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1、第第1章章计算机算机发展史展史第1页，共71页，编辑于2022年，星期一第一台机械计算机第一台机械计算机v1623年，德国科学家契克卡德（年，德国科学家契克卡德（W.Schickard）制造了人类有史以来第一台机械计）制造了人类有史以来第一台机械计算机，这台机器能够进行六位数的加减乘除运算算机，这台机器能够进行六位数的加减乘除运算第2页，共71页，编辑于2022年，星期一 帕斯卡与莱布尼茨帕斯卡与莱布尼茨v1642年，法国科学家帕斯卡（年，法国科学家帕斯卡（B.Pascal）发明）发明了著名的帕斯卡机械计算机，首次确立了计算机器了著名的帕斯卡机械计算机，首次确立了计算机器的概念。的概念。v 1
2、674年：莱布尼茨改进了帕斯卡的计算机，使年：莱布尼茨改进了帕斯卡的计算机，使之成为一种能够进行连续运算的机器，并且提出了之成为一种能够进行连续运算的机器，并且提出了“二进制二进制”数的概念。（据说这个概念来源于中国数的概念。（据说这个概念来源于中国的八卦）的八卦）第3页，共71页，编辑于2022年，星期一 穿孔纸带穿孔纸带v1725年，法国纺织机械师布乔年，法国纺织机械师布乔（B.Bouchon）发明了）发明了“穿孔纸带穿孔纸带”的构想。的构想。v1805年：年：法国机械师杰卡德（法国机械师杰卡德（J.Jacquard）根据布乔根据布乔“穿孔纸带穿孔纸带”的构想完成了的构想完成了“自动提花编
3、自动提花编织机织机”的设计制作，在后来电子计算机开始发展的的设计制作，在后来电子计算机开始发展的最初几年中，在多款著名计算机中我们均能找到自最初几年中，在多款著名计算机中我们均能找到自动提花机的身影。动提花机的身影。第4页，共71页，编辑于2022年，星期一第一台差分机第一台差分机v1822年：英国科学家巴贝奇（年：英国科学家巴贝奇（C.Babbage）制造出了第一台差分机，制造出了第一台差分机，它可以处理它可以处理3个不同的个不同的5位数，计算精度达到位数，计算精度达到6位小数。位小数。v1834年：巴贝奇提出了分析机的概念，机器共分年：巴贝奇提出了分析机的概念，机器共分为三个部分：堆栈，运
4、算器，控制器。他的助手，为三个部分：堆栈，运算器，控制器。他的助手，英国著名诗人拜伦的独生女阿达英国著名诗人拜伦的独生女阿达奥古斯塔（奥古斯塔（Ada Augusta）为分析机编制了人类历史上第一批计）为分析机编制了人类历史上第一批计算机程序。算机程序。第5页，共71页，编辑于2022年，星期一巴贝奇和他的差分机巴贝奇和他的差分机第6页，共71页，编辑于2022年，星期一布尔（布尔（BOOlE）v1847年：英国数学家布尔（年：英国数学家布尔（G.Boole）发表著作）发表著作逻辑的数学分析逻辑的数学分析。1854年：布尔发表年：布尔发表思维思维规律的研究规律的研究逻辑与概率的逻辑与概率的数学
5、理论基础数学理论基础，并综合自己，并综合自己的另一篇文章的另一篇文章逻辑的数学分逻辑的数学分析析，从而创立了一门全新，从而创立了一门全新的学科布尔代数，为百年的学科布尔代数，为百年后出现的数字计算机的开关后出现的数字计算机的开关电路设计提供了重要的数学电路设计提供了重要的数学方法和理论基础。方法和理论基础。第7页，共71页，编辑于2022年，星期一键盘发明键盘发明v1868年：美国新闻工作者克里斯托夫年：美国新闻工作者克里斯托夫肖尔斯肖尔斯（C.Sholes）发明了沿用至今的）发明了沿用至今的QWERTY键盘。键盘。第8页，共71页，编辑于2022年，星期一计算器计算器v1873年：美国人鲍德
6、温（年：美国人鲍德温（F.Baldwin）利用自）利用自己过去发明的齿数可变齿轮制造了第一台手摇式计己过去发明的齿数可变齿轮制造了第一台手摇式计算机。算机。v1886年：美国人年：美国人Dorr E.Felt(1862-1930),制造了第一台用按键操作的计算器。制造了第一台用按键操作的计算器。第9页，共71页，编辑于2022年，星期一制表机与制表机与IBMv1890年：美国在第年：美国在第12次人口普查中使用了由统次人口普查中使用了由统计学家霍列瑞斯（计学家霍列瑞斯（H.Hollerith）博士发明的制表）博士发明的制表机，从而完成了人类历史上第一次大规模数据处理。机，从而完成了人类历史上第
