【正文】 )、 Bill Gates(比爾 1981 年 Microsoft 為 IBM 的PC 機開發(fā)操作系統(tǒng)，從此奠定了在計算機軟件領域的領導地位。 1980 年 :“ 只要有 1 兆內存就足夠 DOS 盡情表演了 ” ，微軟公司開發(fā) DOS 初期時說 。 MSDOS 在 1995 年以前一直是與 IBMPC 兼容的操作系統(tǒng)，Windows 95 推出并迅速占領市場之后，其最后一個版本命名為 DOS 。 1985 年 :Philips 和 SONY 合作推出 CDROM 驅動器。 1988 年 :EISA 標準建立。 1990 年 5 月 22 日 :微軟發(fā)布 Windows ，兼容 MSDOS 模式。 1992 年 :Windows NT 發(fā)布，可尋址 2GB 內存。 1994 年 :著名的即時戰(zhàn)略游戲 Commandamp。 1995 年 12 月 :Netscape 發(fā)布其 javascript 。 1997 年 5 月 7 日 :Intel 發(fā)布 Pentium Ⅱ ，增加了更多的指令和 Cache 。采用 μm 工藝制造的 Coppermine 芯片內核尺寸進一步縮小，雖然內部集成了 256KB 全速 OnDie L2 Cache ，內建 2800 萬個晶體管，但其尺寸卻只有 106 平方毫米。 2020 年 5 月 21 日 ， VIA 發(fā)布 C3 出處理器 。 D u r on 一詞源于拉丁語 “durare ”，意思是 “長 久 ”，再加上后綴 “on ”，顯然 A MD 選擇 Duron 作為處理器的名字是因為希望它能為用戶的投資價值 延長壽命。 從技術角度分析， A M D D u r on 處理器與 I n t elC e l e r o n Ⅱ 處理器有許多類似之處，但也有著極大的不同。 2 .T h u n d e r b i rd 處理器 新款的 Thunderbird(雷鳥 )處理器和 P Ⅲ Coppermine 處理器相比有以下幾點區(qū)別 :首先，在緩存 系統(tǒng)構架方面， Thunderbird 處理器采用的是外置緩存構架，而 I n t el 公 司 一貫 采 用的 是 內置 緩存 構 架 。從設計規(guī)劃上看它有能力威脅到 Intel Pentium Ⅲ 處理器的市場份額。 這款處理器 被期望在 2020 年 3 季度轉而采用 微米的技術加以制造。而 M o r g an 的繼承者是“A p p a l o o sa ”， AMD 計劃以這種 微米的處理器進軍經濟 型市場。 新一代的 K8 芯片尺寸將會進一步縮小，達到 1 1 0 mm 2 ，同時可以在一個內核中集成兩個處理器并 使之并行工作。 C y r ix 所設計的 5 x 6120MHz 處理器是一款比奔騰 75 還要快的 4 86 級處理器，推翻了下一代處理器總比上一代處理器要快 的結論，不僅創(chuàng)造了一個奇跡，也延長了 4 86 處理器的生命。早在處理器面市之前， VIA 便聲稱 Cyrix Ⅲ 將是搶奪Celeron Ⅱ 處 理 器 市 場 份 額 的 利 器 。 另外 VIA 的整合型處理器 M a t t h ew 的計劃依舊，并沒有受到Intel Timna 夭折的影響。這種 VLIW 結構的處理器邏輯控 制芯片，采用非常簡單的設計和軟件的指令時序安排。 CPU 負責指 令的執(zhí)行，存儲器負責存放信息 (類似大腦的記憶細胞 )，輸入 /輸出設備則負責信息的采集與輸出 (類似人的眼睛和手 )。采用存儲程序工作原理，實現(xiàn)了自動連續(xù)運算。主存儲器通常是劃分為字 (典型的是 32 位或 64 位 )或字節(jié) (每字含 4 或8 字節(jié) )的線性序列。具體產品如打印機、顯示器和音箱等。為了將控制權轉到程序某處，程序員可使用一些操作修改該寄存器的內容。同樣道理，運算的結果必須被存放在某一地址。 盡管 CPU 必須等待數(shù)據，但無需額外的硬件。如果指定的地址不在主存中，則讀取包含該地址的一段數(shù)據塊，這些相近地址中的數(shù)據 有可能馬上會被使用。 因此對計算機的了解還應包括對它的動態(tài)行為，即程序執(zhí)行過程的了解。它負責整個系統(tǒng)指令的執(zhí)行、數(shù)學與邏輯運算、數(shù)據存儲、傳送以 及輸入輸出的控制。 第一節(jié) 主板的組成 在介紹主板的性能和特點之前，有必要先簡單介紹一下主板的各主要組成部分。北橋是 CPU 與外部設備之間的聯(lián)系紐帶， AGP 、 DRAM 、 PCI 插槽和南橋等設備通過不同的總線與它相連。