CẤU TRÚC MÁY TÍNH VÀ GHÉP LỖI
1 CHƯƠNG 1: GI I THIỆU CHUNG 1.1 Tổ g quan ề ấu trúc máy tính 1.2 Lị h sử phát t iể máy tính 1.3 Mơ hình máy tính Von Neumann 1.4 Mơ hình hệ thố g bus 1.5 Mứ máy tính 1.6 Hệ thố g máy tính điể hình 1.1 Tổ g quan ấu trúc máy tính Cấu trúc máy tính bao gồ khía h: • Cấu trúc tập lệ h: nghiên ứu máy tính theo cách nhìn gười lập trình • Tổ máy tính: nghiên ứu phầ ứ g máy tính Cấu trúc tập lệ h thay đổi hậ , Tổ máy tính thay đổi nhanh Ví dụ: Các máy tính PC dùng ộ lý Intel 32 bit từ 80386 đế Pentium 4: Cùng chung ấu trúc tập lệ h (IA-32) Có tổ khác 1.2 Lị h sử phát t iể máy tính (xem tài liệu) • Các máy tính hiệ đượ phân làm loại: máy tính lớ (mainframe), máy tính hỏ (minicomputer) máy vi tính hay máy tính cá nhân (micro computer hay personal computer) 1.3 Mơ hình máy tính Von Neumann • Mơ hình Von Neumann: máy tính đượ tổ theo nguyên tắ xây dự g hoạt độ g ả ối tiếp bao gồ thành phầ chính: 1.4 Mơ hình hệ thố g bus • Mơ hình chia máy tính làm khối: CPU, ộ hớ ổ g vào I/O 1.5 Mứ máy tính 1.6 Hệ thố g máy tính điể hình .CẤTRÚCàBẢNàMẠCHàCHÍNH • Bả h (mainboard) Chứa đự g: — ộ lý trung tâm CPU, —hệ thố g bus, ộ hớ (ROM, RAM) —và vi h hỗ t ợ (chipset) Chứ ă g: —Là ả h liên kết linh kiệ thiết ị goại vi thành ộ máy tính thố g hất —Điều khiể tố độ đườ g luồ g liệu thiết ị —Điều khiể điệ áp cung ấp cho linh kiệ gắ hết hoặ ắ ời Mainboard 10 Bit C1 kiể tra hẵ hoặ lẻ tổ hợp bit số {1, 3, 5, 7, 9, 11} Như ví dụ hình, C1 = hỉ có bit số 11 ằ g kiể t a hẵ Bit C2 kiể tra hẵ lẻ tổ hợp bit {2, 3, 6, 7, 10, 11} Tươ g tự ới phân tích ta có C2 = Bit C4 kiể tra hẵ lẻ tổ hợp bit {4, 5, 6, 7} C4 t ườ g hợp Bit C8 kiể tra hẵ lẻ {8, 9, 10, 11} C8 = Chuỗi bit t u ề 114 115 116 Kiể àt ầdựàph gàtheồ hiềdọ àV‘C (Vertical Redundancy Checking) • Phươ gàph pàđượ àsửàdụ gàđểàkiể àt ầtheồ khốiàdữàliệu • Khiàt u ề ộtà h àdữàliệuà o d,à itàdựà ph gàđượ àth oà ỗià o d.à • Kếtà uảà ỗià o dàsauàkhiàđượ àth oà ità kiể àt ầ hẵ àlẻàlạiàđượ ếpàtheồtừ gàh g • Cuốià gàtầlạiàkiể àt ầ hẵ àlẻà ộtàlầ ữầ theồ hiềdọ 117 Kiể àt ầ • CRC sử dụ g gàC‘C ột mã đa thứ hư ột khung t u ề đượ chia thành t ườ g: t ườ g liệu t ườ g kiể tra CRC • Sau hậ đượ khung t u ề , hệ thố g kiể tra theo ột hế đối ới bên gửi • Nếu kết uả phù hợp, tứ khơng có lỗi Nếu kết uả có khác iệt, lỗi đ ả 118 Thự àhiệ àkiể