<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />2003年3月15日出版的英国《新科学家》报道,美国南加利福尼亚大学的西奥多·伯格等人经过近10年的时间,研制出用于修补动物大脑内海马部位功能的硅芯片。这一研究成果为那些因脑部病变或受伤而失去记忆功能的病人带来了希望,它能使病人恢复记忆能力。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />
这条消息既让我们激动不已。想当年,一个1KB的随机存储器如集装箱大小,历经40年沧桑岁月之后,如今一个容量100MB的存储器就只有豆粒大小,怎不让人感慨万千呢。RAM与电子计算机同龄,大家都知道电子计算机已经历了4代,但对RAM的身世却了解得很少。如果你想了解它的成长历程,就让我们一起翻开的成长日记吧。
冯·诺伊曼体系的建立,确立了存储器在计算机中的地位
1946年2月10日,美国陆军军械部和摩尔学院共同举行新闻发布会,宣布第一台电子计算机ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Computer,电子数字积分计算机)研制成功。ENIAC中只有用电子管实现的20个寄存器,还没有真正意义上的存储器,更没有把存储器分为内存和外存,程序通过6000多根导线输入到计算机中,运行程序之前,工程师们要把数千条导线插进相应的插座中,然后启动爱尼亚克进行运算。
按照我们的观点来看,如果把电脑工作过程比作一个汽车装配线,处理器相当于操作工人,内存只是一个工作台面,外存则是存放零部件的大仓库。装配线启动后,零部件通过传送带源源不断地送到工人的工作台面上,这样装配效率很高。如果工人每安装一个螺钉都得停下来,跑到几百米外的仓库领料,那样效率就很低了。当时ENIAC的情况就是这样,它几乎没有任何存储记忆装置,每进行一次新的运算,工程师都需要花上几个小时重新进行编程(就是把数千根导线拔出来重新插到新的位置),所以效率很低。
数学家冯·诺伊曼(John Von Neumann,1903-1957)发现ENIAC在计算的高速度与手工输入程序之间存在着很大的问题,经过一番研究,他与戈德斯坦、勃克斯等人于1945年6月联名发表了著名的“101页报告”,针对ENIAC计算快、输入慢的问题,提出了程序存储控制的新逻辑体系:将计算机划分为五个基本的部分:运算器、控制器、存储器、输入器和输出器。运算器和控制器采用电子管,存储器采用电子管和延迟线,包括输入、输出在内的一切操作,都由中央处理机集中控制。
Figure1 John Von Neumann and moden computer logic model
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冯·诺伊曼由于在计算机逻辑结构上所做的贡献,被后人誉为“电子计算机之父”。冯·诺依曼的贡献不仅在于提出了程序存储的思想,他还是实现内存和外存分家的始作俑者。
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