GIÁO TRÌNH KIẾN TRÚC MÁY TÍNH NGHỀ QUẢN TRỊ MẠNG MÁY TÍNH TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG

GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: KIẾN TRÚC MÁY TÍNH NGHỀ: QUẢN TRỊ MẠNG MÁY TÍNH TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-… ngày…….tháng….năm của……………………………… LƯU HÀNH NỘI BỘ i TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm ii LỜI GIỚI THIỆU Nội dung toàn sách biên soạn dựa vào việc tham khảo từ tài liệu, sách giáo trình “Kiến trúc máy tính” nhiều tác giả lọc lại Đối tượng sách dành cho sinh viên Trung cấp cao đẳng nghề Quản trị mạng máy tính nói riêng sinh viên Trung cấp, cao đẳng thuộc chuyên ngành lĩnh vực Cơng nghệ thơng tin Mặc dù có nhiều cố gắng việc biên soạn chắn tồn nhiều sai sót sách Rất mong nhận góp ý phê bình bạn đọc iii MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH I Các mốc lịch sử phát triển cơng nghệ máy tính: II Thông tin mã hóa thơng tin III Đặc điểm hệ máy tính điện tử IV Kiến trúc tổ chức máy tính V Các mơ hình kiến trúc máy tính CHƯƠNG II: KIẾN TRÚC TẬP LỆNH CỦA MÁY TÍNH 11 I Thành phần máy tính: 11 II Kiến trúc tập lệnh CISC RISC 16 III Mã lệnh: 18 CHƯƠNG III: BỘ XỬ LÝ 20 I Sơ đồ khối xử lý 20 II Đường dẫn liệu: 21 III Bộ điều khiển: 21 IV Tiến trình thực lệnh máy 23 V Các loại ngắt (Interrupt): 25 CHƯƠNG IV: BỘ NHỚ 27 I Phân loại nhớ: 27 II Các loại nhớ bán dẫn: 29 III Hệ thống nhớ phân cấp: 30 IV Kết nối nhớ với xử lý: 31 V Các tổ chức cache: 32 CHƯƠNG V: I THIẾT BỊ NHỚ NGOÀI 39 Các thiết bị nhớ vật liệu từ: 39 II Thiết bị nhớ quang học 41 III Các loại thẻ nhớ: 43 IV An toàn liệu lưu trữ 44 CHƯƠNG VI: CÁC LOẠI BUS 49 I Định nghĩa bus, bus hệ thống 49 II Bus đồng không đồng 50 III Hệ thống bus phân cấp 50 IV Các loại bus sử dụng hệ thống vi xử lý 52 iv C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Kiến trúc máy tính Mã mơn học: MH 12 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Mơn học bố trí sau học sinh học xong môn học chung, môn học sở chuyên ngành đào tạo chuyên môn nghề - Tính chất: Là mơn học chun ngành bắt buộc - Ý nghĩa vai trị mơn học: Là môn học sở bắt buộc nghề thuộc nhóm lĩnh vực CNTT Mục tiêu mơn học: - Về kiến thức: - Biết lịch sử máy tính, hệ máy tính cách phân loại máy tính - Hiểu thành phần kiến trúc máy tính, tập lệnh - Biết cấu trúc xử lý trung tâm: tổ chức, chức nguyên lý hoạt động phận bên xử lý - Mô tả diễn tiến thi hành lệnh mã máy số kỹ thuật xử lý thông tin: ống dẫn, siêu ống dẫn, siêu vô hướng - Hiểu chức nguyên lý hoạt động loại nhớ - Hiểu phương pháp lưu trữ liệu nhớ - Về kỹ năng: - Xác định thành phần máy tính - Chuyển đổi hệ số - Về lực tự chủ trách nhiệm: - Có tinh thần trách nhiệm, ý thức tổ chức kỷ luật cao; - Có tác phong làm việc khoa học, chăm Đồng thời phải động, sáng tạo, mạnh dạn ứng dụng kiến thức vào thực tiễn Nội dung môn học: v Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Số TT Thời gian Thực hành/ Thi/Kiể Tên chương, mục Tổng số Lý thuyết thực tập/thí m nghiệm/bài tra tập/thảo luận Chương 1: Tổng quan 15 10 kiến trúc máy tính Các mốc lịch sử phát triển cơng nghệ máy tính Thơng tin mã hóa thơng tin Đặc điểm