Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 1: Giới thiệu - Nguyễn Phan Trung
TRƯỜNG ĐHCN TP HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BÀI GIẢNG
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
(COMPUTER ARCHITECTURE)
Giới thiệu
Kiến trúc máy tính
(Computer Architecture)
phantrung.wordpress.com
ThS Nguyễn Phan Trung
Kiến Trúc Máy Tính
Mục đích
Lịch sử phát triển và hoạt động của máy tính
Các cấu trúc liên kết với nhau trong máy tính
Biểu diễn dữ liệu và số học máy tính
Cấu trúc và chức năng của CPU
Bộ nhớ
Hệ thống vào ra
Tập lệnh
Mạch logic số (thêm)
ThS Nguyễn Phan Trung
Kiến Trúc Máy Tính
Tài liệu tham khảo
William Stallings – Computer Organization
and Atchitecture 8푡ℎ Edition
Giáo trình Kiến trúc máy tính của DH cần
thơ
ThS Nguyễn Phan Trung
Kiến Trúc Máy Tính
Nội dung môn học
1. Tổng quan về kiến trúc máy tính
2. Biểu diễn dữ liệu và số học máy tính
3. Mạch logic số (tham khảo)
4. Tập lệnh
5. Bộ xử lý trung tâm
6. Bộ nhớ máy tính
7. Hệ thống vào ra
ThS Nguyễn Phan Trung
Kiến Trúc Máy Tính
Chương 1 Tổng quan về KTMT
1. Một số khái niệm và công nghệ
2. Các thế hệ máy tính
ThS Nguyễn Phan Trung
Kiến Trúc Máy Tính
1. Các khái niệm và công nghệ
Máy tính (Computer) là máy xử lý dữ liệu,
hoạt động một cách tự động dưới sự điều khiển
của một danh sách các lệnh (gọi là chương
trình) được lưu trữ trong bộ nhớ chính của nó.
ThS Nguyễn Phan Trung
Kiến Trúc Máy Tính
1. Các khái niệm và công nghệ
Một hệ thống máy tính (Computer System)
bao gồm một máy tính và các thiết bị ngoại vi.
Thiết bị ngoại vi (Peripherals) bao gồm các
thiết bị nhập, thiết bị xuất và bộ nhớ thứ cấp
ThS Nguyễn Phan Trung
Kiến Trúc Máy Tính
1. Các khái niệm và công nghệ
Kiến trúc máy tính (Architecture) liên quan đến các
thuộc tính của hệ thống máy tính có khả năng thấy
được đối với người lập trình, hoặc các thuộc tính có
ảnh hưởng trực tiếp đến logic thực hiện chương
trình
ThS Nguyễn Phan Trung
Kiến Trúc Máy Tính
1. Các khái niệm và công nghệ
Các thuộc tính KTMT:
o Tập lệnh
o Các phương pháp biểu diễn dữ liệu cơ bản
o Cơ chế xuất nhập
o Các khối cơ bản trong CPU
o Chức năng của các thành phần chính
o Sự thực hiện lệnh
o Tố chức bộ nhớ( các kỹ thuật định vị bộ nhớ)
o Các cách mà các thành phần cơ bản kết nối với nhau
o …
ThS Nguyễn Phan Trung
Kiến Trúc Máy Tính
1. Các khái niệm và công nghệ
Tổ chức máy tính(Computer Organization): đề cập
đến các khối chức năng và sự kết nối giữa chúng để
thực hiện các đặc tả kiến trúc (nghĩa là làm thế nào
hiện thực các tính năng kiến trúc)
• Tín hiệu điều khiển, giao tiếp giữa máy tính và thiết bị ngoại vi,
công nghệ bộ nhớ, …
ThS Nguyễn Phan Trung
Kiến Trúc Máy Tính
Vị trí KTMT và TCMT
ThS Nguyễn Phan Trung
Kiến Trúc Máy Tính
1. Các khái niệm và công nghệ
So sánh KTMT và TCMT
• Ví dụ chức năng “ nhân”
. Kiến trúc : có hay không có lệnh nhân.
