第一章计算机基础知识3

第一章计算机基础知识第一节概述第二节计算机中的数和编码第三节微型计算机系统组成内容提要本章作为全书的基础，首先介绍微型计算机的发展历程和由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五个基本部分组成的计算机硬件体系结构，然后阐述冯·诺依曼提出的计算机设计思想和工作原理。着重论述了微处理器、微型计算机和微型计算机系统的基本概念和三总线结构。学习本章内容，除要掌握有关基本概念外，特别要掌握微型计算机的基本结构和工作原理。

1计算机概述

1946年美国宾夕法尼亚大学莫尔学院研制的大型电子数字积分计算机(ENIAC，ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator)，最初是专门用于火炮弹道计算，后经多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机。新的重大突破是由数学家冯·诺伊曼领导的设计小组完成的。1945年3月他们发表了一个全新的存储程序式通用电子计算机方案——电子离散变量自动计算机(EDVAC,ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer)。第一节概述

到目前为止，计算机的发展已经历了四代，虽然在某些方面已有较大突破，但其基本结构仍未有大的改变。四个发展阶段主要以硬件为主要标志，但也包括了软件技术的发展。第1代计算机（1946～1958)电子管为基本电子器件；使用机器语言和汇编语言；主要应用于国防和科学计算；运算速度每秒几千次至几万次。第2代计算机(1958～1964)晶体管为主要器件；软件上出现了操作系统和算法语言；运算速度每秒几万次至几十万次。第3代计算机(1964～1971)普遍采用集成电路，体积缩小；软件上广泛使用操作系统，产生了分时、实时等操作系统；运算速度每秒几十万次至几百万次。第4代计算机(1971～现在)以大规模、超大规模集成电路为主要器件；软件方法上产生了结构化程序设计和面向对象程序设计的思想；网络操作系统、数据库管理系统得到了广泛使用；运算速度每秒几百万次至上亿次。计算机硬件基本结构目前，计算机硬件体系结构基本上还是经典的冯·诺依曼结构，由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五个基本部分组成。

1．运算器（ALU，ArithmeticLogicalUnit）——运算器的核心是算术逻辑单元，能完成各种算术和逻辑运算的部件。

2．控制器（CU，ControlUnit）——能发出各种控制信息，使计算机各部件协调工作的部件。

3．存储器（M，Memory）——能记忆程序和数据的部件。

4．输入设备（IN，Inputdevice）——能将程序和数据输入的部件。

5．输出设备（OUT，Outputdevice）——能将结果数据和其它信息输出的部件。从图可见，计算机五大部件之间有两类信息在流动：一类是数据信息，用双线表示，包括原始数据、中间结果、计算结果和程序指令；另一类是控制信息，用单线表示，它是由控制器发出，指挥和协调其它各部件动作的信号。不论是数据还是控制命令，计算机中都是用“0”和“1”表示二进制信息。数据输入到存储器时，需经过运算器；数据输出时也要由运算器送到输出设备。计算机工作时将存放在存储器中的程序逐条取出到控制器，控制器执行指令时发出控制信号到运算器、存储器、输入设备、输出设备。

计算机工作原理

1945年冯·诺依曼第一次提出了计算机组成和工作方式的基本思想：

1．计算机由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备五部分组成。

2．数据和指令以二进制代码形式不加区别地存放在存储器中，地址码也为二进制形式；计算机能自动区分指令和数据。

3．编写好的程序事先存入存储器。控制器根据存放在存储器中的指令序列即程序来工作，由程序计数器（PC，ProgramCounter）控制指令的执行顺序。控制器具有判断能力，能根据计算结果选择不同的动作流程。其中，指令是命令计算机完成某种基本操作的代码。将各种算术运算、逻辑运算及存储器的读、写等作为基本操作，为每一个基本操作规定一个代码，这个代码被称为指令。当需要计算机完成某项任务时，就将其分解成一系列的基本操作并用指令来表示，预先存放到存储器中。计算机工作时就逐条执行指令，完成一系列的基本操作，从而完成整个任务。把能完成某项任务的指令序列称为程序。使用计算机时，首先要将程序存储，即将指令序列存放到存储器。然后在计算机工作时，控制器从存储器逐条取出指令、分析指令并执行指令。执行指令时，控制器依次发出各种控制命令信号给其它部件，使运算器完成某种算术、逻辑运算或作寄存器与存储器之间的数据传送，输入和输出等。计算机的工作过程就是执行指令的过程。程序中的指令一般按序存放在存储器的连续区域中。计算机开始执行程序时，PC中存放着第一条指令所在存储单元的地址，然后每取出一条指令（确切地说是每取出一个指令字节），PC中的内容自动加1，指向下一条指令地址，从而保证了自动地按顺序取指令和执行指令。计算机的性能指标

1.字长在计算机中，所有信息都是用二进制数码（0，1）表示的。其最小单位是位（bit），即一个二进制数位。CPU在处理和传送信息时，往往是把一组二进制数码看作是一个整体来并行操作，这并行处理的一组二进制数称为一个字（Word），字所含有的二进制位数称为字长。字长是CPU交换、加工和存放信息时其信息位的最基本长度，它通常与寄存器、运算器、传输线的宽度相一致。因此，字长实际上表示的是CPU并行处理的最大位数。字长是计算机的重要性能指标，也是计算机分类的依据之一。计算机中普遍以字节（Byte）为单位，一个字节由8位二进制数组成，通常用D7D6……D0来表示从最高位（MSB）到最低位（LSB）的各数位。因此，计算机字长的位数，也可以用“字节”单位取代。比如字长8位，可说成一个字节字长或字长1字节；字长16位，可说成字长2字节，用D15D14……D0表示其各数位。

2.存储容量存储器（通常指内存储器）是计算机存放二进制信息的“仓库”，由若干存储单元组成。存储单元的编号称为存储单元地址（是二进制的数字码）。存储单元的数目由传送地址信息的传输线的条数决定。若有16条地址线，所能编出的地址码有216=65536种，由此可区分65536个单元。计算机中把210=1024规定为1K，因此65536个单元可以称为64K个单元。若有20条地址线，220=1048576=1024K，1024K规定为1兆（1M），即20条地址线有220＝1M个单元地址码。若有30条地址线，则有230=1KM=1G个单元地址码。存储单元一般是以字节(8bit)为单位的，信息的读出和写入以字节为单位。所以存储容量可以看作是存储器能够存放信息的最大字节数。

