《微机原理与接口技术》课后习题答案.pdf

第1 章 微型计算机入门 1．答案： 微型计算机的发展以微处理器的发展为主要标志。1971 年，美国 Intel 公司研制了世界 上第一个微处理器芯片Intel 4004 ，世界第一台微型计算机MCS-4 就此诞生，从而开创了微 型计算机发展的新时代。短短几十年的时间，如果按微处理器的字长来划分，人们已经推出 了五代微处理器产品。相应地，微型计算机也已发展到第五代。 第一代（1971 年—1972 年）：4 位和低档8 位微处理器。典型产品有Intel 4004 和Intel 8008 微处理器，以及由它们组成的MCS-4 和MCS-8 微型计算机。Intel 4004 采用PMOS 工艺，字 长4 位，集成了2300 个晶体管，时钟频率108KHz，每秒执行6 万条指令（0.06MIPS ）。Intel 8008 也采用PMOS 工艺，字长8 位，集成了3500 个晶体管，时钟频率有0.5MHz 和0.8MHz 两种，支持最多16KB 内存。 第二代（1973 年—1977 年）：中、高档8 位微处理器。典型产品有Intel 8080 、Intel 8085 和Zilog 公司的Z80 等。Intel 8080 采用NMOS 工艺，字长8 位，运算速度达到每秒50 万次 （0.5MIPS ），时钟频率为2MHz ，支持64KB 内存，指令系统比较完善，具有中断、DMA 等 控制功能。软件方面除了汇编语言外，还有BASIC 、FORTRAN 等高级语言及相应的解释程 序和编译程序，在后期还出现了操作系统，如CP/M 就是当时流行的操作系统。 第三代（1978 年—1984 年）：16 位微处理器。典型产品有Intel 8086 、Intel 8088 和Intel 80286 等。Intel 8086 采用HMOS 工艺，集成了近3 万个晶体管，制造工艺为3 μm （微米）， 字长16 位，支持最多1MB 内存，主频最高可达8MHz，运算速度达到0.8MIPS 。由于8086 CPU 在当时过于昂贵，因此，Intel 公司又开发了简化版的8088。它与8086 完全相同，只是将外 部数据总线改为了8 位（内部仍为 16 位），但价格大大降低。1982 年80286 隆重登场，这是 计算机发展史上重要的里程碑，真正的个人电脑时代到来了。配备80286 微处理器的个人电 脑累计销售超过了1500 万台。80286 属于超大规模集成电路，集成的晶体管数达到13 万只， 工作频率最高也达到了12.5MHz。 第四代（1985 年—1991 年）：32 位微处理器。典型产品有Intel 80386 和Intel 80486 。其 中，80386 是第一个可以同时处理多个任务的微处理器，它集成了27 万只晶体管，主频达到 了33MHz，运算速度达到每秒3 百万到5 百万条指令（3～5MIPS ）。Intel 80486 将80386 和 80387 协处理器芯片，以及一个8KB 的高速缓存集成在一个芯片内，使得80486 的性能比带 有80387 协处理器的80386 性能提高了四倍。它集成了120 万只晶体管，主频达到了75MHz 。 此时微型机的功能已经达到甚至超过了小型计算机，并可执行多任务作业。 第五代（1992 年—至今）：32 位高档微处理器和 64 位微处理器。典型产品有 Intel 的 Pentium （奔腾）系列、Core （酷睿）系列和AMD 公司的K6 系列和Athlon （国内称速龙） 系列。Pentium 系列CPU 是一个庞大的家族，从起初的Pentium 、Pentium MMX 、Pentium Pro ， 微机原理与接口技术 到后面的Pentium II 、Pentium III ，以及目前的Pentium 4 、Pentium 双核和四核、酷睿双核和 四核。必威体育精装版的Intel 酷睿2 四核Q9650 主频已高达3GHz，拥有两级缓存，指令更加丰富，功 耗更低，制程工艺已达到45nm （纳米），集成的晶体管数量超过3 亿只。 总体而言，目前微处理器正向着多核心、高速度、高缓存、低功耗、指令更加丰富的方 向急速发