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我国微机型自动装置的发展历程

发布时间:2022-06-04 23:25:16

『壹』 我国计算机的发展历程

1964年第一台电子数字计算机ENIAC诞生
第一代
(1946~1958)
逻辑原件
:电子管
主存储器:磁芯、磁鼓
辅助存储器:磁鼓、磁带
处理方式:机器语言、汇编语言
运算速度:几千~几万(次/秒)
主要特点:体积大,耗电多,可靠性差,价格昂贵,维修复杂
第二代(1958~1964)
逻辑原件:晶体管
主存储器:磁芯、磁鼓
辅助存储器:磁鼓、磁带、磁盘
处理方式:作业连续处理、编译语言
运算速度
:几万~几十万(次/秒)
主要特点:
体积较小,重量轻,耗电小,可靠性较高
第三代
(1964~1971)逻辑元件:中、小规模集成电路
主存储器:
半导体存储器
辅助存储器:磁带、磁鼓、磁盘
处理方式:实时、分时处理多道程序
运算速度:几十万~几百万(次/秒)
主要特点:
小型化,耗电少,可靠性高
第四代
(1971至今)
逻辑元件:
大规模、超大规模集成电路
主存储器:半导体存储器
辅助存储器:磁带、磁盘、光盘
处理方式:实时、分时处理,网络结构
运算速度:几百万~百亿(次/秒)
主要特点:微型化,耗电极少,可靠性很高

『贰』 微机的发展历史

计算机的历史

现代计算机的诞生和发展 现代计算机问世之前,计算机的发展经历了机械式计算机、机电式计算机和萌芽期的电子计算机三个阶段。

早在17世纪,欧洲一批数学家就已开始设计和制造以数字形式进行基本运算的数字计算机。1642年,法国数学家帕斯卡采用与钟表类似的齿轮传动装置,制成了最早的十进制加法器。1678年,德国数学家莱布尼兹制成的计算机,进一步解决了十进制数的乘、除运算。

英国数学家巴贝奇在1822年制作差分机模型时提出一个设想,每次完成一次算术运算将发展为自动完成某个特定的完整运算过程。1884年,巴贝奇设计了一种程序控制的通用分析机。这台分析机虽然已经描绘出有关程序控制方式计算机的雏型,但限于当时的技术条件而未能实现。

巴贝奇的设想提出以后的一百多年期间,电磁学、电工学、电子学不断取得重大进展,在元件、器件方面接连发明了真空二极管和真空三极管;在系统技术方面,相继发明了无线电报、电视和雷达……。所有这些成就为现代计算机的发展准备了技术和物质条件。

与此同时,数学、物理也相应地蓬勃发展。到了20世纪30年代,物理学的各个领域经历着定量化的阶段,描述各种物理过程的数学方程,其中有的用经典的分析方法已根难解决。于是,数值分析受到了重视,研究出各种数值积分,数值微分,以及微分方程数值解法,把计算过程归结为巨量的基本运算,从而奠定了现代计算机的数值算法基础。

社会上对先进计算工具多方面迫切的需要,是促使现代计算机诞生的根本动力。20世纪以后,各个科学领域和技术部门的计算困难堆积如山,已经阻碍了学科的继续发展。特别是第二次世界大战爆发前后,军事科学技术对高速计算工具的需要尤为迫切。在此期间,德国、美国、英国部在进行计算机的开拓工作,几乎同时开始了机电式计算机和电子计算机的研究。

德国的朱赛最先采用电气元件制造计算机。他在1941年制成的全自动继电器计算机Z-3,已具备浮点记数、二进制运算、数字存储地址的指令形式等现代计算机的特征。在美国,1940~1947年期间也相继制成了继电器计算机MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5等。不过,继电器的开关速度大约为百分之一秒,使计算机的运算速度受到很大限制。

电子计算机的开拓过程,经历了从制作部件到整机从专用机到通用机、从“外加式程序”到“存储程序”的演变。1938年,美籍保加利亚学者阿塔纳索夫首先制成了电子计算机的运算部件。1943年,英国外交部通信处制成了“巨人”电子计算机。这是一种专用的密码分析机,在第二次世界大战中得到了应用。

1946年2月美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成的大型电子数字积分计算机(ENIAC),最初也专门用于火炮弹道计算,后经多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机。这台完全采用电子线路执行算术运算、逻辑运算和信息存储的计算机,运算速度比继电器计算机快1000倍。这就是人们常常提到的世界上第一台电子计算机。但是,这种计算机的程序仍然是外加式的,存储容量也太小,尚未完全具备现代计算机的主要特征。

新的重大突破是由数学家冯·诺伊曼领导的设计小组完成的。1945年3月他们发表了一个全新的存储程序式通用电子计算机方案—电子离散变量自动计算机(EDVAC)。随后于1946年6月,冯·诺伊曼等人提出了更为完善的设计报告《电子计算机装置逻辑结构初探》。同年7~8月间,他们又在莫尔学院为美国和英国二十多个机构的专家讲授了专门课程《电子计算机设计的理论和技术》,推动了存储程序式计算机的设计与制造。

