第一章计算机原理与操作系统

2013.3计算机原理与操作系统教学目的与要求

本课程包括计算机(微机）组成原理和操作系统（UNIX和LINUX)两大部分，通过本课程的学习，使大家了解计算机系统的组成、原理和内部运行机制，准确理解和掌握操作系统如何管理和控制计算机系统软、硬件资源等知识点，熟悉地球物理学中广泛使用的Unix和Linux操作系统，培养良好的程序设计思维和使用计算机的能力，为将来的地球物理软件的研制与应用奠定基础。课程的主要内容

计算机系统概述数制与码制计算机主机的工作原理8086指令系统和汇编语言程序设计计算机外围设备简介操作系统的基本原理

主要参考书1、周佩玲16位微型计算机原理接口及其应用中国科学技术大学出版社20022、蒋本珊电子计算机组成原理（3版）北京理工大学出版社20043、白中荣计算机组成原理科学出版社20054、汤子瀛计算机操作系统西安电子科技大学出版社20025、程丽芳操作系统原理教程电子工业出版社20046、UNIX、LINUX及网络相关教程7、计算机文化基础石油大学出版社2000课程要求以课件内容为主

重视练习

授课内容有侧重考查方式

闭卷考试

卷面成绩70％，平时成绩30％（作业和上机）计算机（Computer）：

计算机是一种以电子器件为基础的，不需人的直接干预，能够对各种数字化信息，进行算术和逻辑运算的快速工具。第一章概论计算机发展中的关键人物维纳的现代计算机设计五原则

1940年，美国科学家维纳阐述了自己对现代计算机的五点设计原则：数字式而不是模拟式；以电子元件构成并尽量减少机械装置；采用二进制而不是十进制；内部存放计算表；内部存储数据。

维纳在1948年完成了著作《控制论》，这不仅使维纳成为控制论的创始人，而且对计算机后来的发展和人工智能的研究产生了深刻的影响。现代电子计算机之父

1944~1945年间，美籍匈牙利科学家冯·诺伊曼(VonNeumann)在第一台现代计算机ENIAC尚未问世时注意到其弱点，并提出一个新机型EDVAC的设计方案，其中提到了两个设想：采用"二进制"和“存储程序”的通用电子计算机体系结构原理，确立了计算机的五个基本部件：I/O设备、运算器、存储器和控制器，从而奠定了当代电子数字计算机体系结构的基础，也使冯·诺伊曼成为“现代电子计算机之父”，现在的微型计算机就是采用这种结构。计算机开关电路

1938年，信息论的创始人、美国科学家仙农发表论文《继电器和开关电路的符号分析》，首次阐述了如何将布尔代数运用于逻辑电路，奠定了现代电子计算机开关电路的理论基础。图林机：

1936年，24岁的英国数学家图林发表著名论文《论可计算数及其在密码问题的应用》，提出了“理想计算机”，后人称之为“图林机”。图林通过数学证明得出理论上存在“通用图林机”，这为可计算性的概念提供了严格的数学定义，图林机成为现代通用数字计算机的数学模型，它证明通用数字计算机是可以制造出来的。1．科学计算在大型的系统工程中，往往需要大量的计算。比如天气预报：全国甚至全世界各个地域的温度、湿度、各个不同高度的大气数据、地域地理数据，反正是惊人的数据量集中到大型计算中心，进行大规模的数据运算，得出今后不同时期的天气概率。2．过程控制这里往往用在生产、军事领域。这样的计算机实时采集外界的数据，并且尽量快的加以处理，用事先定义好的应对方式加以响应和控制相关部件。比如化工生产当中的各个管道的压力、温度、流量必须在一定的范围内，这是各个探头实时采集以上数据，发现不对时立刻控制相关阀门加以处理。计算机的主要应用领域3．信息处理计算机不仅能处理数值数据和字符信息，还能处理图形、图象、声音、动画等各种信息。在业务处理、情报处理、办公自动化、管理和决策方面，计算机都得到了广泛的应用，如管理信息系统（MIS），决策支持系统（DSS）等。4．计算机辅助设计、辅助制造和辅助教学计算机辅助设计（CAD），计算机辅助制造（CAM），计算机辅助教学（CAI），这些都是新兴的行业，利用计算机在这些传统领域的拓展，大大缩短了制造业的设计制造周期。5．人工智能（AI）用计算机代替人类的某些脑力劳动。1.1计算机的发展简史一、第一代电子管计算机（1946-1957）

1946年2月15日，世界上第一台通用数字电子计算机ENIAC研制成功。计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer）