àt aàC‘C Bên gửi liệu thự hiệ theo ướ sau: Chuỗi liệu ầ t u ề đượ coi ột đa thứ M(x) có ậ k đượ thêm n bit số vào đằ g sau Với n ậ ột đa thứ sinh G(x) k>n Đa thứ thu đượ gồ M(x) huỗi n bit thêm vào, thự hiệ phép chia M(x) cho đa thứ G(x) theo phép chia modul 2, đượ phầ dư R(x) R(x) có số bit khơng lớ hơ n bit Đa thứ t u ề T(x) = M(x) + R(x) Bên hậ liệu giả sử T tiế hành kiể tra hư sau: Thự hiệ phép chia T cho đa thứ sinh G(x) Nếu kết uả ‘ ằ g trình t u ề khơng có lỗi, ếu kết uả khác q trình t u ề đ có lỗi 119 • Giả sử ta ầ tu ề huỗi liệu M(x)=1101011011 • Đa thứ sinh G(x)=10011 tứ G(x)= x4 + x + 1) • Với đa thứ sinh hư ậ , ta thấ n = 4, tứ ta thêm số vào huỗi ầ t u ề liệu để đượ huỗi 11010110110000 • Thự hiệ phép chia M(x) cho G(x) ta đượ R(x)=1110 120 121 .àBiểuàdiễ àsố: • “ốà ,à • “ốàdấuàphẩ àtĩ h,àphẩ àđộ g Các phép tốn: • Cộ g,àt ừ,à h ,à hiaàsốà hịàph àChươ gàt hàhợpà gữ: • C àlệ hàhợpà gữ:àld,àst,àadd ,àsethi,… • C àli àkếtà hươ gàt h:à a o,àluồ gàdữàliệu,àKhốiàCo t olàse tio • Bi àdị hà hươ gàt h:à ấpà ao ấpàá“M g gữà àh aà lệ h,à hu ể gữàk p… àBộà hớà àt h: RAM(SRAM,DRAM), ROM àGiaoàtiếpàthiếtà ịà goạià i: • C huẩ àgiaồtiếp:àPCI,àU“B,à‘“ ,… • Hoạtàđộ gàBU“:àđồ gà ộ,àkh gàđồ gà ộ,à huẩ àBU“ • C àthiếtà ị:àCD‘OM,àđĩầtừ,àdu gàlượ gàđĩa • Lỗiàt u ề àth gà&àC àphươ gàph pàph tàhiệ àlỗi 122 C uàhỏià àtập Thự hiệ phép chia số Q = 1010 M = 00101 Hệ t u ề liệu ầ gửi ội dung 1010101011 theo phươ g pháp CRC ới đa thứ sinh G(x) = x4 + x3 + x2 Dữ liệu t u ề gì? Hệ thố g máy tính có số lượ g tín hiệu địa hỉ 13 đườ g Về lý thu ết, dung lượ g ộ hớ ảo bao nhiêu? Để t u ề ký tự = 011 0101 ới phươ g pháp phát hiệ lỗi single bit kiể tra hẵ , huỗi liệu ầ t u ề gì? Hãy iểu diễ số (-25)10 ằ g số bù 1, bù 2, MSB làm bit dấu, số bù 9, bù 10? Để ạp ội dung 1234h vào ghi %r4, ta sử dụ g lệ h hư nào? 123 Các câu hỏi nhóm Khái quát ề ấu trúc ả h (motherboard) máy tính cá nhân hiệ đại? Phân tích khối linh kiệ ả h (CPU, ộ hớ, chipset, …) ? Phân tích ấu trúc cách tổ CPU theo nguyên tắ Von Neumann ? Trình tự thự thi hỉ thị CPU ? So sánh kiến trúc CISC RISC CPU ? Phân tích chế đường ống (pipelining) CPU ? Các thiết ị lưu t ữ liệu dùng máy vi tính ? Cấu tạo, đặc tính hoạt động ổ đĩa từ cứng (HDD) ? Phân iệt ROM BIOS RAM CMOS ? Phân tích hiệ ụ loại ROM BIOS máy tính cá nhân (ROM