7、一次大规模数据处理。此后霍列瑞斯根据自己的发明成立了自己的制表机此后霍列瑞斯根据自己的发明成立了自己的制表机公司，并最终演变成为公司，并最终演变成为IBM公司。公司。第10页，共71页，编辑于2022年，星期一v1891年：利兰年：利兰斯坦福与其妻子一道在靠近帕洛斯坦福与其妻子一道在靠近帕洛阿尔托（阿尔托（Palo Alto）的地方开办了面积达）的地方开办了面积达8，000英亩的斯坦福大学，从而为日后硅谷的诞生英亩的斯坦福大学，从而为日后硅谷的诞生埋下了伏笔。埋下了伏笔。v1893年：德国人施泰格尔研制出一种名为年：德国人施泰格尔研制出一种名为“大富大富豪豪”的计算机，该计算机是在手摇式计算机
8、的基础的计算机，该计算机是在手摇式计算机的基础上改进而来，并依靠良好的运算速度和可靠性而占上改进而来，并依靠良好的运算速度和可靠性而占领了当时的市场，直到领了当时的市场，直到1914年第一次世界大战爆年第一次世界大战爆发之前，这种发之前，这种“大富豪大富豪”计算机一直畅销不衰。计算机一直畅销不衰。第11页，共71页，编辑于2022年，星期一电子管电子管v1895年：年：英国青年工程师弗莱明英国青年工程师弗莱明（J.Fleming）通过）通过“爱迪生效应爱迪生效应”发明了人发明了人类第一只电子管。类第一只电子管。第12页，共71页，编辑于2022年，星期一v1911年：年：6月月15日，美国华尔
9、街金融投资家弗林日，美国华尔街金融投资家弗林特（特（C.Flent）投资霍列瑞斯的制表机公司，成立）投资霍列瑞斯的制表机公司，成立了全新的了全新的CTR公司，但公司创立之初并没有涉足公司，但公司创立之初并没有涉足任何电子领域，反而生产诸如碎纸机或者土豆削皮任何电子领域，反而生产诸如碎纸机或者土豆削皮机之类的产品。机之类的产品。v1912年：美国青年发明家德年：美国青年发明家德福雷斯特（福雷斯特（L.De Forest）在帕洛阿托小镇首次发现了电子管的放）在帕洛阿托小镇首次发现了电子管的放大作用，为电子工业奠定了基础，而今日的帕洛阿大作用，为电子工业奠定了基础，而今日的帕洛阿托小镇也已成为硅谷的
10、中心地带。托小镇也已成为硅谷的中心地带。v1913年：美国麻省理工学院教授万年：美国麻省理工学院教授万布什布什（V.Bush）领导制造了模拟计算机）领导制造了模拟计算机“微分分析仪微分分析仪”。机器采用一系列电机驱动，利用齿轮转动的角。机器采用一系列电机驱动，利用齿轮转动的角度来模拟计算结果。度来模拟计算结果。第13页，共71页，编辑于2022年，星期一v1924年：硅谷之父特曼担任斯坦福大学教授，对年：硅谷之父特曼担任斯坦福大学教授，对创建创建HP、成立斯坦福工业园区起到决定性作用、成立斯坦福工业园区起到决定性作用v2月，由霍列瑞斯创办的制表机公司几经演变，最月，由霍列瑞斯创办的制表机公司几
11、经演变，最终更名为国际商用机器公司，即我们今天看到的终更名为国际商用机器公司，即我们今天看到的IBM。v1935年：年：IBM制造了制造了IBM601穿孔卡片式计算穿孔卡片式计算机，该计算机能够在一秒钟内计算出乘法运算。机，该计算机能够在一秒钟内计算出乘法运算。第14页，共71页，编辑于2022年，星期一图灵机图灵机v1936年：阿兰年：阿兰.图灵发表论文图灵发表论文论可计算数及其论可计算数及其在判定问题中的应用在判定问题中的应用，首次阐明了现代电脑原理，首次阐明了现代电脑原理，从理论上证明了现代通用计算机存在的可能性，图从理论上证明了现代通用计算机存在的可能性，图灵把人在计算时所做的工作分解
12、成简单的动作，与灵把人在计算时所做的工作分解成简单的动作，与人的计算类似，机器需要：（人的计算类似，机器需要：（1）存储器，用于贮）存储器，用于贮存计算结果；（存计算结果；（2）一种语言，表示运算和数字；）一种语言，表示运算和数字；(3)扫描；（扫描；（4）计算意向，即在计算过程中下一）计算意向，即在计算过程中下一步打算做什么；（步打算做什么；（5）执行下一步计算。具体到一）执行下一步计算。具体到一步计算，则分成：（步计算，则分成：（1）改变数字可符号；（）改变数字可符号；（2）扫描区改变，如往左进位和往右添位等；（扫描区改变，如往左进位和往右添位等；（3）改）改变计算意向等。整个计算过程采用
