Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 1: Giới thiệu - Nguyễn Hằng Phương
+
C MÁY TÍNH
MÔ TẢ MÔN HỌC
Môn học cơ sở ngành, cung cấp cho các sinh viên kiến thức nền tảng
về tổ chức và kiến trúc của máy tính
Thời lượng
Tổng số: 60 tiết
Lý thuyết: 45 tiết + Thực hành: 15 tiết.
Tài liệu học tập:
1. Computer Organization and Architecture, William Stallings, 9th Edition
2. Slide bài giảng
Đánh giá:
Điểm môn học = Điểm quá trình x 40% + Thi trắc nghiệm hết môn x 60%
+
NỘI DUNG
Chương 1 – Giới thiệu
Chương 2 – Sự phát triển của máy tính và hiệu năng
Chương 3 – Tổng quan về chức năng và kết nối trong máy tính
Chương 4 – Bộ nhớ Cache
Chương 5 – Bộ nhớ trong
Chương 6 – Bộ nhớ ngoài
Chương 7 – Vào/Ra
Chương 8 – Các hệ đếm
Chương 9 – Bộ xử lý số học
Chương 10 – Tập lệnh: Các đặc tính và chức năng
Chương 11 – Tập lệnh: Chế độ địa chỉ và khuôn dạng
Chương 12 – Tổ chức và chức năng bộ vi xử lý
Chương 1
Giới thiệu
1. Kiến trúc máy tính và Tổ chức máy tính
Kiến trúc là những thuộc tính mà lập trình viên có thể nhìn thấy
được, hoặc những thuộc tính có tác động trực tiếp đến việc
thực hiện của một chương trình.
Bao gồm: Tập lệnh (tập các lệnh mã máy hoàn chỉnh có thể
hiểu và xử lý bởi bộ xử lý trung tâm); cách đánh địa chỉ bộ
nhớ; các thanh ghi; các định dạng địa chỉ và dữ liệu; cơ chế
I/O
Tổ chức là cách thực hiện các tính năng, hoặc các khối hoạt
động được kết nối như thế nào để thực hiện các đặc tính kiến
trúc.
Bao gồm: Chi tiết phần cứng; Tín hiệu điều khiển; Giao diện
giữa máy tính và thiết bị ngoại vi; Công nghệ bộ nhớ
+
Kiến trúc IBM System/370
Được giới thiệu vào năm 1970
Bao gồm nhiều model
Có thể nâng cấp lên model đắt tiền và tốc độ nhanh hơn
mà không cần bỏ đi các phần mềm gốc
Các model mới tung ra được cải tiến kĩ thuật nhưng giữ
nguyên kiến trúc do đó khách hàng không cần mua phần
mềm mới
Kiến trúc này được duy trì đến ngày nay trên các dòng
máy tính mainframe IBM
+
Kiến trúc Intel x86
Bộ vi xử lý Intel 8086 được giới thiệu vào năm 1978
Kiến trúc x86 gần như chiếm toàn bộ thị phần máy tính cá
nhân, máy workstation, server thậm chí siêu máy tính.
Các model mới tung ra được cải tiến kĩ thuật nhưng giữ nguyên
kiến trúc do đó khách hàng không cần mua phần mềm mới
Các model khác nhau trong 1 họ có cùng kiến trúc
Nhưng tổ chức khác nhau!
+
2. Cấu trúc và chức năng
Hệ thống cấp bậc
Cấu trúc
Là tập hợp các hệ thống
con có liên quan với nhau
Cách thức các thành
phần liên quan đến nhau
Bản chất cấp bậc của các
hệ thống phức tạp là cần
thiết cho cả thiết kế và mô
tả của chúng.
Chức năng
Hoạt động của từng
thành phần riêng của cấu
trúc
Nhà thiết kế chỉ cần làm
việc với từng cấp cụ thể của
hệ thống
Mỗi cấp có cấu trúc và
chức năng riêng
Operating Environment
(source and destination of data)
+
2.1 Chức năng
Data
Movement
Apparatus
Bốn chức năng cơ bản:
● Xử lý dữ liệu (Data
processing)
● Lưu trữ dữ liệu (Data
storage)
Control
Mechanism
● Di chuyển dữ liệu
(Data movement)
● Điều khiển (Control)
Data
Storage
Facility
Data
Processing
Facility
+
Di
chuyển
Hoạt động
(a)
Di chuyển dữ liệu
(Data movement)
Điều
khiển
Lưu
trữ
Xử lý
Máy tính phải có khả năng
di chuyển dữ liệu giữa nó
và thế giới bên ngoài.
(a)
Figure 1.2 Possible Computer Operations
+
Di
chuyển
Hoạt động
(b)
Lưu trữ dữ liệu
Điều
(Data storage)
khiển
Máy tính phải tạm thời
lưu trữ những mẩu dữ
liệu đang làm việc tại bất
kỳ thời điểm nào.
Lưu
trữ
Xử lý
(b)
Figure 1.2 Possible Computer Operations
+
Di
Chuyển
Hoạt động
(c)
Điều
khiển
Xử lý dữ liệu vào/ra
(Processing from/to storage)
Lưu
trữ
Xử lý
(c)
Figure 1.2 Possible Computer Operations
Di
chuyển
+
Hoạt động
(d)
Điều
khiển
Xử lý dữ liệu
từ lưu trữ tới I/O
Lưu
trữ
Xử lý
• Dữ liệu có thể có nhiều
dạng khác nhau và phạm
vi yêu cầu xử lý rất rộng.
(d)
Figure 1.2 Possible Computer Operations
MÁY TÍNH:
- Lưu trữ
- Xử lý
Máy tính
2.2 Cấu trúc
CPU – bộ xử lý trung tâm, điều
khiển hoạt động của máy tính và
thực hiện chức năng xử lý dữ liệu
+
Máy tính gồm có
bốn phần chính:
Bộ nhớ chính: lưu trữ dữ liệu.
Là tập hợp các ô nhớ, mỗi ô nhớ
có một số bit nhất định và chứa
thông tin mã hoá số nhị phân.
I/O – bộ phận nhập xuất thông
tin – di chuyển dữ liệu giữa máy
tính và môi trường bên ngoài
Hệ thống kết nối (bus) – một số
cơ chế cung cấp cho việc truyền
đạt thông tin giữa CPU, bộ nhớ
chính và I/O
+
Bộ điều khiển (Control Unit - CU)
CPU
Điều khiển hoạt động của CPU và
cả máy tính
Thành phần cấu trúc
chính gồm:
Khối số học và logic (Arithmetic
and Logic Unit - ALU)
Thực hiện chức năng xử lý dữ liệu
Thanh ghi (Registers)
Cung cấp khả năng lưu trữ nội bộ
cho CPU
Các kết nối trong CPU
Một số cơ chế dùng để cung cấp
thông tin liên lạc giữa các khối CU,
ALU và thanh ghi.
Tải về để xem bản đầy đủ
24 trang
12/04/2022
5020
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 1: Giới thiệu - Nguyễn Hằng Phương", 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_nguyen_hang.pdf
