計算機的內部原理
1.電子數字計算機與電子模擬計算機

計算機中的數用電表示。
計算機內部是離散的數量。
模擬電路是連續(xù)的信號。

計算機中是以數字計算為主的。
電子模擬計算機與電子數字計算機的區(qū)別


電路、電壓對于數字大和小數沒法做。
燈泡的開與關 :開:1 關:0
計算機是采用二進制的表示形式。
計算機采用的是數字,而不是模擬。
2.二進制
(1)二進制與十進制
????? 都是進制數表示。
??? 進位計數制



二進制的優(yōu)點:

二進制的缺點:

輸入輸出用10進制表示,只有計算機的內部表示是用二進制的。
各進制之間的轉換
如何用電表示數



3.數字邏輯計算-與或非
數字計算機的理論基礎

與:(.)

或:(+)

非:

復合邏輯運算:
異或:不同為1,相同為0
同或:相同為1,不同為0

門電路:與門、或門、非門




4.二進制的數字實現
二進制運算:
加法:



半加器:兩個一位二進制相加,得到一個和和輸出。


二進制+布爾代數+開關電路=電子數字計算機

5.ENIAC到現代計算機
先手工連通和編寫程序來進行運算,比較費時間。

馮.諾依曼-存儲思想
EDVAC計算機



計算機是一個接受輸入,處理數據存儲數據,并產生結果的設備。

微機的結構:
總線是一組公共信息的傳輸線路,能為多個部件服務。

硬件:設備
軟件:程序和數據

6.新材料帶來新發(fā)展

每一次的計算機更新換代使得計算機的體積和耗電量下降,
功能增強,應用領域進一步拓寬。
元器件的發(fā)展歷程:


一個電子管損壞,整體癱瘓。

電子管的放大音量-音響使用


第一個微處理器4004

電路布線圖





7.摩爾定律會失效嗎?
硅材料
摩爾定律是觀察事物的總結,并不是物理定律。


光計算機
量子計算機


8.計算機世界中的巨無霸-超級計算機



多核-多個cpu組成
并行處理:





超級計算機的發(fā)展歷史
Atlas-CDC 6600-Cray1-Cray2-top500
工業(yè)界、科學界對超級計算機的需求
超級計算機的未來:ExaScale(系統(tǒng))
天河二號-2013年建成-國家超算中心-廣州
神威藍光系統(tǒng)-國家超算計算機-濟南
神威太湖之光-排名第一的超級計算機-江蘇無錫

國防科技大學研制
超級計算機的發(fā)展
銀河一號-天河一號-天河二號-神威藍光-神威太湖之光
水冷技術、
主機系統(tǒng)和網絡系統(tǒng)組成


以上6個是國家級的超算中心,下面的兩個是地區(qū)性的

實踐2:計算機器多快