13、了二进位制，这变计算意向等。整个计算过程采用了二进位制，这就是后来人们所称的就是后来人们所称的“图灵机图灵机”。第15页，共71页，编辑于2022年，星期一可编程计算机可编程计算机v20多岁的德国工程师楚泽（多岁的德国工程师楚泽（K.Zuse）研制出了）研制出了机械可编程计算机机械可编程计算机Z1，并采用了二进制形式，其，并采用了二进制形式，其理论基础即来源于布尔代数。理论基础即来源于布尔代数。第16页，共71页，编辑于2022年，星期一v1937年：年：11月，美国月，美国AT&T贝尔实验室研究人员斯蒂比兹（贝尔实验室研究人员斯蒂比兹（G.Stibitz）制造）制造了电磁式数字计算机了电磁式
14、数字计算机“Model-K”。v1938年：克劳德年：克劳德艾尔伍德艾尔伍德香农（香农（Claude Elwood Shannon）发表了著）发表了著名论文名论文继电器和开关电路的符号分析继电器和开关电路的符号分析，首次用布尔代数对开关电路进行了，首次用布尔代数对开关电路进行了相关的分析，并证明了可以通过继电器电路来实现布尔代数的逻辑运算，同时明确相关的分析，并证明了可以通过继电器电路来实现布尔代数的逻辑运算，同时明确地给出了实现加，减，乘，除等运算的电子电路的设计方法。这篇论文成为开关电地给出了实现加，减，乘，除等运算的电子电路的设计方法。这篇论文成为开关电路理论的开端。路理论的开端。第17
15、页，共71页，编辑于2022年，星期一HPv1939年：元旦，美国斯坦福大学研究生比尔年：元旦，美国斯坦福大学研究生比尔休休利特（利特（B.Hewllet）和戴维）和戴维帕卡德帕卡德（D.Packard）正式签署企业合伙协议，创办了）正式签署企业合伙协议，创办了Hewllet-Packard（HP)公司，即国内通称的公司，即国内通称的惠普公司。惠普公司。第18页，共71页，编辑于2022年，星期一计算机三原则计算机三原则v1939年年9月，贝尔实验室研制出月，贝尔实验室研制出M1型计算机。型计算机。v10月，约翰月，约翰.阿塔纳索夫（阿塔纳索夫（John Vincent Atanasoff(1
16、903-1995)）制造了后来举世闻）制造了后来举世闻名的名的ABC计算机的第一台样机，并提出了计算机计算机的第一台样机，并提出了计算机的三条原则，（的三条原则，（1）以二进制的逻辑基础来实现数）以二进制的逻辑基础来实现数字运算，以保证精度；字运算，以保证精度；（2）利用电子技术来实现）利用电子技术来实现控制，逻辑运算和算术运算，以保证计算速度；控制，逻辑运算和算术运算，以保证计算速度；（3）采用把计算功能和二进制数更新存贮的功能）采用把计算功能和二进制数更新存贮的功能相分离的结构。这就是著名的计算机三原则。相分离的结构。这就是著名的计算机三原则。第19页，共71页，编辑于2022年，星期一v
17、1940年：年：9月，贝尔实验室在美国达特默思大学演示月，贝尔实验室在美国达特默思大学演示M-1型机。他们用电型机。他们用电报线把安置在校园内的报线把安置在校园内的M-1型机和相连，当场把一个数学问题打印出来并传型机和相连，当场把一个数学问题打印出来并传输到纽约，输到纽约，M-1型机在达特默思大学的成功表演，首次实现了人类对计算机进型机在达特默思大学的成功表演，首次实现了人类对计算机进行的远距离控制的梦想。行的远距离控制的梦想。v控制论之父维纳提出了计算机五原则，（控制论之父维纳提出了计算机五原则，（1）不是模拟式，而是数字式；（）不是模拟式，而是数字式；（2）由电子）由电子元件构成，尽量减少
18、机械部件；（元件构成，尽量减少机械部件；（3）采用二进制，而不是十进制；（）采用二进制，而不是十进制；（4）内）内部存放计算表；（部存放计算表；（5）在计算机内部存贮数据。）在计算机内部存贮数据。v1941年：楚泽完成了年：楚泽完成了Z3计算机的研制工作，这是第一台可编程的电子计算机。可处计算机的研制工作，这是第一台可编程的电子计算机。可处理理7位指数、位指数、14位小数。使用了大量的真空管。每秒种能作位小数。使用了大量的真空管。每秒种能作3到到4次加法运算，一次次加法运算，一次乘法需要乘法需要3到到5秒。秒。v1942年：时任美国依阿华州立大学数学物理教授的阿塔纳索夫（年：时任美国依阿华州立
19、大学数学物理教授的阿塔纳索夫（John V.Atanasoff）与研究生贝瑞（）与研究生贝瑞（Clifford Berry）组装了著名的）组装了著名的ABC（Atanasoff-Berry Computer）计算机，共使用了）计算机，共使用了300多个电子管，这多个电子管，这也是世界上第一台具有现代计算机雏形的计算机。但是由于美国政府正式也是世界上第一台具有现代计算机雏形的计算机。但是由于美国政府正式参加第二次世界大战，致使该计算机并没有真正投入运行。参加第二次世界大战，致使该计算机并没有真正投入运行。第20页，共71页，编辑于2022年，星期一巨人计算机巨人计算机v1943年年10月，绰号为