. Tỗ chức : một đơn vị thực hiện chức năng “nhân” đặc
biệt hay việc dùng nhiều đơn vị “cộng” để thực hiện
chức năng “nhân”.
• Nhiều nhà sản xuất máy tính đưa ra dòng(họ)các
mẫu maý tính. Các máy này có cùng kiến trúc
nhưng khác nhau về mặt tổ chức
. Tất cả tính họ x86 của Intel có cùng kiến trúc cơ bản
. Họ System/370 của IBM có cùng kiến trúc cơ bản
ThS Nguyễn Phan Trung
Kiến Trúc Máy Tính
1. Các khái niệm và công nghệ
• Điều này dẫn đến
• Nhiều máy khác nhau trong cùng họ có giá thành và
hiệu suất khác nhau.
• Tổ chức sẽ thay đổi theo công nghệ
– Tương thích về chương trình
– Tối thiểu đối với máy thế hệ trước (backwatd)
• Trong máy vi tính, mối quan hệ giữa kiến trúc và
tổ chức rất khăng khít với nhau
• Thay đổi về công nghệ không chỉ ảnh hưởng đến tổ
chức mà còn dẫn đến kiến trúc phức tạp hơn và hiệu quả
hơn
ThS Nguyễn Phan Trung
Kiến Trúc Máy Tính
Tại sao học KTMT
Để trở thành chuyên nghiệp trong lĩnh vực máy tính ngày
nay. Bạn không nên xem máy tính như một hộp đen (black
box) thực hiện các chương trình bằng ma thuật.
Bạn nên hiểu các thành phần chức năng của một hệ thống
máy tính. Đặc tính hiệu suất và sự tương tác của chúng.
Bạn cần hiểu rõ KTMT để có thể xây dựng các chương trình
chạy hiệu quả trên máy tính.
Khi chọn lựa để dùng một hệ thống, bạn phải có khả năng
hiểu được ưu và nhược điểm của các thành phần khác nhau.
Ví dụ tốc độ xung nhịp CPU so với kích thước bộ nhớ
ThS Nguyễn Phan Trung
Kiến Trúc Máy Tính
Cấu trúc và Chức năng
Nhận biết bản chất phân cấp của các hệ thống phức tạp nhất
o Hệ thống phân cấp là tập hợp các hệ thống con có quan hệ với
nhau. Sao cho mỗi hệ thống con này lại có tính phân cấp về cấu
trúc như vậy, cho đến khi chúng ta đạt đến hệ thống con nguyên
tử thấp nhất.
Cấu trúc là cách mà các thành phần quan hệ với các thành
phần khác
Chức năng là tác vụ của các thành phần, chức năng riêng
biệt nằm trong cấu trúc
Theo cách mô tả, có 2 cách tiếp cận
o Bottom-up
o Top-down
ThS Nguyễn Phan Trung
Kiến Trúc Máy Tính
Chức năng máy tính
Các chức năng của máy tính
bao gồm:
o Xử lý dữ liệu (data processing)
o Lưu trữ dữ liệu (data storage)
o Dịch chuyển dữ liệu (data
movement)
o Điều khiển (control)
ThS Nguyễn Phan Trung
Kiến Trúc Máy Tính
Các tác vụ
a. Dịch chuyển dữ liệu
b. Lưu trữ dữ liệu
ThS Nguyễn Phan Trung
Kiến Trúc Máy Tính
…
c. Xử lý dữ liệu từ bộ nhớ
Và lưu trữ lại trong bộ nhớ)
d. Xử lý dữ liệu từ bộ nhớ ra
I/O
ThS Nguyễn Phan Trung
Kiến Trúc Máy Tính
Cấu trúc – Top Level
Computer
Peripherals
Computer
Central
Main
Processing
Memory
Unit
Systems
Interconnection
Input
Output
Communication
lines
ThS Nguyễn Phan Trung
Kiến Trúc Máy Tính
Tải về để xem bản đầy đủ
410 trang
12/04/2022
6320
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 1: Giới thiệu - Nguyễn Phan Trung", 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_phan.pdf
