【正文】 三、 3D Now !指令集 由 AMD 公司提出的 3DNow!指令集應(yīng)該說(shuō)出現(xiàn)在 SSE 指令集之前，并被AMD 廣泛應(yīng)用于其 K62 、 K6 3 以及 A t h l o n (K 7)處理器上。這樣可使 P e n t i u m Ⅱ 處理器超級(jí)處理能力得到充分的發(fā) 揮， 從而提升軟件性能。內(nèi)置的 L1 高速緩存的容量和結(jié)構(gòu)對(duì) C PU 的性能影響較大，容量越大，性 能也相對(duì)會(huì)提高不少，這也正是一些公司力爭(zhēng)加大 L1 高速緩存容量的原因。 三、擴(kuò)展總線速 度 擴(kuò)展總線速度的英文全稱是 E x p a n s i o n B u s S p e ed 。 和軟驅(qū)接口 :IDE 接口用來(lái)連接硬盤和光驅(qū)，軟驅(qū)接口則用來(lái)連接軟盤驅(qū)動(dòng)器。 :在電源接口和 CPU 插槽的周圍有一些整齊排列的大電容和大功率的穩(wěn)壓管，再加上濾波線圈和穩(wěn)壓控制集成電路，共同組成了主板的電源部分。 插槽 :CPU 插槽主要分 Socket 和 Slot 兩種。 描述計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)行為的一個(gè)簡(jiǎn)便方法是使用“計(jì)算機(jī)狀態(tài)”。為了允許多個(gè)程序在同一時(shí)刻能共存于內(nèi)存中，可直接在硬件中使用頁(yè)或動(dòng)態(tài)程序分配機(jī)制。而對(duì)于每次循環(huán) ，解釋器都會(huì)從程序地址寄存器取得下一條指令的地址 (并增量寄存器的值為下一條指令的地址 )，從存儲(chǔ)器取得指定的指令 ，對(duì)指令進(jìn)行解碼，分解為操作碼和一組操作數(shù)并取得操作數(shù) (如果必要的話 )，使用操作數(shù)作為參數(shù)調(diào)用指定的操作。一個(gè)寄存器的內(nèi)容可能表示 數(shù)據(jù)或主存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)或下一條指令的地址。軟件則是依賴于硬件執(zhí)行的程序或程序的集合。 3 .C r u s oe 2 0 00 年 1 月 16 日，一家在業(yè)界很不出名的公司 T r a n s m e ta 突然宣布了他們自行研發(fā)的處理器 Crusoe 。而 586 時(shí)代的另一個(gè) C PU 廠商 I DT 也因?yàn)榻?jīng)營(yíng)困難而 被 V IA 收購(gòu)。 A MD 處理器未來(lái)的規(guī)劃中還包括了一個(gè)新的面向高性能市場(chǎng)的速龍核心，代號(hào) “B a r t on ”。芯片組采用A M D 7 60 、 A M D 7 6 0 MP 、 V I A K X 2 66 和 V I A K T 1 33 。不同的是，Duron 處理器的 L2 Cache 為 64KB，而 Celeron Ⅱ 則為 128KB 。支持 133MHz 前端總線頻率和 3DNow！、 MMX 多媒體指令集。 1998 年 2 月 :Intel 發(fā)布 333MHz Pentium Ⅱ 處理器，采用 μm 工藝制造，在速度提升的同時(shí)減少了發(fā)熱量。 1995 年 3 月 27 日 :Intel 發(fā)布 120MHz 的 Pentium 處理器。該標(biāo)準(zhǔn)要求 處理器至少為 80286/12MHz(后來(lái)增加到 80386SX/16MHz)及一個(gè)光驅(qū)，至少 150KB/sec 的傳輸率。時(shí)鐘頻率達(dá)到 33MHz 、可尋址 1GB 內(nèi)存 、每秒可執(zhí)行 600 萬(wàn)條指令、集成了 275000 個(gè)晶體管。結(jié)果研究成果為蘋果所借鑒，而蘋果電腦公司后來(lái)又指控微軟剽竊了他們的設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)了 Windows 系列軟件。在此時(shí) 段，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多媒體技術(shù)也得到了空前的應(yīng)用與發(fā)展，計(jì)算機(jī)真正開(kāi)始改變我們的生活。此時(shí)人們開(kāi)始懷疑計(jì)算機(jī)能否繼續(xù)縮小，特別是發(fā)熱量問(wèn)題能否解決。特別適合計(jì)算機(jī)教育和初學(xué)者使用，得以廣泛推廣。