掌握计算机cpu的工作原理 (计算机cpu体系图)

人类文明,实际上是算出来的。

文明的发展程度,与当前的计算能力高低,息息相关。

为啥这么说?

1

公元前1100年,人类发明了也许是已知的最早的计算工具,算盘。

计算机cpu的发展史,计算机cpu的发展历程

算盘功耗:若干手劲,些许脑力。

占地面积:约0.05平方米。

计算速度:如果你有一双麒麟臂。

编程方法:珠算口诀。

再怎么说,算账的问题是解决了。

2

1614年苏格兰人纳皮尔(Napier)提出了对数坐标系统。

随后不久,牛津的埃德蒙·甘特(Edmund Gunter)发明了一种使用单个对数刻度的计算尺,和另外的测量工具配合使用,做乘除法计算。

1632年,剑桥的威廉·欧垂(William Oughtred)将两把甘特式计算尺用手合起来使用,可视为现代意义上的对数计算尺的起源。

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对数计算尺最大的缺点是,不能进行加法和减法运算,必须用算盘或其他辅助工具进行加减运算。

而且,运算过程中,人们需持续估算结果的数量级。在算尺上,1.3 × 30(等于39)和1,300,000 × 0.03(等于39,000)结果相同。

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好歹,有了对数计算尺,工程师们面对的工程计算问题是解决了。

想想吧,如果工程师只靠算盘去计算桥梁的钢筋粗细。这画面,biu!

从1950年代到1960年代,计算尺是工程师身份的象征,如同霸气的鼠标和舒适的键盘之于职业游戏选手一样。

德国火箭专家沃纳·冯·布劳恩在二战后到美国从事航天计划工作时,随身带了两把30年代的老式“Nestler”计算尺。

终其一生,他没有用过任何其它袖珍计算仪器。显然,计算尺在他设计火箭,估算参数和其它计算中,完美地完成了任务。

他的作品:阿波罗登月飞船使用的“土星”5号运载火箭。

计算尺功耗:些许脑力。

占地面积:约0.01平方米。

计算速度:经验,全T么是经验啊。

编程方法:无。

3

1642年,法国数学家,物理学家帕斯卡实现了机械式加法计算器,如下。

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1930年,美国科学家范内瓦·布什造出世界首台模拟电子计算机,一种可用于求解微分方程的机器(Differential Analyzer),实物现存MIT博物馆。

如图,你们随意感受一下!

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Excuse me?这是拖机?

微分分析仪功耗:。。。

占地面积:。。。

计算速度:。。。

编程方法:。。。

4

1945年,经美国人莫奇利和埃克特构思,其团队研制出世界首台通用可编程的数字电子计算机,即大名鼎鼎的ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer),电子数值积分计算机。它可以看做是现代通用计算机的先驱。

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ENIAC功耗:约15 0千瓦。(约75台空调)

占地面积:约167平方米, 高2.4米。

重量:约27吨。

计算速度:每秒5000次加法或385次乘法。

编程方法:纸带打孔。

ENIAC的第一次测试运行是计算*弹氢**相关数据。这次测试的输入、输出数据是一百万张卡片。

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ENIAC包含了17468个真空管、7200个晶体二极管、1500个继电器、10000个电容器,还有大约五百万个手工焊接头。

这些妹子手上拿的不是啤酒瓶,而是真空电子管。

现在,你的手机当中,指甲盖大小的CPU内部,就镌刻了几十亿只类似的管子,只不过,拜集成电路技术所赐,啤酒微型化了。

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ENIAC每天都会有几个管件烧坏,这些损坏多数发生在开机启动预热和关机冷却时。在这两个时期,管件加热器和阴极承受着最大的压力。

于是,工程师采用了一种简单但是代价昂贵的手段:永不关机。由此把ENIAC的管件损坏频率降低到了可接受的程度——每两天损坏一个管件。

电费是贵了点,但起码可以算点东西了。

开心。

5

虽然ENIAC的计算速度,是人类手工计算速度的数十万倍,具有划时代的意义。但谁能想到,更恐怖的集成电路时代,即将到来。1997年,有人制作了一块边长8毫米的芯片,其功能与占一大间屋子的ENIAC相同。

从这个角度来说,我们都是时代的宠儿。至少在美颜自拍的时候,我们不用等太久。

换ENIAC试试,那电费,75台空调,你值得拥有。

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