1949年,英国剑桥大学数学实验室率先制成电子离散时序自动计算机(EDSAC);美国则于1950年制成了东部标准自动计算机(SFAC)等。至此,电子计算机发展的萌芽时期遂告结束,开始了现代计算机的发展时期。

在创制数字计算机的同时,还研制了另一类重要的计算工具——模拟计算机。物理学家在总结自然规律时,常用数学方程描述某一过程;相反,解数学方程的过程,也有可能采用物理过程模拟方法,对数发明以后,1620年制成的计算尺,己把乘法、除法化为加法、减法进行计算。麦克斯韦巧妙地把积分(面积)的计算转变为长度的测量,于1855年制成了积分仪。

19世纪数学物理的另一项重大成就——傅里叶分析,对模拟机的发展起到了直接的推动作用。19世纪后期和20世纪前期,相继制成了多种计算傅里叶系数的分析机和解微分方程的微分分析机等。但是当试图推广微分分析机解偏微分方程和用模拟机解决一般科学计算问题时,人们逐渐认识到模拟机在通用性和精确度等方面的局限性,并将主要精力转向了数字计算机。

电子数字计算机问世以后,模拟计算机仍然继续有所发展,并且与数字计算机相结合而产生了混合式计算机。模拟机和混合机已发展成为现代计算机的特殊品种,即用在特定领域的高效信息处理工具或仿真工具。

20世纪中期以来,计算机一直处于高速度发展时期,计算机由仅包含硬件发展到包含硬件、软件和固件三类子系统的计算机系统。计算机系统的性能—价格比,平均每10年提高两个数量级。计算机种类也一再分化,发展成微型计算机、小型计算机、通用计算机(包括巨型、大型和中型计算机),以及各种专用机(如各种控制计算机、模拟—数字混合计算机)等。

计算机器件从电子管到晶体管,再从分立元件到集成电路以至微处理器,促使计算机的发展出现了三次飞跃。

在电子管计算机时期(1946~1959),计算机主要用于科学计算。主存储器是决定计算机技术面貌的主要因素。当时,主存储器有水银延迟线存储器、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓和磁心存储器等类型,通常按此对计算机进行分类。

到了晶体管计算机时期(1959~1964),主存储器均采用磁心存储器,磁鼓和磁盘开始用作主要的辅助存储器。不仅科学计算用计算机继续发展,而且中、小型计算机,特别是廉价的小型数据处理用计算机开始大量生产。

1964年,在集成电路计算机发展的同时,计算机也进入了产品系列化的发展时期。半导体存储器逐步取代了磁心存储器的主存储器地位,磁盘成了不可缺少的辅助存储器,并且开始普遍采用虚拟存储技术。随着各种半导体只读存储器和可改写的只读存储器的迅速发展,以及微程序技术的发展和应用,计算机系统中开始出现固件子系统。

20世纪70年代以后,计算机用集成电路的集成度迅速从中小规模发展到大规模、超大规模的水平,微处理器和微型计算机应运而生,各类计算机的性能迅速提高。随着字长4位、8位、16位、32位和64位的微型计算机相继问世和广泛应用,对小型计算机、通用计算机和专用计算机的需求量也相应增长了。

微型计算机在社会上大量应用后,一座办公楼、一所学校、一个仓库常常拥有数十台以至数百台计算机。实现它们互连的局部网随即兴起,进一步推动了计算机应用系统从集中式系统向分布式系统的发展。

在电子管计算机时期,一些计算机配置了汇编语言和子程序库,科学计算用的高级语言FORTRAN初露头角。在晶体管计算机阶段,事务处理的COBOL语言、科学计算机用的ALGOL语言,和符号处理用的LISP等高级语言开始进入实用阶段。操作系统初步成型,使计算机的使用方式由手工操作改变为自动作业管理。

进入集成电路计算机发展时期以后,在计算机中形成了相当规模的软件子系统,高级语言种类进一步增加,操作系统日趋完善,具备批量处理、分时处理、实时处理等多种功能。数据库管理系统、通信处理程序、网络软件等也不断增添到软件子系统中。软件子系统的功能不断增强,明显地改变了计算机的使用属性,使用效率显著提高。

在现代计算机中,外围设备的价值一般已超过计算机硬件子系统的一半以上,其技术水平在很大程度上决定着计算机的技术面貌。外围设备技术的综合性很强,既依赖于电子学、机械学、光学、磁学等多门学科知识的综合,又取决于精密机械工艺、电气和电子加工工艺以及计量的技术和工艺水平等。

外围设备包括辅助存储器和输入输出设备两大类。辅助存储器包括磁盘、磁鼓、磁带、激光存储器、海量存储器和缩微存储器等;输入输出设备又分为输入、输出、转换、、模式信息处理设备和终端设备。在这些品种繁多的设备中,对计算机技术面貌影响最大的是磁盘、终端设备、模式信息处理设备和转换设备等。

新一代计算机是把信息采集存储处理、通信和人工智能结合在一起的智能计算机系统。它不仅能进行一般信息处理,而且能面向知识处理,具有形式化推理、联想、学习和解释的能力,将能帮助人类开拓未知的领域和获得新的知识。

