Cấu trúc máy tính - Bài 1 cấu trúc cơ bản hệ máy tính pptx

Bài cấu trúc hệ máy tính Lịch sử phát triển máy tính Phân loại máy tính Cấu trúc hệ máy tính hệ thống hỗ trợ Chuẩn máy tính Lịch sử phát triển máy tính Blase Pascal (1623-1662)  Geoge Boole (1815-1864) -1847  John Mauchley vµ J Presper Eckert M¸y tÝnh ENIAC - Electronic Numerical Integrater Analizer and Computer (1946)  18.000 bãng ®Ìn ®iƯn tư  1.500 rơ le, Nặng 30 Tiêu thụ 174 KW ®iƯn  ChiÕm 200 m2  Cã 20 ghi, ghi chứa số thập phân 10 ch ữ sè • KiÕn tróc Von Neuman • (hien la cho tat cac cac may tinh)  Mà chương trình liệu bố trí nhớ.(all data load hết Ram,kể trương trình phần cứng) Bus địa liệu dùng chung trình trao đổi liệu lệnh CPU nhớ Bus ịa Bus liệu CPU ALU Bộ nhớ chư ơng trình & Bộ nhớ liệu Kiến trúc Von Neuman P > n Đặc điểm kiến trúc Von Neuman: Đơn giản, kinh tế.>> Có tượng thắt cổ chai(chậm tốc độ hơn) xẩy xung đột trình nhận lệnh Nạp/Cất liệu Các bus nghỉ giải mà l ệnh • KiÕn tróc Harvard • KiÕn tróc cđa dòng vdk(-8051) Bộ nhớ chương trình tổ chøc riªng >>nh­ kiÕn tróc cđa pic  Bé nhí liệu tổ chức riêng >>như kiến trúc pic Bus địa chỉ, bus liệu cho chương trình cho Harvard Architecture CPU/ALU P Address Instruc D1 Data D1 Address Data Memory #1 D2 Data D2 Address Data Memory #2 Program Memory Thực chat la su ly Tiet kiem t gian Xu ly t thuc Ơ ngoi ngi ta d Viec chu yeu Phân loại máy tính a Phân loại theo công nghệ b Phân loại theo tính d Phân loại theo xử a Phân loại theo công nghệ Thế hệ 1: tõ 1950 - 1959 Dïng ®Ìn ®iƯn tư Tèc ®é: cì ngµn phÐp tÝnh/s  ThÕ hƯ 2: tõ 1959 - 1963 Dùng bóng bán dẫn Tốc độ cỡ chục ngàn phép tính/s Thế hệ 3: từ 1964 đến 1974 Dùng mạch vi điện tử Tốc độ cỡ chục triƯu phÐp tÝnh/s  ThÕ hƯ 4: tõ 1974 ®Õn Dùng Vi xử lý Tốc độ cỡ hàng tû phÐp tÝnh/s  ThÕ hƯ 5: M¸y tÝnh Neuron - Neural Network b Phân loại theo tính n ă ng Siêu máy tính (Super Computer) Máy tính mainframe) lín (Computer  M¸y tÝnh mini (MiniComputer)  M¸y tính cá nhân, gọi máy PC c Phân loại theo xử lý Máy tính dùng BVXL Intel (80286, 80386, 80486, Pentium Pentium 4)  M¸y tÝnh dïng BVXL Motorola M6800, M68000, M68052 (68X)  C¸c máy tính dùng Bộ VXL Motorola là: Machintosh, Apple, Admiga  M¸y tÝnh dïng BVXL Zilog nh­: Z40, Z80 nh­ Bondwell, NEC, d Phân loại theo kích thước Máy tính lớn (Mainframe) Máy tính để bàn (Desktop) M¸y tÝnh x¸ch tay (Laptop)  M¸y tÝnh kiĨu sỉ tay (Notebook) 3 Cấu trúc hệ máy tính hệ thống hỗ trợ Bus điều khiển Bus liƯu ALU CU CPU C¸c ghi Bé nhí (RAM, ROM) Phối ghép vào Thiết bị vào (bàn phím, chuột, máy quét ) Thiết bị (màn hình, máy in, máy Bus địa vẽ ) Hình Sơ đồ khối hệ máy tính Cấu trúc hệ máy tính Bộ xử lý trung tâm CPU  HƯ thèng bé nhí  HƯ thèng vµo Hệ thống Bus Các khối ****Khối CPU Các hệ thống hỗ trợ MT XT + Mạch tạo 8284**** xung đồng hồ + Đồng xử lý toán 8087 Khối nhớ + Mạch 74LS138 giải mà địa + Mạch DMA 8237 ***Khối vào + Mạch điều khiển ngắt 8259 + Mạch điều khiển vào 8255 Hệ thống + Mạch định thời 8253 + Mạch điều khiÓn bus 8288 PnCK 14,31818 MHZ NP IRQ RD 8284A CLK Y CLOCK PR GENERAL E 8088 MAIN PROCESSOR NM A8A19 POWE R GOOD AUXILIARY PROCESSOR SOCKET AD0AD7 AD0AD7 CLK S0S2 BIT DATA BUS 74LS24 