计算机组装与维护技能实训教程——CPU

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1、第3章中央处理器中央处理器简称为CPU（CentralProcessingUnit），又称为微处理器（Micro-processor），是计算机系统的核心，主要由运算器和控制器组成。中央处理器的内部结构分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分，它们相互协作，进行分析、判断、运算，并控制计算机各部分的协调工作。计算机的一切工作都受CPU的控制，其中，运算器主要完成基本算术运算和逻辑运算；而控制器不具有运算功能，它只是按顺序从RAM中取出指令，并将它们放到特殊的寄存器中。控制器翻译指令后，根据翻译结果给数据总线发送信号用以从RAM中读取数据，再发送信号到运算器进

2、行处理。7/19/2021计算机组装与维护技能实训教程(第3版)第3章中央处理器3.1CPU的发展历程3.2CPU的逻辑结构3.3CPU的主要性能指标3.4CPU的扩展指令集3.5CPU的封装技术3.6CPU的接口3.7主流CPU产品介绍3.9CPU散热器习题7/19/2021计算机组装与维护技能实训教程(第3版)3.1CPU的发展历程1．4位处理器：Intel40041971年，Intel公司把算术运算器和逻辑控制电路集成在一起，发明了世界上第一片微处理器Intel4004。2．8位处理器——Intel8008/8080/80851972年，Intel公司

3、研制出了8008处理器，字长为8位。3．16位处理器：Intel8086/8088/80286（1）Intel8086/8088处理器（2）Intel802867/19/2021计算机组装与维护技能实训教程(第3版)3.1CPU的发展历程4．32位处理器——Intel80386/80486（1）Intel80386（2）Intel80486图3.280486CPU（3）IntelPentium①第一代Pentium产品被称为P5。②1995年11月，Intel公司推出了新一代32位微处理器PentiumPro，即P6。③1997年初，构成了多功能Pentiu

4、mMMX（P55C）。7/19/2021计算机组装与维护技能实训教程(第3版)3.1CPU的发展历程（4）IntelPentiumII第一阶段的PentiumII代号为“Klamath”，使用0.35m制造工艺，CPU核心电压为2.0V，工作在66MHz外频下，主要频率有233MHz、266MHz、300MHz三种。第二阶段的PentiumII代号为“Deschutes”，采用0.25m制造工艺，核心电压为2.0V，工作外频是66MHz，主要频率有300MHz、333MHz等。第三阶段的PentiumII代号仍为“Deschutes”，采用0.25m制

5、造工艺，核心电压为2.0V，工作在100MHz外频下，主要频率有350MHz、400MHz和450MHz等。7/19/2021计算机组装与维护技能实训教程(第3版)3.1CPU的发展历程（5）IntelPentiumIII（6）Celeron芯片①“Coppermine”核心Celeron②“Tualatin”核心Celeron（7）IntelPentium4处理器第一代基于“Willamette”核心Pentium4处理器第二代基于“Northwood”核心Pentium4处理器5.64位处理器——AMDAthlon642003年4月，AMD公司发布了面向

6、服务器与工作站的AMDOpteron64位处理器。2003年9月，AMD公司发布了面向台式机的64位处理器：Athlon64和Athlon64FX。7/19/2021计算机组装与维护技能实训教程(第3版)3.2CPU的逻辑结构CPU的内部逻辑结构中必不可少的两部分被分为执行单元（EU）和总线接口单元（BIU。1．控制单元:控制单元是整个CPU的指挥控制中心，它要管理读取指令、对指令进行解码、管理安排执行操作和储存最终的执行结果等一系列工作，因此又把它分为三大部分，分别是指令寄存器（IR，InstructionRegister）、指令译码器（ID，Instru

7、ctionDecoder）和操作控制器（OC，OperationController）,它们对协调整个计算机的有序工作起着不可替代的作用。具体地，CPU会根据用户预先编好的程序，依次从存储器中取出各条指令，放在指令寄存器IR中，通过指令译码（分析）确定应该进行什么操作，然后通过操作控制器（OC），按照确定的时序向相应的部件发出微操作控制信号。7/19/2021计算机组装与维护技能实训教程(第3版)3.2CPU的逻辑结构2．执行单元:执行单元（EU）由算术逻辑运算器（ALU）和寄存器组构成。3．高速缓存（Cache）:CPU通常会根据特定的算法把经常都会用到的

8、一些数据读取到Cache中，当需要某一特定数据时，C