20、月，绰号为“巨人巨人”的用来破译德军的用来破译德军密码的计算机在英国布雷契莱庄园制造成功，此后密码的计算机在英国布雷契莱庄园制造成功，此后又制造多台，为第二次世界大战的胜利立下了汗马又制造多台，为第二次世界大战的胜利立下了汗马功劳。功劳。第21页，共71页，编辑于2022年，星期一马克马克1号计算机号计算机v1944年：年：8月月7日，由日，由IBM出资，美国人霍德华出资，美国人霍德华艾肯（艾肯（H.Aiken）负责研制的马克）负责研制的马克1号计算机在号计算机在哈佛大学正式运行，它装备了哈佛大学正式运行，它装备了15万个元件和长达万个元件和长达800公里的电线，公里的电线，每分钟能够进行每分
21、钟能够进行200次以上运次以上运算。女数学家格雷斯算。女数学家格雷斯霍波（霍波（G.Hopper）为它）为它编制了计算程序，并声明该计算机可以进行微分方编制了计算程序，并声明该计算机可以进行微分方程的求解。马克程的求解。马克1号计算机的问世不但实现了巴贝号计算机的问世不但实现了巴贝奇的夙愿，而且也代表着自帕斯卡计算机问世以来奇的夙愿，而且也代表着自帕斯卡计算机问世以来机械计算机和电动计算机的最高水平。机械计算机和电动计算机的最高水平。第22页，共71页，编辑于2022年，星期一ENIACv1946年：年：2月月14日，美国宾西法尼亚大学摩尔学日，美国宾西法尼亚大学摩尔学院教授莫契利（院教授莫契
22、利（J.Mauchiy）和埃克特）和埃克特（J.Eckert）共同研制成功了）共同研制成功了ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer):计算机。这台计算机总共安装了计算机。这台计算机总共安装了17468只电子管，只电子管，7200个二极管，个二极管，70000多电多电阻器，阻器，10000多多 只电容器和只电容器和6000只继电器，电只继电器，电路的焊接点多达路的焊接点多达50万个万个,机器被安装在一排机器被安装在一排2.75米高的金属柜里，占地面积为米高的金属柜里，占地面积为170平方米左右，平方米左右，总重量达总重量达 到到30吨
23、，其运算速度达到每秒钟吨，其运算速度达到每秒钟5000次加法，可以在次加法，可以在3/1000秒时间内做完两个秒时间内做完两个10位位数乘法。数乘法。第23页，共71页，编辑于2022年，星期一第24页，共71页，编辑于2022年，星期一晶体管发明晶体管发明v1947年：年：12月月23号，贝尔实验室的肖克利号，贝尔实验室的肖克利(William B.Shockley)，布拉顿，布拉顿(John Bardeen)，巴丁，巴丁(Walter H.Brattain)创造创造出了世界上第一只半导体放大器件，他们将这种器出了世界上第一只半导体放大器件，他们将这种器件重新命名为件重新命名为“晶体管晶体管
24、”第25页，共71页，编辑于2022年，星期一半导体半导体v1959年：年：2月月6日，日，来自曾开发出第一台晶体管来自曾开发出第一台晶体管收音机的美国德克萨斯州仪器公司的工程师基尔比收音机的美国德克萨斯州仪器公司的工程师基尔比(Jack Kilby)在一块半导体硅晶片上将电阻、电在一块半导体硅晶片上将电阻、电容等分立元件集成在里面，制成世界上第一片集成容等分立元件集成在里面，制成世界上第一片集成电路。并向美国专利局申报专利电路。并向美国专利局申报专利“半导体集成电路半导体集成电路”。也正因为这件事，。也正因为这件事，2000年的诺贝尔物理奖颁年的诺贝尔物理奖颁发给了已退休的基尔比。发给了已退
25、休的基尔比。第26页，共71页，编辑于2022年，星期一v1959年，美国仙童公司的诺伊斯用一种平面工艺年，美国仙童公司的诺伊斯用一种平面工艺制成半导体集成电路。制成半导体集成电路。7月月30日，仙童公司向美日，仙童公司向美国专利局申请专利国专利局申请专利“半导体集成电路半导体集成电路”，从此开启，从此开启了集成电路比黄金还诱人的时代。其后，摩尔、诺了集成电路比黄金还诱人的时代。其后，摩尔、诺宜斯、葛洛夫这三个宜斯、葛洛夫这三个“伙伴伙伴”离开原来的仙童公司，离开原来的仙童公司，一起开创事业一起开创事业筹建一家他们自已的公司。三人筹建一家他们自已的公司。三人一致认为，最有发展潜力的半导体市场是
