第1章 微型计算机系统概论

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1、课件使用说明：1、所用计算机上应装载有flash软件或插件，本课件的动画要用。2、单击课件上的箭头按钮，则启动动画操作。3、单击课件上的方块按钮，则停止动画操作。二者可随时进行交换操作。第1章微型计算机系统概论本章知识要点：本章是全书的基础，将微型计算机的发展、微型计算机与微处理器的概念、微型计算机硬件组成、微型计算机分类、计算机系统的层次结构、数据单位表示、表示存储器容量的计量单位等、有关微机系统及硬件的基本概念、基础知识进行了描述，对微机有一个全面的基础性的认识，为后面的更实际、更先进的微机硬件系统知识打下一个铺垫。本章的重点是微型计算机与微处理器的概念、微型计算机硬件组成。1.1

2、微型计算机的发展1．1971：全球第一块微处理器4004芯片4004主要用来处理算术运算，它集成了2300多个晶体管，具有4位带宽，工作频率为108KHz，寻址空间只有640B。这些参数和当今流行的Pentium4相比，简直就是“小巫见大巫”，但它对整个微处理器领域的影响，却远在后者之上。2．新一代8位微处理器8080在1974年Intel又推出了新一代8位微处理器芯片—8080。8080集成了6000个晶体管，其时钟频率为2MHz。8080是一个划时代的产品，它的诞生，使得Intel有了自己真正意义上的微处理器。3．第一代微处理器—16位的8086Intel于1978年推出了16位的

3、微处理器芯片—8086，它的出现成为70年代微处理器发展过程中的重要分水岭。4．第二代微处理器—16位的8028680286芯片于1982年2月1日正式公布，其总线带宽为16位，集成了13万多个晶体管，主频达到了20MHz。80286的24位地址总线，使得它可以访问到16MB地址空间。5．第三代微处理器—32位的803861985年10月，Intel推出它的第三代微处理器芯片—32位的80386DX。80386DX是一块集成进了27.5万个晶体管的全32位微处理器，其时钟频率达到33MHz，数据总线和地址总线均为32位，具有4GB的物理寻址能力。它能够管理高达64TB的虚拟存储空间。6

4、．第四代微处理器—32位的80486Intel于1989年4月正式推出80486微处理器芯片。在一片芯片内集成了120万个晶体管的CPU，是Intel第一次将微处理器的晶体管数目突破100万只。它不仅把浮点运算部件集成进芯片之内，同时还把一个其规模大小为8KB的一级高速缓冲存储器Cache也集成进了CPU芯片内。芯片的整数处理部件采用了RISC结构，以加速处理单一指令的速度，而芯片内部其他方面则保留CISC原样，用以处理复杂的指令，并保证其兼容性。第五代微处理器—32位的PentiumIntel在1993年推出了全新一代的高性能微处理器Pentium。Pentium是拉丁文“五”（Pe

5、nte）和元素周期表的公用后缀—IUM组合而成。其寓意是指Pentium为该公司的第五代产品，为它起了一个“奔腾”中文名字。Pentium芯片内集成进310万个晶体管，这种Pentium又被称之为经典奔腾（ClassicPentium）。（1）高能奔腾（PentiumPro）Intel于1996年推出了PentiumPro。PentiumPro芯片内集成了550万个晶体管，内部时钟频率为133MHz，处理速度几乎是100MHz经典Pentium的2倍。PentiumPro内的一级（片内）高速缓冲存储器Cache大小为16KB，其中8KB为指令Cache，8KB为数据Cache。在Pen

6、tiumPro的一个封装内，除PentiumPro芯片外还包括一个256KB的二级Cache芯片，二级Cache与微处理器同频运行。这样的设计令PentiumPro达到了最高的性能。（2）多能奔腾（PentiumMMX）1996年底Intel又推出了PentiumMMX（多能奔腾）。MMX技术是Intel最新发明的一项多媒体增强指令集技术（3）二代奔腾PentiumⅡ1997年5月，Intel推出了与PentiumPro同一个档次的PentiumⅡ。由于它代表了Pentium系列机当时的最高性能，所以将其称之为二代奔腾PentiumⅡ。PentiumⅡ虽采用了与PentiumPro相同

7、的核心结构，增加了MMX指令集，以加速16位操作系统的执行速度。在PentiumⅡ里面，集成进750万个晶体管，比PentiumPro多了200万个晶体管。Intel将PentiumⅡ上的一级高速缓冲存储器Cache从16KB加倍到32KB，（16KB指令Cache+16KB数据Cache）。（4）PentiumⅢIntel于1999年2月发布了PentiumⅢ芯片。PentiumⅢ称为“多能奔腾二代处理机”。CPU主频更达到733MHz，芯片