重达30吨，占地170m2,耗电140KW，用了18800多个电子管。据传ENIAC每次一开机，整个费城西区的电灯都为之黯然失色。另外，真空管的损耗率相当高，几乎每15分钟就可能烧掉一支真空管，操作人员须花15分钟以上的时间才能找出坏掉的管子，使用上极不方便。曾有人调侃道：“只要那部机器可以连续运转五天，而没有一只真空管烧掉，发明人就要额手称庆了”。EN箭IA哄C的俭开发雪经费市几经锄追加宝，达碌到4还8万粗美元矛，相须当于呜现在冒的1转00坐0万六美元勉以上撞。埃克屈特（如右）暑和莫猴克利她（左难）因股共同督研制玻成功已EN贸IA年C而苗名垂兆青史柳。总疑工程汤师埃茶克特很当时玻年仅禁24叹岁。二、翅第二显代晶构体管绵计算奋机（19槽58聋-1雁96箱4）这一愈时期医主要龟采用扛晶体稠管作蒸为基慈本器异件，阴因而扎缩小赶了体搅积，疾降低谢了功渴耗，共提高买了速把度和阴可靠钳性。晶体滑管与预电子揭管的晓比较19勿59兴-1振96截4：晶饥体管庙造就腐第二饰代计太算机晶体羞管肖克应莱（旱左）包、巴贼丁（任中）猎、布贫拉顿池（右盈）于偶19筛56销年共佛同获幸得诺掌贝尔堂物理聚学奖椒。第二嘴代计阁算机TR谣AD摘IC美国欺贝尔泄实验萌室于祥19杏54性年研协制成信功第窝一台殖使用断晶体坡管的售第二裹代计针算机版TR偶AD膀IC调。装有兰80轻0只此晶体眉管，勇仅1平00赴瓦功呜率，姓占地愚也只生有3馋立方朝英尺便。相比年采用思定点软运算野的第尖一代肢计算战机，朱第二拆代计曾算机上普遍厌增加叨了浮锅点运忌算，维计算团能力组实现激了一怒次飞山跃。IB佣M港70海90晶体索管电久脑第二太代电猜子计密算机添的典让型代兴表三、京集成旱电路剪计算渡机（19早64括-1峡97戚2）19拜58么年，殿美国微物理应学家悄基尔归比和割诺伊呆斯同程时发伴明集匀成电菌路。19眨69辈年，俊法庭俗判决肚基尔替比(漂左)腔和诺闪伊斯折（右里）为姥集成饿电路帮的共驶同发矛明人耻，线他们形都因叉此成坦为微并电子退学创摩始人笑并获腰得巴歌伦坦灰奖章园。IB贡M味S/饲36牛0S/植36雅0极暑强的冠通用允性适喇用于榨各方龄面的琴用户挺，它思具有掉“3竟60遭度”季全方错位的屡特点椒，并厅因此传得名因。开案发S湖/3湾60听被称欣为“倍世纪消豪赌蜜”，坊IB鼠M为狐此投轮入了捷50织亿美统元的虑研发种费用都，远查远超养过制哄造原进子弹门的“僚曼哈啊顿计提划”慌的2腔0亿辨美元饼。四、夹大规凤模或烟超大轧规模变集成挂电路膛计算愤机（19岩72世-）出现惩集成挨电路腊后，产唯一廉的发逼展方遇向是庄扩大傅规模风。大与规模叼集成昏电路(L铃SI俊)可以册在一利个芯鞭片上均容纳宣几百惑个元旧件。须到了80年代真，超穗大规端模集汗成电满路(V壁LS发I)在芯陵片上持容纳泥了几弹十万忧个元骡件，啊后来障的UL闸SI将数仅字扩济充到书百万移级。台式PC微机笔记渴本电建脑格鲁拔夫、郑诺依私斯和搁摩尔In鲜te拴l公车司成歌立于眉19滔68此年，赞I亚nt缸el施这个介字是术由“座集成涂/电斑子(牌In斑te仙gr拖at孝ed虑E倾le穗ct奏ro插ni问cs唯)"稼两个索英文旅单词稍组合箭成的虽，象画征新鸭公司本将在瞎集成替电路俗市场矛上飞喇黄腾奴达1.接2微处词理器桶和微沫型计罪算机绪的发吨展冯、之诺依智曼结度构计症算机的五大利部件捎中，存储嘱器又分深为内存拉储器和外存句储器，外苹存储裹器和奇输入技设备沙、输裕出设偷备统显称为外围读设备；运佣算器昂和控岛制器府合称主机，这蔽两部荡分又白称中央滩处理夏器（CP承U,Ce雾nt列ra霉l察Pr陡oc概es愁si遭ng头U扔ni卫t）探，将浸主机占集成滩为一贞块芯暮片就意是微处汁理器（p，跃Mi道cr垃op愤ro策ce柄ss瞒or开），抗又称锻微处仍理机荐。一、宁微处喊理器检、微元型计良算机沈和微捧型计问算机这系统（一密）定诵义微处晕理器（p，Mi惧cr爪op秤ro称ce染ss填or）：是指腥由一疯片或拔几片夺大规干模集妄成电我路组舞成的过中央抚处理坛器。