【www.shanpow.com--物理试题】
【一】:微机原理习题答案
微型计算机原理及应用
习题集
专业班级 学 号
姓 名
目录
第1章 概述 ....................................................................................................................... 2
第2章 微处理器及其结构 ............................................................................................... 4
第3章 8086/8088CPU指令系统 ..................................................................................... 9
第4章 汇编语言程序设计 ............................................................................................. 17
第5章 存储器系统 ......................................................................................................... 28
第6章 输入输出与中断技术 ......................................................................................... 32
第7章 微型计算机的接口技术 ..................................................................................... 40
第1章 概述
一、填空题
1. 控制器 集成在一块芯片上,被称作CPU。
2.总线按其功能可分三种不同类型的总线。
3.迄今为止电子计算机所共同遵循的工作原理是和作原理。这种原理又称为 冯·诺依曼型 原理。
4.写出下列原码机器数的真值;若分别作为反码和补码时,其表示的真值又分别是多少?
(1) (0110 1110)二进制原码=(+110 1110)二进制真值=(+110)十进制真值 (0110 1110)二进制反码=(+110 1110)二进制真值=(+110)十进制真值
(0110 1110)二进制补码=(+110 1110)二进制真值=(+110)十进制真值 (2) (1011 0101)二进制原码=(-011 0101)二进制真值=(-53)十进制真值 (1011 0101)二进制反码=(-100 1010)二进制真值=(-74)十进制真值 (1011 0101)二进制补码=(-100 1011)二进制真值=(-75)十进制真值
5.写出下列二进制数的原码、反码和补码(设字长为8位)。
(1) (+101 0110)二进制真值=(0101 0110)原码=(0101 0110)反码=(0101 0110)补码
(2) (-101 0110)二进制真值=(1101 0110)原码=(1010 1001)反码=(1010 1010)补码
6.[X]补=78H,则[-X]补=( 88 )H。
7.已知X1= +0010100,Y1= +0100001,X2= 0010100,Y2= 0100001,试计算下列各式(设字长为8位)。
(1) [X1+Y1]补= [X1]补+ [Y1]补= 0001 0100 + 0010 0001 = 0011 0101
(2) [X1-Y2]补= [X1]补+ [-Y2]补= 0001 0100 + 0010 0001 = 0011 0101
(3) [X2-Y2]补= [X2]补+ [-Y2]补= 1110 1100 + 0010 0001 = 0000 1101
(4) [X2+Y2]补= [X2]补+ [Y2]补= 1110 1100 + 1101 1111 = 1100 1011
8.将下列十六进制数分别转换成二进制、八进制、十进制和BCD数。
(1)(5D.BA)16=(0101,1101.1011,1010)2=(135.564)8=(93. 7265625)10 =(1001,0011.0111,0010,0110,0101,0110,0010,0101)BCD
(2)(1001.0101,1)2=(9.34375)10=(11.26)8=(9.58)16
=(1001.0011,0100,0011,0111,0101)BCD
9.写出下列字符的ASCII码。
(1) ‗9‘=(39H)ASCII码 (2) ‗C‘ =(43H)ASCII码
(4) ‗空格‘ =(20H)ASCII码
(6) ‗回车‘ =(0DH)ASCII码
(8) ‗报警符‘ =(07H)ASCII码 (3) ‗$‘ =(24H)ASCII码 (5) ‗b‘ =(62H)ASCII码 (7) ‗换行‘ =(0AH)ASCII码
二、选择题
1.下列无符号数中最小的数是(A)。
A.(01A5)H B.(1,1011,0101)B C.(2590)D D.(3764)O
2.下列有符号数中最大的数是(D)。
A.1002H B.1001 0011 0010 1100B C.2570O D.9614D
3.在机器数(A)中,零的表示形式是唯一的。
A.补码 B.原码 C.补码和反码 D.原码和反码
4.8位二进制数补码的数值表示范围为(A)。
A. -128~+127 B.-127~+127
C. 一129~+128 D.-128~+128
5.若下列字符码(ASCII)中有奇偶校验位,但没有数据错误,采用偶校验的字符码是(D)。
A.11001011 B.11010110 C.11000001 D.11001001
6.B9H可以看成(ABD )。
A.无符号数185 B.带符号数-71的补码
D.带符号数-57的原码 C.十进制数99的组合BCD码
三、简答题
1.简述微处理器、微计算机及微计算机系统三个术语的内涵。
答:微处理器是微计算机系统的核心硬件部件,它本身具有运算能力和控制功能,对系统的性能起决定性的影响。微处理器一般也称为CPU;微计算机是由微处理器、存储器、I/O接口电路及系统总线组成的裸机系统。微计算机系统是在微计算机的基础上配上相应的外部设备和各种软件,形成一个完整的、独立的信息处理系统。三者之间是有很大不同的,微处理器是微型计算机的组成部分,而微型计算机又是微型计算机系统的组成部分。
2.什么叫总线?为什么各种微型计算机系统中普遍采用总线结构?
答:总线是模块与模块之间传送信息的一组公用信号线。
总线标准的建立使得各种符合标准的模块可以很方便地挂在总线上,使系统扩展和升级变得高效、简单、易行。因此微型计算机系统中普遍采用总线结构。
3.微型计算机系统总线从功能上分为哪三类?它们各自的功能是什么?
答:微型计算机系统总线从功能上分为地址总线、数据总线和控制总线三类。地址总线用于指出数据的来源或去向,单向;数据总线提供了模块间数据传输的路径,双向;控制总线用来传送各种控制信号或状态信息以便更好协调各功能部件的工作。
第2章 微处理器及其结构
一、填空题
1.8086/8088 CPU执行指令中所需操作数地址由计算出送 BIU ,由 BIU 最后形成一个 20 位的内存单元物理地址。
2.8086/8088 CPU在总线周期的T1 时刻,用A19/S6~A16/S3 输出息的最高 4 位,而在其他时钟周期,则输出 状态 信息。
3.8086/8088 CPU复位后,从单元开始读取指令字节,一般这个单元在 ROM 区中,在其中设置一条 跳转 指令,使CPU对系统进行初始化。
4.8086系统的存储体系结构中,1MB存储体分每个库的容量都是字节,其中和数据总线D15~D8相连的库全部由 奇地址 单元组成,称为高位字节库,并用BHE作为此库的选通信号。
5.8086/8088系统中,可以有相距 16 个存储单元。
6.用段基值及偏移量来指明内存单元地址的方式称为 逻辑地址 。
7.通常8086/8088 CPU中当EU执行一条占用很多时钟周期的指令时,或者在多处理器系统中在交换总线控制时会出现 空闲 状态。
8.8086 CPU使用I/O端口,最多可访问个字节端口,使用 20 根地址线访问存储单元,最多可访问 1M 个字节单元。
9.CPU取一条指令并执行该指令的时间称为它通常包含若干个线 周期,而后者又包含有若干个 时钟 周期。
10.
11.
12.
13.
二、单项选择题
1.某微机最大可寻址的内存空间为16MB,其CPU的地址总线至少应有(E)条。
A.26 B.28 C.20 D.22 E.24
2.8086/8088 CPU的RESET引脚至少应维持(A)个时钟周期的正脉冲宽度才能有效复位。
A.4 B. 5 C.2 D.3
3.当RESET信号进入高电平状态时,将使8086/8088 CPU的(D)寄存器初始化为0FFFFH。
A.SS B.DS C.ES D.CS
4.8086/8088 CPU 与慢速存储器或I/O 接口之间进行数据传输,为了使传送速度匹配,有时需要在(C)状态之间插入若干等待周期TW。
【二】:微机原理作业答案
微机原理作业
1. 8086CPU由哪两部分组成?它们的主要功能是什么?
答:8086CPU由总线接口单元(BIU)和指令执行单元(EU)组成。总线接口单元(BIU)的功能是:地址形成、取指令、指令排队、读/写操作数和总线控制。指令执行单元(EU)的功能是指令译码和指令执行。
2. 微型计算机系统由 微处理器 、 存储器 和 I/O接口 等
组成。
3. 8086CPU中的指令队列可存储 6 个字节的指令代码,当指令队列
至少空出 2 个字节时,BIU单元便自动将指令取到指令队列中; 4. 8086系统中,1MB的存储空间分成两个存储体:和
字节。
5. 8086系统中存储器采用什么结构?用什么信号来选中存储体?
答:8086存储器采用分体式结构:偶地址存储体和奇地址存储体,各为512K。用AO和BHE来选择存储体。当AO=0时,访问偶地址存储体;当BHE=0时,访问奇地址存储体;当AO=0,BHE=0时,访问两个存储体。
6. 在8086CPU中,指令指针寄存器是 C 。
(A) BP (B) SP (C) IP (D) DI
7. 8086CPU中的SP寄存器的位数是 B 。
(A) 8位 (B) 16位 (C) 20位 (D) 24位
8. 8086CPU中指令指针寄存器(IP)中存放的是 B 。
(A)指令 (B)指令偏移地址 (C)操作数 (D)操作数偏移地址
9. 若当前SS=3500H,SP=0800H,说明堆栈段在存储器中的物理地址(最
大),若此时入栈10个字节,SP内容是什么?若再出栈6个字节,SP为什么值?答:堆栈段的物理地址范围:35000H~357FFH
当前顶的物理地址为:35000H+0800H=35800H
入栈10个字节以后:SP=0800H-000AH=07F6H
出栈6个字节以后:SP=07F6H+0006H=07FCHwww.shanpow.com_8086存储器的物理地址怎样进行计算。
10. 下列关于8086系统堆栈的论述中,正确的是A 。
(A) 堆栈的工作方式是“先进后出”,入栈时SP减小
(B) 堆栈的工作方式是“先进后出”,入栈时SP增大
(C) 堆栈的工作方式是“先进先出”,入栈时SP减小
(D)堆栈的工作方式是“先进先出”,入栈时SP增大
11. 8086CPU对内存读/写操作,需两个总线周期的读/写操作是。
(A) 从偶地址读/写一个字节 (B) 从奇地址读/写一个字节
(C) 从偶地址读/写一个字 (D) 从奇地址读/写一个字
12. 总线周期是指。
(A) 执行一条指令所需要的时间;www.shanpow.com_8086存储器的物理地址怎样进行计算。
(B) BIU完成一次读和一次写I/O端口操作所需时间之和;
(C) BIU完成一次访问存储器或I/O端口操作所需要的时间;
(D) BIU完成一次读和一次写存储器操作所需时间之和。
13. 8086CPU通过RESET引脚上的触发信号来引起系统复位和启动,复位时代
码段寄存器CS= 0FFFFH ,指令指针IP= 0000H 。重新启动后,从物理地址为 FFFF0H 的地方开始执行指令。
14. 8086CPU数据总线信号的状态是 C 。
(A)单向双态 (B)单向三态 (C)双向三态 (D)双向双态
15. 标志寄存器PSW中控制CPU的INTR引脚的标志位是 C 。
(A) TF (B) DF (C) IF (D) ZF
16. 已知段地址和偏移地址分别为2015H和0028H,此存储单元的物理地址
是什么?答:存储单元的物理地址:20150H+0028H=20178H
17. 因为8086 CPU的字数据既可以存放在内存的偶地址单元,也可以安排
在奇地址单元,所以其堆栈指针SP A 。
A.最好指向偶地址单元 B.可以指向任何地址单元
C.只能指向偶地址
18. 在8086CPU中,数据地址引脚 A 采用时分复用。
A.AD0~AD15 B.AD0~AD9 C.AD0~AD20 D.AD10~AD2
19. 8086CPU把1MB空间划分为若干逻辑段,每段最多可含 D 的存储单
元。
A.1KB B.8KB C.16KB D.64KB D.只能指向奇地址
20. 设DS=1000H,ES=2000H,SS=3000H,SI=0010H, BX=0100H,BP=0200H,
数据段中变量名为VAL的偏移地址值为0030H,写出下列指令源操作数字段的寻址方式和物理地址值:
MOV AX,VAL 寻址方式 直接寻址 ,物理地址 10030H 。 MOV AX,ES:[BX] 寻址方式 寄存器间接寻址,物理地址 20100H 。 MOV AX,VAL[BP][SI]寻址方式 相对基址变址寻址,物理地址 30240H 。 说明:① 以BX寄存器间接寻址,则默认的段是DS: 例如:MOV AX,[BX]
以BP寄存器间接寻址,则默认的段是SS:例如:MOV AX,[BP]
② 同样相对基址变址寻址也是有两种情况:
若BX提供基地址,则默认为DS段,即数据段;
若:BP提供基地址,则默认为SS段,即堆栈段;
21. 8086CPU的标志寄存器中状态标志位有 D 个。
(A)3 (B)4 (C)5 (D)6
22. 8086CPU可寻址访问的最大I/O空间为 B 。
(A)1KB (B)64KB (C)640KB (D)1MB
23. 8086 CPU可用于间接寻址的寄存器有 B 。
(A)AX,BX,CX,DX (B)SI,DI,BX,BP
(C)DS,SI,ES,DI (D)SP,IP,CS,DS
24. 在8086CPU中,一个最基本的总线周期由4个时钟周期(T状态)组成,
在T1状态,CPU在总线发出 C 信息。
(A)数据 (B)状态 (C)地址 (D)其他
25. 8086CPU中指令队列可存储 C 个字节的指令代码。
(A)4 (B)5 (C)6 (D)8
26. 某EPROM芯片,其存储容量为512K×8位,该芯片的地址线和数据线数
目为 D 。
(A) 8,19 (B) 17,8 (C) 18,8 (D) 19,8
27. 用8K×8位的RAM6264芯片组成64K字的存储子系统,需要多少芯片?
