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1、计算机的发展第1页，此课件共51页哦计算机是20世纪人类最伟大的发明之一。在现代生活中，计算机无处不在，计算机技术及其应用已渗透到科学技术、国民经济、社会生活等各个领域，改变了人们传统的工作、生活方式。1.计算机的发展史2.计算机概述3.计算机文化第2页，此课件共51页哦 在数的概念出现之后，就开始出现了数的在数的概念出现之后，就开始出现了数的计算。计算需要借助一定的工具来进行，人类计算。计算需要借助一定的工具来进行，人类最初的计算工具就是人类的双手，掰指头算数最初的计算工具就是人类的双手，掰指头算数就是最早的计算方法。一个人天生就有就是最早的计算方法。一个人天生就有10个指个指头，因此头，因
2、此10进制就成为人们最熟悉的进制计进制就成为人们最熟悉的进制计数法。数法。1.1.1计算和计算装置的发展计算和计算装置的发展在漫长的人类进化和文明发展过程中，人类的大脑逐渐具有了一种特殊的本领，就是把直观的形象变成抽象的数字，进行抽象思维活动。正是由于能够在“象”和“数”之间互相转换，人类才真正具备了认识世界的能力。第3页，此课件共51页哦人类追求的计算工具 1642加法器加法器帕斯卡帕斯卡1822 1822 差分机差分机 巴比奇巴比奇1946 ENIAC1946 ENIAC电子计算机时代电子计算机时代春秋战国 算筹第4页，此课件共51页哦20世纪早期电子二极管和三极管在20世纪头几年相继问世
3、。真空电子二极管的发明使人类打开了电子文明的大门，而电子三极管的发明及其放大原理的发现，标志着人类科技史进入了一个新的时代：电子时代。1904年，英国人弗莱明发明真空电子二极管。电子管的诞生，是人类电子文明的起点。1906年，美国人德弗雷斯特发明电子三极管，并在研究中发现，三极管可以通过级联使放大倍数大增，这使得三极管的实用价值大大提高，从而促成了无线电通信技术的迅速发展。德弗雷斯特因发明三极管而被称为“无线电之父”。最早的电子二极管的形象一个早期的电子二极管。由于管内存在稀薄的空气，工作时发出蓝色辉光第5页，此课件共51页哦灯丝加热阴极形成热发射,屏极的高电位对阴极的低电位形成场致发射.在屏
4、极与阴极间会形成很大的电流.在距阴极很近的地方设置了栅极,并加上负电压屏极以很小的电压控制屏流的大小.信号电压就加在栅极与阴极之间.所以小的信号电压变化就控制了屏流的的大小变化即将小的信号变成了高电压大电流的变化,使得信号得到放大.第6页，此课件共51页哦第一台电子计算机（ENIAC）5000次加法次加法/秒秒手工计算的手工计算的20万倍万倍占地占地170m218800只电子管只电子管体重体重30吨吨功率功率150KWn 1946年第一台计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学问世。ENIAC(electronic numerical integrator and computer,电子数字积分计
5、算机)第7页，此课件共51页哦第8页，此课件共51页哦香侬香侬香侬香侬(Claude ShannonClaude Shannon)是现代信息论的著名创始人。是现代信息论的著名创始人。19381938年，香年，香侬在发表的论文中，明确给出了实现加减乘除等运算的电子侬在发表的论文中，明确给出了实现加减乘除等运算的电子电路设计方法。电路设计方法。阿塔纳索夫阿塔纳索夫阿塔纳索夫阿塔纳索夫(Vincent AtanasoffVincent Atanasoff)在在19391939年提出了计算机的三条原则：年提出了计算机的三条原则：1 1）以二进制的逻辑基础来实现数字运算，以保证精度；）以二进制的逻辑基础
6、来实现数字运算，以保证精度；2 2）利用电子技术来实现控制、逻辑运算和算术运算，以保证计）利用电子技术来实现控制、逻辑运算和算术运算，以保证计算速度；算速度；3 3）采用把计算功能和存储功能相分离的结构。）采用把计算功能和存储功能相分离的结构。奠定现代计算机发展的重要人物和思想第9页，此课件共51页哦图灵与图灵机图灵(AlanTuring)为纪念图灵对计算机的贡献，为纪念图灵对计算机的贡献，美国计算机博物馆于美国计算机博物馆于1966年年设立了设立了“图灵奖图灵奖”1936年年:计算机是使用相应的程序来完成任何设定好的任计算机是使用相应的程序来完成任何设定好的任务。务。图灵机是一种思想模型，图
