《微型計(jì)算機(jī)原理緒論》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《微型計(jì)算機(jī)原理緒論（72頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,*,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,第三級(jí),,第四級(jí),,第五級(jí),,微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用,授課教師：尚倩,,授課班級(jí)：,12,對(duì)口,2,班,,,2013.3,《,微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用,》,課程是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是我們學(xué)習(xí)和掌握計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)的入門課程之一，是其他相關(guān)課程（包括軟件、硬件）的基礎(chǔ)。,,,通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生從理論和實(shí)踐上掌握微型計(jì)算機(jī)的,基本組成,、,工作原理,及常用外設(shè)的,硬件接口電路,，建立微型機(jī)系統(tǒng)的整體概念，掌握串、并行通信的基本知識(shí)，使學(xué)生能夠應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行軟、硬件的設(shè)計(jì)和開發(fā)。,,本課程的介紹,,1.1,計(jì)算機(jī)發(fā)展概況,,

2、1.2,計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn),,1.3,計(jì)算機(jī)的分類,,1.4,計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,,1.5,計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì),,1.6 CPU,的發(fā)展,緒論,計(jì)算機(jī)發(fā)展概況,1.1,馮諾依曼結(jié)構(gòu),兩大缺點(diǎn)：（,1,）沒有,存儲(chǔ)器,；（,2,）它用布線接板進(jìn)行控制，甚至要搭接幾天，計(jì)算速度也就被這一工作抵消了,二進(jìn)制取代十進(jìn)制,/,存儲(chǔ)程序和程序控制,(5,部分及關(guān)系）,,計(jì)算機(jī)發(fā)展概況,1.1,阿蘭,·,麥席森,·,圖靈（,Alan,Mathison,Turing,，,1912.6.23—1954.6.7,）,,英國(guó),著名的數(shù)學(xué)家和邏輯學(xué)家，被稱為計(jì)算機(jī)科學(xué)之父、,人工,,智能,之父。人們?yōu)榧o(jì)念其在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的卓越貢

3、獻(xiàn)而設(shè)立“,圖靈獎(jiǎng),”。,,計(jì)算機(jī),的重要貢獻(xiàn)在于他提出的有限狀態(tài)自動(dòng)機(jī)也就是,圖靈機(jī),（一種思想模型，可制造一種十分簡(jiǎn)單但運(yùn)算能力極強(qiáng)的計(jì)算裝置，用來計(jì)算所有能想象得到的可計(jì)算函數(shù)）的概念,,人工智能（,“機(jī)器能思考嗎”的論文,）,，它提出了重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)“,圖靈測(cè)試,”，如果有機(jī)器能夠通過圖靈測(cè)試，那他就是一個(gè)完全意義上的智能機(jī)，和人沒有區(qū)別了，他杰出的貢獻(xiàn)使他成為計(jì)算機(jī)界的第一人,,,馮,·,諾 依曼沒有說過,“,存儲(chǔ)程序,”,型計(jì)算機(jī)的概念是他的發(fā)明，卻不止一次,,地說過，圖靈是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)思想的創(chuàng)始人。當(dāng)有人將,",電子計(jì)算機(jī)之父,“,,的頭銜戴在馮,·,諾依曼頭上時(shí)，他謙遜地說，

4、真正的計(jì)算機(jī)之父應(yīng)該是圖靈。,,當(dāng)然，馮,·,諾依曼問之無愧，而圖靈也有“人工智能之父”的桂冠。他倆是計(jì)算,,機(jī)歷史浩瀚星空中相互映照的兩顆巨星。,,計(jì)算機(jī)發(fā)展概況,1.1,計(jì)算機(jī)發(fā)展概況,1.1,計(jì)算機(jī)發(fā)展概況,1.1,,Ada,是一種表現(xiàn)能力很強(qiáng)的通用程序設(shè)計(jì)語言，它是美國(guó)國(guó)防部為克服軟件開發(fā)危機(jī)，耗費(fèi)巨資，歷時(shí)多年研制成功的。它被譽(yù)為,第四代計(jì)算機(jī)語言的成功代表,。與其他流行的程序設(shè)計(jì)語言不同，它不僅體現(xiàn)了許多現(xiàn)代軟件的開發(fā)原理，而且將這些原理付諸實(shí)現(xiàn)。因此，,Ada,語言的使用可大大改善軟件系統(tǒng)的,清晰性， 可靠性， 有效性， 可維護(hù)性,。,,,Ada,的出現(xiàn)，標(biāo)志著,軟件工程,成功地

