计算机中央处理器CPU的发展

计算机中央处理器CPU的发展

(兰州大学信息科学与工程学院10级电信基地班胡亚昆)

摘要：上个世纪中期至今，计算机的发展日新月异。CPU是计算机的核心。本文以美国Intel 公司推出的CPU为例，详细介绍了计算机CPU的发展。

关键词：CPU 数据总线时钟频率80X86 Pentium Core

1. 引言

自1946年第一台计算机问世以来，计算机的发展已经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路4个阶段。而中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）正是现代计算机系统的核心和引擎，计算机日新月异的发展在很大程度上归结为CPU技术的发展。通常，计算机的发展是以CPU的发展为表征的。根据摩尔定律，我们知道微处理器集成度每个18个月翻一番，芯片的性能也随之提高一倍左右。目前世界上生产CPU最强的公司是美国著名的Intel公司。本文将从Intel公司推出的第一台微处理器4004逐个介绍到Intel最近推出的Core系列处理器，通过这些介绍来让大家深刻地了解计算机中央处理器CPU的发展。

2. Intel 4004

1971年，Intel公司推出了世界上第一款微处理器4004，这是第一个可用于微型计算机的四位微处理器。它包含2300个晶体管，功能相当有限，而且速度还很慢，被当时的蓝色巨人IBM以及大部分商业用户不屑一顾，但是它毕竟是划时代的产品。从此以后，Intel便与微处理器结下了不解之缘。

3. 8086/8088/80186/80188

1978年，Intel公司正式推出了8086CPU，这是该公司生产的第一个16位芯片，内外数据总线均为16位，地址总线20位，主存寻址范围为1MB，时钟频率为5MHz，集成度只有0.040百万件/个。

由于当时的外设接口是8位，8086的16位外设数据线不能直接与外设接口连接，这一点限制了8086的推广。于是，1979年，Intel公司推出了准16位处理器8088，它只是将数据总线改为8位，其他设计都没有交大的改变，应用较为广泛。

8086/8088CPU内部结归纳起来可分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分。这三大部分互相协调，对命令各数据进行分析、判断、运算并控制计算机协调工作。以后不管什么样的CPU，其内部结构都可归纳为这三部分。

8086/8088的指令是以字节为基础构成的，建立了指令预取队列，将取指令和执行指令这两个操作分别由总线接口单元（BIU）和执行单元（EU）来完成，提高了微处理器的指令执行速度。

8086/8088内有8个通用寄存器（AX，BX,CX,DX,SP,BP,SI,DI），4个段寄存器（SS,ES,DS,CS）和2个控制寄存器（IP,FLAGS）,这些寄存器全部是16位寄存器。

8086/8088无高速缓存。

随后，Intel公司80186/80188，它们的核心分别是8006/8088，配以定时器、中断控制器、DMA控制器等支持电路，功能更多，速度更快。80186/80188指令系统比8086/8088增加了若干实用的指令，涉及堆栈操作、位移指令、输入输出指令、过程指令、边界检测及乘法指令。

4. 80286

1982年，Intel公司推出80286CPU，集成了大约130000个晶体管，时钟频率6到20MHz，16位内外数据总线，地址总线扩展到24位，物理存储器有16MB的容量。80286除原来的实模式外，还引入了保护工作模式。在保护工作模式下，80286提供了虚拟存储管理和多任务的硬件控制，能直接寻址16MB主存和1GB的虚拟存储器，提供保护机制。80286指令系统包括全部80186指令及新增的保护模式指令15条，其中有些保护模式指令在实模式下也可以使用。

5. 80386

1985年，Intel公司推出他的第一款32位微处理器80386CPU。其内部包含27.5万个晶体管，时钟频率为12.5MHz，后逐步提升到20MHz、25MHz、33MHz，最后还有少量40MHz。80386的内部和外部数据总线是32位，地址总线也是32位，可寻址4GB内存和64TB虚拟内存。80386除保持与80286完全兼容之外，又提供了虚拟8086操作模式，可以同时模拟多个8086处理器。80386指令系统在兼容原来16位指令系统的基础上，全面升级为32位，还新增了有关操作、条件设置指令以及对控制、调试和测试寄存器的传送指令等。

6. 80486

1989年，Intel公司推出新一代微处理器80486，它相当于在一片80386的基础上加了80387浮点运算协处理器和一片8K的Cache高速缓冲器。

（补充：缓存的作用是为CPU和内存进行数据交换时提供一个高速的数据缓冲区。当CPU读取数据时，首先在缓存中寻找，如果找到了则直接从缓存中读取，如果在缓存中未能找到，那么CPU就从内存中读取数据。CPU缓存一般分为L1高速缓存和L2高速缓存。L1用于暂存部分指令和数据，以使CPU能迅速地得到所需要的数据。L1高速缓存与CPU 同步运行，其缓冲容量对CPU性能影响较大。L2的作用是协调CPU的运行速度与内存存取速度的差异。）

80486采用精简指令技术RISC和指令流水线技术，性能更高，许多80486指令运行时间为1个时钟周期。

80486除80386所有的三种工作模式（实地址模式、受保护的虚拟地址模式、虚拟8086模式）外，还有一种系统管理工作模式（SMM）。

80486指令系统新增了用于多处理器和内部Cache操作的6条指令。

7. Pentium，Pentium MMX

1993年，Intel公司制成Pentium（奔腾）处理器。Pentium仍为32位结构，地址总线为32位，但外部数据总线为64位，内部时钟频率位60到120MHz，内存Cache位16KB。

Pentium处理器对浮点处理单元进行重大改进，包含了专用的加法乘法和除法单元；采用具有两条整数流水线的超标量技术；对常用的简单指令用硬件实现，重新设计指令的伪代码等。所有这些都提高了Pentium的整体性能。

Pentium新增了一条8字节比较交换指令和一条处理器识别指令，以及4条系统专用指令。

1994年，为适应多媒体数据的处理要求，Intel公司将多媒体扩展技术MMX融入Pentium 形成了Pentium MMX处理器。其引脚与Pentium兼容，时钟频率最高达233MHz，内部Cache 为32KB。

Pentium MMX新增了57条多媒体指令，一条指令可以对多个数据进行操作，也可用这些指令对图像、音频、视频和通信方面的程序优化，提高微机对多媒体软件的执行速度。

8. Pentium Pro，Pentium II，Pentium III(P6处理器系列)

1995年，Intel公司推出Pentium Pro处理器，地址总线36条，可以寻址主存64GB容量。它由含有16KBcache的CPU和含256/512KB的二级Cache芯片组成。Pentium Pro扩展了超标量技术，具有3个整数处理单元和1个浮点处理单元，能同时执行3条指令，并对32位指令进行优化处理。此外，Pentium Pro还支持多处理器系统。Pentium Pro还新增了3条指令。