3.指令系统计算机在设计时，就确定了它能完成的各种基本操作。一台计算机所固有的基本操作指令的集合，称为该计算机的指令系统。计算机的指令系统一般含有几十到几百条指令。计算机能完成的基本操作种类越多，即指令系统的指令数越多，说明其功能越强。此外，一条指令本身功能的强弱，也能说明该问题。

4.运算速度计算机完成一个具体任务所花费的时间就是完成该任务的时间指标，时间越短，表明计算机的速度越高。但是计算机各种指令执行时间是不一样的。以每秒执行基本指令的条数来大致地反映计算机的运算速度。单位为百万条指令/秒（MIPS）。现在，人们用计算机的主频——时钟频率来表示运算速度，以兆赫兹（MHz）或吉赫兹（GHz）为单位。主频越高，表明运算速度越快。5.系统践配置一台箩计算象机要另能正拨常工染作，彩必须规提供笋必要境的人先机联插系手深段，魂这包脚括配忙置相弱应数计量的宜外部竭设备麦（如恒键盘拨、显供示器辜、磁航盘驱发动器喇、打高印机悼、绘乳图仪四等）新和配嗓置实喉现计帝算机影操作错的软穗件。趁当然燥，外沟设配糊置越简高档握，软历件配火置越心丰富叉，计锐算机钩的使粗用越豆便利惯，工锣作效屋率也晃就越昂高。阻特别辅是软肃件配鼻置，理在很酬大程洪度上扒决定暗了计碎算机勿能力巡寿的发杜挥。CI璃SC和RI沙SC为了毛提高磁计算鞋机性净能，渡人们施使CP厉U有更怖大的爸指令续系统教、更艘多的且专用房诚寄存恳器、鸽更多岂的寻歪址方祝式和客更强开的指思令计萌算功万能等朱，即CP瓶U的结逐构沿吃着不织断复回杂化厨的方赔向发凡展。厚后来泛，将投它们苍称为钟复杂纽奉指令淘集计孙算机镜（CI先SC，Co犹mp绕le士x佳In疗st亚ru振ct折io役n猴Se晃t盖Co控mp颈ut党er）。CI赶SC技术秧通过概增强宵指令患功能袜提高秧计算银机的猾性能累，指谢令码抚不等达长，等指令苹数量省多。CI皂SC技术厕的复响杂性畅在于似硬件树，在织于CP招U芯片顶中控阀制器蚀部分形的设葡计与疫实现蛮。自PC机诞搭生以贴来，瞒主流易产品土一直钓使用In秒te伶l公司助的CP晨U或其醒它公裤司生悼产的潮兼容虏产品谱，而In跌te墙l公司跪的CP体U沿用尖了CI踏SC技术蛾。当CI识SC发展案到一锡定程蚂度后鬼，人酿们发损现一众些复摆杂指匆令很皮少使却用，彼但为熊了把狗它们姑加入度到指华令集毒中却醉使控司制器牢的设刑计变盒得十授分复恼杂，助并占胃用了繁相当蛋大的CP披U芯片弓面积井。指宋令的画执行垮周期暗也较宾长。朴因此另，从吩处理是器的常执行寺效率弹和开辣发成次本两块个方唐面考量虑，张有必享要对距复杂交指令临集结亮构的怎处理押器进再行反桨思。19奸80年Pa编tt诱er桂so拿n和Di竭tz顽el首先纯提出的了精绒简指爽令集疤计算壶机（RI枕SC，Re苗du艳ce趟d件In夜st使ru顿ct改io盾n伍Se祥t盈Co酱mp勺ut友er）的钟概念柴，另直觅提投高计售算机姻性能板的途科径。RI锯SC具有川简单压的指盾令集杆，指筋令少绸、指突令码新等长印，寻汁址方宿式少班、指武令功欲能简俗单；隙强调吵寄存果器的适使用逢，CP葵U配备擦大量醒的通例用寄灾存器冻（常况称为吧寄存浩器文胸件re屠gi瓦st棚er仆f阴il绝e），巨以编牵译技久术优暗化寄美存器疫的使旦用；通强调后对指涂令流吐水线辣的优煤化，池采用亭超标存量、乒超级透流水伯线。怎通过励简化六指令仔系统置使控偏制器粱结构股简单胶，进呜而提唐高指樱令执氏行速通度。RI贡SC技术系的复挎杂性狐在于喷软件逼，在扩于编惩译程捉序的台编写饱与优滩化。墨目前废，RI讽SC处理害器产阿品主常要用再在工辨程工碑作站不、嵌完入式软控制耽器和姓超级提小型知计算差机上膏。2微型亦计算克机概焦述微处风理器器、微责型计怀算机尖和微售型计味算机股系统微处自理器（Mi窜cr顺op为ro稻ce盖ss青or）也麻被称回为微樱处理恭机，驾它是伐微型良计算绢机的胁核心彼部件谎，但申并不千是微剖型计茎算机科。微折处理盾器包称括算蒸术逻种辑部筛件AL适U、控盼制部午件CU和寄缠存器颠组R三个症基本恩部分孝和内蜻部总义线。司相当霞于一说般计炕算机揭系统碑结构世中的旱运算湖器和碍控制辞器的嚷组合觉，一坊般又御称为真中央伯处理倚器CP目U（Ce奔nt淡ra听l冶Pr枣oc飘es卷si像ng箱U僚ni笛t）。按照件其处惊理信翁息的难字长昨，CP祥U可以挨分为大：四草位微弊处理幻玉器、宿八位旬微处赖理器忌、十污六位耐微处脚理器响、三驴十二绕位微刚处理质器以助及六药十四敞位微左处理险器。微型衰计算机机（Mi释cr低o胀Co筛mp开ut常er）简啦称为屿微机债，它夏是以陕微处均理器婚为核韵心，抚加上揪由大篇规模榜集成士电路砖制作玩的存负储器M（RO暂M和RA在M）、I/视O（输评入／侍输出歪）接悠口和留系统启总线触组成触的。斩鉴于挑微处胳理器枣在微自型计鉴算机惑中的坐重要柜性，闭其性耳能很乎大程斤度上境决定度了微尤型计进算机忠的性醉能。微型领计算偶机系秤统（Mi唐cr躁o即Co劣mp截ut们er揪S拆ys还te虹m）是籍以微尾型计号算机勿为核莲心，说再配轧以相秆应的伪外围丙设备访、电姓源、孙辅助吩电路座和控播制微宋型计忠算机碗工作普的软牵件而乔构成骑的完暖整的焦计算也机系键统。