5、進(jìn)入了,國(guó)家,和,國(guó)際,的規(guī)模。在一定意義上說，,Ada,還刺破了“馮,.,偌依曼思維模式”,(Von Newman Mind-set),的桎梏，連同,Ada,的 支持環(huán)境,(APSE),一起，形成了新一派的所謂,Ada,文化。它是迄今為止,最復(fù)雜,、,最完備,的,軟件工具,。,Ada,語言是 美國(guó)國(guó)防部指定的唯一的一種可用于,軍用系統(tǒng)開發(fā)的語言,，我國(guó)軍方也將,Ada,做為軍內(nèi)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)（,GJB 1383《,程序設(shè)計(jì)語言,Ada,》,）。,,計(jì)算機(jī)發(fā)展概況,●,采用水銀延遲線作為內(nèi)存，磁鼓作為外存。體積大、耗電多、運(yùn)算速度慢。最初只能使用二進(jìn)制表示的機(jī)器語言，到,20,世紀(jì),50,年代中期才

6、出現(xiàn)匯編語言。這個(gè)時(shí)期，計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算和軍事方面，應(yīng)用很不普遍。,電子管計(jì)算機(jī)（,1946~1954,年）,●內(nèi)存主要采用磁芯，外存大量采用磁盤，輸入輸出設(shè)備有了較大改進(jìn)。體積顯著減小、可靠性提高、運(yùn)算速度可達(dá)每秒百萬次。軟件方面出現(xiàn)了高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言和編譯系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)開始廣泛應(yīng)用于以管理為目的的信息處理。,,晶體管被認(rèn)為是現(xiàn)代歷史中最偉大的發(fā)明之一，在重要性方面可以與印刷術(shù)，汽車和電話等發(fā)明相提并論。,,第二代,第一代,晶體管計(jì)算機(jī)（,1955~1964,年）,1.1,計(jì)算機(jī)的發(fā)展史,第三代,第四代,集成電路計(jì)算機(jī) （,1965-1974,年）,●主要采用中、小規(guī)模集成電路，運(yùn)算速度

7、達(dá)每秒千萬次，可靠性大大提高，體積進(jìn)一步縮小，價(jià)格大大降低。軟件方面進(jìn)步很大，有了操作系統(tǒng)，開展了計(jì)算機(jī)語言的標(biāo)準(zhǔn)化工作并提出了結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法，出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)應(yīng)用開始向社會(huì)化發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域和普及程度迅速擴(kuò)大。,●微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和發(fā)展是計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的重大事件，使得計(jì)算機(jī)在存儲(chǔ)容量、運(yùn)算速度、可靠性和性能價(jià)格比等方面都比上一代計(jì)算機(jī)有了較大突破。各種系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件大量推出，功能配置空前完善，充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)的功能，把計(jì)算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用帶入了一個(gè)全新時(shí)代。,大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（,1975,年至今）,計(jì)算機(jī)的發(fā)展史,第五代,高性能微處理器、大規(guī)模高密度電路,（,1991,,–

8、,至今）,●,指令級(jí)并行，可擴(kuò)展并行與分布處理,計(jì)算機(jī)的發(fā)展史,1946,年第一臺(tái)電子數(shù)字積分計(jì)算器,(ENIAC),在美國(guó)建造完成。,1982,年,,,微電腦開始普及，大量進(jìn)入學(xué)校和家庭。,36,年,,,,,,計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn),自動(dòng)性,高速性,邏輯性,通用性,準(zhǔn)確性,特點(diǎn),1.2,計(jì)算機(jī)的分類,從原理上,數(shù)字計(jì)算機(jī),模擬計(jì)算機(jī),從結(jié)構(gòu)上,從用途上,專用計(jì)算機(jī),通用計(jì)算機(jī),從字長(zhǎng)上,4,位、,8,位、,16,位機(jī),32,位、,64,位機(jī),位片機(jī),單片機(jī)、單板機(jī),微機(jī)系統(tǒng)等,1.3,計(jì)算機(jī)的分類,按規(guī)模和處理能力,大型機(jī),巨型機(jī),中型機(jī),小型機(jī),微型機(jī),1.3,巨型和大型機(jī)一般是計(jì)算中心和軍事部

