电子信息工程专业英语教程（第5版） 课件 Lesson 03 Microprocessors

Unit

1ElectronicDevices

Lesson3Microprocessors《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Lesson3MicroprocessorsBackgroundsTexttour

LanguageinuseVocabularyStructureReading/writingtechniques2024/5/292《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Terminologymicron,datawidth,MIPSresettri-statebuffer

pipelining

AbriefsummaryofallPentiumfamiliesBackgrounds2024/5/293《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Terminology2024/5/294《电子信息工程专业英语教程（第5版）》micron是“微米(百万分之一米)”的意思，和μm一样。Micron值用于度量相应芯片中的最小线宽。Micron值越小，芯片中集成的晶体管数量就越多。

datawidth是指算术逻辑单元ALU的字长。8-bit的ALU可以进行两个8-bit数的加、减、乘等运算，32-bit的ALU可以对32-bit的数进行操作。外部数据总线的宽度一般和ALU的数据宽度相同，但也有例外。如8088的ALU是16-bit，而其外部数据总线为8-bit；而Pentium处理器的ALU是32-bit，而其外部数据总线为64-bit.MIPSMillionInstructionsPerSecond每秒百万条指令。MIPS是一个粗略表征微处理器性能的指标。因为现代微处理器的种类繁多、结构各不相同，MIPS指标所能反映的信息很有限。micron,datawidth,MIPS2024/5/295《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Reset复位复位是指“使系统状态处于指定的初始值”reset2024/5/296《电子信息工程专业英语教程（第5版）》tri-statebuffer三态缓冲器Atri-statebufferisadevicethatallowsyoutocontrolwhenanoutputsignalmakesittothebus.Whenthetri-statebuffer'scontrolbitisactive,theinputofthedevicemakesittotheoutput.Whenit'snotactive,theoutputofthedeviceisZ,whichishigh-impedanceor,equivalently,nothing.Thereisnoelectricalsignalisallowedtopasstotheoutput.tri-statebuffer2024/5/297《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Atechniquewherethemicroprocessorfetchesthenextinstructionbeforecompletingexecutionofthepreviousinstruction,inordertoincreaseprocessingspeed.）流水线是一种在前一条指令全部执行完之前就开始取下一条指令，以提高处理速度的技术。pipelining2024/5/298《电子信息工程专业英语教程（第5版）》AbriefsummaryofallPentiumfamilies2024/5/299《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Pentium4-Introducedin2000(1.4-3.4GHz)

LatestPentiumarchitecturestartedoutwitha400MHzsystembusand256KBL2cache(laterincreasedto800MHzand2MB).Thefirstmodelscontained42milliontransistors,usedthe0.18micronprocessandcamein423-pinand478-pinPGApackages.Intel'sfirstPentium4chipsetwasthe850andsupportedonlyRambusmemory(RDRAM),butsubsequentchipsetsswitchedtoDDRSDRAM.Celeron-Introducedin1998(266MHz-2.8GHz)

