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第一章计算机系统概述本章概述

计算机硬件的发展计算机硬件是人类处理运算和存储数据的重要因素在能有效辅助数值运算之前计算机硬件已经具有不可或缺的重要性

起初，人类使用类似符木1的工具来辅助记录，就像腓尼基人用粘土记录牲畜和谷物的数量，然后把它们藏在容器里妥善保存一样。 米诺斯文明的出土文物也是如此，当时的使用者大多是商人、会计师和政府官员。

电子管时代第一台电子数字计算机： 1958年研制成功计算机103型机，即DJS-1型计算机，字长31位，存储容量1024字节，运算速度每秒450次。

8月1日，该机成功运行四个指令短程序，标志着中国第一台计算机的诞生。

我国从1957年开始开发通用数字计算机，1958年8月1日该机可以发布并运行一个短程序，标志着我国第一台电子计算机的诞生。

为纪念这一天，该机被命名为八一型数字计算机。

该机在738家工厂开始小批量生产，更名为103型计算机(即DJS-1型)，共生产38台。

ENIAC机器语言占地约170平方米耗电量150千瓦包含17，468个真空管

晶体管时代第一台使用晶体管线路的计算机： ENIAC的问世，给科学家们带来了计算的舒适，但也不得不痛苦地使用它。

不仅价格昂贵，电子管还真的太耗电了，部件的寿命也太短了，ENIAC说每次接通电源，整个费城西区的电灯都变暗了。

同时近18000个电子管，几乎每15分钟就可能烧掉一个，但操作人员找到坏了的管子可能需要15分钟以上，使用起来非常不方便。

有人开玩笑说：“只要那台机器连续运转五天，没有一根真空管燃烧，发明者就会高兴起来。”

因此，晶体管技术投入使用后，计算机的计算元件也从电子管向晶体管迅速发展。

1954年，美国贝尔实验室成功开发出第一台使用晶体管线路的计算机，命名为“催迪克”( TRADIC )，装有800个晶体管。 当时，集成电路还没有被发明。

计算机的体积也从ENIAC房间般的大小缩小到了衣橱般的体积。

晶体管的高速开关速度和结构的简化以及催化剂磁盘中引入的浮点运算，大大提高了其速度。

但是，当我近距离看英迪克时，我经常会觉得那还是电子管计算机。 由于当时制造技术的落后，催盘晶体管使用的是玻璃外壳的真空封装，而不像现在的晶体管那样使用塑料或陶瓷封装。

TRADIC面向过程的编程语言： FORTRAN的操作系统雏形功耗为30瓦，包含800只晶体管

在中小型集成电路时代，电子计算机有许多电路，人们都知道这些电路就像一个个小型的交通控制系统一样，控制着电流的流通。

电流流动的路径由电路的形式决定。

电子管计算机中，电路由单个电子管、电阻、电容等元件焊接组成的晶体管计算机中，电路由单个晶体管、电阻、电容等元件焊接组成。

科学家们利用先进的技术，将小型化的晶体管、电阻、电容等元件集成在一起构成电路，将许多这样的电路集成在一起，在相当小的半导体硅片上制造集成电路。

集成电路块只有拇指那么大。

1969年美国英特尔公司的年轻工程师霍夫成功开发。

中小规模集成电路是相对于比较后的“大规模”集成电路来说的。

诞生于1960年的第一个集成电路是小规模的集成电路，在1平方毫米的硅芯片上形成了电路。

高级语言发展迅速，分时操作系统开始出现

摩尔定律是指集成电路可以容纳的晶体管数量，大约每18个月增加一倍，性能也增加一倍。

摩尔定律是由戈登摩尔( Intel )名誉会长( Gordon Moore )经过长期观察发现的。

半导体存储器的发展1970年，仙童公司生产了第一个大容量半导体存储器——半导体存储器的单芯片容量。 1KB、4KB、16KB、64KB、256KB、1MB、4MB、16MB、64MB、256MB、1GB…

在计算机软件发展初期的计算机中，人们直接用机器语言编写程序。 编写这种程序的方式称为编程程序。

用这种机器语言编写的程序也叫目标程序，因为计算机可以完全“识别”并执行它。

但是用机器语言编写程序很繁琐，费时费力，容易出错，出错后再找错误也很费事，大大限制了计算机的使用。

计算机的分类和发展方向的多样化随着计算机深入人们的生活计算机的形态越来越多样化

例如，计算机以墙壁、纸、笔、碗等各种形式出现在我们的生活中。

多媒体化是指计算机具有越来越强的文字、语音、图像、视频处理能力。

例如视频通话、3d投影等。

网络化

网络化是指更强的信息传递能力、更准确的地理定位能力等。

用现在很受欢迎的云计算来说。

如果真的进入了云计算时代。

一台计算机就可以在一个显示器上完成各种任务。

例如玩游戏，不需要下载客户端，也不需要安装游戏。

甚至不用硬盘。

所有玩家的客户端只有服务端。

所有数据都交给服务端处理，并发送结果。

为了实现这个目标对计算机的网络处理能力要求很高，对网络速度要求也很高。

智能化

智能化是指计算机可以模拟人脑的思维。

使计算机具有学习能力，并能根据外部环境的变化、人类的自然语言自动生成程序进行应对。

命令和数据流：

单指令流单个流( SISD )冯诺伊曼架构单指令流多指令流( SIMD )阵列处理器、向量处理器多指令流单指令流( MISD )多个实际不存在的指令流

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