9、門,,中型機(jī)和小型機(jī)中小用戶交換機(jī)等,航空航天,科學(xué)研究,家用電器,計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,1.4,工業(yè)控制、電子商務(wù),,計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng),,人工智能及智能化產(chǎn)品,計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),多媒體技術(shù),兩極化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化,非,馮,·,諾依曼體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī),,1.5,非馮,·,諾依曼體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī),電子計(jì)算機(jī)自問世以來已歷經(jīng),60,多年的歷史，但計(jì)算機(jī)所遵循的基本結(jié)構(gòu),,形式始終是馮,·,諾依曼機(jī)結(jié)構(gòu)。它的基本結(jié)構(gòu)特征是“,共享數(shù)據(jù),和,串行執(zhí)行,”的,,計(jì)算機(jī)模型。按照這種結(jié)構(gòu)，程序和數(shù)據(jù)放在共享存儲(chǔ)器內(nèi)，,CPU,取出指令和,,數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，因此,CPU,與共享存儲(chǔ)器間的信息通路成為影響系統(tǒng)性能,

10、,的“,瓶頸,”。多年來在并行計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)及處理的研究已經(jīng)取得了很多成果，如陣,,列機(jī)、流水機(jī)、向量機(jī)等，使計(jì)算速度有了很大提高，但就本質(zhì)上仍無法克服,,馮,·,諾依曼機(jī)結(jié)構(gòu)上的缺陷。,,隨著計(jì)算機(jī)發(fā)展，人們除了繼續(xù)對(duì)命令式語言進(jìn)行改進(jìn)外，提出了若干,非,,馮,·,諾依曼型的程序設(shè)計(jì)語言,，并探索了適合于這類語言的新型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié),,構(gòu)，大膽地脫離了馮,·,諾依曼原有的計(jì)算機(jī)模式，尋求有利于開發(fā)高度并行功,,能的新型計(jì)算機(jī)模型，例如，光子計(jì)算機(jī)（光處理器利用光的高速和無干擾,,性，使用光學(xué)元件構(gòu)成處理器。尚在研發(fā)中），并行計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)以,,及量子計(jì)算機(jī)等。,,非馮,·,諾依曼體系結(jié)構(gòu)計(jì)算

11、機(jī),傳統(tǒng)的馮,·,諾依曼型計(jì)算機(jī)從本質(zhì)上講是采取串行順序處理的工作機(jī)制，即,,使有關(guān),數(shù)據(jù),巳經(jīng)準(zhǔn)備好，也必須,逐條執(zhí)行指令序列,。而提高計(jì)算機(jī)性能的根本,,方向之一是并行處理。因此，近年來人們謀求突破傳統(tǒng)馮,·,諾依曼體制的束,,縛，這種努力被稱為非諾依曼化。對(duì)所謂非諾依曼化的探討仍在爭(zhēng)議中，一般,,認(rèn)為它表現(xiàn)在以下三個(gè)方面的努力。,,在馮,·,諾依曼體制范疇內(nèi)，對(duì)傳統(tǒng)馮,·,諾依曼機(jī)進(jìn)行改造，如采用多個(gè)處理部件形成流水處理，依靠時(shí)間上的重疊提高處理效率；又如組成陣列機(jī)結(jié)構(gòu)，形成單指令流多數(shù)據(jù)流，提高處理速 度。這些方向已比較成熟，成為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)；,,用多個(gè)馮,·,諾依曼機(jī)組成多機(jī)系統(tǒng)，支持并