地址线中有多少位参与片内寻址?至少需要多少位组合成片选信号? 答:需要16个芯片,地址线中有13位参与片内寻址,至少需要4位组合成片选信号。
28.阅读程序段,指出运行结果
MOV CX,05H
MOV BX,00H
NEXT: MOV AL,ARRAY[BX] ADD AL,07H
DAA
MOV NEW[BX],AL
INC
LOOP
HLT
ARRAY DB 43H,54H,65H,77H,89H BX NEXT
NEW DB 5 DUP(?)
程序运行后,NEW开始的连续5个单元的内容依次为: 50H , 61H , 72H , 84H , 96H 。
29. 标志寄存器PSW中控制CPU的INTR引脚的标志位是 C 。
(A) TF (B) DF (C) IF (D) ZF
30. 8086CPU外部的数据总线和地址总线分别为 C 位。
A.16,16
31. 指令代码的地址存放在寄存器 D 中。
A.DS和SI B.BX和BP
32. 设字长为八位,有x= 1,y=124,则有:[xy]补=__0111011_______, [xy]
补B.20,16 C.16,20 D.20,20 C.ES和DI D.CS和IP =___10000011_______;
33. 数制转换:247.86= F7.DC H
=_001001000111.10000110_____________BCD;
34. 在8086CPU中,由于BIU和EU分开,所以_取指令____和_执行指令____ 可
以重叠操作,提高了CPU的利用率;
35. 8086的中断向量表位于内存的_00000H~003FFH______区域,它可以容纳
__256__个中断向量, 每一个向量占__4__ 个字节;
36. 8086系统中,地址FFFF0H是__CPU复位以后执行第一条指令的
_________________ 地址;
37. 已有AX=E896H,BX=3976H,若执行ADD BX,AX指令,则结果BX,AX,
标志位CF,OF,ZF各为何值?
答:BX=220CH;AX=E896H;CF=1;0F=0;ZF=0;
【三】:CPU专业名词详解
有很多朋友都想DIY自己的电脑,而最重要的部分-电脑处理器却了解不深。电脑处理器简称CPU,它决定了电脑的大部分运行速度和性能。在购买电脑时,CPU也是衡量电脑价格的重要指标。为了方便广大网友对CPU的认识,小编特此进行电脑处理器科普,给大家收集史上最全的CPU专业名词详解。
1、主频
主频也叫时钟频率,单位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz),用来表示CPU的运算、处理数据的速度。通常,主频越高,CPU处理数据的速度就越快。
CPU的主频=外频×倍频系数。主频和实际的运算速度存在一定的关系,但并不是一个简单的线性关系。 所以,CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的,主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中,也可以看到这样的例子:1 GHz Itanium芯片能够表现得差不多跟2.66 GHz至强(Xeon)/Opteron一样快,或是1.5 GHz Itanium 2大约跟4 GHz Xeon/Opteron一样快。CPU的运算速度还要看CPU的流水线、总线等各方面的性能指标。
2、外频
外频是CPU的基准频率,单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。通俗地说,在台式机中,所说的超频,都是超CPU的外频(当然一般情况下,CPU的倍频都是被锁住的)相信这点是很好理解的。但对于服务器CPU来讲,超频是绝对不允许的。前面说到CPU决定着主板的运行速度,两者是同步运行的,如果把服务器CPU超频了,改变了外频,会产生异步运行,(台式机很多主板都支持异步运行)这样会造成整个服务器系统的不稳定。
绝大部分电脑系统中外频与主板前端总线不是同步速度的,而外频与前端总线(FSB)频率又很容易被混为一谈。
3、总线频率
前端总线(FSB)是将CPU连接到北桥芯片的总线。前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)/8,数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。比方,支持64位的至强Nocona,前端总线是800MHz,按照公式,它的数据传输最大带宽是6.4GB/秒。
外频与前端总线(FSB)频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度,外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一亿次;而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit÷8bit/Byte=800MB/s。
4、倍频系数
倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高。但实际上,在相同外频的前提下,高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的,一味追求高主频而得到高倍频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应-CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。一般除了工程样版的Intel的CPU都是锁了倍频的,少量的如Intel酷睿2核心的奔腾双核E6500K和一些至尊版的CPU不锁倍频,而AMD之前都没有锁,AMD推出了黑盒版CPU(即不锁倍频版本,用户可以自由调节倍频,调节倍频的超频方式比调节外频稳定得多)。
5、CPU的位和字长
位:在数字电路和电脑技术中采用二进制,代码只有“0”和“1”,其中无论是“0”或是“1”在CPU中都是一“位”。
字长:电脑技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。字节和字长的区别:由于常用的英文字符用8位二进制就可以表示,所以通常就将8位称为一个字节。字长的长度是不固定的,对于不同的CPU、字长的长度也不一样。8位的CPU一次只能处理一个字节,而32位的CPU一次就能处理4个字节,同理字长为64位的CPU一次可以处理8个字节。
6、缓存
缓存大小也是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。
L1 Cache(一级缓存) 是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32-256KB。
L2 Cache(二级缓存) 是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,以前家庭用CPU容量最大的是512KB,笔记本电脑中也可以达到2M,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高,可以达到8M以上。
L3 Cache(三级缓存) ,分为两种,早期的是外置,内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效,故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。
其实最早的L3缓存被应用在AMD发布的K6-III处理器上,当时的L3缓存受限于制造工艺,并没有被集成进芯片内部,而是集成在主板上。在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。后来使用L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。接着就是P4EE和至强MP。Intel还打算推出一款9MB L3缓存的Itanium2处理器,和以后24MB L3缓存的双核心Itanium2处理器。
但基本上L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要,比方配备1MB L3缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手,由此可见前端总线的增加,要比缓存增加带来更有效的性能提升。
7.CPU扩展指令集
CPU依靠指令来计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲,指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分,而从具体运用看,如Intel的MMX(Multi Media Extended)、SSE、 SSE2(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2)、SEE3和AMD的3DNow!等都是CPU的扩展指令集,分别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。我们通常会把CPU的扩展指令集称为"CPU的指令集"。SSE3指令集也是目前规模最小的指令集,此前MMX包含有57条命令,SSE包含有50条命令,SSE2包含有144条命令,SSE3包含有13条命令。目前SSE3也是最先进的指令集,英特尔Prescott处理器已经支持SSE3指令集,AMD会在未来双核心处理器当中加入对SSE3指令集的支持,全美达的处理器也将支持这一指令集。
8.CPU内核和I/O工作电压
从586CPU开始,CPU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种,通常CPU的核心电压小于等于I/O电压。其中内核电压的大小是根据CPU的生产工艺而定,一般制作工艺越小,内核工作电压越低;I/O电压一般都在1.6~5V。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。
9.制造工艺
制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展。密度愈高的IC电路设计,意味着在同样大小面积的IC中,可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。最近官方已经表示有 32nm 的制造工艺了。
10.指令集
(1)CISC指令集
CISC指令集,也称为复杂指令集,英文名是CISC,(Complex Instruction Set Computer的缩写)。在CISC微处理器中,程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单,但计算机各部分的利用率不高,执行速度慢。其实它是英特尔生产的x86系列(也就是IA-32架构)CPU及其兼容CPU,如AMD、VIA的。即使是现在新起的X86-64(也被成AMD64)都是属于CISC的范畴。
要知道什么是指令集还要从当今的X86架构的CPU说起。X86指令集是Intel为其第一块16位CPU(i8086)专门开发的,IBM1981年推出的世界第一台PC机中的CPU―i8088(i8086简化版)使用的也是X86指令,同时电脑中为提高浮点数据处理能力而增加了X87芯片,以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。
虽然随着CPU技术的不断发展,Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到过去的PII至强、PIII至强、Pentium 3,最后到今天的Pentium 4系列、至强(不包括至强Nocona),但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继承丰富的软件资源,所以Intel公司所生产的所有CPU仍然继续使用X86指令集,所以它的CPU仍属于X86系列。由于Intel X86系列及其兼容CPU(如AMD Athlon MP、)都使用X86指令集,所以就形成了今天庞大的X86系列及兼容CPU阵容。x86CPU目前主要有intel的服务器CPU和AMD的服务器CPU两类。
(2)RISC指令集
RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ”的缩写,中文意思是“精简指令集”。它是在CISC指令系统基础上发展起来的,有人对CISC机进行测试表明,各种指令的使用频度相当悬殊,最常使用的是一些比较简单的指令,它们仅占指令总数的20%,但在程序中出现的频度却占80%。复杂的指令系统必然增加微处理器的复杂性,使处理器的研制时间长,成本高。并且复杂指令需要复杂的操作,必然会降低计算机的速度。基于上述原因,20世纪80年代RISC型CPU诞生了,相对于CISC型CPU ,RISC型CPU不仅精简了指令系统,还采用了一种叫做“超标量和超流水线结构”,大大增加了并行处理能力。RISC指令集是高性能CPU的发展方向。它与传统的CISC(复杂指令集)相对。相比而言,RISC的指令格式统一,种类比较少,寻址方式也比复杂指令集少。当然处理速度就提高很多了。目前在中高档服务器中普遍采用这一指令系统的CPU,特别是高档服务器全都采用RISC指令系统的CPU。RISC指令系统更加适合高档服务器的操作系统UNIX,现在Linux也属于类似UNIX的操作系统。RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容。
