第47节 CPU 6个.docx

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第47节CPU6个

第四节CPU的技术指标和参数一

教学目的：

1.认识计算机CPU

2.掌握主板的接口及性能指标

3.用会挑选CPU

教学重点：

计算机接口

教学难点：

计算机性能指标

教学方法：

讲授法

教学用具：

投影、多媒体计算机

授课时间：

课时计划：

6课时

教学过程：

导言：

CPU（CentralProcessingUnit）中文名称为中央处理器或中央处理单元，它是计算机系统的核心部件。

CPU的性能高低直接影响着整台微机的性能，它负责微机系统中数值运算、逻辑判断、控制分析等核心工作。

如果电脑中没有了CPU，就像人没有了大脑一样。

计算机的一切工作都在此完成，人们常以它来判定计算机的档次。

CPU的内部结构可分为控制单元、运算单元和存储单元3大部分，其工作原理就像一个工厂对产品加工过程：

进入工厂的原料（数据），经过物资管理部门（控制单元）的调度分配，被送往生产线（运算单元），生产出成品（处理后的结果）后，再存储在仓库（存储单元）中，等着拿到市场上去交易（交由应用程序使用）。

新授内容：

一、技术指标

1.主频

CPU的主频也称为内频，是指CPU内部的工作频率或时钟频率，单位为MHz（兆赫兹）或GHZ（吉赫兹）。

表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。

主频的高低直接影响CPU的运算速度，一般来说，主频越高，一个时钟周期里完成的指令数也越多，当然CPU的速度也就越快了。

CPU的主频通常和其型号标注在一起的，如PentiumⅡ/450指其主频为450MHz，Pentium4/1.70GHZ其主频为1.7GHZ，由于各种CPU的内部结构不尽相同，

所以并非时钟频率相同性能就一样。

如PⅡ800和PⅢ800。

2.外频

CPU外部工作频率称为外频，是指CPU与外部设备（内存或主板芯片组）之间的数据交换速度。

外频速度高，CPU就可以同时接受更多的来自外围设备的数据，从而使整个系统的速度进一步提高。

3.倍频

是CPU的内部频率与整个系统的频率（外频）之间的倍数。

从486DX2开始，CPU的主频与外频就不一致了，而想让CPU更好的工作就要将整个系统的频率（外频）与CPU的内部频率以一定的倍数工作，即主频=外频×倍频。

实际上，在相同外频的前提下，高倍频的CPU本身意义并不大，常会出现“瓶颈”即CPU等外频送来数据，浪费CPU的计算机能力，早期的倍频一般为5—8倍，而现在P4机多为8—17倍，通过这样的设置CPU的性能能够得到比较充分的发挥。

4.地址总线宽度

地址总线宽度决定了CPU可以直接寻址的内存空间大小，位数越大，则可以直接寻址空间就越大。

例如，32位地址总线，可直接寻址4GB的内存空间。

地址总线宽度也已由最初的8位发展到现在的64位。

5.数据总线宽度

数据总线宽度是CPU内部可以同时传输的数据位数，即一次性可传输数据的位数。

位数越多，速度当然就越快，则CPU性能就越好。

数据总线宽度已由最初的8位发展到了目前的64位。

6.L1Cache：

即一级缓存，可达128KB，可提高系统性能的20%，现分为数据缓存和指令缓存两部份。

7.L2Cache：

即二级缓存，可达1MB，目的是为了弥补L1Cache容量不足的问题。

第四节CPU的技术指标和参数二

教学目的：

1.认识计算机CPU

2.掌握主板的接口及性能指标

3.用会挑选CPU

教学重点：

计算机接口

教学难点：

计算机性能指标

教学方法：

讲授法

教学用具：

投影、多媒体计算机

授课时间：

课时计划：

6课时

教学过程：

导言：

CPU（CentralProcessingUnit）中文名称为中央处理器或中央处理单元，它是计算机系统的核心部件。

CPU的性能高低直接影响着整台微机的性能，它负责微机系统中数值运算、逻辑判断、控制分析等核心工作。

如果电脑中没有了CPU，就像人没有了大脑一样。

计算机的一切工作都在此完成，人们常以它来判定计算机的档次。

CPU的内部结构可分为控制单元、运算单元和存储单元3大部分，其工作原理就像一个工厂对产品加工过程：

进入工厂的原料（数据），经过物资管理部门（控制单元）的调度分配，被送往生产线（运算单元），生产出成品（处理后的结果）后，再存储在仓库（存储单元）中，等着拿到市场上去交易（交由应用程序使用）。

