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计算机技术

计算机技术的内容非常广泛,可粗分为计算机系统技术、计算机器件技术、计算机部件技术和计算机组装技术等几个方面。计算机技术包括:运算方法的基本原理与运算器设计、指令系统、中央处理器(CPU)设计、流水线原理及其在CPU设计中的应用、存储体系、总线与输入输出

计算机技术的内容非常广泛,可粗分为计算机系统技术、计算机器件技术、计算机部件技术和计算机组装技术等几个方面。计算机技术包括:运算方法的基本原理与运算器设计、指令系统、中央处理器(CPU)设计、流水线原理及其在CPu设计中的应用、存储体系、总线与输入输出。

计算机领域中所运用的技术方法和技术手段。计算机技术具有明显的综合特性,它与电子工程、应用物理、机械工程、现代通信技术和数学等紧密结合,发展很快。

计算机作为一个完整系统所运用的技术。主要有系统结构技术、系统管理技术、系统维护技术和系统应用技术等。

电子器件是计算机系统的物质基,计算机复杂逻辑的最基层线路为“与门”、“或门”和“反相器”。由此组成的高一层线路有“组合逻辑”和“时序逻辑”两类。这些逻辑由电子器件来实现,通常以电子器件在技术上的变革作为计算机划代的标志。

计算机器件技术,从50年代的真空电子器件到80年代的超大规模集成电路,经历了几个重大发展阶段,使机器组装密度提高约4个数量级,速度约提高 5~6个数量级,可靠性提高约4个数量级(以器件失效率为比较单位),功耗降低约3~4个数量级(以单个“门”为比较单位),价格降低约4~5个数量级(以单个“门”为比较单位)。器件技术的进步大大提高了计算机系统的性能价格比。

计算机系统是由数量和品种繁多的部件组成的。各种部件技术内容十分丰富,主要有运算与控制技术、信息存储技术和信息输入输出技术等。

组装技术同计算机系统的可靠性、维修调试的方便性、生产工艺性和信息传递的延迟程度有密切的关系。计算机电子器件的可靠性随着环境温度和湿度的升高而下降,尘埃的积聚可能造成插件或底板的短路或断路,因此制冷和空调是组装技术需要解决的重要问题。常用的方法有:将液态氟里昂引入插件冷却片的直接制冷法;用氟里昂使水冷却,再将冷水引入插件冷却片的水冷法;用氟里昂使空气冷却,再将冷空气送入机仓的强制风冷法等。前两者工艺结构较为复杂,故多采用风冷。组装技术需要解决的另一个问题是提高组装密度。计算机器件进入亚纳秒级后,几厘米长的导线所产生的信号延迟已足以影响机器的正常工作,使组装密度问题更加突出。计算机电子器件的变革,对组装技术产生极大影响,组装技术的进步始终与计算机的换代相协调,不断向小型、微型化发展。在电子管时期,一个“门”即是一个插件,以焊钉、导线钎焊而成。晶体管使组装密度提高一个数量级,每一个插件可包含若干个“门”,组装采用单面或双面印制板。集成电路将过去的插件吸收到器件内部,同时采用多层印制的插件板与底板,以及绕接连线工艺,大大提高了组装密度。大规模和超大规模集成电路门阵列的应用,使组装实现微型化,典型的方法是将集成电路的裸芯片焊接在多达30余层的陶瓷片上,构成模块,然后将模块焊接于十余层的印刷底板上。

计算机技术面临着一系列新的重大变革。诺伊曼体制的简单硬件与专门逻辑已不能适应软件日趋复杂、课题日益繁杂庞大的趋势,要求创造服从于软件需要和课题自然逻辑的新体制。并行、联想、专用功能化以及硬件、固件、软件相复合,是新体制的重要实现方法。计算机将由信息处理、数据处理过渡到知识处理,知识库将取代数据库。自然语言、模式、图像、手写体等进行人-机会话将是输入输出的主要形式,使人-机关系达到高级的程度。砷化镓器件将取代硅器件。

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