[工学]微机原理本科1.ppt

微型计算机原理与接口技术 季爱明 苏州大学微电子学系 第1章 微型计算机概述 微型计算机的发展 微型计算机的组成 现代微型计算机的组成结构 微型计算机的应用 定点数与浮点数 微型计算机的发展 微型计算机的发展历史 微型计算机的发展现状 微型计算机的发展历史 第一代（1971-1973年）：4位和低档8位微处理器时代 第二代（1973－1978年）：中高档8位微处理器时代 第三代（1978-1980年）：16位微处理器时代 第四代（1983-1993年）：32位微处理器时期 第五代（1993～1996）：Pentium微处理器的时代 第六代（1997至今）：加强型Pentium时代 第七代：64位CPU时代 第一代：4位和低档8位微处理器时代 典型产品有Intel 4004(1971年、4位)和Intel 8008（1972年、8位） 特点 字长： 4位或8位 时钟频率：1MHz 平均执行指令时间：20μs 集成度：2000管/片 第二代：中高档8位微处理器时代 Intel 8080、8085,Motorola公司的M6800，Zilog公司的Z80，Rockwell与MOS Technology的6502等 特点 字长： 8位 时钟频率： 2MHz～4MHz 平均执行指令时间： 1μs ～2μs 集成度：5000管/片～ 10000管/片 第三代：16位微处理器时代 Intel公司的8086/8088、Motorola公司的M68000和Zilog 公司的Z8000 特点 字长： 16位 时钟频率： 4MHz～40MHz 平均执行指令时间： 0.5 μs 集成度：20000管/片～ 60000管/片 第四代：32位微处理器时期 Intel公司推出80186、80286 1985年， Intel公司推出能进行多任务处理的32位微处理器80386，同时有Motorola公司的M68020 1989年， Intel公司推出80486，同期有Motorola公司的M68040 特点 字长： 32位 时钟频率： 10MHz～120MHz 平均执行指令时间： 0.2μs 集成度：几十万管/片～上百万管/片 第五代：Pentium微处理器的时代 1993年3月，Intel公司的奔腾（Pentium） 时钟频率：60MHz/66MHz 运行速度：112MIPS 集成度：310万管/片 1995年2月， Intel公司的Pentium Pro 时钟频率：166MHz以上 集成度：550万管/片 1996年 Intel公司的Pentium MMX （多能奔腾） 第六代：加强型Pentium时代 1997年到1999年，Intel公司的Pentium Ⅱ 、Pentium Ⅲ、AMD公司的AMD-K7，这些芯片的集成度高达750万管/片，时钟频率达到750MHz。 2001年底， Pentium Ⅳ主频高达2GHz，具有4200万只晶体管，主流高端32位CPU市场的佼佼者。 AMD公司的Athlon CPU，1.33GHz主频及2GHz主频。 第七代：64位CPU时代 2001年5月，Intel公司正式推出了第一种64位微处理器Itanium。Itanium由英特尔和惠普联合开发，主要用于工作站和服务器机型，内置2～4MB的3级缓存、工作频率为800MHz及722MHz的产品，价格为1177美元至4427美元。 AMD公司的AMD-K8 Intel的CPU的发展史 Intel的CPU的发展史 Intel的CPU的发展史 Intel的CPU的发展史 Intel的CPU的发展史 Intel的CPU的发展史 Intel的CPU的发展史 Intel的CPU的发展史 Intel的CPU的发展史 微型计算机的发展现状 超级流水线技术将流水线深度增加了一倍，达到20级 数据流单指令多数据扩展(SSE2)指令集扩展了MMX和SSE技术 MMX和SSE技术,更好的支持DVD播放，音频和3D图形数据处理，网络流数据处理等 采用了全新的一级（L1）指令高速缓存技术 采用先进的400MHz系统总线 具有双通道RDRAM，可实现更高性能 双核技术 微型计算机的组成 微处理器 微处理器也称作中央处理单元，简称CPU（Central Processing Unit） 本身具有运算和控制功能 控制器：负责全机的控制工作 运算器：执行所有的算术和逻辑运算 微处理器是微型计算机的核心 多数CPU是单核的，多核CPU由多个CPU核完成微处理器功能 CPU具备的功能 进行算术和逻辑运算 对指令进行译码并执行规定的动作 可暂存少量数据 提供整个系统所需要的定时和控制 能