高集成度不僅使計(jì)算機(jī)的體積得以減小，也使速度加快、故障減少。 1947 年 :Bell 實(shí)驗(yàn)室的 William 、 John Bardeen 和Walter 發(fā)明了晶體 管，開(kāi)辟了電子時(shí)代新紀(jì)元。盡管僅僅是個(gè)展示品，但卻是第一臺(tái)二進(jìn)制電子計(jì)算機(jī)。 1834 年 :Babbage 設(shè)想制造一臺(tái)通用分析機(jī)，在只讀存儲(chǔ)器 (穿孔卡片 )中存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù) 。硬件工程師培訓(xùn)教程（一） 硬件工程師培訓(xùn)教程（一） 第一章 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)概述 要想成為一名計(jì)算機(jī)硬件工程師，不了解計(jì)算機(jī)的歷史顯然不行。 Babbage 在以后的時(shí)間里繼續(xù)他的研究工作，并于 1840 年 將操作位數(shù)提高到了 40 位，并基本實(shí)現(xiàn)了控制中心 (CPU)和存儲(chǔ)程序的設(shè)想，而且程序可以根據(jù)條件進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，能在幾秒內(nèi)做出一般的加法，幾分鐘內(nèi)做出乘、除法。 1940 年 1 月 :Bell 實(shí)驗(yàn)室的 Samuel Williams 和 Stibitz 制造成功了一個(gè)能進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算的計(jì)算機(jī)。 1949 年 :劍橋大學(xué)的 Wilkes 和他的小組制成了一臺(tái)可以存儲(chǔ)程序的計(jì)算機(jī)，輸入輸出設(shè)備仍是紙帶。從此，人們開(kāi)始制造革命性的微處理器。 1965 年 :Douglas Englebart 提出鼠標(biāo)器的設(shè)想，但沒(méi)有進(jìn)一步研究，直到 1983 年才被蘋果電腦公司大量采用。同時(shí)，人們開(kāi)始探討第五代計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)。 1974 年 4 月 1 日 :Intel 發(fā)布其 8 位微處理器芯片 8080 。 1981 年 8 月 12 日 :MSDOS 和 PCDOS 發(fā)布。 1985 年 11 月 :Microsoft Windows 發(fā)布。 1991 年 :ISA 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。 1995 年 6 月 1 日 :Intel 發(fā)布 133MHz 的 Pentium 處理器。 1998 年 6 月 25 日 :Microsoft 發(fā)布 Windows 98，一些人企圖肢解微軟，微軟回?fù)粽f(shuō)這會(huì)傷害美國(guó)的國(guó)家利益。 2020 年 8 月 15 日， VIA 宣布其兼容 DDR 和 SDRAM 內(nèi)存的 P4 芯片組 P4X266 將大量出貨。 Duron 處理器采用的是 ThunderBird(雷鳥(niǎo) )處理器的核心，其 L1 Cache 為 1 2 8 KB，外 頻為100MHz，而 Celeron Ⅱ 采用的是 Coppermine 核心，而且其 L1 Cache 為 3 2 KB，外頻僅為 66MHz 。 Man 是用來(lái)替換 AMD Duron 處理器的。和 Thoroughbred 一樣，有關(guān) B a r t on 的信息 AMD 說(shuō)得含糊不清，惟一知道的一點(diǎn)是它將運(yùn)用從 IBM 獲得 許可的 SOI(SiliconOnInsulator)技術(shù)。 C y r i x Ⅲ 便是威盛收購(gòu) C y r ix 和 I DT 之后開(kāi)發(fā)的。一石激起千層浪，惹得 I n t el 、 AMD 兩家自以為世上無(wú)人再有能力生產(chǎn)便攜機(jī) CPU 的廠商大 跌眼鏡。這是看不見(jiàn)也摸不著的部分。高速緩存通常位于主存儲(chǔ)器和寄存器之間作為從主存儲(chǔ)器存取數(shù)據(jù)的加速器。基本操作可能修改內(nèi)存和寄存器中的數(shù)據(jù)，和輸入輸出設(shè)備進(jìn)行通訊 ，通過(guò)修改程序地址寄存器的內(nèi)容改變程序的執(zhí)行流程 。