Trong lĩnh vực Công Nghệ Thông Tin nói riêng, yêu cầu quan trọng nhất của người học đó chính là thực hành. Có thực hành thì người học mới có thể tự mình lĩnh hội và hiểu biết sâu sắc với lý thuyết. Với ngành mạng máy tính, nhu cầu thực hành được đặt lên hàng đầu. Tuy nhiên, trong điều kiện còn thiếu thốn về trang bị như hiện nay, người học đặc biệt là sinh viên ít có điều kiện thực hành. Đặc biệt là với các thiết bị đắt tiền như Router, Switch chuyên dụng
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH (TH152) • • • • • • Chương 1: Tổng quan kiến trúc máy tính Chương 2: Biểu diễn thơng tin máy tính Chương 3: Bộ xử lý trung tâm Chương 4: Bộ nhớ bán dẫn (bộ nhớ trong) Chương 5: Bộ nhớ Chương 6: Nhập xuất Phạm Hoàng Sơn NỘI DUNG • • • • Cấu trúc chức máy tính Các hệ máy tính Phân loại máy tính Thành máy tính Phạm Hồng Sơn CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA MÁY TÍNH CHỨC NĂNG • Máy tính (Computer): thiết bị điện tử thực chức sau: – Nhận thông tin vào, – Xử lý thông tin theo dãy lệnh nhớ sẵn bên trong, – Đưa thơng tin • Dãy lệnh nằm nhớ để yêu cầu máy tính thực cơng việc cụ thể gọi chương trình (program) Phạm Hồng Sơn chương trình => Máy tính hoạt động theo CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA MÁY TÍNH …máy tính Sơn tính Các thành Phạm phầnHoàng máy CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA MÁY TÍNH CẤU TRÚC Address bus Clock CPU (bộ xử lý trung Memory (bộ nhớ) Interface tâm) Các thiết bị vào/ra Data bus Control bus Sơ đồ cấu trúc phần cứng máy tính Phạm Hồng Sơn CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA MÁY TÍNH • Khối xử lý trung tâm (CPU) – Được coi não máy tính – Chức năng: đọc lệnh chương trình từ nhớ thực chúng – Còn gọi xi xử lý Phạm Hoàng Sơn CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA MÁY TÍNH – Các thành phần CPU: • Bộ điều khiển (Control Unit – CU): ) tìm đọc lệnh từ nhớ giải mã xác định bước thực lệnh • Bộ số học logic (Arithmetic Logical Unit – ALU) thực phép toán (cộng , trừ …) logic (and, or ) lên tốn hạng lệnh • Các ghi (Registers) để chứa số liệu tạm thời, thông tin điểu khiển cần thiết CPU • Bộ tạo nhịp (Clock) tạo xung để điều khiển hoạt động CPU theo trình tự đồng hoạt động khối toàn hệ thống Phạm Hoàng Sơn CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA MÁY TÍNH • Khối nhớ (memmory) – Chức năng: để chứa lệnh liệu phục vụ chương trình – Được chia thành đơn vị gọi ô nhớ – Các ô nhớ đánh thứ tự theo mã nhị phân – Để truy nhập (đọc/viết) ô nhớ, vi xử lý đưa địa kích hoạt tín hiệu điều khiển (Read Write) trứơc nhận gửi số liệu – Đơn vị thơng tin máy tính byte (8bit) Phạm Hoàng Sơn CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA MÁY TÍNH • Phân loại nhớ: – ROM (Read Only Memory) • Bộ nhớ cố định đọc khơng viết • Khơng bị nội dung nguồn cung cấp • Dùng để chứa chương trình khởi động máy tính (ROM BIOS) chương trình điều khiển hệ thống máy tính – RAM (Random Access Memory) • Bộ nhớ đọc viết nội dung vào • Khi nguồn cung cấp, nội dung nhớ Ram • Dùng để nạp chương trình máy tính hoạt động Phạm Hoàng Sơn CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA MÁY TÍNH • Khối thiết bị vào (Input/Output) – Thiết bị ngoại vi: bàn phím, hình, máy in, ổ đĩa, hệ thống truyền tin… – Kết nối thiết bị ngoại vi với hệ thống trung tâm máy tính thơng qua Interface cổng vào – Mỗi cổng vào có địa xác định – Về việc đọc viết cổng vào tương tự đọc/ viết nhớ Phạm Hồng Sơn 10 THÀNH QUẢ CỦA MÁY TÍNH • BXL Pentium III (năm 1999) – bổ sung 70 lệnh (Streaming SIMD Extensions - SSE) giúp tăng hiệu suất hoạt động BXL tác vụ xử lý hình ảnh, audio, video nhận dạng giọng nói – Sử dụng cơng nghệ 0,13 µm có 28,1 triệu transistor, nhớ đệm L1 32KB, L2 256 KB 512 KB tích hợp bên BXL Phạm Hồng Sơn 56 THÀNH QUẢ CỦA MÁY TÍNH • BXL Pentium IV(nm 2000) ã S dng cụng ngh 0,18 àm, có 42 triệu transistor • P4 sử dụng vi kiến trúc NetBurst có thiết kế hồn tồn so với BXL cũ – Một số công nghệ bật • mở rộng số hàng lệnh xử lý • tránh tình trạng lệnh bị chậm trễ chuyển từ nhớ đến CPU • tăng tốc đồng xử lý tốn học Phạm Hồng Sơn 57 THÀNH QUẢ CỦA MÁY TÍNH • BXL Celeron • BXL Celeron thiết kế với mục tiêu dung hịa cơng nghệ giá • Điểm khác biệt Celeron Pentium công nghệ chế tạo số lượng Transistor đơn vị Phạm Hoàng Sơn 58 THÀNH QUẢ CỦA MÁY TÍNH • BXL 64 BIT • Vi kiến trúc NetBurst 64 bit (Extended Memory 64 Technology - EM64T) Intel sử dụng BXL P4 Prescott (tên mã Prescott 2M) • khả tính tốn 64 bit • hỗ trợ công nghệ Enhanced SpeedStep để tối ưu tốc độ làm việc nhằm tiết kiệm điện • cơng nghệ ảo hóa (Virtualization Technology) Phạm Hồng Sơn 59 THÀNH QUẢ CỦA MÁY TÍNH • Pentium D (năm 2005): lõi kép (dual core) Intel • Pentium Extreme Edition (năm 2005): BXL lõi kép dành cho game thủ người dùng cao cấp Phạm Hoàng Sơn 60 THÀNH QUẢ CỦA MÁY TÍNH • BXL 64bit, kiến trúc Core – BXL mạnh hơn, khả tính tốn nhanh giảm mức tiêu thụ điện năng, tỏa nhiệt so với kiến trúc NetBurst – Intel Core Duo: có 291 triệu transistor, nhớ đệm L2 MB, bus hệ thống 1066 MHz – Core Extreme: nhớ đệm L2 đến MB, bus hệ thống 1066 MHz Phạm Hoàng Sơn 61 THÀNH QUẢ CỦA MÁY TÍNH • Tham khảo • Core quad • Core i Phạm Hồng Sơn 62 Năm Sớ bit 1971 Bợ xử lý Tốc độ xử lý Độ rộng đường Dung lượng bộ truyền nhớ Số transistor 4004 0.1MHz 640 byte 2.300 1974 