微机原理与接口技术-概述

1.1.1 通用微处理器
第一章 概述
（1）8086
IA-32结构的起源能追溯到Intel 8086。
IA-32结构同时包括了16位处理器和32位处 理器。
IA-32结构的最重要的成就之一是，在1978 年Intel公司的那些处理器上建立的目标程序仍能 在IA-32结构系列最新的处理器上执行。
第一章 概述
普通高等学校计算机教育“十三五”
微机原理与接口技术
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CONTENTS
1.1 IA-32结构的发展概要 1.2 计算机基础 1.3 计算机的硬件和软件 1.4 微型计算机的结构
1.1 IA-32结构的发展概要
第一章 概述
• 1971年，Intel公司发布了Intel 4004，这是一个 4位微处理器，被认为是世界上第一个微处理器。
第一章 概述
（4）奔腾（Pentium）处理器
Intel奔腾（Pentium）处理器增加了第二个 执行流水线以达到超标量性能（两个已知的流水 线u和v，一起工作能实现每个时钟执行两条指 Βιβλιοθήκη Baidu）。
第一章 概述
（5）P6系列处理器
在1995年，Intel公司引入了P6系列处理器。 此处理器系列是基于新的超标量微结构的，它建 立了新的性能标准。
第一章 概述
（3）80486
Intel 486处理器把Intel 386处理器的指令 译码和执行单元扩展为5个流水线段，增加了更多 的并行执行能力，其中每个段（当需要时）与其 他的并行操作最多可在不同段上同时执行5条指令。
80486的一个重大改进是在IA-32处理器的芯 片中引入了缓存。
Intel 486处理器也是第一次把x87 FPU（浮 点处理单元）集成到处理器上并增加了新的引脚、 位和指令，以支持更复杂和更强有力的系统（二 级Cache支持和多处理器支持）。
第一章 概述
Pentium II Xeon（至强）处理器组合 Intel处理器前一代的若干额外特性，例如 4way、8way（最高）可伸缩性和运行在 “全时钟速度”后沿总线上的2MB二级 Cache，以满足中等和高性能服务器与工作 站的要求。
第一章 概述
（7） Pentium III处理器
Pentium III处理器引进流SIMD扩展（SSE） 至IA-32结构。
• 到了20世纪70年代中期，微处理器的主流是Intel 的8080、8085，Motorola的6800和zilog的Z80等8 位微处理器。
• 20年来，Intel公司的微处理器有了极大的发展， 从8086（8088）到80286、80386、80486、奔腾 （也称为80586）、奔腾MMX、奔腾PRO（也称为 80686）、奔腾II、奔腾III，直至最新的奔腾4、 奔腾D，形成了IA（Intel Architecture）32结构。
（2）80386
Intel 386处理器是IA-32结构系列中的第一 个32位处理器。它在结构中引入了32位寄存器， 用于容纳操作数和地址。
每个32位寄存器的后一半保留两个早期处理 器版本（8086和80286）的16位寄存器的特性，以 提供完全的后向兼容。
Intel 386还提供了一种新的虚拟8086方式， 以在新的32位处理器上最有效地执行为8086处理 器建立的程序。Intel 386处理器有32位地址总线， 能支持多至4GB的物理存储器。
第一章 概述
图1-2 支持双核的IA-32处理器
第一章 概述
在Intel EM64T的64位模式，应用程序可访问： ➢ 64位平面线性寻址 ➢ 8个附加的通用寄存器（GPR） ➢ 为了流SIMD扩展（SSE、SSE2与SSE3）的8个附加
（10） Intel双核技术处理器
双核技术是在IA-32结构中硬件多线程能力 的另一种形式。
双核技术由用在单个物理包中有两个分别的 执行核心提供硬件多线程能力。 IA-32e模式在两种子模式之一上操作： （1）兼容模式允许64位操作系统不修改地运行大多 数32位软件。 （2）64位模式允许64位操作系统运行应用程序访问 64位地址空间。
SSE扩展把由Intel MMX引进的SIMD执行模 式扩展为新的128位寄存器和能在包装的单精度浮 点数上执行SIMD操作。
Pentium III Xeon处理器用Intel公司的 0.18µm处理技术的全速高级传送缓存（Advanced Transfer Cache）扩展了IA-32处理器的性能级。
P6系列微结构设计的主要目的之一是在仍使 用相同的0.6μm、四层金属BICMOS制造过程的情 况下使处理器的性能明显地超过奔腾处理器，用 与奔腾处理器同样的制造过程要提高性能只能在 微结构上有实质上的改进。
第一章 概述
Intel Pentium Pro处理器是基于P6微结构 的第一个处理器。
P6处理器系统随后的成员是Intel Pentium II、Intel Pentium II Xeon（至强）、Intel Celeron（赛扬）、Intel Pentium III和Intel Pentium III Xeon（至强）处理器。
第一章 概述
（8） Pentium 4处理器
Intel Pentium 4处理器是2000年推出的IA32处理器，是第一个基于Intel NetBurst微结构 的处理器。
Intel NetBurst微结构是新的32位微结构， 它允许处理器在比以前的IA-32处理器更高的时钟 速度和性能等级上进行操作。
第一章 概述
（6） Pentium II处理器
Intel Pentium II处理器把MMX技术加至P6 系列处理器，并具有新的包装和若干硬件增强。
处理器核心包装在了SECC上，这使其更具有 了灵活的母板结构。
第一级数据和指令Caches每个扩展至16KB， 支持二级Cache的尺寸为256KB、512KB和1MB。
第一章 概述
（9） Intel超线程处理器
超线程技术允许单个物理处理器用共享的 执行资源并发地执行两个或多个分别的代码流 （线程）。
以提高IA-32处理器运行多线程操作系统与 执行多线程应用程序代码时的性能。
第一章 概述
图1-1 支持HT技术的IA-32处理器与传统的双处理器系统的比较
第一章 概述