同样，为了增强对多媒体数据的处理能力，1997年，Intel公司在Pentium Pro中也采用MMX技术，推出了Pentium II。Pentium II继承了MMX技术和Pentium Pro的动态执行技术，内部一级Cache增加为64KB，二级Cache增加为512KB，时钟频率进一步提高。

1999年，针对国际互联网和三维多媒体程序的应用要求，Intel公司又采用数据流SIMD 扩展SSE技术推出了Pentium III处理器。Pentium III还首次增加了处理器序列标号PSN。PSN的设置可用来加强资源跟踪、安全保护和内容管理。Pentium III在Pentium II的基础上又新增了70条SSE指令，极大地提高了浮点3D数据的处理能力。（后来，为了占领低端微机市场，Intel公司推出了Pentium II和III的简化版本Celeron（赛扬）微处理器；再后来，又推出支持SSE2指令的Celeron 2（赛扬2）微处理器。）

9. Pentium 4

2000年底，Intel公司推出Pentium 4，它是继1995年出品的Pentium Pro之后的第一款重新设计过的处理器，新增了76条SSE2指令，引入了NetBurst微结构。SSE2指令系统侧重于增强浮点双精度数据的运算能力，主要面向高性能的多媒体程序的应用。Pentium 4有着非常快速到400MHz的前端总线，之后更有提升到533MHz、800MHz。

10. Intel Xeon 处理器系列

2001年，Intel公司推出了基于NetBurst微结构的Xeon处理器，在Xeon MP处理器中增加了超线程技术；64位的Xeon处理器则支持64位扩展内存；双核的Xeon处理器则支持双核技术；Xeon 70XX系列处理器支持虚拟技术。

11. Pentium M 处理器

2003年，Intel公司推出了低功耗、高性能、可移动的Pentium M处理器系列。支持动态执行的Intel结构，具有32MB的指令Cache和32MB的回写数据Cache；具有先进的分支预测和数据预取逻辑；支持MMX、SIDM、和SSE2指令集合。

12. Pentium D 处理器

2005年，Intel公司推出了Pentium D处理器。奔腾D是双核心加了64位指令集，这是和奔4 最本质的区别了。D 处理器是用于台式机的双内核处理器。它在一个物理处理器内包含两个完整的执行内核，这两个内核以相同的频率运行。两个内核共享相同的封装和芯片组/内存接口。双内核在一个物理处理器中提供两个执行内核，允许平台在更少的时间完成更多的任务，同时享受与计算机的流畅交互。这是Pentium D 处理器的主要特性与优势。

13. Intel Core Solo和Intel Core Duo处理器

2006年，Intel公司推出了Intel Core Solo和Intel Core Duo处理器。Core Solo是单核处理器，Core Duo是处理器采用了双核技术，他们都具有低功耗、高性能的特点。这两款处理器在Pentium M处理器的基础上对微结构进行了改进，并改进了解码和SIMD指令的执行。

14. Core i系列

2010年，征战多时的Core 2 Duo/Quad/Extreme将逐步退役，取而代之的是分别面向高中低端市场的三个新系列：Core i7、Core i5和Core i3。Intel公司进来推出的Core i系列处理器生产工艺降至32nm,时钟频率有的高达之3100MHz，集成度达每个芯片820.00百万件器件，除一级二级缓存外，又有3M到8M的三级缓存。2011年2月份，Intel公司发布了四款新酷睿i系列处理器和六核芯旗舰酷睿i7-990X。其中包括新版的I3，也就是I3 2100。新版的I3——I3 2100与旧I3相比，主频提高到3100MHz，总线频率提高到5.0GT/s，倍频提高到31倍，最重要的是采用最新且与新I5、新I7相同的构架Sandy Bridge。

15. 结束语

如今的CPU就像一匹脱缰了的野马正以超出寻常的速度向前发展，在短短的一段时间内我们满耳都充斥着频率提升、新品发布的消息。如果说显示卡、声卡的更新是技术上的创新，那么CPU的升级换代就是技术上的革命!毫无疑问，高性能、低能耗、高速度和低成本将是CPU未来发展的方向。

参考文献：

[1]马义德张在峰等著微型计算机原理及应用(第4版) 高等教育出版社2011.6

[2]卜艳萍周伟著汇编语言程序设计教程(第3版) 清华大学出版社2011.8

[3]ZhuTiaotiao CPU发展史https://www.wendangku.net/doc/3514579035.html,/viewweight=31&lastweight=23&count=4

[4]奔腾D处理器百度百科

[5]罗桂琼CPU的研究与实现https://www.wendangku.net/doc/3514579035.html,/viewf2d1ebd528ea81c7850.htmlfrom

CPU发展史

课程名称：微机原理 报告名称： CPU 的发展历程探究 ——Intel与龙芯 姓名：王永琦 指导教师：周维民 学院:机电工程与自动化学院 CPU的发展历程探究

CPU是中央处理器(Central_Processing_Unit)的缩写，它由控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分组成，可以进行运算、分析、判断并控制计算机各部分协调工作。随着集成电路加工工艺的进步和计算机体系结构的发展，CPU获得了迅猛的发展，并对现代信息社会产生了深远的影响，被誉为20世纪最伟大的发明之~。 在微机的各种部件中，CPU是~核心的部件，CUP的运行速度和性能在很大程度上决定了微机的整体性能。随着电子技术的发展，CPU的集成度越来越高，其运行速度也在成倍地增长，从而促进了微机技术的发展。从某种角度来讲，微机技术的发展和CPU的发展是密切相关。 计算机的发展主要表现在其核心部件——微处理器的发展上，每当~款新型的微处理器出现时，就会带动计算机系统的其他部件的相应发展，如计算机体系结构的进~步优化，存储器存取容量的不断增大、存取速度的不断提高，设备的不断改进以及新设备的不断出现等， 70年代初期，大规模集成电路技术的发展，使运算器和控制器(即CUP)能集成在一个芯片上，像这样的芯片就称为微处理器。微处理器决定了微机的型号，速度和档次。在评价微机的性能时，首先应该了解其微处理器的性能。 目前世界上能生产CPU的厂商主要有Intel、AMD、IBM、Motorola和台湾的威盛等，其中Intel占据了约75%的市场份额。按照处理信息的字长，CPU可以分为8位、16位、32位和64位等。如果把计算机比作~个人，CPU就是他的心脏，其重要作用是不言而喻的。 目前的计算机大都采用冯·诺依曼结构，即以存储程序原理为基础，由程序通过~系列的指令来实现~定的功能。CPU执行程序所需时间为: P=I×C×T 式中，I为程序编译后的机器指令数，C为执行每条机器指令所需的平均机器周期，T为每个机器周期的执行时间。P越少，CPU的性能就越好。因此，CPU 的性能与I、C和T三个因素有关。其中，T依赖于CPU硬件本身，由半导体材料和加工工艺决定，I和C则依赖于CPU软件及硬件，由计算机体系结构的设计

