Central Processing Unit development history

年级：2009 学号：2009216052姓名：张彪

中央处理器（英文Central Processing Unit，CPU）是一台计算机的运算

核心和控制核心。CPU、内部存储器和输入/输出设备是电子计算机三大核心部件。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。差不多所有的CPU的运作原理可分为四个阶段：提取（Fetch）、解码（Decode）、执行（Execute）和写回（Writeback）。 CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码，并执行指令。

从1971年到现在，短短的三十年间，微型处理器的发展经历的几代。

人们一般以字长和典型的微处理器芯片作为各个阶段的标志。

下面我们以简单按照其处理信息的字长，CPU可以分为：4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器、64位微处理器来介绍

。

第一代（1971——1973）

这一时期的典型产品有Intel4004和intel8008，处理字长以4位和低档

次的8位。

该处理器的芯片制作工艺采用PMOS，每个芯片大约集成2000多个晶

体管，主时钟频率位1MHz，平均指令执行时间位12—20微秒，其结构简单，功能也比较单一，仅能进行串行十进制运算。

第二代（1973——1978）

为了解决第一代处理器处理字长和功能上的单一，1973年Intel推出了

性能更好的8位微处理器8080，这就是第二代处理器，这个时期是以成熟的8位微处理器为发展的，由于各种原因，微处理器和微型计算机得到快速发展，一些公司随后又推出了一些性能更好的微处理器产品，如Motorola公司的MC 6800，Zilog公司的Z80，和后来的Intel8085等。

这一时期在设计工艺和生产技术上都已经比较成熟了，但这些芯片基本

没有改变8080的基本特点，都属于第二代微处理器。它们均采用NMOS工艺,集成度约9000只晶体管,平均指令执行时间为1μS～2μS,时钟频率为2-4MHz，指令系统也也较为完善了，采用汇编语言、BASIC、Fortran编程，使用单用户操作系统。

第三代（1978——1983）

这一时代是以处理字长为16的微处理器时代。1978年英特尔公司生产

的8086是第一个16位的微处理器。随后Motorola公司的MC 6800和Zilog公司的Z8000也很快上市了。

8086其集成度高达29000管/片。最高主频速度为8MHz，其制作工艺比

第二代更加精密，其中motorola公司的MC 68000集成了68000个元器件，采用HMOS高密度制作工艺，时钟频率为5-40MHz，平均指令执行时间为0.5微秒，数