1.1 龍芯電腦和X86電腦的區(qū)別

龍芯電腦產(chǎn)品系列很豐富，包括臺式機、筆記本電腦、服務器、平板電腦等各種形態(tài)，典型產(chǎn)品如圖1-1所示。

從外觀上看，龍芯電腦和市場上購買的電腦好像沒有什么不同，實際上有著本質(zhì)的區(qū)別，那么，究竟龍芯電腦有哪些特色呢？

1.龍芯電腦的CPU和Intel、AMD是不兼容的

Intel設(shè)計和生產(chǎn)了X86的CPU，最早是從8086/80286/80386/80486/80586開始，后來改換成奔騰、賽揚、酷睿、凌動、至強等型號名稱，它們都運行相同的指令集，在功能上是“兼容的”。后來Intel把X86授權(quán)給AMD、威盛等廠商，這些拿到授權(quán)的廠商也可以設(shè)計和生產(chǎn)與X86相兼容的CPU，在本質(zhì)上都是屬于和Intel同類的CPU，所生產(chǎn)的電腦可以統(tǒng)稱為“X86電腦”，也就是傳統(tǒng)的個人計算機。聯(lián)想、戴爾、惠普等品牌電腦都屬于X86電腦。而龍芯CPU采用的是基于MIPS發(fā)展而來的LoongISA指令集，與X86系列的CPU是不兼容的，所以龍芯電腦和聯(lián)想、戴爾、惠普是“不兼容”的電腦。

指令集只是對軟件所包含指令的一種編碼格式，對CPU的性能和功耗沒有直接決定關(guān)系，只要CPU設(shè)計得足夠精簡高效，龍芯可以像X86一樣以很低的功耗實現(xiàn)很高的功能。

提示!

“指令集”是指一種在CPU上運行的機器指令的二進制編碼，計算機領(lǐng)域常說的X86、ARM、MIPS都是指不同的指令集。例如下面的一段C程序，執(zhí)行了最簡單的一個加法操作：

int add（int a，int b）

{

　　return a + b；

}

如果編譯成X86指令集，是以下的二進制編碼，采用一條lea指令實現(xiàn)加法操作：

<add>：

　　0：　8d 04 3e　　　　　lea　 （%rsi，%rdi，1），%eax

　　3：　c3　　　　　　　　retq

上面的代碼中“8d 04 3e”就是lea指令的機器指令編碼（以十六進制表示）。

而如果編譯成MIPS指令集，則是完全不同的二進制編碼：

<add>：

　　0：　03e00008　　　　 jr　　　　ra

　　4：　00851021　　　　　addu　　v0，a0，a1

可以看到MIPS指令的編碼格式與X86的不同點是，X86指令是不定長的，像lea指令有3個字節(jié)，retq指令只有1個字節(jié)；而MIPS指令都是4個字節(jié)。

對于一個軟件，如果已經(jīng)編譯成二進制的可執(zhí)行文件，那么只能在一種固定指令集的CPU上運行。

2.龍芯電腦無法運行Windows操作系統(tǒng)

由于Windows操作系統(tǒng)是專門針對X86的CPU進行設(shè)計的，所以Windows操作系統(tǒng)只能在“X86兼容”的電腦上運行，不能在龍芯電腦上運行。Windows操作系統(tǒng)是微軟公司的產(chǎn)品，是世界范圍內(nèi)個人計算機上運行最多的操作系統(tǒng)，而微軟公司沒有把Windows向龍芯上移植，所以不存在“Windows for龍芯”的版本。那么龍芯電腦能夠運行什么操作系統(tǒng)呢？答案是Linux，這是一種開源的操作系統(tǒng)，所有源代碼都在網(wǎng)絡(luò)社區(qū)上公開下載，經(jīng)過龍芯的工程師移植后在龍芯電腦上運行。所以，如果要使用龍芯電腦，實際上就是要使用Linux操作系統(tǒng)。龍芯電腦上運行的Linux操作系統(tǒng)有一個專門的名稱“Loongnix”，本書就是講述在Loongnix上開發(fā)應用軟件的技術(shù)。

3.龍芯電腦可以使用X86電腦的大部分外設(shè)硬件

龍芯電腦的機箱、顯示器、鍵盤、鼠標都是和X86電腦通用的，從外觀上無法區(qū)分是龍芯電腦還是X86電腦。只有在拆開機箱，看到CPU表面上的Logo之后才能知道這是一臺龍芯電腦。市面上能夠購買的大多數(shù)電腦硬件外設(shè)都能夠在龍芯電腦上使用，例如硬盤、顯卡、網(wǎng)卡、聲卡、內(nèi)存條、電源、音箱等。以前讀者在X86電腦上DIY（Do it yourself，指單獨購買電腦配件組裝成電腦整機）的經(jīng)驗都能夠用到龍芯電腦上。

4.龍芯電腦“更安全”

龍芯電腦運行的Loongnix操作系統(tǒng)根源于Linux，這是由在開源社區(qū)上的幾千名頂級程序員共同開發(fā)的操作系統(tǒng)，相比Windows，它的漏洞更少，更加安全可靠。Linux還提供了多用戶的分級保護機制，在日常的辦公處理中都是使用一個權(quán)限較低的“普通用戶”身份，只有在進行安裝軟件、系統(tǒng)維護等工作時，才臨時使用級別更高的“管理員”，這也降低了系統(tǒng)出故障的概率。龍芯電腦在日常使用中幾乎不需要安裝防病毒軟件，也從來不用擔心會受到網(wǎng)上的釣魚、木馬、廣告等惡意軟件的侵擾，開機之后就是干凈的桌面環(huán)境，非常適合于辦公、開發(fā)、設(shè)計和寫作書籍等，這是一個真正意義上的“生產(chǎn)力工具”。

龍芯電腦的高安全性非常適合于在企業(yè)中的應用。一個典型案例是在2018年4月的一天，某市政府熱線中心的所有Windows電腦全部因感染勒索病毒而停止工作，如果重新安裝操作系統(tǒng)至少需要一天時間，熱線服務面臨癱瘓的危險，當時只有3臺部署了龍芯電腦的座席不受病毒的影響，堅挺地支撐了熱線服務的正常運營，避免了一場事故。

5.龍芯電腦“更便宜”

龍芯電腦面向開發(fā)者的銷售價格和市面上的X86電腦基本處于同等價位水平。另外在軟件方面，如果是購買X86電腦，用戶還需要繼續(xù)花錢購買Windows、Office、Photoshop等軟件，這些軟件的支出加起來也是一筆可觀的費用，動不動就成千上萬，甚至比電腦本身的價格還要貴。相比之下，龍芯電腦的操作系統(tǒng)Loongnix是免費下載使用的，內(nèi)置包含了上千款優(yōu)秀的開源軟件，甚至像WPS Office這樣重量級的辦公軟件產(chǎn)品也是面向個人用戶免費下載，用戶不用在軟件上多花一分錢。

龍芯電腦因有上述優(yōu)點，受到電腦廠家的廣泛支持，目前清華同方、曙光等很多知名電腦廠家已經(jīng)實現(xiàn)批量化的生產(chǎn)。在軟件方面，龍芯與辦公軟件、中間件、數(shù)據(jù)庫等國內(nèi)數(shù)十個廠家磨合多年，形成了比較完整的軟件生態(tài)環(huán)境，尤其是面向辦公OA等各種信息化應用已經(jīng)呈現(xiàn)面上鋪開的勢頭。