26、计算机存一致认为，最有发展潜力的半导体市场是计算机存储器芯片市场。储器芯片市场。第27页，共71页，编辑于2022年，星期一微处理器发展微处理器发展微处理器发展微处理器发展第一代1971年年Intel 40044位位2300108KHz 每秒每秒6万次万次1972年年Intel 80088位位3500基本指令周期为基本指令周期为2050s第二代1974年年Intel 80808位位60002MHzMC68008位位68001976年年Z808位位100002.5MHz第三代1978年年Intel 808616位位290005MHz基本指令周期基本指令周期0.5 s s1982年年Intel 8
27、028616位位13.4万万基本指令周期基本指令周期0.2 s第四代1985年年 10月月8038632位位27.5万万 16-33MHz3-4 MIPS 1989年年4 4月月 8048632位位120万万33-120MHz/41-54 MIPS第五代1993.3.22Pentium32位位310万万 75-133M Hz 0.6 m1995.11.8Pentium pro32位位550万万200MHz/400 MIPS 第六代1997年年Pentium 32位位700万万 266MHz/400 MIPS 1999.2.26Pentium 32位位2800万万450MHz1999.2.24A
28、MD-K6-32位位2130万万450MHz 0.25 m第七代2000.11.24Pentium 432位位4200万万1.4GHz 0.18 m第28页，共71页，编辑于2022年，星期一CPU性能性能每每18个月增加一倍个月增加一倍晶体管数目每两年增加一倍晶体管数目每两年增加一倍后面是什么?Itanium733/800MHzIA-64架构McKinleyIA-64架构MadisonIA-64架构DeerfieldIA-64架构Pentium Pentium MMXPentium Pro80486DX280386DX802868086第29页，共71页，编辑于2022年，星期一Intel
29、Pentium Intel Pentium Intel Pentium 4AMD K6-2Intel Pentium 4 3.0GHz (2002/4)第30页，共71页，编辑于2022年，星期一摩尔定律摩尔定律 晶体管数目每两年增加一倍晶体管数目每两年增加一倍第31页，共71页，编辑于2022年，星期一摩尔定律 CPU性能每18个月增加一倍 第32页，共71页，编辑于2022年，星期一20032003年年4 4月月1515日，英特尔公司宣布推出一款采用更高速系统总线和新型芯片组日，英特尔公司宣布推出一款采用更高速系统总线和新型芯片组平台的新平台的新 型奔腾型奔腾4 4处理器，它将显著改善个人
30、电脑的总体性能。新的平台提供了更平衡处理器，它将显著改善个人电脑的总体性能。新的平台提供了更平衡的系统性能，因此的系统性能，因此 PCPC系统工作更流畅，缩短了等候数据的时间。系统工作更流畅，缩短了等候数据的时间。首款首款800 MHz800 MHz前端总线前端总线Pentium 4Pentium 4处理器工作频率达到处理器工作频率达到3 GHz3 GHz，运行于，运行于800 MHz800 MHz前端总线，较之前代产品的前端总线，较之前代产品的533 MHz533 MHz大幅提升大幅提升266 MHz266 MHz，数据传输带宽提升到每秒，数据传输带宽提升到每秒6.4 6.4 GB(533
31、MHz FSBGB(533 MHz FSB为每秒为每秒4.2 GB)4.2 GB)，提升幅度达到，提升幅度达到50%50%，新款，新款3 GHz Pentium 43 GHz Pentium 4芯片芯片的倍频设置为的倍频设置为1515，需搭配，需搭配875P875P或即将推出的或即将推出的865865系列芯片组。系列芯片组。第33页，共71页，编辑于2022年，星期一Intel历史上的首款微处理器历史上的首款微处理器 4004 v1971年英特尔诞生了第一个微处理器年英特尔诞生了第一个微处理器4004。该芯片其实是为该芯片其实是为Busicom calculator专门设计专门设计制造的，但已