新授内容：

（接上节课内容）

8.生产工艺：

早期的CPU大多采用0.5µm的制作工艺，后来随着CPU频率的提高，0.25µm制作工

艺被普遍采用。

在1999年底，Intel公司推出了采用0.18µm制作工艺的PentiumⅢ处理器，即Coppermine（铜矿）处理器。

更精细的工艺使得原有的晶体管电路更大限度地缩小了，能耗越来越底，CPU也就更省电。

9.工作电压：

CPU正常工作所需的电压，早期的CPU（286、386、486）由于制作工艺落后，因此工作电压较大，一般为5V（奔腾是3.5V、3V、2.8V等）左右，导致CPU的发热量过大，电子迁移现象缩短了CPU的使用寿命。

现在随着CPU制作工艺的提高，工作电压一般在1.5V—2.0V之间，使CPU发热量问题得到很好的解决。

10.插槽类型：

分为两大类：

一类是针脚式Socket构架，一类为插卡式Slot构架。

Socket为ZIF（零插拔力）插座，常用Socket7、Socket370、Socket423、478。

Slot常用的有Slot1、Slot2、SlotA三种。

11.协处理器：

也称为数字协处理器NPU，主要用于浮点运算，因此286、386、8088等微机CPU的浮点运算性能都相当落后，自从486以后，CPU一般都内置了协处理器，协处理器的功能也不再局限于增强浮点运算，含有内置协处理器的CPU，可以加快特定类型的数值计算，某些需要进行复杂计算的软件系统，如AutoCAD就需要协处理器支持。

12.动态处理：

动态处理是应用在高能奔腾处理器中的新技术，动态处理不是简单执行一串指令，而是通过操作数据来提高处理器的工作效率。

主要包括：

⑴多路分流预测：

通过几个分支对程序流向进行预测提高运行的速度（预测精确度可达90%以上）；当采用多路分流预测算法后，处理器便可以参与指令流向的跳转。

这是因为处理器在取指令时，还会在程序中寻找未来要执行的指令，该项技术可以加速向处理器传送任务。

⑵数据流量分析：

抛开原程序的顺序，分析并重排指令，优化执行顺序。

处理器读取经过解码的软件指令，判断该指令能否处理或是否需与其他它令一道处理。

然后处理器再决定如何优化执行顺序以便高效地处理和执行指令。

⑶猜测执行：

通过提前判断、读取并执行有可能需要的程序指令的方式来提高执行的速度。

当处理器执行指令时（每条5次），采用的是“猜测执行”的方法。

这样可使PentiumⅡ及以上的处理器超级处理能力得到充分的发挥，从而提升软件性能。

被处理的软件指令是建立在猜测分支的基础之上，因此结果也就作为“预测结果”保留起来。

一旦其最终状态能被确定，指令便可返回到其正常顺序。

第五节指令特殊的扩展技术及CPU的发展一

教学目的：

1.认识计算机CPU

2.掌握主板的接口及性能指标

3.用会挑选CPU

教学重点：

计算机接口

教学难点：

计算机性能指标

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讲授法

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6课时

教学过程：

一、指令集

1.MMX

MMX（MultiMediaeXtnsion,多媒体扩展指令集）是Intel公司于1996年推出的一项多媒体增强技术，共有57条多媒体指令。

MMX指令集侧重于整数运算，

2.3DNow！

3DNow！

（机器码的扩展指令集）是AMD公司推出的一项CPU增强技术，共有21条指令。

被广泛用于AMD的K6-2、K6-3和Athlon（K7）处理器上。

3DNow！

指令集主要针对三维建模、坐标变换和效果渲染等三维方面，在软件的配合下，可以大幅度提高3D处理性能。

（注：

每个周期可执行四个浮点运算）

3.SSE

SSE（StreamingSIMDExtensions,单指令多数据流扩展指令集）是Intel公司在PⅢ中率先推出的。

共有70条指令，其中有50条用来提高3D图形运算效率，12条MMX整数运算增强指令、8条优化内存数据传输指令。

SSE指令与3DNow！

指令彼此互不兼容，但SSE包含了3DNow！

的功能。

二、Inter公司的CPU

1.4004

1971年11月，英特尔公司推出世界上第一个微处理器——英特尔4004芯片。

这是一个具有4比特总线配置、108千赫的芯片，做在一个3毫米×4毫米的掩模上，有2250个晶体管，每秒运算量高达6万次，售价为200美元的芯片，在电脑业掀起了滔天巨浪。

