微型计算机概述

目录

1.计算机的发展：电子器件

2.微型计算机的发展

3.微型计算机的性能指标

（1）CPU类型：

（2）字长：

（3）内存容量：

（4）主频：

（5）运算速度：

（6）存取周期：

4.微机主要技术

（1）流水线：

（2）Cache:  

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1.计算机的发展：电子器件

1946年第一代：电子管（世界上第一台现代电子数字计算机ENLAC）

1958年第三代：晶体管计算机

1964年第三代：中小规模集成电路

1971年第四代：大规模、超大规模、集成电路

2.微型计算机的发展

1971年，Intel公司设计了世界上第一个微处理芯片（CPU）：Intel4004

第一代： 4位: 4004

第二代： 8位：8008，8088

第三代： 16位：8088/8086

第四代： 32位

第五代： 64位

3.微型计算机的性能指标

微型计算机的种类很多、性能也各不相同，通常根据以下几个方面的性能指标来综合评价一台微型计算机系统的性能。

（1）CPU类型：

指微型计算机系统所采用的CPU芯片型号，它决定了微机系统的档次。

（2）字长：

指CPU一次可以同时传送和处理的二进制数码的位数。它直接关系到计算机的计算精度、寻址速度和处理能力，字长有8位、16位、32位和64位等，字长越长，表示一次读写和处理数据的范围越大，处理数据的速度越快，计算精度越高。（字长取决于数据总线的宽度）

（3）内存容量：

指内（主）存储器可容纳二进制信息的总量，微信计算机的内存容量一般以字节B（byte）数来表示，每8位二进制为一个字节。最小的单位是位（bit）、基本的单位是字节（Byte），内存容量越大，能存入的字节数就多，能直接容纳和存储的程序就长，计算机的解题能力和规模就越大，目前市场上大多具有8GB的内存容量。

内存容量大小单位转换

B(Byte)： 1Byte 等于 8bit

KB（千字节）： 1KB等于1024B

MB（兆字节）： 1MB等于1024KB

GB（吉字节）： 1GB等于1024MB

TB（太字节）： 1TB等于1024GB

PB（拍字节）： 1PB等于1024TB

从大到小排序

PB > TB > GB > MB > KB > B

（4）主频：

即计算机的时钟频率，是指CPU单位时间（秒）内发出的脉冲数，一般用吉赫（GHZ）为单位（·其相应的单位有：Hz（赫）、kHz（千赫）、MHz（兆赫）、GHz（吉赫）），主频在很多程度上决定了主机的工作速度。时钟频率越高，其运算速度就越快。

秒的单位都有毫秒，微秒，纳秒，皮秒，飞秒，阿秒，仄秒，幺秒。

1ms (毫秒) 1毫秒 = 0.001秒 = 10*3秒(millisecond)

1μs (微秒) 1微秒 = 0.000001 = 10*6秒(microsecond)

1ns (纳秒) 1纳秒 = 0.000000001秒 = 10*9秒(nanosecond)

（5）运算速度：

运算速度是衡量CPU工作速度的指标，一般用每秒钟所能执行的指令条数来表示，并以MIPS(百万条指令/秒)作为计量单位，微型计算机的运算速度可达到每秒千万次或更高，计算机的运算速度与主频、字长有关、还与内存、硬盘等的工作速度有关。

（6）存取周期：

存储器进行依次读出或写入操作所需的时间称为存取周期，通常用纳秒（ns）表示（1ns = 10-9s），存储周期反映内存储器的速度性能，存取周期越短，存取速度越快。

4.微机主要技术

（1）流水线：

时间并行

流水线（pipeline）技术是指在程序执行时多条指令重叠进行操作的一种准并行处理实现技术。流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。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，即取指令、译码、执行、写回结果，浮点流水又分为八级流水。

（2）Cache:  

存储、高速 > 内存 > 硬盘

cache叫做高速缓冲存储器，是介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器。

Cache作用：

CPU的速度远高于内存，当CPU直接从内存中存取数据时要等待一定时间周期，而Cache则可以保存CPU刚用过或循环使用的一部分数据，如果CPU需要再次使用该部分数据时可从Cache中直接调用，这样就避免了重复存取数据，减少了CPU的等待时间，因而提高了系统的效率。