CPU的发展趋势

CPU的发展趋势 1． 技术发展趋势 （1）工艺的影响。在过去30多年的发展过程中，高性能微处理器基本上都是按照著名的摩尔定律在发展。根据世界半导体行业共同制订的2003年国际半导体技术发展路线图及其2004年更新，未来15年集成电路仍将按摩尔定律持续高速发展。预测到2010年，高性能CPU 芯片上可集成的晶体管数将超过20亿个（到2018年超过140亿个）[4]。半导体技术的这些进步，为处理器的设计者提供了更多的资源（无论是晶体管的数量和种类）来实现更高性能的芯片，从而有可能在单个芯片上创造更复杂和更灵活的系统。 随着晶体管集成度的越来越高、频率和计算速度的越来越快，芯片的功耗问题、晶体管的封装、芯片的蚀刻等越来越难以处理。这些因素使得摩尔定律本身的发展及其对处理器的影响发生了一些深刻的变化。 首先，根据上述的路线图，摩尔定律指出的发展趋势已经变缓，由原来的1.5年一代变为2-3年一代。除了技术本身的难度增加以外，集成电路生产线更新换代的成本越来越昂贵，生产厂家需要更多的时间来收回生产线成本也是一个重要原因。 其次，处理器主频正在和摩尔定律分道扬镳。摩尔定律本质上是晶体管的尺寸以及晶体管的翻转速度的变化的定律，但由于商业的原因，摩尔定律同时被赋予每1.5年主频提高一倍的含义[4，5，6]。事实

上过去每代微处理器主频是上代产品的两倍中，其中只有1.4倍来源于器件的按比例缩小，另外1.4倍来源于结构的优化，即流水级中逻辑门数目的减少。但目前的高主频处理器中，指令流水线的划分已经很细，很难再细分。例如，Pentium IV的20级流水线中有两级只进行数据的传输，没有进行任何有用的运算。另外，集成度的提高意味着线宽变窄，信号在片内传输单位距离所需的延迟也相应增大，连线延迟而不是晶体管翻转速度将越来越主导处理器的主频。功耗和散热问题也给进一步提高处理器主频设置了很大的障碍。因此，摩尔定律将恢复其作为关于晶体管尺寸及其翻转速度的本来面目，摩尔定律中关于处理器主频部分将逐渐失效。 此外，虽然集成度的提高为处理器的设计者提供了更多的资源来实现更高性能的芯片，但处理器复杂度的增加将大大增加设计周期和设计成本。 针对上述问题，芯片设计越来越强调结构的层次化、功能部件的模块化和分布化，即每个功能部件都相对地简单，部件内部尽可能保持通信的局部性。 （2）结构的影响。在计算机过去60年的发展历程中，工艺技术的发展和结构的进步相得益彰，推动着计算机功能和性能的不断提高。工艺技术的发展给结构的进步提供了基础，而结构的进步不仅给工艺技术的发展提供了用武之地，同时也是工艺技术发展的动力[3]。 在过去60年的发展历程中，计算机的体系结构每20年左右就出现一个较大突破，已经经历了一个由简单到复杂，由复杂到简单，又由简

嵌入式微处理器未来市场趋势

嵌入式微處理器未來市場趨勢 CPU的架構大致上可分為CISC CPU & RISC CPU。 CISC CPU適用於大量資料運算的應用(INTEL、AMD、VIA的x86 CPU)。 RISC CPU所強調的是執行的效率與省電的要求(ARM、MIPS、ARC …)。 不論是CISC或是RISC CPU，都可以依據CPU內部處理資料匯流排的寬度，可區分成8位元、16位元、32位元與64位元等四種。根據In-Stat的統計，成長最快的是64位元嵌入式CPU，主要應用在STB、DTV與電視遊戲機等需要大量資料處理的產品。 8至64位元主要產品中所使用嵌入式CPU種類 全球的嵌入式CPU供應商第一大廠商是ARM，排名第二是MIPS。但兩家的產品定位並不完全相同。 ARM的CPU會強調省電應用；MIPS則主打高效能的產品。 因此在過去強調省電訴求的行動電話是嵌入式產品最大應用產品情況下，ARM 的營收皆優於MIPS。MIPS已逐漸淡出16位元CPU的市場，而專注於32位元以上的CPU。ARM與其最大競爭對手MIPS的差異處在於，以交易機制來分析，一般而言，ARM的授權金比重較高，而MIPS則收取比例較高的權利金。 早期台灣廠商CPU或MCU相關技術可區分成三類，8051架構、6502架構與自行研發等三種。INTEL的8051與Motorola的6502都是8位元的架構，初期都是由工研院所授權獲得，並推廣至國內業者。另外自行研發的也不在少數，例如凌陽、盛群、金麗或十速等公司，但都是32位元以下的架構。

嵌入式微處理(CPU)器與微控制器(MCU) 微處理器強調運算效能，而微控制器著重控制功能。 在SoC整合趨勢下，嵌入式微處理器加上記憶體、邏輯與I/O等IP將構成強大效能的微控制器；而增強位元數後的微控制器亦具有MPU的強大處理功能。 微處理器若以應用產品的軟體平台來區分，可分成特定應用型與泛用型兩種。特定應用型： 操作軟體大致是依據終端產品所需的功能加以設計，其最大特色是封閉的操作環境，終端產品的使用者大致上不需了解軟體的構造，也不能修改其操作功能，應用產品有印表機、數位相機、車用設備與遊戲機等，這類型產品通常較簡單其穩定性也要求較高。 泛用型： 如簡易的電腦一樣，有著相似而共通的作業系統，主要應用在PDA、Smart Phone、STB（視訊轉換器）、Thin Client等。此類產品因具有資訊交換的功能，其作業系統較複雜，相容性的要求也較高。 微控制器主要是負責系統產品中控制功能的IC元件。目前電子產品朝向輕薄短小、功能強大、價格低廉等目標發展，加上開發時程日益縮短，微控制器具有整合諸多功能於一身的特性，不但節省開發時間，在降低體積與成本上也有相當大的助益。 微控制器因有下列優點： 1.低價 2.較小的程式碼 3.可使用C語言編譯，開發更容易 4.耗電量較低 5.最高的效能與價格比 16位元以上的微控制器主要應用在通訊(如ISDN、USB等)、車用與工業等項目；由於需要符合工業規格，必須認證後才能出貨，技術層次較高。 隨著系統產品功能的多樣化，人機介面必須具有親和力…等，微控制器的效能亦不斷要求提升，近年來32/64位元微控制器成長率有越來越高的趨勢。

微处理器发展史

微处理器发展史 CPU发展史 CPU也称为微处理器，微处理器的历史可追溯到1971年，当时INTEL公司推出了世界上第一台微处理器4004。 它是用于计算器的4位微处理器，含有2300个晶体管。从此以后，INTEL便与微处理器结下了不解之缘。 下面以INTEL公司的80X86系列为例介绍一下微处理器的发展历程。 1978和1979年， INTEL公司先后推出了8086和8088芯片，它们都是16位微处理器， 内含29000个晶体管，时钟频率为4.77MHz，地址总线为20位， 可使用1MB内存。它们的内部数据总线都是16位，外部数据总线8088是8位，8086是16位。