此后，Intel更是一发而不可收，1985年推出386处理器系列，1988年486问世，1993年推出功能更为强大的Pentium芯片，此后，Intel以10倍速的速度奔腾向前，使计算机奔向世界各地。

Intel4004催生了个人电脑，成为大型机与小型机的终结者，成就了COMPAQ与DELL，促进了信息产业的繁荣与发展。

Intel4004的横空出世引发计算机业第二次工业革命。

2.8080

1972年Intel公司推出8位8008。

3.8086

1978年Intel公司推出，16位8086（又称为80186）。

4.80286：

1982年推出具有16位的数据和地址总线的Intel80286。

5.80386

1985年推出，具有32位的数据和地址总线。

6.80486

1989年集成120万，采用1微米制做工艺，内部集成8K的Cache和能进行浮点运算的NPU，并且CPU芯片与主板分开，是32位的地址和数据总线。

7.Pentium/586

1993年3月Intel公司推出PentiumCPU为第一代奔腾产品。

8.PentiumⅡ

1997年5月，第一块PⅡ问世，同时PⅡ有众多的分支和系列产品。

9.Celeron（赛扬）

1998年推出低端市场的Celeron处理器。

第五节指令特殊的扩展技术及CPU的发展二

教学目的：

1.认识计算机CPU

2.掌握主板的接口及性能指标

3.用会挑选CPU

教学重点：

计算机接口

教学难点：

计算机性能指标

教学方法：

讲授法

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投影、多媒体计算机

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6课时

教学过程：

二、AMD公司的新款CPU

1．Athlon（K7）

Athlon（阿斯龙）又叫K7。

此款产品相对于AMD以前的产品可算是革命性的进步，它不是直接拷贝Intel的架构，而是创造了一种属于自己的PC平台。

做为CPU业界中的亚军－AMD，可谓无人不知，无人不晓。

AMD，这家以高尖端技术设计和制造大规模集成电路的厂商，创业来一直致力发展和推动着计算机事业的行进脚步。

在近三十年的与INTEL的抗争中，AMD稳扎稳打，不断地革新技术，以自己的实力验证着AMD的业绩，正是因为AMD，才打碎了INTEL垄断CPU世界的梦想，也是因为AMD，才有了像K6－2一样性价比优异的产品面世。

从早期跟随INTEL后尘生产486／5X86时起，到自己创新研发K6／K6－2／K6－3，AMD才真正逐步树立起了自己巨人的形象。

但AMD并没有沾沾自喜，因为摆在AMD面前的路仍然很崎岖，面对着INTEL一次次强大的攻势，1999年的6月23日，AMD终于倾尽全力发布了最新的高端处理器Athlon（原名为K7）。

Athlon的出现，无疑又一次掀起商战的波澜，其锐利的矛头直接指向INTELPIII。

技术指标：

Athlon（K7）究竟有什么特别之处呢？

首先让我们来看看他的技术指标。

Athlon（K7）为了超越INTEL的PIII，在Athlon（K7）使用了一种全新的技术，是Digital的Alpha系统总线协议的EV6，EV6的优点很多，单单就说他的乱序执行指令就是独道之处，他不同于以往的INTEL的GTL＋（P6）总线结构，其执行指令时是随机性的乱序执行，即哪条指令先分配，则先执行哪一条，然后交付其它设备工作，与INTEL老式的流水线计算方式比较，具有更高的命中率、和突发的时效性，提高了运算的速度和成功率。

另外Athlon（K7）可以支持128K的一级CACHE及大至8M的二级CACHE，这让人眼睛喷火的配置是绝对的顶极产品，一改AMD过去总是跟班的角色，一举将INTEL的XEON做为对手，进军网络服务器的市场。