頁(yè)算法對(duì)將來(lái)最有可能被使用的數(shù)據(jù)和程序做出預(yù)測(cè)并存取，只要數(shù)據(jù)和指令所在的頁(yè)在主存中，程序就可以一直執(zhí) 行下去。將計(jì)算機(jī)上程序的執(zhí)行看成是計(jì)算機(jī)狀態(tài)的一個(gè)變化序列，每個(gè)狀態(tài)由程序執(zhí)行過(guò)程中某一時(shí)刻的內(nèi)存、寄存器和外部設(shè)備 的內(nèi)容確定。 Socket 插槽包括 Intel Pentium 、 Pentium MMX 、 AMD K62 和 K63 等 CPU 專用的 Socket 7 插座 。設(shè)計(jì)合理的電源電路可以讓主板工作更穩(wěn)定，減少死機(jī)現(xiàn)象。 :BIOS(Basic Input/Output System —— 基本輸入、輸出系統(tǒng) )是一塊裝入了啟動(dòng)和自檢程序的 EPROM 或 EEPROM 集成電路。擴(kuò)展總線指的是微機(jī)系統(tǒng)的局部總線，如 VESA 或 PCI 總線。不過(guò)高速緩沖存儲(chǔ)器均由 靜態(tài)RAM 組成，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在 CPU 管芯面積不能太大的情況下， L1 級(jí)高速緩存的容量不可能做得太 大。 被處理的軟件指令是建立在猜測(cè)分支基礎(chǔ)之上，因此結(jié)果也就作為“預(yù)測(cè)結(jié)果”保留起來(lái)。 3DNow!指令集技術(shù)其實(shí)就是 21 條機(jī)器碼的擴(kuò)展指令集。 SSE 兼容 M MX 指令，它可以通過(guò) SIMD 和單時(shí)鐘周期并行處理多個(gè)浮 點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)有效地提高浮點(diǎn)運(yùn)算速度。當(dāng)處理器執(zhí)行指令時(shí) (每次 5 條 )，采用的是 “猜測(cè)執(zhí)行 ”的方法。 C PU 內(nèi)置高速緩存可以提高運(yùn)行效率，這也是 486DX 比 386DX40 快的原因。內(nèi)存總線速度是指 C PU 二級(jí) (L 2)高速緩存和內(nèi)存之間的通信速度。而 DDR 和 RDRAM 插槽則是今后的發(fā)展方向。供 Socket 7 CPU 使用的 VIA MVP3 和 VIA MVP4 等。主板的外形多為矩形印刷電路板 (PCB ——Printed Circuit Board)，集成有芯片組、各種 I/O 控制芯片、鍵盤和面板控制開(kāi)關(guān)接口、指示燈接插件、擴(kuò)展槽、主板和電源接口等元器件。這個(gè)了解也就要包括其程序執(zhí)行前不同存儲(chǔ)器的內(nèi)容、所執(zhí)行的指令序列、程序執(zhí)行過(guò)程中數(shù)據(jù)內(nèi)容是如何被修改的及程序執(zhí)行的最后結(jié)果是什么等。為了平衡中央處理器速度和外部數(shù)據(jù)讀取速率之間的矛盾，操作系統(tǒng)通常使用多進(jìn)程技術(shù)，在等待讀取數(shù)據(jù)的毫秒時(shí)間段內(nèi)，計(jì)算機(jī)可運(yùn)行另一個(gè)程序。解釋器作為一部計(jì)算機(jī)操作的核心，每次 執(zhí)行的都是簡(jiǎn)單的循環(huán)算法。高速寄存器通常是一個(gè)字長(zhǎng)的位序列。具體設(shè)備如我們平常所見(jiàn)到的內(nèi)存條、顯卡、鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器和機(jī)箱等。這顆內(nèi)建 S a m u e l 2 核心、 A p o l l o P r o 1 3 3A 、 S3 Savage4 、音效、網(wǎng)卡、 M o d em，采用 0 .18 微米制程的處 理器，是 V IA 進(jìn)軍低價(jià)筆記本電腦的有力武器。不過(guò)進(jìn)入 5 86 時(shí)代后 C y r ix 公司便 開(kāi)始下滑，連年虧損最終被 V I A(威盛 )收購(gòu)。AMD 的規(guī)劃顯示， A p p a l o o sa 將比 T h o r o u g h b r ed 稍微晚一點(diǎn)點(diǎn)發(fā)布。這款芯片擁有 512KB 全速二級(jí)緩存；起始工作頻率大約在 1 .5 G Hz 上 下 。相同的是，這兩款低價(jià)位的處理器都針 對(duì)于需要廉價(jià)電腦的商業(yè)和家庭用戶，而且技術(shù)應(yīng)用也十分相似，都是采用0 .18 μm 的制造工藝， 將全速 L2 Cache 集成在 Die(CPU 內(nèi)核 )中。