32、经可以看到个人电脑的影子在里面了。制造的，但已经可以看到个人电脑的影子在里面了。第34页，共71页，编辑于2022年，星期一4004全家福全家福第35页，共71页，编辑于2022年，星期一8008v1974年，一本无线电杂志刊登了一种使用年，一本无线电杂志刊登了一种使用8008作处理器的机器，叫做作处理器的机器，叫做“Mark-8(马克八号马克八号)”，这，这也是目前已知的最早的家用电脑了。也是目前已知的最早的家用电脑了。第36页，共71页，编辑于2022年，星期一C8008、C8008-1、D8008、D8008-1第37页，共71页，编辑于2022年，星期一8080和和Altair（牵牛星
33、）（牵牛星）1975年4月，MITS发布第一个通用型Altair 8800，售价375美元，带有1KB存储器。这是世界上第一台微型计算机。第38页，共71页，编辑于2022年，星期一8085和和8086X86时代时代第39页，共71页，编辑于2022年，星期一8088IBM的的PC XT配置如下：Intel 8088 CPU 128Kb RAM 3.5 360kb 或者 720kb 软驱 5MB 硬盘 同年9月，Motorola推出M68000 16位微处理器，它因采用了68000个晶体管而得名。该处理器主要供应Apple公司的Macintosh 和Atari 的ST系列电脑上。后继版本的处理
34、器，包括68020则被使用在Macintosh II 机型。第40页，共71页，编辑于2022年，星期一80286v1982年，英特尔发布了年，英特尔发布了80286处理器，也就是处理器，也就是俗称的俗称的286。这是英特尔第一个可以运行所有为。这是英特尔第一个可以运行所有为其撰写的程序的处理器，在发布后的六年中，全球其撰写的程序的处理器，在发布后的六年中，全球一共交付了一千五百万台基于一共交付了一千五百万台基于286的个人电脑。的个人电脑。第41页，共71页，编辑于2022年，星期一IBM PC AT机机80286芯片集成了14.3万只晶体管、16位字长，时钟频率由最初的6MHz逐步提高到2
35、0MHz。其内部和外部数据总线皆为16位，地址总线24位。与8086相比，80286寻址能力达到了16MB，可以使用外存储设备模拟大量存储空间，从而大大扩展了80286的工作范围，还能通过多任务硬件机构使处理器在各种任务间来回快速切换，以同时运行多个任务，其速度比8086提高了5倍甚至更多。IBM公司将80286用在技术更为先进AT机中，与IBM PC机相比，AT机的外部总线为16位(PC XT机为8位)，内存一般可扩展到16MB，可支持更大的硬盘，支持VGA显示系统，比PC XT机在性能上有了重大的进步。第42页，共71页，编辑于2022年，星期一80386v1985年，英特尔再度发力推出了
36、年，英特尔再度发力推出了80386处理器。处理器。386集成了集成了27万万5千只晶体管，超过了千只晶体管，超过了4004芯片芯片的一百倍。并且的一百倍。并且386还是英特尔第一种还是英特尔第一种32位处理位处理器，同时也是第一种具有器，同时也是第一种具有“多任务多任务”功能的处理器功能的处理器这对微软的操作系统发展有着重要的影响，所这对微软的操作系统发展有着重要的影响，所谓谓“多任务多任务”就是说处理器可以在同时处理几个程就是说处理器可以在同时处理几个程序的指令。序的指令。第43页，共71页，编辑于2022年，星期一80386第44页，共71页，编辑于2022年，星期一v80386内部内含内
37、部内含27.5万万个晶体管，时钟频率为个晶体管，时钟频率为12.5MHz，其后又提高，其后又提高到到20MHz、25MHz、33MHz等。等。80386DX的内部和外部数据总线都的内部和外部数据总线都是是32位，地址总线也是位，地址总线也是32位，可寻址高达位，可寻址高达4GB内存。它除具有实模式和内存。它除具有实模式和保护模式外，还增加了一保护模式外，还增加了一种叫虚拟模式的工作方式，种叫虚拟模式的工作方式，可同时模拟多个可同时模拟多个8086处处理器来提供多任务能力。理器来提供多任务能力。第45页，共71页，编辑于2022年，星期一80486v1989年，英特尔发布了年，英特尔发布了486
