Дипломированных специалистов «Информатика и вычислительная техника»

История процессоров Intel
Процессоры Intel в своем развитии прошли довольно сложный и насыщенный
различными событиями путь. Корпорация Intel была основана в
г. Первый
процессор
был разработан Intel в 1969 г. Он представлял собой 4-разрядное
параллельное вычислительное устройство с 2300 транзисторами. Его возможно-
сти были сильно ограничены — он выполнял всего лишь четыре основные ариф-
метические операции. Поначалу
применялся в карманных калькулято-
рах. Позднее сфера его использования была расширена за счет различных систем
управления, в частности, систем управления светофорами.
В
г. был выпущен 8-разрядный процессор
с адресацией внешней опе-
ративной памяти размером
Кбайт. Неожиданный успех этого процессора под-
толкнул разработчиков Intel к дальнейшим изысканиям. В 1974 г. был выпущен
который, оставаясь 8-разрядным, мог адресовать 64 Кбайт оперативной па-
мяти. Для того времени это было революцией, этот процессор был выпущен в мил-
лионах экземпляров. Историю современных Intel-совместимых процессоров при-
нято вести именно от
Очередной революционный процессор Intel —
— появился в 1978 г. Его
основные характеристики
16-разрядных регистров,
шины
данных. Поддержка сегментной организации памяти наряду с 20-разрядной ши-
ной адреса позволяла организовать адресацию памяти в пределах 1 Мбайт при до-
ступности адресного пространства размером 256 Кбайт. С целью занятия более
широкой ниши на рынке Intel вскоре представила более дешевый вариант этого
процессора
При внутренней
архитектуре
он имел 8-раз-
рядную шину данных, вследствие чего был менее производителен. Важно отме-
тить, что дешевизна достигалась в основном не за счет дешевизны самого процес-
сора,
счет удешевления конечного продукта — компьютера
его основе. Другой
причиной появления и широкого распространения
было наличие большого
количества 8-разрядных внешних устройств. 8-разрядная шина данных
по-
зволяла упростить процесс сопряжения с этими устройствами. Отметим, что од-
ним из внешних устройств, поддерживаемых процессорами
был матема-
тический сопроцессор
который мог устанавливаться в специальный разъем
материнской платы. Это позволяло более эффективно выполнять операции с пла-
вающей точкой в соответствии со стандартом IEEE-754. Важно также подчерк-
нуть, что, начиная с
все процессоры Intel совместимы «снизу вверх».
Следствием этого является гарантированная возможность запуска на современ-
ном процессоре Pentium практически любой программы, написанной для
(естественно, при соответствующей поддержке системного программного обеспе-
чения).
Согласно известному закону, программное
(software), подобно газу,
стремится заполнить весь доступный ему объем. Поэтому
кажущиеся

---

22 Глава
Организация современного компьютера
фантастическими возможности новых процессоров со временем становятся уза-
ми, тем самым подталкивая конструкторов процессоров искать новые архитектур-
ные и технологические решения для перевода программ в новые, более свободные
рамки существования. Оперативная память объемом 1 Мбайт — это много. Долгая
жизнь процессоров
подтверждает это. Но с течением времени даже такой
объем памяти превратился в ограничение, в связи с чем стали применяться раз-
личные технологии для обхода этого ограничения. Многие, наверное, еще помнят
загрузку MS-DOS с драйверами расширенной памяти EMS (Expanded Memory
Specification), с помощью которых через окно размером 64 Кбайт можно было
обращаться к внешней дополнительной памяти размером до 32 Мбайт. Но это не
могло продолжаться вечно, и в 1982 г. Intel представляет процессор i80286. И хотя
он не решил окончательно проблему ограничения пространства памяти, в нем были
реализованы определенные архитектурные изменения, благодаря которым после-
дующие модели процессоров позволили разрядить ситуацию с доступом к памяти.
К главным нововведениям следует отнести расширение шины адреса до 24 битов,
что позволило адресовать уже 16 Мбайт оперативной памяти, а также появление
еще одного режима работы процессора — защищенного. В этом отношении дан-
ный процессор также можно считать революционным. До этого в процессорах Intel
отсутствовала поддержка на процессорном уровне какой-либо защиты программ
от взаимного влияния. Введение подобных средств в архитектуру процессоров Intel
стимулировало производителей на разработку многозадачных операционных сис-
тем. Наиболее яркие примеры — Microsoft (ОС Windows) и IBM (OS/2). Спра-
ведливости ради следует отметить, что доминирующей системой для i286 была MS-
DOS, и данный процессор использовался как более быстрый вариант
Для
широкого распространения многозадачные системы должны были пройти опреде-
ленный путь развития.
Мощным стимулом к развитию многозадачных систем стали возможности, пре-
доставляемые новым процессором i80386, выпущенным Intel в 1985 г. Это был
первый 32-разрядный процессор, который положил начало семейству процессо-
ров
(32-bit Intel Architecture). Главные отличительные особенности: 32-раз-
рядные шины адреса и данных (адресация оперативной памяти — до 4 Гбайт);
увеличенная до 32 битов разрядность внутренних регистров процессора; введение
третьего режима работы процессора (режима виртуального процессора 8086); под-
держка страничной адресации памяти, благодаря которой стало возможном за счет
дисковой памяти виртуализировать доступ к оперативной памяти и теоретически
расширить ее рамки вплоть до 4 Гбайт. Аналогично ситуации с
и
одно-
временно был выпущен более дешевый вариант процессора i80386
с 16-разрядной шиной данных —
При необходимости на материнскую
плату можно было установить и математический сопроцессор
Процессор
i80386 первым из семейства процессоров Intel стал поддерживать возможность
параллельного функционирования своих устройств: устройства шинного интер-