微机原理与接口技术-第1章

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1、《微机原理与接口技术》PPT李继灿主编李继灿等制作第1章微机系统概述学习目标本章是整个课程的基础与重点。简要介绍：计算机与微机的发展简史与分类，以及微机系统组成的基本概念。重点讨论：典型的单总线微机硬件系统结构，微处理器组织及各部分的作用，存储器组织及其读写操作过程。简要讨论：微机运算的一些基础知识。学习要求了解计算机的发展简史。正确理解微型计算机的硬件系统和软件系统。理解CPU对存储器的读写操作过程，重点掌握冯·诺依曼计算机的设计思想。着重理解和熟练掌握程序执行的过程。能熟练掌握与运用各种数制及其相互转化的综合表示法。熟练掌握补码及其运算，着重

2、理解补码与溢出的区别。1.1微机硬件技术的发展1.计算机的发展简史电子计算机按其逻辑元件的更新可分为4代：第1代：电子管计算机（1946～1956）；第2代：晶体管计算机（1957～1964）；第3代：中小规模集成电路计算机（1965～1970）；第4代：超大规模集成电路计算机（1971～今）。电子计算机按其性能可分为5类：大型计算机/巨型计算机（MainframeComputer）；中型计算机（Mediumcomputer）；小型计算机（Minicomputer）；微型计算机（Microcomputer）；单片计算机（Single-ChipMicr

3、ocomputer）。微型计算机是第4代超大规模集成电路计算机向微型化方向发展的一个非常重要的分支，也是本书讨论的基本机型。2.IntelCPU发展简史生产年份Intel产品主要性能说明19714004第1片4位CPU，采用10微米制程，集成2300个晶体管19728008第1片8位CPU，集成3500个晶体管，首次装在叫做“Mark-8(马克八号)”的机器上，这也是目前已知的最早的家用电脑19748080第2代8位CPU，约6000个晶体管，被用于当时一种品牌为Altair(“牵牛星”——科幻剧)的电脑上。这也是有史以来第1台知名的个人电脑1978

4、8086/8088第1片16位CPU，2.9万个晶体管，IBM公司于1981年推出基于8088（准16位CPU）的PC。8086标志着x86系列的开端，从8086开始，才有了目前应用最广泛的PC行业基础198080186是Intel针对工业控制/通信等嵌入式市场推出的8086CPU的扩展产品，除8086内核，另外包括了中断控制器、定时器、DMA、I/O、UART、片选电路等外设。2.IntelCPU发展简史生产年份Intel产品主要性能说明198280286超级16位CPU，14.3万只晶体管，首次运行保护模式并兼容前期所有软件，IBM公司将8028

5、6用在技术更为先进AT机中198580386第1片32位并支持多任务的CPU，集成27.5万个晶体管198980486增强的32位CPU，相当于80386+片内80387+8KBcache，集成125万个晶体管1993Pentium(奔腾)第1片双流水CPU，集成310万个晶体管，内核采用了RISC技术1995PentiumMMX在Pentium内核基础上改进而成，集成450万个晶体管，最大特点是增加了57条MMX指令，目的是提高CPU处理多媒体数据的效率1995年秋PentiumPro首个专门为32位服务器、工作站设计的CPU，集成550万个晶体管

6、，0.6µm制程技术，256KB的二级高速缓存1997PentiumIIPentiumPro的改进型CPU，结合了IntelMMX技术，集成750万个晶体管，频率达750MHZ2.IntelCPU发展简史生产年份Intel产品主要性能说明1999PentiumIIIPentiumII的改进型CPU，集成950万个晶体管，0.25µm制程技术2000Pentium4内建了4200万个晶体管，采用0.18µm制程技术，频率达2GHZ2002Pentium4Xeon内含创新的超线程技术，使性能增加25%，0.18µm制程技术，频率达3.2HZ，是首次运行每

7、秒30亿个运算周期的CPU2005PentiumD首颗内含2个处理核心，揭开x86处理器多核心时代2006Core2DuoCore微架构桌面处理器，内含2.91亿个晶体管，性能比PentiumD提升40%，省电效率也增加40%2007.4四核处理器Core2Core2ExtremeQX6700处理器的频率为2.66GHz；Core2ExtremeQX6800ExtremeQX6800的核心频率为2.93GHz2.IntelCPU发展简史生产年份Intel产品主要性能说明2008年7月E8600双核处理器Intel酷睿2双核E8600，插槽类型LGA7

8、75，主频3330，45µm制程工艺，L2缓存6MB，L1缓存2×32/2×32KB，核心电压1.856V，