越软件略分为洒系统检软件闭和应听用软倚件两聚大类殖。系黄统软条件是悟用来膜支持面应用雅软件增的开抄发与杏运行垒的，资它包尊括操暑作系现统、脱标准核实用趟程序坟和各以种语遍言处恒理程形序等杆。应绝用软朗件是劲用来害为用狼户解侨决具夕体应次用问挨题的杯程序强及有估关的飞文档袭和资熔料。一豆微果型计判算机庸的产弃生与松发展自19而46年第易一台翠电子像计算派机问拨世以掏来，激计算联机科擦学和见技术毙的发急展突端飞猛惊进，浑已深腹入到何人类尽生活泪的各元个方艰面。湖半个样世纪拣以来兵，伴兆随着软电子吸管、向晶体挂管、唤集成族电路唐和超跨大规所模集乐成电窄路的持发展帝，计劣算机非的发帅展可榴分为悄四代屈。第一伟代电搬子计捆算机单时代。从19悦46年第苦一台受计算液机研届制成庙功到50年代拥后期洞，其执主要愚特点续是采茫用电笛子管誓作为白基本字器件策，使贫用机允器语脸言。轮在这狠一时擦期，折计算傻机主玩要为屯军事惹与国搬防尖鹊端技鲁术的返需要庙而研领制的饲。第二代晶体管计算机时代。从20世纪50年代中期到60年代后期，这一时期计算机的主要器件逐步由电子管改为晶体管，因而缩小了体积，降低了功耗，提高了速度和可靠性，软件方面发展到汇编语言和高级语言，技术上的应用范围进一步扩大，在工程设计、气象、数据处理及其他科学领域得到广泛应用。第三斧代集轮成电眉路计吼算机奴时代架。从20世纪60年代拖中期创到70年代奥初期详，计时算机其采用键集成佩电路姻作为即基本生器件恨，因狠此，细功耗钉、体沉积、饰价格巴等进灾一步春下降矛，而惹速度林及可孔靠性岔相应框地提吗高。存开始鬼出现趟操作军系统洪软件虾，由中于集玩成电胁路成下本的淹迅速拳下降忙，使竹计算吼机的浑成本夫较低只，因邻此计您算机史应用别范围呀更加寸扩大丧，占亭领了魄许多掏数据车处理言的应续用领肉域。第四斤代大忆规模降集成鸟电路跳计算钩机时纺代。育从20世纪70年代泉至今纽奉，第揪四代直计算贵机采艳用大枕规模明或超交大规尸模的凭集成拆电路龙。这英种工熔艺可秧在硅晌半导或体上恩集成哥几千敌、几医万甚形至几矿千万脸电子父器件清。计厘算机市的体须积、懂功耗幕和价往格迅沉速降孤低，宋已经权广泛阵普及叉到教桃育、幼企事叹业、及科研跪、军份事和项家庭那等各拦个领仓域。微处义理器墓的发自展历仁程美国In劳te梅l公司降是目矮前世野界上策最具宅影响珍的微扣处理沿器生茧产厂库家，上也是岸世界葱上第轿一个浮微处膝理器稿芯片鸭的生志产厂剥家，旗其生短产的80洒x8捆6系列计微处柔理器遵一直懂是个机人微盗机的随主流碍微处蝴理器枝，该棵系列摊微处黑理器仪的发酱展是盼微型反计算罩机发星展的颈一个凡缩影酬。回闯顾In阶te尖l公司顿微处驼理器播的发愁展历熟程，础可了烛解微积处理饭器的渐发展著历史股。19风71年，In锅te伸l公司冬生产喷的4位微酿处理拉器芯筛片40姑04宣告竭了微夺型计槽算机虏时代江的到栋来。廊这款4位微雾处理寇器虽痕然只槽有45条指签令，绞每秒裁也只代能执享行5万条疗指令且，运被行速限度只倦有10汇8K珍Hz，甚启至比显不上19狗46年世温界第股一台室计算作机EN拐IA据C。但湾它的你集成凑度却贫要高聋很多错，集糖成晶呆体管23坐00只，休一片40冷04的重伐量还均不到胁一盎养司。19顺72年，In以te讯l公司桶推出80决08微处欧理器夜芯片录。80遵08微处僻理器怕频率跑为20煌0K大Hz，晶滔体管舱的总善数达膊到35瞎00个，彩能处料理8位的院数据或。更桐为重零要的但是，In吴te校l公司还还首争次获铲得了纠由Da覆ta洒po阶in初t公司驾开发歇的处偿理器榨的指督令技君术。谨这套成指令狸集奠叼定了诸今天In浆te菜l公司x8响6系列妄微处技理器传指令若集的午基础签。在微笨处理交器发矿展初呀期，恰具有乐革新尘意义杨的芯退片是In畏te况l公司海于19雄74年推倚出的80宁80微处弊理器宁。由泥于采郊用了废复杂件的指码令集站以及40管脚殖封装屋，80怕80的处蛮理能饶力大哄为提歪高，夹其功售能是80存08的10倍，炮每秒绘能执寇行29万条肆指令书，集影成晶券体管沙数目60扯00个，小运行迟速度2M寒Hz。19哄78年，In湿te扰l公司非推出动了首忌枚16位微雹处理冷器80傅86，同些时生展产出扫与之回配合乘的数哭学协文处理勉器80南87，这尿两种勿芯片吃使用过相同猜的指具令集滚，以拜后In王te致l公司森生产营的微群处理初器，抚均对遗其兼筋容。为了些方便秧与当应时的8位外炒部设邮备连镰接，19尾79年In绞te歌l公司煤推出叉了准16位微松处理鸣器80订88。两说款微蛋处理岔器都泪拥有29妨00惨0只晶斧体管养，速凝度可益分为5M渡Hz、8M笋Hz、10窑MH踢z。80危86内部弦数据咱总线选和外跌部数没据总肾线均扮为16位；80银88内部狱数据窜总线如为16位，词外部胜数据防总线能为8位。匀两款CP稻U的地太址总少线均钓为20位，刊可寻器址1M采B内存般。19任82年，In则te赛l公司魂推出允仍为16位结刻构的80爆28暂6微处铃理器标，但果地址伙总线纯扩展陶为24位，梅即主要存储蚂器具搬有16厉MB容量箭。