1981年 8088芯片首次用于IBMPC机中，开创了全新的微机时代。最早的i8086/8088是采用双列直插（DIP）形式封装， 从i80286开始采用方形BGA扁平封装（焊接）， 从i80386开始到Pentiumpro开始采用方形PGA（插脚），1982年， INTEL推出了80286芯片，该芯片含有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皆为16位，地址总线24位，可寻址16MB内存。80286有两种工作方式：实模式 和保护模式。 1985年 INTEL推出了80386芯片，它是80X86系列中的第一种32位微处理器，内含27.5万个晶体管， 时钟频率为12.5MHz，后提高到20MHz，25MHz，33MHz。

其内部和外部数据总线都是32位，地址总线也是32位，可寻址4GB内存。 它除具有实模式和保护模式外，还增加了一种叫虚拟86的工作方式，可以通过同时模拟多个8086 处理器来提供多任务能力。 除了标准的80386芯片(称为80386DX)外，出于不同的市场和应用考虑，INTEL又陆续推出了一些 其它类型的80386芯片： 80386SX、80386SL、80386DL等。 1988年 推出的80386SX是市场定位在80286和80386DX之间的一种芯片，其与80386DX的不同在于 外部数据总线和地址总线皆与80286相同，分别是16位和24位(即寻址能力为16MB)。 1990年 推出的80386SL和80386DL都是低功耗、节能型芯片，主要用于便携机和节能型台式机。

计算机中央处理器CPU的发展

计算机中央处理器CPU的发展 (兰州大学信息科学与工程学院10级电信基地班胡亚昆) 摘要：上个世纪中期至今，计算机的发展日新月异。CPU是计算机的核心。本文以美国Intel 公司推出的CPU为例，详细介绍了计算机CPU的发展。 关键词：CPU 数据总线时钟频率80X86 Pentium Core 1. 引言 自1946年第一台计算机问世以来，计算机的发展已经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路4个阶段。而中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）正是现代计算机系统的核心和引擎，计算机日新月异的发展在很大程度上归结为CPU技术的发展。通常，计算机的发展是以CPU的发展为表征的。根据摩尔定律，我们知道微处理器集成度每个18个月翻一番，芯片的性能也随之提高一倍左右。目前世界上生产CPU最强的公司是美国著名的Intel公司。本文将从Intel公司推出的第一台微处理器4004逐个介绍到Intel最近推出的Core系列处理器，通过这些介绍来让大家深刻地了解计算机中央处理器CPU的发展。 2. Intel 4004 1971年，Intel公司推出了世界上第一款微处理器4004，这是第一个可用于微型计算机的四位微处理器。它包含2300个晶体管，功能相当有限，而且速度还很慢，被当时的蓝色巨人IBM以及大部分商业用户不屑一顾，但是它毕竟是划时代的产品。从此以后，Intel便与微处理器结下了不解之缘。 3. 8086/8088/80186/80188 1978年，Intel公司正式推出了8086CPU，这是该公司生产的第一个16位芯片，内外数据总线均为16位，地址总线20位，主存寻址范围为1MB，时钟频率为5MHz，集成度只有0.040百万件/个。 由于当时的外设接口是8位，8086的16位外设数据线不能直接与外设接口连接，这一点限制了8086的推广。于是，1979年，Intel公司推出了准16位处理器8088，它只是将数据总线改为8位，其他设计都没有交大的改变，应用较为广泛。 8086/8088CPU内部结归纳起来可分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分。这三大部分互相协调，对命令各数据进行分析、判断、运算并控制计算机协调工作。以后不管什么样的CPU，其内部结构都可归纳为这三部分。 8086/8088的指令是以字节为基础构成的，建立了指令预取队列，将取指令和执行指令这两个操作分别由总线接口单元（BIU）和执行单元（EU）来完成，提高了微处理器的指令执行速度。 8086/8088内有8个通用寄存器（AX，BX,CX,DX,SP,BP,SI,DI），4个段寄存器（SS,ES,DS,CS）和2个控制寄存器（IP,FLAGS）,这些寄存器全部是16位寄存器。 8086/8088无高速缓存。 随后，Intel公司80186/80188，它们的核心分别是8006/8088，配以定时器、中断控制器、DMA控制器等支持电路，功能更多，速度更快。80186/80188指令系统比8086/8088增加了若干实用的指令，涉及堆栈操作、位移指令、输入输出指令、过程指令、边界检测及乘法指令。

中央处理器的发展

中央处理器的发展 CPU的英文全称是Central Processing Unit，意思是中央处理单元，我们通常也称之为中央处理器。CPU是电脑中最重要的核心组件。通常，一块CPU都要包含运算/逻辑单元、控制单元和寄存器这三部分，这些单元都被集成在一块面积不大的硅晶片中。 要了解CPU，首先要了解一些CPU方面的术语，拿这颗Intel新推出的P4 2.8E（图1）来看，它的一些参数已经在金属外壳上刻有了，2.80GHz/1M/800分别代表CPU的主频、二级缓存和前端总线频率。 主频就是这颗CPU的工作频率，一般来说主频越高CPU的速度越快，性能也就越强，主频、倍频和外频之间有一个换算关系：主频＝外频×倍频。这颗CPU的外频是200MHz，于是我们可以推算出它的倍频应该是14。缓存是很重要的一个指标，Intel通常按照二级缓存的多少来划分Pentium和Celeron，通常两者之间有一倍的差距。前端总线（FSB）在Intel P4系列CPU 中和外频之间也有个换算关系：前端总线频率（FSB）＝外频×4，所以通过这里给出的800MHz，我们可以推算出外频为200 MHz。 目前，市面上的CPU主要是Intel和AMD两家公司的，下面我们从这两个公司的发展旅程来看看CPU的发展。

CPU双雄：Intel & AMD 一、早期的CPU 早期我们接触的电脑，大部分使用的是Intel的处理器，386、486其实说的就是CPU的型号。例如486是指CPU为Intel 8 0486（图2）处理器的电脑，Intel的处理器价格昂贵，并不是每个人都能够买得起的，当时一台普通的486电脑售价接近1000 0RMB。这个时候的AMD公司一直都在努力仿照Intel的CPU，推出一系列与之兼容的处理器，而且采取和Intel同样的命名方式，也取名叫386、486。 二、Pentium与K5出现 1993年3月，Intel发布了继80486之后的又一款CPU，并正式取名为Pentium（奔腾），俗称“586”。最初有Pentium 60和Pentium 66两款产品，后面的数字代表CPU的主频。94年至96年，Intel又分别将主频从75MHz提升到200MHz。所有的P entium系列都内置了16KB的一级缓存，二级缓存集成在主板上。 AMD公司为了与Pentium系列的处理器抗衡，也推出了自己的K5系列CPU。K5系列的处理器集成了24KB一级缓存，比Pentium系列多出了50％，在整体性能方面K5要高过同频的Pentium。 三、Pentium MMX与K6时代 1996年底，Pentium MMX 上市了（图3），这是另一款有划时代意义的处理器，它一共包括3种主频：166/200/233MHz。Intel将一级缓存增加到32KB，CPU接口也固定为Socket 7。Pentium MMX和上一代产品主要的区别就在这个MMX上，它包