计算技术在中国的发展 在人类文明发展的历史上中国曾经在早期计算工具的发明创造方面写过光辉的一页。远在商代,中国就创造了十进制记数方法,领先于世界千余年。到了周代,发明了当时最先进的计算工具——算筹。这是一种用竹、木或骨制成的颜色不同的小棍。计算每一个数学问题时,通常编出一套歌诀形式的算法,一边计算,一边不断地重新布棍。中国古代数学家祖冲之,就是用算筹计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间。这一结果比西方早一千年。

珠算盘是中国的又一独创,也是计算工具发展史上的第一项重大发明。这种轻巧灵活、携带方便、与人民生活关系密切的计算工具,最初大约出现于汉朝,到元朝时渐趋成熟。珠算盘不仅对中国经济的发展起过有益的作用,而且传到日本、朝鲜、东南亚等地区,经受了历史的考验,至今仍在使用。

中国发明创造指南车、水运浑象仪、记里鼓车、提花机等,不仅对自动控制机械的发展有卓越的贡献,而且对计算工具的演进产生了直接或间接的影响。例如,张衡制作的水运浑象仪,可以自动地与地球运转同步,后经唐、宋两代的改进,遂成为世界上最早的天文钟。

记里鼓车则是世界上最早的自动计数装置。提花机原理刘计算机程序控制的发展有过间接的影响。中国古代用阳、阴两爻构成八卦,也对计算技术的发展有过直接的影响。莱布尼兹写过研究八卦的论文,系统地提出了二进制算术运算法则。他认为,世界上最早的二进制表示法就是中国的八卦。

经过漫长的沉寂,新中国成立后,中国计算技术迈入了新的发展时期,先后建立了研究机构,在高等院校建立了计算技术与装置专业和计算数学专业,并且着手创建中国计算机制造业。

1958年和1959年,中国先后制成第一台小型和大型电子管计算机。60年代中期,中国研制成功一批晶体管计算机,并配制了ALGOL等语言的编译程序和其他系统软件。60年代后期,中国开始研究集成电路计算机。70年代,中国已批量生产小型集成电路计算机。80年代以后,中国开始重点研制微型计算机系统并推广应用;在大型计算机、特别是巨型计算机技术方面也取得了重要进展;建立了计算机服务业,逐步健全了计算机产业结构。

在计算机科学与技术的研究方面,中国在有限元计算方法、数学定理的机器证明、汉字信息处理、计算机系统结构和软件等方面都有所建树。在计算机应用方面,中国在科学计算与工程设计领域取得了显著成就。在有关经营管理和过程控制等方面,计算机应用研究和实践也日益活跃。

『叁』 微型计算机的发展经历了哪几个阶段,各阶段微处理器的主要特征是什么

1.第一阶段 电子管计算机(1946~1957年)
主要特点是:
(1)采用电子管作为基本逻辑部件,体积大,耗电量大,寿命短,可靠性大, 成本高。
(2)采用电子射线管作为存储部件,容量很小, 后来外存储器使用了磁鼓存储信息,扩充了容量。
(3)输入输出装置落后,主要使用穿孔卡片,速度慢,容易出去使用十分不便。 (4)没有系统软件,只能用机器语言和汇编语言编程。
2.第二阶段 晶体管计算机 (1958~1964年)
主要特点是:
(1)采用晶体管制作基本逻辑部件,体积减小,重量减轻,能耗降低,成本下降,计算机的可靠性和运算速度均得到提高。
(2)普遍采用磁芯作为贮存器,采用磁盘/磁鼓作为外存储器。
(3)开始有了系统软件(监控程序),提出了操作系统概念,出现了高级语言。
3.第三阶段 集成电路计算机 (1965~1969年)
主要特点是:
(1)采用中,小规模集成电路制作各种逻辑部件,从而使计算机体积小,重量更轻,耗电更省,寿命更长,成本更低,运算速度有了更大的提高。
(2)采用半导体存储器作为主存,取代了原来的磁芯存储器,使存储器容量的存取速度有了大幅度的 提高,增加了系统的处理能力。
(3)系统软件有了很大发展, 出现了分时操作系统, 多用户可以共享计算机软硬件资源。
(4)在程序设计方面上采用了结构化程序设计,为研制更加复杂的软件提供了技术上的保证。
4.第四阶段 大规模、超大规模集成电路计算机 (1970年至今)

