计算机的内部原理
1.电子数字计算机与电子模拟计算机

计算机中的数用电表示。
计算机内部是离散的数量。
模拟电路是连续的信号。

计算机中是以数字计算为主的。
电子模拟计算机与电子数字计算机的区别


电路、电压对于数字大和小数没法做。
灯泡的开与关 :开:1 关:0
计算机是采用二进制的表示形式。
计算机采用的是数字,而不是模拟。
2.二进制
(1)二进制与十进制
都是进制数表示。
进位计数制



二进制的优点:

二进制的缺点:

输入输出用10进制表示,只有计算机的内部表示是用二进制的。
各进制之间的转换
如何用电表示数



3.数字逻辑计算-与或非
数字计算机的理论基础

与:(.)

或:(+)

非:

复合逻辑运算:
异或:不同为1,相同为0
同或:相同为1,不同为0

门电路:与门、或门、非门




4.二进制的数字实现
二进制运算:
加法:



半加器:两个一位二进制相加,得到一个和和输出。


二进制+布尔代数+开关电路=电子数字计算机

5.ENIAC到现代计算机
先手工连通和编写程序来进行运算,比较费时间。

冯.诺依曼-存储思想
EDVAC计算机



计算机是一个接受输入,处理数据存储数据,并产生结果的设备。

微机的结构:
总线是一组公共信息的传输线路,能为多个部件服务。

硬件:设备
软件:程序和数据

6.新材料带来新发展

每一次的计算机更新换代使得计算机的体积和耗电量下降,
功能增强,应用领域进一步拓宽。
元器件的发展历程:


一个电子管损坏,整体瘫痪。

电子管的放大音量-音响使用


第一个微处理器4004

电路布线图





7.摩尔定律会失效吗?
硅材料
摩尔定律是观察事物的总结,并不是物理定律。


光计算机
量子计算机


8.计算机世界中的巨无霸-超级计算机



多核-多个cpu组成
并行处理:





超级计算机的发展历史
Atlas-CDC 6600-Cray1-Cray2-top500
工业界、科学界对超级计算机的需求
超级计算机的未来:ExaScale(系统)
天河二号-2013年建成-国家超算中心-广州
神威蓝光系统-国家超算计算机-济南
神威太湖之光-排名第一的超级计算机-江苏无锡

国防科技大学研制
超级计算机的发展
银河一号-天河一号-天河二号-神威蓝光-神威太湖之光
水冷技术、
主机系统和网络系统组成


以上6个是国家级的超算中心,下面的两个是地区性的

实践2:计算机器多快


网友评论