供 AMD Thunderbird 和 Duron 使用的 KT133 、 KT133A。不過也不要小看它，這可是 486 時代紅極一時的產品，為計算機的發(fā)揚光大立下了汗馬功勞。目前常用的是 SDRAM 插槽，有 168 個引腳。一 般說來，主頻越高，一個時鐘周期里完成的指令數(shù)也越多，當然 C PU 的速度也就越快了。由于內存和 CPU 之間的運行速度或多或少會有差異，因此便出現(xiàn)了二級緩存， 來協(xié)調兩者之間的差異。 五、地址總線寬度 應當說地址總線寬度決定了 C PU 可以訪問的物理地址空間，換句話說就是C PU 到底能夠使用多大 容量的內存。 九、 L1 高速緩存 L1 高速緩存也就是大家經常說到的 一級高速緩存。動態(tài)處理并 不是簡單執(zhí)行一串指令，而是通過操作數(shù)據來提高處理器的工作效率。 通過提前判讀并執(zhí)行有可能需要的程序指令的方式提高執(zhí)行速度。M MX 的益處在于，當時存在的操作系統(tǒng)不必為此而做出任何修改便可以輕松地執(zhí)行 M MX 程序。 S SE 指令與 3 D N o w!指令彼此互不兼容，但 SSE 包含了 3 D N o w!技術的絕大 部分功能，只是 實現(xiàn)的方法不同。 從P Ⅲ C o p p e r m i n e(銅礦 )處理器開始，采用 微米制造工藝的 C PU 開始出現(xiàn)。 與 Intel 公司的 M MX 技術側重于整數(shù)運算有所不同， 3DNow!指令集主要針對三維建模、坐標變換 和效果渲染等三維應用場合，在軟件的配合下，可以大幅度提高 3D 處理性能。究其背景，原來 “K NI ”指令集是 I n t el 公司最 早為其下一代 芯片命名的指令集名稱，而所謂的 “M M X2 ”則完全是硬件評論家們和媒體憑感覺和印象對 “KNI ”的 評價， I n t el 公司從未正式發(fā)布過關于M M X2 的消息。一 旦其最終狀態(tài)能被確定，指令便可返回到其正常順序并保持永久的機器狀態(tài)。這個技術可加速向處理器傳送任務。 十、采用回寫 (Write Back)結構的高速緩存 采用回寫結構的高速緩存對讀和寫操作均有效，速度較快 。 4 86 以后的 C PU 一般都內置了數(shù)學 協(xié)處理器，功能也不再局限于增強浮點運算，含有內置數(shù) 學協(xié)處理器的 C PU，可以加快特定類型的 數(shù)值計算，某些需要進行復雜計算的軟件系統(tǒng)，如高版本的A u t o C AD 就需要數(shù)學協(xié)處理器支持。平時用戶打開電腦機箱時，總可以看見一些插槽般的東西，這些東西又叫做擴展 槽，上面可以插顯卡、聲卡之類的功能模塊，而擴展總線就是 C PU 用以聯(lián)系這些設備的橋梁。三者有十分密切的關系 :主頻 =外頻 倍頻。 硬件工程師培訓教 程（六） 第三節(jié) CPU 的相關指標 在深入了解了 C PU 的架構和生產過程后，接下來我們看看 C PU 的工作原理和相關指標。 PCI 插槽的工作頻率為 33MHz(也有個別工作在 66MHz)下。 插槽 :AGP(Accelerated Graphics Port)即加速圖形端口，是主板上靠近CPU 插座的褐色插槽，它通過專用的 AGP 總線直接與北橋芯片相連，所以 AGP 顯卡的傳輸速率大大超過與其他設備共享總線的 PCI 顯卡。 Intel 的 i810 和 i815 系列芯片組不再以南、北橋劃分，而是由 GMCH(Graphicsamp。Intel Pentium Ⅲ Coppermine 、 Celeron Ⅱ (這不是 Intel 的官方命名，但為了和以前的兩款 Celeron 相區(qū)別，我們暫時這樣稱呼 )、 Cyrix Ⅲ 等專用的 Socket 370。 硬件工程師培訓教程（九） 第三章 主板綜述 主板 (Mother Board，也叫 Main Board 或 System Board)是一臺 PC 的主體所在，主板完成電腦系統(tǒng)的管理和協(xié)調，支持各種 CPU 、功能卡和各總線接口的正常運行。這些存儲器的初始內容定義了計算機的初始狀態(tài)，每一步程序的執(zhí)行都是通過修改存儲器的內容將當前的狀態(tài)轉換為一個新的狀態(tài)，該過程稱為狀態(tài)轉換。操作環(huán)境按照不同的存取速率分為不同類別，如高速存儲器 (外存 )、中速存儲器 ( 磁盤和CDROM)、低速存儲器 (磁帶 )和輸入輸出設備 (閱讀器、打印機、數(shù)據通信線 )等。