該處理器采用 0.15 微米工藝制造 (處理器核心僅為 2mm 2 )， 包括 192KB 全速緩存 (128KB 一級(jí)緩存、 64KB 二級(jí)緩存 )，并采用 Socket 370 接口。 1997 年 6 月 2 日 :Intel 發(fā)布 233MHz Pentium MMX 。Conquer(命令與征服 )發(fā)布。 1990 年 11 月 :第一代 MPC(多媒體個(gè)人電腦標(biāo)準(zhǔn) )發(fā)布。 1985 年 10 月 17 日 :80386 DX 推出 。今天來(lái)聽(tīng)這句話有何感想呢？ 1981 年 :Xerox 開(kāi)始致力于圖形用戶界面、圖標(biāo)、菜單和定位設(shè)備 (如鼠標(biāo) )的研制 。 蓋茨 )等 ，至今他們對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還起著舉足輕重的作用。這一時(shí)期的計(jì)算機(jī)功能更強(qiáng)，體積更小。 1965 年 :Thomas 和 John Kemeny 完成 BASIC(Beginner ’s Allpurpose Symbolic In struction Code)語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)。集成電路的發(fā)明解決了這個(gè)問(wèn)題。直到晶體管被發(fā)明出來(lái)，電子計(jì)算機(jī)才找到了騰飛的起點(diǎn)。 1937 年 :Bell 試驗(yàn)室的 Gee Stibitz 展示了用繼電器表示二進(jìn)制的裝置。 1822 年 :英國(guó)人 Charles Babbage(1792 ～ 1871 年 )設(shè)計(jì)了差分機(jī)和分析機(jī) ，其設(shè)計(jì)理論非常超前，類似于百年后的電子計(jì)算機(jī)，特別是利用卡片輸入程序和數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)被后人所采用。在本書的第一章中，我們將帶你走進(jìn)計(jì)算機(jī)硬件世界，去回顧計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程中的精彩瞬間。 1848 年 :英國(guó)數(shù)學(xué)家 Gee Boole 創(chuàng)立二進(jìn)制代數(shù)學(xué)，提前近一個(gè)世紀(jì)為現(xiàn)代二進(jìn)制計(jì)算機(jī)的發(fā)展鋪平了道路。該機(jī)器大量使用了繼電器，并借鑒了一些電話技術(shù)，采用了先進(jìn)的編碼技術(shù)。 1949 年 :EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer—— 電子離散變量自動(dòng)計(jì)算機(jī) )—— 第一臺(tái)使用磁帶的計(jì)算機(jī)。 1958 年 9 月 12 日 :在 Robert Noyce(Intel 公司創(chuàng)始人 )的領(lǐng)導(dǎo)下，集成電路誕生 ，不久又發(fā)明了微處理器。 1965 年 :第一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī) CD6600 開(kāi)發(fā)成功。 1972 年 :C 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)完成。 1975 年 :Bill Gates 和 Paul Allen 完成了第一個(gè)在 MIT(麻省理工學(xué)院 )的 Altair 計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的 BASIC 程序。 Microsoft 受 IBM 的委托開(kāi)發(fā) DOS 操作系統(tǒng)，他 們從 Tim Paterson 那里購(gòu)買了一個(gè)叫 86DOS 的程序并加以改進(jìn)。該操作系統(tǒng)需要 DOS 的支持，類似蘋果機(jī)的操作界面 ，以致被蘋果控告，該訴訟 到 1997 年 8 月才終止。 1991 年 6 月 :MSDOS 和 PCDOS 發(fā)布。 1995 年 8 月 23 日 :純 32 位的多任務(wù)操作系統(tǒng) Windows 95 發(fā)布。 1999 年 1 月 25 日 :Linux Kernel 發(fā)布，人們對(duì)其寄 予厚望。該芯片組的內(nèi)存帶寬達(dá)到 4GB，是