『肆』 微型计算机的发展又经历了哪几个阶段

微型计算机的发展又经历了六个阶段:
第1阶段
第1阶段(1971—1973年)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Intel4004和Intel8008微处理器和分别由它们组成的MCS-4和MCS-8微机。ntel 4004是一种4位微处理器,可进行4位二进制的并行运算,它有45条指令,速度0.05MIPs(Million Instruction Per Second,每秒百万条指令)。Intel 4004的功能有限,主要用于计算器、电动打字机、照相机、台秤、电视机等家用电器上,使这些电器设备具有智能化,从而提高它们的性能。Intel 8008是世界上第一种8位的微处理器。存储器采用PMOS工艺。基本特点是采用PMOS工艺,集成度低(4000个晶体管/片),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(20多条指令),基本指令周期为20~50μs,用于简单的控制场合。
第2阶段
第2阶段(1974—1977年)是8位中高档微处理器时代,通常称为第2代,其典型产品是Intel8080/8085、Motorola公司的M6800、Zilog公司的Z80等。它们的特点是采用NMOS工艺,集成度提高约4倍,运算速度提高约10~15倍(基本指令执行时间1~2μs),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。它们均采用NMOS工艺,集成度约9000只晶体管,平均指令执行时间为1μS~2μS,采用汇编语言、BASIC、Fortran编程,使用单用户操作系统。
第3阶段
第3阶段(1978——1984年)是16位微处理器时代,通常称为第3代,其典型产品是Intel公司的8086/8088,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(20000~70000晶体管/片)和运算速度(基本指令执行时间是0.5μs)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、段式存储机构、硬件乘除部件,并配置了软件系统。这一时期著名微机产品有IBM公司的个人计算机。8086和8088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16位数据,而8088每周期只采用8位。因为最初的大部分设备和芯片是8位的,而8088的外部8位数据传送、接收能与这些设备相兼容。8088采用40针的DIP封装,工作频率为6.66MHz、7.16MHz或8MHz,微处理器集成了大约29000个晶体管。1981年IBM公司推出的个人计算机采用8088CPU。
1982年,英特尔公司在8086的基础上,研制出了80286微处理器,该微处理器的最大主频为20MHz,内、外部数据传输均为16位,使用24位内存储器的寻址,内存寻址能力为16MB。80286可工作于两种方式,一种叫实模式,另一种叫保护方式。
在实模式下,微处理器可以访问的内存总量限制在1兆字节;而在保护方式之下,80286可直接访问16兆字节的内存。此外,80286工作在保护方式之下,可以保护操作系统,使之不像实模式或8086等不受保护的微处理器那样,在遇到异常应用时会使系统停机。80286在以下四个方面比它的前辈有显著的改进:支持更大的内存;能够模拟内存空间;能同时运行多个任务;提高了处理速度。80286的封装是一种被称为PGA的正方形包装。PGA是源于PLCC的便宜封装,它有一块内部和外部固体插脚,在这个封装中,80286集成了大约130000个晶体管。
1984年,IBM公司推出了以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公司在发展个人计算机时采用 了技术开放的策略,使个人计算机风靡世界。
最早PC机的速度是4MHz,第一台基于80286的AT机运行速度为6MHz至8MHz,一些制造商还自行提高速度,使80286达到了20MHz,这意味着性能上有了重大的进步。
IBM PC/AT微机的总线保持了XT的三层总线结构,并增加了高低位字节总线驱动器转换逻辑和高位字节总线。与XT机一样,CPU也是焊接在主板上的。
第4阶段
第4阶段(1985—1992年)是32位微处理器时代,又称为第4代。其典型产品是Intel公司的80386/80486,Motorola公司的M69030/68040等。其特点是采用HMOS或CMOS工艺,集成度高达100万个晶体管/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(Million Instructions Per Second,MIPS)。微型计算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等)也推出了80386/80486系列的芯片。
80386DX的内部和外部数据总线是32位,地址总线也是32位,可以寻址到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,可以通过同时模拟多个8086微处理器来提供多任务能力。
80386DX有比80286更多的指令,频率为12.5MHz的80386每秒钟可执行6百万条指令,比频率为16MHz的80286快2.2倍。80386最经典的产品为80386DX-33MHz,一般我们说的80386就是指它。
由于32位微处理器的强大运算能力,PC的应用扩展到很多的领域,如商业办公和计算、工程设计和计算、数据中心、个人娱乐。80386使32位CPU成为了PC工业的标准。
1989年英特尔公司又推出准32位微处理器芯片80386SX。这是Intel为了扩大市场份额而推出的一种较便宜的普及型CPU,它的内部数据总线为32位,外部数据总线为16位,它可以接受为80286开发的16位输入/输出接口芯片,降低整机成本。80386SX推出后,性能大大优于80286,而价格只是80386的三分之一。