12、行算法結(jié)構(gòu)。這方面的研究目前比較活躍；,,從根本上改變馮,·,諾依曼機(jī)的控制流驅(qū)動(dòng)方式。例如，采用數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)工作方式的數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)，只要數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好，有關(guān)的指令就可并行地執(zhí)行。這是,真正,非諾依曼化的計(jì)算機(jī)，它為并行處理開辟了新的,前景,，但由于控制的復(fù)雜性，仍處于實(shí)驗(yàn)探索之中。,,,1.6,CPU,發(fā)展,集成電路技術(shù),IC,是信息產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)，被稱為產(chǎn)業(yè)的發(fā)動(dòng)機(jī)，關(guān)系到富,,國(guó)強(qiáng)兵，在集成電路,IC,技術(shù)中，微處理器,CPU,的設(shè)計(jì)與制造又是,IC,產(chǎn)業(yè)的核心。,,微處理器不僅僅是微機(jī)的核心部件，而且也是各種數(shù)字智能設(shè)備的關(guān)鍵部,,件，因此，有人稱,CPU,數(shù)字時(shí)代產(chǎn)業(yè)的“心臟”。,,目

13、前，全世界的,CPU,技術(shù)和制造技術(shù)主要掌握在少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家的少數(shù)企業(yè),,手中，,Intel /AMD/IBM/Motorola/TI,等，生產(chǎn)嵌入式的臺(tái)灣威盛公司,/,英國(guó),,ARM,公司,/,日本東芝,/,韓國(guó)三星,/,德國(guó)西門子等等。,1.6,CPU,發(fā)展,,1.6,CPU,發(fā)展,CPU,應(yīng)用領(lǐng)域的不同：,,通用高性能微處理器：,,用于組裝各類計(jì)算機(jī)產(chǎn)品例如：個(gè)人計(jì)算機(jī)和高性能的工作站、服務(wù)器等,,專用型微處理器：,作為被控制設(shè)備的控制中心例如：手機(jī)、,DVD,解碼、機(jī)頂盒等,,微控制器,:,MCS,、單片機(jī)作為一個(gè)部件使用例如：汽車、空調(diào)等,微處理器發(fā)展的幾個(gè)階段：,,,4位微處理

14、器：4004、4040,,8位微處理器：8008、8080、8085,,16位微處理器：8088、8086（包含,CPU,最關(guān)鍵最重要的技術(shù)，其主要技術(shù)在當(dāng)今最先進(jìn)的微處理器中仍被繼承和應(yīng)用，并在性能上保持對(duì)其的兼容）,,32位微處理器：80 2/3/4 86、,Pentium,等,,1.6,CPU,發(fā)展,1.6,CPU,發(fā)展,1.6,CPU,發(fā)展,1.6,CPU,發(fā)展,微處理器發(fā)展的幾個(gè)階段：,,,64位微處理器：,Itanium,安騰處理器，采取了,后向不兼容,的策略，最終導(dǎo)致這個(gè)名叫安騰（,Itanium,）的產(chǎn)品在,2001,年推出后，由于缺乏配套應(yīng)用而失敗。,,1.6,CPU,發(fā)展,

15、1.6,CPU,發(fā)展,1.6,CPU,發(fā)展,,到了,2005,年,，當(dāng),CPU,主頻接近,4GHz,時(shí)，英特爾和,AMD,發(fā)現(xiàn)，,速度,也會(huì)遇,,到自己的,極限,，那就是單純的主頻提升，已經(jīng)無法明顯提升系統(tǒng)整體性能。頻,,率提高,50%,，性能提升可能微不足道,,,功耗大幅度增加,，隨著功率增大，,散熱問,,題也越來越成為一個(gè)無法逾越的障礙。據(jù)測(cè)算，主頻每增加,1G,，功耗將上升,25,,瓦，而在芯片功耗超過,150,瓦后，現(xiàn)有的風(fēng)冷散熱系統(tǒng)將無法滿足散熱的需要。,,3.4GHz,的奔騰四至尊版，晶體管達(dá),1.78,億個(gè)，最高功耗已達(dá),135,瓦。實(shí)際上，,,在奔騰四推出后不久，就在批評(píng)家那里

16、獲得了“電爐”的美稱。更有好事者用它,,來玩煎蛋的游戲。 很顯然，當(dāng)晶體管數(shù)量增加導(dǎo)致功耗增長(zhǎng)超過性能增長(zhǎng)速度,,后，處理器的可靠性就會(huì)受到致命性的影響。就連戈登摩爾本人似乎也依稀看,,到了“主頻為王”這條路的盡頭,——2005,年,4,月，他曾公開表示，引領(lǐng)半導(dǎo)體市,,場(chǎng)接近,40,年的“摩爾定律”，在未來,10,年至,20,年內(nèi)可能失效。,1.6,CPU,發(fā)展,微處理器發(fā)展的幾個(gè)階段：,,,AMD,搶先手推出,64,位處理器后，英特爾才想起利用“多核”這一武器進(jìn)行“帝,,國(guó)反擊戰(zhàn)”。,2005,年,4,月，英特爾倉促推出簡(jiǎn)單封裝雙核的奔騰,D,和奔騰四至尊,,版,840,。,AMD,在之后