ARM微处理器体系结构及其发展趋势

ARM微处理器体系结构及其发展趋势 摘要：嵌入式微处理器是体系结构研究领域的一个热点。本文从微处理器设计者的角度出发，对在嵌入式系统当中应用广泛的32位ARM微处理器系列的体系结构作了研究和探讨，同时分析了其发展趋势。 关键词： ARM；体系结构；嵌入式微处理器；发展趋势 1. 概述 嵌入式系统一般指非PC系统，它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件（OS）（要求实时和多任务操作）和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起。应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。 嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般具备以下4个特点：（1）对实时多任务有很强的支持功能，能完成多任务并且有较短的中断时间；（2）具有功能较强的存储区保护功能；（3）可扩展的处理器结构，以能最迅速地开发出满足应用的各种性能的嵌入式微处器；（4）功耗很低。 嵌入式处理器的基础是通用计算机中的CPU。但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都作了各种增强。具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点，芯片中往往包括少量ROM和RAM甚至一定容量的FLASH，一般还包括总线接口、常用设备的控制器、各种外设等器件，从而极大的减少了构成系统的复杂性，因此又称之为片上系统（SystemOnchip,SOC）。 ARM（AdvancedRISCMachine）是英国ARM公司设计开发的通用32位RISC微处理器体系结构，其主要优势在于简单的设计和高效的指令集。ARM的设计目标是微型化、低功耗、高性能的微处理器实现。目前，ARM微处理器家族在嵌入式系统、掌上电脑、智能卡和GSM中断控制器等领域获得了广泛地应用，几乎占据了嵌入式处理器的半壁江山。 2. ARM体系结构 作为一种RISC体系结构的微处理器，ARM微处理器具有RISC体系结构的典型特征。还具有以下特点： （1）在每条数据处理器指令当中，都控制算术逻辑单元（ALU）和移位器，以使ALU 和移位器获得最大的利用率； （2）自动递增和自动递减的寻址模式，以优化程序中的循环； （3）同时Load和Store多条指令，以增加数据吞吐率； （4）所有指令都条件执行，以增大执行吞吐量。 这些是对基本RISC体系结构的增强，使得ARM处理器可以在高性能、小代码尺寸、低功耗和小芯片面积之间获得好的平衡。 作为一种RISC微处理器，ARM指令集的效率比基于CISC的系统高得多。指令集由11个基本指令类型组成，两种用于片上ALU、环形移位器和乘法器，3种用于控制存储器和寄存器之间的数据传送，另外3种控制执行的数据流和特权级别。最后3种指令用于控制外部协处理器，这使得指令集的功能可以在片外得到扩展。对于一些高级语言的编译器来说，ARM 的指令集是比较理想的。而且汇编器的编码也非常简单。ARM指令集的另一个特征是所有的

CPU的发展历程

CPU的发展历程 CPU也称为微处理器，微处理器的历史可追溯到1971年，当时INTEL公司推出了世界上第一台微处理器4004。它是用于计算器的4位微处理器，含有2300个晶体管。从此以后，INTEL便与微处理器结下了不解之缘。下面以INTEL公司的80X86系列为例介绍一下微处理器的发展历程。 1978和1979年，INTEL公司先后推出了8086和8088芯片，它们都是16位微处理器，内含29000个晶体管，时钟频率为4.77MHz，地址总线为20位，可使用1MB内存。它们的内部数据总线都是16位，外部数据总线8088是8位，8086是16位。1981年8088芯片首次用于IBMPC机中，开创了全新的微机时代。最早的i8086/8088是采用双列直插（DIP）形式封装，从i80286开始采用方形BGA扁平封装（焊接），从i80386开始到Pentiumpro开始采用方形PGA（插脚），1982年，INTEL推出了80286芯片，该芯片含有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皆为16位，地址总线24位，可寻址16MB内存。80286有两种工作方式：实模式和保护模式。 1985年INTEL推出了80386芯片，它是80X86系列中的第一种32位微处理器，内含27.5万个晶体管，时钟频率为12.5MHz，后提高到20MHz，25MHz，33MHz。其内部和外部数据总线都是32位，地址总线也是32位，可寻址4GB内存。它除具有实模式和保护模式外，还增加了一种叫虚拟86的工作方式，可以通过同时模拟多个8086处理器来提供多任务能力。 除了标准的80386芯片(称为80386DX)外，出于不同的市场和应用考虑，INTEL 又陆续推出了一些其它类型的80386芯片：80386SX、80386SL、80386DL等。 1988年推出的80386SX是市场定位在80286和80386DX之间的一种芯片，其与80386DX的不同在于外部数据总线和地址总线皆与80286相同，分别是16位和24位(即寻址能力为16MB)。 1990年推出的80386SL和80386DL都是低功耗、节能型芯片，主要用于便携机和节能型台式机。80386SL与80386DL的不同在于前者是基于80386SX的，后者是基于80386DX的，但两者皆增加了一种新的工作方式：系统管理方式(SMM)。当进入系统管理方式后，CPU就自动降低运行速度、控制显示屏和硬盘等其它部件暂停工作，甚至停止运行，进入"休眠"状态，以达到节能目的。 1989年INTEL推出了80486芯片，这种芯片实破了100万个晶体管的的界限，集成了120万个晶体管。其时钟频率从25MHz逐步提高到33MHz、50MHz。80486是将80386和数学协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内，并且在 80X86系列中首次采用了RISC技术，可以在一个时钟周期内执行一条指令。它还采用了突发总线方式，大大提高了与内存的数据交换速度。由于这些改进，80486的性能比带有80387数学协处理器的80386DX提高了4倍。 80486和80386一样，也陆续出现了几种类型。上面介绍的最初类型是80486DX。

