第1章 概述

第一章 概论
• 1.1 80x86系列结构的概要历史 80x86系列结构的概要历史 1974年 1974年： 8080 微处理器
1974年，英特尔推出8080处理器， 年 英特尔推出 处理器， 处理器 并作为Altair个人电脑的运算核心。电 个人电脑的运算核心。 并作为 个人电脑的运算核心 脑迷当时可用395美元买到一组 美元买到一组Altair的 脑迷当时可用 美元买到一组 的 套件。它在数个月内卖出数万套， 套件。它在数个月内卖出数万套，成为 史上第一款下订单后制造的机种。 史上第一款下订单后制造的机种。Intel 8080晶体管数目约为 晶体管数目约为6000颗。 晶体管数目约为 颗
第一章 概论
• 1.1 80x86系列结构的概要历史 80x86系列结构的概要历史 1971年 1971年： 4004 微处理器
Intel 4004微处理器是世界上 微处理器是世界上 第一款商用计算机微处理器。 第一款商用计算机微处理器。它 片内集成了2250个晶体管，晶体 个晶体管， 片内集成了 个晶体管 管之间的距离是10微米 微米， 管之间的距离是 微米，能够处 的数据， 万次， 万次 运行的频率为108KHz，成本不 运行的频率为 ， 美元。 到100美元。 美元
第一章 概论
• 1.1 80x86系列结构的概要历史 80x86系列结构的概要历史 1982年 1982年： 80286 微处理器
80286微处理器的最大主频为 微处理器的最大主频为20MHz，内、外 微处理器的最大主频为 ， 部数据传输均为16位 使用24位内存储器的寻址 位内存储器的寻址， 部数据传输均为 位，使用 位内存储器的寻址， 内存寻址能力为16MB。 内存寻址能力为 。 80286(也被称为 也被称为286)是英特尔首款能执行所有 是英特尔首款能执行所有 也被称为 旧款处理器专属软件的处理器， 旧款处理器专属软件的处理器，也就是英特尔的首 具有完全兼容性的处理器，即所有为286以前的 个具有完全兼容性的处理器，即所有为 以前的 英特尔的处理器写的程序均可运行在286上。 英特尔的处理器写的程序均可运行在 上 80286可工作于两种方式，一种叫实模式， 另一种叫保护方式。 Intel 80286处理器晶体管 数目为13.4万颗。 80286的四大显著改进： 的四大显著改进： 的四大显著改进 1.支持更大的内存； 支持更大的内存； 支持更大的内存 2.能够模拟内存空间； 能够模拟内存空间； 能够模拟内存空间 3.能同时运行多个任务； 能同时运行多个任务； 能同时运行多个任务 4.提高了处理速度。 提高了处理速度。 提高了处理速度
第一章 概论
• 1.1 80x86系列结构的概要历史 80x86系列结构的概要历史 1985年 1985年： 80386 微处理器
1985年10月17日，英特尔正式发布了划时代的产品 年 月 日 英特尔正式发布了划时代的产品——80386DX。 。 80386DX的内部和外部数据总线是 位，地址总线也是 位，可以寻址到 的内部和外部数据总线是32位 地址总线也是32位 的内部和外部数据总线是 4GB内存 并可以管理64TB的虚拟存储空间 4GB内存，并可以管理64TB的虚拟存储空间。它的运算模式除了具有实模 内存， 的虚拟存储空间。 式和保护模式以外，还增加了一种“虚拟86”的工作方式，可以通过同时模 的工作方式， 式和保护模式以外，还增加了一种“虚拟 的工作方式 拟多个8086微处理器来提供多任务能力。 80386DX有比 微处理器来提供多任务能力。 有比80286更多的指令， 更多的指令， 拟多个 微处理器来提供多任务能力 有比 更多的指令 频率为12.5MHz的80386每秒钟可执行 百万条指令，比频率为 每秒钟可执行6百万条指令 频率为 的 每秒钟可执行 百万条指令，比频率为16MHz的 的 80286快2.2倍。Intel 80386处理器把分页引进了 处理器把分页引进了80x86系列结构，用4KB固 系列结构， 快 倍 处理器把分页引进了 系列结构 固 定尺寸的页提供一种虚拟存储管理办法，它比分段更为优越。 定尺寸的页提供一种虚拟存储管理办法，它比分段更为优越。80386最经典 最经典 的产品为80386DX-33MHz，一般我们说的 就是指它。 的产品为 ，一般我们说的80386就是指它。80386使32位 就是指它 使 位 CPU成为了 工业的标准。 成为了PC工业的标准 成为了 工业的标准。
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• 1.1 80x86系列结构的概要历史 80x86系列结构的概要历史 1978年 80861978年： 8086-8088 微处理器
1978年英特尔公司生产的 年英特尔公司生产的8086是第一个 位 是第一个16位 年英特尔公司生产的 是第一个 的微处理器。很快Zilog公司和摩托罗拉公司也宣 的微处理器。很快 公司和摩托罗拉公司也宣 布计划生产Z8000和68000。这就是第三代微处 布计划生产 和 。 理器的起点。 理器的起点。 8086微处理器最高主频速度为 微处理器最高主频速度为8MHz，具有 微处理器最高主频速度为 ， 16位数据通道，内存寻址能力为1MB。同时，英 位数据通道，内存寻址能力为 。同时， 位数据通道 特尔还生产出与之相配合的数学协处理器i8087, 特尔还生产出与之相配合的数学协处理器 这两种芯片使用相互兼容的指令集， 这两种芯片使用相互兼容的指令集，但i8087指 指 令集中增加了一些专门用于对数、 令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函 数等数学计算的指令。 数等数学计算的指令。人们将这些指令集统一称 指令集。 之为 x86指令集。 指令集