1989年,我们大家耳熟能详的80486芯片由英特尔推出。这款经过四年开发和3亿美元资金投入的芯片的伟大之处在于它首次实破了100万个晶体管的界限,集成了120万个晶体管,使用1微米的制造工艺。80486的时钟频率从25MHz逐步提高到33MHz、40MHz、50MHz。
80486是将80386和数学协微处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内。80486中集成的80487的数字运算速度是以前80387的两倍,内部缓存缩短了微处理器与慢速DRAM的等待时间。并且,在80x86系列中首次采用了RISC(精简指令集)技术,可以在一个时钟周期内执行一条指令。它还采用了突发总线方式,大大提高了与内存的数据交换速度。由于这些改进,80486的性能比带有80387数学协微处理器的80386 DX性能提高了4倍。
第5阶段
第5阶段(1993-2005年)是奔腾(pentium)系列微处理器时代,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。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(MultiMediaeXtended)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。
早期的奔腾75MHz~120MHz使用0.5微米的制造工艺,后期120MHz频率以上的奔腾则改用0.35微米工艺。经典奔腾的性能相当平均,整数运算和浮点运算都不错。为了提高电脑在多媒体、3D图形方面的应用能力,许多新指令集应运而生,其中最著名的三种便是英特尔的MMX、SSE和AMD的3D NOW!。 MMX(MultiMedia Extensions,多媒体扩展指令集)是英特尔于1996年发明的一项多媒体指令增强技术,包括57条多媒体指令,这些指令可以一次处理多个数据,MMX技术在软件的配合下,就可以得到更好的性能。
多能奔腾(Pentium MMX)的正式名称就是“带有MMX技术的Pentium”,是在1996年底发布的。从多能奔腾开始,英特尔就对其生产的CPU开始锁倍频了,但是MMX的CPU超外频能力特别强,而且还可以通过提高核心电压来超倍频,所以那个时候超频是一个很时髦的行动。超频这个词语也是从那个时候开始流行的。
多能奔腾是继Pentium后英特尔又一个成功的产品,其生命力也相当顽强。多能奔腾在原Pentium的基础上进行了重大的改进,增加了片内16KB数据缓存和16KB指令缓存,4路写缓存以及分支预测单元和返回堆栈技术。特别是新增加的57条MMX多媒体指令,使得多能奔腾即使在运行非MMX优化的程序时,也比同主频的Pentium CPU要快得多。
1997年推出的Pentium II处理器结合了Intel MMX技术,能以极高的效率处理影片、音效、以及绘图资料,首次采用Single Edge Contact (S.E.C) 匣型封装,内建了高速快取记忆体。这款晶片让电脑使用者撷取、编辑、以及透过网际网络和亲友分享数位相片、编辑与新增文字、音乐或制作家庭电影的转场效果、使用视讯电话以及透过标准电话线与网际网络传送影片,Intel Pentium II处理器晶体管数目为750万颗。
1999年推出的Pentium III 处理器加入70个新指令,加入网际网络串流SIMD延伸集称为MMX,能大幅提升先进影像、3D、串流音乐、影片、语音辨识等应用的性能,它能大幅提升网际网络的使用经验,让使用者能浏览逼真的线上博物馆与商店,以及下载高品质影片,Intel首次导入0.25微米技术,Intel Pentium III晶体管数目约为950万颗。
与此同年,英特尔还发布了PentiumIII Xeon处理器。作为PentiumII Xeon的后继者,除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70条指令集,以更好执行多媒体、流媒体应用软件。除了面对企业级的市场以外,Pentium III Xeon加强了电子商务应用与高阶商务计算的能力。在缓存速度与系统总线结构上,也有很多进步,很大程度提升了性能,并为更好的多处理器协同工作进行了设计。
2000年推出的Pentium 4处理器内建了4200万个晶体管,以及采用0.18微米的电路,Pentium 4初期推出版本的速度就高达1.5GHz,晶体管数目约为4200万颗,翌年8月,Pentium 4 处理理达到2 GHz的里程碑。2002年英特尔推出新款Intel Pentium 4处理器内含创新的Hyper-Threading(HT)超线程技术。超线程技术打造出新等级的高性能桌上型电脑,能同时快速执行多项运算应用,或针对支持多重线程的软件带来更高的性能。超线程技术让电脑性能增加25%。除了为桌上型电脑使用者提供超线程技术外,英特尔也达成另一项电脑里程碑,就是推出运作频率达3.06 GHz的Pentium 4处理器,是首款每秒执行30亿个运算周期的商业微处理器,如此优异的性能要归功于当时业界最先进的0.13微米制程技术,翌年,内建超线程技术的Intel Pentium 4处理器频率达到3.2 GHz。
PentiumM:由以色列小组专门设计的新型移动CPU,Pentium M是英特尔公司的x86架构微处理器,供笔记簿型个人电脑使用,亦被作为Centrino的一部分,于2003年3月推出。公布有以下主频:标准1.6GHz,1.5GHz,1.4GHz,1.3GHz,低电压1.1GHz,超低电压900MHz。为了在低主频得到高效能,Banias作出了优化,使每个时钟所能执行的指令数目更多,并通过高级分支预测来降低错误预测率。另外最突出的改进就L2高速缓存增至1MB(P3-M和P4-M都只有512KB),估计Banias数目高达7700万的晶体管大部分就用在这上。
此外还有一系列与减少功耗有关的设计:增强型Speedstep技术是必不可少的了,拥有多个供电电压和计算频率,从而使性能可以更好地满足应用需求。