微型计算机和微处理器的发展

微型计算机和微处理器的发展 本篇报告的目的讲述微型计算机和微处理器的发展史，以此来深化对计算机功能结构的认识，并进一步了解计算机工作的模式，在此基础上对未来的计算机发展做一个合理的推测和预期。其实微型计算机的发展和微处理器的发展其实是紧密结合，密不可分的，微型计算机的发展主要表现在其核心部件——微处理器的发展上，每当一款新型的微处理器出现时，就会带动微机系统的其他部件的一并发展，比如在微机体系结构上，存储器存取容量、存取速度上，以及外围设备都在不断改进，在此基础上新设备也在不断出现并推动微型计算机的进一步发展。 第一篇 微机的发展上根据微处理器的字长和功能，将微型计算机的发展简单划分为以下几个阶段。 第一阶段： 概述：4位和8位低档微处理器（第1代） 基本特点：采用PMOS工艺，集成度低（4000个晶体管/片）， 指令系统:系统结构和指令系统简单，主要采用机器语言或简单的汇编语言，指令数目少，基本指令周期为20~50μs，用于简单的控制场合。 举例：Intel4004和Intel8008微处理器和分别由它们组成的MCS-4和MCS-8微机 第二阶段： 概述：8位中高档微处理器（第二代） 特点：采用NMOS工艺，集成度提高约4倍，运算速度提高约10~15倍 指令系统：比较较完善，具有典型的计算机体系结构和中断、DMA等控制功能 软件方面：除汇编语言外，还有BASIC、FORTRAN等高级语言和相应的解释程序和编译程序，在后期出现操作系统。 举例：Intel8080/8085、Motorola公司、Zilog公司的Z80 第三阶段： 概述：16位微处理器（第三代） 特点：用HMOS工艺，集成度（20000~70000晶体管/片）和运算速度都比第2代提高了一个数量级 指令系统：指令系统更加丰富、完善，采用多级中断、多种寻址方式、段式存储机构、硬件乘除部件，并配置了软件系统 产品举例：Intel公司的8086/8088，Motorola公司的M68000，Zilog公司的Z8000 第四阶段： 概述：32位微处理器（第四代） 产品举例：Intel公司的80386/80486，Motorola公司的M69030/68040 基本特点：采用HMOS或CMOS工艺，集成度高达100万个晶体管/片，具有32位地址线和32位数据总线 评价：微型计算机的功能已经达到甚至超过超级小型计算机，完全可以胜任多任务、多用户的作业 第五阶段： 概述：奔腾系列微处理器（第5代） 产品举例：Intel公司的奔腾系列芯片及与之兼容的AMD的K6系列微处理器芯片 特点：AMD与Intel分别推出来时钟频率达1GHz的Athlon和PentiumⅢ。00年11月，Intel又推出了Pentium4微处理器，集成度高达每片4200万个晶体管，主频为1.5GHz。2002

(完整版)CPU的发展趋势

2016-2017年第1学期 CPU的发展趋势 学院：电子信息与电气工程学院专业班级：通信工程2 0 1 4 级1班姓名： 学号： 指导教师： 2016年10月

CPU的发展趋势 摘要CPU是计算机的核心部件，CPU的性能当然能够体现出现代化社会计算机的发展程度。为了能满足计算机市场的需求，研究人员不断的对CPU进行更新迭代，来使CPU 的性能得以提高。本文通过对CPU发展历史的研究，和对现状的分析来对CPU的发展趋势进行探讨。 关健词 CPU 性能发展历史发展趋势 一、CPU的概述 CPU中文名是中央处理器，是计算机的核心部位，在计算机的运行中主要负责对指令的执行和数据的处理。在CPU 的内部由上百万个微型的晶体管共同组成控制单元、逻辑单元和存储单元。CPU 在计算机中主要的功能有以下四个方面： （1）处理指令 这是指控制程序中指令的执行顺序。程序中的各指令之间是有严格顺序的，必须严格按程序规定的顺序执行，才能保证计算机系统工作的正确性工作。 （2）执行操作 一条指令的功能往往是由计算机中的部件执行一序列的操作来实现的。CPU要根据指令的功能，产生相应的操作控制信号，发给相应的部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。 （3）控制时间 时间控制就是对各种操作实施时间上的定时。在一条指令的执行过程中，在什么时间做什么操作均应受到严格的控制。只有这样，计算机才能有条不紊地工作。 （4）处理数据 即对数据进行算术运算和逻辑运算，或进行其他的信息处理。 其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据，并执行指令。在微型计算机中又称微处理器，计算机的所有操作都受CPU控制，CPU的性能指标直接决定了微机系统的性能指标。CPU具有以下4个方面的基本功能：数据通信，资源共享，分布式处理，提供系统可靠性。运作原理可基本分为四个阶段：提取、解码、执行和写回。 二、CPU 的发展历史 1971年。世界上第一块微处理器4004在Intel公司诞生了。它出现的意义是划时代的，比起现在的CPU，4004显得很可怜，它只有2300个晶体管，功能相当有限，而且速度还很慢。 1978年，Intel公司首次生产出16位的微处理器命名为i8086，同时还生产出与之相配合的数学协处理器i8087，这两种芯片使用相互兼容的指令集。由于这些指令集应用于i8086和i8087，所以人们也把这些指令集统一称之为X86指令集。这就是X86指令集的来历。 1979年，Intel公司推出了8088芯片，它是第一块成功用于个人电脑的CPU。它仍旧是属于16位微处理器，内含29000个晶体管，时钟频率为4.77MHz，地址总线为20位，寻址范围仅仅是1MB内存。8088内部数据总线都是16位，外部数据总线是8位，而它的兄弟8086是16位，这样做只是为了方便计算机制造商设计主板。 1981年8088芯片首次用于IBM PC机中，开创了全新的微机时代。 1982年，Intel推出80286芯片，它比8086和8088都有了飞跃的发展，虽然它仍旧是16位结构，但在CPU的内部集成了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皆为16位，地址总线24位，可寻址16MB内存。80286也是应用比较广泛的一块CPU。

CPU的发展历程和趋势.

CPU的发展历程和趋势 文计081-2班李香 200890513216号 CPU是Central Processing Unit（中央微处理器）的缩写，它是计算机中最重要的一个部分，由运算器和控制器组成。它的发展非常迅速，个人电脑从8088(XT)发展到现在的Pentium 4时代，只经过了不到二十年的时间。从生产技术来说，最初的8088集成了29000个晶体管，而PentiumⅢ的集成度超过了2810万个晶体管；CPU的运行速度，以MIPS(百万个指令每秒)为单位，8088是0.75MIPS，到高能奔腾时已超过了1000MIPS。CPU的内部结构归纳起来可分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分，这三个部分相互协调，对命令和数据进行分析、判断、运算并控制计算机各部分协调工作。按照其处理信息的字长，CPU可以分为： 4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器以及正在酝酿构建的64位微处理器。 Intel 8086/8088：1978年英特尔公司生产的8086是第一个16位的微处理器.8086微处理器最高主频速度为8MHz，具有16位数据通道，内存寻址能力为1MB。1979年，英特尔公司又开发出了8088。8086和8088在芯片内部均采用16位数据传输，所以都称为16位微处理器，但8086每周期能传送或接收16位数据，而8088每周期只采用8位。8088采用40针的DIP封装，工作频率为6.66MHz、7.16MHz或8MHz，微处理器集成了大约29000个晶体管。8086和8088问世后不久，英特尔公司就开始对他们进行改进，他们将更多功能集成在芯片上，这样就诞生了80186和80188。这两款微处理器内部均以16位工作，在外部输入输出上80186采用16位，而80188和8088一样是采用8位工作。1981年8088芯片首次用于IBMPC机中，开创了全新的微机时代。最早的i8086/8088是采用双列直插（DIP）形式封装，从i80286开始采用方形BGA扁平封装（焊接），从 i80386开始到Pentiumpro开始采用方形PGA（插脚），1982年，INTEL推出了80286芯片，该芯片含有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皆为16位，地址总线24位，可寻址16MB内存。 Intel 80286：1982年，英特尔公司在8086的基础上研制出了80286微处理器，该微处理器的最大主频为20MHz，内、外部数据传输均为16位，使用24位内存储器的寻址，内存寻址能力为16MB。80286可工作于两种方式，一种叫实模式，另一种叫保护方式。80286集成了大约130000个晶体管。8086～80286这个时代是个人电脑起步的时代，当时在国内使用甚至见到过PC机的人很少，它在人们心中是一个神秘的东西。到九十年代初，国内才开始普及计算机。它除具有实模式和保护模式外，还增加了一种叫虚拟86的工作方式，可以通过同时模拟多个8086处理器来提供多任务能力。