ADDR BUFFE R 74LS37 ADDR BUFER 74LS37 ADDR BUFER EXT ER NAL AD DR ES S BU S 74LS24 DATA BUFER 8288 BUS CONTROLLER WAIT Hình 1-13 Tổ chức máy tÝnh IBM PC/XT EX TE RN AL DA TA BU S I/O CS DECOD E LOCAL ADDRESS DATA STATUS AND CONTROL WAIT STATE LOGIC 74LS24 DATA BUFFE R DACK0 R/W MEM 74LS158 R/W MEM ADDRES S MPLX CNTRL 8237A-5 DMA CNTRL CLOCK/RESET 20 BIT ADDRESS BUS REQ/ACK/CN TL NM LOGIC AD0-AD7 INT CNTRLR CONTROL BUS IO CHECK LOGIC BANK CAS CONFI SW 1&2 KEYBOARD LOGIC KEYBOARD CONNECTO R P0 POWER GOOD P1 GND -12V +12 GN V D SPARE 8K x8 ROM SPACE 8Kx8 ROM BASIC BOOT STRAP CONTROL (BIOS) 62 PIN I/O CONNECTO R CASSETTE DATA IN/MOTOR CONNECTO CONTROL MIC DATA R CASSETT LOGIC AUX J6 OUT SPEAKER P3 SPEAKE LOGIC R 8255-5 I/O PORTS CS7 – CS2 ROM CS DECOD E WE 8253-6 TIMER CONTROL LINES PARITY CH/CEN LOGIC 32K x 74LS373 DMA ADDR LATCH 74LS872 DMA PAGE REG 74LS24 MEM BUFFE R -5V +5V P2 ChuÈn m¸y tÝnh Chuẩn máy tính qui định phấn cứng phần mềm máy tính mà nhà s n xuất máy tính cần tuân theo Thời kỳ đầu chuẩn máy tính dựa đề xuất c a IBM, chuẩn IBM PC (IBM/XT IBM/AT) Từ năm 1995, Intel Microsoft hợp tác với đề xuất chuẩn định hướng thiết kế cÊu hinh m¸y tÝnh (PC97, PC98, PC99) - H·ng Intel qui định chuẩn thiết kế vi xử lý, vi mạch tổng hợp, hệ thống bus ngoại vi, bo mạch chủ - HÃng Microsoft qui định hệ điều hành, Bảng 1.2: Quy định PC99 cho máy cá nhân Cấu hình Cấu hình tối thiểu Cấu hình đề nghị HƯ thèng Vi xư lý 300 MHz, 128K cache møc 32 MB bé nhí RAM 64 MB RAM Bus hƯ thèng giao diƯn USB, kh«ng cã bus ISA thẻ mở rộng ISA Bàn phím, chuột, giao diện song song Thẻ điều hợp hiển thị chiều Giao diện IEEE 1394, khe cắm ổ đĩa thay Thiết vi Thiết thị bị bị ngoại hiển Thiết bị lưu trữ liệu ổ đĩa CD DVD Thiết bị truyền liệu Modem V.90.56 Kbps ThiÕt bÞ dïng giao diƯn USB hay giao diƯn hồng ngoại Khe cắm AGP, thẻ video để số hoá lưu trữ video, thẻ bắt kênh TV tương tự, đầu tính hiệu video IEEE 1394 cho thiết bị lưu tr ữ bên Mạng công cộng: ISDN, cáp TV Bảng 1.2: Quy định PC99 cho máy văn phònghình Cấu Cấu hình tối thiểu Cấu hình đề nghị Hệ thèng Vi xö lý 300 MHz, 128Kbyte cache møc 2,64 MB RAM   Bus hÖ thèng giao diÖn USB, bus ISA thẻ mở rộng ISA Giao diện IEEE 1394, khe cắm ổ đĩa thay Thiết bị ngoại vi Bàn phím, chuột, giao diện song song Thiết bị dùng giao diện USB hay giao diện hồng ngoại, ổ cắm thẻ PCMCI Thiết thị Thẻ điều hợp hiển thị chiều, khe cắm AGP, hiển thị DVD - video MPEG - Thiết bị lưu trữ liệu ổ đĩa CD DVD IEEE 1394 cho thiết bị lưu tr ữ bên Thiết bị truyền liệu Thẻ mạng Modem V.90, 56 Kbps, mạng công cộng bị hiển .. .1 Lịch sử phát triển máy tính Phân loại máy tính Cấu trúc hệ máy tính hệ thống hỗ trợ Chuẩn máy tính Lịch sử phát triển máy tính Blase Pascal (16 2 3 -1 662)  Geoge Boole (18 1 5 -1 864) -1 847... loại theo công nghệ b Phân loại theo tính d Phân loại theo xử a Phân loại theo công nghệ Thế hệ 1: tõ 19 50 - 19 59 Dïng ®Ìn ®iƯn tư Tèc ®é: cì ngµn phÐp tÝnh/s  ThÕ hƯ 2: tõ 19 59 - 19 63 Dùng bóng... máy Bus địa vẽ ) Hình Sơ đồ khối hệ máy tính Cấu trúc hệ máy tính Bộ xử lý trung tâm CPU  HƯ thèng bé nhí  HƯ thèng vµo Hệ thống Bus Các khối ****Khối CPU Các hệ thống hỗ trợ MT XT + Mạch tạo