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第1階段（1971—1973年）是4位和8位低檔微處理器時代，通常稱為第1代，其典型產品是Intel4004和Intel8008微處理器和分別由它們組成的MCS-4和MCS-8微機。ntel 4004是一種4位微處理器，可進行4位二進制的并行運算，它有45條指令，速度0.05MIPs（Million Instruction Per Second，每秒百萬條指令）。Intel 4004的功能有限，主要用于計算器、電動打字機、照相機、臺秤、電視機等家用電器上，使這些電器設備具有智能化，從而提高它們的性能。Intel 8008是世界上第一種8位的微處理器。存儲器采用PMOS工藝。基本特點是采用PMOS工藝，集成度低（4000個晶體管/片），系統結構和指令系統都比較簡單，主要采用機器語言或簡單的匯編語言，指令數目較少（20多條指令），基本指令周期為20~50μs，用于簡單的控制場合。

第2階段（1971—1977年）是8位中高檔微處理器時代，通常稱為第2代，其典型產品是Intel8080/8085、Motorola公司的M6800、Zilog公司的Z80等。它們的特點是采用NMOS工藝，集成度提高約4倍，運算速度提高約10~15倍（基本指令執行時間1~2μs），指令系統比較完善，具有典型的計算機體系結構和中斷、DMA等控制功能。它們均采用NMOS工藝,集成度約9000只晶體管,平均指令執行時間為1μS～2μS，采用匯編語言、BASIC、Fortran編程，使用單用戶操作系統。

第3階段（1978——1984年）是16位微處理器時代，通常稱為第3代，其典型產品是Intel公司的8086/8088，Motorola公司的M68000，Zilog公司的Z8000等微處理器。其特點是采用HMOS工藝，集成度（20000~70000晶體管/片）和運算速度（基本指令執行時間是0.5μs）都比第2代提高了一個數量級。指令系統更加豐富、完善，采用多級中斷、多種尋址方式、段式存儲機構、硬件乘除部件，并配置了軟件系統。這一時期著名微機產品有IBM公司的個人計算機。8086和8088在芯片內部均采用16位數據傳輸，所以都稱為16位微處理器，但8086每周期能傳送或接收16位數據，而8088每周期只采用8位。因為最初的大部分設備和芯片是8位的，而8088的外部8位數據傳送、接收能與這些設備相兼容。8088采用40針的DIP封裝，工作頻率為6.66MHz、7.16MHz或8MHz，微處理器集成了大約29000個晶體管。1981年IBM公司推出的個人計算機采用8088CPU。

1982年，英特爾公司在8086的基礎上，研制出了80286微處理器，該微處理器的最大主頻為20MHz，內、外部數據傳輸均為16位，使用24位內存儲器的尋址，內存尋址能力為16MB。80286可工作于兩種方式，一種叫實模式，另一種叫保護方式。

在實模式下，微處理器可以訪問的內存總量限制在1兆字節；而在保護方式之下，80286可直接訪問16兆字節的內存。此外，80286工作在保護方式之下，可以保護操作系統，使之不像實模式或8086等不受保護的微處理器那樣，在遇到異常應用時會使系統停機。80286在以下四個方面比它的前輩有顯著的改進：支持更大的內存；能夠模擬內存空間；能同時運行多個任務；提高了處理速度。80286的封裝是一種被稱為PGA的正方形包裝。PGA是源于PLCC的便宜封裝，它有一塊內部和外部固體插腳，在這個封裝中，80286集成了大約130000個晶體管。

1984年，IBM公司推出了以80286處理器為核心組成的16位增強型個人計算機IBM PC/AT。由于IBM公司在發展個人計算機時采用 了技術開放的策略，使個人計算機風靡世界。

最早PC機的速度是4MHz，第一臺基于80286的AT機運行速度為6MHz至8MHz，一些制造商還自行提高速度，使80286達到了20MHz，這意味著性能上有了重大的進步。

IBM PC/AT微機的總線保持了XT的三層總線結構，并增加了高低位字節總線驅動器轉換邏輯和高位字節總線。與XT機一樣，CPU也是焊接在主板上的。

第4階段（1985—1992年）是32位微處理器時代，又稱為第4代。其典型產品是Intel公司的80386/80486，Motorola公司的M69030/68040等。其特點是采用HMOS或CMOS工藝，集成度高達100萬個晶體管/片，具有32位地址線和32位數據總線。每秒鐘可完成600萬條指令（Million Instructions Per Second，MIPS）。微型計算機的功能已經達到甚至超過超級小型計算機，完全可以勝任多任務、多用戶的作業。同期，其他一些微處理器生產廠商（如AMD等）也推出了80386/80486系列的芯片。

80386DX的內部和外部數據總線是32位，地址總線也是32位，可以尋址到4GB內存，并可以管理64TB的虛擬存儲空間。它的運算模式除了具有實模式和保護模式以外，還增加了一種“虛擬86”的工作方式，可以通過同時模擬多個8086微處理器來提供多任務能力。

80386DX有比80286更多的指令，頻率為12.5MHz的80386每秒鐘可執行6百萬條指令，比頻率為16MHz的80286快2.2倍。80386最經典的產品為80386DX－33MHz，一般我們說的80386就是指它。

由于32位微處理器的強大運算能力，PC的應用擴展到很多的領域，如商業辦公和計算、工程設計和計算、數據中心、個人娛樂。80386使32位CPU成為了PC工業的標準。

1989年英特爾公司又推出準32位微處理器芯片80386SX。這是Intel為了擴大市場份額而推出的一種較便宜的普及型CPU，它的內部數據總線為32位，外部數據總線為16位，它可以接受為80286開發的16位輸入/輸出接口芯片，降低整機成本。80386SX推出后，性能大大優于80286，而價格只是80386的三分之一。

1989年，我們大家耳熟能詳的80486芯片由英特爾推出。這款經過四年開發和3億美元資金投入的芯片的偉大之處在于它首次實破了100萬個晶體管的界限，集成了120萬個晶體管，使用1微米的制造工藝。80486的時鐘頻率從25MHz逐步提高到33MHz、40MHz、50MHz。

80486是將80386和數學協微處理器80387以及一個8KB的高速緩存集成在一個芯片內。80486中集成的80487的數字運算速度是以前80387的兩倍，內部緩存縮短了微處理器與慢速DRAM的等待時間。并且，在80x86系列中首次采用了RISC（精簡指令集）技術，可以在一個時鐘周期內執行一條指令。它還采用了突發總線方式，大大提高了與內存的數據交換速度。由于這些改進，80486的性能比帶有80387數學協微處理器的80386 DX性能提高了4倍。