80怕28跪6设计推了与80洞86工作曲方式扬一样虾的实奏方式济（Re岸al肥M桨od玩e），行还新浇增了选保护惠方式每（Pr滩ot风ec匠te楚d锐Mo速de）。学在实充方式榨下，80妄28队6相当繁于一早个快汪速的80拣86。在酱保护芦方式回下，80腿28慎6提供暖了存仰储管银理、们保护烂机制贺和多伶任务挥管理庆的硬杀件支翠持。社这些既传统验上由差操作酸系统撤实现荒的功抗能在净微处许理器勾的支佛持下齿，使钢微机滩系统孤的性订能得江到极源大提收高。80缸28森6微处恭理器强集成浓了14余.3万只丽晶体届管，剂具有6M余Hz、8M汽Hz、10轮MH列z、12猛.5童M森Hz四种蹲主频责的产瓣品。19为85年，In支te偿l公司瓶推出肃第一暗款32位微索处理碍器80鹿38贞6，数沿据总城线32位，盲地址册总线32位，骄可寻属址4G习B主存号，时艺钟频眯率有16狗MH口z、25谷M趴Hz、32屠MH硬z。80宽38铜6微处调理器盖集成27沈.5万只浑晶体乐管，当每秒贷可以啄处理50吊0万条赤指令昆。同榆时也久是第贫一款珠具有蜂“多仪任务舅”功馅能的涌处理完器，浆所谓匹“多暖任务羡”就映是说责它可昌以同悲时处勾理多歪个程吨序的树指令患，这片对微笑软的闲操作偏系统舟发展吗有着霉重要森的影寻响。19融89年，In途te零l公司秋推出汗最后单一款易以数争字为钓编号素的微惨处理宫器80薯48欣6。80通48药6微处晃理器触集成掌了12细5万个泥晶体欺管，裤时钟繁频率顺由25鸽MH丝式z逐步社提升凡到33猪MH秧z、40饱MH添z、50否MH拢z及后蔑来的10裤0M可Hz。38衔6和48泳6推向窗市场嘉后，肯均大宽获成壁功，In斩te灯l公司纤在芯惯片领飞域的裙霸主满地位兆日益泄凸现你。此赵后，In宅te肝l公司夜开始匹告别查微处杠理器垒数字由编号票时代诞，进幻玉入Pe鸦nt灵iu童m时代剂。19品93年，In督te傲l公司挤发布声了Pe馆nt护iu流m（俗日称58疫6）微中处理忧器。迷本来捆按照兄惯常授的命洲名规众律是80晴58乌6，但讽因数幅字很掘难进位行商丘标版绳权保描护，量因此In潮te并l公司嫩决定桨使用堡自创厦的品亿牌“Pe馅nt缘瑞iu目m”作为候新产豆品的忽商标絮。同美时，In回te略l公司肥为其件取了库一个灶响亮锐的中庭文名销称“继奔腾落”，棚并进叼行了管商标缸注册蛋。Pe物nt凭iu亦m是x8拘6系列枝一大排革新洲。其否中晶译体管赏数大佳幅提川高、过增强童了浮蜂点运拔算功拘能、熔并把便十年沿未变纽奉的工替作电巡寿压降盆至3.轨3V。In瓶te赴l奔腾幅处理邀器采印用了0.本60邻μm工艺魄技术会制造待，核鞋心由32渴0万个蜡晶体底管组硬成。扯支持板计算辈机更质轻松棋的集扫成“何现实逐世界垦”数刊据，缘瑞如语摊音、座手写冒体和曲图片幅等。蔽“奔殿腾”藏二字喉频繁验出现众在漫个画和此电视绍谈话垃节目亡中，约使其物在推木出之脊后很乏快成测为一征个家宏喻户秘晓的扫词语误。妇奔腾下是一啦个划沟时代嘉的产骨品，归并且衡影响救了PC领域影十年顺之久悠，目惑前该喉“名翅字”钩依然焰在沿尸用。19持95～19精96年，In碰te火l公司铜相继盒发布疑了Pe办nt坛iu盆m驶12逗0M暮Hz、Pe芬nt报iu多m非13裳3M切Hz、Pe喂nt虚iu苏m棚15佣0M险Hz、Pe膏nt蛾iu谣m航16遍6M欢Hz、Pe晌nt孙iu娱m近18袭0M仔Hz、Pe赴nt窗iu蓬m棉20寺0M摊Hz等处吉理器忧，这丘些处板理器池采用层了0.谋60道μm、0.推35协μm两种袜工艺由技术齿，核容心提卵升到委由55仔0万个滩晶体荣管组腐成。刊此时CP静U除了茫含8K捉B代码隆和8K盐B数据L1叔C旷ac胆he（一末级高腹速缓欺存）颜外，则还封滚装了25申6K纪B或51偿2K改B的L2岭C叙ac竹he（二饶级高可速缓柔存）煌。19背97年，In周te瓦l公司剩推出Pe君nt渴iu碧m田MM由X（Mu非lt乖i-被Me围di明a绣eX增te浸ns桌io佛n）芯矩片，票它在x8苏6指令昏集的之基础困上新车增了57条多感媒体凝指令抵。这婆些指氏令专寨门用院来处澡理视增频、顾音频涂和图寻像数重据，纽奉使CP衔U在多贵媒体俱操作喘上具房诚有更稼强大轮的处宵理能尼力，Pe灾nt血iu到m房诚MM晌X还使竭用了犹许多欠新技叉术。减单指雁令多灾数据任流SI南MD技术鼓能够郊用一茫个指梦令并鱼行处件理多访个数乡丰据，位缩短罗了CP境U在处而理视旱频、妙音频嫂、图踢形和鸽动画芦时用势于运恒算的边时间屠；流塑水线兔从5级增爽加到6级，够一级争高速再缓存应扩充胜为16然KB，一惯个用务于数赛据高斜速缓诵存，席另一淡个用晓于指从令高滤速缓普存，昂因而淘速度忠大大恶加快竖；Pe植nt录iu罢m故MM使X还吸显收了融其它CP胁U的优端秀处费理技百术，灶如分走支预杨测技殃术和衬返回况堆栈摆技术蒙。同年梦，In勺te至l公司昼又发械布Pe仗nt券iu枣m完II土2跃33旁MH榜z、Pe柿nt嘴iu暂m械II决2顽66咐MH较z、Pe跑nt村iu打m害II乘3年00散MH爽z三款PI趟I处理给器，搭采用朽了0.浇35墙μm工艺谷技术幕，核豆心提蔽升到75洽0万个窝晶体牵管组拍成。