微处理器自20世纪70年代诞生以来,经历了从4位、8位、16位的飞速发展。1985年出现了32位微处理器。目前微型计算机已得到空前的巨大发展,其应用已深入至政治、经济、科技、社会生活和人们日常生活的各种领域,使人们真正进入了数字化时代。
在20世纪80年代初,IBM公司推出的IBM PC,其处理器是8位和16位,已经得到了广泛的应用。微型计算机的年产量很快达到了在当时是不可思议的十万台、百万台,甚至千万台。当微处理器发展为32位时,其功能已经十分强大,32位的字长,几百兆、几千兆赫兹的主频,高达4GB的内存,几乎已经能满足各领域对计算机的要求。微型计算机的应用更是有了飞速的发展。
微型计算机的广泛应用,促进了网络时代、数字技术时代的到来。企业的信息量不断增加,每年增长1~6倍,这使得企业对数据存储的需求急剧增长。调查结果显示全球存储设备的数量每年约增长1~10倍。美国加州大学伯克利分校信息管理学院的一项研究分析报告称:“全球今后3年内生成的数据将会多于过去4万年中产生的数据”。
数据已成为最宝贵的财富,数据是信息的符号,数据的价值取决于信息的价值。由于越来越多的有价值的关键信息已转变为数据,数据的价值也就越来越高。对于很多行业甚至个人而言,保存在存储系统中的数据是最为宝贵的财富。在很多情况下,数据要比计算机系统设备本身的价值高得多,尤其对金融、电信、商业、社保和军事等部门来说更是如此。对企业来说,设备坏了可以花钱再买,而数据丢失了损失将是无法估量的,甚至是毁灭性的。因此,信息存储系统的可靠性和可用性、数据备份和灾难恢复能力往往是企业用户首先要考虑的问题。为防止地震、火灾和战争等重大事件对数据的毁坏,关键数据还要考虑异地备份和容载问题。
微处理器是现代计算机系统的核心和引擎,它不仅提供了计算机系统所需的处理能力,而且能够管理缓存、内存和互联子系统,支持整个系统实现多处理器并行计算。
海量的信息,信息的存储、处理和交换,都需要微处理器有更强大的能力,处理器从32位向64位过渡已经是历史的必然,微处理器的发展已经进入了64位时代。
64位微处理器有更宽的字长,可以进行更大规模和更精确的数据处理。更重要的是64位处理器具有64位寻址能力,它可以寻址4GB×4GB个内存单元。这是目前的信息处理技术仍无法想像的巨大空间,这可能导致文件系统、数据库和多媒体技术的巨大变迁。我们必须为64位微处理器时代的来临做好技术准备。
64位RISC处理器已推出多年,但最重要的是与32位x86体系结构兼容的64位微处理器的推出和应用。我国最近与AMD公司达成了微处理器芯片的核心技术——x86技术的技术转让协议。相信以x86技术为基础的64位微处理器将会在我国得到迅速发展。本书以AMD公司的x8664体系结构为重点介绍64位微处理器的原理、结构和系统编程,适用于所有想在64位微处理器上进行系统编程和应用编程的读者。
本书可作为清华大学出版社出版的《微机系统原理和应用》(第四版)和《64位微处理器应用编程》的后续学习用书。
周明德2005年12月