微型升计算由机（c，Mi悄cr肌oc促om折pu怀te垮r）：是指苍以微婶处理膛器为钟基础馅，配以以内炊存储稿器以赢及输轻入/输出肿（I/琴O）接炸口和购相应尝的辅妖助电布路而荷构成疗的裸调机。微型泥计算认机系冲统（cs，Mi街cr沉oc仰om拆pu胸te惭r珍Sy故st对em）：是指脑由微代型计赶算机娇配以台相应寻的外庙围设和备及详其它精专用符电路佣、电芽源、跑面板束、机皆架及军足够乘的软就件而极构成贪的系年统。召三者弱间的撕关系画如下仗：1、第笨一代4位和桂低档8位微如处理轮器（19煤72五-1采97谷4）In划te贿l暴40移04菊,欢In咱te晌l推80势082、第损二代挪中盏档8位微朝处理持（19狮74速-1炒97宇8）In趴te啄l高80承80辱,M吐ot毒or漫ol够a裙M6坚80阔0,椅Zi艺lo杜g影z8德03、第浆三代16位微蛇处理危器（19扰78伴-1既98甲1）In腹te之l必80谢86品/8索08航8,宿M承ot议or榆ol用a藏M6渗80匹00各,Z板il巷og轧z搜80吉004、第乱四代32位微社处理绒器（19砌81厅-融20布01）In挥te忍l兆80楼48圆6忧Pe浆nt尸iu暂m欢I-幻玉IV6、第景五代64位微鲜处理行器（20新01睁-）微处汁理器发展效历史微处个理器链飞速莲发展80然38别680译48枝6奔腾奔腾统2代奔腾磨4代80拦28肆680周86奔腾俯3代IA楼-6计4(安嫌腾)40怜0419横71昂年19榆78涉年19顺83仿年19逝85假年19积89历年19霸93升年19蹲97纱年19奖99姓年20拍00本年Mo半or相e(亿摩尔怠)定缎律:“微悬芯片祥上集皆成的猾晶体初管数优目每戴三年祥翻两团番”双核20茅06幼年20默01抖年摩尔攀定律摩尔或预言圈，晶牺体管涌的密躲度每健过1副8个话月就布会翻冶一番签，这栏就是净著名束的摩作尔定悦律。溜这苦个舅趋忘势焰一昏直则延虾续寨至锣今祝。脆在槽26瞎年甲的敞时堤间室里缺，岩芯隔片洞上祝的垄晶诉体丘管榨数员量变增乏加娃了秘3失20特0俘多阿倍卸，诊从甲19鞋71络年百推笛出山的卡第节一轻款母4羽00乎4著的摇23舱00慈个稍增委加棋到宪奔藏腾渠®尝II滚处叼理痰器苦的疑7宫50卖万相个联。19骄71：微肠处理底器时苗代的榨开端19养71暮年1锁月，胡In另te生l公止司的来霍夫页研制删成功己世界痰上第洁一块香4位样微处弃理器赶芯片颤In像te移l闷40摘04率，标框志着宅第一淹代微指处理味器问学世，倡微处区理器骗和微匪机时坟代从洋此开累始。停因发敬明微州处理纲器，君霍夫理被英朴国《捕经济鹿学家另》杂丢志列幼为“其二战们以来越最有泊影响储力的饥7位剖科学氧家”庆之一劫。40示04的样粥子很卵像小垄虫子40旺04用的集虏成度毅只有明23飘00票个晶城体管煌，功必能其再实比议较弱皆，且虚计算脑速度择较慢辞，以究致只浙能用件在B写us答ic亏om岁计算帅器上睁，更惠不用哭说进枣行复灭杂的阳数学鼻计算傲了。撕不过裳比起睛第一给台电羡子计忽算机坟EN帆IA湖C来按说，资它已牛经轻鸦巧太拨多太负多了备。而面且最滤大的足历史茶意义物是，丸它是恒第一乎个通买用型微处理涝器19踩72年4月，妥霍夫家等人牵开发皇出第兆一个8位微汇处理筛器In返te婆l备80决08。I19酒73年8月，管霍夫孩等人在研制拼出8位微术处理学器In艰te线l猫80树80主频真2M步Hz沉的8鼠08捞0芯疯片运拳算速按度比严80均08膝快1慕0倍辨，可册存取衡64星KB汪存储陵器，所使用干了基炎于6军微米恋技术慎的6面00游0个破晶体岭管，妨处理酷速度修为0咽.6口4M统IP疏S。80仍8619格78孔年6吸月，码In议te芒l推乎出4仙.7哲7M垄Hz贸的8游08虹6微膏处理谅器，泄标志早着第冻三代遗微处废理器眠问世希。它纸采用爸16吸位寄幻玉存器资、1津6位胖数据摩总线般和2初90详00悲个3买微米醒技术蚕的晶兵体管医，售鸦价3占60虚美元绿。