Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 1: Giới thiệu chung - Hoàng Xuân Dậu
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
BÀI GIẢNG MÔN
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
Giảng viên:
Điện thoại/E-mail:
TS. Hoàng Xuân Dậu
Bộ môn:
Khoa học máy tính - Khoa CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
Học kỳ/Năm biên soạn: Học kỳ 2 năm học 2009-2010
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Stallings W., Computer Organization and Architecture:
Designing for Performance, 8th Edition, Prentice – Hall 2009.
2. Mostafa Abd-El-Barr and Hesham El-Rewini, Fundamentals of
Computer Organization and Architecture, John Wiley & Sons,
Inc, 2005.
3. Hennesy J.L. and Patterson D.A., Computer Architecture. A
Quantitative Approach, Morgan Kaufmann, 4th Edition, 2006.
4. Trần Quang Vinh, Cấu trúc máy vi tính, Nhà xuất bản Giáo
dục, 1999.
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 2BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY
TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
5. Hồ Khánh Lâm, Kỹ thuật vi xử lý, Nhà xuất bản Bưu điện,
2005.
SLIDES VÀ CÁC TÀI LIỆU CHO DOWLOAD
Sách tham khảo:
Đề cương môn học, slides và bài tập:
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 3BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY
TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
MÔN HỌC
Các điểm thành phần:
. Chuyên cần: 10%
. Bài tập + thảo luận: 20%
. Kiểm tra: 10%
. Thi cuối kỳ: 60%
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 4BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY
TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
NỘI DUNG MÔN HỌC
1. Giới thiệu chung
2. Khối xử lý trung tâm
3. Tập lệnh máy tính
4. Bộ nhớ trong
5. Bộ nhớ ngoài
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 5BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY
TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
6. Hệ thống BUS và thiết bị ngoại vi
7. Bài tập + Thảo luận
NỘI DUNG CHƯƠNG 1
1. Khái niệm kiến trúc và tổ chức máy tính
2. Cấu trúc và chức năng của máy tính
3. Lịch sử phát triển máy tính
4. Kiến trúc von-Neumann
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 6BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY
TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
5. Kiến trúc Harvard
6. Tổ chức của các máy tính hiện đại
7. Các hệ số đếm và tổ chức lưu trữ dữ
liệu trên máy tính
1.1 KIẾN TRÚC & TỔ CHỨC MÁY TÍNH
Kiến trúc và tổ chức máy tính là 2 khái niệm cơ bản
của công nghệ máy tính.
. Tổ chức máy tính (Computer organization) là khoa học
nghiên cứu về các bộ phận của máy tính và phương thức
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 7BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY
TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
làm việc của chúng;
. Kiến trúc máy tính (Computer architecture) là một khoa
học về lựa chọn và kết nối các thành phần phần cứng
của máy tính nhằm đạt được các yêu cầu:
• Hiệu năng / tốc độ (performance): nhanh tốt
• Chức năng (functionality): nhiều tính năng tốt
• Giá thành (cost): rẻ tốt
1.1 KIẾN TRÚC & TỔ CHỨC MÁY TÍNH (tiếp)
Ba thành phần cơ bản của kiến trúc máy tính:
i. Kiến trúc tập lệnh (Instruction set architecture - ISA) là
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 8BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY
TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
hình ảnh trừu tượng của máy tính ở mức ngôn ngữ máy
(hợp ngữ). Kiến trúc tập lệnh gồm:
• Tập lệnh
• Các chế độ địa chỉ bộ nhớ
• Các thanh ghi
• Các khuôn dạng địa chỉ và dữ liệu
1.1 KIẾN TRÚC & TỔ CHỨC MÁY TÍNH (tiếp)
ii. Vi kiến trúc (micro-architecture), còn được gọi là tổ chức
máy tính là mô tả về hệ thống ở mức thấp, liên quan
đến các vấn đề:
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 9BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY
TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
• Các thành phần phần cứng của máy tính kết nối với nhau như
thế nào?
