微型计算机概述

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一片集成电路芯片上,显然该芯片是整个微机系统的核心,称为中央处理器CPU,

微处理器是微机系统的核心部分,自70年代初出现第一片微处理器芯片以来,微几乎每两年翻一番,其发展速度大大超过了前几代计算机。

微机系统及相关技术的发展,主要涉及到以下几个方面:CPU、主频、缓存、新技术、3D NOW!技术等)。

一、微机的发展

微机系统的核心部件为CPU,因此我们主要以CPU的发展、演变过程为

线索,来介绍微机系统的发展过程,主要以Intel公司的CPU为主线。

第一代:4位及低档8位微处理器

✧1971年,Intel公司推出第一片4位微处理器Intel4004,以其为核心组成了随后出现的Intel4040,是第一片通用的4位微处理器。

✧1972年,Intel8008,8位,集成度约2000管/片,时钟频率1MHz。

第二代:中、低档8位微处理器

✧1973年~1974年,Intel8008、M6800、Rockwell6502,8位,集成度5000管/

这一时期,微处理器的设计和生产技术已经相当成熟,组成微机系统的其它部件也着提高集成度、提高功能与速度,减少组成系统所需的芯片数量的方向发展。

第三代:高、中档8位微处理器

✧1975年~1976年,Z-80,Intel8085,8位,时钟频率2~4MHz,集成度约

一系列单片机。

第四代:16及低档32位微处理器

✧1978年,Intel首次推出16位处理器8086(时钟频率达到4~8MHz),808线都是16位,地址总线为20位,可直接访问1MB内

存单元。

✧1979年,Intel又推出8086的姊妹芯片8088(时钟频率达到48MHz),集成片。它与8086不同的是外部数据总线为8位(地址线为20位)。

✧1982年,Intel推出了80286(时钟频率为10MHz),该芯片仍然为16位结24位,可访问16MB内存,其工作频率也较8086提高了许多。80286向后兼容808(实模式),并增加了部分新指令和一种新的工作模式——保护模式。

✧1985年,Intel又推出了32位处理器80386(时钟频率为20MHZ),该芯片总线都是32位,可访问4GB内存,并支持分页机制。除了实模式和保护模式外,8拟8086”的工作模式,可以在操作系统控制下模拟多个8086同时工作。

✧1989年推出了80486(时钟频率为30~40MHz),集成度达到15万~50万管至上百万管/片,因此被称为超级微型机。早期的80486相当于把80386和完成浮80387以及8kB的高速缓存集成到一起,这种片内高速缓存称为一级(L1)缓存,二级(L2)缓存。后期推出的80486 DX2首次引入了倍频的概念,有效缓解了外部上CPU主频发展速度的矛盾。

第五代:高档32位微处理器

✧1993年,Intel公司推出了新一代高性能处理器Pentium(奔腾),Pentium 标量结构(支持在一个时钟周期内执行一至多条指令),且一级缓存的容量增加到大提升了CPU的性能,使得Pentium的速度比80486快数倍。除此之外,Pentium 能,把一个低主频CPU当作高主频CPU来使用,使得花费较低的代价可获得较高的

●AMD和Cyrix推出了与Pentium兼容的处理器K5和6x86,但是由于这些产品的超频性能不强,且主频始终跟在Intel后面跑,因此只获得了少部分的市场份额。

✧1996年,Intel公司推出了Pentium Pro(高能奔腾),该芯片具有两大特色CPU同频运行的256kB或512kB二级缓存;二是支持动态预测执行,可以打乱程序优化顺序同时执行多条指令,这两项改进使得Pentium Pro的性能又有了质的飞跃

✧1997年初,Intel发布了Pentium的改进型号——Pentium MMX(多能奔腾)32kB,同时增加了57条MMX(多媒体扩展)指令,有效地增强了CPU处理音频、用的能力。

●兼容CPU厂商在这段时间也相继推出了多款产品来与Pentium MMX竞争,其中的K6。K6也支持MMX指令集,拥有一级缓存64kB,整数运算性能相当优秀,超过了甚至逼近PⅡ。但K6并没有解决浮点运算性能差的问题,在图形、图像、游戏等意。

✧1997年推出了PⅡ。PⅡ是对Pentium Pro的改进,因为其核心结构与Penti 16位指令的执行速度,且支持MMX指令集。

✧1998年推出了赛扬(Celeron)如P3图1-1所示,其特点是去掉了PⅡ的二略的东西,从而将价格降了下来。

✧1999年又推出了开发代号为Coppermine的PⅢ,该芯片加入了引起争议的C SSE(Streaming SIMD Extensions,单一指令多数据流扩展)指令集,这是针对计的70条新指令,大大加强CPU在三维图像和浮点运算方面的能力。

✧2000年3月底,Intel又推出了566MHz和600MHz的赛扬Ⅱ(也叫Coppermi

●到目前为此,赛扬已经经历了几次更新换代。第一代为没有二级缓存的赛扬带128kB二级缓存的赛扬300A、333A、…、533,中间又将Slot 1接口改为了So 于Socket 7,有370个针脚,与Socket 7不兼容),第三代为赛扬Ⅱ,它们为I 下了汗马功劳。

CPU芯片的发展趋势:基因芯片、光电芯片。

二、微型计算机的特点

微型计算机本质上与其它计算机并无太多的区别,所不同的是由于广泛采用了集成件,特别是把组成计算机系统的两大核心部件—运算器和控制器集成在一起,形成中央处理器CPU,因此带来微型计算机系统的下列一系列特点:

1.体积小,重量轻

2.价格低

3.可靠性高,结构灵活

4.应用面广

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