80亲88：IB咽M应PC的御醋用之背选19恢79厉年，薯In瞎te败l推绑出4逢.7保7M亏Hz室的准默16去位微予处理签器8邻08集8。练它在匪内部浩以1塞6位苦运行壶，但馆支持醉8位西数据趁总线亭，采煌用现营有的权8位蚁设备米控制尝芯片翅，包的含2偏90闹00毙个3配微米缝技术倘的晶充体管廊，可认访问裁1M董B内泥存地朱址，盈速度比为0弊.3杨3M扩IP政S。第一师台IB血M内PC早在域19暗80呀年7君月，袋一个神负责社“跳密棋计军划”竿的1丽3人阵小组冲秘密吹来到笋佛罗鹅里达诵州波屡克罗挨顿镇云的I肚BM待研究窑发展坡中心夹，开燃始开座发后努来被储称为题IB巴M他PC诱的产装品。匀一年黄后的锦8月晶12挤日，拜IB超M公杜司在掏纽约谨宣布洲第一棵台I盆BM蕉P险C诞钻生第一排台I咏BM条P过C采锁用了身主频壳为4医.7假7M南Hz概的I美nt收el时8披08易8，躺操作发系统菊是M胞ic畏ro断so牧ft舍提供盲的M扮S-规DO竭S。芝IB洞M将固其命钞名为辰“个牺人电孟脑（贸Pe诉rs滑on阔al挣C忠om客pu都te壤r）唤”，碰不久漂“个模人电孟脑”肚的缩笼写“纳PC饲”成歇为所制有个漏人电镰脑的腾代名猎词。PC之父IB数M微没电脑塞技术稳总设聪计师词埃斯闯特利凡奇（摸Do漏n浴Es凡tr替id环ge陡）负珠责整膨个跳底棋计烤划的端执行繁，他肉的天艳才和吧辛勤胀工作吹直接睡导致恩了I曲BM天P松C的完成功浇，并射被后育人尊委称为丝式“P动C之跑父”落。不规幸的搁是，值4年造后“初PC慕之父洗”因栗乘坐处的班宰机遭乏台风险袭击穗而英愚年早得逝，混没能盘够亲浴眼目宣睹他袭所开承创的恭巨大概辉煌粪。In栗te希l厨80装28问619视83缓年,傲In悄te坊l推搁出6命MH补z的抖In辜te牌l绩80伍28话6微刘处理访器，进采用贝16锣位数乖据总捆线。中它提农供了雕保护方模式仙操作是功能查，最掏初的交批发沿价为蒸36讽0美蹈元。80搜38茄6进入通了32位元分的世勒代19油85助年1渣0月牧，I吓nt愿el灰推出院16落MH悉z剖80修38芬6D枯X微迫处理恩器In贷te第l华48槐6（19艇88）Pe犹nt肥iu滥m（58溪6）In低te惨l于蛋19淘93副年3乔月推隐出奔犹腾（巨Pe携nt史iu奥m）莲处理雅器Pe技nt喂iu尾m扰MM律X，支遮持多朝媒体排技术掉的奔严腾Pe碎nt柳iu庭m堪MM骄X是略英特坛尔在墨Pe怨nt虾iu销m内扰核基的础上污改进后，最翁大的买特点译是增辽加了疯57挎条M骑MX易指令注。这炼些指弟令专影门用仔来处规理音坦视频堡相关语的计劈燕算，哀目的庄是提客高C宜PU弓处理圾多媒蹄体数飞据的切效率竭。Pe煌nt胁iu断m纯Pr循o，面疗向工崇作站棍的处闭理器19毙95之年1位1月泥1日异，I占nt昨el晌推出身Pe季nt孝iu悦m深Pr论o微矩处理茶器，毙采用遍了一迅种新胶的总闲线接明口S凭oc抱ke梯t店8。盖新的腊处理扁器对酱多媒严体功虫能提荐供了乳很好筒的支环持。Pe小nt妖iu拐m宜II，芯弱片封暴装有谣着巨访大的播改变Pe蓬nt坑iu跑m律II叹首次锹引入躁了S急.E世.C洋封装蚊(S枪in绒gl竞e浸Ed烤ge僵C解on卖ta向ct而)技饭术，汪将高在速缓担存与继处理苹器整珠合在厕一块牺PC讯B板坚上。19脾99绸年1宴月，劳In役te翁l推观出奔降腾I昨II洒处理微器，酒其身裹份代姥码可乎通过猪In退te新rn哗et壮读取康。20镜00坛年英昼特尔返发布传了P绒en狮ti琴um象4森处理孤器。护用户拐使用毫基于婆Pe活nt录iu傲m橡4处饲理器棋的个被人电敬脑，讨可以浸创建鸭专业谨品质捉的影绿片，康透过零因特将网传城递电兵视品江质的差影像斥，实勿时进横行语饥音、著影像蛇通讯腿，实摆时3老D渲闲染，育快速枝进行办MP翅3编公码解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32位浮点字长64位一级指令CACHE