• Các thành phần phần cứng của máy tính tương tác với nhau
như thế nào để thực thi tập lệnh?
1.1 KIẾN TRÚC & TỔ CHỨC MÁY TÍNH (tiếp)
ii. Thiết kế hệ thống (System Design) bao gồm tất cả các
thành phần phần cứng khác trong hệ thống tính toán,
như:
. Hệ thống kết nối như bus và các chuyển mạch
. Điều khiển bộ nhớ và quản lý phân cấp hệ thống nhớ
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 10BỘ MÔN: KHOA HỌC
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
.Các cơ chế giảm tải cho CPU như là DMA .Các
vấn đề khác như đa xử lý.
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 11BỘ MÔN: KHOA HỌC
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
1.2 CẤU TRÚC & CÁC THÀNH PHẦN CHỨC NĂNG
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 12BỘ MÔN: KHOA HỌC
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
Sơ đồ khối chức
năng của hệ
thống máy tính
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 13BỘ MÔN: KHOA HỌC
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
1.2 CẤU TRÚC & CÁC THÀNH PHẦN CHỨC NĂNG
Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit - CPU):
. Chức năng:
• Đọc lệnh từ bộ nhớ • Giải mã và thực hiện lệnh
. CPU bao gồm:
• Bộ điều khiển (Control Unit - CU)
• Bộ tính toán số học và logic (Arithmetic and Logic Unit - ALU) •
Các thanh ghi (Registers)
1.2 CẤU TRÚC & CÁC THÀNH PHẦN CHỨC NĂNG
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 14BỘ MÔN: KHOA HỌC
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Vi xử lý
Intel
8086
(1978)
Vi xử lý Intel
Core 2 Duo
(2006)
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 15BỘ MÔN: KHOA HỌC
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
1.2 CẤU TRÚC & CÁC THÀNH PHẦN CHỨC NĂNG
Bộ nhớ trong (Internal Memory):
. Chức năng: lưu trữ lệnh (instruction) và dữ liệu (data) cho
CPU xử lý;
. Bộ nhớ trong bao gồm:
• ROM (Read Only Memory):
– Lưu trữ lệnh và dữ liệu của hệ thống
– Thông tin trong ROM vẫn tồn tại khi mất nguồn nuôi
• RAM (Random Access Memory)
– Lưu trữ lệnh và dữ liệu của hệ thống và người dùng
– Thông tin trong RAM sẽ mất khi mất nguồn nuôi
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 16BỘ MÔN: KHOA HỌC
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
1.2 CẤU TRÚC & CÁC THÀNH PHẦN CHỨC NĂNG
Bộ nhớ trong (Internal Memory):
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 17BỘ MÔN: KHOA HỌC
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
1.2 CẤU TRÚC & CÁC THÀNH PHẦN CHỨC NĂNG
Các thiết bị vào ra (Peripheral devices)
. Thiết bị vào (Input devices): nhập dự liệu và điều khiển
• Bàn phím (Keyboard)
• Chuột (Mice)
• Ổ đĩa (Disk drives)
• Máy quét (Scanner)
. Các thiết bị ra (Output devices): kết xuất dữ liệu
• Màn hình (Monitor/screen)
• Máy in (Printer)
• Máy vẽ (Plotter)
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 18BỘ MÔN: KHOA HỌC
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
• Ổ đĩa (Disk drives)
1.2 CẤU TRÚC & CÁC THÀNH PHẦN CHỨC NĂNG
Các thiết bị vào ra - ổ đĩa cứng (HDD)
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 19BỘ MÔN: KHOA HỌC
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 20BỘ MÔN: KHOA HỌC
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Tải về để xem bản đầy đủ
68 trang
12/04/2022
31840
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 1: Giới thiệu chung - Hoàng Xuân Dậu", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_kien_truc_may_tinh_chuong_1_gioi_thieu_chung_hoang.pdf