智能供电分布可将系统电量集中分布到处理器需要的地方,并关闭空闲的应用;移动电压定位(MVPIV)技术可根据处理器活动动态降低电压,从而支持更低的散热设计功率和更小巧的外形设计;经优化功率的400MHz系统总线;Micro-opsfusion微操作指令融合技术,在存在多个可同时执行的指令的情况下,将这些指令合成为一个指令,以提高性能与电力使用效率。专用的堆栈管理器,使用记录内部运行情况的专用硬件,处理器可无中断执行程序。
Banias所对应的芯片组为855系列,855芯片组由北桥芯片855和南桥芯片ICH4-M组成,北桥芯片分为不带内置显卡的855PM(代号Odem)和带内置显卡的855GM(代号Montara-GM),支持高达2GB的DDR266/200内存,AGP4X,USB2.0,两组ATA-100、AC97音效及Modem。其中855GM为三维及显示引擎优化InternalClockGating,它可以在需要时才进行三维显示引擎供电,从而降低芯片组的功率。
2005年Intel推出的双核心处理器有Pentium D和Pentium Extreme Edition,同时推出945/955/965/975芯片组来支持新推出的双核心处理器,采用90nm工艺生产的这两款新推出的双核心处理器使用是没有针脚的LGA 775接口,但处理器底部的贴片电容数目有所增加,排列方式也有所不同。
桌面平台的核心代号Smithfield的处理器,正式命名为Pentium D处理器,除了摆脱阿拉伯数字改用英文字母来表示这次双核心处理器的世代交替外,D的字母也更容易让人联想起Dual-Core双核心的涵义。
Intel的双核心构架更像是一个双CPU平台,Pentium D处理器继续沿用Prescott架构及90nm生产技术生产。Pentium D内核实际上由于两个独立的2独立的Prescott核心组成,每个核心拥有独立的1MB L2缓存及执行单元,两个核心加起来一共拥有2MB,但由于处理器中的两个核心都拥有独立的缓存,因此必须保正每个二级缓存当中的信息完全一致,否则就会出现运算错误。
为了解决这一问题,Intel将两个核心之间的协调工作交给了外部的MCH(北桥)芯片,虽然缓存之间的数据传输与存储并不巨大,但由于需要通过外部的MCH芯片进行协调处理,毫无疑问的会对整个的处理速度带来一定的延迟,从而影响到处理器整体性能的发挥。
由于采用Prescott内核,因此Pentium D也支持EM64T技术、XD bit安全技术。值得一提的是,Pentium D处理器将不支持Hyper-Threading技术。原因很明显:在多个物理处理器及多个逻辑处理器之间正确分配数据流、平衡运算任务并非易事。比如,如果应用程序需要两个运算线程,很明显每个线程对应一个物理内核,但如果有3个运算线程呢?因此为了减少双核心Pentium D架构复杂性,英特尔决定在针对主流市场的Pentium D中取消对Hyper-Threading技术的支持。
同出自Intel之手,而且Pentium D和Pentium Extreme Edition两款双核心处理器名字上的差别也预示着这两款处理器在规格上也不尽相同。其中它们之间最大的不同就是对于超线程(Hyper-Threading)技术的支持。Pentium D不支持超线程技术,而Pentium Extreme Edition则没有这方面的限制。在打开超线程技术的情况下,双核心Pentium Extreme Edition处理器能够模拟出另外两个逻辑处理器,可以被系统认成四核心系统。
PentiumEE系列都采用三位数字的方式来标注,形式是PentiumEE8xx或9xx,例如PentiumEE840等等,数字越大就表示规格越高或支持的特性越多。
PentiumEE8x0:表示这是Smithfield核心、每核心1MB二级缓存、800MHzFSB的产品,其与PentiumD8x0系列的唯一区别仅仅只是增加了对超线程技术的支持,除此之外其它的技术特性和参数都完全相同。
PentiumEE9x5:表示这是Presler核心、每核心2MB二级缓存、1066MHzFSB的产品,其与PentiumD9x0系列的区别只是增加了对超线程技术的支持以及将前端总线提高到1066MHzFSB,除此之外其它的技术特性和参数都完全相同。
第6阶段
第6阶段(2005年至今)是酷睿(core)系列微处理器时代,通常称为第6代。“酷睿”是一款领先节能的新型微架构,设计的出发点是提供卓然出众的性能和能效,提高每瓦特性能,也就是所谓的能效比。早期的酷睿是基于笔记本处理器的。 酷睿2:英文名称为Core 2 Duo,是是英特尔在2006年推出的新一代基于Core微架构的产品体系统称。于2006年7月27日发布。酷睿2是一个跨平台的构架体系,包括服务器版、桌面版、移动版三大领域。其中,服务器版的开发代号为Woodcrest,桌面版的开发代号为Conroe,移动版的开发代号为Merom。
SNB(Sandy Bridge)是英特尔在2011年初发布的新一代处理器微架构,这一构架的最大意义莫过于重新定义了“整合平台”的概念,与处理器“无缝融合”的“核芯显卡”终结了“集成显卡”的时代。这一创举得益于全新的32nm制造工艺。由于Sandy Bridge 构架下的处理器采用了比之前的45nm工艺更加先进的32nm制造工艺,理论上实现了CPU功耗的进一步降低,及其电路尺寸和性能的显著优化,这就为将整合图形核心(核芯显卡)与CPU封装在同一块基板上创造了有利条件。此外,第二代酷睿还加入了全新的高清视频处理单元。视频转解码速度的高与低跟处理器是有直接关系的,由于高清视频处理单元的加入,新一代酷睿处理器的视频处理时间比老款处理器至少提升了30%。
在2012年4月24日下午北京天文馆,intel正式发布了ivy bridge(IVB)处理器。22nm Ivy Bridge会将执行单元的数量翻一番,达到最多24个,自然会带来性能上的进一步跃进。Ivy Bridge会加入对DX11的支持的集成显卡。另外新加入的XHCI USB 3.0控制器则共享其中四条通道,从而提供最多四个USB 3.0,从而支持原生USB3.0。cpu的制作采用3D晶体管技术的CPU耗电量会减少一半。