7、灵机是一种思想模型，它由三部分组成：它由三部分组成：一个控制器，一条可以无限延伸的一个控制器，一条可以无限延伸的带子和一个在带子上左右移动的读带子和一个在带子上左右移动的读写头。写头。第10页，此课件共51页哦冯冯 诺依曼诺依曼(John von Neumann):(John von Neumann):“现代电子计算机之父现代电子计算机之父”1952 EDVAC1952 EDVAC离散变量自动电子计算机 Electronic Discrete Variable Automatic Computer1949 EDSAC电子储存程序计算机Electronic Delay Storage Autom
8、atic Calculator莫里斯.威尔克斯 冯诺依曼计算机存储程序工作原理计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。第11页，此课件共51页哦电子计算机的发展历程电子计算机的发展历程电子计算机时代电子计算机时代计算机发展至今总体上经历了5次更新换代。第第1代计算机代计算机(1946年年1953年年)第第2代计算机代计算机(1954年年1964年年)第第3代计算机代计算机(1964年年1974年年)第第4代计算机代计算机(1974年年)电子管计算机晶体管计算机集成电路计算机大规模/超大规模集成电路计算机量子计算机，生物计算机等未来计算机未来计算机第12页，此课件共51页
9、哦第13页，此课件共51页哦时代时代年份年份器件应用应用特点特点第第 一一代代19461958年年电子管电子管科学计算科学计算体积庞大、速度低、成本体积庞大、速度低、成本高、可靠性差、内存容量高、可靠性差、内存容量小小第二代第二代19581964年年晶体管晶体管数据处理、数据处理、工业控制工业控制体积大大减小、速度提高、体积大大减小、速度提高、可靠性和内存容量有较大可靠性和内存容量有较大提高提高第三代第三代19641974年年中小规模集成电中小规模集成电路路文字处理、图文字处理、图形处理形处理速度、可靠性和内存容量速度、可靠性和内存容量都进一步提高，外设种类都进一步提高，外设种类繁多繁多,价格
10、低价格低第四代第四代1974至今至今 大规模和超大规大规模和超大规模集成电路模集成电路社会各领域社会各领域速度可靠性和内存容量又速度可靠性和内存容量又有了很大提高有了很大提高按制造计算机所用的主要元器件将计算机分为四代：电子计算机的发展概况第14页，此课件共51页哦计算机软件的发展计算机软件的发展现代的计算机系统包括硬件和软件两个组成部分。硬件是所有软件运行的物质基础；软件能充分发挥硬件的潜能，扩充硬件的功能，完成各种系统及应用任务。两者互相促进、相辅相成、缺一不可。在软件中，最重要的就是操作系统，它是整个计算机的灵魂。(固件闪存)电子管时代的计算机没有操作系统，用户在这些机器上的操作和编程完
11、全由手工进行，以机器语言(二进制代码)形式编程，采用接插板或开关扳动控制计算机操作，由氖灯或数码显示运行结果。机器语言和人们所习惯的语言差别很大，难学难记也难于理解，使用极为不便。为了解决这个问题，汇编语言产生了。在汇编系统中，二进制的机器码被指令助记符代替，程序按固定格式的汇编语言书写。后来，一些高级程序设计语言也陆续出现，FORTRAN，ALGOL和COBOI。语言分别于1956年、1958年和1959年设计完成并投入使用，进一步方便了编程。第15页，此课件共51页哦现代的计算机系统包括硬件和软件两个组成部分。硬件是所有软件运行的物质基础；软件能充分发挥硬件的潜能，扩充硬件的功能，完成各种
12、系统及应用任务。两者互相促进、相辅相成、缺一不可。监控程序对用户所提交的程序进行管理的程序批处理程序管理用户提交的其他应用程序多道批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统多道批处理系统允许多个程序同时进入一个计算机系统的主存储器并同时启动进行计算。实时操作系统要求对外部事件的响应时间很短网络操作系统和分布式操作系统随着操作系统的发展，数据库和编程语言等系统软件也在不断更新第16页，此课件共51页哦微型计算机微型计算机CPU发展发展1971年1月，世界上第一个通用微处理器(centralprocessingunit，CPU)芯片Intel4004诞生了。1974年，Intel公司推出了8位微处
