【正文】 O)種類少，可擴(kuò)展能力差；④ 不能防塵；⑤ 抗電網(wǎng)干擾能力差；⑥ 抗電磁干擾能力差；⑦ 溫度范圍窄；⑧ MTBF(平均無故障時(shí)間 )短；⑨ 故障檢測(cè)和自動(dòng)排除故障的能力差等。 ⑤ 硬件一般用單片機(jī)或單板機(jī)；在軟件方面，因程序固定，往往被固化在機(jī)內(nèi)，人機(jī)界面簡(jiǎn)單。 ③ 實(shí)時(shí)性 ——實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)。嵌入式計(jì)算機(jī)往往直接嵌入到所服務(wù)的對(duì)象 (如武器 )中，因此其功能與結(jié)構(gòu) (體積、形狀、重量 )要符合服務(wù)對(duì)象的要求及其所提供的環(huán)境。嵌入式系統(tǒng)所服務(wù)的對(duì)象往往需要實(shí)時(shí)控制。80 86具有多種可互換的調(diào)試器，可以和不同的編譯器、仿真器和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)配合使用。 67 通過采用高質(zhì)量的開發(fā)工具，系統(tǒng)開發(fā)商可以減少軟件開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期。這些產(chǎn)品除了高性能外還要求很低的功率消耗，這是考慮到散熱和供電電池的工作壽命而提出的。例如， Motorola 68360是一個(gè) 32位內(nèi)核的CPU，片內(nèi)除集成了 CPU、存儲(chǔ)器、 DMA控制、DRAM控制、時(shí)鐘、異步串口和中斷等電路外，還集成了一個(gè)通信系統(tǒng)，可支持多種通信協(xié)議；還提供一個(gè) 10M以太網(wǎng)接口，為嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的連接提供了方便。 65 嵌入式計(jì)算機(jī)（工業(yè) PC和軍用計(jì)算機(jī)） 嵌入式計(jì)算機(jī)是嵌入應(yīng)用系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)。而與之形成鮮明對(duì)照的是，計(jì)算機(jī)功能多，且更新快。家用電器通常是針對(duì)人們生活中特定需求而設(shè)計(jì)的。由于其使用對(duì)象不是專業(yè)人員，因此還要求操作簡(jiǎn)易。在中文 Windows CE推出后，解決中文信息處理中人機(jī)交互問題將是 HPC技術(shù)難點(diǎn)之一， HPC存放軟件的 ROM的容量也要擴(kuò)大，至少需要 8MB。 智能化電池就是在電池中集成了微控制器，用來監(jiān)視電池的運(yùn)行狀態(tài)。表 。 61 ④ 電池 便攜機(jī)和 PDA等移動(dòng)計(jì)算和通信的設(shè)備中都需要配備有電池，對(duì)電池的要求是輕便、小巧和使用時(shí)間長(zhǎng)。另外，無線通信網(wǎng)種類很多，缺乏標(biāo)準(zhǔn)、傳輸率低、服務(wù)的覆蓋范圍有限，這些缺點(diǎn)還有待于克服。所有通信部件，包括 modem可制在一張 PCMCIA卡上。 要解決 PDA的存儲(chǔ)容量問題，同時(shí)滿足體積小、容量大、耗電低、非易失、價(jià)格低的要求，快閃存儲(chǔ)器(flash RAM)是未來 PDA的一個(gè)解決方案。 由于 PDA推出于 20世紀(jì) 90年代，當(dāng)時(shí) RISC結(jié)構(gòu)已出現(xiàn)，因此有的公司推出的 MPU采用 RISC結(jié)構(gòu)，有的仍采用 CISC結(jié)構(gòu)。 PDA的 MPU芯片上一般包含多種功能部件。因此其工作電壓低，多數(shù)工作在 。耗電量較少，電池壽命較長(zhǎng)，價(jià)格較低。 ④ 電子組織機(jī) (electronic anizer),在 PDA中，組織機(jī)的功能最簡(jiǎn)單，沒有操作系統(tǒng)，只能運(yùn)行一些固定的應(yīng)用軟件，用于管理和存放資料。 ② 掌上 PC機(jī)，是微縮的便攜式計(jì)算機(jī)，它的特點(diǎn)是與微型機(jī)兼容，以鍵盤作為主要輸入設(shè)備 (或兼有筆輸入 )，以 DOS作為操作系統(tǒng)，或以 Windows CE(consultor electronics)作為操作系統(tǒng)。 目前世界上有許多公司推出了 PDA產(chǎn)品，美國(guó)和日本處于領(lǐng)先地位，但還沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)產(chǎn)品具有各自的特點(diǎn)。 ⑤ 降低電源功耗，配備高容量電池。 PDA可外接或內(nèi)置 modem(調(diào)制解調(diào)器 )，通過有線或無線方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。同時(shí)還提供文字處理軟件和電子表格軟件等。 ② 具有適用的應(yīng)用軟件。 54 3. 個(gè)人數(shù)字助理 (personal digital assistant,簡(jiǎn)稱 PDA) (1) PDA的特點(diǎn) PDA是一個(gè)面向廣大用戶的計(jì)算和通信的設(shè)備，它不同于其他類型計(jì)算機(jī)，具有以下特點(diǎn)： ① 體積小，重量輕，便于握在手中或放在口袋里。一般筆記本PC機(jī)有一個(gè)或多個(gè) PCMCIA插槽，供各種外部設(shè)備相應(yīng)的接口卡插入。 53 (4) 外設(shè)接口 (PCMCIA) PC機(jī)必備的串口和并口已做在主板上，在機(jī)箱后部有插座引出。 PC機(jī)能耗的降低意味著電池壽命的延長(zhǎng)，便攜機(jī)在外出工作時(shí)，是依靠電池工作的。 52 (2) 散熱問題 便攜機(jī)的散熱問題一直是設(shè)計(jì)人員密切關(guān)注的問題，一方面要降低發(fā)熱部件的發(fā)熱量，采取降低芯片的電壓等方法，例如 Pentium芯片內(nèi)部運(yùn)行電壓已降到 。于是將“全內(nèi)置”和“模塊化”結(jié)合起來，全內(nèi)置指的是將 CPU、內(nèi)存盤控、串 /并接口、顯示適配器和 Modem等置于一塊主板上，模塊化則能方便更換機(jī)內(nèi)配置以適應(yīng)外出使用或不同應(yīng)用的需要。全內(nèi)置與一體化沒有本質(zhì)的差別，散熱問題仍未解決。這種結(jié)構(gòu)雖增加了 PC機(jī)體積，但較好地解決了散熱問題，并增加了配置的靈活性。其缺點(diǎn)是散熱性差，容易因機(jī)內(nèi)溫度過高而引起故障，因此被模塊化結(jié)構(gòu)取代。下面對(duì)筆記本 PC機(jī)的特點(diǎn)及其和臺(tái)式機(jī)的主要差別作一介紹。其 CPU和臺(tái)式機(jī)一樣，從 80286升到 80486， Pentium再升到 PⅡ 。 49 PC的分類 1. 臺(tái)式機(jī) 臺(tái)式機(jī)即是放在桌上使用的 PC機(jī)，前面介紹的微處理器以及主機(jī)板都適用于臺(tái)式機(jī)。 綜上所述，主板上主要裝配有 CPU，芯片組以及若干個(gè)插槽和外設(shè)接口插座。 除此以外，某些主板還具有遠(yuǎn)程開機(jī)、定時(shí)開機(jī)和鍵盤開機(jī)的能力。 PⅡ 主機(jī)板一般提供了諸如 CPU溫度監(jiān)控、過熱報(bào)警、自動(dòng)降頻 (降頻可減少功耗 )、 CPU風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的監(jiān)測(cè)和調(diào)整、 CPU電源引針的電壓監(jiān)視等。因此，主板生產(chǎn)廠家采用了無跳線技術(shù)，采用這種技術(shù)的PⅡ 主機(jī)板可以不用打開機(jī)箱就能自動(dòng)設(shè)定 CPU所使用的電壓、總線頻率、 CPU倍頻等。由于微機(jī)的 CPU翻新很快，速度不斷提高，功耗也隨之增加，為了降低功耗，電源電壓不斷下降；再加上存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)充等等因素，主板設(shè)計(jì)廠家采用跳線技術(shù)來適應(yīng)電壓與容量等變化。通常為兩串一并；另一種新的USB技術(shù)正在興起，即通用串行接口總線(Universal Serial Bus，簡(jiǎn)稱 USB)，連接的設(shè)備可以多達(dá) 127個(gè)，它可以實(shí)現(xiàn)機(jī)箱外的“熱即插即拔”，在不打開機(jī)箱，不關(guān)閉電源的情況下，可以隨時(shí)插接或拔除外設(shè)。 Ultra DMA/33將數(shù)據(jù)傳輸率提高到 33MB/s。主要指連接硬盤、軟驅(qū)和光驅(qū)的電纜插座。于是 Intel對(duì) PCI總線進(jìn)行了局部改良，專門設(shè)計(jì)了AGP顯示插槽，使 AGP顯示卡與 CPU直接交換數(shù)據(jù)，改善了圖形顯示功能。 ⑦ AGP顯示卡插槽。 ⑥ 總線擴(kuò)展槽。 CMOS芯片中存放著重要的 BIOS信息和與機(jī)器運(yùn)行有關(guān)的信息。