, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , 微处理器 微处理器是建在块芯片上的个计算器， 年因特尔公司推出世界上第款微处理器 。 功能不齐全，它只能做加减，并且次只能处理 位，但令人吃惊的是切都在块芯片上。在 之前，工程师利用芯片或其他零部件开发计算机，从此揭开了微型计算机发展的序幕。 年，利用 微处理开始生产家用电脑，它能处理 个二进制数， 年推出的 ，第次打开了市场。 公司运用这块芯片推出了个人电脑，电脑发展经历了 奔腾奔腾 奔腾 奔腾 ，所有这些微处理都是因特尔公司生产的，它们都是在 的设计基础上开发的，奔腾 能执行 上的任套指令，但是它比 快 倍。 从以下表格我们可以看出因特尔公司近几年来所生产的各种处理器。 表格 名 称 时间 晶体管数量 微 米 时钟频率 数据位宽 , 位 , 位 位总线 , 位 , 位 位 奔腾 位 位总线 奔腾 位 位总线 奔腾 位 位总线 奔腾 位 位总线 , 从这个表中，大体可以看出时钟频率和 之间存在定的关系，最大的时钟频率是生产进程的个函数，并且它在芯片内会延迟，晶体管和 之间有定的关系，例如 在 兆赫兹时就运行次，但只是以 的速度来执行大于每 时钟周期执行条指令。现在 的处理器通常能达到每个时钟周期执行两条指令的速度，那种运算速度的提高与芯片上的晶体管数量有直接关系。 微处理器的内部结构微处理器执行告诉处理器该做什么的系列的机器指令，在这个指令的基础上，微处理器完成 个基本的功能 微处理器用它的算术逻辑单元，能够完成像加减乘除这系列算术操作，现在的微处理器包含有完整的浮点处理器，它们能够完成非常复杂的浮点数的操作。 微处理器能把数据从个存储单元移到另个存储单元。 微处理器能做出决定，并且在那些决定的基础上发出系列新的指令。 这些或许就是微处理器 能完成的复杂的功能，但那些仅是它的 个基本功能，下面的图表说明微处理器是如何执行这些简单功能的微处理器有地址总线，它把地址送到储存器，它还有个数据总线，把数据送到储存器或者从储存器里接收数据，它也有读写总线，告诉储存器是想设置还是想取出这个定了位置的储存单元，它还有时钟线，告诉时钟脉冲记录处理器的结果，以及重新设置线把编码器重新设置到零或者其他什么的以及重新执行命令。我们假定这儿的位置和数据总线均为 位宽。下面是这个简单微处理器的结构表图表 图表 记录器 ， 和 都是构成触 发器的简单的锁存器。 位置锁恰好记录器 ， 和 。 编码计算器是具有特别递增能力的锁，当接到指令时，它就增加 或者重新设置到零。 数据逻辑单元可能和 位的加法器样简单，或者它可能会做加减乘和除 位数值，我们假定这儿属于后者。 检测记录器是个特殊的锁，它能够把经过比较的数值锁在算术逻辑单元里，算术逻辑单元就能正常的比较两个数字，并判断他们是否相等，是否个大于另个等，检测记录器也能正常锁住个阶段加法的进位位，它把这些数值储存在触发器上，然后信息译码器能用这些数值来做出判断。 图 表中 个标注了 的方框，这些是三态缓冲器，它能传递 ， 或者它能基本上断开它信息的输出，它允许多个信息输出，连接到电源线，但是他们中只有个能准确驱动 或 到流水线上去。 信息记录器和译码器要控制其余所有的部件。 虽然这些图表上没有显示这些结构，但是信息译码里将有控制线做以下事情 告诉 记录器锁定当前数据总线上的数值 告诉 记录器锁定当前数据总线上的数值 告诉 记录器锁定当前数据总线上的数值 告诉编码计算器锁定当前数据总线上的数值 告诉位地址记录器锁定当前数据总线上的数值 告诉信息记录器 锁定当前数据总线上的数值 告诉编码计算器增加数值 告诉编码计算器重新设置到零 激活 个三态缓冲器中的任意个 告诉算术逻辑单元该执行什么指令 告诉检测记录器锁定算术逻辑单元的检测结果 激活 线 激活 线 进入信息译码器的是那些检测记录器，时钟流水线以及信息记录器里面的二进制数字行大约十亿条指令。 随机存贮器只读存贮器位址和数据总线。读写般说来都与随机存贮及只读存贮有关。在我们的样本微处理器中， 我们有