第02章 中央处理器(CPU).ppt

本章要点? CPU的分类、发展历程和结构? CPU的主要技术指标，安装及选购方法? CPU的常见故障分析和处理方法 ? CPU的主要性能指标 2.1 CPU简介 2.2 CPU的发展历程 2.3 CPU的分类、结构和主要技术指标 2.3.1 CPU的分类 2.3.2 CPU的结构 2.3.3 CPU的主要技术指标 2.4 主流CPU简介 2.4.1 Intel系列CPU 2.4.2 AMD系列CPU 2.5 CPU的选购 2.6 CPU的新技术介绍 2.7 CPU常见故障分析与处理 2.8 实验及实训 2.8.1 实验及实训1-Socket架构CPU的安装 2.8.2 实验及实训2-CPU的检测 2.8.3 实验及实训3-网上查询 2.9 本章小结 2.10 习题 2.11 习题参考答案 2.1 CPU简介 中央处理器(Central Processing Unit，CPU)也简称“处理器”或“微处理器”，是计算机中最重要、最核心的部件，它是整个计算机系统的运算和控制中心，相当于计算机的“大脑”。CPU的性能很大程度上决定了整个计算机的性能，CPU在技术上的每一次革新都直接引发了计算机的升级换代。 2.2 CPU的发展史 CPU从最初发展至今已经有三十多年的历史了，这期间，按照其字长，可分为：4位、8位、16位、32位以及64位CPU。下面我们主要以Intel公司为主线，了解一下CPU的发展历程。 1．4位微处理器—Intel 4004 1971年，Intel公司成功地把传统的运算器和控制器集成在一块大规模集成电路芯片上，发布了第一款微处理器芯片Intel 4004，如图2-1所示。Intel 4004的字长为4位，采用10?m工艺制造，16针DIP封装，芯片内核尺寸为3mm×4mm，共集成有2300个晶体管，时钟频率为1MHz，每秒运算能力为6万次。包括寄存器、累加器、算术逻辑部件、控制部件、时钟发生器及内部总线等。 2．8位微处理器—Intel 8008/8080/8085 1972年，Intel公司研制出了Intel 8008微处理器，如图2-2所示。该微处理器的字长为8位，采用NMOS制造工艺，集成了约9000个晶体管，平均指令执行时间为1-2μs，采用汇编语言、BASIC语言或FORTRAN语言编程，使用单用户操作系统。而Intel 8080，Intel 8085和Intel 8008的特点基本相同，它们与Motorola公司的MC6800微处理器和Zilog公司的Z80微处理器一起组成了8位微处理器的家族，都属于第二代产品。 3．16位微处理器—Intel 8086/8088/80286 (1)Intel 8086/8088微处理器 1978年，Intel公司推出了首枚16位微处理器i8086，如图2-3所示。i8086集成了约2.9万个晶体管，时钟频率为4.77MHz，内部数据总线（CPU内部传输数据的总线）和外部数据总线（CPU外部数据总线）位宽均为16位，地址总线位宽为20位，可寻1MB内存。 1979年，Intel公司又开发出了i8088微处理器，如图2-4所示。i8086和i8088内部数据总线位宽均为16位，而i8088的外部数据总线位宽为8位。采用40针的DIP封装，工作频率为5.66MHz和7.16MHz，微处理器内集成了约2.9 万个晶体管。 (2) Inte 80286微处理器 1982年，Intel公司推出了80286微处理器，如图2-5所示。其内部集成了约13.4万个晶体管，时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其内部和外部数据总线位宽均为16位，地址总线位宽为24位，可寻址16MB内存。80286有两种工作方式：实模式和保护模式。 4．32位微处理器—Intel 80386/80486 (1)Intel 80386微处理器 1985年，Intel公司发布了80386DX微处理器，其内部集成了约27.5万个晶体管，工作频率为12.5 MHz，后来逐步提高到20 MHz、25 MHz、33 MHz和40MHz。80386DX的内部和外部数据总线位宽为32位，地址总线位宽也为32位，可以寻址到4GB内存，并且可以管理64TB的虚拟存储空间，除具有实模式和保护模式以外，还增加了一种称为“虚拟86”的工作方式，可以同时模拟多个8086微处理器来提供多任务工作能力。 1989年，Intel公司为了扩大市场份额而推出了一款廉价版的微处理器80386SX，它的内部总线位宽为32位，外部数据总线位宽为16位，它可以兼容80286开发的16位输入/输出接口芯片，从而降低了