二級(jí)高速緩存固定在主板上， PⅡ 則將其內(nèi)置于封裝盒內(nèi)。 現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的是 Intel 440系列芯片組，也有其他公司生產(chǎn)的芯片組。芯片組是主板的關(guān)鍵部件，由一組 (例如2個(gè) )超大規(guī)模集成電路芯片構(gòu)成，它被固定在主板上，不能像 CPU、內(nèi)存條等那樣容易更換 (升級(jí) )，而正是由它控制和協(xié)調(diào)整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。只要購(gòu)買能適應(yīng)插槽模式的內(nèi)存條，插入或更換即可使用，現(xiàn)在主板上大都采用72線或 168線的插槽。 ② 內(nèi)存插槽。 Socket 8是 Pentium Pro的專用插座形式，其缺點(diǎn)是占主板的面積太大。 主板的主要構(gòu)成 43 ① CPU插座。幾乎集中了全部系統(tǒng)功能，能夠根據(jù)系統(tǒng)和程序的需要，調(diào)度 PC機(jī)各個(gè)子系統(tǒng)配合工作，并為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的管理提供充分的硬件保證。表 AMD， Cyrix和 Intel三家公司的產(chǎn)品的有關(guān)特征。 40 1. AMD公司和 Cyrix公司的兼容芯片 AMD公司和 Cyrix公司生產(chǎn)與 Intel 80 86兼容的芯片，在同樣性能的情況下，他們的產(chǎn)品的價(jià)格比 Intel便宜。這些指令可以按任意次序運(yùn)行，并且可以讓芯片任何可用的部分執(zhí)行。 39 為了保持與 Windows程序的兼容性，芯片的一部分包含 Pentium微處理器的部分內(nèi)核；為了保證 HPUX程序能夠運(yùn)行，芯片的另一部分包含 PARISC電路； Merced的其他部分安放新的 EPIC電路，包括一組 64位 RISC處理單元，這些單元使 Merced可以并行運(yùn)行許多操作。專家們推測(cè)其時(shí)鐘頻率可能達(dá)到 900MHz。 38 1997年 10月在每年一度的硅谷“微處理器論壇”上，Intel公司和 HP公司向同行們講述了他們合作開發(fā)的最新的高檔微處理器 Merced的設(shè)計(jì)技術(shù)。 PⅢ 和 PⅡ 的最大區(qū)別是增加了 71條指令來提高浮點(diǎn)運(yùn)算以及其他性能，而且在一個(gè)指令周期內(nèi)可以同時(shí)處理 4條單精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)；另外還可以讓浮點(diǎn)和 MMX的數(shù)據(jù)同時(shí)訪問處理器內(nèi)的寄存器，這些措施大大地提高了 PⅢ 的性能。 ② Celeron A的 L2 cache能以 CPU頻率操作，而以往的 PⅡ cache(L2)只能以 CPU頻率的二分之一操作。在 CPU芯片內(nèi)置有 L2 cache，這不同于以往的 Pentium Ⅱ 處理器。同年 8月， Intel推出了新一代的 Celeron處理器，稱之為 Celeron A或新賽揚(yáng)。 35 PⅡ 采用 Slot 2技術(shù)，將 L2 cache由 512KB提高到 2MB，并適用于 8處理器多重處理，采用Slot 1技術(shù)的 PⅡ 只支持雙處理器多重處理。 Pentium Ⅱ 將微處理器和 L2 cache封裝在一個(gè)長(zhǎng)方形的匣中，其體積雖然很大，但由于采用 SEC封裝，其外形更像一個(gè)插卡而不是集成塊，因此在主板上所占的面積比 Socket 7小得多。 ③ 內(nèi)置 MMX技術(shù)，增加了 57條 MMX指令。 ② 動(dòng)態(tài)執(zhí)行技術(shù)。二級(jí) cache總線與處理器到內(nèi)存的系統(tǒng)總線分別獨(dú)立，緩解了對(duì)系統(tǒng)總線帶寬的要求。 33 (7) Pentium Ⅱ (PⅡ ) PⅡ 是 Pentium Pro級(jí)的 MMX處理器。 ③ 增加了 57條指令，用來完成音頻、視頻圖形圖像處理等。其目的是緊縮組合定點(diǎn)整數(shù)，將多個(gè)整數(shù)字組成一個(gè) 64位數(shù)據(jù)，用一條指令對(duì) 64位數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 30 Pentium Pro進(jìn)一步將 CPU和 L2 cache封裝在一起 (容量為 256KB或 512KB)，并且讓 L2 cache通過專用總線 (64位寬 )以主頻速度與微處理器中的 CPU進(jìn)行通信 (圖 )，提高了微處理器性能，并解決了外部數(shù)據(jù)總線 (系統(tǒng)總線 )帶寬受限的瓶頸問題。