17、也發(fā)布了雙核皓龍,(,Opteron,),和速龍,(,Athlon,) 64 X2,和處理器。,,但真正的“雙核元年”，則被認(rèn)為是,2006,年。這一年的,7,月,23,日，英特爾基于酷睿,,(Core),架構(gòu)的處理器正式發(fā)布。從單核到雙核，再到多核的發(fā)展，可能是摩爾,,定律問世以來，在芯片發(fā)展歷史上速度最快的性能提升過程,,,雙核和多核處理器,2006,年 已經(jīng)成為主流,Intel,和,AMD,,1.6,CPU,發(fā)展,酷睿,處理器,Core Duo 2006,推出 雙核處理器,1.6,CPU,發(fā)展,Intel CPU,Intel,酷睿,i7 990X,至尊版,,CPU,名稱,:I

18、ntel Core i7 990X Extreme Edition,,CPU,核心： 六核心,,CPU,針腳數(shù)目：,1156Pin,,制程工藝：,32,納米,,處理器倍頻：,26,,處理器外頻：,133MHz,,CPU,支持指令集 ：,MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EM64T,,一級(jí)指令緩存：,384KB,,一級(jí)數(shù)據(jù)緩存：,1536KB,,三級(jí)緩存容量：,12MB,英特爾,于,2008,年推出的,64,位,四核心,CPU,皓龍,Opteron,處理器做為,AMD,推出專為服務(wù)器及工作站設(shè)計(jì)的全球首 款可與業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn),x86,結(jié)構(gòu)兼容的,

19、64,位處理器,,,閃龍,雙核,2100+ AM2,,臺(tái)式處理器,,速龍,,64 FX,是,AMD,為極限玩家傾力打造的高端游戲處理器。,1.6,CPU,發(fā)展,AMD CPU,1.6,CPU,發(fā)展,AMD CPU,AMD,速龍,II X4 635(,散,),,CPU名稱,:,Athlon II X4 635 2.9GHz,,CPU核心,:,四核,,CPU針腳數(shù)目,:,938Pin,,制程工藝,:,45納米,,CPU頻率,:,2.9GHz,,處理器倍頻,:,14.5,,處理器外頻,:,200MHz,,內(nèi)存控制器,:,DDR3-1333/DDR2-1066,,CPU支持指令集,:,MMX, 3D

20、NOW!, SSE, SSE2, SSE3, SSE4a, EMT64,,一級(jí)指令緩存,:,256KB,,二級(jí)緩存容量,:,2MB,,工作功率,:,95W,,工作溫度,:,＞71℃,1.6,CPU,發(fā)展,1.6,CPU,發(fā)展,技術(shù)瓶頸,英特爾的首席財(cái)政官,布賴恩特直言不諱地指出，要想讓多,,核完全發(fā)揮效力，需要硬件業(yè)和軟件業(yè)更多革命性的更新。其,,中，可編程性是多核處理器面臨的最大問題。一旦核心多過八,,個(gè)，就需要執(zhí)行程序能夠并行處理。盡管在并行計(jì)算上，人類,,已經(jīng)探索了超過,40,年，但編寫、調(diào)試、優(yōu)化,并行處理程序的能,,力還非常弱,。,,1999,年,12,月，,北京大學(xué),成功研制國(guó)內(nèi)第

