

微處理器8080

有幸成為了第一款個(gè)人計(jì)算機(jī)Altair

的大腦。Altair

這個(gè)名稱是源《星際旅行》電視節(jié)目中一個(gè)星際飛行計(jì)劃（StarshipEnterprise）的目的地名稱。計(jì)算機(jī)愛好者花費(fèi)395

美元即可購得Altair

套件。數(shù)月內(nèi)，Altair

的銷售量達(dá)到數(shù)萬臺，造成了電腦銷售歷史上第一次缺貨現(xiàn)象。晶體管數(shù)量：6,000速度：2MHzIntel微處理器發(fā)展歷史－808*第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)1978

年：8086-8088微處理器英特爾成功將8088

銷售給IBM全新的個(gè)人計(jì)算機(jī)部門，使得8088

成為了IBM

全新熱銷產(chǎn)品-IBMPC

的大腦。8088

的大獲成功使英特爾順利躋身財(cái)富500

強(qiáng)之列，《財(cái)富》雜志將該公司評為“七十大商業(yè)奇跡之一（BusinessTriumphsoftheSeventies）”。晶體管數(shù)量：29,000速度：5MHz,8MHz,10MHzIntel微處理器發(fā)展歷史－286第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)1982

年：286

微處理器286

也稱為

80286，是英特爾第一款具有完全兼容性的處理器，即可以運(yùn)行所有針對其前代處理器編寫的軟件。這一軟件兼容性也成為了英特爾處理器家族一個(gè)恒久不變的特點(diǎn)。該產(chǎn)品發(fā)布后的6

年內(nèi)，全世界基于286

處理器的個(gè)人計(jì)算機(jī)便達(dá)到了大約1,500萬臺。晶體管數(shù)量：

134,000速度：6MHz、8MHz、10MHz、12.5MHzIntel微處理器發(fā)展歷史－386第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)1985

年：英特爾?386?

微處理器英特爾?386?

微處理器采用275,000個(gè)晶體管——約是最初的4004

處理器的100

多倍。它是一個(gè)32

位的“多任務(wù)”芯片——即可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)程序。每秒可以處理500萬條指令，并且可以運(yùn)行所有流行的操作系統(tǒng)包括Windows*

晶體管數(shù)量：275,000速度：16MHz、20MHz、25MHz、33MHzIntel微處理器發(fā)展歷史－486第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)1989

年：英特爾?486?DXCPU

微處理器下一代處理器英特爾?486?

處理器真正意味著您從命令形式的進(jìn)入到了point-and-click的計(jì)算時(shí)代。英特爾?486?

處理器首次采用內(nèi)建的數(shù)學(xué)協(xié)處理器，將負(fù)載的數(shù)學(xué)運(yùn)算功能從中央處理器中分離出來，從而顯著加快了計(jì)算速度。晶體管數(shù)量：120

萬速度：25MHz,33MHz,50MHzIntel微處理器發(fā)展歷史－奔騰第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)1993

年：英特爾奔騰處理器英特爾

奔騰處理器支持計(jì)算機(jī)更輕松的集成“現(xiàn)實(shí)世界”數(shù)據(jù)，如語音、聲音、手寫體和圖片等。晶體管數(shù)量：310

萬速度：60MHz、66MHzIntel微處理器發(fā)展歷史－奔騰II第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)1997年：英特爾奔騰II

處理器匯集750萬個(gè)晶體管的英特爾?

奔騰?

II

處理器采用了英特爾?MMX?