BIOS card ộ g mainboard) ? Bộ nhớ cache máy vi tính ? Phân tích phương pháp thiết kế sơ đồ tổ chức cache ? Khái iệ phân loại bus máy vi tính ? Cách tổ hệ thố g bus máy PC theo tổ phầ ứ g, minh họa ằ g ấu trúc bus máy vi tính hiệ đại dùng CPU Pentium IV ? Cách tổ thông tin nguyên tắ hoạt độ g đĩa quang (CD) Phân loại đĩa quang hiệ đại? So sánh ưu hượ điể đĩa quang so ới đĩa từ ? Các thiết ị hiể thị liệu thông dụ g? Cấu trúc nguyên tắ hoạt độ g hình LCD ? 124 Câu 1: Vềà ặtà gu àl ,à ellàD‘áMàl A MộtàDàFlip-flopà hàđiềuàkhiể B MộtàtụàCà ộtà hàđiềuàkhiể C àtụàCà ộtàt a sisto D MộtàDflip-flop Câu 2: Ph tà iểuà oàsauàđ àl àĐÚNG:à Đểàđồ gà ộàhoạtàđộ g,àtaà ầ A “ửàdụ gàMaste -Slave D Flip-flopàk hàhoạtàtheoàsườ àl àtha hàghi B “ửàdụ gàsườ u gà hịpàClo k C “ửàdụ gà u gà hịpàClo k D C àthểàsửàdụ gà àDàFlip-flop làm ghi Câu 3: Phươ gàph pà àh aàdữàliệuàth gàdụ gàt àđĩaàtừàl A NRZ B Kh gàphảiàl àphươ gàph pàt C Manchester NRZ D Manchester Câu 4: Thự àhiệ àph pà hiaà àsốàQà=à àMà=à àGi àt ịàtha hàghiàáà àQà sauàph pàt hàthứà àl A 00000 0010 B 00001 0100 C 0010 1000 D 00010 1000 Câu 5: Đểàđiềuàkhiể àluồ gàdữàliệuàđiàtừàCàBusàl àtha hàghiàđệ à%te p ,àt àhiệuà đià oàCàDe ode àsẽàl A T ườ gà dàt o gàtha hàghià%i à=à àCàMUXà=à B T ườ gàCàt o gàtha hàghiàMI‘àl à àt ườ gàCàMUXà=à C T ườ gàCàt o gàtha hàghiàMI‘àl à àt ườ gàCàMUXà=à D T ườ gà dàt o gàtha hàghià%i à=à àCàMUXà=à0 125 Câu 6: Hệàt u ề àdữàliệuà ầ àgửià ộiàdu gà àtheồphươ gà ph pàC‘Cà ớiàđầthứ àsi hàG à=à + x +à àDữàliệuàt u ề àđiàsẽàl A 10100110111011 B 10100110110111 C 10100110111111 D 10100110111110 Câu 7: Dữàliệuàt o gà àt hàđượ àlưuàt ữàdướiàdạ g A “ốà tàph à– ơàsốà B “ốà hịàph C “ốàthậpàlụ àph à– ơàsốà D M hịàph Câu 8: C àtha hàghiàđượ ấuàtạoàtừ A Các Master-Slave D Flip-flop B Master Flip-flop C Các D Flip-flop D Các Master-Slave D Flip-flopà à ộàđệ Câu 9: Hệàthố gà àt hà àsốàlượ gàt àhiệuàđịaà hỉàl àđườ g.àVềà l àthu ết,àdu gàlượ gà ộà hớàảoàsẽàl A 215 x bit B 213 x bit C 214 x bit D V àhạ Câu 10: “ốà à à à à iểuàdiễ àsốà dấphẩ àđộ gà ồdướiàđ iếtà ất ủầsốàdấphẩ àđộ gàgồ à itàdấu,à itàsốà ũà àthừaà ,à itàgi àt ịàđồ gàthờià àthự àhiệ giấuàsốà huẩ àsốàphẩ àđộ gà ủaàIBM A -0,71875 B -1,0111 x 2-1 C L àsốàt D Kh gàphảià àsốà 126 Câu 11: Ph tà iể oàsauàđ àl àĐÚNG A Bi àdị hàl u àt hà hu ể à hươ gàt hàđượ iếtàtừà g