38、处理器。处理器。486处理器处理器是英特尔非常成功的商业项目。很多厂商也看清了是英特尔非常成功的商业项目。很多厂商也看清了英特尔处理器的发展规律，因此很快就随着英特尔英特尔处理器的发展规律，因此很快就随着英特尔的营销战而转型成功。的营销战而转型成功。80486处理器集成了处理器集成了125万个晶体管，时钟频率由万个晶体管，时钟频率由25MHz逐步提升到逐步提升到33MHz、40MHz、50MHz及后来的及后来的100Mhz。v80486也是英特尔第一个内部包含数字协处理器也是英特尔第一个内部包含数字协处理器的的CPU，并在，并在x86系列中首次使用了系列中首次使用了RISC(精简精简指令集指令
39、集)技术，从而提升了每时钟周期执行指令的技术，从而提升了每时钟周期执行指令的速度。速度。486还采用了突发总线方式，大大提高了还采用了突发总线方式，大大提高了处理器与内存的数据交换速度。由于这些改进，处理器与内存的数据交换速度。由于这些改进，80486的性能比带有的性能比带有80387数学协处理器的数学协处理器的80386快了快了4倍有余。倍有余。第46页，共71页，编辑于2022年，星期一80486第47页，共71页，编辑于2022年，星期一Pentium(奔腾奔腾)v1993年，英特尔发布了年，英特尔发布了Pentium(奔腾奔腾)处理器。处理器。本来按照惯常的命名规律是本来按照惯常的命名
40、规律是80586，但是因为实，但是因为实际上际上“586”这样的数字不能注册成为商标使用，这样的数字不能注册成为商标使用，因此任何竞争对手都可以用因此任何竞争对手都可以用586来混淆概念，扰来混淆概念，扰乱市场。事实上在乱市场。事实上在486发展末期，就已经有公司发展末期，就已经有公司将将486等级的产品标识成等级的产品标识成586来销售了。因此英来销售了。因此英特尔绝对使用自造的新词来作为新产品的商标特尔绝对使用自造的新词来作为新产品的商标Pentium。第48页，共71页，编辑于2022年，星期一Pentium(奔腾奔腾)Pentium处理器集成了310万个晶体管，最初推出的初始频率是60
41、MHz、66MHz，后来提升到200MHz以上。第一代的Pentium代号为P54C，其后又发布了代号为P55C，内建MMX(多媒体指令集)的新版Pentium处理器。第49页，共71页，编辑于2022年，星期一Pentium MMX vPentium MMX是英特尔在是英特尔在Pentium内核基础内核基础上改进而成的，其大的特点是增加了上改进而成的，其大的特点是增加了57条条MMX指指令。这些指令专门用来处理音视频相关的计算，目令。这些指令专门用来处理音视频相关的计算，目的是提高的是提高CPU处理多媒体数据的效率。处理多媒体数据的效率。MMX指令指令非常成功，在之后生产的各型非常成功，在之
42、后生产的各型CPU都包括这些指都包括这些指令集。据令集。据Toms Hardware测试，即使最慢的测试，即使最慢的Pentium MMX 166MHz也比也比Pentium 200MHz普通版要快。普通版要快。第50页，共71页，编辑于2022年，星期一Pentium Pro v1995年秋天，英特尔发布了年秋天，英特尔发布了Pentium Pro处理处理器。器。Pentium PRO是英特尔首个专门为是英特尔首个专门为32位服位服务器、工作站设计的处理器，可以应用在高速辅助务器、工作站设计的处理器，可以应用在高速辅助设计、机械引擎、科学计算等领域。英特尔在设计、机械引擎、科学计算等领域。英
43、特尔在Pentium PRO的设计与制造上又达到了新的高的设计与制造上又达到了新的高度，总共集成了度，总共集成了550万个晶体管，并且整合了高万个晶体管，并且整合了高速二级缓存芯片。速二级缓存芯片。第51页，共71页，编辑于2022年，星期一Pentium IIv1997年英特尔发布了年英特尔发布了Pentium II处理器。其内处理器。其内部集成了部集成了750万个晶体管，并整合了万个晶体管，并整合了MMX指令集指令集技术，可以更快更流畅的播放影音技术，可以更快更流畅的播放影音Video，Audio以及图像等多媒体数据。以及图像等多媒体数据。第52页，共71页，编辑于2022年，星期一Pen
44、tium II Xeon(至强至强)v1998年英特尔发布了年英特尔发布了Pentium II Xeon(至强至强)处理器。处理器。Xeon是英特尔引入的新品牌，取代之是英特尔引入的新品牌，取代之前所使用的前所使用的Pentium Pro品牌。品牌。第53页，共71页，编辑于2022年，星期一Celeron(赛扬赛扬)处理器处理器 v1999年，英特尔发布了年，英特尔发布了Celeron(赛扬赛扬)处理器。处理器。简单的说，简单的说，Celeron与与Pentium II并没有本质并没有本质上的不同，因为它们的内核是一样的，最大的区别上的不同，因为它们的内核是一样的，最大的区别在于高速缓存上。