目前,在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有以下几类:PowerPC处理器、SPARC处理器、PA-RISC处理器、MIPS处理器、Alpha处理器。
(3)IA-64
EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computers,精确并行指令计算机)是否是RISC和CISC体系的继承者的争论已经有很多,单以EPIC体系来说,它更像Intel的处理器迈向RISC体系的重要步骤。从理论上说,EPIC体系设计的CPU,在相同的主机配置下,处理Windows的应用软件比基于Unix下的应用软件要好得多。
Intel采用EPIC技术的服务器CPU是安腾Itanium(开发代号即Merced)。它是64位处理器,也是IA-64系列中的第一款。微软也已开发了代号为Win64的操作系统,在软件上加以支持。在Intel采用了X86指令集之后,它又转而寻求更先进的64-bit微处理器,Intel这样做的原因是,它们想摆脱容量巨大的x86架构,从而引入精力充沛而又功能强大的指令集,于是采用EPIC指令集的IA-64架构便诞生了。IA-64 在很多方面来说,都比x86有了长足的进步。突破了传统IA32架构的许多限制,在数据的处理能力,系统的稳定性、安全性、可用性、可观理性等方面获得了突破性的提高。
IA-64微处理器最大的缺陷是它们缺乏与x86的兼容,而Intel为了IA-64处理器能够更好地运行两个朝代的软件,它在IA-64处理器上(Itanium、Itanium2 ……)引入了x86-to-IA-64的解码器,这样就能够把x86指令翻译为IA-64指令。这个解码器并不是最有效率的解码器,也不是运行x86代码的最好途径(最好的途径是直接在x86处理器上运行x86代码),因此Itanium 和Itanium2在运行x86应用程序时候的性能非常糟糕。这也成为X86-64产生的根本原因。
(4)X86-64 (AMD64 / EM64T)
HAMD公司设计,可以在同一时间内处理64位的整数运算,并兼容于X86-32架构。其中支持64位逻辑定址,同时提供转换为32位定址选项;但数据操作指令默认为32位和8位,提供转换成64位和16位的选项;支持常规用途寄存器,如果是32位运算操作,就要将结果扩展成完整的64位。这样,指令中有“直接执行”和“转换执行”的区别,其指令字段是8位或32位,可以避免字段过长。
x86-64(也叫AMD64)的产生也并非空穴来风,x86处理器的32bit寻址空间限制在4GB内存,而IA-64的处理器又不能兼容x86。AMD充分考虑顾客的需求,加强x86指令集的功能,使这套指令集可同时支持64位的运算模式,因此AMD把它们的结构称之为x86-64。在技术上AMD在x86-64架构中为了进行64位运算,AMD为其引入了新增了R8-R15通用寄存器作为原有X86处理器寄存器的扩充,但在而在32位环境下并不完全使用到这些寄存器。原来的寄存器诸如EAX、EBX也由32位扩张至64位。在SSE单元中新加入了8个新寄存器以提供对SSE2的支持。寄存器数量的增加将带来性能的提升。与此同时,为了同时支持32和64位代码及寄存器,x86-64架构允许处理器工作在以下两种模式:Long Mode(长模式)和Legacy Mode(遗传模式),Long模式又分为两种子模式(64bit模式和Compatibility mode兼容模式)。该标准已经被引进在AMD服务器处理器中的Opteron处理器。
而今年也推出了支持64位的EM64T技术,再还没被正式命为EM64T之前是IA32E,这是英特尔64位扩展技术的名字,用来区别X86指令集。Intel的EM64T支持64位sub-mode,和AMD的X86-64技术类似,采用64位的线性平面寻址,加入8个新的通用寄存器(GPRs),还增加8个寄存器支持SSE指令。与AMD相类似,Intel的64位技术将兼容IA32和IA32E,只有在运行64位操作系统下的时候,才将会采用IA32E。IA32E将由2个sub-mode组成:64位sub-mode和32位sub-mode,同AMD64一样是向下兼容的。Intel的EM64T将完全兼容AMD的X86-64技术。现在Nocona处理器已经加入了一些64位技术,Intel的Pentium 4E处理器也支持64位技术。
应该说,这两者都是兼容x86指令集的64位微处理器架构,但EM64T与AMD64还是有一些不一样的地方,AMD64处理器中的NX位在Intel的处理器中将没有提供。
11.超流水线与超标量
在解释超流水线与超标量前,先了解流水线(pipeline)。流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5―6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条X86指令分成5―6步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令,因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水,即指令预取、译码、执行、写回结果,浮点流水又分为八级流水。
超标量是通过内置多条流水线来同时执行多个处理器,其实质是以空间换取时间。而超流水线是通过细化流水、提高主频,使得在一个机器周期内完成一个甚至多个操作,其实质是以时间换取空间。例如Pentium 4的流水线就长达20级。将流水线设计的步(级)越长,其完成一条指令的速度越快,因此才能适应工作主频更高的CPU。但是流水线过长也带来了一定副作用,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象,Intel的奔腾4就出现了这种情况,虽然它的主频可以高达1.4G以上,但其运算性能却远远比不上AMD 1.2G的速龙甚至奔腾III。
CPU封装是采用特定的材料将CPU芯片或CPU模块固化在其中以防损坏的保护措施,一般必须在封装后CPU才能交付用户使用。CPU的封装方式取决于CPU安装形式和器件集成设计,从大的分类来看通常采用Socket插座进行安装的CPU使用PGA(栅格阵列)方式封装,而采用Slot x槽安装的CPU则全部采用SEC(单边接插盒)的形式封装。现在还有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封装技术。由于市场竞争日益激烈,目前CPU封装技术的发展方向以节约成本为主。
12、多线程
多线程Simultaneous multithreading,简称SMT。SMT可通过复制处理器上的结构状态,让同一个处理器上的多个线程同步执行并共享处理器的执行资源,可最大限度地实现宽发射、乱序的超标量处理,提高处理器运算部件的利用率,缓和由于数据相关或Cache未命中带来的访问内存延时。当没有多个线程可用时,SMT处理器几乎和传统的宽发射超标量处理器一样。SMT最具吸引力的是只需小规模改变处理器核心的设计,几乎不用增加额外的成本就可以显著地提升效能。多线程技术则可以为高速的运算核心准备更多的待处理数据,减少运算核心的闲置时间。这对于桌面低端系统来说无疑十分具有吸引力。Intel从3.06GHz Pentium 4开始,所有处理器都将支持SMT技术。
13、多核心
多核心,也指单芯片多处理器(Chip multiprocessors,简称CMP)。CMP是由美国斯坦福大学提出的,其思想是将大规模并行处理器中的SMP(对称多处理器)集成到同一芯片内,各个处理器并行执行不同的进程。与CMP比较, SMT处理器结构的灵活性比较突出。但是,当半导体工艺进入0.18微米以后,线延时已经超过了门延迟,要求微处理器的设计通过划分许多规模更小、局部性更好的基本单元结构来进行。相比之下,由于CMP结构已经被划分成多个处理器核来设计,每个核都比较简单,有利于优化设计,因此更有发展前途。
14、SMP
SMP(Symmetric Multi-Processing),对称多处理结构的简称,是指在一个计算机上汇集了一组处理器(多CPU),各CPU之间共享内存子系统以及总线结构。在这种技术的支持下,一个服务器系统可以同时运行多个处理器,并共享内存和其他的主机资源。像双至强,也就是我们所说的二路,这是在对称处理器系统中最常见的一种(至强MP可以支持到四路,AMD Opteron可以支持1-8路)。也有少数是16路的。但是一般来讲,SMP结构的机器可扩展性较差,很难做到100个以上多处理器,常规的一般是8个到16个,不过这对于多数的用户来说已经够用了。在高性能服务器和工作站级主板架构中最为常见,像UNIX服务器可支持最多256个CPU的系统。
构建一套SMP系统的必要条件是:支持SMP的硬件包括主板和CPU;支持SMP的系统平台,再就是支持SMP的应用软件。
为了能够使得SMP系统发挥高效的性能,操作系统必须支持SMP系统,如WINNT、LINUX、以及UNIX等等32位操作系统。即能够进行多任务和多线程处理。多任务是指操作系统能够在同一时间让不同的CPU完成不同的任务;多线程是指操作系统能够使得不同的CPU并行的完成同一个任务。
要组建SMP系统,对所选的CPU有很高的要求,首先、CPU内部必须内置APIC(Advanced Programmable Interrupt Controllers)单元。Intel 多处理规范的核心就是高级可编程中断控制器(Advanced Programmable Interrupt Controllers--APICs)的使用;再次,相同的产品型号,同样类型的CPU核心,完全相同的运行频率;最后,尽可能保持相同的产品序列编号,因为两个生产批次的CPU作为双处理器运行的时候,有可能会发生一颗CPU负担过高,而另一颗负担很少的情况,无法发挥最大性能,更糟糕的是可能导致死机。
15、NUMA技术
NUMA即非一致访问分布共享存储技术,它是由若干通过高速专用网络连接起来的独立节点构成的系统,各个节点可以是单个的CPU或是SMP系统。在NUMA中,Cache 的一致性有多种解决方案,需要操作系统和特殊软件的支持。图2中是Sequent公司NUMA系统的例子。这里有3个SMP模块用高速专用网络联起来,组成一个节点,每个节点可以有12个CPU。像Sequent的系统最多可以达到64个CPU甚至256个CPU。显然,这是在SMP的基础上,再用NUMA的技术加以扩展,是这两种技术的结合。
16、乱序执行技术
乱序执行(out-of-orderexecution),是指CPU允许将多条指令不按程序规定的顺序分开发送给各相应电路单元处理的技术。这样将根据个电路单元的状态和各指令能否提前执行的具体情况分析后,将能提前执行的指令立即发送给相应电路单元执行,在这期间不按规定顺序执行指令,然后由重新排列单元将各执行单元结果按指令顺序重新排列。采用乱序执行技术的目的是为了使CPU内部电路满负荷运转并相应提高了CPU的运行程序的速度。分枝技术:(branch)指令进行运算时需要等待结果,一般无条件分枝只需要按指令顺序执行,而条件分枝必须根据处理后的结果,再决定是否按原先顺序进行。
17、CPU内部的内存控制器
许多应用程序拥有更为复杂的读取模式(几乎是随机地,特别是当cache hit不可预测的时候),并且没有有效地利用带宽。典型的这类应用程序就是业务处理软件,即使拥有如乱序执行(out of order execution)这样的CPU特性,也会受内存延迟的限制。这样CPU必须得等到运算所需数据被除数装载完成才能执行指令(无论这些数据来自CPU cache还是主内存系统)。当前低段系统的内存延迟大约是120-150ns,而CPU速度则达到了3GHz以上,一次单独的内存请求可能会浪费200-300次CPU循环。即使在缓存命中率(cache hit rate)达到99%的情况下,CPU也可能会花50%的时间来等待内存请求的结束-比如因为内存延迟的缘故。
你可以看到Opteron整合的内存控制器,它的延迟,与芯片组支持双通道DDR内存控制器的延迟相比来说,是要低很多的。英特尔也按照计划的那样在处理器内部整合内存控制器,这样导致北桥芯片将变得不那么重要。但改变了处理器访问主存的方式,有助于提高带宽、降低内存延时和提升处理器性能。
【四】:计算机发展史
计算机发展史早期 1854年-1890年 1890年-20世纪早期 20世纪中期 20世纪晚期-现在
计算机发展史 现代电子计算机技术的飞速发展,离不开人类科技知识的积累,离不开许许多多热衷于此并呕心沥血的科学家门的探索,正是这一代代的积累才构筑了今天的“信息大厦”。下面这个按时间顺序展现的计算机发展简史,虽然不是很详细的描述这一辉煌历程,但我们同样可以从中感受到科技发展的艰辛及科学技术的巨大推动力。
一、机械计算机时代的拓荒者