19敞99年，In左te累l公司粉发布Pe橡nt朝iu赞m葱II阶I描45伍0M鄙Hz、Pe告nt因iu药m市II因I朱50选0M斤Hz处理秧器，薄同时螺采用钩了0.姐25久μm工艺且技术波，核禁心由95促0万个冶晶体起管组隐成，20龄00年，In钻te替l公司芬推出Pe冰nt破iu湾m冶4处理刻器。告从Pe姜nt谎iu恶m现4开始悼，In女te哗l公司汉不再劝每一屡两年食就推既出全功新命叮名的CP芹U，Pe展nt本iu戚m丘4这个困名字询连续店使用搜了5年。为了棵满足瞒不断傍发展明的应改用和番市场决需求井，In秤te胞l公司削从Pe躬nt象iu懂m痒II开始尺将同秃一代幸处理挥器产谈品进负一步挥细化优。面办向低始端（趴低价姑位PC），In他te禾l公司辨推出Ce辱le现ro于n（赛遮扬）扣处理会器；炮面向社高端绍（服胶务器匹），In烘te沾l公司园推出Xe草on（至接强）通处理企器。Ce沙le甜ro宪n处理真器采坑用减率少Ca飘ch熔e容量庸、改挂用低探成本丘封装授或降基低时循钟频楼率等武方法价来降拨低芯造片成疾本。Xe终on处理绍器主饼要用浇于网申络服宜务器浇或图犬形工施作站青，通警过增压加Ca廉ch龟e容量蹄、提翠高工序作频剂率、穿支持胶多处按理器特、率岛先采穴用革膏新技沃术等忧方法间提高沈性能熟，但高价格怪也相笼应较狭高。艰另外发，针尤对便荐携式PC要求嚼功耗沸低、径发热村量小娇等特斥点，In醉te额l公司碰推出完了Pe行nt赚iu呀m磁M（Mo湿bi学le）系踏列处躁理器夹；还赞有Ce限nt焦ri我no（迅茄驰）柔系列饼处理谈器产冶品，智可以衫支持革无线装通信秤。20渔05年4月，In鸣te谊l公司赤推出越第一羡款双胁核处兆理器找平台盘，此瓶款产包品的苏问世碍标志宇着一锣个新院时代毙的到冠来。狮双核镜和多嗽核处势理器故设计绪用于哗在一火枚处朽理器灿中集咏成两还个或萍多个盖完整盆执行进内核快，以泥支持扛同时舱管理帐多项猛活动段。超扛线程必技术氏能够济使一娇个执霞行内细核发虾挥两幼枚逻膊辑处信理器尘的作迅用，旱与该薯技术苍结合药使用沃时，In沸te萄l奔腾浑处理殊器至纱尊版84辰0能够斑充分慎利用洽以前悄可能拴被闲构置的宝资源居，同恋时处飘理四笨个软摘件线其程。20薯05年5月，俊带有但两个缺处理敌内核绝的In夫te夕l奔腾D处理溜器随In饿te系l尿94击5高速敲芯片纺组家甘族一驰同推喊出，舍带来费了某怒些消谱费电拐子产虚品的剑新特痕性，兄例如混：环驼绕立惯体声哄音频页、高跌清晰浊度视劳频和慕增强遥图形卧功能削等。20亦06年1月，In朝te蒸l公司医发布倘了Pe袍nt楚iu娘m怪D梳9x沿x系列轻处理萌器。20龄06年7月，In甲te购l公司洲面向朱家用社和商评用个丧人电返脑与符笔记改本电枕脑，贤发布尘了十可款全悦新英绵特尔绘酷睿2双核郊处理瓶器和垦英特购尔酷雷睿至皱尊处建理器晕。英伟特尔井酷睿2双核俱处理炮器包辜含2.酒91亿个维晶体矛管，条其能画效比止最出包色的In氏te菌l奔腾盘处理咏器高盐出40序%。目前罚，人破们已耀将目责光放席在了堆“双赴核”依、“纳多核婚”上栋，“姥双核尾”已罩成为渣市场径的主批流，冻曾经老风光除无限勺的“筹奔腾剧”系炼列产上品也床将逐税渐退湿出历虫史的勇舞台浴。世纷界正间在走跪入一冰个“虏双核竞”、拥“多祥核”柴的时计代。20革08年11月，In泛te棕l公司跳发布尾三款践基于Ne削ha咱le役m架构爷的Co卡re（酷况睿）i7处理训器：Co泥re西i令7-补96慨5，Co愧re圈i牺7-库94炼0，Co湖re睁i升7-举92躺0。这桶是迄疤今为筒止最款先进塘、性泛能最袋强劲狠，同逝时也勺是结桃构最按为复确杂的区处理浙器。危三款i7处理面器均剃采用8M皂B三级爸高速包缓存垮，支蹈持目绝前最趋先进杠的、幼可提性供最肝佳内纸存性赶能的喉三通芳道DD碎R3愿-1券06册6内存哑技术恐。微型躲计算堪机的犁分类1.按微解处理妇器的孤字长敏分类按微抢处理爱器的闲字长扬可分梅为8位、16位、32位和64位微蒸型计汁算机乌。2．按情用途宴分类⑴挎通用丙微型纱计算疯机通用感微型爪计算懂机是衬能够财面向她各种痕不同元应用闸的微换型计电算机贫系统奸，具严有强拍大的通处理介能力肆和较养大的免体积晴，拥笨有较嫩多的表外设闸和各砌种接刑口。涛主要岔包括把个人拐计算坝机（PC）和梯工作层站（wo污rk妙st蚂at盛io纷n）。个人烛计算金机：是行一种榴通用唤微型掌机，忙体积筛小，唉价格妥较廉榆，并进主要勇为每梢次一走人使鸟用，份用户仪界面承“友允好”姿。又雪可分阻为：慨台式份、便迟携式记、手垂持式扭。主呢流产缴品采狮用In乳te吐l公司辆的微剂处理裙器或投兼容蝴的微插处理膀器，漏使用Wi谜nd徒ow站s或Li津nu欧x操作何系统骑。工作娃站：工红作站社是指少具有缴完整社人机贿交互掉界面于，集谱高性章能的袭计算织和图摘形于厦一身跪，可辞配置东大容隔量的摩内存闻和硬阻盘，I／O和网老络功键能完帐善，守使用框多任认务、根多用驻户操鼠作系刑统的饮小型份通用伯个人洒化的乡丰计算途机系从统。农目前努工作熊站普裤遍采习用RI题SC处理周器芯瓜片，32位结雅构或64位结侦构，辟工作读站采鼓用的赶主要欧是UN营IX操作然系统拆。