21、一套支持微處理器正向設(shè)計(jì)的開發(fā)平臺(tái)及第一個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的,16,位嵌入式微處理器的原型系統(tǒng)，標(biāo)志第一代中國(guó)芯的問世。,,2001,年,7,月，,方舟科技,有限公司，方舟一號(hào),CPU,問世，用在金融、稅務(wù)等終端機(jī)上。年底方舟二號(hào)問世。,,2003,年，北京,北大眾志微,系統(tǒng)科技公司和北京大學(xué)微處理器研發(fā)中心研制了號(hào)稱國(guó)內(nèi)最齊全的,CPU,系統(tǒng)芯片，并開始進(jìn)行實(shí)際的使用。北大眾志,-863CPU,得到,863,計(jì)劃的重點(diǎn)支持，在電子政務(wù)、教務(wù)、企業(yè)、醫(yī)療信息化的應(yīng)用示范中，得到好評(píng)。,,2002,年,11,月，,上海復(fù)旦微電子公司,研制成功，神威一號(hào)，高性能嵌入式,32,位微處理器,,2003

22、,年,8,月底，,六合萬通微電子公司,研發(fā)的用于網(wǎng)路安全通訊的萬通一號(hào),VLSI,芯片通過了測(cè)試驗(yàn)證。,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,2001,年,3,月，,中興微電子,，,星光一號(hào),，第一塊具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的百萬門數(shù)碼影像專用芯片，達(dá)到奔騰系列水平，,2002-2004,星光三號(hào)、四號(hào)陸續(xù)誕生，,數(shù)字圖像處理芯片,，應(yīng)用在手機(jī)彩信、攝像頭等。中國(guó)電信指定的唯一標(biāo)準(zhǔn)芯片方案，計(jì)算機(jī)圖像輸入芯片世界,40%,，覆蓋歐日美等,16,個(gè)國(guó)家。,,,,,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,龍芯（英文名：,Loongson,，舊稱,GODSON1,）是中國(guó)科學(xué)院計(jì)算所自主研

23、發(fā)的通用,CPU,，采用簡(jiǎn)單,指令集,，類似于,MIPS,指令集。,,龍芯,1,號(hào)的頻率為,266MHz,，最早在,2002,年開始使用。,,龍芯,2,號(hào)的頻率最高為,1GHz,。,,龍芯,3,號(hào)還尚未有成品，而設(shè)計(jì)的目標(biāo)則在,多核心,的設(shè)計(jì)。,龍芯,CPU,，在中國(guó)做到影響最大的還是,中科院計(jì)算技術(shù)研究所,研制,,,2002,年,9,月，,龍芯一號(hào),loongson-1,舊稱,Godson-1,研發(fā)完成，,32,位的處理器，主頻,266 MHz,,2002,年，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算所牽頭和七家企業(yè)成立了龍芯聯(lián)盟,,,,,,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,龍芯一號(hào),1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,龍

24、芯二號(hào),2005.4.18,龍芯二號(hào),loongson-2,舊稱,,Godson-2,問世，,64,位元處理器，內(nèi)頻為,300MHz,至,1GMHz,，在北京人民大會(huì)堂發(fā)布，達(dá)到,2000,年國(guó)際先進(jìn)水平，達(dá),Intel,的,P3,及,P4,水平。,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,兼容性,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,人力和財(cái)力,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,RISC,（,Reduced Instruction,SetComputer,，精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)）,,x86,架構(gòu)是重要地可變指令長(zhǎng)度的,CISC,（復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)，,

25、Complex Instruction Set Computer,）,架構(gòu),1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,價(jià)格,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,曙光,5000A,的性能為,180.6TFlops,，目前在全球排名第十名，,IBM,公司的“走鵑”是目前全球排名第一的高性能計(jì)算機(jī)，

26、其性能超千萬億次。據(jù)報(bào)道，,IBM,目前正在為美國(guó)能源部開發(fā)比走鵑快,20,多倍的“紅杉”。,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,ST,網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域,工控領(lǐng)域,SOC,設(shè)計(jì),龍芯應(yīng)用的成功案例,中科院計(jì)算所與世界最大的半導(dǎo)體制造商之一意法半導(dǎo)體龍芯處理器技術(shù)合作，通過該合作獲得了,MIPS64,架構(gòu)全部許可使用權(quán)，而意法半導(dǎo)體通過合作取得龍芯處理器芯片在全球制造和銷售的授權(quán)。,,,,曙光信息產(chǎn)業(yè)有限公司成功將