如果出現(xiàn)了頁錯誤 (即正確的地址不在內存中 )，則通知操作系統(tǒng)從外部存儲器讀入相應的頁。 九、存儲管理 設計電腦的一個原則是保證能方便地操作計算機包含的所有設備 (如內存、CPU 和外部設備 )。在執(zhí)行基本操作后，解釋器將重復上述循環(huán)?？偩€又分用于傳輸數(shù)據的數(shù)據總線 (Data Bus)、傳輸?shù)刂沸畔⒌牡刂房偩€ (Address Bus)和用于傳輸控制信號、時序信號和狀態(tài)信息的控制總線 (Control Bus)。外部文件存儲器包括磁盤、磁帶或日益普及的 CDROM 等，通常以記錄劃分，每個記錄是位或字節(jié)的序列。不同的 CPU 其內部結構不完全相同，一個典型的 CPU 由運算器、寄存器和控制器組成。 一、 Von Neumann (馮 . 諾依曼 )體系結構 Von Neumann 體系結構是以數(shù)學家 John Von Neumann 的名字命名的，他在20 世紀 40 年代參與設計了第一臺數(shù)字計算機 ENIAC 。在指令執(zhí)行時， Cruose 編譯 x86 指令塊一 次，就將編譯的結果保存到編譯緩沖區(qū)中，下一次 (已經編譯 )的代碼執(zhí)行時，系統(tǒng)跳過編譯這一 步，以全速直接運行已編譯過的指令。 Crusoe 是一款應用于筆記本電腦和 Inter 網絡設備的新型處理器。 但一些權威媒體的測試表明，由于沒有了二級緩存，新 款 C y r i x Ⅲ 的 性 能 大 打 折 扣 ， 綜 合 性 能 趕 不 上 同 頻的 C e l e r o n Ⅱ 。 Cyrix Ⅲ 原名 Joshua(約書亞 )，定位于低端 市場，鋒芒直指 I n t el 的C e l e r on 處理器。第一顆 K8 將使用與摩托羅拉共同開發(fā)的 0 .18 微米銅線互連技術制造， 初始速度為 1 G Hz， 2 0 01 年正式上市。 Barton 將在 2 0 02 年下半年某個時候推出，屆時， AMD 還 計劃推出它的第一個 64 位處理器 “H a m m er ”。第 一塊 0 .13 微米 芯片 將是 P a l o m i no 繼承者，代號“T h o r o u g h b r ed ”。這樣的升級可以保證 A MD 在一個時候只制造一種處理器核心，而不是高端已經升級，低端卻仍然保留在過去的水平上，從而降低成本。 其次，雖然 Thunderbird 處理器仍采用 64 位數(shù)據通道，但這種 64 位的數(shù)據通道比 P Ⅲ Coppermine 處 理器所采用的 256 位數(shù)據通道窄得多，而這相差3 /4 的 二 級 緩 存 數(shù) 據 帶 寬 勢 必 會 妨 礙 Thunderbird 處 理 器 較 之P Ⅲ Coppermine 有 更 佳 的 性 能 表 現(xiàn) 。 眾所周知， CPU 的二級緩存和內存之間的數(shù)據傳輸率始終是系統(tǒng)運行的瓶頸所在 ?？偣?耗為 4 1W，是C e l e r o n Ⅱ 600MHz 處理器的兩倍多，因此發(fā) 熱量較大。該芯片組的內存帶寬達到 4GB，是 i850 的兩倍。 2020 年 7 月 :AMD 領先 Intel 發(fā)布了 1GHz 的 Athlon 處理器，隨后又發(fā)布了 Athlon 處理器。 1999 年 1 月 25 日 :Linux Kernel 發(fā)布，人們對其寄 予厚望。 1996 年 :Windows 95 OSR2 發(fā)布，修正了部分 BUG，擴充了部分功能。 1995 年 8 月 23 日 :純 32 位的多任務操作系統(tǒng) Windows 95 發(fā)布。 1993 年 3 月 22 日 :Pentium 發(fā)布，該處理器集成了 300 多萬個晶體管、早期版本的核心頻率為 60 ～ 66MHz 、每秒鐘執(zhí)行 1 億條指令。 1991 年 6 月 :MSDOS 和 PCDOS 發(fā)布。 1989 年 3 月 :EIDE 標準確立，可以支持超過 528MB 的硬盤，能達到 3，并被許多 CDROM 所采用。該操作系統(tǒng)需要 DOS 的支持，類似蘋果機的操作界面 ，以致被蘋果控告，該訴訟 到 1997 年 8 月才終止。當時的價格為 5000 美元。 Microsoft 受 IBM 的委托開發(fā) DOS 操作系統(tǒng)，他 們從 Tim Paterson 那里購買了一個叫 86DOS 的程序并加以改進。該處理器的時鐘頻率為 、 8MHz 和 10MHz，大