8k一级数据CACHE

8k精确中断处理

支持浮点标准

IEEE754体系结构技术特点

支持寄存器换名，动态调度，乱序执行工作电压

I/O:3.3v/内核：1.8v功耗0.5W---1W总线频率

75MHZ---133MHZ封装方式PQFPESD保护

有龙芯副一号穷32亿位微葱处理盈器性边能参队数龙芯2号处国理器深芯片龙芯2号采堪用18艇0n趋m的CM此OS工艺羡制造递，片晴上集思成了13粱50万个贿晶体蓝管，夜硅片欠面积6.莲2毫米×6世.7毫米科，最弄高频鼻率为50双0M蜡Hz，功访耗为3-胖5瓦。难龙联芯2号实并现了暴先进誉的四专发射转超标切量超车流水眯结构敌，片宇内一饱级指树令和盲数据饲高速瓶缓存呀各64叮KB，片颂外二炎级高艰速缓架存最夕多可盏达8M秋B。龙去芯2号的SP具EC圾C恢PU葛20别00标准巧测试粥程序卸的实虹测性匠能是突龙芯1号的8-乡丰10倍，兆是1.街3G吨Hz的威雨盛处磁理器斥的2倍，塑已达电到相藏当于Pe恨nt梅iu衣m桃3的水日平。栋基于茎龙芯2号的Li须nu赞x-洋PC系统匆可以史满足踏绝大悄多数索的桌删面应眼用。龙芯2号增砍强型鉴处理显器芯型片（危龙芯2E）龙芯2E是一贫款实稠现64位MI川PS蹦Ⅲ指令茧集的么通用RI撤SC处理喘器，庆采用90量nm的CM特OS工艺申，布暑线层加为七刻层铜亿金属析，芯嫌片晶嗽体管触数目次为47良00万，劈燕芯片正面积6.染8m身m×迅5.焦2m睬m，最命高工汇作频漫率为1G鄙Hz，典悦型工瞎作频袍率为80幅0M惰Hz，实睬测功飞耗5-搞7瓦。炭龙芯2E具有拌片上12凉8K螺B一级装缓存彼、51母2K鱼B二级罢缓存诞，单币精度餐峰值既浮点童运算南速度类为80亿次/秒，仇双精填度浮善点运岭算速呢度为40亿次/秒，落在1G山Hz主频炉下SP薄EC诉C控PU戚20店00的实凡测分员值达塑到50阶0分，泡综合锋性能看已经木达到填高端Pe承nt害iu拔m飘Ⅲ以及胃中低伤端Pe霜nt夜iu离m武4处理礼器的巡寿水平势。龙芯2F龙芯2F是基恨于龙并芯2E处理禽器的倾改进驼版本判，于20辅07年研配制成搏功。汤龙芯2F在龙俯芯2E的基沸础上开提高溜了I/捎O性能毒和内冲存访供问带鬼宽，足增加榴了通滩过软户件调奶节工换作频煌率的较机制柱，并牢且兼己容MI员PS肢64标准丙。龙渡芯2F集成途了高探性能脉龙芯2号CP升U核，DD货R2内存政控制悬器，PC致I/信PC砍I-吉X接口,币Lo妹ca堪l指bu款s,中断俩控制居器以榨及视恳频加摄速部哄件。浮龙芯2F采用CM席OS惑90纳米骑标准炉工艺朋生产猫。龙芯2F的具澡体特访性如凡下：64位MI浴PS蒙I宅II及扩援展指提令集雁兼容,蓝64位字敢长;四发删射动客态超执标量皂结构坚，支非持2个定对点部勺件，2个浮贱点部迹件和菊一个沿访存斧部件饱。9-加10级超剂流水叶线，长支持庆寄存文器重摘命名欺、动盖态调世度、型转移娃预测冻等乱录序执翼行技列术IE存EE筐7厚54兼容食的浮者点部售件，邮每个晴浮点专部件拨都支手持全旧流水项浮点羞乘加炉运算弦，硬江件实现现浮珠点除妥法和迫开方皂运算雨，并歉支持畅多媒榜体加恼速。64项全挑相联TL饶B，每贱项映纲射两勾页，蔽页大房诚小4K另B-割4M墙B可变检；独毯立的16用-3西2项指伟令TL攻B，支蚀持可纪执行咽位以辨防止驰缓冲腔区溢界出攻斤击。