在 80486微處理器中，內(nèi)置有代碼 (程序 )和數(shù)據(jù)共用的容量為8KB/16KB的 L1 cache。 29 (4) 浮點(diǎn)處理器 (5) cache存儲(chǔ)器 隨著微機(jī)主頻和集成度的提高，在片內(nèi)設(shè)置 cache具有必要性和可能性，而且更進(jìn)一步從一級(jí)cache(L1)發(fā)展到兩級(jí) cache(L1和 L2)。 (2) 地址總線寬度 確定了處理器可訪問的內(nèi)存容量，其寬度已從 20位(支持 1MB容量 )發(fā)展到 64位。但是以上的指標(biāo)反映的是芯片的性能，還不能完全代表微機(jī)系統(tǒng)的性能，影響系統(tǒng)性能的還有微處理器與內(nèi)存之間的總線速度，地址總線寬度，數(shù)據(jù)總線寬度，芯片內(nèi)部是否設(shè)置浮點(diǎn)協(xié)處理器，是否設(shè)置cache(一級(jí)和二級(jí) )等。表 Intel微處理器芯片的有關(guān)參數(shù)。當(dāng)前世界上影響最大的半導(dǎo)體器件生產(chǎn)廠家是 Intel 公司。 25 微機(jī)系統(tǒng)、工作站和服務(wù)器 （一）微機(jī)系統(tǒng) Intel微處理器及個(gè)人計(jì)算機(jī) Intel微處理器及個(gè)人計(jì)算機(jī) 20世紀(jì) 80年代微機(jī)的興起促進(jìn)了計(jì)算機(jī)的大普及。另外有些重要性能，如系統(tǒng)的可靠性、可用性和可維護(hù)性很難測(cè)試。 24 測(cè)試結(jié)果是否能準(zhǔn)確反映計(jì)算機(jī)實(shí)際使用的效果，這就是準(zhǔn)確性問題。 3. 基準(zhǔn)測(cè)試的公正性和準(zhǔn)確性 所有基準(zhǔn)測(cè)試組織都是中立的，一般是非贏利的。 事務(wù)吞吐量 (每分鐘可完成多少個(gè)任務(wù) )和性能價(jià)格比是 TPC的兩個(gè)重要測(cè)試指標(biāo)。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在各自領(lǐng)域內(nèi)得到承認(rèn)，但是隨著系統(tǒng)能力的增加，新的 TPCC和 TPCD計(jì)劃在 1999年發(fā)布。TPC于 1988年成立， 1989年發(fā)布了其成立后的第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)： TPCA。 21 事務(wù)處理性能測(cè)試委員會(huì) (Transaction Process performance Council,簡(jiǎn)稱 TPC)是一個(gè)專門負(fù)責(zé)制定計(jì)算機(jī)事務(wù)處理能力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)并監(jiān)督其執(zhí)行的組織。整個(gè)測(cè)試是在嚴(yán)格的規(guī)則下自動(dòng)完成的，絕對(duì)禁止任何手工干預(yù)。 20 SPEC 95的主流版本是用于 UNIX操作系統(tǒng)的版本。SPEC規(guī)定在 SPEC 95參考機(jī)上測(cè)試每個(gè)基準(zhǔn)程序的得分為 1，在被測(cè)機(jī)進(jìn)行 SPEC 95測(cè)試時(shí)， CINT 95和 CFP 95中的每個(gè)基準(zhǔn)程序單獨(dú)計(jì)算得分，然后再用這些得分計(jì)算各項(xiàng)合成指標(biāo) (取幾何平均值 )。 19 SPEC組織采用 SUN SPARC Station 10/40工作站作為 SPEC 95的參考機(jī) (SPEC 89和 SPEC 92的參考機(jī)為 VAX11/780)， CINT 95和 CFP 95兩組基準(zhǔn)程序在參考機(jī)上大約需要運(yùn)行 48小時(shí)。由 10個(gè)基準(zhǔn)程序組成。由 8個(gè)基準(zhǔn)程序組成。以下討論 SPEC 95測(cè)試程序。 SPEC發(fā)表的第一組標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試程序是 SPEC 89，后來在 1992年和 1995年相繼推