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微型计算机 编辑
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/O)接口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。
一个完整的微型计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。硬件系统由运算器、控制器、存储器(含内存、外存和缓存)、各种输入输出设备组成,采用“指令驱动”方式工作 。
微型计算机
工作站
工作站是一种高端的通用微型计算机,以个人计算机和分布式网络计算为基础,主要面向专业应用领域,具备强大的数据运算与图形、图像处理能力,是为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域而设计开发的高性能计算机。它属于一种高档的计算机,一般拥有较大的屏幕显示器和大容量的内存和硬盘,也拥有较强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理功能以及联网功能 。
服务器
服务器
1971年1月,Intel公司的霍夫工程师研制成功世界上第1个字长为4位的微处理器芯片Intel 4004,标志着第1代微处理器问世,微型计算机时代从此开始 。
该阶段是4位和8位低档微处理器时代,通常称为第1代,其典型产品是Intel 4004和Intel 8008微处理器和分别由它们组成的MCS-4和MCS-8微机。该阶段产品的基本特点是采用PMOS工艺,集成度低,系统结构和指令系统都比较简单,主要采用机器语言或简单的汇编语言,指令数目较少,多用于家电和简单控制场合 。
2、8位中高档微处理器时代(1974~1978年)
该阶段通常称为第2代,典型产品有Intel公司的Intel 8080/8085、Motorola公司的MC6800及美国Zilog公司的Z80等,以及各种8位单片机,如Inte公司的8048、Motorola公司的MC6801、Zilog公司的Z8等。该阶段产品的基本特点是采用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。软件方面除了汇编语言外,还有BASIC、FORTRAN等高级语言和相应的解释程序和编译程序,在后期还出现了操作系统,如CP/M就是当时流行的操作系统 。
3、16位微处理器时代(1978~1984年)
该阶段通常称为第3代。1978年6月,Intel公司推出主频为4.77MHz的字长16位的微处理器芯片Intel 8086。8086微处理器的诞生标志着第3代微处理器问世。该阶段的典型产品包括Intel公司的8086/8088、80286,Motorola公司的M68000,Zilog公司的Z8000等微处理器。其特点是采用HMOS工艺,集成度和运算速度都比第2代提高了一个数量级。指令系统更加丰富、完善,采用多级中断、多种寻址方式、段式存储结构、硬件乘除部件,并配置了软件系统 。
这一时期的著名微机产品有IBM公司的个人计算机PC。1981年推出的IBM-PC机采用8088 CPU。紧接着1982年又推出了扩展型的个人计算机IBM-PC/XT,它对内存进行了扩充,并增加了一个硬盘驱动器。1984年IBM推出了以80286处理器为核心组成的16位增强型个人计算机IBM-PC/AT。由于IBM公司在发展PC机时采用了技术开放的策略,使PC机风靡世界 。
4、32位微处理器时代(1985~1992年)
该阶段通常称为第4代。1985年10月,Intel公司推出了80386DX微处理器,标志着进入了字长为32位的数据总线时代。该阶段典型产品包括Intel公司的80386/80486,Motorola公司的M68030/68040等。其特点是采用HMOS或CMOS工艺,集成度高达100万晶体管/片,具有32位地址线和32位数据总线。每秒钟可完成600万条指令。微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。同期,其他一些微处理器生产厂商(如AMD、TEXAS等)也推出了80386/80486系列的芯片 。
5、Pentium系列微处理器时代(1993年以后)
该阶段通常称为第5代。典型产品是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。该阶段产品内部采用了超标量指令流水线结构,并具有相互独立的指令和数据高速缓存。随着MMX(Multi media eXtended)微处理器的出现,使微机的发展在网络化、多媒体化和智能化等方面跨上了更高的台阶。2000年3月,AMD与Intel分别推出了时钟频率达1GHz的Athlon和Pentium Ⅲ。2000年11月,Intel又推出了Pentium Ⅳ微处理器,集成度高达每片4200万个晶体管,主频1.5GHz,400MHz的前端总线,使用全新SSE2指令集。2002年11月,Intel推出的Pentium Ⅳ微处理器的时钟频率达到3.06GHz,而且微处理器还在不断地发展,性能也在不断提升 。
2001年Intel公司发布第一款64位的产品Itanium(安腾)微处理器。2003年4月,AMD公司推出了基于64位运算的Opteron(皓龙)微处理器。2003年9月,AMD公司的Athlon(速龙)微处理器问世,标志着64位计算时代的到来 。
字长
字长是指计算机运算部件一次能同时处理的二进制数据的位数。字长越长,如果用作存储数据,则计算机的运算精度就越高;如果用作存储指令,则计算机的处理能力就越强。通常字长总是8的整数倍,如8、16、32、64位等。Intel 486机和Pentium 4机均属32位机 。
时钟主频
时钟主频是指CPU的时钟频率,它的高低在一定程度上决定了计算机速度的高低。主频以兆赫兹(MHz)为单位,一般来说,主频越高,速度就越快。由于微处理器发展迅速,微机的主频也在不断提高 。
运算速度
计算机的运算速度通常是指每秒钟所能执行指令的数目,常用百万次/秒(MIPS,MillionInstructions Per Second)来表示。这个指标更能直观地反映机器的速度 。
存储容量
存储容量通常分内存容量和外存容量,这里主要指内存储器的容量。显然,内存容量越大,机器所能运行的程序就越大,处理能力就越强。尤其是当前多媒体PC应用多涉及图像信息处理,要求存储容量越来越大,甚至没有足够大的内存容量就无法运行某些软件。大多数微机的内存容量已达到4GB 。
存取周期
内存储器的存取周期也是影响整个计算机系统性能的主要指标之一。简单地讲,存取周期就是CPU从内存储器中存取数据所需的时间。内存的存取周期在7-70ns之间 。
此外,计算机的可靠性、可维护性、平均无故障时间和性能价格比也都是计算机的技术指标 。
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