微型计算机原理:揭开其奥秘

如前所述，按照传统的分类法，计算机的分类是根据计算机的性能、规模和造价来区分的。根据这种分类方式，微型计算机（Micro-computer）应当是计算机中性能比较低、规模较小、造价低廉的一类。与此同时，微型计算机一词中的“Micro”也用来表示在早期微型计算机中所使用的核心芯片采用微米级的制造工艺。随着微电子工艺的不断发展，制造工艺从微米级逐渐发展到0.1微米级到当前的10纳米级（45～22 nm），超大规模集成电路的集成度的不断增大和能力的不断提升，以及一些传统上只用于大型计算机的技术（如并行计算技术等）在微型计算机上的使用，使得微型计算机的性能不断增强，已经远远超过历史上一些著名的小型机甚至大型计算机。甚至，当前大部分具有顶尖性能的超级计算机都在采用为微型计算机所设计的商用微处理器。所以，当前微型计算机的分类标准也变得非常模糊了，一般来讲，我们将台式计算机、微机服务器、笔记本计算机、工控计算机等基于微处理器构建、具备相对比较简单结构、价格相对比较低廉的计算机称作微型计算机。

从组成和功能上来看，微型计算机和其他类型的计算机之间没有大的不同，它们都是由中央处理器（微处理器）及其外围电路、存储器、输入/输出接口和设备等组成的，微型计算机中所使用的各种技术和其他类型的计算机也没有什么本质区别。和其他类型的计算机相比，微型计算机一般具有以下特点。

1）规模小，造价低。和其他种类的计算机相比，微型计算机的规模一般比较小，系统的造价也相对比较低廉，从而获得比较高的性价比。开放的标准体系结构和多元化的大规模工业生产也是微型计算机，尤其是PC能够以一种低廉的价格占领市场的一个重要原因。微型计算机的核心器件、主电路板和扩展电路板、各种外围设备都可以由多个生产商提供。这种合理有序的竞争局面大大地促进了技术的进步和价格的不断下降，从而使得微型计算机的应用得到迅速普及。

2）标准的工业化装配结构，体积小，重量轻，系统的升级和扩展容易。随着微电子技术的不断发展，集成电路的集成度越来越高，组成计算机的主要电路可以由几块超大规模集成电路（VLSI）实现，这就使得微型计算机的体积和功耗不断缩小，性能不断提高。比如现在的掌上电脑，以一本小人书大小的体积和微小的功耗带来相当强大的功能，其性能已经远远超过了一些历史上著名的大型计算机。同时，微型计算机的各主要部件和大部分附件以及它们之间的连接方式都存在相应的国际通用的工业标准，使得微型计算机的结构十分紧凑，系统的装配和部件的更换非常容易，扩充和升级也很方便。(www.xing528.com)

3）应用范围广泛。由于微型计算机价格低廉且性能强大，在微型计算机平台上运行的应用软件种类也非常丰富，微型计算机的应用范围也非常广泛。从各种用途的桌面系统、计算机网络的终端主机、工业控制系统中的各种智能设备到学校里计算机辅助教学和远程教育、家庭娱乐，甚至以微型计算机为基础组成集群系统进行大规模科学计算和事务处理等，都已经成为微型计算机的应用领域。可以说，在当前的社会里，微型计算机无处不在。

随着微型计算机技术的不断发展，其性能和可靠性不断提高，微型计算机和其他种类的计算机之间的界限越来越模糊，大量以微型计算机为基础构建集群式超级计算系统和超级服务器系统更进一步证明了微型计算机的强大能力，计算能力已经无法作为界定一个计算机是否微型计算机的明确界限。为此，本书中涉及一些技术，比如指令级并行技术，已经超出了传统的微型计算机的技术范畴。