分离茄的片亏上一醉级指肃令Ca卸ch包e和数羡据Ca勤ch呼e，4路组织相联毁，大泪小各嫁为64死KB，每笑块32字节郑。51量2K阳B片上4路组女相连域二级Ca捷ch顷e（每恶块32字节魄），晶能够宏由软摘件控落制打薄开或艺关闭吧。集成64位DD车R2内存谎控制问器，台最高33肢3M饶Hz频率影。集成13昼3M占Hz晒P棒CI雹X总线抱控制比器，森支持PC茅IX和PC替I总线链兼容捎。1-完GH赏z主频僚，支弦持动愤态频词率调针节以刃及关颜闭内球核时套钟等沿动态嗽功耗辽管理掏功能叙。低功宜耗：1G可Hz频率吐下功两耗小累于5瓦集成菊视频毫加速疾模块竭，该键模块排位于PC长I/低PC堡I-冬X控制咬器的逐写数贸据通贼路中柱，利狮用软牲件驱竭动，锡视频败加速稀模块孟能够捕进行YU酷V格式少到RG陶B格式睬的视菌频数丢据转幕换和扰自动百缩放屈运算.龙芯3号3A（4核，榆已经蠢流片钓成功摊，性捉能在群测试粥中）龙芯3A处理脾器是鞋第一茶款集蹈高性跨能、亡低键成本彻、戏低功广耗于屈一体崖的多归核处裤理器,内部锡集成4个主字频为1G盐Hz的64位超抖标量信通用努处理波器核,采用65屡nm工艺幸设计,芯片抬晶体叔管数辆目为4.排7亿。冶龙芯3A处理何器集阀成了2个16位的Hy轨pe盯r吃Tr刮an刃sp薪or旱t接口,伙2个64位DD访R2嗽/叙3讽Me只mo眯ry所C猴on非t须ro首ll耗er接口,1个32位的PC醋I/穴P扣CI拾-娇X接口,和1个L俯PC接口,其内偶部结裕构模堂块如虚图1示是脖龙芯3A处理逢器的赶芯片桌布局叉图,采用ST炒M枕ic也ro公司蚂的65滴nm工艺弯制成,硅片奖尺寸初约为12客mm梅x葛1置4m姨m殖,面积届大约17齿4m必m2丝式,最高夹频率膨为1.内0筑GH盖z孔,功耗客约为15～20筐W。3B（8核）3C（16核）1.掠3微型南计算白机的该基本眯结构佩和组枕成一）主按数旷据总己线划痕分１、偏４位适微机以“肝单片境微机脉”形煌式出具现，强数据炉总线劈燕为４区位，元可方患便地笛组成获ＢＣ须Ｄ码贯。可地组成卖各种季控制证器，些用于俊控制茄微波妨炉、缓烘箱债、洗春衣机棉、电继视机砍、录贴音机挡、冷捉冻机栋、缝潜纫机碍、高启档照赴相机伪、各凑种仪访表和脏办公馆设备械等。２、谨８位却微机以８望位ｐ为标核心滥组成即的微释机，遵用８筒位二神进制贴代码撤表示朴信息培－－路数字奖、文尸字字肆母及徐符号丙等。险基本唉指令侧执行脑时间2s左右衣。有耻完整扑的配摊套接怨口电缝路，睁如可稿编程赵的并猛行接嫌口电啄路、忧串行恶接口区电路给、定具时/计数链接口花电路风以及侍直接袄存储怨器接狼口电骡路等作。３、黎１６舌位微誓机以１赵６位ｐ构涉成的懒微机跳，运恳算速暂度高轰，指虾令量部短执彩行时参间为30母0n启s以下晌。软吓件方匙面可瞎以使柏用多蜘种语溉言，座有常士驻的亡汇编眉程序施，完楼善的逗操作决系统复、大煎型的页数据拥库，涨并且仿可以宾构成蒸多处忧理机邻系统陪。４、男３２攀位微李机以１居９８转５年In牲te虽l公司虏推出尤的32位p-服-秃--普80幸38舒6为代肃表。难它的荣寻址报能力横为4千兆骂字节家，虚案存空爽间达64兆兆穗字节鹿（联）。捕最短乏指令吃执行千时间授为12腔5n世s。在32位处菌理机袜中，洲具有拳支持渣高级颈调度铺、调闻试以颂及系千统开引发的慕专用畜指令萌，并捕且，伪操作祥系统镇已经欢固化繁。32位字荐长能座有效累地处般理各落种信羊息--吗--数据鹿、图疏形、病文字股和声迈音。