諾依曼體系結(jié)構(gòu)存儲器課件

計算機應(yīng)用基礎(chǔ)江西財經(jīng)大學(xué)信息管理學(xué)院2023/9/17計算機的硬件組成1計算機應(yīng)用基礎(chǔ)江西財經(jīng)大學(xué)信息管理學(xué)院2023/8/8計算機2023/9/17計算機的硬件組成2

計算機組成工作原理發(fā)展應(yīng)用開發(fā)2023/8/8計算機的硬件組成2計組成工什么是計算機？計算機是一種工具不是交通運輸工具不是機械加工工具不是···工具計算機是一種信息處理工具什么是計算機？計算機是一種工具計算機是通用的信息處理工具計算機的信息處理功能：信息的收集（信息獲?。┬畔⒌膬Υ妫ㄐ畔⒋鎯Γ┬畔⒌募庸ぃㄐ畔⑻幚恚┬畔⒌膫鬟f（通信）信息的施用（展現(xiàn)與控制）計算機是通用的信息處理工具計算機的信息處理功能：計算機是一種能按照事先存儲的程序，自動、高速進行大量數(shù)值計算和各種信息處理的現(xiàn)代化智能電子裝置。什么是計算機？計算機是一種能按照事先存儲的程序，自動、高速進行大量數(shù)值計算6計算機基礎(chǔ)知識計算機的產(chǎn)生世界上第一臺計算機“科洛薩斯”誕生于英國，“科洛薩斯”計算機是1943年3月開始研制的，當(dāng)時研制“科洛薩斯”計算機的主要目的是破譯經(jīng)德國“洛倫茨”加密機加密過的密碼。使用其他手段破譯這種密碼需要6至8個星期，而使用‘科洛薩斯’計算機則僅需6至8小時。1944年1月10日，“科洛薩斯”計算機開始運行。自它投入使用后，德軍大量高級軍事機密很快被破譯，盟軍如虎添翼。“科洛薩斯”比美國的ENIAC計算機問世早兩年多，在二戰(zhàn)期間破譯了大量德軍機密，戰(zhàn)爭結(jié)束后，它被秘密銷毀了，故不為人所了解。2023/9/176計算機基礎(chǔ)知識計算機的產(chǎn)生世界上第一臺計算機“科洛薩7計算機基礎(chǔ)知識計算機的產(chǎn)生盡管第一臺電子計算機誕生于英國，但英國沒有抓住由計算機引發(fā)的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命的機遇。相比之下，美國抓住了這一歷史機遇，鼓勵發(fā)展計算機技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，從而崛起了一大批計算機產(chǎn)業(yè)巨頭，大大促進了美國綜合國力的發(fā)展。1944年美國國防部門組織了有莫奇利和埃克脫領(lǐng)導(dǎo)的ENIAC計算機的研究小組，當(dāng)時在普林斯頓大學(xué)工作的現(xiàn)代計算機的奠基者美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮·諾依曼也參加了研究工作。1946年研究工作獲得成功，制成了世界上第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC。2023/9/177計算機基礎(chǔ)知識計算機的產(chǎn)生盡管第一臺電子計算機誕生于英國，8計算機基礎(chǔ)知識計算機的發(fā)展歷程1962年，IBM公司研制的第一臺分時計算機系統(tǒng)IBM7090可以稱為第二代計算機的代表，IBM7090計算機曾為美國首次登月計劃承擔(dān)極為重要的數(shù)據(jù)計算和飛行模擬工作，為人類的首次成功登月做出了不可磨滅的貢獻。2023/9/178計算機基礎(chǔ)知識計算機的發(fā)展歷程1962年，IBM公第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1.1計算機的發(fā)展

1、計算機的出現(xiàn)與分代◆1946年第一臺電子計算機ENIAC(電子數(shù)字積分計算機）誕生于美國賓夕法尼亞大學(xué)。占地面積：170平方米；重30余頓；耗電140千瓦；運算速度5000次/秒；使用了18000多個電子管、1500多個繼電器、10000多只電容7000多個電阻。第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1.1計算機的發(fā)展