27、我公司的,,基于龍芯,2E,處理器的防火墻,TLFW-100L,防火墻,,,,,國(guó)內(nèi)一家工控行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)推出了一款基于龍芯,2E,處理器的產(chǎn)品,,網(wǎng)絡(luò)芯片電子消費(fèi)品中，比如數(shù)字音響、話機(jī)、車載電腦、工業(yè)控制器，汽車電子設(shè)備等產(chǎn)品中。,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,上海世博會(huì)為中國(guó)留下怎樣的,“,財(cái)富,”,？,中科院院士、材料學(xué)家鄒世昌,認(rèn)為，世博會(huì)所留下的將是科技成果的推廣，而上海將是受惠最大的城市，有望成中國(guó)最早一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋的城市。,,2010,年,8,月,13,日,，中科院院士、材料學(xué)家鄒世昌來到上海世博園，在公眾參與館中接受中新社記者專訪。他認(rèn)為，通過世博會(huì)，芯片技術(shù)將更多地為

28、被大家所熟悉。在未來，上海整個(gè)城市將覆蓋無線網(wǎng)絡(luò)。,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,鄒世昌描繪了,“,無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋,”,后的場(chǎng)景：看病不用出門，只要把芯片放在身上，信息就會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)傳回到相關(guān)醫(yī)院。,,鄒世昌透露，此次世博會(huì)廣泛應(yīng)用尚未被游客熟知的,世博門票技術(shù),，是中國(guó)自主研發(fā)的技術(shù)。他說：,“,世博門票的前身，就是目前上海市民幾乎人手一張的交通卡。從,20,世紀(jì)初，中國(guó)就開始自主研發(fā)該項(xiàng)技術(shù)，并應(yīng)用到了交通領(lǐng)域。,”,而此次世博會(huì)門票則中包含了一個(gè),“,RFID,的芯片,”,以及,一個(gè)線圈,，該線圈比門票的尺寸小一圈。目前上海世博會(huì)門票具備,安全性高,、,防偽能力佳,的特點(diǎn)。,,RFID(

29、Radio,Frequency Identification,的,),，即,射頻識(shí)別,，俗稱,電子標(biāo)簽,,非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),,，它通過,射頻信號(hào),自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲,,取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境,,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,作為在電子芯片技術(shù)領(lǐng)域孜孜以求了半世紀(jì)的家，鄒世昌最為關(guān)注的還是信息技術(shù)在世博會(huì)上的應(yīng)用。他相信，通過世博會(huì)的示范效應(yīng)，芯片技術(shù)在今后將有更大的用武之地。,,,“,我們的生活中充斥著形形色色的芯片技術(shù)。汽車、電腦、手機(jī)、交通卡、身份證等等，芯片技術(shù)給我們的生活帶來了便利。,”,鄒世昌表示，,“,通過世博會(huì)，這一技術(shù)今后還可以擴(kuò)大應(yīng)用

30、范圍，比如電子支付等領(lǐng)域。,”,談及中國(guó)信息化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，鄒世昌院士指出，缺乏核心競(jìng)爭(zhēng)力是中國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的硬傷。鄒世昌說，,中國(guó)集成電路工藝技術(shù)較國(guó)際先進(jìn)水平差距不小,。要縮小差距，還需要在核心技術(shù)上取得突破。,差距,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,鄒世昌介紹，目前，,中國(guó)集成電路芯片,80%,依靠進(jìn)口,，在這方面消耗的外匯超過石油，成為,第一外匯消耗大戶,。,,國(guó)防、信息安全都要求盡早誕生更先進(jìn)的中國(guó),“,芯,”,。鄒世昌說，如今集成電路芯片已無處不在，未來智能化生活、城市管理，都需要大量芯片。,他希望,年輕一代能奮勇自強(qiáng),，早日掌握核心技術(shù)，造出更強(qiáng)的中國(guó),“,芯,”,。,1.6,CPU,發(fā)展（在中國(guó)）,實(shí)現(xiàn)處理器國(guó)產(chǎn)勢(shì)在必行,思考,在計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史中，做出杰出貢獻(xiàn)的四位科學(xué)，并說出他們所做的貢獻(xiàn)？,,在當(dāng)今為什么對(duì)馮諾依曼結(jié)構(gòu)提出改進(jìn)甚至改造？,,CPU,在我國(guó)的發(fā)展情況如何？,,學(xué)習(xí)了本次課后，你對(duì)于學(xué)習(xí)微機(jī)原理課程的理解，以及將來大家可能從事的發(fā)展方向？,