电脑系统及CPU发展

1、实实 验验 二二 计算机系统起源、分类及应用计算机系统起源、分类及应用 一、起源、发展及应用 计算机起源于上世纪40 年代末期, 直到上世纪50 年代中期, 操作系统都没有出现。程序员对计算机的操作是直接和计算机硬件进行交互。 1.第一代计算机（1945-1955）：真空管和插件板。这个时候处于计算机发展的最初阶段，没有程序设计语言，操作系统更也没有！ 2.第二代计算机（1955-1965）：晶体管和批处理系统 这个时期计算机越来越可靠。第二代计算机主要用于科学与工程计算。使用FORTRAN与汇编语言编写程序。在后期出现了操作系统的雏形：FMS（FORTRAN监控系统）和IBMSYS（IBM为

2、7094机配备的操作系统） 3.第三代计算机（1965-1980）：集成电路芯片和多道程序 60年代初，计算机厂商根据不同的应用分成了两个计算机系列，一个针对科学计算，一个针对商业应用。60年代未，一位贝尔实验室曾参加过MULTICS研制工作的计算机科学家Ken Thompson，在一台无人使用的PDP-7机器上开发出了一套简化的、单用户版的MULTICS。后来导致了UNIX操作系统的诞生。 目前UNIX操作系统主导了小型机、工作站以及其他市场。也是至今最有影响力的操作系统之一，而Linux也是UNIX系统的一种衍生。 4.第4代计算机（1980-今）：个人计算机 随着计算机技术的不断更新与发

3、展，计算机神奇般地闯入了人们的生活，现在以低廉的价格就可以获得强大计算能力的计算机。 二、现代主流操作系统的起源、发展及应用 1、Unix Unix 系统是美国麻省理工学院 在1965年开发的分时操作系统 Multics的基础上不断演变而来的, 它原是MIT 和贝尔实验室等为美国国防部研制的。贝尔实验室的系统程序设计人员汤普逊和里奇于1969 年在PDP- 7 计算机上用汇编语言成功地开发了它。UNIX 的拥有者AT&T 以分发许可证的方法,对Unix 仅仅收取很少的费用, 将Unix 的源代码给予大学和研究机构进行研究。到了80 年代, AT&T 对外发行了一个Unix 版本

4、, 并用罗马数字来对它进行标识, 如System III ,System IV。这两个版本都是这个时期的重要作品。: IRIX_logo.jpg 16.12 KiB | 被浏览 485 次 IRIX 是SGI 公司的Unix 版本, 这是一种基于Unix System V 的产品。 2、Linux Linux 操作系统核心最早是由芬兰的李纳斯?托沃兹( Linus Torvalds) 1991 年8 月在芬兰赫尔辛基大学上学时发布的,后来经过众多世界顶尖的软件工程师的不断修改和完善, Linux 得以在全球普及开来, 在服务器领域及个人桌面版得到越来越多的应用, 在嵌入式开发方面更是具有其它操

5、作系统无可比拟的优势。 虽然Linux 在开发过程中借鉴了Unix 操作系统的思想, 但是 Linux 和Unix 各个版本的源码没有任何关系, 因此Linux 只能算是一种类Unix 操作系统, 而不是Unix 的众多版本之一。 Linux 只是指操作系统的核心。 Redhat Linux: 就是著名的“红帽”Linux。 SuSe Linux: 它是欧洲最为流行的Linux 发行版。 Redflag Linux: 红旗Linux, 是国内著名厂商“红旗”推出的Linux 发行版。 Linux 的应用非常广泛 用Linux 来搭建服务器是目前Linux 的最广泛应用。同时, Linux 的各

6、种嵌入式版本已经广泛的应用于航天飞机的空间数据采集,科学仪器测控和电影特技图像处理等广泛领域。 在桌面应用方面, 现在各个Linux 发行版都在桌面应用方面下足了功夫, 使得它们完全可以作为一种集办公应用、多媒体应用、网络应用等多方面功能于一体的图形界面操作系统。 3、MS Windows MS Windows 由Microsoft 公司出品, 是历史上最成功的桌面操作系统。 Microsoft 公司在1983 年开始研究开发Windows操作系统, 并于1985 年和1987 年推出Windows1.03 版和Windows 2.0 版。在对Windows 的内存管理、图形界面 进行了重大改

7、进并且支持虚拟内存以后, 于1990年推出的Windows3.0 。 1995 年, Windows95, 提供了更加优秀的、面向对象的图形用户界面, 全32 位的高性能的抢先式多任务和多线程; 内置的对Internet 的支持; 更加高级的多媒 体支持( 声音、图形、影像等) , 可以直接写屏并很好的支持游戏; 2000 年12 月19 日推出的Windows 2000 是一款囗囗性的纯32 位的操作系统。它凭借NTFS文件系统、EFS 文件加密、增强硬件支持、分布式文件系统、活动目录等新特性成功的打入之前一直被Unix 垄断的服务器市场。2001 年发布的Windows XP 是现在使用最

8、为广泛的桌面操作系统, 是Windows 发展中的又一个里程碑。 4、Solaris Solaris 是Sun Microsystems 研发的计算机操作系统。SunOS 主要是基于BSDUnix版本。它被认为是Unix 操作系统的衍生版本之一。 SunOS 5.0 开始, SUN 的操作系统开发开始转向System V Release 4，一直发展到现在最新的Solaris 10。Solaris 支持多种系统结构, 支持多种系统架构:SPARC, x86 and x64. x64 即AMD64 及EMT64 处理器。 与Linux 相比, Solaris 可以更有效地支持对称多处理器、即SM