LessexpensivePentiumchipsduetosmallerL2caches.FirstCeleronshadnoL2cache,but128KBon-diecachewasaddedin1999.Celeronsstartedoutwith66and100MHzsystembusesthatmigratedto400MHz.2024/5/2910《电子信息工程专业英语教程（第5版）》PentiumIII-1999-2001(500MHz-1.13GHz) ThePentiumIIIadded70additionalinstructionstothePentiumII.ThePentiumIIIuseda100or133MHzsystembusandeithera512KBL2cacheora256KBL2AdvancedTransferCache.Dependingonthemodel,itcontainedfrom9.5to28milliontransistors,usedthe0.25or0.18micronprocessandcameinSECCandSECC2packages.MobileunitscameinBGAandmicro-PGApackages.PentiumIIIXeon-1999-2001(500MHz-933MHz) Typicallyusedin2-wayto8-wayservers,XeonspecswerelikePentiumIIIwithL2cacheupto2MB.TheXeonusedtheSECC2andSC330chippackages.2024/5/2911《电子信息工程专业英语教程（第5版）》PentiumII-1997-1999(233MHz-450MHz) AddedMMXmultimediainstructionstoPentiumProandintroducedtheSingleEdgeConnectorCartridge(SECC)forSlot1.ThePentiumIIuseda66or100MHzsystembus.Desktopmodelshad7.5milliontransistors,512KBL2cacheandwerehousedinSECCpackages.Mobilemodelshad27.4milliontransistors,256KBL2cacheandwerehousedineitherBGAorMobileMini-Cartridge(MMC)packages.PentiumIIXeon-1998-1999(400MHz-450MHz) Typicallyusedinhigh-endand2-wayand4-wayservers,XeonspecswerelikePentiumIIwithL2cachefrom512KBto2MBand100MHzsystembus.2024/5/2912《电子信息工程专业英语教程（第5版）》PentiumPro-1995-1997(150MHz-200MHz) Typicallyusedinhigh-enddesktopsandservers,thePentiumProincreasedmemoryfrom4GBto64GB.ThePentiumProhadL2cachefrom512KBto1MB,useda60or66MHzsystembus,containedfrom5.5to62milliontransistors.Itwasmadewith0.35processandhousedinadualcavityPGApackage.Whenintroduced,itwastoutedasbeingsuperiortothePentiumfor32-bitapplications.PentiumMMX-1997-1999(233MHz-300MHz) AddedMMXmultimediainstructionstoPentiumCPUandincreasedtransistorsto4.5million.DesktopunitsusedPGApackageand0.35processwhilemobileunitsusedTCPand0.25process.2024/5/2913《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Pentium-1993-1996(60MHz-200MHz) FirstPentiumCPUmodels.ThePentiumhadanL2cachefrom256KBto1MB,useda50,60or66MHzsystembusandcontainedfrom3.1to3.3milliontransistorsbuilton0.6to0.35process.ChipswerehousedinPGApackages.2024/5/2914《电子信息工程专业英语教程（第5版）》OutlineBriefintroduction(para.1-4)InsideamicroprocessorRAMandROMMicroprocessorInstructionsMicroprocessorPerformance

MicroprocessorTrendsTexttour2024/5/2915《电子信息工程专业英语教程（第5版）》BriefintroductionAcompletecomputationengineIntel4004,1971Intel8080,1974Intel8088,197980286,80386,80486,Pentium,PentiumII,PentiumIII,Pentium4DifferenceTransistorsMicronsClockspeedDatawidthMIPS2024/5/2916《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Intel4004PentiumIVBriefintroduction2024/5/2917《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Intel4004PentiumIVBriefintroduction2024/5/2918《电子信息工程专业英语教程（第5版）》NameDateTransistorsMicronsClockspeedDatawidthMIPS808019746,00062MHz8bits0.648088197929,00035MHz16bits

8-bitbus0.33802861982134,0001.56MHz16bits1803861985275,0001.516MHz32bits58048619891,200,000125MHz32bits20Briefintroduction2024/5/2919《电子信息工程专业英语教程（第5版）》NameDateTransistorsMicronsClockspeedDatawidthMIPSPentium19933,100,0000.860MHz32bits64-bitbus100PentiumII19977,500,0000.35233MHz32bits64-bitbus~300PentiumIII19999,500,0000.25450MHz32bits64-bitbus~510PentiumIV200042,000,0000.181.5GHz32bits64-bitbus~1,700Briefintroduction2024/5/2920《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Insideamicroprocessor3basicthingstodo:

Mathematicaloperations…

movingdata…makedecisions…2024/5/2921《电子信息工程专业英语教程（第5版）》InsideamicroprocessorComponentsofasimplemicroprocessor:RegistersAddresslatchProgramcounterALUTestregisterTri-statebufferInstructionregisterInstructiondecoder

