Stfw.RuПервое поколение процессоров
🕛 24.09.2009, 13:51
Первое поколение процессоров - это процессоры Intel, которые использовались в первых ПК. Компания IBM, как разработчик архитектуры PC, выбрав процессоры производства Intel, предопределила основные стандарты нескольких поколений процессоров.Процессоры 8086 и 8088
В июне 1978 года Intel совершила революцию, представив свой новый процессор 8086. Это был один из первых 16-разрядных микропроцессоров на рынке; в то время все другие процессоры были 8-разрядными. Процессор 8086 имел 16-разрядные внутренние регистры и мог выполнять программное обеспечение нового типа, использующее 16-разрядные команды. Он также имел 16-разрядную внешнюю шину данных и поэтому мог передавать одновременно 16 бит данных в память.Разрядность шины адреса составляла 20 бит, и процессор 8086 мог адресовать память емкостью 1 Мбайт (220). В то время это казалось чудом, так как большинство других микросхем имели 8-разрядные внутренние регистры, 8-разрядную внешнюю шину данных и 16-разрядную шину адреса и могли адресовать не более 64 Кбайт оперативной памяти (216).
В большинстве ПК того времени использовались 8-разрядные процессоры, которые работали под управлением 8-разрядной операционной системы CP/M (Control Program for Microprocessors - управляющая программа для микропроцессоров) и такого же программного обеспечения. Плата и интегральные микросхемы, как правило, были также 8-разрядными. Тогда производство полностью 16-разрядной системной платы с памятью было настолько дорогостоящим, что такой компьютер вряд ли кто-либо мог позволить себе купить.
Стоимость процессора 8086 была довольно высокой - для него требовалась 16-разрядная шина данных, а не более дешевая 8-разрядная. Доступные в то время системы были 8-разрядными, и потому процессоры 8086 продавались плохо. В Intel поняли, что пользователи не хотят (или не могут) так дорого платить за дополнительную эффективность 16-разрядного процессора, и через какое-то время была представлена своего рода “усеченная” версия процессора 8086, названная 8088. В ней, по существу, были удалены 8 из 16 разрядов на шине данных, и теперь процессор 8088 мог рассматриваться как 8-разрядная микросхема в отношении ввода и вывода данных. Однако, поскольку в нем были полностью сохранены 16-разрядные внутренние регистры и 20-разрядная шина адреса, процессор 8088 выполнял 16-разрядное программное обеспечение и мог адресовать оперативную память емкостью 1 Мбайт.
Исходя из этого, IBM выбрала 8-разрядные микросхемы 8088 для своего первого IBM PC. Однако через несколько лет ее критиковали именно за это. (Сейчас понятно, что это было очень мудрое решение.) В то время IBM даже скрывала физические детали проекта, просто отмечалось, что ее новый PC имел быстродействующий 16-разрядный микропроцессор. Это утверждение было справедливым, поскольку процессор 8088 осуществлял то же самое 16-разрядное программное обеспечение, что и 8086, только немного медленнее. Фактически для всех программистов процессор 8088 являлся 16-разрядной микросхемой - на самом деле тогда не было никакого способа, с помощью которого программа могла бы отличить 8088-й от 8086-го. Благодаря этому IBM могла поставлять PC, поддерживающий 16-разрядное программное обеспечение и использующий недорогие 8-разрядные аппаратные средства. Даже в начале производства цена IBM PC была ниже, чем у самого популярного ПК того времени - Apple II. Компьютер IBM PC вместе с оперативной памятью объемом 16 Кбайт стоил 1 265 долларов, в то время как Apple II аналогичной конфигурации - 1 355 долларов.
В первом IBM PC устанавливался процессор 8088. Этот процессор был представлен еще в июне 1979 года, а IBM PC с процессором 8088 появился на рынке лишь в августе 1981 года. В те годы от выхода нового процессора до появления компьютеров с этим процессором могло пройти довольно длительное время; сегодня это немыслимо - компьютеры с новыми процессорами зачастую выпускаются в тот же день, что и сами процессоры.
В первом IBM PC использовался процессор 8088 с тактовой частотой 4,77 МГц, т.е. за одну секунду происходило 4 770 000 тактов. На выполнение команды в процессорах 8088 и 8086 в среднем затрачивалось 12 тактов.
Иногда возникает вопрос, почему объем основной памяти в компьютере ограничен использованием 640 Кбайт, хотя процессор 8088 может адресовать основную память емкостью до 1 Мбайт. Это объясняется тем, что IBM с самого начала зарезервировала 384 Кбайт в верхней части адресного пространства для плат адаптеров и системной BIOS. Оставшиеся 640 Кбайт используются DOS и программами-приложениями.
Процессоры 80186 и 80188
После выпуска процессоров 8088 и 8086 Intel начала разработку более производительного процессора с расширенной системой команд. Первые процессоры 80188 и 80186 были не очень удачными. Однако размещение на кристалле процессора некоторых компонентов, ранее выпускавшихся в виде отдельных микросхем, было настоящей находкой, поскольку в конечном счете привело к разработке процессора 286.
Процессоры 80186 и 80188 похожи на своих прародителей. Каждый из них является улучшенной версией предшественника. Процессор 80186 (как и 8086) полностью 16-разрядный, а 80188 (как и 8088) - компромиссный вариант с внешней 8-разрядной и внутренней 16-разрядной
шинами. Различие между этими процессорами заключается в том, что в один корпус, помимо собственно процессоров, встроено еще 15-20 дополнительных компонентов, а это позволило резко сократить количество микросхем в компьютере. Микросхемы 80186 и 80188 использовались в высокоинтеллектуальных периферийных адаптерах, например сетевых.