可以外创建悠专业胆品质垃的影级片，宽透过边因特躲网传豪递电语视品邮质的给影像摧，实漫时进去行语蛇音、槽影像膏通讯梢，实翅时3D渲染层，快罩速进模行MP锦3编码拒解码秧运算哨，在配连接弓因特刃网时拉运行倾多个烛多媒学体软柿件。由32位p构成跑的32位微分机在貌实时扫控制客、事福务管虏理、终数据斗处理泊、工滋程预呆算、CA雀D/叛CA茧M以及箱人工腰智能狮方面己等方最面都箭得到固了广斧泛的闷应用香。5、64位微夕机微处愧理机猾时代超：In伤te芒l公司深和HP公司活在20挨01年共荒同开事发的64位处鼠理器It叠an犬iu蹄m(安腾)处理血器20苍03年4月AM息D公司串推出熔首款64位处塑理器员，20裙04年3月，In拢te重l也发场布了脑其首迟款64位Xe顾on处理重器，20秋06年5月：佛英特钥尔®酷睿守™2双核访处理驻器在20奸07年的9月6日，In脱te销l发布互代号物为“Ti尝ge浆rt嗓on呼”的73谈00系列四核授心处艘理器。IN旅TE运L宣布甘，在20秃08年9月14日推割出业版界首砌款六奇核心吉服务赴器处木理器Du盐nn墨in悉gt纽奉on。二）俯按组令装形庆式和叼系统弄规模袄划分1、单红片机又称唤“微个控制断器”切（Mi葵cr逆oc列on营tr景ol敏le啦r)和“嵌入晨式计浩算机伙”（Em归bc席dd呈ed--纺Co珍mp御ut怎er）。这是甘一种垒把构搜成一燃个微皆型计萌算机租的一卖些功领能部前件集枕成在酒一块或芯片竿之中锋的计之算机巴。这谅些功夏能部别件包粱括p、RA雹M、RO闯M（有扰的单哨片机颂中不催含RO瞧M）、I/绿O接口吗电路野、计恋时器/计数胡器等部，甚旦至还驶将模/数转吐换器尽和数/模转姓换器独集成轨在内太。如In漫te巧l公司夜的MC仪S-顽-5沟1、91系列泥单片孟机，Mo男to您lo样ra公司矮的MC形68你05等都挽是常糕用的咱单片箭机。2、单仁板机将p、RA饥M、RO自M及一穷些I/速O接口太电路浇，加翅上相纷应的朝外设殊（键泼盘、咱发光稍二极帽管显渡示器宰）以司及监填控程追序固妻件等丘安装汁在一劳块印执刷电桃路板吹上所象构成但的计票算机今系统面。如TP康--协80谦1、TP搂--笨80份6等3、个时人计类算机功（Pe站rs即on盼al震C带om钓pu贩te缘瑞r）是指炊“由分微处驴理器即芯片量装成斜的、束便于刮搬动讨而且奖不需膏要维朗护的相计算肺机系颗统”吴。市唱售的士第一勤台个赏人计礼算机遭是美项国MI涂TS公司19岔75年推肚出的Al赴ta场ir幸80昼80。1.酒3微型理计算隙机的基服本结击构和缴组成输入设备存储器运算器控制器输出设备冯.诺依的曼计麻算机蚁基本存结构冯·诺依勿曼原羽理的戚基本察思想辉：采用孕二进膀制形师式表砖示数石据和骆指令欲。指效令由泄操作莫码和逮地址劲码组开成；“程像序存辩储”忍和“嫌程序斧控制抓”桨；计算堪机由存储骂器、运算屈器、控制竭器、输入覆设备覆和输立出设优备五大伴基本较部件姥组成炸。计算涛机的花工作当过程如果申想叫兄计算枪机工哄作，翼就得浩先把爱程序砖编出拦来，吗然后违通过财输入资设备蜂送到雪存储纳器保纯存起应来，诊即程序押存储。下围面就血是执籍行程伯序的怨问题抢，通宵过控壶制器必读取蜓程序悼指令研进行霸相应榜的操抬作，偿即程序远控制。程序财存储间和程地序控蜻制原奸理冯.哑诺聋依曼痒原理狸：微型延计算锅机的匆系统旗组成运算器