技術(shù)。該技術(shù)專門設(shè)計(jì)用于高效處理視頻、音頻和圖形數(shù)據(jù)。它采用創(chuàng)新的單邊接觸（S.E.C.）卡盒推出，同時(shí)還集成了高速的高速緩存內(nèi)存芯片。晶體管數(shù)量：750

萬速度：200MHz、233MHz、266MHz、300MHz微處理器的發(fā)展第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)Intel微處理器發(fā)展歷史－奔騰III第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)1999年：英特爾奔騰III處理器英特爾

奔騰

III

處理器采用了70條新指令——互聯(lián)網(wǎng)SIMD

流指令擴(kuò)展，顯著增強(qiáng)了高級圖像、3D、音頻流、視頻和語音識別應(yīng)用的性能。處理器采用0.25

微米技術(shù)制造。晶體管數(shù)量：950

萬速度：650MHz

至1.2GHzIntel微處理器發(fā)展歷史－奔騰4第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)2000

年：英特爾?奔騰?4

處理器處理器首次采用4,200萬個(gè)晶體管和0.18

微米的電路線。晶體管數(shù)量：4,200

萬速度：1.30、1.40、1.50、1.70、1.802001

年8月:英特爾?奔騰?4

處理器——達(dá)到2GHz

里程碑2002

年11月：含超線程（HT）技術(shù)的英特爾?奔騰?4處理器英特爾在全新英特爾?奔騰?4處理器3.06GHz上推出其創(chuàng)新超線程（HT）技術(shù)。1998年英特爾發(fā)布了PentiumIIXeon處理器。第一代Xeon采用了同PentiumII一樣的SECC封裝，但是使用了Slot2接口。Xeon將處理器的二級緩存放在了處理器板上，、使用的是1MB甚至2MB的全速二級緩存（PentiumII的二級緩存是以處理器主頻的二分之一工作的），而且采用的是Intel自行開發(fā)的靜態(tài)緩存（其原理還是不大清楚）能夠提升緩存的工作效率。另外提升了SMP能力，配合450NX芯片組可以支持最大8個(gè)處理器共同工作。另外Intel還為工作站推出了450GX芯片組，支持雙至強(qiáng)工作和2GBECC內(nèi)存！Intel服務(wù)器級芯片—Xeon(至強(qiáng))第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)Intel服務(wù)器級芯片—安騰第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)2001年英特爾發(fā)布了ItaniumItanium處理器是英特爾第一款64位元的產(chǎn)品.在Itanium處理器中體現(xiàn)了一種全新的設(shè)計(jì)思想，完全是基于平行并發(fā)計(jì)算而設(shè)計(jì)（EPIC）.2002年英特爾發(fā)布了Itanium2處理器Itanium2處理器是以Itanium架構(gòu)為基礎(chǔ)所建立與擴(kuò)充的產(chǎn)品，通過模擬運(yùn)行可以兼容32位運(yùn)算.Itanium2具有6.4GB/sec的系統(tǒng)總線帶寬、最高達(dá)到16MB的L3緩存。微處理器的發(fā)展第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)2005：IntelPentiumD處理器

(正式揭開了x86處理器多核心時(shí)代)Intel微處理器發(fā)展歷史－酷睿第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)2006年：IntelCore2Duo

處理器(其E67002.6GHz型號比先前推出之最強(qiáng)的IntelPentiumD960(3.6GHz)處理器，在性能方面提升了40%，省電效率也增加40%，Core2Duo處理器內(nèi)含2.91億顆晶體管。)2006

年7

月：英特爾公司發(fā)布了十款全新酷睿?2

雙核處理器和酷睿?至尊處理器全新處理器可實(shí)現(xiàn)高達(dá)40%

的性能提升其能效比最出色的英特爾奔騰處理器高出40%。英特爾

酷睿?2

雙核處理器包含2.91

億個(gè)晶體管。微處理器的發(fā)展第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)2007年：45納米處理器(英特爾Core2至尊四核處理器QX9650)微處理器的發(fā)展第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)配備80核微處理器的試制主板位于中央的方形封裝中安裝了80核微處理器。封裝連接2根水管，利用水冷技術(shù)冷卻封裝和芯片。通過連接底板部分的紅、黑電源線供電。微處理器的發(fā)展第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)2009年：32納米處理器?????????微處理器的發(fā)展第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)1、4位微處理器(Intel4004)

2、8位微處理器

(Intel8080)

3、16位微處理器

(Intel8086/8088,80286)

4、32位微處理器

(Intel80386/80486/Pentium)