Intel微处理器发展史

Intel官方超高清大图：微处理器发展40周年 1971年11月15日，Intel 开发了全球第一款微处理器“Intel 4004”，时至今日即将整整40年。为了纪念这历史性的一刻，Intel 今天放出了大量珍贵的历史资料，尤其是历代17款处理器的超高清大图特写(外壳与内核)，值得收藏，不容错过。 首先来看一段老祖宗4004与当今最快处理器Sandy Bridge Core i7 的有趣对比： 1、对比晶体管速度，4004就像是蜗牛，每小时前进5米，而现在就是肯尼亚选手帕特里克·马卡乌·穆斯约基今年9月25日在德国柏林创造的马拉松长跑记录：2小时3分38秒，平均时速20.6公里。从频率上对比，二者就分别是蜗牛和闪电博尔特。 2、如今一台笔记本每年的能耗价值约25欧元(￥220)，而如果1971年来处理器功耗不变，如今的笔记本每年要在能耗上支出大约10万欧元(￥87万元)，没几个人能用得起。 3、4004的内核包含2300个晶体管，Sandy Bridge 则是9.95亿个，就像一个小村落和整个中国的人口对比。如果每颗晶体管都是一粒米，9.95亿颗足够波兰波兹南、德国斯图加特、英国格拉斯哥或者任何56.7万左右人口的大城市的所有人都饱饱地吃上一顿。 4、Sandy Bridge 采用32纳米工艺制造，内核面积216平方毫米，而如果使用4004的10微米工艺，Sandy Bridge 的内核面积将是21平方米，或者说7×3米。感谢摩尔定律。 5、4004的频率为74KHz，Sandy Bridge 则可达4GHz 左右。如果汽车的速度也照此提升，那么今天从旧金山开到纽约，或者从葡萄牙里斯本开到俄罗斯莫斯科，都只需要1秒钟。 6、从4004到Sandy Bridge，晶体管的速度提升了5000倍，功耗只有当初的5000分之一，价格则降低到了50000分之一。 7、贝尔实验室1947年发明的晶体管有一个手掌那么大，而在22nm 三栅极工艺下，一个针头(直径约1.5毫米)的空间就能放下10多亿个晶体管。

中央处理器cpu主要由什么组成

中央处理器cpu主要由什么组成 CPU作为电脑的核心组成部份，它的好坏直接影响到电脑的性能。下面是小编带来的关于中央处理器cpu主要由什么组成的内容，欢迎阅读! 中央处理器cpu主要由什么组成? 运算器和控制器是计算机的核心部件，这两部分合称中央处理单元(Centre Process Unit，简称CPU)，如果将CPU集成在一块芯片上作为一个独立的部件，该部件称为微处理器(Microprocessor，简称MP)。 运算器进行各种算术运算和逻辑运算;控制器是计算机的指挥系统; 1、运算器 运算器是计算机中进行算术运算和逻辑运算的部件，通常由算术逻辑运算部件(ALU)、累加器及通用寄存器组成。

2、控制器 控制器用以控制和协调计算机各部件自动、连续地执行各条指令，通常由指令部件、时序部件及操作控制部件组成。 CPU 的主要性能指标是主频和字长。 字长表示CPU每次计算数据的能力。如80486及Pentium 系列的CPU一次可以处理32位二进制数据。 时钟频率主要以MHz为单位来度量，通常时钟频率越高，其处理速度也越快。 相关阅读推荐： Intel和AMD双双意识到到目前为止测温问题解决的并不好，于是用到了一个新的方式。这个方式仍然包括热敏二极管，但是热敏二极管是一个模拟器件，所以读数必须被转换成数字数据。这个工作由ADC(模数转换器)来完成。

一个热敏二极管加上一个模数转换器就构成一个被称为DTS(数字温度传感器)的部件。理论上来说这个DTS的工作方式十分简单：一个CPU核心上的电路从热敏二极管上采样然后把数字数据输出到CPU一个特定的寄存器中，从而任何程序都可以随意读取该数据。这种方式的长处就是所有工作都在CPU内部即时完成，和易于被干扰和衰弱的模拟信号相比，数字信号传输的时候不会损失精确性。 这个系统另一个优点就是你可以在一块芯片上集成若干个传感器。Intel和AMD都在CPU的每一个核心上集成了一个DTS，这意味着你可以看到你每一个核心的温度。例如当你在双核CPU上运行程序并把该程序的相关性设定到某一个核心的时候，你会看到只有一个核心会升温并且会升得非常之快。当然另一个核心温度也会上升，毕竟两个核心共处在一个硅片上，只是不会上升到全力工作的核心那么高罢了。 看了中央处理器cpu主要由什么组成文章内容的人还看： 1.cpu由什么和什么组成 2.计算机cpu由什么组成

