计算机发展的四个阶段

  • 1976-1957 电子管计算机
  • 1957-1964 晶体管计算机
  • 1964-1980 集成电路计算机
  • 1980-现在 超大规模集成电路计算机

    电子管计算机

    背景

  • 第二次世界大战是电子管技术产生的催化剂(英国为解密德国海军的密文)
  • 战争使用飞机和火箭,需要计算射击参数,射击参数需要几千次运算

埃尼阿克(ENIAC)

  • 18000多个电子管
  • 运行耗电量150千瓦
  • 重量达30吨,占地1500平方英尺

特点

  • 集成度小,空间占用大
  • 功耗高,运行速度慢
  • 操作复杂,更换程序需要接线

晶体管计算机

背景

  • 贝尔实验室的三个科学家发明了晶体管

PDP-1

  • 4k内存,每秒200,000指令
  • 配备512x512的显示器

特点

  • 集成度相对较高,空间占用相对小
  • 功耗相对较低,运行速度较快
  • 操作相对简单,交互更加方便

集成电路计算机

背景

  • 德州仪器的工程师发明了集成电路(IC)

特点

  • 计算机变得更小
  • 功耗变得更低
  • 计算速度变得更快

超大规模集成电路计算机

特点

  • 一个芯片集成了上百万的晶体管
  • 速度更快,体积更小,价格更低,更能被大众接受
  • 用途丰富:文本处理、表格处理、高交互的游戏与应用

未来的计算机

生物计算机

  • 以蛋白质分子作为主要原材料

    特点

  • 体积小,效率高
  • 不易损坏,生物级别的自动修复
  • 不受信号干扰,无热损耗

量子计算机

  • 遵循量子力学的物理计算机

微型计算机发展历史

单核CPU

-(1971~1973)500KHz频率的微型计算机(字长8位)
-(1978~1985)500MHz频率的微型计算机(字长16位)
-(1985~2000)高于1GHz频率的微型计算机(字长32位)
-(1973~1978)高于1MHz频率的微型计算机(字长8位)
-(2000~现在)高于2GHz频率的微型计算机(字长为64位)

多核CPU

-(2005) Intel奔腾系列双核CPU、AMD速龙系列
-(2006)Intel酷睿四核CPU

  • Intel酷睿系列十六核CPU
  • Intel至强系列五十六核CPU

计算机层次和编程语言

计算机计算单位

计算机字符和编码集

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