13、理器Intel8080,这是第一个真正实用的微处理器1978年，Intel公司推出80868088微处理器1985年，Intel研制成功了32位微处理器803861999年2月Intel奔腾处理器2005年9月-英特尔推出最后一款单核心Intel.Xeon.处理器2006年酷睿2双核E6400和T7400处理器2006年11月，推出面向服务器、工作站和高端个人电脑的至强5300和酷睿2四核至尊版系列处理器Intel4004微处理芯片8080微处理芯片Intel8038380486微处理器第17页，此课件共51页哦第18页，此课件共51页哦Intel“奔腾(Pentium)”微处理器在1993年
14、3月发布，随后陆续推出了P，P，P4，主频14GHz32GHz。IntelPentium处理器系列（P1，P2）IntelPentium处理器系列（P3，P4）PGA封装是反转芯片针脚栅格阵列第19页，此课件共51页哦英特尔大连芯片厂是英特尔在全球第八个、亚英特尔大连芯片厂是英特尔在全球第八个、亚洲第一个洲第一个300毫米晶圆厂。英特尔大连芯片厂毫米晶圆厂。英特尔大连芯片厂总使用面积达总使用面积达16.3万平方米，内含万平方米，内含1.5万平方万平方米的无尘室，大连芯片厂预计在米的无尘室，大连芯片厂预计在2010年投产。年投产。英特尔正在与大连理工学院和大连市政府创建大英特尔正在与大连理工学院
15、和大连市政府创建大连半导体学院，将为大连半导体学院捐赠一条连半导体学院，将为大连半导体学院捐赠一条用于用于200毫米晶圆生产的各种先进设备。这一毫米晶圆生产的各种先进设备。这一机构将培养出一大批具有先进技术经验的半导机构将培养出一大批具有先进技术经验的半导体人才体人才 第20页，此课件共51页哦计算机计算机：是一种按照事先存储的程序自动，高速度进行科学计算和信息处理的电子设备，它不仅具有计算功能，还具有记忆和逻辑推理功能。1.2计算机的概念计算机的概念第21页，此课件共51页哦1.22计算机概述按综合性能按综合性能指标分类指标分类巨型机：巨型机：速度最快、处理能力最强速度最快、处理能力最强例如
16、：曙光例如：曙光4000L644GB4000L644GB内存，浮点运算达每秒内存，浮点运算达每秒3 3万亿次万亿次 大型、通用、较快、较强大型、通用、较快、较强大型机：大型机：作作“客户机客户机/服务器服务器”的服务器的服务器 作作“终端终端/主机主机”的主机的主机 小型机小型机：规模小，结构简单，设计试制周期短规模小，结构简单，设计试制周期短 工艺先进、使用维护简单工艺先进、使用维护简单 工作站工作站：介于介于PCPC与小型机之间与小型机之间 高分辨率、大容量内外存，图形功能较强高分辨率、大容量内外存，图形功能较强微型计算机微型计算机：小、巧、轻、使用方便、价格便宜小、巧、轻、使用方便、价格
17、便宜中央处理器：一个芯片中央处理器：一个芯片单片微型计算机，简称单片机，是微型计算机的一个分支。第22页，此课件共51页哦1.2.3计算机的特点运算速度快运算速度快计算精度高计算精度高具有记忆能力具有记忆能力具有逻辑判断能力具有逻辑判断能力高度自动化与灵活性高度自动化与灵活性第23页，此课件共51页哦1.2.3 计算机的应用领域计算机的应用领域1科学计算科学计算科学计算是计算机最早的应用方面。科学计算是指计算机用于完成科学研究和工作技术中所提出的数学问题的计算。这类计算往往公式复杂、难度很大，用一般计算机工具难于完成。如：天文、地质、气象、航天等涉及的大量计算2实时控制实时控制计算机可以用于科