2024/5/2922《电子信息工程专业英语教程（第5版）》InsideamicroprocessorAlthoughtheyarenotshowninthisdiagram,therewouldbecontrollinesfromtheinstructiondecoderthatwould:…2024/5/2923《电子信息工程专业英语教程（第5版）》RAMstandsforrandom-accessmemory.RAMcontainsbytesofinformation,andthemicroprocessorcanreadorwritetothosebytesdependingonwhethertheRDorWRlineissignaled.Oneproblemwithtoday'sRAMchipsisthattheyforgeteverythingoncethepowergoesoff.ThatiswhythecomputerneedsROM.RAM是随机存取存储器。RAM中包含着以字节为单位的信息，微处理器能够依据RD/WR信号哪个有效来决定字节的读/写。当前RAM芯片的一个问题是：掉电后，所有保存在RAM上的内容全部丢失。这就是计算机需要ROM的原因。RAMandROM2024/5/2924《电子信息工程专业英语教程（第5版）》ROMstandsforread-onlymemory.AROMchipisprogrammedwithapermanentcollectionofpre-setbytes.TheaddressbustellstheROMchipwhichbytetogetandplaceonthedatabus.WhentheRDlinechangesstate,theROMchippresentstheselectedbyteontothedatabus.ROM是只读存储器。ROM芯片是用一组永久的预设字节进行编程得到的。地址总线告知ROM芯片要将哪个字节取出并置于数据总线上。当RD信号线改变状态时，ROM芯片将选中的字节输出到数据总线上。RAMandROM2024/5/2925《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Assemblylanguage…Clanguage…Let'staketheADDinstructionasanexampleandlookatwhatitneedstodo:…MicroprocessorInstructions2024/5/2926《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Thenumberoftransistorsavailablehasahugeeffectontheperformanceofaprocessor.可用晶体管数量对于微处理器的性能有很大的影响。

MicroprocessorPerformance2024/5/2927《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Inapipelinedarchitecture,instructionexecutionoverlaps.Soeventhoughitmighttakefiveclockcyclestoexecuteeachinstruction,therecanbefiveinstructionsinvariousstagesofexecutionsimultaneously.Thatwayitlookslikeoneinstructioncompleteseveryclockcycle.在流水线结构中，指令的执行是重叠的。这样的话，尽管执行每条指令可能需要5个周期，却可以在不同阶段同时执行5条指令。这样看上去好像每个周期都能完成一条指令。

MicroprocessorPerformance2024/5/2928《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Manymodernprocessorshavemultipleinstructiondecoders,eachwithitsownpipeline.Thisallowsformultipleinstructionstreams,whichmeansthatmorethanoneinstructioncancompleteduringeachclockcycle.许多现代处理器有多个指令译码器，而每个指令译码器都有各自的流水线。这种设计考虑到了多指令流——

在每个时钟周期内完成多条指令。MicroprocessorPerformance2024/5/2929《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Thetrendinprocessordesignhasbeentowardfull32-bitALUswithfastfloatingpointprocessorsbuiltinandpipelinedexecutionwithmultipleinstructionstreams.Therehasalsobeenatendencytowardspecialinstructionsthatmakecertainoperationsparticularlyefficient.TherehasalsobeentheadditionofhardwarevirtualmemorysupportandL1cachingontheprocessorchip.处理器设计的趋势是:全32位ALU、内置快速浮点处理器和多指令流流水线。还有一种趋势是:采用能使特定操作高效执行的特殊指令。此外，还有一种趋势是：在处理器芯片附加上硬件虚拟存储器和L1高速缓存。

MicroprocessorTrends2024/5/2930《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Vocabularypower，buffer，assume，reset，activate，permanentStructureallowfor

Reading/writing

techniquesLanguageinuse2024/5/2931《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Vocabulary2024/5/2932《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Theabilityorcapacitytoperformoracteffectively.权力Aspecificcapacity,faculty,oraptitude才能herpowersofconcentration.他集中注意力的能力Strengthorforceexertedorcapableofbeingexerted;might.力量Theabilityorofficialcapacitytoexercisecontrol;authority.权威Aperson,group,ornationhavinggreatinfluenceorcontroloverothers有影响力或控制力的人、集团或国家：Themightofanation,politicalorganization,orsimilargroup.势力Forcefulness;effectiveness说服力；有效：anovelofunusualpower.极具说服力的小说