9、P 架构。Sun 同时宣布将在Solaris10 的后续版本中提供Linux 运行环境, 允许Linux二进制程序直接在Solaris x86 和x64 系统上运行。Solaris 主要运行在Sun 公司生产的服务器上,这些服务器在各行各业得到了广泛的应用。 Mac OS 的起源、发展和应用 Mac OS 是一套运行于苹果Macintosh 系列电脑上的操作系统。Mac OS 是首个在商用领域成功的图形用户界面。中央处理器中央处理器CPUCPU 一、CPU起源 如同埃尼阿克（Electronic Numerical Integrator and Computer）之类的计算机在执行不同程序时，

10、必须经过一番线路调整才能启动。由于它们的线路必须被重设才能执行不同的程序，这些机器通常称为“固定程序计算机”（fixed-program computer）。而由于CPU这个词指称为执行软件（计算机程序）的设备，那些最早与储存程序型计算机（stored-program computer）一同登场的设备也可以被称为CPU。 2、CPU的发展 1971年。世界上第一块微处理器4004在Intel公司诞生了。它出现的意义是划时代的，比起现在的CPU，4004显得很可怜，它只有2300个晶体管，功能相当有限，而且速度还很慢。 1978年，Intel公司首次生产出16位的微处理器命名为i8086，同时还

11、生产出与之相配合的数学协处理器i8087，这两种芯片使用相互兼容的指令集。由于这些指令集应用于i8086和i8087，所以人们也这些指令集统一称之为X86指令集。这就是X86指令集的来历。 1979年，Intel公司推出了8088芯片，它是第一块成功用于个人电脑的CPU。它仍旧是属于16位微处理器，内含29000个晶体管，时钟频率为4.77MHz，地址总线为20位，寻址范围仅仅是1MB内存。8088内部数据总线都是16位，外部数据总线是8位，而它的兄弟8086是16位，这样做只是为了方便计算机制造商设计主板。 1981年8088芯片首次用于IBM PC机中，开创了全新的微机时代。 1982年，

12、Intel推出80286芯片，它比8086和8088都有了飞跃的发展，虽然它仍旧是16位结构，但在CPU的内部集成了13.4万个晶体管，时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其内部和外部数据总线皆为16位，地址总线24位，可寻址16MB内存。80286也是应用比较广泛的一块CPU。 1985年Intel推出了80386芯片，它X86系列中的第一种32位微处理器，而且制造工艺也有了很大的进步。80386内部内含27.5万个晶体管，时钟频率从12.5MHz发展到33MHz。80386的内部和外部数据总线都是32位，地址总线也是32位，可寻址高达4GB内存，可以使用Windows操作系统了。

13、 1989年，Intel推出80486芯片，它的特殊意义在于这块芯片首次突破了100万个晶体管的界限，集成了120万个晶体管。80486是将80386和数学协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内，并且在80X86系列中首次采用了RISC(精简指令集)技术，可以在一个时钟周期内执行一条指令。它还采用了突发总线(Burst)方式，大大提高了与内存的数据交换速度。 1971 年，Intel 推出了世界上第一款微处理器 4004，它是一个包含了2300个晶体管的4位CPU。 1978年，Intel推出了具有 16 位数据通道、内存寻址能力为 1MB、最大运行速度 8MHz 的808

14、6， 并根据外设的需求推出了外部总线为 8 位的 8088， 从而有了 IBM 的 XT 机。随后，Intel 又推出了 80186 和 80188，并在其中集成了更多的功能。 1982 年的时候， Intel 在8086 的基础上推出了80286，IBM 则采用80286 推出了AT 机并在当时引起了轰动，进而使得以后的 PC 机不得不一直兼容于PC XT/AT。 1985 年，Intel 推出了80386， 但并没有引起IBM 的足够重视，反而是 Compaq 率先采用了它。可以说，这是 P C 厂商正式走兼容道路的开始，也是AMD 等 CPU 生产厂家走兼容道路的开始和 32 位 CPU

15、的开始，直到今天的 P4 和 K7 依然是 32 位的 CPU(局部64位) 。 1989 年，80486 横空出世，它第一次使晶体管集成数达到了 120 万个，并且在一个时钟周期内能执行 2 条指令。 随后，AMD、Cyrix 等陆续推出了 80486 的兼容CPU，于是人们只知有 386 和 486 之分而不知有 Intel 和非Intel 之分。 鉴于这种情况， Intel 没有将486 的后一代产品称为 586，而是使用了注册商标 Pentium，Pentium 一经推出即大受欢迎，正如其中文名奔腾一样，其速度全面超越了 486CPU。尽管有浮点运 算错误的干扰，但对手的 5X86 更像是一个超级 486，就算是后来的 AMDK 5 也因为推出较晚和浮点运算不够强劲而大败于Pentium。在Pentium 家族中，早期的 50MHz、60MHz 为P5，而75MHz200MHz的产品则为P54C。随后，Intel将MMX技术应用到 Pentium 中 ，这一代产品从 133MHz到233MHz，即P55C。其中的Pentium 166 MMX 的产品被玩家们亲切地称为 黑金刚 ，从此张口不离超频二字。 其实在 P55C 之前，Intel 早就推出了Pentium Pro，但是当时微软的Windows95 尚未推出，彻底抛弃了 16 位