计算机基础知识_ 微处理器的发展过程

补充资料
微处理器的发展过程
微型计算机简称微机，是 1971 年出现的，属于第四代计算机。其突出特点 是将 “运算器” “控制器” 和 做在一块集成电路芯片上， 一般成为微处理器 （MPU： Micro Processor Unit） 。 CPU 的溯源可以一直追溯到 1971 年。 在那一年， 当时还处在发展阶段的 Intel 公司推出了世界上第一台微处理器 4004。这不但是第一个用于计算器的 4 位微 处理器，也是第一款个人有能力买得起的电脑处理器！ ！4004 含有 2300 个晶体 管，功能相当有限，而且速度还很慢，被当时的蓝色巨人 IBM 以及大部分商业 用户不屑一顾，但是它毕竟是划时代的产品，从此以后，Intel 便与微处理器结 下了不解之缘。可以这么说，CPU 的历史发展历程其实也就是 Intel 公司 X86 系列 CPU 的发展历程，我们就通过它来展开我们的“CPU 历史之旅” 。
4004 处理器
1972 年 4 月，Intel 又推出了 8008，它运行的时钟频率为 200KHz。8008 有 3500 个晶体管，制作工艺是 10 微米。与 4004 相比，8008 多了一条 8 位的 数据总线，就是每次可以传输 8 位数据，是 4004 的两倍。它还能对更多的存储 器进行寻址，寻址能力达到了 16KB。它主要用于终端和通用计算器中。但是由 于运算能力很差，其市场反应十分不理想。
1

补充资料
微处理器的发展过程
8008 微处理器
1974 年 4 月， Intel 又推出了 8080，它作为代替电子逻辑电路的器件被用于 各种应用电路和设备中，如果没有微处理器，这些应用就无法实现。8080 的起 始频率为 2MHz，它的时钟频率比 8008 提高了 10 倍，包含了 6000 个晶体管， 并采用了 6 微米的制造工艺。与 8008 相似，8080 也有一条 8 位数据总线，每 次可以传输 8 位数据，可寻址 64KB 存储器。
8080 微处理器
1978 年 6 月，Intel 公司再次领导潮流，首次生产出 16 位的微处理器—— 8086，同时还生产出与之相配合的数学协处理器 8087，这两种芯片使用相互兼 容的指令集，但在 8087 指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等 数学计算指令。由于这些指令集应用于 8086 和 8087，所以人们也这些指令集 统一称之为 X86 指令集。虽然以后 Intel 又陆续生产出第二代、第三代等更先进 和更快的新型 CPU，但都仍然兼容原来的 X86 指令，而且 Intel 在后续 CPU 的 命名上沿用了原先的 X86 序列，直到后来因商标注册问题，才放弃了继续用阿 拉伯数字命名。 至于在后来发展壮大的其他公司， 例如 AMD 和 Cyrix 等， 486 在 以前 （包括 486） CPU 都是按 Intel 的命名方式为自己的 X86 系列 CPU 命名， 的
2

补充资料
微处理器的发展过程
但到了 586 时代，市场竞争越来越厉害了，由于商标注册问题，它们已经无法 继续使用与 Intel 的 X86 系列相同或相似的命名，只好另外为自己的 586、686 兼容 CPU 命名了。
8086 微处理器
8086 的协处理器：8087
1979 年，Intel 公司推出了 8088 芯片，它仍旧是属于 16 位微处理器，内含 29000 个晶体管，时钟频率为 4.77MHz，地址总线为 20 位，可使用 1MB 内存。 8088 内部数据总线都是 16 位，外部数据总线是 8 位，而它的兄弟 8086 是 16 位。1981 年 8088 芯片首次用于 IBM PC 机中，开创了全新的微机时代。也正 是从 8088 开始，PC 机（个人电脑）的概念开始在全世界范围内发展起来。
3

补充资料
微处理器的发展过程
8088 微处理器
1982 年，许多年轻的读者尚在襁褓之中的时候，Intel 已经推出了划时代的 最新产品 80286 芯片，该芯片比 8006 和 8088 都有了飞跃的发展，虽然它仍旧 是 16 位结构，但是在 CPU 的内部含有 13.4 万个晶体管，时钟频率由最初的 6MHz 逐步提高到 20MHz。 其内部和外部数据总线皆为 16 位， 地址总线 24 位， 可寻址 16MB 内存。从 80286 开始，CPU 的工作方式也演变出两种来：实模式 和保护模式。
80286 微处理器
1985 年 Intel 推出了 80386 芯片， 它是 80X86 系列中的第一种 32 位微处理 器，而且制造工艺也有了很大的进步，与 80286 相比，80386 内部内含 27.5 万 个晶体管，时钟频率为 12.5MHz，后提高到 20MHz，25MHz，33MHz。80386 的内部和外部数据总线都是 32 位， 地址总线也是 32 位， 可寻址高达 4GB 内存。 它除具有实模式和保护模式外，还增加了一种叫虚拟 86 的工作方式，可以通过 同时模拟多个 8086 处理器来提供多任务能力。除了标准的 80386 芯片，也就
4

补充资料
微处理器的发展过程
是我们以前经常说的 80386DX 外，出于不同的市场和应用考虑，Intel 又陆续推 出了一些其它类型的 80386 芯片：80386SX、80386SL、80386DL 等。1988 年推出的 80386SX 是市场定位在 80286 和 80386DX 之间的一种芯片，其与 80386DX 的不同在于外部数据总线和地址总线皆与 80286 相同，分别是 16 位 和 24 位(即寻址能力为 16MB)。1990 年推出的 80386 SL 和 80386 DL 都是低 功耗、节能型芯片，主要用于便携机和节能型台式机。80386 SL 与 80386 DL 的不同在于前者是基于 80386SX 的，后者是基于 80386DX 的，但两者皆增加 了一种新的工作方式：系统管理方式(SMM)。当进入系统管理方式后，CPU 就 自动降低运行速度、控制显示屏和硬盘等其它部件暂停工作，甚至停止运行，进 入“休眠”状态，以达到节能目的。
80386 微处理器
1989 年，我们大家耳熟能详的 80486 芯片由 Intel 推出，这种芯片的伟大之 处就在于它实破了 100 万个晶体管的界限，集成了 120 万个晶体管。80486 的 时钟频率从 25MHz 逐步提高到 33MHz、50MHz。80486 是将 80386 和数学协 处理器 80387 以及一个 8KB 的高速缓存集成在一个芯片内，并且在 80X86 系 列中首次采用了 RISC（精简指令集）技术，可以在一个时钟周期内执行一条指 令。它还采用了突发总线方式，大大提高了与内存的数据交换速度。由于这些改 进，80486 的性能比带有 80387 数学协处理器的 80386DX 提高了 4 倍。80486 和 80386 一样， 也陆续出现了几种类型。 上面介绍的最初类型是 80486DX。 1990 年推出了 80486SX，它是 486 类型中的一种低价格机型，其与 80486DX 的区
5