18、学技术、军事、工业、农业等各个领域的过程控制，用计算机采集检测数据，按最佳值对控制对象进行自动控制或自动调节。3数据处理数据处理信息处理主要是指非数值形式的数据处理，包括对数据资料的收集、存储、加工、分类、排序、检索和发布等一系列工作，处理的信息有文字、图形、声音、图像等各种信息。4计算机辅助系统计算机辅助系统计算机辅助系统包括计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助测试CAT、计算机集成制造CIMS、计算机辅助教学（CAI）等。第24页，此课件共51页哦5办公自动化办公自动化1.3 计算机的应用领域计算机的应用领域文字处理，论文撰写。7计算机通信和网络应用计算机通信和网络应用计
19、算机通信和网络应用是计算机技术与通信技术结合的产物，计算机网络技术的发展将处在不同地域的计算机用通信线路连接起来，配以相应的软件，达到资源共享的目的。6人工智能人工智能（AI）人工智能是研究解释和模拟人类智能、智能行为及其规律的学科，其主要任务是建立智能信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于人类智能行为的计算系统研究领域包括知识工程、机器学习、模式识别（PatternRecognition）、自然语言处理、智能机器人和神经计算，专家系统(Expertsystem），机器人(Robert)等多个方面第25页，此课件共51页哦5中国计算机的发展中国计算机的发展我国从20世纪50年代开始研制计算机
20、系统，与国际计算机的发展类似，国内计算机的发展也经历了电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机的阶段。中科院计算所作为中国第一个计算机研究所，在中国计算机的发展历史上起到了很大的作用。从早期的中国第一台小型通用数字电子计算机103机，大型系统104机、自行设计的107机、第一台晶体管计算机109乙机、109丙机、自行设计的大型系统119机，到757向量机、KJ8920等，都是为科学计算服务的计算机系统我国高性能计算机的代表曙光系列曙光一号SMP系统、曙光1000MPP系统、曙光2000I、曙光2000超级服务器，到曙光3000系统银河系列第26页，此课件共51页哦曙光3000银河系列计算机银
21、河I型（左）银河II型（中）因和III型（右）神威I型计算机第27页，此课件共51页哦清华大学自主研发的32位微处理器THUMP芯片典型工作频率400MHz，功耗1.17mW/MHz，最高工作频率可达500MHz，是目前国内工作频率最高的微处理器。芯片可以应用在数码相机、高清晰度电视，打印机、扫描仪，以及掌上电脑、个人数字助理、可视电话、3手机等移动设备产品上。清华已经研制出了一种网络流量分配器和网络计算机，第28页，此课件共51页哦中国科学院计算所自主开发的通用龙芯二号CPU.具有自主知识产权的具有自主知识产权的64位高性能通用处理器，龙芯位高性能通用处理器，龙芯2E的最高频率达到的最高频率
22、达到1GHZ，采用，采用90纳米纳米CMOS工艺，采用工艺，采用90纳米设计技术的处理器。晶体纳米设计技术的处理器。晶体管数量管数量4700万个，面积万个，面积35平方毫米平方毫米,已达到中已达到中等等Pentium4水平。水平。龙芯龙芯2E可运行可运行64位位linux操作系统操作系统 数字电视、农村信息化、工业控制等领域应用数字电视、农村信息化、工业控制等领域应用 正进行龙芯正进行龙芯3号多核处理器的设计号多核处理器的设计 第29页，此课件共51页哦机型第一代第二代第三代第四代向量机大规模并行机机群美国194619591964197619901994中国195819651973198319
23、951998推出时间相差年数1269754第30页，此课件共51页哦5中国计算机的发展中国计算机的发展早期的国产软件主要用于配套专用系统，银河一号巨型机的操作系统YHOS是中国研制成功的第一个巨型机上的操作系统。20世纪80年代，国产商品化软件的亮点集中在对国外软件的汉化方面，用于解决汉字的显示及输入。第一套中文通用操作系统CCDOS于1983年问世，1989年第一套中文字处理系统WPS推向市场。中文排版系统、财务系统等行业应用软件以及游戏软件等也有较大的市场影响。方正排版系统.金碟,用友等财务软件影响较大1999年3月，全球第一套完整的中文Linux发行版XteamLinux中文版10由冲浪