5

、

64位微處理器(IntelItanium安騰處理器)微處理器的發(fā)展第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)AMD微處理器發(fā)展歷史－K5第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)AMD處理器被人們廣泛了解是從AMDK5開始的。AMDK5內(nèi)建430萬晶體管，350nm工藝。K5是AMD

公司第一塊自行設(shè)計(jì)的處理器，時(shí)鐘頻率有90MHz、100MHz、120MHz

等幾款。由于推出的時(shí)間較晚，因此剛一推出就面臨著被Intel

公司淘汰出局的悲慘命運(yùn)。AMD微處理器發(fā)展歷史－K6-2第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)在AMDK6時(shí)代最為有名的是AMDK6-2。K6-2是相當(dāng)成功的產(chǎn)品，主因歸于低價(jià)電腦的盛行AMDK6-2處理器采用了0.25微米五層金屬工藝制造，內(nèi)含930萬個(gè)晶體管。AMDK6-2的最大特色是采用了3DNow!技術(shù)。采用3DNow!技術(shù)的K6－2，具有單指令多數(shù)據(jù)(SIMD)性能，即用一條指令便可同時(shí)處理多個(gè)數(shù)據(jù)，明顯加快了CPU的3D處理速度。K6－2/300的性能直逼PⅡ300，而價(jià)格卻相對便宜.AMD微處理器發(fā)展歷史－K6-2+第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)接著AMD推出了K6-2+和K6-3型處理器。這兩款產(chǎn)品都可以看作K6-2的升級版，其中K6-3比K6-2+先推出。這兩款處理器與K6-2的區(qū)別在于二級緩存的不同。K6-2的二級緩存是建立在主板上的，并以外頻速度來工作。而K6-3效仿PIII處理器，把二級緩存放進(jìn)了CPU內(nèi)部。

AMD微處理器發(fā)展歷史－K7第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)接著就到了AMDK7的時(shí)代。Duron（毒龍）處理器是K7時(shí)代的低端處理器。Duron（毒龍）的L1和L2Cache均采用的是全速Cache，運(yùn)行速度和處理器核心同速，性能和Thunderbird(雷鳥)一樣強(qiáng)大。AthlonXP（速龍）處理器是AMD的一款成功之作。Athlon

XP（速龍）處理器與雷鳥相比較的改進(jìn)在于支持SSE指令集并且一級緩存中的數(shù)據(jù)TLB（轉(zhuǎn)換表緩沖區(qū)）由32增加到了40個(gè)記錄，數(shù)據(jù)與指令的L1和L2TLB可以分別獨(dú)立運(yùn)行，而且TLB記錄能夠推斷來預(yù)先寫入。

隨后Thoroughbred取代了Palomino核心的AthlonXP處理器。在為了應(yīng)對800MHz前端總線的P4時(shí)，AMD又推出了采用512KB二級緩存，333/400MHz前端總線的Barton核心的處理器.AMD微處理器發(fā)展歷史－K8第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)自從K7架構(gòu)取得無比輝煌的成功后，AMD就一直秘密進(jìn)行著自己的下一代處理器K8的研發(fā)工作2003年4月22日面向高端服務(wù)器市場代號Opteron的AthlonFX正式發(fā)布，緊接著在同年9月23日，代號ClawHammer的Athlon64處理器發(fā)布，Athlon64的出現(xiàn)正式宣告PC走向64位運(yùn)算。AMD為K8增加了一套通用寄存器（General-purposeRegisters，簡稱“GPR”），使的K8的GPR數(shù)量達(dá)到16個(gè).IBMPower系列第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)POWER

