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处理器的春秋战国时代:8位处理器的恩怨与纷争(上)

时间:02-18 来源:3721RD 点击:

种子一旦萌芽了,便会爆发式的生长,新技术也是如此,由于微处理器可用来完成很多以前需要用较大设备完成的计算任务,价格又便宜,于是各半导体公司开始竞相开发设计并生产微处理器芯片。从此,处理器的发展开启了新的篇章,进入了百花齐放的时代。

虽然是百家争鸣,但毕竟术业有专攻,入道有先后,由于Intel创造了出第一款商用微处理器,所以顺理成章地荣登处理器的霸主宝座。

1.处理器的霸主-Intel和8080
稳坐霸主宝座之后, Intel更加以雷霆之势,创造了第二个微处理器的世界第一记录:Intel 8080,世界上第一种8位的微处理器。

1972年4月,由霍夫与费金研制的世界上最早的8位微处理器英特尔8008芯片问世。在13.8平方毫米的芯片上做出了能执行45种指令的中央处理器,它能同时对8个二进制数字进行传送和运算。

1973年8月,霍夫等人又研制出英特尔8080型微处理器,它的运算速度比4004型要快20倍。研制8080型芯片最初只是为了对8008型芯片进行改进,但当时速度较快的新型MOS金属氧化物半导体电路出现了,霍夫和费金把MOS电路应用到8080型芯片上,一举成功,成为第二代微处理器,它是有史以来最为成功的微处理器之一。

Intel 8080,于1974年4月发布,时钟频率为2MHz。怎么样,看起来不错吧?与它的前辈比起来,更加精致、大气!

人不可貌相,芯片也是如此。

8080的华服之下,更是金玉其中:集成6000只晶体管,几乎是4004的三倍,每秒运算29万次,拥有16位地址总线和八位数据总线,包含7个八位寄存器,支持16位内存,同时它也包含一些输入输出端口,这也是一个相当成功的设计,有效解决了外部设备在内存寻址能力不足的问题。

与第一代微处理器相比,集成度提高了1~4倍,运算速度提高了近20倍,指令系统相对比较完善,已具备典型的计算机体系结构及中断、直接存储器存取等功能。

虽然最初8080主要应用于控制交通信号灯,但是,很快便被应用到了新的领域-个人电脑。

当EdRoberts宣布Altair8800(牵牛星,这个名字来源于当时电视节目里一个流行的科幻剧)个人电脑的诞生时,Intel 8080实现了华丽丽地转身。Altair8800的核心是8080芯片,有256K存储器,没有键盘、鼠标、显示器、数据存储设备,也没有软件,输入数据是通过触发器的开关来记录代码的,输入是用闪烁的红灯给出二进制代码的答案。

这是有史以来第一个广为人知的个人电脑。 电脑迷当时可用395美元买到一组Altair的套件。它在数个月内卖出数万套,成为史上第一款下订单后制造的机种。

下面见识一下Altair8800 的真面目吧:

大家不禁要问:显示器呢?键盘呢?鼠标在哪里?

答案是:没有。

没错,没有键盘,没有显示器,没有鼠标。在今天看来,它其实更像一个主机,但是不用质疑,这就是世界上第一台个人电脑!

那么你知道它怎么使用吗?

看到开关和指示灯了吗?程序的输入输出全靠他们来实现,而且这项工作必须在遵照操作手册,才能完成。

哈哈,现在看起来,今天的程序猿哥哥们的工作,简直是美翻了。

千万别提操作手册,在Altair 8800面前,一提操作手册,估计很多人会当场晕倒。那是一本100页不到的小册子,其貌不扬,里面满纸都是二进制之类的技术术语,几乎就是一本计算机系学生必读的《计算机原理》教程。但是对普通用户而言,简直就是天书。(编外语:如果你学过计算机原理,如果你了解一点计算机编程,你就是它就是一堆0和1的组合。)

天书?有没有搞错,让用户在使用个人电脑前,读这么一大通天书呢?

道理很简单,不懂得二进制和机器语言,面前这台Altair 8800就是一堆废铁。那么如何让"废铁"实现计算机的功能?

看到前面板中央每个开关代表一个二进制位,拨到上面是1,拨到下面是0。输入程序其实就是用手连续拨动开关。一段最简单的算数程序,就要拨动几十次开关。要是做个复杂的统计计算,几百次的开关拨动是必须的。程序运行后,前面板最上面的8个红色指示灯就会显示运行结果--当然,那也是一个二进制数字。(编外语:如果中间某一个环节出错了那就好玩了,因为你要重新再来一次O(∩_∩)O)

天哪,一定有人瞪圆了眼睛。这么个用电脑的方法,岂不要累死个人!这不是计算机,这整个是台弹指神通练习器呀!

而且估计读完这边操作手册,用户就会升级为工程师了!

神器,果然是神器!

由此神器在手,霸主地位便江上永固了。

但是"霸主",这个含金量极高的头衔,哪个人不动心呢?

心动不如行动,看看这两位与"霸主"比肩的两个王国和他们的利器:Zilog公司的Z

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