24、平台(中国)软件技术有限公司开发成功并正式发布，受到中国用户的广泛欢迎。中软总公司于1999年发布的COSIX64，是我国第一个符合国际技术标准的64位高端操作系统，可以胜任国家有关部门的业务应用。东大阿尔派的OpenBASE等国产数据库管理系统也具备了一定的市场竞争力第31页，此课件共51页哦1.1.3 计算机的前景及未来的发展方向计算机的前景及未来的发展方向美国科学家最近指出，经过30多年的发展，计算机芯片的微型化已接近极限。计算机技术的进一步发展只能寄希望于全新的技术过去30多年来，半导体工业的发展基本上遵循穆尔法则，即安装在硅芯片上的晶体管数目每隔18个月就翻一番。芯片体积越来越小，包
25、含的晶体管数目越来越多，蚀刻线宽越来越小；计算机的性能也因而越来越高，同时价格越来越低。但有人提出，这种发展趋势最多只能再持续10到15年的时间。芯片线宽小到一定程度后，线路与线路之间就会因靠得太近而容易互相干扰。而如果通过线路的电流微弱到只有几十个甚至几个电子，信号的背景噪声将大到不可忍受。尺寸进一步缩小，量子效应就会起作用，使传统的计算机理论完全失效。在这种情况下，科学家必须使用全新的材料、设计方法乃至运算理论，使半导体业和计算机业突破传统理论的极限，另辟蹊径寻求出路。第32页，此课件共51页哦1.1.3 计算机的前景及未来的发展方向计算机的前景及未来的发展方向1.RISCRISC是精简指
26、令系统计算机（ReducedInstructionSetComputer）的英文缩写系统将指令系统精简，使系统简单，目的在于减少指令的执行时间，提高计算机的处理速度。传统的计算机一般都是每次取一条指令，而RISC系统采用多发射结构，在同一时间发射多条指令2.并行处理技术并行处理技术并行处理技术也是提高计算机处理速度的重要方向，传统的计算机，一般只有一个中央处理器，中央处理器中执行的也只是一个程序，程序的执行是一条接一条地顺序进行，通过处理器反映程序的数据也是一个接一个的一串，所以叫串行执行指令。并行处理技术可在同一时间内多个处理器中执行多个相关的或独立的程序。第33页，此课件共51页哦什么是双
27、（四）核处理器？简单地说就是在一块简单地说就是在一块CPU基板上集成两基板上集成两（四）个处理器核心，并通过并行总线将各处理个处理器核心，并通过并行总线将各处理器核心连接起来。器核心连接起来。IBM在在2001年就推出了基于双核心的年就推出了基于双核心的POWER4处理器，但此时双核心处理器架构还都是在处理器，但此时双核心处理器架构还都是在高端的高端的RISC领域，领域，第34页，此课件共51页哦Intel和和AMD相继推出自己的双核心处理相继推出自己的双核心处理器，原因是原有的普通单核心处理器器，原因是原有的普通单核心处理器的频率难于提升，性能没有质的飞跃。的频率难于提升，性能没有质的飞跃。
28、Intel在发布在发布3.8GHz的产品以后只得宣的产品以后只得宣布停止布停止4GHz的产品计划；而的产品计划；而AMD在实在实际频率超过际频率超过2GHz以后也无法大幅度提以后也无法大幅度提升，升，3GHz成为了成为了AMD无法逾越的一道无法逾越的一道坎。坎。第35页，此课件共51页哦在很多实际的应用中，双核心的表现并不突出，在很多实际的应用中，双核心的表现并不突出，比如在运行一些多媒体软件、游戏和办公软件比如在运行一些多媒体软件、游戏和办公软件等单线程任务时，虽实际上只有一个核心在工等单线程任务时，虽实际上只有一个核心在工作，另一个核心基本处于空闲状态。作，另一个核心基本处于空闲状态。双核
29、处理器主要针对是一些需要进行图形、双核处理器主要针对是一些需要进行图形、图象处理的消费者比较合适，比如图象处理的消费者比较合适，比如Adobe Photoshop和和3D MAX等，等，第36页，此课件共51页哦这些软件都是多线程程序，而双核处这些软件都是多线程程序，而双核处理器在在执行多任务处理和多线程程理器在在执行多任务处理和多线程程序时，双核心处理器要比同频率的单序时，双核心处理器要比同频率的单核心处理器的性能要高大约核心处理器的性能要高大约50%-70%，甚至在某些应用下性能几乎能提升，甚至在某些应用下性能几乎能提升100%。第37页，此课件共51页哦1.光子计算机光子计算机1.1.3
