《中央处理器》课件.ppt

第二章 中央处理器(CPU)散热器,2.1 CPU 的工作原理 2.2 CPU 的历史 2.3 CPU 的外观与构造 2.4 CPU 的主要性能指标,前面介绍了计算机的基础知识,让大家了解的计算机的发展、计算机系统的组成，以及计算机的基本结构，从本章开始我们将学习计算机中常用配件的相关知识。 本章主要介绍 CPU 的基础知识，包括：CPU 的工作原理、发展概况、外观构造、主要性能指标以及 CPU 的散热系统。希望通过本章的学习，大家可以了解 CPU 及其散热器的各项重要技术参数；了解选购 CPU 及其散热器时的注意事项，并根据自己的需要选购一款合适的 CPU 和 CPU 风扇。,2.1 CPU 工作原理,CPU 的概述 CPU 的英文全称是 Central processing unit，即中央处理 器 ，也称微处理器，是整个系统的核心，也是整个系统最高的 执行单位。它负责整个系统指令的执行、数学与逻辑运算、数 据存储、传送以及输入输出的控制。 如果把计算机比做一个人，那么 CPU 就是他的大脑，决定 着整个计算机系统的类型、性能、速度和整体性能。人们平时 所说的286、386、486、586、Pentium等都是指CPU。,2. CPU 的结构 目前，市场上的 CPU 种类很多，但是不管什么样的 CPU ， 都是由控制器和运算器组成，其内部结构归纳起来可以分为控制 单元、逻辑单元和存储单元3个部分。,从图中可以看出，CPU芯片是经由系统总线与微机系统其他 部分的相连接的。其实，CPU是由一个算术运算和逻辑运算部件 （ALU）以及一个控制部件CU组成。,简化的CPU逻辑图,若欲对CPU的的体系结构进行进一步的了解，需对 CPU的体系结构再进一步进行剖析，下图所展示的就是一 个较详细的CPU逻辑框图。,3. CPU 的工作原理 CPU 工作原理就像一个工厂的产品加工过程：进入工厂的 原料（指令和数据），经过物资分配部门（控制单元）的调度分 配，被送往生产线（逻辑运算单元），生产出成品（处理后的数 据），再存储在仓库（存储单元）中，最后等着拿到市场上去卖 （交给应用程序使用）。在这个过程中，从控制单元CPU 就开始 了正式的工作，中间的过程是通过逻辑运算单元进行运算处理， 交到存储单元后就代表一次（一条指令的执行）工作的结束。,2.2 CPU 的历史,CPU发展至今已经有几十年的历史了，在这期间，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64位微处理器等等。在风起云涌的IT业界，在CPU的发展过程中，Intel公司一直起着举足轻重的作用，我们将以它的产品为重点来作介绍。,2.2.1 最早的微处理器-4004,1971年Intel公司推出了世界上第一款微处理器4004。这是 第一个用于个人计算机的4位微处理器，它包含2300个晶体 管，由于性能很差，市场反应冷淡。,4004处理器,在4004之后，Intel公司又研制出了8080处理器和8085 处理器，加上当时美国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位微处理器家族。,8080 处理器,2.2.2 16 位字长的微处理器-8086、8088 和80286,16位微处理器的典型产品是Intel公司的8086微处理 器，以及同时生产出的数学协处理器，即8087。由于这些指 令应用于8086和8087，因此被人们统称为X86指令集。此后 Intel推出的新一代CPU产品均兼容原来的X86指令集。,8086 处理器,1979年Intel公司推出了8086的简化版8088芯片， 它仍是16位微处理器，内含29 000个晶体管，时钟频率为 4.77 MHz，地址总线为20位，可以使用1 MB内存。8088的 内部数据总线是16位，外部数据总线是8位。1981年，8088 芯片被首次用于IBM PC机中，开创了个人电脑的新时代。 如果说8080处理器还不为大多数人所熟知的话，那么8088 则可以说是家喻户晓了，PC机的第一代CPU便是由它开始 的。,8088 处理器,1982年推出的Intel 80286 虽然是16位芯片，但是其内部已 包含了13.4万个晶体管，时钟频率也达到了前所未有的20 MHz。 其内、外部数据总线均为16位，地址总线为24位，可以使用16 MB内存，工作方式包括实模式和保护模式两种。,80286 处理器,2.2.3 32 位处理器的先驱-80386、80486,32位微处理器的代表产品首推Intel公司1985年推出的 80386，这是一种全32位微处理器芯片，也是X86家族中第一款 32位芯片，其内部包含了27.5万个晶体管，时钟频率为12.5 MHz，后逐步提高到33 MHz。80386的内部和