工忙作站悠在工心程领刺域、壁商业厕领域喇及办般公领竭域中容获得摘广泛醋的应棕用。⑵粉嵌入隐式计纺算机另一细类微症型计博算机捧被安雅装在炎特定膜的应匪用系暂统中赴，使站用者艇甚至遭感觉蝴不到赚其存恒在。姨一般拆地，愧我们夕把带宋有微颜处理说器的虚专用往微机蔑系统多称为欲嵌入胜式计堂算机塔（Em快be贯dd洽ed办c业om方pu悼te补r）或铸嵌入劝式系迟统。波它是冰以应变用为蓝中心怨、以在计算驻机技前术为培基础瓣、软喘硬件四可裁却剪、纷适应抛于应攻用系卵统对词功能鸽、可女靠性添、成捐本、杆体积匀、功换耗要否求的弊专用理计算色机系承统。饰嵌入炭式系侄统具束有高烘集成滤度、害低功腰耗的棒特点颜，其之操作奥系统锅和功业能软无件一盏般都断固化装在芯安片中灶。软禽件硬射件都叮以高反效率盈为原溉则，撕以实码现在判最小饮的硅抚片面惯积上肾实现伴更高唤的性押能，银以保燥证其窄竞争坦力。作为锦系统疲核心厨的微览处理垮器有青三类胖：微矩控制谁器（MC温U，Mi化cr浓o掠Co妖nt笔ro尼l剧Un看it）、殃数字醋信号侧处理朵器（DS左P,茫D绍ig猜it盐al活S拿ig弓na秧l业Pr礼oc卷es苍si肉ng）和委嵌入雕式微骆处理落器（EM嘴PU传,止Em士be励dd示ed杂M糟ic怠ro贷pr碗oc托es顿so乓r猎Un扶it）。佣嵌入皇式系猫统广伶泛应因用于税仪器响仪表菠、工害业控秆制、够测控他系统睡、通特讯设邀备、顾医疗破设备叙、生母产控懒制设侄备、怒武器笑装备仓等，钱特别英是移箱动电握话、MP晚3播放幼器、PD泪A等新牙型个仓人消臭费类侍产品京中的话应用稀有着逼十分矩巨大碗的市绩场。3．按丽微型茂计算加机的多组成定和规生模分蜂类⑴多板劲机：微津型计匹算机数的各蓬组成肤部分佳安装打在多逢个印刮刷电删路板驼上的缓微型研计算绸机。厨如台脉式PC机、哪便携检式PC机等愁。⑵单板具机：微森型计钟算机大的各咬组成桃部分匙安装弦在一浸个印皆刷电湿路板饶上的嘴微型泻计算景机。污一般箱用于模教学毅、实括验等招。⑶单片晶机：微层型计问算机匙的各筛组成革部分浑集成茫在一韵个超奔大规伟模集板成电熊路芯讨片上彼，则蹄称之情为单印片微掏型计高算机臂，简件称单影片机痕。因圣单片活机广贸泛应规用于价嵌入栋式系揭统，会又被职称为荐微控共器或烤嵌入婚式计锦算机剑。微型扯计算织机广酬泛采龙用了妨大规纽奉模（LS丸I）和超龄大规烘模（VL降SI）集成晒电路给，除猛了具舞有一沾般计梨算机饱的运眼算速清度快印，计之算精胆度高辣，记录忆功退能和势逻辑规判断显力强惩，自带动工衫作等结常规核功能睁外，伶还具无有独杯特的习优点门。微型原计算屿机的砖特点二微型僵计算筒机的李组成奴特点1.体积冈小、阅质量偿轻坏功耗尝低2.可靠异性高穗、使谋用环嚷境条浑件要战求低3.结构筒简单往灵活收、系腿统设罩计方搜便、饮适应屯性强4.性能陶价格菠比高微型达计算华机的兰特点微型啦计算垃机的歼结构1．16位微拴型计聋算机揭结构16位微汗型计缺算机度的结歪构采甜用的盾是总旷线结躬构，宇如图调所示借。微希处理扮器、据存储忌器、旬输入狐和输裹出接南口电驴路构炼成了趟计算绪机的捆主机赢；输费入设狸备和幻玉输出储设备逢统称恩为计街算机哭外部使设备贞，简推称外近设。概以微穴型计朽算机谊为主职体，被配上车系统骂软件丛和外蓄设之烦后，锁就构越成了询微型鸭计算企机系棵统。总线惧是传矿输信刊号的早一组谦导线奇，作羞为微葵机各哥部件在之间简信息左传输先的公震共通企道。越一个泡部件殃只要陷符合错总线扒标准访，就拖可以杜连接剩到使娱用这是种总熊线标偶准的点系统傲中。皆这样牧的结绝构使夺得系提统中滔各功宣能部桥件之展间的相相互油关系角变成续了各愁个部揭件面糠向总占线的殖单一到关系拾，不尼仅简跑化了山整个幕系统垒，而元且使尊系统茄的进朵一步睛扩充盛变得书非常寺方便现。总该线结匙构这夏种模傍块化刻（或酬称为碎积木锡化）土特点陕使得悔微机磁系统柔部件垄的组化成相授当灵夜活，竹实现供起来五也相晚当简祥捷。微处罩理器威通过悔系统唱总线免实现后和其针它组握成部地分的五联系戏。总测线把悠微处言理器概、存积储器丙和I/挺O接口泳电路贼（外辅部设斯备与杏微型拾计算医机相光连的筑协调煤电路冈）有锁机地诊连接绕起来直，所外有的消地址治、数烫据和领控制忠信号皇都经绞过总性线传念输。16位PC微机部中系忍统总敲线则减称IS振A总线关。行（In凤du楼st碑ry返S与ta垃nd鸦ar输dAr践ch闭it甚ec碍tu需re工业问标准斗结构该总线）微机堆的系诞统总放线按只功能屡分成台三组册，即墨数据绍总线差（DB，Da维ta润B枪us）、阀地址导总线喷（AB，Ad悟dr模es拨s捎Bu帝s）和白控制诱总线证（CB，Co览nt足ro蛾l戏Bu万s）。数据豆总线DB是传怪输数偷据或纵代码渠的一混组通扑信线纹，其窑宽度笔（总露线的攀根数谁）一桌般与委微处待理器宰的字净长相吨等。灶例如筑，16位微口处理颠器的DB有16根，削分别撤以D15～D0表示枪，D0为最歌低数泥据线请。DB上的炸数据旺信息洽在微疤处理栗器与植存储膀器或I/匹O接口蚕之间杠的传狱送可靠以是弦双向凭的，皂即DB上既政可以民传送亡读信辉息，练也可删以传束送写雀信息洁。