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第一章|第二章|第三章|第四章|第五章|第六章|第七章|第八章|第九章|第十章|第十一章 首页 > 课程课件 第一讲： 第一章 微型计算机概述 回 顾：计算机系统的基础知识，包括计算机系统的组成(包括硬件与软件)、及其功能实质。 本讲重点：微处理器及微机系统的发展历程，微机系统与一般意义上的计算机 系统的联系与差别，强调微型计算机系统是具有独特结构的计算机系统，由此决定功能及其特点。 讲授内容： 1.1 微机发展概述 计算机系统是能够自动地、快速地、准确地进行信息处理的电子工具，其工作过程态的快速变化。 1946年，世界上出现了第一台由电子管构成的，能够按照人们事先的安排，快速ENIAC电子计算机以来，计算机及其相关技术经历了一个快速发展的过程。 一般来说，电子计算机发展历程的各个阶段，是以所采用的电子器件的不同来划分管、中小规模集成电路和大规模及超大规模集成电路计算机。 微型计算机属于第四代电子计算机产品，即大规模及超大规模集成电路计算机，是展，芯片集成度不断提高的产物。 我们知道，主机按体积、性能和价格分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型理上来讲，微型机与其它几类计算机并没有本质上的差别。所不同的是由于采用了使得其在结构上具有独特的特点，即将组成计算机硬件系统的两大核心部分—运算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（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。
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
? 1985年，Intel又推出了32位处理器80386（时钟频率为20MHZ），该芯片拟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。
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
? 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，上CPU主频发展速度的矛盾。
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
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）用的能力。
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、
? 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，超过了意。
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
? 1997年推出了PⅡ。PⅡ是对Pentium Pro的改进，因为其核心结构与Penti16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CSSE（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下了汗马功劳。
CPU芯片的发展趋势：基因芯片、光电芯片。
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
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
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