『伍』 中国计算机的主要发展历程(侧重比较有里程碑的事件和设备出现事件)

1956年,夏培肃完成了第一台电子计算机运算器和控制器的设计工作,同时编写了中国第一本电子计算机原理讲义.
1957年,哈尔滨工业大学研制成功中国第一台模拟式电子计算机.
1958年,中国第一台计算机——103型通用数字电子计算机研制成功,运行速度每秒1500次.
1959年,中国研制成功104型电子计算机,运算速度每秒1万次.
1960年,中国第一台大型通用电子计算机——107型通用电子数字计算机研制成功.
1963年,中国第一台大型晶体管电子计算机——109机研制成功.
1964年,441B全晶体管计算机研制成功.
1965年,中国第一台百万次集成电路计算机"DJS-Ⅱ"型操作系统编制完成.
1967年,新型晶体管大型通用数字计算机诞生.
1969年,北京大学承接研制百万次集成电路数字电子计算机——150机.
1970年,中国第一台具有多道程序分时操作系统和标准汇编语言的计算机——441B-Ⅲ型全晶体管计算机研制成功.
1972年,每秒运算11万次的大型集成电路通用数字电子计算机研制成功.
1973年,中国第一台百万次集成电路电子计算机研制成功.
1974年,DJS-130,131,132,135,140,152,153等13个机型先后研制成功.
1976年,DJS-183,184,185,186,1804机研制成功.
1977年,中国第一台微型计算机DJS-050机研制成功.
1979年,中国研制成功每秒运算500万次的集成电路计算机——HDS-9,王选用中国第一台激光照排机排出样书.
1981年,中国研制成功的260机平均运算速度达到每秒100万次.
1983年,"银河Ⅰ号"巨型计算机研制成功,运算速度达每秒1亿次.
1984年,联想集团的前身——新技术发展公司成立,中国出现第一次微机热.
1985年,华光Ⅱ型汉字激光照排系统投入生产性使用.
1986年,中华学习机投入生产.
1987年,第一台国产的286微机——长城286正式推出.
1988年,第一台国产386微机——长城386推出,中国发现首例计算机病毒.
1990年,中国首台高智能计算机——EST/IS4260智能工作站诞生,长城486计算机问世.
1991年,新华社,科技日报,经济日报正式启用汉字激光照排系统.
1992年,中国最大的汉字字符集——6万电脑汉字字库正式建立.
1993年,中国第一台10亿次巨型银河计算机Ⅱ型通过鉴定.
1994年,银河计算机Ⅱ型在国家气象局投入正式运行,用于天气中期预报.
1995年,曙光1000大型机通过鉴定,其峰值可达每秒25亿次.
1996年,国产联想电脑在国内微机市场销售量第一.
1997年,银河-Ⅲ并行巨型计算机研制成功.
1998年,中国微机销量达408万台,国产占有率高达71.9%.
1999年,银河四代巨型机研制成功.
2000年,我国自行研制成功高性能计算机"神威I",其主要技术指标和性能达到国际先进水平.我国成为继美国,日本之后,世界上第三个具备研制高性能计算机能力的国家.(新华社 北京2000年8月17日电)