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• 1.1 80x86系列结构的概要历史 80x86系列结构的概要历史 1978年 80861978年： 8086-8088 微处理器
1979年，英特尔公司又开发出了8088。8086和8088在芯片内部均采用 年 英特尔公司又开发出了 。 和 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 位数据传输，所以都称为 位微处理器， 每周期能传送或接收16 位数据传输 位微处理器 每周期能传送或接收 位数据， 每周期只采用8位 微处理器集成了大约29000个晶体管。 个晶体管。 位数据，而8088每周期只采用 位。微处理器集成了大约 每周期只采用 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 问世后不久， 和 问世后不久 英特尔公司就开始对他们进行改进。 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 更多功能集成在芯片上，这样就诞生了 和 。 部均以16位工作 在外部输入输出上80186采用 位，而80188和8088一样 位工作， 采用16位 部均以 位工作，在外部输入输出上 采用 和 一样 是采用8位工作 位工作。 是采用 位工作。 1981年，IBM公司将 公司将8088芯片用于其研制的 机中，从而开创了全新 芯片用于其研制的PC机中 年 公司将 芯片用于其研制的 机中， 的微机时代。也正是从8088开始，个人电脑 开始， 的微机时代。也正是从 开始 个人电脑(PC)的概念开始在全世界范围内 的概念开始在全世界范围内 发展起来。 应用到IBM PC机上开始 个人电脑真正走进了人们的工作 机上开始,个人电脑真正走进了人们的工作 发展起来。从8088应用到 应用到 机上开始 和生活之中，它也标志着一个新时代的开始。 和生活之中，它也标志着一个新时代的开始。
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• 1.1 80x86系列结构的概要历史 80x86系列结构的概要历史 1985年 1985年： 80386 微处理器
英特尔386微处理器不是一种由以前的英 微处理器不是一种由以前的英 英特尔 特尔微处理器进化而来的一个产品，相反， 特尔微处理器进化而来的一个产品，相反，它 是一种革命性的产品。它是一个32位的芯片 位的芯片， 是一种革命性的产品。它是一个 位的芯片， 每秒可以处理500万条指令，并且可以运行所 万条指令， 每秒可以处理 万条指令 有流行的操作系统包括Windows。同时，它 有流行的操作系统包括 。同时， 还是一个多任务的微处理器 也就是说， 多任务的微处理器， 还是一个多任务的微处理器，也就是说，它可 以同时处理多个程序。 以同时处理多个程序。Intel 80386微处理器内 微处理器内 万颗晶体管—比当初的 多了100倍 含27.5万颗晶体管 比当初的 万颗晶体管 比当初的4004多了 多了 倍 以上。 以上。
微机原理及计算机接口技术
参考书目 • 1. 《微型计算机系统原理及应用》
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周明德编著 清华大学出版社 2007.1 第五版
第一章 概论
微型计算机从功能上分，可分为： 微型计算机从功能上分，可分为： 1.网络工作站 客户端——Client) 网络工作站（ Client)——PC 1.网络工作站（客户端——Client)——PC 2.网络服务器 网络服务器（ 2.网络服务器（Sever) 个人计算机的核心是中央处理单元 CPU)。 中央处理单元（ 个人计算机的核心是中央处理单元（CPU)。 是指计算机内部对数据进行处理并对处理过程进行控制的部件， 中央处理器是指计算机内部对数据进行处理并对处理过程进行控制的部件，伴 随着大规模集成电路技术的迅速发展，芯片集成密度越来越高， 随着大规模集成电路技术的迅速发展，芯片集成密度越来越高，CPU可以集成 公司的芯片形成了PC芯片的主流—— PC芯片的主流可以集成 Intel 公司的芯片形成了PC芯片的主流—— 在一个半导体芯片上，这种具有中央处理器功能的大规模集成电路器件， 在一个半导体芯片上，这种具有中央处理器功能的大规模集成电路器件，被统 微处理器” 称为“微处理器”。 80x86系列结构 系列结构。 80x86系列结构。 由于应用广泛，80x86系列结构已成了 由于应用广泛，80x86系列结构已成了 事实上的工业标准。 事实上的工业标准。
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• 1.1 80x86系列结构的概要历史 80x86系列结构的概要历史 1972年 1972年： 8008 微处理器