高速64位的系统总线接口（SLOTA）和高达200MHZ的系统总线，一举跨越了目前所有的CPU产品，比INTEL预计的下个世纪产品MERSED还略胜一筹。

2．Duron（毒龙）

Duron处理器的原来代号为Spitfire。

Duron处理器是AMD面向低端市场的产品，采用SocketA（Socket462）架构。

Duron处理器与目前Athlon处理器一样，都是采用AMD第7代X86核心架构，使用200MHz系统总线，L1Cache为128KB，L2Cache为64KB，采用与处理器同速的内嵌式方式，使用0.18μm的制造工艺，并加入新一代3Dnow！

指令集。

AMD推出Duron的目的就是和Celeron争夺中档市场消费者。

虽然Duron处理器的价格非常低，但其性能却不容忽视，据说它的整体性能已经接近完整版产品Athlon处理器和增强版产品Thunderbird处理器，连Intel的主流产品PentiumIII处理器的市场份额都受到了Duron毒龙的影响。

三、主流CPU比较

虽然Duron处理器是Athlon处理器的简化版，和Athlon处理器有很多相似之处，但是它并不像Celeron处理器那样完完全全是其父版处理器PentiumIII的简化版——只缩减了128K二级缓冲内存。

AMD对Duron处理器进行了专门设计，因此它的核心和Athlon处理器不尽相同。

下面的表格记录的是市场上各种很有代表性的处理器的性能参数。

第六节CPU杂谈

教学目的：

1.认识计算机CPU

2.掌握主板的接口及性能指标

3.用会挑选CPU

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计算机接口

教学难点：

计算机性能指标

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讲授法

教学用具：

投影、多媒体计算机

授课时间：

课时计划：

6课时

教学过程：

一、超频的原理

目前超频是很热门的一件事情，特别是某些DIY们，甚至把超频当成了DIY的主要内容了。

但超频并非总能成功，有时超频会导致系统的稳定性大幅度下降，甚至导致烧毁芯片。

通常你只需改一些跳线就可以完成超频的工作，必要的时候，你也可能会添加一些配件，通常是一些风扇，散热片等冷却用的东西。

在过去，我们超频的方法通常是将CPU的时钟速度加快，比如将P120芯片跳成P133的用。

如今，我们可以使用改变主板总线的速度来实现超频。

为什么不超频？

尽管很多人说超频对CPU和主板上的元件是有害的，总的说来，超频对你的计算机是没有损害的，但你需要注意一些问题。

你的CPU在超频的时候，可能会被一种电迁移所损害，这种损害并不会立刻降临到你的CPU上，只有当你的CPU在较高的温度下运行的时候，才会产生。

通常，一颗CPU的寿命是10年左右，超频会缩短你的CPU的寿命。

当你使用超频的时候，必须保证将CPU冷却到允许的温度，

关于超频的一些必要条件：

Intel公司生产的芯片的质量很好，所以它超频的成功率是所有CPU中最高的。

确认你的CPU不是假的，如果你可以很轻易的掀开CPU上面的黑色外壳，那说明它已经被RE-MARK过了，这种CPU是不能超频的。

主板你必须选择一块优质的主板，它在超频的情况下能够产生正常的时钟信号，减少系统死机的可能性。

你的主板可以提供一个很宽的电压范围，你的主板上最好提供2.5到2.9伏的电压，他

们之间的间隔是0.1伏特。

如果你的主板可以提供高于3.45伏的电压，那么你比较容易实现超频。

内存如果你用的是EDO内存的话，你最好使用45纳秒的高速内存，否则它无法应付高于66MHZ的总线速度。

而使用SDRAM，则不必为这个而担心。

冷却装置在超频中是非常重要的，如果你在超频以后，可以启动计算机，但在一分钟之内，你的机器死掉了，这通常是你的CPU过热的原因。

但这并不是说，你总是需要非常好的冷却装置，如果你的CPU芯片是按0.35微米的标准生产的，它就会产生较少的热量。

我们选用的冷却装置通常是散热片，风扇或者是同时安装。

你可以在销售电器的商店里面找到这些设备。

在选购散热片的时候，你要确信你的CPU和它匹配。

散热片的表面必须与CPU的表面完全的接触。

你可以使用硅胶将散热片与CPU粘在一起，必要的话，在散热片上可以加装一个小风扇。

二、CPU超频后的工作状态

正确的超频首先我们超频的目的是提高系统的整体性能，其次我们要使计算机在超频以后能稳定的运行。

最后，我们要确保不要将CPU烧掉。

当你提高系统总线的速度，会使系统的性能提高，但如果你只提高CPU的时钟频率，你的系统的整体性能不一定会提高。

例如，我们将P166（2.5x66）跳到180（3x60）,它将会降低你计算机的性能。

同样的我们将133（2x66）跳到150（3x50）来用，它也不会提高你计算机的性能。

超频到75或83MHZ时需要注意的问题PCI总线运行在37.5或41.6MHZ的时候，会带来一些问题，最典型的是一些显示卡，SCSI卡，网卡拒绝工作在这样高的时钟速度下，还有一些显示卡芯片会很烫，如果你将散热片粘在显示芯片上就可以了。