在西欧,由中世纪进入文艺复兴时期的社会大变革,大大促进了自然科学技术的发展,人们长期被神权压抑的创造力得到空前释放。其中制造一台能帮助人进行计算的机器,就是最耀眼的思想火花之一。从那时起,一个又一个科学家为把这一思想火花变成引导人类进入自由王国的火炬而不懈努力。但限于当时的科技总体水平,大都失败了,这就是拓荒者的共同命运:往往见不到丰硕的果实。后人在享用这甜美的时候,应该能从中品出一些汗水与泪水的滋味……
1614: 苏格兰人John Napier (1550-1617)发表了一篇论文,其中提到他发明了一种可以计算四则运算和方根运算的精巧装置。 1623: Wilhelm Schickard (1592-1635)制作了一个能进行六位以内数加减法,并能通过铃声输出答案的"计算钟"。通过转动齿轮来进行操作。 1625: William Oughtred (1575-1660) 发明计算尺 1642: 法国数学家Pascal 在WILLIAM Oughtred计算尺的基础上将计算尺加以改进,能进行八位计算。并且还卖出了许多,成为一种时髦的商品。在此插入〈PASCAL像〉
1668: 英国人Samuel Morl和 (1625-1695)制作了一个非十进制的加法装置,适宜计算钱币。 1671: 德国数学家Gottfried Leibniz设计了一架可以进行乘法,最终答案可以最大达到16位。 1775: 英国Charles制作成功了一台与 Leibniz's 的计算机类似的机器。但更先进一些。 1776: 德国人Mathieus Hahn成功的制作了一台乘法器。 1801: Joseph-Maire Jacuard 开发了一台能用穿孔卡片控制的自动织布机。 1820: 法国人Charles Xavier Thomas de Colmar (1785-1870),制作成功第一台成品计算机,非常的可靠,可以放在桌面上,在后来的90多年间一直在市场上出售。 1822: 英国人Charles Babbage (1792-1871)设计了差分机和分析机,其中设计的理论非常的超前,类似于百年后的电子计算机,特别是利用卡片输入程序和数据的设计被后人所采用。 1832: Babbage 和Joseph Clement 制成了一个差分机的成品,开始可以进行6位数的运算。后来发展到20位、30位,尺寸将近一个房子那么大。结果以穿孔的形式输出。但限于当时的制造技术,他们的设计难以制成。 1834: 斯德哥尔摩的George Scheutz用木头做了一台差分机。 1834: Babbage 设想制造一台通用的分析机,在只读存储器(穿孔卡片)中存储程序和数据,Babbage在以后的时间继续他的研究工作,并于1840年将操作数提高到了40位,并基本实现了控制中心(cpu)和存储程序的设想,而且程序可以根据条件进行跳转,能在几秒内作出一般的加法,几分钟内作出乘除法。
1842: Babbage的差分机项目因为研制费用昂贵,被政府取消。但他自己仍花费大量的时间和精力于他的分析机研究。 1843: Scheutz 和他的儿子Edvard Scheutz 制造了一台差分机,瑞典政府同意继续支持他们的研究工作。 1847: Babbage 花两年时间设计了一台较简易的、31位的差分机,但没有人感兴趣并支持他造出这台机器。但后来伦敦科学博物馆用现代技术复制出这台机器后发现,它确实能准确的工作。 1848: 英国数学家George Boole创立二进制代数学。提前差不多一个世纪为现代二进制计算机铺平了道路。 1853: 令Babbage感到高兴的是,Scheutzes制造成功了真正意义上的比例差分机,能进行15位数的运算。象Babbage所设想的那样输出结果。后来伦敦的Brian Donkin又造出了更可靠的第二台。 1858: 第一台制表机被Albany的Dudley天文台买走。第二台被英国政府买走。但天文台并没有将其充分利用,后来被送进了博物馆。而第二台却被幸运的使用了很长时间。 1871: Babbage 制造了分析机的部分部件和印表机。 1878: 纽约的西班牙人Ramon Verea,制造成功桌面计算器。比前面提到的都要快。但他对将其推向市场不感兴趣,只是想表明,西班牙人可以比美国人做的更好。 1879: 一个调查委员会开始研究分析机是否可行,最后他们的结论是:分析机根本不可能工作。此时Babbage 已经去世了。调查之后,人们将他的分析机彻底遗忘了。但Howard Aiken 例外。 1885: 这时期更多的计算机涌现出来。如美国、俄国、瑞典等。他们开始用有槽的圆柱代替易出故障的齿轮。 1886: 芝加哥的Dorr E. Felt (1862-1930), 制造成了他的计算机。这是第一台用按键操作的计算器,而且速度非常快,按键抬起,结果也就出来了。 1889: Felt推出桌面印表计算器。 1890: 1890美国人口普查。1880年的普查人工用了7年的时间进行统计。这意味着1890年的统计将会超过10年。美国人口普查部门希望能得到一台机器帮助提高普查的效率。Herman Hollerith,建立制表机公司的那个人,后来他的公司发展成了IBM公司。借鉴了Babbage的发明,用穿孔卡片存储数据,并设计了机器。结果仅仅用了6个周就得出了准确的数据(62622250人)。Herman Hollerith大发其财。 1892: 圣多美和普林西比的William S. Burroughs (1857-1898),制作成功了一台比Felt的功能更强的机器,真正开创了办公自动化工业。 1896: Herman Hollerith创办了IBM公司的前身。
1900
1906: Henry Babbage, Charles Babbage 的儿子,在R. W. Munro的支持下,完成了父亲设计的分析机,但也仅能证明它能工作,而没有将其作为产品推出。
二、电子计算机最初的日子里
在这之前的计算机,都是基于机械运行方式,尽管有个别产品开始引入一些电学内容,却都是从属与机械的,还没有进入计算机的灵活:逻辑运算领域。而在这之后,随着电子技术的飞速发展,计算机就开始了由机械向电子时代的过渡,电子越来越成为计算机的主体,机械越来越成为从属,二者的地位发生了变化,计算机也开始了质的转变。下面就是这一过渡时期的主要事件:
1906: 美国的Lee De Forest发明了电子管。在这之前造出数字电子计算机是不可能的。这为电子计算机的发展奠定了基础。
1910
1920 1924年2月:IBM,一个具有划时代意义的公司成立。
1930 1935: IBM推出IBM 601机。 这是一台能在一秒钟算出乘法的穿孔卡片计算机。这台机器无论在自然科学还是在商业意义上都具有重要的地位。大约造了1500台。 1937: 英国剑桥大学的Alan M. Turing (1912-1954)出版了他的论文 ,并提出了被后人称之为"图灵机"的数学模型。 1937: BELL试验室的George Stibitz展示了用继电器表示二进制的装置。尽管仅仅是个展示品,但却是第一台二进制电子计算机。 1938: Claude E. Shannon 发表了用继电器进行逻辑表示的论文。 1938: 柏林的Konrad Zuse 和他的助手们完成了一个机械可编程二进制形式的计算机,其理论基础是Boolean代数。后来命名为Z1。它的功能比较强大,用类似电影胶片的东西作为存储介质。可以运算七位指数和16位小数。可以用一个键盘输入数字,用灯泡显示结果。 1939 1月1日: 加利福尼亚的David Hewlet和William Packard 在他们的车库里造出了Hewlett-Packard计算机。名字是两人用投硬币的方式决定的。包括两人名字的一部分。 1939年11月: 美国John V. Atanasoff和他的学生Clifford Berry 完成了一台16位的加法器,这是第一台真空管计算机。 1939: 二次世界大战的开始,军事需要大大促进了计算机技术的发展。 1939: Zuse和Schreyer 开始在他们的Z1计算机的基础上发展Z2计算机。并用继电器改进它的存储和计算单元。但这个项目因为Zuse服兵役被中断了一年。 1939/1940: Schreyer利用真空管完成了一个10位的加法器,并使用了氖灯做存储装置。回页首
1940 1940年1月: Bell实验室的Samuel Williams和Stibitz制造成功了一个能进行复杂运算的计算机。大量使用了继电器,并借鉴了一些电话技术, 采用了先进的编码技术。 1941夏季: Atanasoff和学生Berry完成了能解线性代数方程的计算机,取名叫"ABC"(Atanasoff-Berry Computer),用电容作存储器,用穿孔卡片作辅助存储器,那些孔实际上是"烧"上的。 时钟频率是60HZ,完成一次加法运算用时一秒。 1941年12月: 德国Zuse制作完成了Z3计算机的研制。这是第一台可编程的电子计算机。可处理7位指数、14位小数。使用了大量的真空管。每秒种能作3到4次加法运算。一次乘法需要3到5秒。 1943: 1943年到1959年时期的计算机通常被称作第一代计算机。使用真空管,所有的程序都是用机器码编写,使用穿孔卡片。典型的机器就是: UNIVAC。 1943年1月: Mark I,自动顺序控制计算机在美国研制成功。整个机器有51英尺长,重5吨,75万个零部件,使用了3304个继电器,60个开关作为机械只读存储器。程序存储在纸带上,数据可以来自纸带或卡片阅读器。被用来为美国海军计算弹道火力表。 1943年4月: Max Newman、Wynn-Williams和他们的研究小组研制成功"Heath Robinson",这是一台密码破译机,严格说不是一台计算机。但是其使用了一些逻辑部件和真空管,其光学装置每秒钟能读入2000个字符。同样具有划时代的意义。 1943年9月 : Williams和Stibitz完成了"Relay Interpolator",后来命名为"Model II Relay Calculator"。这是一台可编程计算机。同样使用纸带输入程序和数据。其运行更可靠,每个数用7个继电器表示,可进行浮点运算。 1943年12月: 最早的可编程计算机在英国推出,包括2400个真空管,目的是为了破译德国的密码,每秒能翻译大约5000个字符 ,但使用完后不久就遭到了毁坏。据说是因为在翻译俄语的时候出现了错误。 1946: ENIAC (Electronic Numerical Integrator 和 Computer): 第一台真正意义上的数字电子计算机。开始研制于1943年,完成于1946年。负责人是John W. Mauchly和J. Presper Eckert。重30吨,18000个电子管,功率25千瓦。主要用于计算弹道和氢弹的研制。
三、晶体管计算机的发展真空管时代的计算机尽管已经步入了现代计算机的范畴,但其体积之大、能耗之高、故障之多、价格之贵大大制约了它的普及应用。直到晶体管被发明出来,电子计算机才找到了腾飞的起点,一发而不可收……
1947: Bell实验室的William B. Shockley、 John Bardeen和Walter H. Brattain.发明了晶体管,开辟了电子时代新纪元。 1949: EDSAC:剑桥大学的Wilkes和他的小组建成了一台存储程序的计算机。输入输出设备仍是纸带。 1949: EDVAC (electronic discrete variable computer):第一台使用磁带的计算机。这是一个突破,可以多次在其上存储程序。这台机器是John von Neumann提议建造的。 1949: "未来的计算机不会超过1.5吨。"这是当时科学杂志的大胆预测。回页首
1950 1950: 软磁盘由东京帝国大学的Yoshiro Nakamats发明。其销售权由IBM公司获得。开创存储时代新纪元。 1950: 英国数学家和计算机先驱Alan Turing说:计算机将会具有人的智慧,如果一个人和一台机器对话,对于提出和回答的问题,这个人不能区别到底对话的是机器还是人,那么这台机器就具有了人的智能。
1951: Grace Murray Hopper完成了高级语言编译器。 1951: Whirlwind:美国空军的第一个计算机控制实时防御系统研制完成。 1951: UNIVAC-1:第一台商用计算机系统。设计者:J. Presper Eckert 和John Mauchly。被美国人口普查部门用于人口普查,标志着计算机的应用进入了一个新的、商业应用的时代。 1952: EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer):由Von Neumann领导设计并完成。 取名:电子离散变量计算机。 1953: 此时世界上大约有100台计算机在运转。 1953: 磁芯存储器被开发出来。
在此插入〈磁芯存储器图〉 1954: IBM的John Backus和他的研究小组开始开发 FORTRAN (FORmula TRANslation),1957年完成。是一种适合科学研究使用的计算机高级语言。 1956: 第一次有关人工智能的会议在Dartmouth 学院召开。 1957: IBM开发成功第一台点阵打印机。 1957: FORTRAN 高级语言开发成功。
四、集成电路,现代计算机插上腾飞的翅膀
尽管晶体管的采用大大缩小了计算机的体积、降低了其价格,减少了故障。但离人们的要求仍差很远,而且各行业对计算机也产生了较大的需求,生产更能更强、更轻便、更便宜的机器成了当务之急,而集成电路的发明正如“及时雨”,当春乃发生。其高度的集成性,不仅仅使体积得以减小,更使速度加快,故障减少。人们开始制造革命性的微处理器。计算机技术经过多年的积累,终于驶上了用硅铺就的高速公路。