Power

indictionary

2024/5/2933《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Theenergyormotiveforcebywhichaphysicalsystemormachineisoperated动力asailingshipdrivenbywindpower.帆船靠风力行驶Thecapacityofasystemormachinetooperate操作avehiclethatrunsunderitsownpower.自动操控的汽车Electricalormechanicalenergy,especiallyasusedtoassistorreplacehumanenergy.电能，机械能Electricitysuppliedtoahome,building,orcommunity:电力供应astormthatcutoffpowertothewholeregion.Therateatwhichworkisdone,expressedastheamountofworkperunittimeandcommonlymeasuredinunitssuchasthewattandhorsepower.功率Power

indictionary

2024/5/2934《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Inmathematics,thenumbertimesthataquantityismultipliedbyitself.

乘幂Inelectronics,theproductofaninstantaneousvoltageandthecorrespondentinstantaneouscurrent.InACcircuits,thepowerconsumedinacircuitwillbezeroifthevoltagesandcurrentsareexactly90degreesoutofphasewitheachother.

电功率

Ameasureofthemagnificationofanopticalinstrument,suchasamicroscopeortelescope.

放大倍数Power

indictionary

2024/5/2935《电子信息工程专业英语教程（第5版）》The4004poweredoneofthefirstportableelectroniccalculators.最早出现的一种便携式电子计算器就采用了4004作为计算引擎

。

Power

intext

2024/5/2936《电子信息工程专业英语教程（第5版）》poweramplification功率放大(系数)powerattenuator功率衰减器powercable电力电缆aerialpower天线功率carrieroutputpower载波输出功率broadcastingpower广播功率electricpower电力,电功率emergencypower紧急备用动力；备用电源firstpower一次幂meanpower平均功率meaneffectivepower均方根功率Power

inuse2024/5/2937《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Power

指“身体上、精神上或心理上的力量，不管是否表现出来"It'sbeyondhispower.这是他力所不及的。Force

指“运用或发挥出来的力量，使人或物按要求方向运动"Hediditwithagreatforce.他用了很大的力才把它做完了。Strength

指“内部固有的力量“。表示物质力量时，着重”体格或构造健全、完善等方面的力量,；表示精神力量时，指"持久、坚定、无畏、坚韧等"thestrengthtoliftsomething举起某物的力Power

inuse2024/5/2938《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Somethingthatlessensorabsorbstheshockofanimpact.

缓冲器Somethingthatseparatespotentiallyantagonisticentities,asanareabetweentworivalpowersthatservestolessenthedangerofconflict.

缓冲地带Onethatprotectsbyinterceptingormoderatingadversepressuresorinfluences:

缓冲物Buffer

indictionary

2024/5/2939《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Adeviceorareausedtostoredatatemporarilyanddeliveritataratedifferentfromthatatwhichitwasreceived.

缓存区Asubstancethatminimizeschangeintheacidityofasolutionwhenanacidorbaseisaddedtothesolution.

缓冲剂Buffer

indictionary

2024/5/2940《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Therearesixboxesmarked"3-State"inthediagram.Thesearetri-statebuffers.Atri-statebuffercanpassa1,a0oritcanessentiallydisconnectitsoutput.Atri-statebufferallowsmultipleoutputstoconnecttoawire,butonlyoneofthemtoactuallydrivea1ora0ontotheline.图中标有“3-State”的方框是三态缓冲器。它可以传送逻辑1、逻辑0，或和输出断开。三态缓冲器允许在一条信号线上连接多个输出信号，但只有一个信号输出。