是PowerOptimizationWithEnhancedRISC

的縮寫，是IBM的很多服務(wù)器、工作站和超級計(jì)算機(jī)的主要處理器。POWER

芯片起源于801CPU，是第二代RISC

處理器。POWER

芯片在1990年被RS

或RISC

System/6000UNIX

工作站（現(xiàn)在稱為

eServer

和pSeries）采用POWER

的產(chǎn)品有POWER1、POWER2、POWER3，POWER4，POWER5等。最新是POWER6.IBMPower系列第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)微處理器發(fā)展趨勢???現(xiàn)實(shí)的解決方案一：多核(Mulitcore)頻率瓶頸由于晶體管數(shù)量倍增，會導(dǎo)致硅芯片所需要的電能、耗費(fèi)功率大幅提升，甚至成幾何級數(shù)的增加多核處理器可以解決功耗和性能比的問題目前常見2核、4核、8核、16核68核、80核、2xx核計(jì)算能力將>2TFlops多核處理器設(shè)計(jì)包括核間通訊cache設(shè)計(jì)片內(nèi)總線設(shè)計(jì)總線->NOC（networkonchip）現(xiàn)實(shí)的解決方案一：挑戰(zhàn)軟件怎么利用多核尚未解決操作系統(tǒng)方案一:當(dāng)作多處理器看待，不能發(fā)揮封裝在一個(gè)核的優(yōu)點(diǎn)方案二:虛擬化，把多核虛擬為一核，犧牲性能方案三:定制，重寫操作系統(tǒng)與編譯器，無產(chǎn)品應(yīng)用軟件計(jì)算型軟件，容易并行信息處理軟件，串行的，怎么用多核課程知識更新快速現(xiàn)實(shí)的解決方案一：疑惑雙核是兩個(gè)單核焊接在一起么四核是兩個(gè)雙核焊接在一起么處理器中其他器件怎么連接Intel、AMD給出不同的答案真假四核現(xiàn)實(shí)的解決方案二：可重構(gòu)處理器架構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)不固定微處理器可以針對不同的應(yīng)用修改自己的體系結(jié)構(gòu)達(dá)到性能最優(yōu)、功耗更低的目的不增加硬件開銷又稱軟微處理器在MPSOC中，經(jīng)常有FPGA等可重構(gòu)器件現(xiàn)實(shí)的解決方案二：挑戰(zhàn)全新架構(gòu)，無一定規(guī)格硬件設(shè)計(jì)重構(gòu)成什么微處理器專用微處理器核有：XML、JAVA、壓縮、加密、網(wǎng)絡(luò)、多媒體軟件設(shè)計(jì)軟件架構(gòu)如何運(yùn)行軟件有沒有其他解決方案?產(chǎn)業(yè)界主導(dǎo)的技術(shù)，而非研究機(jī)構(gòu)最強(qiáng)的研究力量都在業(yè)界推出既是標(biāo)準(zhǔn)競爭使得對手越來越少封裝與制造工藝——SOCKET、SlotSocket插座安裝CPUSocket4、Socket5、Socket7、Socket370(Pentium

時(shí)代的

CPU插座從Socket4

開始,它有273個(gè)腳，工作電壓為5V。正是因?yàn)樗墓ぷ麟妷禾?，所以它并沒有怎么流行就被Socket5

取代了。Socket4

只能支持60－66MHz

的Pentium。)(Socket370從名字就可以看出Socket370

插座有370

個(gè)管腳。在

Intel

找到了把處理器內(nèi)核和

L2

緩存很便宜的做在一起的方法之后，它的CPU

插座從Slot

回到了Socket。Socket370是基于Socket7

的，它不過只是在插座的四邊每一邊加了一排管腳。首先采用Socket370

的是PPGA

封裝的Celeron，接著是

FC-PGA

封裝的

PentiumIII

和CeleronII。同樣也有Socket370

到Slot1

的轉(zhuǎn)接卡。目前Intel的主流CPU

都是Socket370

類型的。)Slot1一個(gè)狹長的242引腳的插槽Slot1、Slot2接口標(biāo)準(zhǔn)、SlotA接口標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算器運(yùn)算器是一個(gè)數(shù)據(jù)加工部件，主要完成二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算及邏輯運(yùn)算電子計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制數(shù)的原因運(yùn)算規(guī)律簡單，在電子器件中比較容易實(shí)現(xiàn)運(yùn)算器的位數(shù)越多，計(jì)算的精度就越高，但是所費(fèi)的電子器件也越多，成本就高。目前計(jì)算機(jī)的運(yùn)算長度一般為8位、16位、32位或64位。第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)控制器