微老型计扮算机盛讲到牲的“鬼读”拆或“惠写”裳都是咐以微判处理裕器为经主导哪地位牛而言膛的。地址公总线AB是传川输地降址信荒息的打一组离通信鞋线，钟是微咸处理护器访公问外插界用汉于寻提址的竿总线或。AB总线军是单顺向的缘瑞，其露根数眨决定凤了可时以直令接寻剧址的茎范围县。例茂如，竖某8位微服处理青器的AB有16根，尤分别壁用A15～A0表示以，A0为最繁低位更地址缓线，A15～A0可以寇组合树成216＝65肺53辜6（64伶K）个辣不同张地址密值，纷可寻酷址范趟围00卡00戒H～FF率FF蔑H。控制梦总线CB是传嫩送各轰种控塌制信仰号的捧一组斑通信花线。弹控制拾信号榜是微鞋处理欲器和项其它衔芯片倘间相洗互联例络或呼控制上用的屑。其廊中包辱括微线处理离器发搞给存具储器担或I/披O接口苍的输畏出控朽制信毛号，宪如，雀读信也号RD、写朗信号WR等，渗还包状括其咽它部元件送耀给微炼处理难器的鞠输入烫控制彻信号放，如肯时钟磁信号CL颠K、中鞋断请救求信畜号IN赏TR和NM寸I(不可引屏蔽位中断No倘n食Ma帮sk元ab矮le急I反nt痛er昏ru通pt增)、准备典就绪泥信号RE讨AD叉Y等。律控制公信号纺间是斯相互岛独立填的，巾其表羡示方近法采咸用能垄表明根含义酬的缩嫌写英兵文字介母符贯号。勇若符波号上鱼有一血横线宫，表蚂示负狂逻辑愧有效旁，否么则为稠正逻婚辑有认效。2．32位微浮型计请算机提结构继16位PC系列倾机之则后，些推出弄了以IB厉M归PC动/A婚T结构福为基馋础的32位PC系列轻机，拿在20多年欲的发小展和熊应用魔中，蓬形成棵了多励种主清板结拌构和先形式丝式，但重它们菊的基归本组检成相墨似，最图为午采用44盘0B忌X芯片溉组的膏典型忘主板箭结构巡寿，采坡用AG舅P显卡典，系毙统扩外展采符用PC貌I与IS宰A总线福并存笼的模罢式。北桥剧芯片沟为8模24根43蛛BX貌。支佛持单刷、双坑Pe拜nt症iu捐m壁II葵处理袭器，融总线莲频率稀可高矛达1积00刚MH拌z；燥内存掘控制唤器支脖持1锐00束/6崭6M淘Hz掠的S你DR箱AM绕；A田GP脚接口迎(A谅cc框el晒er剖at证ed肤G考ra础ph伟ic见s硬Po童rt柿即加稍速图铁形端田口）以1徒33柱MH恨z工鸽作时阳带宽扮为5筋33艘MB窃/s浩，可把插入偏AG升P接典口的饮显示车卡。南桥扫芯片玩为8让27绣31润EB迷。南坚桥芯街片接欣PC盟I接吹口，胶系统附中安企装了轧4个德PC胆I(外部付控制盈器接黄口Pe适ri钞ph援er垂al贼C允om碍po龄ne谈nt袋I聚nt肺er斗co元nn咏ec溉t)耻槽用朱于扩糖接P秋CI槐总线秘设备接（最治多可北安装除6个搁PC巷I槽荣）。鞭它支掌持I饲SA姓总线谅（I殖nd拥us面tr王ia渗l戴St壳an教da井rd杏A址rc应hi轻te跑ct缎ur帅e，恶工业崭标准根结构嫩总线斤），跳系统跑中安岸装了宏4个为IS泛A槽衫；两诞个I验DE蜡控制闻器可踩连接肤4个极ID升E设凭备；柔支持炉两个壤US狂B端交口等顾。（In樱te比gr如at流ed刃De僻vi福ce巨El侍ec锡tr正on信ic窄s集壤成设勒备电画路）第二汗节择计算怠机中暴的数闪和编哨码计算阀机在滋传递瞧信息亩时是认以编拴码的贤形式哭进行津的。划常用栗的编绘码有祖数字蛾编码说，字渔符编柱码，份汉字蛮编码蚁等。①计骨算机绸中常伍用的责进制二进盾制数考（Bi所na虽ry）：二进据制数雅的特袖点有孙两个奴运算堆符号0和1，逢蹈“二润”进下“一径”。亡计算柱机中西最常衫用的蜘就是灾二进滤制数倍。记岔作“B”，如10糖10等11夏B。十六柔进制牵数（He公xa玻dc架im漫al）：十六总进制厕数的适特点雄是有途十六施个运墨算符蠢号0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F。逢“幼十六河”进冠“一品”。搬记作煮“H”，如1A倍9H。十进昼制数(D娘ec魄im蹈al肾)：十进偿制数态的特歉点是雕有十汗个运卖算符孩号0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，逢“串十”分进“铜一”监。记就作“Ｄ”。纳也可做没有犬标记漆。如12心D或12。一．盘数制②各崇种进欲制的品转换二进仿制和扬十六誓进制郑的相六互转慕换方网法：是用羞四位伙二进跌制数搜表示粥一位京十六削进制翁数。热例10贿11厕0B悉=1山6H，1A沟9H捡=1百10北10射10压01办B。十六播进制宾转换韵为十镇进制柱：将十老六进待制数宜按展岗开后摸，用挡十进劈燕制加饼法原条则加竿即可僚。例撒如：1B地H=芝1×硬161+1之1×勾160=2嫩7。二进将制转屿换成窄十进卷制数吹：将二蓬进制案数按围权展耳开后侄，用仅十进您制加蜡法的级原则淋相加线即可恼。例另如：10枕11兄B=资1×痒23+0缘瑞×22+1前×21+1项×20=8撇+0笨+2文+1＝11。十进港制转杠换成剥二进跳制或商十六仿进制壮：用求肺基数2或16取余串数法菜，直蔬到商覆等于0为止讨。将衡后得御的余惧数做息高位种。先逝得余研数做拿低位尾，即耻可得津到转疏换。句例如首：把20秤D转换粪成二悲进制返数和辟十六按进制叔数。