1958年9月12日: 在Robert Noyce(INTEL公司的创始人)的领导下,发明了集成电路。不久又推出了微处理器。但因为在发明微处理器时借鉴了日本公司的技术,所以日本对其专利不承认,因为日本没有得到应有的利益。过了30年,日本才承认,这样日本公司可以从中得到一部分利润了。但到2001年,这个专利也就失效了。 1959: 1959年到1964年间设计的计算机一般被称为第二代计算机。大量采用了晶体管和印刷电路。计算机体积不断缩小,功能不断增强,可以运行FORTRAN和COBOL ,接收英文字符命令。出现大量应用软件。 1959: Grace Murray Hopper开始开发COBOL (COmmon Business-Orientated Language)语言,完成于1961年。回页首
1960 1960: ALGOL:第一个结构化程序设计语言推出。 1961: IBM的Kennth Iverson推出APL编程语言。 1963: PDP-8:DEC公司推出第一台小型计算机。 1964: 1964年到1972年的计算机一般被称为第三代计算机。大量使用集成电路,典型的机型是IBM360系列。 1964: IBM发布PL/1编程语言。 1964: 发布IBM 360首套系列兼容机。 1964: DEC发布PDB-8 小型计算机。 1965: 摩尔定律发表,处理器的性能每年提高一倍。后来其内容又发生了改变。
在此插入〈摩尔像〉 1965: Lofti Zadeh创立模糊逻辑,用来处理近似值问题。 1965: Thomas E. Kurtz和John Kemeny完成BASIC(Beginners All Purpose Symbolic Instruction Code)语言的开发。特别适合计算机教育和初学者使用,得到了广泛的推广。 1965: Douglas Englebart 提出鼠标器的设想,但没有进一步的研究。直到1983年被苹果电脑公司大量采用。 1965: 第一台超级计算机CD6600开发成功。 1967: Niklaus Wirth开始开发PASCAL语言,1971年完成。 1968: Robert Noyce和他的几个朋友创办了INTEL公司。 1968: Seymour Paper和他的研究小组在MIT开发了LOGO语言。 1969: ARPANET计划开始启动,这是现代INTERNET的雏形。 1969 年4月7日: 第一个网络协议标准RFC推出。 1969: EIA (Electronic Industries Associa 回页首
1970 1970: 第一块RAM芯片由INTEL推出,容量1K。 1970: Ken Thomson和Dennis Ritchie开始开发UNIX操作系统。 1970: Forth编程语言开发完成。 1970: Internet的雏形ARPAnet (Advanced Research Projects Agency network) 基本完成。开始向非军用部门开放,许多大学和商业部门开始接入。 1971年11月15日: Marcian E. Hoff在INTEL公司开发成功第一块微处理器4004,含2300个晶体管,是个4位系统,时钟频率108KHz ,每秒执行6万条指令。
在后来的日子里,处理器发展主要指标一览。处理器 主频 每秒百万条指令 4004 108 KHz 0.06 8080 2MHz 0.5 68000 8MHz 0.7 8086 8MHz 0.8 68000 16 MHz 1.3 68020 16 MHz 2.6 80286 12MHz 2.7 68030 16MHz 3.9 386 SX 20 MHz 6 68030 25 MHz 6.3 68030 40MHz 10 386 DX 33MHz 10 486 DX 25MHz 20 486 DX2-50 50MHz 35 486 DX4/100 100MHz 60 Pentium 66MHz 100 Pentium 133MHz 240 Pentium 233MHz MMX 435 Pentium Pro 200 MHz 440 Pentium II 233MHz 560 Pentium II 333MHz 770 1971: PASCAL语言开发完成。 1972: 1972年以后的计算机习惯上被称为第四代计算机。基于大规模集成电路,及后来的超大规模集成电路。计算机功能更强,体积更小。人们开始怀疑计算机能否继续缩小,特别是发热量问题能否解决?人们开始探讨第五代计算机的开发。 1972: C语言的开发完成。其主要设计者是UNIX系统的开发者之一 Dennis Ritche。这是一个非常强大的语言,开发系统软件,特别受人喜爱。 1972: Hewlett-Packard发明了第一个手持计算器。 1972年4月1日: INTEL推出8008微处理器。 1972: ARPANET开始走向世界,INTERNET革命拉开序幕。 1973: 街机游戏Pong发布,得到广泛的欢迎。发明者Nolan Bushnell ,后来Atari 的创立者。 1974: 第一个具有并行计算机体系结构的CLIP-4推出。
五、计算机技术渐入辉煌在这之前,计算机技术主要集中在大型机和小型机领域发展,但随着超大规模集成电路和微处理器技术的进步,计算机进入寻常百姓家的技术障碍已层层突破。特别是从INTEL发布其面向个人机的微处理器8080之后,这一浪潮便汹涌澎湃起来,同时也涌现了一大批信息时代的弄潮儿,如乔布斯、比尔.盖茨等,至今他们对计算机产业的发展还起着举足轻重的作用。在此时段,互联网技术、多媒体技术也得到了空前的发展,计算机真正开始改变人们的生活。
1974 4月1日: INTEL发布其8位的微处理器芯片8080。
1974年12月: MITS发布Altair 8800,第一台商用个人计算机,价值397美元,内存有256个字节。 1975: Bill Gates和Paul Allen完成了第一个在MITS 的Altair计算机上运行的BASIC程序。 1975: IBM公司介绍了他的激光打印机技术。1988年向市场推出其彩色激光打印机。 1975: Bill Gates和Paul Allen创办MicorSoft公司。现在成为最大、最成功的软件公司。三年后就收入50万美元,增加到15个人。1992年达28亿美元,1万名雇员。其最大的突破性发展是在1981年为IBM 的PC机开发操作系统,从此后便开始了对计算机业的巨大影响。 1975: IBM 5100发布。 1976: Stephen Wozinak和Stephen Jobs创办苹果计算机公司。并推出其Apple I 计算机。 1976: Zilog推出Z80处理器。8位微处理器。 CP/M就是面向其开发的操作系统。许多著名的软件如:Wordstar 和dBase II基于此款处理器。 1976: 6502, 8 位微处理器发布,专为Apple II计算机使用。 1976: Cray 1,第一台商用超级计算机。集成了20万个晶体管,每秒进行1.5亿次浮点运算。 1977年5月: Apple II 型计算机发布。在此插入〈Apple II图〉 1978: Commodore Pet发布:有 8K RAM,盒式磁带机,9英寸显示器。 1978年6月8日: INTEL发布其16位微处理器8086。但因其非常昂贵,又推出8位的8088满足市场对低价处理器的需要,并被IBM的第一代PC机所采用。其可用的时钟频率为4.77、8、10MHz。大约有300条指令,集成了29000更晶体管。 1979: 街机游戏"太空入侵者"发布,引起轰动。很快便使得类似的游戏机大规模流行起来,其收入超过了美国电影业。 1979: Jean Ichbiah 开发完成Ada计算机语言。 1979年6月1日: INTEL发布了8位的8088微处理器,纯粹为了迎合低价电脑的需要。 1979: Commodore PET 发布了采用1MHz的6502处理器,单色显示器、8K内存的计算机,并且可以根据需要购买更多的内存扩充。 1979: 发明了低密盘。 1979: Motorola公司发布68000微处理器。主要供应Apple公司的Macintosh ,后继产品68020用在Macintosh II机型上。 1979: IBM公司眼看着个人计算机市场被苹果等电脑公司占有,决定也开发自己的个人计算机,为了尽快的推出自己的产品,他们大量的工作是与第三方合作,其中微软公司就承担了其操作系统的开发工作。很快他们便在1981年8月12日推出了IBM-PC。但同时也为微软后来的崛起,施足了肥料。回页首
1980 1980:“只要有1兆内存就足够DOS尽情表演了”。微软公司开发DOS初期时说。今天来听这句话有何感想呢? 1980年10月: MS-DOS/PC-DOS开发工作开始了。但微软并没有自己独立的操作系统,他们买来别人的操作系统并加以改进。但IBM测试时竟发现有300个BUG。于是他们又继续改进,最初的DOS1.0有4000行汇编程序。 1981: Xerox开始致力于图形用户界面、图标、菜单和定位设备(如鼠标)的研制。结果研究成果为苹果所借鉴。而苹果电脑公司后来又指控微软剽窃了他们的设计,开发了windows系列软件。 1981: INTEL发布的80186/80188芯片,很少被人使用,因为其寄存器等与其他不兼容。但其采用了直接存储器访问技术和时间片分时技术。. 1981年8月12日: IBM发布其个人计算机,售价2880美元。该机有64K内存、单色显示器 、可选的盒式磁带驱动器、两个160KB单面软盘驱动器。这台机器取得了比预想的还要大的成功。 1981年8月12日: MDA (Mono Display Adapter, text only) 能够显示文本的单色显示器随IBM-PC机发布。 1981年8月12日: MS-DOS 1.0,PC-DOS1.0发布。Microsoft是受IBM委托开发DOS操作系统,他们从Tim Paterson那里购买了一个叫86-DOS 的程序并加以改进。从IBM卖出去的叫PC-DOS。从Microsoft卖出去的叫MS-DOS。Micorsoft与IBM的合作一直到1991年的DOS5.0为止。最初的DOS1.0非常的简陋,每张盘上只一个根目录,不支持子目录。直到1983年3月的2.0版才有所改观。MS-DOS在1995年以前一直是与IBM-PC兼容的操作系统,WINDOWS95推出并迅速占领市场之后,其最后一个版本命名为DOS7.0。现在微软的操作系统已经在世界大多数计算机上运行了。 1982: 基于TCP/IP协议的INTERNET初具规模。 1982: 基于6502微处理器的计算机大受欢迎,特别是在学校大量普及。 1982 年1月: Commodore 64计算机发布,价格:595美元。 1982 年2月: 80286发布。时钟频率提高到20MHz,并增加了保护模式,可访问16M内存。支持1GB以上的虚拟内存。每秒执行270万条指令,集成了134000个晶体管。 1982: Compaq公司发布了其IBM-PC兼容机。 1982: MIDI(Musical Instrument Digital Interface)标准制定。允许计算机连接标准的类似键盘数字乐器。 1982: Sony和Phillips公布了压缩音频的红皮书。很快得到欧美的认同。 1982年3月: MS-DOS 1.25PC-DOS 1.1 1982 年4月: Sinclair ZX Spectrum发布:基于Z80芯片,时钟频率3.5MHz。能显示8种颜色。 1982年5月: IBM推出双面320K的软盘驱动器。 1983 年1月: IBM PC在欧洲展示。 1983: Borland公司成立。 1983春季: IBM XT机发布,增加了10兆的硬盘,128K RAM,一个软驱、单色显示器、一台打印机、可以增加一个8087数字协处理器。价格5000美元。 1983年3月: MS-DOS 2.0、PC-DOS 2.0增加了类似UNIX分层目录的管理形式。 1983年10月: MS-DOS 2.25,包括支持其他字符设置,开辟东方市场。 1984: DNS (Domain Name Server) 域名服务器发布,互连网上有1000多台主机运行。 1984: Hewlett-Packard发布了优异的激光打印机,HP也在喷墨打印机上保持领先技术。 1984年1月: Apple 的Macintosh发布。基于Motorola 68000微处理器。可以寻址16M。 1984 年8月: MS-DOS 3.0、PC-DOS 3.0、IBM AT发布,采用ISA标准,支持大硬盘和1.2M高密软驱。 1984年9月: Apple 发布了有512Kb 内存的Macintosh,但其他方面没有什么提高。 1984 底: Compaq开始开发IDE接口,可以以更快的速度传输数据,并被许多同行采纳,后来更进一步的EIDE推出,可以支持到528MB的驱动器。数据传输也更快。 1985: Philips和Sony合作推出CD-ROM驱动器。 1985: EGA标准推出。 1985年3月: MS-DOS 3.1、PC-DOS 3.1。这是第一个提供部分网络功能支持DOS版本。 1985年10月17日: 80386 DX推出。时钟频率到达33MHz,可寻址1GB内存。