Bufferintext

2024/5/2941《电子信息工程专业英语教程（第5版）》addressbuffer地址缓冲器airbuffer空气缓冲器inputbuffer输入缓冲器memorybuffer存储缓冲器videooutputbuffer视频输出缓冲Bufferinuse2024/5/2942《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Totakeupononeself自己承担：assumeresponsibility;assumeanother'sdebts.Toundertakethedutiesof(anoffice)担任…的职务（官职）：assumedthepresidency.Totakeon;adopt采取；采用：Toaffecttheappearanceorpossessionof;feign.假装；冒充Totakeforgranted;suppose想当然；以为：assumedthatpriceswouldrise.Totakeoverwithoutjustification;seize接管；夺取：assumecontrol.取得控制权Assume

indictionary

2024/5/2943《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Andlet'sassumethatboththeaddressanddatabusesare8bitswidehere.这里假定数据总线和地址总线的宽度都是８位。Let'sassumethatthissimplemicroprocessorhas128bytesofROMstartingataddress0and128bytesofRAMstartingataddress128.假定该微处理器有128字节ROM（地址从0开始）和128字节RAM（地址从128开始）。Assumeintext

2024/5/2944《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Topresumeistosupposethatsomethingisreasonable,justifiable,sound,orpossibleintheabsenceofprooftothecontrary:Ipresumeyou'retiredafterthelongride.

长途旅行后我想你肯定累了。Wecannotpresumetheexistenceoflifeonotherplanets.

我们不能推定其他行星上是否存在生物。Toassumeistoacceptsomethingasexistingorbeingtruewithoutprooforoninconclusivegrounds:WhydoyouassumethatI'mangry?

为什么你会认为我在生气?Iassumeyoualwaysgetupatthesametime.

我想你总是在同一个时间起床。Assumeinuse2024/5/2945《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Tosetagain重新放置：resetabrokenbone.重续断骨Tochangethereadingof改变…的读数：resetaclock.重拨钟表Tocauseacountertotakethestatecorrespondingtoaspecifiedinitialnumber.

使计数器处于指定的初始值。Toputallorpartofadataprocessingdevicebackintoaprescribedstate.

将数据处理设备的部分或全部设置为事先规定的状态。Reset

indictionary

2024/5/2946《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Theprogramcounterisalatchwiththeextraabilitytoincrementby1whentoldtodoso,andalsotoresettozerowhentoldtodoso.程序计数器（PC）是一种具备“加一”、“置零”功能的锁存器。Resetintext

2024/5/2947《电子信息工程专业英语教程（第5版）》resetbutton(key)复位按钮(键)resetcircuit复位电路resetcondition复位状态resetimpulse(signal)复位脉冲(信号)resetinstruction复位指令Resetinuse2024/5/2948《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Tosetinmotion;makeactiveormoreactive.使活动，使活跃activatedbyselfishmotives

在自私动机的驱使下Hisloftyspirithasgreatlyattractedandactivatedothers.

他的崇高精神大大地吸引并且激励了别人。Toorganizeorcreate(amilitaryunit,forexample)建立Totreat(sewage)withaerationandbacteriatoaiddecomposition.净化污水Toaccelerateareactionin,asbyheat.加速反应Tomake(asubstance)radioactive.使（物质）具有放射性Activate

indictionary

2024/5/2949《电子信息工程专业英语教程（第5版）》activatethetri-statebufferfortheprogramcounteractivatetheRDlineactivatethedata-intri-statebufferActivateintext

2024/5/2950《电子信息工程专业英语教程（第5版）》activatekey(button)起动键（按钮）Activatedadj.有活性的activatedcarbon活性碳Activateinuse2024/5/2951《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Lastingorremainingwithoutessentialchange:

永久的，耐久的Theuniversalhumanyearningforsomethingpermanent,enduring,withoutshadowofchange.

全人类渴望没有变化、永恒且持久的东西Notexpectedtochangeinstatus,condition,orplace:

不变的apermanentaddress永久地址Permanent

indictionary

2024/5/2952《电子信息工程专业英语教程（第5版）》AROMchipisprogrammedwithapermanentcollectionofpre-setbytes.ROM芯片是用一组永久的预设字节进行编程得到的。

Permanentintext

2024/5/2953《电子信息工程专业英语教程（第5版）》permanentassets固定资产permanentdamage永久性损伤permanenteducation终身教育permanentconnection固定连接permanentcurrent恒定电流permanentdelay固定延时Permanentinuse2024/5/2954《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Structure2024/5/2955《电子信息工程专业英语教程（第5版）》Manymodernprocessorshavemultipleinstructi