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第一章微型计算机概论本章主要介绍微型计算机系统的基本概念、组成、功能、工作原理、特点及计算机内的信息表示和运算,包括微处理器、微型计算机和微型计算机系统的定义、微处理器的发展历程、微型计算机的分类、计算机的运算基础等。1.1微型计算机简介微型计算机是计算机设备的一种，相对于其他类型的计算机而言有着体积小、重量轻、价格低、使用灵活、用途广泛等特点，是人们使用最理部件,包括运算器、控制器和一定数量的寄存器。它具有数学运算、汇编语言 哈尔滨工业大学 视频教程逻辑判断、地址计算等功能，是微型计算机的核心。微型计算机是指以微处理器为基础，配以内存储器和输入输出接口电路和辅助电路构成的一个相对独立的电路系统。这个电路系统可以是一个独立的集成电路，称为单片机；也可以是一块电路板，称为单板机；还可以是多块以一定方式连接在一起的电路板，常称为“个人计算机”（PersonalComputer）。微型计算机系统则是指微型计算机在配以相应的外围设直接与输入输出设备交换程序和数据而工作。单片机虽然也是集成电路形式，但是由于单片机内集成了接口电路、内存储器甚至A/D、D/A转换器等功能部件，使得单片机可以直接与外部存储器、输入输出设备等进行程序和数据交换，可以独立工作，因此单片机不是简单的微处理器，它被看作是一种微型计算机。单片机中集成接口和功能部件的不同常常使具有一定的专用性。1.1.2微型计算机的发展由于微处理器是微型计算机的核心，它决定了微型计算机的处理能力，因此人们往往以微处理器的发展状况来衡量微型计算机的发展水平。世界上第一个微处理器是1971年Interl公司推出的Inter4004微处理器，它集成了2300个晶体管，能实现4位运算，工作频率最高为740kHz。微处理器在经过了30多年的发展后，现在已经实现了集成度高达数亿晶体管，具备64位数据处理能力，工作频率高达几GHz的多内核微处理器。微处理器发展过程中，根据微处理器位宽的不同，可以将其划分为5代。第一代（1971~1973年）是4位微处理器和低档8位微处理器时期。典型产品包括：1971年10月的Iterl4004（4位微处理器）；1972年3月的Interl8008（8位微处理器）集成3500个晶体管。第二代（1973~1978年）是8位微处理器时期。典型产品包括：1973年的Iterl8080，集成600个晶体管；1974年3月的MC6800；1975年的Zilog的Z80；1976年的Iterl8085，集成9000个晶体管。第三代（1978~1983年）是16位微处理器时期。典型产品包括：1978年的Iterl8086，首枚具有X86架构的CPU，集成2.9万个晶体管；1979年的ZlogZ8000；Motorola的MC68000；汇编语言 哈尔滨工业大学 视频教程1982年的Interl80286。第四代（1983~2001年）是32位微处理器时期。典型产品包括：1983年Zlog的Z80000；1984年7月Motorola的MC6820；1985年的Iterl80386，集成27.5万个晶体管，汇编语言 哈尔滨工业大学 视频教程时钟最高40MHz；Interl公司以后生产的80486，Pentium（数据线宽度开始成为64位），PentiumPro，PentiumMMX，PentiumII，PentiumIII，Pentium4；AMD公司1995年以后开始生产的K5，K6，Athron，Duron等。第五代（2001年以后）是64位微处理器时期。典型产品包括：2001年的Interl64位安腾微处理器，2002年安腾2微处理器（IA-64架构，用于服务器）；2003年9月，AMD公司推出用于桌面平台的Athron64系列微处理器；2004年8月，Interl公司推出Pentium4F系列微处理器；2005年5月，AMD公司推出双核64位微处理器Athron64X2；2005年7月Iterl公司推出64位微处理器PentiumD；2007年1月，Iterl公司推出64位4核微处理器Core2(酷睿2)；2007年10月AMD公司推出64位四核微处理器PhennomX4(羿龙)。微处理器的发展正如摩尔定律所描述的那样，每18个月单片集成电路上的晶体管数量就会增加一倍，而且性能提高一倍。但是随着微处理器集成度的进一步增加，人们已经深入到原子量级进行集成电路设计了，再按照摩尔定律的规律发展会越来越困难，这促使人们去寻找新的思路和途径，去进一步提高微处理器的性能，比如设计多核微处理器，通过加大并行数据处理的能力提高总体运算能力。需要注意的是，不要把摩尔定律看作是一个客观规律，它只是对半导体技术发展的一种预测，可以看作是人们在半导体设计和研究领域为自己设定的一个目标。
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发表于 2014-12-21 21:22:48
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