计算机组成原理与系统结构演变

"这是一份关于计算机组成原理与系统结构的38页PPT，主要讲述了计算机的发展历程，从第一代的电子管计算机到现代的微处理器技术，涵盖了摩尔定律和微型计算机的重要演变。" 在计算机科学领域，计算机组成原理与系统结构是理解计算机硬件基础的基石。这一课程的目标在于使学习者能够深入理解计算机如何执行程序，并掌握计算机系统的基本工作原理。通过这门课程，你可以了解到计算机从早期的庞大机器发展到如今的微型化、高性能计算设备的整个历史过程。 "摩尔定律"是由戈登·摩尔在1965年提出的，预测了集成电路上可容纳的晶体管数量每隔约18-24个月就会翻一番，从而推动了计算机性能的指数级增长。这一规律在过去的几十年里一直是半导体行业的指南。 计算机的发展经历了四个主要阶段：第一代的电子管计算机，如ENIAC；第二代的晶体管计算机，如TRADIC；第三代的集成电路计算机，包括IBM360和DEC公司的PDP-8；以及第四代的大型和超大规模集成电路计算机，标志着微处理器时代的开始。其中，1971年英特尔推出的4004微处理器是里程碑式的产品，随后的8080、8088、8086、80286和80386等型号逐步提升了处理能力，地址总线和数据总线的宽度不断增加，使得计算机可以处理更复杂的任务和更大的内存空间。 微型计算机的发展在20世纪70年代和80年代尤其显著，8008、8080、Z-80和Intel 8086、8088等微处理器的出现，不仅提高了运算速度，还引入了更完善的指令系统、中断和DMA功能，支持多种编程语言，并开始配备操作系统。随着技术的进步，计算机的体积不断缩小，性能却大幅度提升，例如IBM PC/XT和PC/AT的推出，标志着个人计算机时代的到来。 目前，通用微处理器的发展趋势是继续提高性能，增强并行处理能力，降低功耗，以及向多核心和异构计算架构发展。这包括了对64位计算的支持，虚拟化技术的应用，以及在移动计算和云计算领域的创新。 总结来说，计算机组成原理与系统结构的学习将涵盖从基本的计算机硬件组件，如CPU、内存、输入输出设备，到高级的系统架构，如存储层次、总线系统、中断机制和处理器设计。通过这门课程，你不仅能了解计算机硬件的历史，还能掌握如何设计和优化计算机系统，这对于任何IT专业人士来说都是一项至关重要的技能。