比286更多的指令。每秒6百万条指令,集成275000个晶体管。 1985年11月: Microsoft Windows发布。但在其3.0版本之全面没有得到广泛的应用。需要DOS的支持,类似苹果机的操作界面,以致被苹果控告。诉讼到1997年8月才终止。 1985 年12月: MS-DOS 3.2、PC-DOS 3.2。这是第一个支持3.5英寸磁盘的系统。但也只是支持到720KB。到3.3版本时方可支持1.44兆。 1986 年1月: Apple 发布较高性能的Macintosh。有四兆内存,和SCSI适配器。 1986 年9月: Amstrad Announced发布便宜且功能强大的计算机Amstrad PC 1512。具有CGA图形适配器、512KB内存、8086处理器20兆硬盘驱动器。采用了鼠标器和图形用户界面,面向家庭设计。 1987: Connection Machine超级计算机发布。采用并行处理,每秒钟2亿次运算。 1987: Microsoft Windows 2.0发布,比第一版要成功,但并没有多大提高。. 1987: 英国数学家Michael F. Barnsley找到图形压缩的方法。 1987: Macintosh II发布,基于Motorola 68020处理器。时钟16MHz,每秒260万条指令。有一个SCSI适配器和一个彩色适配器。 1987年4月2日: IBM推出PS/2系统。最初基于8086处理器和老的XT总线。后来过渡到80386,开始使用3.5英寸1.44MB软盘驱动器。引进了微通道技术,这一系列机型取得了巨大成功。出货量达到200万台。 1987: IBM发布VGA技术。 1987: IBM发布自己设计的微处理器8514/A。 1987年4月: MS-DOS 3.3、PC-DOS 3.3。随IBM PS/2一起发布,支持1.44MB驱动器和硬盘分区。可为硬盘分出多个逻辑驱动器。 1987年4月: Microsoft和IBM发布S/2Warp操作系统。但并未取得多大成功。 1987年8月: AD-LIB声卡发布。一个加拿大公司的产品。 1987年10月: Compaq DOS (CPQ-DOS) v3.31发布。支持的硬盘分区大于32Mb。 1988: 光计算机投入开发,用光子代替电子,可以提高计算机的处理速度。 1988: XMS标准建立。 1988: EISA标准建立。 1988 6月6日: 80386 SX为了迎合低价电脑的需求而发布。 1988年7月到8月: PC-DOS 4.0、MS-DOS 4.0。支持EMS内存。但因为存在BUG,后来又陆续推出4.01a。 1988年9月: IBM PS/20 286发布,基于80286处理器,没有使用其微通道总线。但其他机器继续使用这一总线。 1988年10月: Macintosh Iix发布。基于Motorola 68030处理器。仍使用16 MHz主频、每秒390万条指令,支持128M RAM。 1988年11月: MS-DOS 4.01、PC-DOS 4.01发布。 1989: Tim Berners-Lee 创立World Wide Web雏形,他工作于欧洲物理粒子研究所。通过超文本链接,新手也可以轻松上网浏览。这大大促进了INTERNET的发展。 1989: Phillips和Sony发布CD-I标准。 1989年1月: Macintosh SE/30 发布。基于新型68030处理器。 1989年3月: E-IDE标准确立,可以支持超过528MB的硬盘容量。可达到 33.3 MB/s 的传输速度。并被许多CD-ROM所采用。 1989年4月10日: 80486 DX发布,集成120万个晶体管。 其后继型号时钟频率达到100MHz。 1989年11月: Sound Blaster Card(声卡)发布。
1990 1990: SVGA标准确立。 1990年3月 : Macintosh Iifx发布,基于68030CPU,主频40MHz,使用了更快的SCSI接口。 1990年5月22日: 微软发布Windows 3.0。兼容MS-DOS模式。 1990年10月: Macintosh Classic发布,有支持到256色的显示适配器。 1990年11月: 第一代MPC (多媒体个人电脑标准)发布。处理器至少80286/12MHz,后来增加到80386SX/16 MHz ,及一个光驱,至少150 KB/sec的传输率。 1991: 发布ISA标准。 1991年5月: Sound Blaster Pro发布。 1991年6月: MS-DOS 5.0、PC-DOS 5.0。为了促进OS/2的发展,Bill Gates说:DOS5.0是DOS终结者,今后将不再花精力于此。该版本突破了640KB的基本内存限制。这个版本也标志着微软与IBM在DOS上的合作的终结。 1992: Windows NT发布,可寻址2G RAM。 1992年4月: Windows 3.1发布。 1992年6月: Sound Blaster 16 ASP发布。 1993: INTERNET开始商业化运行。 1993: 经典游戏Doom发布。 1993: Novell并购Digital Research, DR-DOS成为Novell DOS。 1993年3月22: Pentium发布。集成了300多万个晶体管。初期工作在60-66MHz。每秒钟执行1亿条指令。 1993年5月: MPC标准2发布。CD-ROM传输率要求300KB/sec。在320*240的窗口中每秒播放15帧图像。 1993年12月: MS-DOS6.0发布,包括一个硬盘压缩程DoubleSpace,,但一家小公司声称,微软剽窃了其部分技术。于是在后来的DOS6.2中,微软将其改名为:DriveSpace。后来WIN95中的DOS成为DOS7.0,WIN95OSR2中称为DOS7.10. 1994年3月7日: Intel 发布90-100 MHz Pentium处理器。 1994年9月: PC-DOS 6.3发布。 1994年10月10日: Intel 发布75 MHz Pentium处理器。 1994: Doom II 发布。开辟了PC机游戏广阔市场。 1994: Netscape 1.0 浏览器发布。 1994: Comm&Conquer(命令与征服)发布。 1995年3月27日: Intel发布120 Mhz的Pentium处理器。 19956月1日: Intel发布133 Mhz的Pentium处理器。 1995年8月23日: Windows '95 发布。大大不同于其以前的版本。完全脱离MS-DOS,但照顾用户习惯还保留了DOS形式。纯32位的多任务操作系统。该版本取得了巨大的成功。 1995年11月1日: Pentium Pro发布。主频可达200 MHz ,每秒钟完成4.4亿条指令,集成了550万个晶体管。 1995年12月: Netscape发布其.JavaScript。 1996: Quake、Civilization 2、Command& Conquer - Red Alert等一系列的著名游戏发布。 1996年1月: Netscape Navigator 2.0发布,第一个支持JavaScript的浏览器。 1996年1月4日: Intel发布150-166MHz的Pentium处理器,集成了330万个晶体管。 1996: Windows '95 OSR2发布,修复了部分BUG,扩充了部分功能。 1997: Gr和 Theft Auto、Quake 2、Blade Runner等著名游戏发布,3D图形加速卡大行其道。 1997年1月8日: Intel发布Pentium MMX。对游戏和多媒体功能进行了增强。 1997年4月: IBM的深蓝(Deep Blue)计算机,战胜人类国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫。
在此插入〈深蓝图片〉 1997年5月7日: Intel发布Pentium II,增加了更多的指令和更多CACHE。 1997年6月2日: Intel 发布233 MHz Pentium MMX. 1997年16日: Apple遇到严重的财务危机,微软伸出援助之手,注资1.5亿美元。条件是Apple撤消其控诉:微软模仿其视窗界面的起诉,并指出Apple也是模仿了XEROX的设计。 1998年2月 : Intel发布333 MHz Pentium II处理器。采用0.25微米技术,提高速度,减少发热量。 1998年6月25日: Microsoft发布Windows '98,一些人企图肢解微软,微软回击说这会伤害美国的国家利益。 1999年1月25日: Linux Kernel 2.2.0发布。 人们对其寄予厚望。 1999年2月22日: AMD公司发布K6-III 400MHz。有测试说其性能超过Intel P-III 。集成2300万个晶体管、socket 7结构。
在往下就是今天了,与整个人类的发展历程相比、与传统科学技术相比,计算机的历史才刚刚开始书写,我们正置身其中,感受其日新月异的变化,被计算机大潮裹挟着丝毫不得停歇。希望在这潮头有更多的中国弄潮儿。
1666年,在英国Samuel Morland发明了一部可以计算加数及减数的机械计数机。
1673年, Gottfried Leibniz 制造了一部踏式(stepped)圆柱形转轮的计数机,叫“Stepped Reckoner”,这部计算器可以把重复的数字相乘,并自动地加入加数器里。
www.shanpow.com_8086存储器的物理地址怎样进行计算。 1694年,德国数学家,Gottfried Leibniz ,把巴斯卡的Pascalene 改良,制造了一部可以计算乘数的机器,它仍然是用齿轮及刻度盘操作。
1773年, Philipp-Matthaus 制造及卖出了少量精确至12位的计算机器。
1775年,The third Earl of Stanhope 发明了一部与Leibniz相似的乘法计算器。
1786年,J.H.Mueller 设计了一部差分机,可惜没有拨款去制造。
1801年, Joseph-Marie Jacquard 的织布机是用连接按序的打孔卡控制编织的样式。
1854年,George Boole 出版 "An Investigation of the Laws of Thought”,是讲述符号及逻辑理由,它后来成为计算机设计的基本概念。
1858年,一条电报线第一次跨越大西洋,并且提供了几日的服务。
1861年,一条跨越大陆的电报线把大西洋和太平洋沿岸连接起来。
1876年,Alexander Graham Bell 发明了电话并取得专利权。
1876至1878年,Baron Kelvin 制造了一部泛音分析机及潮汐预测机。
1882年,William S. Burroughs 辞去在银行文员的工作,并专注于加数器的发明。
1889年,Herman Hollerith 的电动制表机在比赛中有出色的表现,并被用于 1890 中的人口调查。Herman Hollerith 采用了Jacquard 织布机的概念用来计算,他用咭贮存资料,然后注入机器内编译结果。这机器使本来需要十年时间才能得到的人口调查结果,在短短六星期内做到。
1893年,第一部四功能计算器被发明。
1895年,Guglielmo Marconi 传送广播讯号。
1896年,Hollerith 成立制表机器公司(Tabulating Machine Company)。
1901年,打孔键出现,之后的半个世纪只有很少的改变。
1904年,John A.Fleming 取得真空二极管的专利权,为无线电通讯建立基础。
1906年,Lee de Foredt 加了一个第三活门在Felming 的二极管, 创制了三电极真空管。
1907年,唱片音乐在纽约组成第一间正式的电台。
1908年,英国科学家 Campbell Swinton ?述了电子扫描方法及预示用阴极射线管制造电视。
1911年,Hollerith 的表机公司与其它两间公司合并,组成 Computer Tabulating Recording Company (C-T-R),制表及录制公司。但在1924年,改名为International Business Machine Corporation (IBM)。
1911年,荷兰物理学家 Kamerlingh Onnes 在 Leiden Unversity 发现超导电。
1931年,Vannever Bush 发明了一部可以解决差分程序的计数机,这机器可以解决一些令数学家,科学家头痛的复杂差分程序。
1935年,IBM (International Business Machine Corporation) 引入 "IBM 601”,它是一部有算术部件及可在1秒钟内计算乘数的穿孔咭机器。 它对科学及商业的计算起很大的作用。总共制造了1500 部。
1937年,Alan Turing 想出了一个 "通用机器(Universal Machine)” 的概念,可以执行任何的算法,形成了一个"可计算(computability)”的基本概念。Turing 的概念比其它同类型的发明为好,因为他用了符号处理(symbol processing) 的概念。
1939年11月,John Vincent Atannsoff 与 John Berry 制造了一部16位加数器。它是第一部用真空管计算的机器。