控制器是計(jì)算機(jī)的決策部件，通過指令譯碼產(chǎn)生各操作控制信號，控制各部件有條不紊地工作設(shè)計(jì)目標(biāo)：容量大、速度快、成本低；同時(shí)計(jì)算機(jī)還應(yīng)具有響應(yīng)外部突發(fā)事件的能力，控制器能在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻響應(yīng)這些外部的請求，并作出處理。將解題的程序（指令序列）存放到存儲器中稱為存儲程序控制器依據(jù)存儲器的程序來控制全機(jī)協(xié)調(diào)地完成計(jì)算任務(wù)叫做程序控制存儲器

存儲器的功能是保存或“記憶”解題的原始數(shù)據(jù)和解題步驟設(shè)計(jì)目標(biāo)：容量大、速度快、成本低為解決容量與成本的矛盾：將存儲器分為內(nèi)存儲器和外存儲器。內(nèi)存儲器：由半導(dǎo)體存儲器（RAM、ROM）構(gòu)成，特點(diǎn)：速度快、但成本高，存放正在運(yùn)行和處理的程序和數(shù)據(jù)外存儲器：由磁盤、磁帶、光盤、移動存儲器等構(gòu)成，特點(diǎn)：容量大、成本低，可脫機(jī)保存信息，存放暫時(shí)不用的程序和數(shù)據(jù)第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)存儲器一組基本概念主存儲器一般由半導(dǎo)體器件構(gòu)成，最基本的單元是一個(gè)記憶二進(jìn)制數(shù)碼（0或1）的記憶元件，它所記憶的是二進(jìn)制信息中的一個(gè)數(shù)位（bit），稱為存儲元若干個(gè)存儲元組成一個(gè)存儲單元，微機(jī)中的一個(gè)存儲單元通常為8bit，存放一個(gè)“字節(jié)”(Byte,簡稱B)的二進(jìn)制信息，1Byte=8bit，但一個(gè)存儲單元也可以是16位、32位、64位等第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)最小單位：位(Bit)基本單位：字節(jié)(Byte)，也是常用單位d0d1d2d3d4d5d6d7位字節(jié)存儲器(信息的存儲單位)第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)存儲器(其它存儲單位)(存儲器容量常以字節(jié)為單位計(jì)量)千字節(jié)(KB) 1KB=1024Bytes兆字節(jié)(MB) 1MB=210KB吉字節(jié)(GB) 1GB=210MB太字節(jié)(TB) 1TB=210GB第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)存儲器中每個(gè)存儲單元都有編號，稱為地址。向存儲器中寫數(shù)或者從存儲器中讀數(shù)，都是按給定的地址來尋找所選的存儲單元。存儲器中所有存儲單元的總數(shù)稱為存儲器的存儲容量。第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)存儲器(地址與容量)輸入設(shè)備的作用是把人們熟悉的某種形式變換為機(jī)器內(nèi)部所能接收和識別的二進(jìn)制信息形式輸出設(shè)備的作用是把計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果變換為人或其它機(jī)器設(shè)備所能接收和識別的信息形式I/O接口(適配器)，相當(dāng)于一個(gè)轉(zhuǎn)換器，它可以保證外圍設(shè)備用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)特性所要求的形式發(fā)送或接收信息；由于不同的I/O設(shè)備在許多方面存在差異，所以適配器的種類很多，有專用的，也有通用的第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)I/O系統(tǒng)（接口與I/O設(shè)備）系統(tǒng)總線是構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的骨架，是多個(gè)系統(tǒng)部件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的公共通路借助系統(tǒng)總線，計(jì)算機(jī)在各系統(tǒng)部件之間實(shí)現(xiàn)傳送地址、數(shù)據(jù)和控制信息的操作系統(tǒng)總線分為地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)的硬件)系統(tǒng)總線第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu))用高級語言編寫程序翻譯成機(jī)器語言執(zhí)行程序人工編寫計(jì)算機(jī)上運(yùn)行源程序sourceprogram目標(biāo)程序objectprogram輸出結(jié)果outcome圖1.2計(jì)算機(jī)的解題過程計(jì)算機(jī)上運(yùn)行第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu))高級語言虛擬機(jī)器的層次結(jié)構(gòu)虛擬機(jī)器M3（高級語言機(jī)器）虛擬機(jī)器M2實(shí)際機(jī)器M1匯編語言或中間語言機(jī)器翻譯程序：編譯程序和解釋程序第一代語言1GL2GL、3GL、4GL第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu))第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu))高級語言虛擬機(jī)器的層次結(jié)構(gòu)翻譯程序編譯程序:將編寫的源程序中全部語句翻譯成機(jī)器語言程序后，再執(zhí)行機(jī)器語言程序。解釋程序:在將源程序的一條語句翻譯成機(jī)器語言以后立即執(zhí)行它，然后再翻譯執(zhí)行下一條語句。它的特點(diǎn)是翻譯一次只能執(zhí)行一次，當(dāng)?shù)诙沃貜?fù)執(zhí)行該語句時(shí)，要重新翻譯，因而效率較低。第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu))計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)虛擬機(jī)器M4（高級語言機(jī)器）虛擬機(jī)器M3（匯編語言或中間語言機(jī)器）虛擬機(jī)器M2（操作系統(tǒng)語言機(jī)器）實(shí)際機(jī)器M1（機(jī)器語言機(jī)器）高級語言程序經(jīng)編譯程序翻譯成匯編語言或中間語言機(jī)器本級語言程序經(jīng)編譯程序翻譯成機(jī)器語言程序或操作系統(tǒng)語言一般用機(jī)器語言解釋操作系統(tǒng)語言由硬件或微程序執(zhí)行機(jī)器語言第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡史)第一臺電子計(jì)算機(jī)(ENIAC)第一臺電子計(jì)算機(jī)（通用可編程序）18800電子管30噸150平方米140kw5000次十進(jìn)制加法/秒1946年美國賓西法尼亞大學(xué)研制成功電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC

