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CPU从Zui初发展至今已经有二十多年的历史了,这期间,按照其处理信息的字长,CPU可以分为:4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器以及Zui新的64位微处理器,可以说个人电脑的发展是随着CPU的发展而前进的。微机是指以大规模、超大规模集成电路为主要部件,以集成了计算机主要部件——控制器和运算器的微处理器MP(MicroProcessor)为核心,所构造出的计算系经过30多年的发展,微处理器的发展大致可分为:
第一阶段
(1971—1973年)通常以字长是4位或8位微处理器,典型的是美国 Intel 4004和Intel8008微处理器。Intel 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(MillionInstruction Per Second,每秒百万条指令)。Intel4004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。Intel8008是世界上第一种8位的微处理器。存储器采用PMOS工艺。该阶段计算机工作速度较慢,微处理器的指令系统不完整,存储器容量很小,只有几百字节,没有操作系统,只有汇编语言。主要用于工业仪表、过程控制。
第二代
(1974—1977年)典型的微处理器有Intel8080/8085,Zilog公司的Z80和Motorola公司的M6800。与第一代微处理器相比,集成度提高了1~4倍,运算速度提高了10~15倍,指令系统相对比较完善,已具备典型的计算机体系结构及中断、直接存储器存取等功能。
由于微处理器可用来完成很多以前需要用较大设备完成的计算任务,价格又便宜,于是各半导体公司开始竞相生产微处理器芯片。Zilog公司生产了8080的增强型Z80,摩托罗拉公司生产了6800,英特尔公司于1976年又生产了增强型8085,但这些芯片基本没有改变8080的基本特点,都属于第二代微处理器。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。