1939年,Zuse 与 Schreyer 开?制造了"V2”?后来叫Z2?,这机器沿用 Z1的机械贮存器,加上一个用断电器逻辑(Relay Logic)的新算术部件。但当 Zuse完成草稿后,这计划被中断一年。
1939-40年,Schreyer 完成了用真空管的10位加数器,以及用氖气灯(霓虹灯)的存贮器。
1940年1月,在 Bell Labs, Samuel Williams 及Stibitz 完成了一部可以计算复杂数字的机器, 叫“复杂数字计数机(Complex Number Calculator)”,后来改称为“断电器计数机型号I (Model I Relay Calculator)” 。它用电话开关部份做逻辑部件:145个断电器,10个横杠开关。数字用“Plus 3BCD”代表。在同年9月,电传打字 etype 安装在一个数学会议里,由New Hampshire 连接去纽约。
1940年, Zuse 终于完成Z2,它比运作得更好,但不是太可靠。
1941年夏季,Atanasoff及Berry完成了一部专为解决联立线性方程系统(system of simultaneous linear equations) 的计算器,后来叫做"ABC (Atanasoff-Berry Computer)”,它有60个50位的存贮器,以电容器(capacitories)的形式安装在2个旋转的鼓上,时钟速度是60Hz。
1941年2月,Zuse 完成"V3”(后来叫Z3),是第一部操作中可编写程序的计数机。它亦是用浮点操作,有7个位的指数,14位的尾数,以及一个正负号。存贮器可以贮存64个字,所以需要1400个断电器。它有多于1200个的算术及控制部件,而程序编写,输入,输出的与 Z1 相同。 1943年1月 Howard H. Aiken完成"ASCC Mark I”(自动按序控制计算器 Mark I ,Automatic Sequence -- Controlled Calculator Mark I),亦称“Haward Mark I”。这部机器有51尺长,重5顿,由 750,000部份合并而成。它有72个累加器,每一个有自己的算术部件,及23位数的寄存器。
1943年12月, Tommy Flowers与他的队伍,完成第一部“Colossus”,它有2400个真空管用作逻辑部件,5 个纸带圈读取器(reader),每个可以每秒工作5000字符。
1943年,由 John Brainered领导,ENIAC开始研究。而 John Mauchly 及J. Presper Eckert负责这计划的执行。
1946v第一台电子数字积分计算器(ENIAC)在美国建造完成。
1947年,美国计算器协会(ACM)成立。
1947年,英国完成了第一个存储真空管O 1948贝尔电话公司研制成半导体。
1949年,英国建造完成"延迟存储电子自动计算器"(EDSAC)
1950年,"自动化"一词第一次用于汽车工业。
1951年,美国麻省理工学院制成磁心
1952年,第一台"储存程序计算器"诞生。
1952年,第一台大型计算机系统IBM701宣布建造完成。
1952年,第一台符号语言翻译机发明成功。
1954年,第一台半导体计算机由贝尔电话公司研制成功。
1954年,第一台通用数据处理机IBM650诞生。
1955年,第一台利用磁心的大型计算机IBM705建造完成。
1956年,IBM公司推出科学704计算机。
1957年,程序设计语言FORTRAN问世。
1959年,第一台小型科学计算器IBM620研制成功。
1960年,数据处理系统IBM1401研制成功。
1961年,程序设计语言COBOL问世。
1961年,第一台分系统计算机由麻省理工学院设计完成。
1963年,BASIC语言问世。
1964年,第三代计算机IBM360系列制成。
1965年,美国数字设备公司推出第一台小型机PDP-8。
1969年,IBM公司研制成功90列卡片机和系统--3计算机系统。
1970年,IBM系统1370计算机系列制成。
1971年,伊利诺大学设计完成伊利阿克IV巨型计算机。
1971年,第一台微处理机4004由英特尔公司研制成功。
1972年,微处理机基片开始大量生产销售。
1973年,第一片软磁盘由IBM公司研制成功。
1975年,ATARI--8800微电脑问世。
1977年,柯莫道尔公司宣称全组合微电脑PET--2001研制成功。
1977年,TRS--80微电脑诞生。
1977年,苹果--II型微电脑
1978年,磁泡存储器第二次用于商用计算机。
1979年,夏普公司宣布制成第一台手提式微电脑。
1982年,微电脑开始普及,大量进入学校和家庭。
1984年,日本计算机产业着手研制"第五代计算机"---具有人工智能的计算机。
【五】:CPU怎么查看
CPU怎么查看?有什么好的方法吗?下面学习啦小编就为大家整理到相关资料统一整理后分享给大家学习,欢迎大家前来阅读!
查看cpu的方法有很多,也非常的简单,最直接的方法是进入-- 我的电脑 -在空白区域右键单击鼠标 选择-- 属性
即可看到电脑最重要的硬件部分CPU和内存的一些参数,如下图。
倍频系数
倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高。但实际上,在相同外频的前提下,高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的,一味追求高主频而得到高倍频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应-CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。一般除了工程样版的Intel的CPU都是锁了倍频的,少量的如Inter 酷睿2 核心的奔腾双核E6500K和一些至尊版的CPU不锁倍频,而AMD之前都没有锁,现在AMD推出了黑盒版CPU(即不锁倍频版本,用户可以自由调节倍频,调节倍频的超频方式比调节外频稳定得多)。
缓存
缓存大小也是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。
L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32-256KB。
L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,以前家庭用CPU容量最大的是512KB,现在笔记本电脑中也可以达到2M,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高,可以达到8M以上。
L3 Cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,现在的都是内置的。而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效,故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。
其实最早的L3缓存被应用在AMD发布的K6-III处理器上,当时的L3缓存受限于制造工艺,并没有被集成进芯片内部,而是集成在主板上。在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。后来使用L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。接着就是P4EE和至强MP。Intel还打算推出一款9MB L3缓存的Itanium2处理器,和以后24MB L3缓存的双核心Itanium2处理器。
但基本上L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要,比方配备1MB L3缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手,由此可见前端总线的增加,要比缓存增加带来更有效的性能提升。
CPU扩展指令集
CPU依靠指令来自计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲,指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分(指令集共有四个种类),而从具体运用看,如Intel的MMX(Multi Media Extended,此为AMD猜测的全称,Intel并没有说明词源)、SSE、 SSE2(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2)、SSE3、SSE4系列和AMD的3DNow!等都是CPU的扩展指令集,分别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。通常会把CPU的扩展指令集称为”CPU的指令集”。SSE3指令集也是目前规模最小的指令集,此前MMX包含有57条命令,SSE包含有50条命令,SSE2包含有144条命令,SSE3包含有13条命令。目前SSE4也是最先进的指令集,英特尔酷睿系列处理器已经支持SSE4指令集,AMD会在未来双核心处理器当中加入对SSE4指令集的支持,全美达的处理器也将支持这一指令集。
CPU内核和I/O工作电压
从586CPU开始,CPU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种,通常CPU的核心电压小于等于I/O电压。其中内核电压的大小是根据CPU的生产工艺而定,一般制作工艺越小,内核工作电压越低;I/O电压一般都在1.6~5V。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。
制造工艺
制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展。密度愈高的IC电路设计,意味着在同样大小面积的IC中,可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。现在主要的180nm、130nm、90nm、65nm、45纳米。最近inter已经有32纳米的制造工艺的酷睿i3/i5系列了。
而AMD则表示、自己的产品将会直接跳过32nm工艺(2010年第三季度生产少许32nm产品、如Orochi、Llano)于2011年中期初发布28nm的产品(名称未定)
超流水线与超标量
在解释超流水线与超标量前,先了解流水线(Pipeline)。流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5-6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条X86指令分成5-6步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令,因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水,即指令预取、译码、执行、写回结果,浮点流水又分为八级流水。
超标量是通过内置多条流水线来同时执行多个处理器,其实质是以空间换取时间。而超流水线是通过细化流水、提高主频,使得在一个机器周期内完成一个甚至多个操作,其实质是以时间换取空间。例如Pentium 4的流水线就长达20级。将流水线设计的步(级)越长,其完成一条指令的速度越快,因此才能适应工作主频更高的CPU。但是流水线过长也带来了一定副作用,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象,Intel的奔腾4就出现了这种情况,虽然它的主频可以高达1.4G以上,但其运算性能却远远比不上AMD 1.2G的速龙甚至奔腾III。
封装形式
CPU封装是采用特定的材料将CPU芯片或CPU模块固化在其中以防损坏的保护措施,一般必须在封装后CPU才能交付用户使用。CPU的封装方式取决于CPU安装形式和器件集成设计,从大的分类来看通常采用Socket插座进行安装的CPU使用PGA(栅格阵列)方式封装,而采用Slot x槽安装的CPU则全部采用SEC(单边接插盒)的形式封装。现在还有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封装技术。由于市场竞争日益激烈,目前CPU封装技术的发展方向以节约成本为主。
多线程
同时多线程Simultaneous Multithreading,简称SMT。SMT可通过复制处理器上的结构状态,让同一个处理器上的多个线程同步执行并共享处理器的执行资源,可最大限度地实现宽发射、乱序的超标量处理,提高处理器运算部件的利用率,缓和由于数据相关或Cache未命中带来的访问内存延时。当没有多个线程可用时,SMT处理器几乎和传统的宽发射超标量处理器一样。SMT最具吸引力的是只需小规模改变处理器核心的设计,几乎不用增加额外的成本就可以显著地提升效能。多线程技术则可以为高速的运算核心准备更多的待处理数据,减少运算核心的闲置时间。这对于桌面低端系统来说无疑十分具有吸引力。Intel从3.06GHz Pentium 4开始,所有处理器都将支持SMT技术。
多核心