4040 500->740KHz 640 byte 3.000 1972 8008 200 KHz 14 bit 16 KB 3.500 8080 2MHz 16 bit 64KB 1974 1976 1978 1979 16 8085 2MHz 8086 5, 10MHz 8088 5, 8MHZ Phạm Hoàng Sơn 6.000 6.500 20 bit 20 bit 1MB 29.000 29.000 63 80186(IAPX186) 1982 80286(286) 10,12MHz 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25MHz 1MB 24 bit 16MB 134.000 1985 386DX 16, 20, 25,33MHz 32 bit 4GB 275.000 1988 386SX 16, 20, 25,33MHz 24 bit 16MB 275.000 1990 386SL 16, 20, 25MHz 32 bit 4GB 855.000 1989 486DX 25, 35, 50MHz 32 bit 4GB 1,2 triệu 1991 486SX 16, 20, 25, 3MHz 32 bit 4GB 1,2 triệu 1992 486SL 20, 25, 33MHz 32 bit 4GB 1,4 triệu 32 Phạm Hoàng Sơn 64 1993 Pentium 75, 90, 100, 120MHZ 1995 32 bit 4GB 3,1 triệu 4,5 triệu 166, 200, 233MHz Pentium MMX 1996 Pentium Pro 1997 Pentium II-Klamath 150, 166,180, 200MHz 4GB 5,5 triệu 233, 266, 300MHz 7,5 triệu 333, 350, 400, 450MHz 7,5 triệu Celeron-Covington 266, 300MHz 7,5 triệu Celeron-Mendocino 300, 333, 366, 400, 433, 466, 500, 533MHz 19 triệu Pentium II-Deschutes 1998 Phạm Hoàng Sơn 65 1999 Pentium III-Katmai Pentium III-Coppermine Pentium III-Tualatin 450, 500, 550, 533, 600MHz 19,5 triệu 500,550,600,650,700,7 50,800, 850MHz(Bus 100MHz); 533,600,667,733,800,8 66,933,1000,1100,1133 MHz,(133M) 28,1 triệu 1133, 1200, 1266, 1333, 2900MHz 28,1 triệu 2000 533, 566, 600, 633, 667, 700, 733, 766, 800MHz (66MHz); Celeron-Coppermine 850, 900, 950, 1000, 1200, 28,1 triệu 1300MHz (1000MHz) Celeron-Tualatin 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 2.9GHz Phạm Hoàng Sơn 28,1 triệu 66 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0GHz Pentium IV-Willamette 511 515 515J 516 519J 519K 42 triệu 2.8GHz 2.93GHz 2.93GHz 2.93GHz 3.06GHz 3.06GHz Hơn 42 triệu 2002 Celeron Willamette 128 1.7, 1.8GHz Pentium IV-Northwood A 1.6, 1.8, 2.0, 2.2, 2.4, 2.5, 2.6, 2.8GHz B 2.26,2.4,2.53,2.66,2.8,3.0 6GHz C 2.4, 2.6, 2.8, 3.0, 3.2, 3.4GHz 55 triệu 505 505J 506 2.66GHz 2.66GHz 2.66GHz Hơn 55 triệu 1.8, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, Celeron Northwood 128(1.8A>2.8) 2.5, 2.6, 2.7, 2.8GHz Celeron D 2003 P4 Extreme Edition 2.13->3.33GHz Hơn 125 triệu 3.2, 3.4GHz Phạm Hoàng Sơn 67 2004 64 NetBurst 64bit 800MHz P4HT 620 2.8GHz P4HT 630 3.0GHz P4HT 640 3.2GHz P4HT 650 3.4GHz P4HT 641 3.2GHz Pentium D 800MHz Pentium D805, D820, D830, D840 Hơn 125 triệu 2.66, 2.8, 3.0, 3.2GHz 230 triệu 3.2GHz Hơn 230 triệu 2005 Pentium EE Em64T Phạm Hoàng Sơn 68 2006 291 triệu Intel Core Duo E6600 2.4GHz 167 triệu E6700 2.66GHz Core Extreme X6800, QX6700, Q6300, Q6400, Q6600 2006 2.93GHz Phạm Hoàng Sơn Hơn 167 triệu 69 • Qui luật MOORE (MOORE’S LAW) phát triển máy tính Phạm Hồng Sơn 70