(ElectronicNumerical

IntegratorAndComputer)第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡史)?？颂?右)莫克利(左)ENIACENIACENIAC：永遠(yuǎn)是光輝的起點(diǎn)ENIAC最初是為了進(jìn)行彈道計(jì)算而設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)。1996年2月15日，在ENIAC問世50周年之際，美國副總統(tǒng)戈?duì)栐谫e夕法尼亞大學(xué)舉行的隆重紀(jì)念儀式上，再次按動了啟動電鈕。戈?duì)栐谙虍?dāng)年參加ENIAC的研制、如今仍健在科學(xué)家發(fā)表講話:“我謹(jǐn)向當(dāng)年研制這臺計(jì)算機(jī)的先驅(qū)者們表示祝賀?！?/p>

為了改進(jìn)程序的輸入方式：美國數(shù)學(xué)家馮·諾依曼，提出二進(jìn)制表達(dá)方式和存儲程序控制計(jì)算機(jī)構(gòu)想。提出并描述一個(gè)計(jì)算機(jī)模型EDVAC(Electronic

DiscreteVariableAutomaticComputer,離散變量自動計(jì)算機(jī)),1952年才調(diào)試成功.

ENIAC的特點(diǎn)：十進(jìn)制表示程序用插線開關(guān)實(shí)現(xiàn)第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡史)第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡史)VonNeumann,EDVAC第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡史)馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)