1、計算機的出現(xiàn)與分代◆計算機的發(fā)展分代是根據(jù)電子元器件的發(fā)展而劃分：【電子管(1946-1957)】【晶體管1957-1964】【集成電路1965-1970】【大規(guī)模集成電路1971~】第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1.1計算機的發(fā)展

1、計算機的出現(xiàn)與分代◆計算機的發(fā)展分代（根據(jù)電子元器件的發(fā)展）：（1）第一代：電子管計算機時代（1946~1957年）采用電子管作為運算和邏輯元件，使用機器語言和匯編語言。運算次數(shù)達到5000~30000次/秒。IBM705電子計算機第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1.1計算機的發(fā)展

1、計算機的出現(xiàn)與分代◆計算機的發(fā)展分代（根據(jù)電子元器件的發(fā)展）：（2）第二代：晶體管計算機時代（1957~1964年）采用晶體管作為運算和邏輯元件，具有主存儲器和外存儲器，使用高級編程語言（FORTRAN、COBOL）。運算次數(shù)達到幾萬次~幾十萬次/秒。并被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域。CDC6600電子計算機第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1.1計算機的發(fā)展

1、計算機的出現(xiàn)與分代◆計算機的發(fā)展分代（根據(jù)電子元器件的發(fā)展）：（3）第三代：中、小規(guī)模集成電路計算機時代（1965~1970年）采用集成電路代替分立元件，采用半導(dǎo)體存儲器，中央處理器采用微程序技術(shù)；擁有較完善的操作系統(tǒng)；出現(xiàn)了并行多處理機、虛擬存儲系統(tǒng)等技術(shù)。運算速度達到幾十萬次~幾百萬次。IBM360第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1.1計算機的發(fā)展

1、計算機的出現(xiàn)與分代◆計算機的發(fā)展分代（根據(jù)電子元器件的發(fā)展）：（4）第四代：大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路計算機時代（1971~）采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路為主要功能部件，采用更高集成度的半導(dǎo)體存儲器，出現(xiàn)了磁盤、光盤、鼠標(biāo)、圖像掃描儀、數(shù)碼照相機和高分辨率彩色顯示器以及高質(zhì)量的打印機和繪圖儀。IBM-PC第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用2、微型機的發(fā)展階段

20世紀(jì)70年代后，出現(xiàn)了微處理器和微型計算機。

微處理器（Microprocessor）：以單片大規(guī)模集成電路制成的具有運算和控制功能的處理器。以微處理器作為中央處理器(CPU)的計算機通稱為微型計算機。第一階段（1971-1972）：計算機指令長為4位或8位。采用機器語言或匯編語言。第二階段（1973-1977）：計算機指令長為8位。集成度較高，采用匯編語言和高級編程語言，并出現(xiàn)了操作系統(tǒng)。第三階段（1978-1981）：計算機指令長為16位。具有豐富的指令系統(tǒng)、多種數(shù)據(jù)處理方式。第四階段（1981-）：90年代出現(xiàn)了由32位微處理器構(gòu)成的微型機。2001年出現(xiàn)了64位微處理器(Itanium)。第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用2、16計算機基礎(chǔ)知識計算機的發(fā)展歷程極富想象力的第五代計算機研發(fā)第五代計算機又稱“新一代計算機”，1981年10月，日本首先向世界宣告開始研制第五代計算機，并于1982年4月制訂了“第五代計算機技術(shù)開發(fā)計劃”，總投資為1千億日元。從此引發(fā)了美國、歐洲等發(fā)達國家在新一代計算機研制領(lǐng)域的激烈競爭。對第五代計算機目前還正在研究當(dāng)中，沒有形成一致的結(jié)論。但科學(xué)家關(guān)于新一代計算機的設(shè)想有一些共同點：計算機將采用超大規(guī)模集成電路或研制其他更先進的元件，而且不限于電子原件，如采用蛋白分子制作的元件；2023/9/1716計算機基礎(chǔ)知識計算機的發(fā)展歷程極富想象力的第五代計算機研第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1.2計算機的分類分類標(biāo)準(zhǔn)：計算機的速度、存儲量、同時容納的用戶數(shù)以及價格。(1)、巨型計算機也稱為超級計算機，其占地最大，價格最貴，功能最強，其運算速度最快，每秒萬億次。目前多用于軍事、氣象預(yù)報、科學(xué)研究等領(lǐng)域。銀河巨型計算機第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1.2計算機的分類