gữà ấpà aoàsa gà g gữà àt hà àthểàhiểuàđượ B Bi àdị hà àth gàdị hàl u àt hàtạồ ầ g gữà C Bi àdị hàl u àt hà ừaà hu ể à hươ gàt hàđượ iếtàtừà g gữà ấpà aoàsa gà g gữà àt hà àthểàhiểuàđượ àthự àhiệ àlu àtừ gàlệ h D Bi àdị hà àth gàdị hàl u àt hàtạồ ầ ộtà hươ gàt hàđượ iếtà ằ gà g gữà à àthểàhiểuàđượ Câu 12: Vớià ộtàsốà ità àđị h,àsốàlượ gàsốà gu àtaà àthểà iểuàdiễ A “ốàlượ gàsốà àh ầtheồt o gàsốàlớ hấtàl itàdấuà ằ gàsốàlượ gàsốà B “ốàlượ gàsốà iểuàdiễ àtheoà à ằ gàsốàlượ gàsốà iểuàdiễ àtheoà à C “ốàlượ gàsốà à ằ gàsốàlượ gàsốà àthừa D “ốàlượ gàsốà iểuàdiễ àtheoàsốà à ằ gàsốàlượ gàsốà gu àkh gàdấu Câu 13: Hệàthố gà àt hàsửàdụ gà itàđịaà hỉà ớiàđộà ộ gàdữàliệuàl à it,à hếàđộàlưuàt ữà l igàe dia àGi àt ịàđịaà hỉàlớ hấtà àt hàt u ậpàl A 232-2 B 232-3 C 232-1 D 232-4 Câu 14: C àđặ àt gà ủaà u àt hà i àdị hàl A Kiểuàdữàliệu,à hếàđộàđịaà hỉ,à ấuàt àthự àhiệ àph pàto àphươ gàph pàt aồđổiàdữà liệu B Đặ àt gà ủầkiểdữàliệu C C hếàđộàđịaà hỉ,à ấuàt àthự àhiệ àph pàto ,àphươ gàph pàt aoàđổiàdữàliệu D L àđặ àt gà ủaà àt hà ấpàthấpàsửàdụ gà hươ gàt h Câu 15: C àt àhiệuàđiềuàkhiể àáLUàđượ àsửàdụ gàđể A Thự àhiệ àlệ hà ủaàáLU B Thự àhiệ àlệ hà ủaàá‘C C Thự àhiệ àph pàto ủaàáLU D Thự àhiệ àph pàto ủaàALU 127 Câu 16: Qu àt hàthự àhiệ àđọ ộà hớàđốià ớià usàđồ gà ộàđượ àthự àhiệ A Đưaàt àhiệuàđịaà hỉàl àáDD‘E““àBU“à→àk hàhoạtààà à→à hờà u gà hịpà →àđọ àdữàliệuàt àDáTáàBU“à→àgiảiàph gààà B Đưaàt àhiệuàđịaà hỉàl àáDD‘E““àBU“à→àk hàhoạtààà à→àk hàhoạtààà→à đợiàt àhiệuààà→àđọ àdữàliệuàt àDáTáàBU“à→àgiảiàph gàà,àà C Đưaàt àhiệuàđịaà hỉàl àáDD‘E““àBU“à→àk hàhoạtààà à→ààđọ àdữàliệuàt DáTáàBU“à→àgiảiàph gààà D Đưaàt àhiệuàđịaà hỉàl àáDD‘E““àBU“à→àk hàhoạtààà à→à hờà u gà hịpà →ààgiảiàph gààà Câu 17: Mộtàlệ hàtốiàthiể ủầhợpà gữà aồgồ A Nh à+àLệ hà+àC àto àhạ gà+àLờià h àgiải B Lệ hà+àC àto àhạ g C Lệ hà+àLờià h àgiải D Nh à+àLệ hà+àC àto àhạ g Câu 18: T ườ gàop àt o gà ấuàt àB a hà àgi àt ịàl A 100 B 010 C 011 D 101 Câu 19: Mộtàđĩaà ứ gà àđĩaàt o gàđ à ặtàph aà go iàkh gàsửàdụ gàđểà ghiàdữàliệu.àMỗià ặtàđĩaà àt a k,à ỗiàt a kà àse to ,à ỗiàse to du gàlượ gà te.àDu gàlượ gàđĩaàl A 19 GB B 88 GB C 88000000KB D 49152000000 byte Câu 20: Ca heà àkhảà ă gàt u ậpàtố àđộà aoà gu h h hàsauàđ A Cấuàtạoàđơ àgiả B Du gàlượ gà hỏ,àgi àth hà ao C Kếtà ốiàt ự àtiếpà ớiàCPU D Li hàkiệ à hấtàlượ gà ao 128