30、 计算机的前景及未来的发展方向计算机的前景及未来的发展方向在光子计算技术中，光能够像电一样传送信息，甚至传送效果更好,它不会与周围环境发生相互影响，光在长距离内传输要比电子信号快约100倍，光器件的能耗非常低。光子计算机的运算速度可能比今天的超级计算机快1000到10000倍。2.生物计算机生物计算机生物计算机将具有比电子计算机和光学计算机更优异的性能。如果技术进步继续保持目前的速度，可以想象在一二十年之后，超级计算机将大量涌现。3.量子计算机量子计算机量子计算机利用了量子力学违反直觉的法则，它们的潜在运算速度将大大快于电子计算机。它们速度的提高差不多是没有止境的。一台具有5000个左右量子位
31、的量子计算机可以在大约30秒内解决传统超级计算机需要100亿年才能解决的素数问题。第38页，此课件共51页哦1.多媒体技术多媒体技术1.1.3 计算机的前景及未来的发展方向计算机的前景及未来的发展方向多媒体技术是进一步拓宽计算机应用领域的新兴技术。它是把文字、数据、图形、图像和声音等信息媒体作为一个集成体有计算机来处理，把计算机带入了一个声、文、图集成的应用领域。2.网络网络当前的计算机系统多是连成网络的计算机系统。所谓网络，是指在地理上分散布置的多立计算机通过通信线路互连构成的系统。3.智能化计算机智能化计算机目前的计算机，多数是冯诺依曼型计算机，它在认字、识图、听话及形象思维方面的功能特别
32、差。为了使计算机更加人工智能化，科学家开始使计算机模拟人类大脑的功能，近年来，各先进国家注意开展人工神经网络的研究，向计算机的智能化迈出了重要的一步。人工神经网络的特点和优越性，主要表现在三个方面：具有自学功能、具有联想储存功能、具有高速寻找优化解的能力。第39页，此课件共51页哦它是在一块芯片上集成（嵌入）了它是在一块芯片上集成（嵌入）了CPU、RAM和和ROM存储器、存储器、IO接口等而构成的微型计接口等而构成的微型计算机。因主要用于工业测控领域，故又称为微算机。因主要用于工业测控领域，故又称为微控制器或嵌入式控制器。控制器或嵌入式控制器。开发单片机时必须借助某些开发工具。这些开发单片机时
33、必须借助某些开发工具。这些开发工具通常称为仿真器或开发系统。开发工具通常称为仿真器或开发系统。第40页，此课件共51页哦单片机开发中用的程序设计语言是单片机开发中用的程序设计语言是:C语言是语言是一种介于高级语言和汇编语言之间的适于单一种介于高级语言和汇编语言之间的适于单片机开发用的语言。它既有高级语言的特点，片机开发用的语言。它既有高级语言的特点，又易与汇编语言接口。原来用汇编语言写的又易与汇编语言接口。原来用汇编语言写的程序现在可以用程序现在可以用C语言编写。只是在体现速语言编写。只是在体现速度的场合如信息的实时处理、实时控制，以度的场合如信息的实时处理、实时控制，以及和硬件打交道的场合如
34、接口驱动程序，才及和硬件打交道的场合如接口驱动程序，才会插入汇编语言程序。会插入汇编语言程序。第41页，此课件共51页哦4位机位机:1971年年Intel首先推出了首先推出了4位微处理器芯片位微处理器芯片4004。8位机位机:可以一次处理一个可以一次处理一个ASCII字符，因而用途十字符，因而用途十分广泛。如显示、终端键盘、打印、字处理、分广泛。如显示、终端键盘、打印、字处理、工业控制等。工业控制等。16位机位机:1978年年Intel最先推出最先推出16位微处理器位微处理器32位机位机:智能机器人、光盘、激光打印机、图智能机器人、光盘、激光打印机、图像与数据实时处理、复杂实时控制、网络服像与
35、数据实时处理、复杂实时控制、网络服务器等领域务器等领域64位机在引擎控制、智能机器人控制、磁盘控位机在引擎控制、智能机器人控制、磁盘控制、语音图像通信、算法密集的实时控制制、语音图像通信、算法密集的实时控制等场合使用等场合使用第42页，此课件共51页哦嵌入式系统设备：在应用数量上已经远嵌入式系统设备：在应用数量上已经远远超过通用计算机，小到远超过通用计算机，小到mp3，PDA、电视机顶盒，大到网络家电，智能、电视机顶盒，大到网络家电，智能家电，汽车电脑、电梯。在工业领域家电，汽车电脑、电梯。在工业领域中的数控机床，智能工具，工业机器中的数控机床，智能工具，工业机器人人.广义上讲，凡是带有微处理