45、在于高速缓存上。第54页，共71页，编辑于2022年，星期一Pentium IIIv1999年，英特尔又发布了年，英特尔又发布了Pentium III处理器。处理器。从从Pentium III开始，英特尔又引入了开始，英特尔又引入了70条新指条新指令令(SIMD，SSE)，主要用于因特网流媒体扩展，主要用于因特网流媒体扩展(提升网络演示多媒体流、图像的性能提升网络演示多媒体流、图像的性能)、3D、流、流式音频、视频和语音识别功能的提升。式音频、视频和语音识别功能的提升。Pentium III可以使用户有机会在网络上享受到高质量的影可以使用户有机会在网络上享受到高质量的影片，并以片，并以3D的形
46、式参观在线博物馆、商店等。的形式参观在线博物馆、商店等。第55页，共71页，编辑于2022年，星期一Pentium III老老PIII 新封装的新封装的PIII 第56页，共71页，编辑于2022年，星期一Pentium III Xeonv1999年，英特尔还发布了年，英特尔还发布了Pentium III Xeon处理器。作为处理器。作为Pentium II Xeon的后继者，除的后继者，除了在内核架构上采纳全新设计以外，也继承了了在内核架构上采纳全新设计以外，也继承了Pentium III处理器新增的处理器新增的70条指令集，以更好条指令集，以更好执行多媒体、流媒体应用软件。执行多媒体、流媒
47、体应用软件。第57页，共71页，编辑于2022年，星期一Pentium 4v2000年英特尔发布了年英特尔发布了Pentium 4处理器。用户处理器。用户使用基于使用基于Pentium 4处理器的个人电脑，可以创处理器的个人电脑，可以创建专业品质的影片，透过因特网传递电视品质的影建专业品质的影片，透过因特网传递电视品质的影像，实时进行语音、影像通讯，实时像，实时进行语音、影像通讯，实时3D渲染，快渲染，快速进行速进行MP3编码解码运算，在连接因特网时运行编码解码运算，在连接因特网时运行多个多媒体软件。这是目前空前强大的个人电脑处多个多媒体软件。这是目前空前强大的个人电脑处理器产品，仍然在继续销
48、售中。理器产品，仍然在继续销售中。vPentium 4处理器集成了处理器集成了4200万个晶体管，到万个晶体管，到了改进版的了改进版的Pentium 4(Northwood)更是集成更是集成了了5千千5百万个晶体管；并且开始采用百万个晶体管；并且开始采用0.18微米进微米进行制造，初始速度就达到了行制造，初始速度就达到了1.5GHz(gigahertz)，相当于从旧金山到纽约，相当于从旧金山到纽约只花了只花了13秒的车程秒的车程(当然，没人有这么快的汽车当然，没人有这么快的汽车)。第58页，共71页，编辑于2022年，星期一Pentium 4P4 423PinP4 478Pin第59页，共71
49、页，编辑于2022年，星期一Pentium 4Pentium 4 Willamette 核心照片核心照片Pentium 4 Northwood 核心照片核心照片第60页，共71页，编辑于2022年，星期一Pentium 4至强至强第61页，共71页，编辑于2022年，星期一Itanium(安腾安腾)v2001年英特尔发布了年英特尔发布了Itanium(安腾安腾)处理器。处理器。Itanium处理器是英特尔第一处理器是英特尔第一款款64位元的产品。这是为顶级、企业级服务位元的产品。这是为顶级、企业级服务器及工作站设计的，在器及工作站设计的，在Itanium处理器中处理器中体现了一种全新的设计思想
50、，完全是基于体现了一种全新的设计思想，完全是基于平行并发计算而设计平行并发计算而设计(EPIC)。第62页，共71页，编辑于2022年，星期一Itanium 2vItanium 2处理器是以处理器是以Itanium架构为基础所建架构为基础所建立与扩充的产品。提供了二位元的相容性，可与专立与扩充的产品。提供了二位元的相容性，可与专为第一代为第一代Itanium处理器优化编译的应用程序兼处理器优化编译的应用程序兼容，并大幅提升了容，并大幅提升了50%100%的效能。的效能。Itanium 2具有具有6.4GB/sec的系统总线带宽、的系统总线带宽、高达高达3MB的的L3缓存，据英特尔称缓存，据英特