微型计算机和微处理器的发展

微型计算机和微处理器的发展微型计算机简称"微型机"、"微机"，由于其具备人脑的某些功能，所以也称其为"微电脑"。微型计算机是由大规模集成电路组成的、体积较小的电子计算机。它是以微处理器为基础，配以内存储器及输入输出(I/0)接口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。 微型计算机的发展具体分为以下几个阶段： 1.电子管数字计算机 计算机的逻辑元件采用电子管，主存储器采用汞延迟线、磁鼓、磁芯；外存储器采用磁带；软主要采用机器语言、汇编语言；应用以科学计算为主。其特点是体积大、耗电大、可靠性差、价格昂贵、维修复杂，但它奠定了以后计算机技术的基础。 2.晶体管数字计算机 晶体管的发明推动了计算机的发展，逻辑元件采用了晶体管以后，计算机的体积大大缩小，耗电减少，可靠性提高，性能比第一代计算机有很大的提高。主存储器采用磁芯，外存储器已开始使用更先进的磁盘；软件有了很大发展，出现了各种各样的高级语言及其编译程序，还出现了以批处理为主的操作系统，应用以科学计算和各种事务处理为主，并开始用于工业控制。 3.集成电路数字计算机 20世纪60年代，计算机的逻辑元件采用小、中规模集成电路(SSI、MSI)，计算机的体积更小型化、耗电量更少、可靠性更高，性能比第十代计算机又有了很大的提高，这时，小型机也蓬勃发展起来，应用领域日益扩大。主存储器仍采用磁芯，软件逐渐完善，分时操作系统、会话式语言等多种高级语言都有新的发展。 4.大规模集成电路数字计算机 计算机的逻辑元件和主存储器都采用了大规模集成电路(LSI)。所谓大规模集成电路是指在单片硅片上集成1000~2000个以上晶体管的集成电路，其集成度比中、小规模的集成电路提高了1~2个以上数量级。这时计算机发展到了微型化、耗电极少、可靠性很高的阶段。大规模集成电路使军事工业、空间技术、原子能技术得到发展，这些领域的蓬勃发展对计算机提出了更高的要求，有力地促进了计算机工业的空前大发展。随着大规模集成电路技术的迅速发展，计算机除了向

微处理器的发展史

二、微处理器的发展历史 你知道神奇的计算机芯片是用什么材料制成的吗？Intel公司的创始人摩尔曾 有过这样一段精彩的解释：我们需要为芯片寻找一种基质，因此我们考察了地球的基质，它主要是沙粒，所以我们使用了沙粒(硅可由海沙滤取而得)。我们需要为芯片上的线路和开头寻找一种金属导体，我们考察了地球上的所有金属，发现铝是最丰富的，所以我们使用了铝。下面让我们循着Intel公司的发展历程，去探寻中央处理器的发展史。 1971年，Intel公司首先推出了世界上第一个4位微处理器芯片Intel 4004，它集成了2300个晶体管，同年，第一台使用了4004芯片的微型计算机诞生了。1972年Intel公司推出了8位微处理器芯片8008，之后的几年中，8位微型计算机得到了飞速的发展，并打开了一定的市场，其中最为著名的是苹果公司的A pple II。1978年Intel公司推出了16位微处理器芯片8086，主频为5~8MHz。随后又有80186、80188、80286等16位芯片出现。这一阶段在微型计算机市场大获成功的是IBM公司的IBM PC。1985年Intel公司推出32位微处理器80386，指令中增加了页式存储管理，加强了图形处理的能力。同一年，Microsoft (微软)公司推出了Windows 操作系统，这是微型计算机操作系统的一次革命性的进步。1989年Intel公司研制成功80486芯片。微型计算机市场日趋繁荣，出现了百家争鸣的局面。 1993年Intel公司公布了新一代的处理器80586，并给它起了个商品名Pentium (奔腾)，简称P5，集成度为310万个器件/片，时钟频率为60~133MHz，1995年2月Intel公司推出了Pentium Pro芯片，简称P6，集成度为550万个器件/片，时钟频率为133MHz，1997年1月Intel公司推出了第一片带MMX技术的多功能奔腾处理器。MMX是Multi-Media Extensions(多媒体扩展)的缩写，是为加快多媒体操作运算而在CPU内部新增了57条指令。这57条指令是特别为音频信号、视频信号以及影像处理而设计的，从而使得本来由声卡、解压卡、显示卡等支持的部分工作，又可以回到高速的CPU中完成。1997年下半年起，各CPU制造商竞相将MMX技术纳入32位及64位微处理器中。1998年的PentiumII是带有MM X技术的P6级的微处理器，内含750万个晶体管，主频普遍在200MHz以上。19 99年2月Intel公司又推出了PentiumIII，其核心速度在 450MHz以上。Penti umIII是在PentiumII的基础上新增加了70条能够增强音频、视频和3D图形效果的SSE(Streaming SIMI Extensions，数据流单指令多数据扩展)指令集。200 0年Intel公司推出了Pentium IV微处理器，主频达到1GMHz以上。 纵观计算机的发展历史，微处理器性能的不断提高是计算机应用得以迅速发展的真正动力，它比历史上任何发明都进展得更为迅速。

计算机专业基础综合计算机组成原理(中央处理器)历年真题试卷汇编1

计算机专业基础综合计算机组成原理（中央处理器）历年真题试 卷汇编1 (总分：66.00，做题时间：90分钟) 一、单项选择题(总题数：26，分数：52.00) 1.CPU的功能包括____。【华中科技大学2007年】 A.指令控制、操作控制、时间控制、数据加工√ B.命令控制、数据控制、时间控制、程序控制 C.数据控制、操作控制、时间控制、数据加工 D.指令控制、数据控制、时间控制、程序控制 考查CPU的功能。CPU的功能主要有指令控制、操作控制、时间控制、数据加工。 2.在CPU的设汁中，不需要____。【武汉大学2006年】 A.指令寄存器 B.地址译码器√ C.数据寄存器 D.地址寄存器 考查CPU中包含的寄存器。CPU的结构中没有地址译码器。 3.下列部件不属于控制器的是____。【沈阳航空工业学院2005年】 A.指令寄存器 B.程序计数器 C.程序状态字√ D.时序电路 考查控制器中包含的寄存器。控制器由程序计数器(PC)、指令寄存器(IR)、存储器地址寄存器(MAR)、存储器数据寄存器(MDR)、指令译码器、时序电路和微操作信号发生器组成。程序状态字(PSW)属于运算器的组成部分。 4.通用寄存器是____。【北京邮电大学2003年】 A.可存放指令的寄存器 B.可存放程序状态字的寄存器 C.本身具有计数逻辑与移位逻辑的寄存器 D.可编程指定多种功能的寄存器√ 考查通用寄存器。存放指令的寄存器是指令寄存器(IR)，存放程序状态字的寄存器是程序状态字寄存器(PSW)，通用寄存器并不一定本身具有计数和移位功能。 5.CPU中保存当前正在执行指令的寄存器是____。【华中科技大学2007年】 A.指令寄存器√ B.指令译码器 C.数据寄存器 D.地址寄存器 考查指令寄存器。指令寄存器用来存放当前正在执行的指令。 6.条件转移指令执行时所依据的条件来自____。【北京航空航天大学2002年】 A.指令寄存器 B.标志寄存器√ C.程序计数器 D.地址寄存器 考查程序状态标志寄存器(PSW)。指令寄存器IR用于存放当前正在执行的指令，程序计数器PC用于指示下一条指令的地址，地址寄存器用于暂存指令或数据的地址，程序状态寄存器PSW用于保存系统的运行状态，条件转移指令执行时，需对PSW的内容进行测试，判断是否满足转移条件。