(2)、大型計算機速度低于巨型機，容量稍小于巨型機，價格低于巨型機。能夠支持上百個用戶工作，一般用于處理中度復(fù)雜的問題。IBM大型計算機第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1.2計算機的分類

(3)、小型計算機容量小于大型機，價格較便宜，同時容納30~60多個用戶。隨著計算機硬件的發(fā)展，已有用微型機代替小型機的發(fā)展趨勢。小型機第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1.2計算機的分類

(4)、微型計算機又稱“個人計算機”（PC），俗稱“電腦”。價格便宜，功能齊全，廣泛應(yīng)用于家庭、學(xué)校、辦公等。主要類型有臺式的、筆記本式等。目前市場上主要流行的是“雙核”CPU的計算機。雙核處理器（DualCoreProcessor）是指在一個處理器上集成兩個運算核心，從而提高計算能力。微型機第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1.2計算機的分類

(5)、工作站是一種高檔的微型機，介于小型機和微型機之間。與普通PC機的區(qū)別是：配有高分辨率大屏幕、容量很大的內(nèi)存儲器存和外存儲器、有較強的信息處理和高性能的圖形圖像以及聯(lián)網(wǎng)功能。適用于CAD/CAM等。網(wǎng)絡(luò)中的“工作站”泛指聯(lián)網(wǎng)用戶的結(jié)點，以區(qū)別于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，常由一般的PC機充當(dāng)。工作站第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1.3計算機的特點

(1)、處理速度快

(2)、計算精度高

(3)、具有記憶能力

(4)、具有邏輯判斷能力

(5)、支持人機交互第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1.5計算機的發(fā)展趨勢

(1)、高度集成化

(2)、網(wǎng)絡(luò)化

(3)、智能化

①、智能機器人

②、專家系統(tǒng)③、模式識別④、多媒體技術(shù)⑤、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法第一章計算機基礎(chǔ)知識1.1計算機的發(fā)展、分類與應(yīng)用1.1計算機應(yīng)用1.科學(xué)計算2.信息管理3.過程控制4.計算機輔助系統(tǒng)（CAD，CBE，CAM……）5.人工智能6.網(wǎng)絡(luò)與通信

計算機應(yīng)用1.科學(xué)計算虛擬現(xiàn)實（VirtualReality）

虛擬現(xiàn)實（VirtualReality）虛擬現(xiàn)實（VirtualReality）

虛擬現(xiàn)實（VirtualReality）人工智能人工智能主要研究用人工的方法和技術(shù)，模仿、延伸和擴展人的智能,實現(xiàn)機器智能。人工智能人工智能主要研究用人工的方法和技術(shù)，模仿、延伸和擴展2023/9/17計算機的硬件組成28計算機硬件系統(tǒng)問題引入馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)計算機的工作過程計算機的工作原理2023/8/8計算機的硬件組成28計算機硬件系統(tǒng)問題引入2023/9/17計算機的硬件組成29引入硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)何為硬件？硬件是指組成計算機的看得見的物理設(shè)備例如：顯示器、主機等，是構(gòu)成計算機的實體何為軟件？軟件是用來指揮計算機完成具體工作的程序和數(shù)據(jù)的總稱，是整個計算機的靈魂例如，Windows操作系統(tǒng)、IE瀏覽器等