多核心,也指单芯片多处理器(Chip Multiprocessors,简称CMP)。CMP是由美国斯坦福大学提出的,其思想是将大规模并行处理器中的SMP(对称多处理器)集成到同一芯片内,各个处理器并行执行不同的进程。与CMP比较, SMT处理器结构的灵活性比较突出。但是,当半导体工艺进入0.18微米以后,线延时已经超过了门延迟,要求微处理器的设计通过划分许多规模更小、局部性更好的基本单元结构来进行。相比之下,由于CMP结构已经被划分成多个处理器核来设计,每个核都比较简单,有利于优化设计,因此更有发展前途。目前,IBM 的Power 4芯片和Sun的 MAJC5200芯片都采用了CMP结构。多核处理器可以在处理器内部共享缓存,提高缓存利用率,同时简化多处理器系统设计的复杂度。
指令集
(1)CISC指令集
CISC指令集,也称为复杂指令集,英文名是CISC,(Complex Instruction Set Computer的缩写)。在CISC微处理器中,程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单,但计算机各部分的利用率不高,执行速度慢。其实它是英特尔生产的x86系列(也就是IA-32架构)CPU及其兼容CPU,如AMD、VIA的。即使是现在新起的X86-64(也被成AMD64)都是属于CISC的范畴。
要知道什么是指令集还要从当今的X86架构的CPU说起。X86指令集是Intel为其第一块16位CPU(i8086)专门开发的,IBM1981年推出的世界第一台PC机中的CPU-i8088(i8086简化版)使用的也是X86指令,同时电脑中为提高浮点数据处理能力而增加了X87芯片,以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。
虽然随着CPU技术的不断发展,Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到过去的PII至强、PIII至强、Pentium 3,Pentium 4系列,最后到今天的酷睿2系列、至强(不包括至强Nocona),但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继承丰富的软件资源,所以Intel公司所生产的所有CPU仍然继续使用X86指令集,所以它的CPU仍属于X86系列。由于Intel X86系列及其兼容CPU(如AMD Athlon MP、)都使用X86指令集,所以就形成了今天庞大的X86系列及兼容CPU阵容。x86CPU目前主要有intel的服务器CPU和AMD的服务器CPU两类。
(2)RISC指令集
RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ” 的缩写,中文意思是“精简指令集”。它是在CISC指令系统基础上发展起来的,有人对CISC机进行测试表明,各种指令的使用频度相当悬殊,最常使用的是一些比较简单的指令,它们仅占指令总数的20%,但在程序中出现的频度却占80%。复杂的指令系统必然增加微处理器的复杂性,使处理器的研制时间长,成本高。并且复杂指令需要复杂的操作,必然会降低计算机的速度。基于上述原因,20世纪80年代RISC型CPU诞生了,相对于CISC型CPU ,RISC型CPU不仅精简了指令系统,还采用了一种叫做“超标量和超流水线结构”,大大增加了并行处理能力。RISC指令集是高性能CPU的发展方向。它与传统的CISC(复杂指令集)相对。相比而言,RISC的指令格式统一,种类比较少,寻址方式也比复杂指令集少。当然处理速度就提高很多了。目前在中高档服务器中普遍采用这一指令系统的CPU,特别是高档服务器全都采用RISC指令系统的CPU。RISC指令系统更加适合高档服务器的操作系统UNIX,现在Linux也属于类似UNIX的操作系统。RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容。
目前,在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有以下几类:PowerPC处理器、SPARC处理器、PA-RISC处理器、MIPS处理器、Alpha处理器。
(3)IA-64
EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computers,精确并行指令计算机)是否是RISC和CISC体系的继承者的争论已经有很多,单以EPIC体系来说,它更像Intel的处理器迈向RISC体系的重要步骤。从理论上说,EPIC体系设计的CPU,在相同的主机配置下,处理Windows的应用软件比基于Unix下的应用软件要好得多。
Intel采用EPIC技术的服务器CPU是安腾Itanium(开发代号即Merced)。它是64位处理器,也是IA-64系列中的第一款。微软也已开发了代号为Win64的操作系统,在软件上加以支持。在Intel采用了X86指令集之后,它又转而寻求更先进的64-bit微处理器,Intel这样做的原因是,它们想摆脱容量巨大的x86架构,从而引入精力充沛而又功能强大的指令集,于是采用EPIC指令集的IA-64架构便诞生了。IA-64 在很多方面来说,都比x86有了长足的进步。突破了传统IA32架构的许多限制,在数据的处理能力,系统的稳定性、安全性、可用性、可观理性等方面获得了突破性的提高。
IA-64微处理器最大的缺陷是它们缺乏与x86的兼容,而Intel为了IA-64处理器能够更好地运行两个朝代的软件,它在IA-64处理器上(Itanium、Itanium2 ……)引入了x86-to-IA-64的解码器,这样就能够把x86指令翻译为IA-64指令。这个解码器并不是最有效率的解码器,也不是运行x86代码的最好途径(最好的途径是直接在x86处理器上运行x86代码),因此Itanium 和Itanium2在运行x86应用程序时候的性能非常糟糕。这也成为X86-64产生的根本原因。
(4)X86-64 (AMD64 / EM64T)
AMD公司设计,可以在同一时间内处理64位的整数运算,并兼容于X86-32架构。其中支持64位逻辑定址,同时提供转换为32位定址选项;但数据操作指令默认为32位和8位,提供转换成64位和16位的选项;支持常规用途寄存器,如果是32位运算操作,就要将结果扩展成完整的64位。这样,指令中有“直接执行”和“转换执行”的区别,其指令字段是8位或32位,可以避免字段过长。
x86-64(也叫AMD64)的产生也并非空穴来风,x86处理器的32bit寻址空间限制在4GB内存,而IA-64的处理器又不能兼容x86。AMD充分考虑顾客的需求,加强x86指令集的功能,使这套指令集可同时支持64位的运算模式,因此AMD把它们的结构称之为x86-64。在技术上AMD在x86-64架构中为了进行64位运算,AMD为其引入了新增了R8-R15通用寄存器作为原有X86处理器寄存器的扩充,但在而在32位环境下并不完全使用到这些寄存器。原来的寄存器诸如EAX、EBX也由32位扩张至64位。在SSE单元中新加入了8个新寄存器以提供对SSE2的支持。寄存器数量的增加将带来性能的提升。与此同时,为了同时支持32和64位代码及寄存器,x86-64架构允许处理器工作在以下两种模式:Long Mode(长模式)和Legacy Mode(遗传模式),Long模式又分为两种子模式(64bit模式和Compatibility mode兼容模式)。该标准已经被引进在AMD服务器处理器中的Opteron处理器.
而今年也推出了支持64位的EM64T技术,再还没被正式命为EM64T之前是IA32E,这是英特尔64位扩展技术的名字,用来区别X86指令集。Intel的EM64T支持64位sub-mode,和AMD的X86-64技术类似,采用64位的线性平面寻址,加入8个新的通用寄存器(GPRs),还增加8个寄存器支持SSE指令。与AMD相类似,Intel的64位技术将兼容IA32和IA32E,只有在运行64位操作系统下的时候,才将会采用IA32E。IA32E将由2个sub-mode组成:64位sub-mode和32位sub-mode,同AMD64一样是向下兼容的。Intel的EM64T将完全兼容AMD的X86-64技术。现在Nocona处理器已经加入了一些64位技术,Intel的Pentium 4E处理器也支持64位技术。
应该说,这两者都是兼容x86指令集的64位微处理器架构,但EM64T与AMD64还是有一些不一样的地方,AMD64处理器中的NX位在Intel的处理器中将没有提供。
SMP
SMP(Symmetric Multi-Processing),对称多处理结构的简称,是指在一个计算机上汇集了一组处理器(多CPU),各CPU之间共享内存子系统以及总线结构。在这种技术的支持下,一个服务器系统可以同时运行多个处理器,并共享内存和其他的主机资源。像双至强,也就是所说的二路,这是在对称处理器系统中最常见的一种(至强MP可以支持到四路,AMD Opteron可以支持1-8路)。也有少数是16路的。但是一般来讲,SMP结构的机器可扩展性较差,很难做到100个以上多处理器,常规的一般是8个到16个,不过这对于多数的用户来说已经够用了。在高性能服务器和工作站级主板架构中最为常见,像UNIX服务器可支持最多256个CPU的系统。
构建一套SMP系统的必要条件是:支持SMP的硬件包括主板和CPU;支持SMP的系统平台,再就是支持SMP的应用软件。为了能够使得SMP系统发挥高效的性能,操作系统必须支持SMP系统,如WINNT、LINUX、以及UNIX等等32位操作系统。即能够进行多任务和多线程处理。多任务是指操作系统能够在同一时间让不同的CPU完成不同的任务;多线程是指操作系统能够使得不同的CPU并行的完成同一个任务 。
要组建SMP系统,对所选的CPU有很高的要求,首先、CPU内部必须内置APIC(Advanced Programmable Interrupt Controllers)单元。Intel 多处理规范的核心就是高级可编程中断控制器(Advanced Programmable Interrupt Controllers–APICs)的使用;再次,相同的产品型号,同样类型的CPU核心,完全相同的运行频率;最后,尽可能保持相同的产品序列编号,因为两个生产批次的CPU作为双处理器运行的时候,有可能会发生一颗CPU负担过高,而另一颗负担很少的情况,无法发挥最大性能,更糟糕的是可能导致死机。
NUMA技术
NUMA即非一致访问分布共享存储技术,它是由若干通过高速专用网络连接起来的独立节点构成的系统,各个节点可以是单个的CPU或是SMP系统。在NUMA中,Cache 的一致性有多种解决方案,需要操作系统和特殊软件的支持。图2中是Sequent公司NUMA系统的例子。这里有3个SMP模块用高速专用网络联起来,组成一个节点,每个节点可以有12个CPU。像Sequent的系统最多可以达到64个CPU甚至256个CPU。显然,这是在SMP的基础上,再用NUMA的技术加以扩展,是这两种技术的结合。
乱序执行技术
乱序执行(out-of-orderexecution),是指CPU允许将多条指令不按程序规定的顺序分开发送给各相应电路单元处理的技术。这样将根据个电路单元的状态和各指令能否提前执行的具体情况分析后,将能提前执行的指令立即发送给相应电路单元执行,在这期间不按规定顺序执行指令,然后由重新排列单元将各执行单元结果按指令顺序重新排列。采用乱序执行技术的目的是为了使CPU内部电路满负荷运转并相应提高了CPU的运行程序的速度。分枝技术:(branch)指令进行运算时需要等待结果,一般无条件分枝只需要按指令顺序执行,而条件分枝必须根据处理后的结果,再决定是否按原先顺序进行。
2005年下半年,Intel和AMD的新型处理器也将融入CMP结构。新安腾处理器开发代码为Montecito,采用双核心设计,拥有最少18MB片内缓存,采取90nm工艺制造,它的设计绝对称得上是对当今芯片业的挑战。它的每个单独的核心都拥有独立的L1,L2和L3 cache,包含大约10亿支晶体管。
CPU内部的内存控制器
许多应用程序拥有更为复杂的读取模式(几乎是随机地,特别是当cache hit不可预测的时候),并且没有有效地利用带宽。典型的这类应用程序就是业务处理软件,即使拥有如乱序执行(out of order execution)这样的CPU特性,也会受内存延迟的限制。这样CPU必须得等到运算所需数据被除数装载完成才能执行指令(无论这些数据来自CPU cache还是主内存系统)。当前低段系统的内存延迟大约是120-150ns,而CPU速度则达到了3GHz以上,一次单独的内存请求可能会浪费200-300次CPU循环。即使在缓存命中率(cache hit rate)达到99%的情况下,CPU也可能会花50%的时间来等待内存请求的结束- 比如因为内存延迟的缘故。
你可以看到Opteron整合的内存控制器,它的延迟,与芯片组支持双通道DDR内存控制器的延迟相比来说,是要低很多的。英特尔也按照计划的那样在处理器内部整合内存控制器,这样导致北桥芯片将变得不那么重要。但改变了处理器访问主存的方式,有助于提高带宽、降低内存延时和提升处理器性
制造工艺:现在CPU的制造工艺是45纳米,今年1月10号上市最新的I5I可以达到32纳米,在将来的CPU制造工艺可以达到24纳米。
以上就是为大家对cpu做了个详细的介绍,一般高端处理器在核心数与主频等数值相对都比较高。看完以上内容相信大家对cpu有了个比较全面的认识。