控制器寄存器组

内存储器总线输入输出接口电路外部设备软件微处理器微型计算机微型计算机系统微处只理器酿、微曲型计裤算机翅、微匹型计拾算机芽系统姜之间硬的关俊系微型鸽计算祸机组泰成结题构微型计算机系统硬件微型计算机（主机）微处理器

(CPU)软件外围设备运算器控制器存储器

(内存)RAMROM外部设备辅助设备输入设备(键盘、扫描仪、语音识别仪…)

输出设备(显示器、打印机、绘图仪、…)

辅助存储器(磁带、磁盘、光盘)输入/输出接口(PIO、SIO、CTC、ADC、DAC…)(I/O接口)总线(AB、DB、CB)系统软件(操作系统，编辑、编译程序，故障诊断,监控程序…)应用软件(科学计算，工业控制，数据处理…)程序设计语言(机器语言、汇编语言、高级语言)电源电路时钟电路主板金的结泥构中央烧处理授单元CP鞠U主存ME情MO寸RY主板接口丽卡总线带插槽存储子系慌统输入扫输出子系勤统主板膨：总悦线主板董：接听口非冯组·诺饱依曼传统迷的冯羽·诺忽依曼桐型计爽算机稳从本闪质上币讲是皂采取撇串行类顺序剪处理懒的工粥作机焦制，灭即使推有关作数据轿巳经茄准备养好，认也必亿须逐厕条执者行指谜令序何列。弄而提错高计艺算机雕性能棉的根遵本方乖向之包一是设并行须处理患。因盛此，捏近年疾来人烦们谋会求突哗破传口统冯潜·诺于依曼然体制陕的束甲缚，可这种及努力财被称套为非色诺依削曼化设。一月般认身为它谱表现调在以韵下三价个方连面的敲努力盖。（1）在过冯·诺依撑曼体摧制范候畴内授，对效传统宿冯·诺依何曼机押进行剂改造广，如咏采用泪多个饱处理锋部件腾形成汪流水概处理访，依烂靠时糖间上始的重涛叠提让高处植理效宿率；朝又如重组成予阵列走机结夸构，乔形成照单指春令流像多数锣据流瓦，提框高处建理速浪度。（2）用的多个谱冯·诺依划曼机多组成骨多机护系统亭，支亩持并落行算傲法结而构。肤（3）从迟根本揪上改振变冯·诺依华曼机规的控国制流静驱动旺方式馅。二、泄微型灵计算吓机的于系统询结构CP蚀UME垄MI/重O数据亡总线DB控制枯总线CB地址谅总线AB注：栗CP遵U仪在某买一时挑刻仅纽奉能访抬问总吊线上胆的一限个部亚件内部数据总线控制总线数据总线地址总线暂存器累加器ALU标志寄存器指令寄存指令译码时序和控制逻辑通用寄存器组地址寄存器组地址总线控制数据总线控制微处念理器（CP吗U）的基炎本结构构算术片逻辑秃单元家（运制算器蹈）指令饲处理劫单元纽奉（控浴制器糊）寄存祸器组80妇86辱/8惜08橡8内辨部结绒构存储辽器存储浪器是欺用来要存储寺信息问的部汽件。暮存储身器的邮性能他指标瓣：存储务容量存取泽速度计算刷机的遥存储这器分肠为2大类俯：内部不存储颗器，简侄称内脏存或芬主存发。又仅分为源：RA闸M随机臂存取吊存储待器：SR跟AM、DR风AMRO厦M只读盆存储蓄器：RO质M、PR学OM、EP险RO蜘M、EE匆PR洞OM外部添存储纵器，简受称外阴存：歼硬盘延、软待盘、秒磁带凤、光疤盘另外震，还贼有CA回CH测E著RA絮M扩展装内存XM演S系统叮区38醉4K箩BTP咱A64差0K需BCP租UPC系统快的存拢储器狂映象Ca内ch斜e主存辅存海存内存外存程序伴暂驻掉区常规梯内存1M俩B奇地柳址8位8M食BFF执FF蜻FF微处久理器隙的物群理存失储系糊统（咬一）偶地购址8位8M联BFF目FF冠FED7雹～D即0D1裤5～期D800委00惧0000扁00强0116熊位机想（8益08躲6/钓80侍88像）1续MB16菜位机六（8励02甜86响）1倘6M孩B存储页体48位1G竖BFF浴FF莫FF盲FF微处女理器们的物巾理存棉储系羡统（爪二）存储酿体38位1G袋BFF战FF末FF薄FED2宽3～福D1职6D3伐1～竹D2控480鸟38骡6D稻X（歌4G劈燕B）80件48讯6S姓X（迅4G简B）80熄48的6D葛X（福4G哨B）00灭00毯00弄0200挑00签00命03存储新体28位1G膏BFF尸FF波FF肆FDD1啄5～即D800受00僚00翻01存储旷体18位1G您BFF暗FF宏FF房诚FCD7凡～D终000虎00届00冬0032论位机I/述O设备输入脸设备串行酱通信胖设备软盘俊、硬显盘鼠标CD－RO横M键盘扫描饮仪DV厚D输出辉设备打印蹲机（注针打场、激垮光、愈喷墨溪）软盘摇、硬排盘绘图估仪显示牧器元件欲级总他线地址棒总线AB（Ad迟dr撒es殖s寺Bu滑s）由毁CP固U轻输出状的一衫组地健址通哲信线辜，用于槐确定他存储掌器单元调地址或I柱/O端口乱地址。CP耗U话与存咳储器拖、I慨/O耗接姨口间轮的数甘据通舱信线庆，用于饺CP东U与亮存储建器单湾元或爪I局/O馋端僻口间蓄读写纤数据勒。CP孩U宰与存粗储器灯、I幸/O督接喇口间厅多种仇且独预立的锋控制电通信抖线，完成银CP醒U与廉存储辩器、丘I恩/O粉接衫口间鼓的特停定操坏作控驻制。数据阶总线朽D舒B之（D柜at代a含Bu好s）控制打总线竟C赔B汁（C列on率tr姥ol侧B骡us把）三、程计算幕机系予统的稠基本猛组成硬件槐系统软件焰系统微机暴主板监图硬件（h抓ar匠dw捆ar圆e）是指痰那些眯组成姻计算答机的肾物件溉。其宏基本猫功能躺是接顶受计望算机怒程序绞的控考制来欣实现裹数据括输入龟、运腔算、即数据披输出咽等一榴系列鹿根本齿性的周操作兼。由荡五大榨部件朵组成疯：（1验）控制溜器（C疑on认tr疮ol挪le炉r）控制朴器是但计算然机的稠指挥解系统击，计江算机堆的工暮作就后是在护控制但器控芽制下胶有条结不紊雹、协借调地夺工作皮的。控制变器通漠过地贞址访语问存位储器融，逐饼条取础出选五中单蜂元的秩指令狂，分佩析指党令，衫根据辱指令色产生位相应素的控盖制