中国计算机产业发展大事记

●1956年
在党中央"向科学进军"的号召指引下,周恩来总理亲自主持制定了我国《12年科学技术发展规划》.
8月,成立了由华罗庚教授为主任的科学院计算所筹建委员会,并组织了计算机设计,程序设计和计算机方法专业训练班,并首次派出一批科技人员赴苏联实习和考察.
同年,夏培肃完成了第一台电子计算机运算器和控制器的设计工作,同时编写了我国第一本电子计算机原理讲义.
●1957年
哈尔滨工业大学研制成功中国第一台模拟式电子计算机.
●1958年
6月,中国科学院计算所与北京有线电厂共同研制成我国第一台计算机——103型通用数字电子计算机,运行速度每秒1500次,字长31位,内存容量为1024字节.
9月,数字指挥仪901样机问世,是中国第一台电子管专用数字计算机.
●1959年
10月,我国研制成功104型电子计算机,内存容量为2048字节,字长39位,运算速度为每秒1万次.103机共生产了36台,104机生产了7台,为我国尖端武器的发展作出了重要贡献.
●1960年
我国第一台大型通用电子计算机-107型通用电子数字计算机研制成功,字长32位,内存容量为1024字节,有加减乘除等16条指令,主要用于弹道计算.
●1961年
由南京大学徐家福,北京大学杨芙清等人撰写的《程序设计》一书问世,这是一本我国早期有代表性的计算机高级语言通用教材.
●1963年
中国科学院计算所推出中国第一台大型晶体管电子计算机,代号为109机,这标志中国电子计算机技术进入第二代.
●1964年
由慈云桂支持研制的441B全晶体管计算机研制成功,字长40位.
●1965年
中国第一台百万次集成电路计算机"DJS-II"型的操作系统编制完成.108乙型计算机由华北计算所设计成功,北京有线电厂共生产156台.
●1967年
开始筹建电子计算机外部设备研究所,集中了一大批技术力量,同时开展外部设备中最薄弱的磁盘机,磁带机,打印机的研制工作.
10月,新型晶体管大型通用数字计算机在北京诞生.
●1969年
为了支持石油勘探事业,北京大学承接了研制百万次集成电路数字电子计算机的任务,称为150机.
●1970年
最新型441B-III型全晶体管计算机研制成功,是中国第一台具有多道程序分时操作系统和标准汇编语言的计算机.
●1972年
11月,每秒运算11万次的大型集成电路通用数字电子计算机在复旦大学的支持下,由上海华东计算技术研究所研制成功.
●1973年
年初,由北京大学,北京有线电厂和燃化部等有关单位共同研制成功中国第一台百万次集成电路电子计算机,字长48位,存储容量13KB.
1月,第四机械工业部在北京召开了"电子计算机首次专业会议",确定把发展系列机作为当前发展方向.
5月,借鉴美国通用数据机器公司的16位小型机的技术,硬件自行设计,软件兼容,DJS100计算机研制成功.
到1973年止,我国原四机部系统共生产了数字计算机250台,模拟计算机323台,机床控制设备133台,台式计算机1520台,在30多个行业得到应用.
●1974年
8月,第一台DJS-130机在北京无线电三厂试制成功.之后,131,132,135,140,152,153等共13个机型先后研制成功,近31个厂点生产,产量近千台.
8月,四机部,一机部,中国科学院,新华社,国家出版事业管理局联合提出"研制汉字信息处理工程",命名为"748工程",取得一系列重大突破.
●1976年
台湾台中农学院毕业生朱邦复发明了第一代仓颉输入法.
12月,由华北计算机技术研究所,西北电讯工程学院和西北工业大学联合设计,南丰机械厂试制出第一台DJS-183机,又先后研制出184,185,186和1804共5个机型.
●1977年
4月,安徽无线电厂,清华大学和四机部六所联合研制成功我国第一台微型计算机DJS-050机.
4月,第四机械工业部和中国科学院联合主持召开了全国微型计算机专业会议,会议决定以Intel8080,Motorola6800两大芯片研制我国DJS-050和DJS-060两大系列微机产品.
慈云桂研制的151-III型机投入运行,达到每秒200万次运算速度
"银河"巨型计算机在长沙国防科技大学投入研制工作.
●1978年
中科院自动化所与医学专家合作开发出第一个关幼波诊治肝炎的中医专家系统.
3月,全国科学大会将计算机列为国家重点发展的8大带头学科之一,邓小平就计算机发展做了一系列重要指示.
10月,华北计算所的2780计算机和151-III/IV型机顺利装上"远望"号测量船,并且顺利完成了中国第一次洲际导弹发射,核潜艇水下导弹发射,第一次同步通信卫星发射的测量任务.
●1979年
3月,国务院批准成立国家计算机工业总局.
中国研制成功仿8080的4片微处理器和多片的6800微处理器,随后研制出单片的仿8080与6800微处理器,并以此为基础,研制出相应型号的微机DJS-050系列及060系列
采用中等规模集成电路研制成功了DJS-140系列计算机,同时,华东计算技术研究所研制成功了每秒运算500万次的集成电路计算机——HDS-9.
年末,台湾台中农学院毕业生朱邦复同台湾Acer电脑公司合作,研?语言的微机.
10月,王选教授用我国第一台激光照排机排出样书.
●1981年
210,220,240和260(后改进型为265)等4种型号相继研制成功,其中260机平均运算速度达100万次/秒.
8月,《信息处理交换用汉字字符集(基本集)》GB2312国家标准正式发布实施.
●1982年
我国将计算机发展重点转到微型机上,在积极引进先进技术,进口成套件或关键件组装的同时,积极开展国产化工作.
10月,中共中央,国务院决定将国务院电子计算机和大规模集成电路领导小组改为电子振兴领导小组,并制定了全国计算机发展规划.
参考DG公司的"诺瓦(NOVA)"16位小型计算机,采用国内中大规模集成电路,推出了"DJS-153"小型计算机,与"诺瓦-3"机兼容的"DJS-185"型机也由上海电子计算机厂完成.同时华北计算技术研究所完成的"DJS-186"型机.
到1982年底,中国已经有了3500台计算机(不包括微型机),其中进口计算机500台,大概有200种机型,中国第一代计算机共生产了50台,第二代计算机生产了200台,其余都是DJS-100系列.
●1983年
1月,在北京召开计算机工业长远规划专家座谈会,制定"六五","七五"和2000年计算机及外部设备的长远发展规划.
华北终端设备公司已能批量生产D-2000型汉字智能终端及ZD-1110型字符显示终端.中国磁记录设备公司已生产出24兆磁盘机,6兆盒式磁盘机等产品.
8月,五笔字型汉字输入法通过鉴定,输入速度可与西文相媲美.
11月,中国研制成功的"757"大型向量流水并行机,运算速度达到每秒向量运算0.1亿次.
12月,国防科技大学研制成功"银河I号"巨型计算机,运算速度达每秒1亿次.

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