36、器的专用软广义上讲，凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统。硬件系统都可以称为嵌入式系统。第43页，此课件共51页哦狭义上讲，那些使用嵌入式微处理器狭义上讲，那些使用嵌入式微处理器构成独立系统，具有自己的操作系统构成独立系统，具有自己的操作系统并且具有某些特定功能的系统，这里并且具有某些特定功能的系统，这里的微处理器专指的微处理器专指32位以上的微处理器。位以上的微处理器。第44页，此课件共51页哦嵌入式系统发展历史嵌入式系统发展历史 无操作系统阶段是基于单片机的，大多以可编程控制是基于单片机的，大多以可编程控制器的形式出现，具有监测、伺服、设器的形式出现，具有监测、伺服、设备指
37、示等功能，通常应用于各类工业备指示等功能，通常应用于各类工业控制和飞机、导弹等武器装备中，一控制和飞机、导弹等武器装备中，一般没有操作系统的支持，只能通过汇般没有操作系统的支持，只能通过汇编语言对系统进行直接控制，运行结编语言对系统进行直接控制，运行结束后再清除内存。束后再清除内存。第45页，此课件共51页哦简单操作系统阶段20世纪世纪80年代，把微处理器、年代，把微处理器、I/O接口、接口、串行接口以及串行接口以及RAM、ROM等部件统统等部件统统集成到一片集成到一片VLSI中，制造出面向中，制造出面向I/O设设计的微控制器，也开始基于一些简单计的微控制器，也开始基于一些简单的的操作系统操作
38、系统开发嵌入式应用软件，开发嵌入式应用软件，大大缩短了开发周期、提高了开发效大大缩短了开发周期、提高了开发效率。率。第46页，此课件共51页哦实时操作系统阶段20世纪世纪90年代，在分布控制、柔性制造、年代，在分布控制、柔性制造、数字化通信和信息家电等巨大需求的牵引数字化通信和信息家电等巨大需求的牵引下，嵌入式系统进一步飞速发展，而面向下，嵌入式系统进一步飞速发展，而面向实时信号处理算法的实时信号处理算法的DSP产品则向着高速产品则向着高速度、高精度、低功耗的方向发展。随着硬度、高精度、低功耗的方向发展。随着硬件实时性要求的提高，嵌入式系统的软件件实时性要求的提高，嵌入式系统的软件规模也不断扩
39、大，逐渐形成了实时多任务规模也不断扩大，逐渐形成了实时多任务操作系统（操作系统（RTOS），并开始成为嵌入式），并开始成为嵌入式系统的主流。系统的主流。第47页，此课件共51页哦嵌入式嵌入式CPU与通用型的最大不同就是嵌与通用型的最大不同就是嵌入式入式CPU大多工作在为特定用户群设大多工作在为特定用户群设计的系统中，它通常都具有低功耗、计的系统中，它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通体积小、集成度高等特点，能够把通用用CPU中许多由板卡完成的任务集成中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，设计趋
40、于小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。跟网络的耦合也越来越紧密。第48页，此课件共51页哦嵌入式操作系统除具备了一般操作系统最基本的功嵌入式操作系统除具备了一般操作系统最基本的功能能,在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。的特点。三种常用的嵌入式操作系统三种常用的嵌入式操作系统 Palm是是3Com公司的产品，是一种公司的产品，是一种32位专门为掌位专门为掌上电脑开发的上电脑开发的OS Windows CE是微软开发的一个开放的、可升级的是微软开发的一个
41、开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作。的电子设备操作。(工业控制器、通信集线器工业控制器、通信集线器,照相机、电话和家用娱乐器材照相机、电话和家用娱乐器材)第49页，此课件共51页哦Linux是一个类似于是一个类似于Unix的操作系统。的操作系统。它起源于芬兰一个名为它起源于芬兰一个名为Linus Torvalds的业余爱好，但是现在已经的业余爱好，但是现在已经是最为流行的一款开放源代码的操作是最为流行的一款开放源代码的操作系统。系统。第50页，此课件共51页哦下课回去准备实验内容下课回去准备实验内容第51页，此课件共51页哦