計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。2023/8/8計算機的硬件組成29引入硬件系統(tǒng)和軟件系2023/9/17計算機的硬件組成30臺式計算機由哪些部件組成？筆記本與臺式機架構(gòu)基本一致計算機的組成部件就這些？里面還有什么？主機里的部件重要，還是外面的重要？哪些部件屬于同一類型？2023/8/8計算機的硬件組成30臺式計算機由哪些部件組成2023/9/17計算機的硬件組成31計算機硬件系統(tǒng)問題引入馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)計算機的工作過程計算機的工作原理2023/8/8計算機的硬件組成31計算機硬件系統(tǒng)問題引入2023/9/17計算機的硬件組成32馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)馮·諾依曼式計算機有五大部件存儲器、運算器、控制器輸入設(shè)備、輸出設(shè)備2023/8/8計算機的硬件組成32馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)2023/9/17計算機的硬件組成33存儲器存儲器是用來存儲程序和數(shù)據(jù)的部件通常分為：內(nèi)存儲器和外存儲器內(nèi)存儲器存放執(zhí)行中的程序和數(shù)據(jù)外存儲器存放暫時不用的程序和數(shù)據(jù)2023/8/8計算機的硬件組成33存儲器存儲器是用來存儲程2023/9/17計算機的硬件組成34理解內(nèi)存儲器趙治勛錢永明孫曉楠李濱1001100210981099………00000000000000011111111011111111…11100011100011011110100000110010……賓館內(nèi)存儲器存儲單元房間房間號地址客人程序和數(shù)據(jù)地址：存儲單元的編號，按地址存取數(shù)據(jù)計算機硬件只能使用和識別二進制相似：結(jié)構(gòu)和使用方式區(qū)別：內(nèi)容形式2023/8/8計算機的硬件組成34理解內(nèi)存儲器趙治勛100內(nèi)存儲器內(nèi)存分只讀內(nèi)存（ROM）和隨機存儲（RAM）.單位是字節(jié)（Byte）,目前有B,KB,MB,GB,TB,PB。它們之間是1024進位，即210=10242023/9/17計算機的硬件組成35內(nèi)存儲器內(nèi)存分只讀內(nèi)存（ROM）和隨機存儲（RAM）.單位是外存儲器硬盤光盤U盤移動硬盤存儲卡（手機，數(shù)碼相機，便攜電腦）2023/9/17計算機的硬件組成36外存儲器硬盤2023/8/8計算機的硬件組成362023/9/17計算機的硬件組成37外存儲器的作用內(nèi)存儲器外存儲器(如硬盤/u盤)運算器控制器批量交換數(shù)據(jù)

內(nèi)存容量小且斷電后無法保存

存放計算機正在運行信息

外存容量大且可永久保存

存放暫時不使用的程序和數(shù)據(jù)

一個一個交換數(shù)據(jù)速度快速度慢2023/8/8計算機的硬件組成37外存儲器的作用內(nèi)存儲器外2023/9/17計算機的硬件組成38運算器和控制器運算器又稱算術(shù)邏輯單元(ALU)，完成對二進制數(shù)的兩類操作加、減、乘、除等基本算術(shù)運算與、或、非等基本邏輯運算控制器是計算機的控制中心控制計算機各部件協(xié)調(diào)工作使計算機能夠自動地執(zhí)行程序CPU

=運算器+控制器2023/8/8計算機的硬件組成38運算器和控制器運算器又稱2023/9/17計算機的硬件組成392023/9/17計算機應(yīng)用基礎(chǔ)39個人電腦的CPU奔騰II奔騰IV2023/8/8計算機的硬件組成392023/8/8計算機應(yīng)2023/9/17計算機的硬件組成40輸入設(shè)備接受用戶輸入的原始數(shù)據(jù)和程序，并將它們變?yōu)橛嬎銠C能識別的形式存放到內(nèi)存中鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、手寫筆外存儲器也屬于輸入設(shè)備輸出設(shè)備將存放在內(nèi)存中由計算機處理的結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兯芙邮艿男问斤@示器、打印機、繪圖儀等外存儲器也屬于輸出設(shè)備輸入設(shè)備與輸出設(shè)備2023/8/8計算機的硬件組成40輸入設(shè)備接受用戶輸入的原2023/9/17計算機的硬件組成41輸入設(shè)備的作用提前準(zhǔn)備數(shù)據(jù)即時輸入數(shù)據(jù)至硬盤至內(nèi)存2023/8/8計算機的硬件組成41輸入設(shè)備的作用提前準(zhǔn)備數(shù)2023/9/17