2201620210

‥‥‥‥0

161‥‥‥‥

45‥‥‥‥00‥‥‥‥122‥‥‥‥120D=14H

21‥‥‥‥00‥‥‥‥120D=10100B解:二．编码二─阁十进看制（BC狡D码）用四错位二展进制童数表颜示一捆位十宅进制飞数的鲁形式廊叫二爹─十说进制尼。也员叫BC求D码。BC解D码有狐压缩随式和久非压抚缩式概两种。压晴缩式BC疑D码是全用8位二读进制刮数表南示两短位十智进制疼数。例如91触=1芒00缎10犹00轿1B。非压卫缩式岸的BC码D码就墨是用8位二叔进制姑数表曲示一塔位十停进制买数。例如男：91＝00牵00川10阶01葡00第00价00题01蜜B。用键道盘输熊入的遵各种干字符，如数译字、字母、标号蜻符号飞等，都可倚用二欧进制蜜编码金表示。这种颈编码妻形式员就叫毕字符惭编码。目前握应用报最广搞的字子符编自码是粗用7位二驰进制浊数表纹示1位字默符的个字符奶编码碗，叫功美国插信息舰交换疑标准菊码（Am冒er浓ic仰an仙S岭ta鹿nd盾ar核d馆Co庭de窗f经or障I径nf馋or吸ma聚ti喇on飞I暖nt运er欧ch愚an捎ge），简称AS盆CI振I码。如表1-只3所示。AS列CI丢I码共离有12搭8个字滩符，其中立有32个通吊用控味制字卷符，10个十断进制网数码，52个大缴小写炕英文婚和34个专红用字台符。‘A’的AS疫CI倘I码为41厕H，0~访9的AS餐CI目I码为30扩H~近39嘱H。字符脸编码编码字符编码字符编码字符编码字符0DUL10DLE20SPACE3001SOH11DC121！3112STX12DC222″3223ETX13DC323#3334EOT14DC424$3445ENQ15NAK25%3556ACK16SYN26&3667BEL17ETB27’3778BSB18CAN28(3889TAB19EM29)3990ALF1ASUB2A*3A:0BVT1BESC2B+3B;0CFF1CHS2C,3C<

0DCR1DGS2D–3D=0ESO1ERS2E•3E>

0FSI1FUS2F/3F？表1-东3AS仿CI掉I字符咏表(a游)编码字符编码字符编码字符编码字符40@50P60ˊ70p41A51Q61a71q42B52R62b72r43C53S63c73s44D54T64d74t45E55U65e75u46F56V66f76v47G57W67g77w48H58X68h78x49I59Y69i79y4AJ5AZ6Aj7Az4BK5B[6Bk7B{4CL5C\6Cl7C|4DM5D]6Dm7D}4EN5Eˆ6En7E.4FO5F–6Fo7FDEL表1-屠3AS肆CI荣I字符抱表(b盈)汉字胸输入塞必须骆有相迁应的饺汉字强编码德。用春键盘方输入涉的汉骗字是馒输入狂汉字扛的外盆部码宽，外母部码致还要情转换雾成内具部码良，计亡算机侵才可仆以存智储和惜处理驾。汉响字系吃统不污同，则它的酸外部愤码的购输入挑是不饿一样众的。踪蝶各种贡汉字吧