EIDE硬盘接口的速度不光是受PIO，DMA模式决定的，它也受PCI总线速度的影响。

比方说，在60MHZ总线速度下工作的硬盘就比较慢。

如果总线速度超过66MHZ，硬盘有可能会工作异常，比如我的硬盘可以在75MHZ下正常运转，但在83MHZ下，PIO模式就变为2了。

普通的60纳秒的EDO内存可以在75MHZ总线速度下工作，但在83MHZ时，你就需要高级的EDO内存或者SDRAM了。

（高级的EDO内存的速度为45纳秒）对IntelPentium芯片超频奔腾处理器是最适于超频的CPU，而MMX型芯片正常的工作电压是2.8V，而在超频的时候，可以将电压提高到2.9伏，这样使超频后的CPU工作更稳定。

被超频最多的奔腾芯片*P150它毫无疑问的可以跳成P166来用。

第七节通过CPU编号选购CPU

教学目的：

1.认识计算机CPU

2.掌握主板的接口及性能指标

3.用会挑选CPU

教学重点：

计算机接口

教学难点：

计算机性能指标

教学方法：

讲授法

教学用具：

投影、多媒体计算机

授课时间：

课时计划：

6课时

教学过程：

导言：

CPU（CentralProcessingUnit）中文名称为中央处理器或中央处理单元，它是计算机系统的核心部件。

CPU的性能高低直接影响着整台微机的性能，它负责微机系统中数值运算、逻辑判断、控制分析等核心工作。

如果电脑中没有了CPU，就像人没有了大脑一样。

计算机的一切工作都在此完成，人们常以它来判定计算机的档次。

CPU的内部结构可分为控制单元、运算单元和存储单元3大部分，其工作原理就像一个工厂对产品加工过程：

进入工厂的原料（数据），经过物资管理部门（控制单元）的调度分配，被送往生产线（运算单元），生产出成品（处理后的结果）后，再存储在仓库（存储单元）中，等着拿到市场上去交易（交由应用程序使用）。

一、赛扬处理器的编号

例：

FV524RX450128SL36CCOSTARICAL12506650470

FV524RX450：

其中450指CPU主频是450MHz

128：

CPU采用的是128KB的二级缓存

SL36C：

为CPU的后缀编号

COSTARICA：

为CPU的产地哥斯达黎加，MALAY为马来西亚。

L12506650470：

是CPU的序列号，其中L125是CPU的生产日期为2001年第25周

二、赛扬Ⅱ、PⅢ和P4（Socket构架）

例1：

800/128/100/1.65Q137A596-0909SL4TF

800：

CPU的工作频率为800MHz

128：

CPU采用128KB的二级缓存

100：

CPU的外频为100MHz

1.65：

CPU的核心电压

Q137A596-0909：

CPU的序列号。

Q表示产自马来西亚（0为哥斯达黎加，1=菲律宾，Y=爱尔兰），137表示CPU于2001年第37周生产

SL4TF：

为CPU的后缀编号

例2：

2.4GB/256/400/1.60VSL6VUMALAYQ343A259

2.4BG：

CPU的工作频率为2400MHz

256：

CPU采用256KB的二级缓存

400：

CPU的外频为400MHz

1.60V：

CPU的核心电压

MALAY：

产自马来西亚

SL6VU：

为CPU的后缀编号

三、PⅡ、PⅢ（Slot）

例：

80523PY450512ESL2S72.0VY8130268-0794

80523:

其中的3代表生产工艺（2为0.35微米、3为0.25微米）

PY：

CPU的外频（PY为100MHz、PX或P为66MHz、PZ为133MHz）

SL2S7：

CPU的后缀编号

2.0V：

CPU的工作电压

Y8130268-0794：

CPU的序列号，Y为产地（同上），813表示1998年第13周生产

小结