馮·諾依曼

(JohnVonNeumann)美籍匈牙利科學(xué)家，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之父，率先奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)組成原理討論的基礎(chǔ)，其基本設(shè)計(jì)思想就是存儲程序和程序控制，具有以下特點(diǎn)：由運(yùn)算器、存儲器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并規(guī)定了這五部分的基本功能。采用存儲程序方式，這是馮·諾依曼思想的核心內(nèi)容，它意味著事先編制程序，事先將程序(包含指令和數(shù)據(jù))存入主存儲器中，計(jì)算機(jī)在運(yùn)行程序時(shí)就能自動地、連續(xù)地從存儲器中依次取出指令且執(zhí)行。采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令。指令由操作碼和地址碼組成。指令在存儲器中按執(zhí)行順序存放，由指令計(jì)數(shù)器指明要執(zhí)行的指令所在的單元地址，一般按順序替增。機(jī)器以運(yùn)算器為中心，數(shù)據(jù)傳送都經(jīng)過運(yùn)算器。上述這些概念奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)思想，到目前為止，絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)仍沿用馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)。第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡史)馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)第一臺可操作的存儲程序機(jī)器---Mark-I1948年，曼徹斯特大學(xué),小型計(jì)算機(jī)樣機(jī)第一臺全面的、可操作的、存儲程序計(jì)算機(jī)—EDSAC：ElectronicDelayStorageAutomaticCalculator1949年，EDSAC開始運(yùn)行1949年5月.英國劍橋大學(xué)威爾克斯(M.Wilkes),摘取了1967年度計(jì)算機(jī)世界最高獎—“ACM圖靈獎”。第一臺成功的商業(yè)化計(jì)算機(jī)，UNIVAC-I機(jī)1951年由?？颂?莫克利研制成功，1952年準(zhǔn)確預(yù)測美國總統(tǒng)大選。1952年，IBM公司推出了它的第一臺機(jī)器IBM701。第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡史)ManchesterMarkI,originpicture第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡史)TheEDSAC,takenshortlyafteritscompletioninMay1949第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡史)英國皇家科學(xué)院院士、計(jì)算技術(shù)的先驅(qū)莫里斯·威爾克斯(MauriceVincentWilkes)(1967年獲得第二屆圖靈獎)威爾克斯在設(shè)計(jì)與建造EDSAC過程中，決不是簡單地模仿和照搬EDVAC的設(shè)計(jì)，而是創(chuàng)造和發(fā)明了許多新的技術(shù)和概念，例如“變址”；“宏指令”；微程序設(shè)計(jì)；子例程及子例程庫；高速緩存Cache等等。所有這些都對現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)技術(shù)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。威爾克斯的貢獻(xiàn)是多方面的，當(dāng)之無愧地成為第二屆圖靈獎獲得者。UNIVACI第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡史)IBM701第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡史)第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論(電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡史)電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展第一代電子管計(jì)算機(jī)(1946年—1957年)

第二代晶體管計(jì)算機(jī)(1958年—1964年)

第三代集成電路計(jì)算機(jī)(1965年—1971年)

第四代大規(guī)模集成電路(1972年—至今)

其實(shí)，電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展是緊隨著電子技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。

電子技術(shù)的發(fā)展過程是：Electronictube(電子管)→Transistor(晶體管)→IC(集成電路IntegratingCircuit)→LSI(大規(guī)模集成電路LargeScaleIntegration)→VISI(超大規(guī)模集成電路VeryLargeScaleIntegration)→SVLSI(超大規(guī)模集成電路Super—VLSI)。

PowerSupply,ConsoleUnit,Read-PunchUnit

IBM650小型機(jī)

1954年電子管時(shí)代IBM709大型機(jī)

1958年電子管時(shí)代CDC6600

大型機(jī)

1964年晶體管時(shí)代CDC7600

大型機(jī)

1969年晶體管時(shí)代集成電路時(shí)代IBM360系列

1964年大型機(jī)IBM370

IBM370/158大型機(jī)IBMS/390

Generation51998年5月硬件技術(shù)對計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代的影響

100000000超大規(guī)模集成電路

1978~現(xiàn)在

10000000大規(guī)模集成電路

1972~1977

1000000中小規(guī)模集成電路

1965~1971

200000晶體管

1958~1964

40000電子管

1946~1957速度（次/秒）硬件技術(shù)時(shí)間代三四二一Cray-1CrayX-MPCDC–CYBER205PDP–11VAX11/780銀河-I巨型計(jì)算機(jī)：1983年12月,第一臺億次巨型計(jì)算機(jī)由國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)研究所研制成功銀河-II巨型計(jì)算機(jī)：由國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)研究所于1992年11