hệ máy tính điện tử Kiến trúc tổ chức máy tính Các mơ hình kiến trúc máy tính Chương 2: Kiến trúc tập 10 lệnh máy tính Các thành phần máy tính Kiến trúc tập lệnh CISC RISC Mã lệnh Chương 3: Bộ xử lý 5 Sơ đồ khối xử lý Đường dẫn liệu Bộ điều khiển Tiến trình thực lệnh máy Các loại ngắt Chương 4: Bộ nhớ 10 1 Phân loại nhớ Các loại nhớ bán dẫn Hệ thống nhớ phân cấp vi Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Số TT Tên chương, mục Kết nối nhớ với xử lý Các tổ chức cache Chương 5: Thiết bị nhớ Các thiết bị nhớ vật liệu từ Thiết bị nhớ quang học Các loại thẻ nhớ An toàn liệu lưu trữ Chương 6: Các loại bus Định nghĩa bus, bus hệ thống Bus đồng không đồng Hệ thống bus phân cấp Các loại bus sử dụng hệ thống vi xử lý Thi kết thúc môn học Cộng Thời gian Thực hành/ Thi/Kiể thực tập/thí Tổng số Lý thuyết m nghiệm/bài tra tập/thảo luận 10 5 60 30 vii Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn 27 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Giáo trình Kiến trúc máy tính Nguyễn Thị Ngọc Kiều CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Mục tiêu: Trình bày lịch sử phát triển máy tính, thành tựu máy tính Trình bày khái niệm thông tin Mô tả kiến trúc máy tính Biến đổi hệ thống số, bảng mã thông dụng dùng để biểu diễn ký tự - Nội dung: I Các mốc lịch sử phát triển cơng nghệ máy tính: Sự phát triển máy tính mơ tả dựa tiến công nghệ chế tạo linh kiện máy tính như: xử lý, nhớ, ngoại vi,…Ta nói máy tính điện tử số trải qua bốn hệ liên tiếp Việc chuyển từ hệ trước sang hệ sau đặc trưng thay đổi cơng nghệ Lịch sử phát triển máy tính điện tử chia làm bốn hệ sau: - Thế hệ 1: (1946-1957) - Thế hệ thứ 2: (1958-1964) - Thế hệ thứ ba: (1965-1971) - Thế hệ thứ tư: (1972- ? ) II Thông tin mã hóa thơng tin Khái niệm thơng tin: Hình 1.1: Thơng tin trạng thái có ý nghĩa hiệu điện - Thông tin phản ánh việc, vật, tượng giới khách quan hoạt động người đời sống xã hội Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Giáo trình Kiến trúc máy tính Nguyễn Thị Ngọc Kiều - Thông tin khái niệm trừu tượng, tồn cách khách quan Thông tin thể nhiều dạng thức khác Thơng tin phát sinh, lưu trữ, biến đổi vật mang tin Thông tin biểu diễn liệu thể tín hiệu vật lý - Dữ liệu biểu diễn thơng tin truyền đi, chép, xử lý, áp dụng để điều khiển ngược trở lại vật mang tin Khái niệm thông tin gắn liền với hiểu biết trạng thái cho sẵn nhiều trạng thái có vào thời điểm cho trước Trong hình này, quy ước có hai trạng thái có ý nghĩa: trạng thái thấp hiệu điện thấp VL trạng thái cao hiệu điện lớn VH Để có thơng tin, ta phải xác định thời điểm ta nhìn trạng thái tín hiệu Thí dụ, thời điểm t1 tín hiệu trạng thái thấp thời điểm t2 tín hiệu trạng thái cao Lượng thơng tin mã hóa thơng tin: Thông tin đo lường đơn vị thông tin mà ta gọi bit Lượng thông tin định nghĩa cơng thức: I = Log2(N) Trong đó: I: lượng thơng tin tính bit N: số trạng thái có Vậy bit ứng với hiểu biết trạng thái hai trạng thái có Thí dụ, hiểu biết trạng thái trạng thái ứng với lượng thông tin là: I = Log2(8) = bit Tám trạng thái ghi nhận nhờ số nhị phân (mỗi số nhị phân có giá trị 1) Như lượng thông tin số số nhị phân cần thiết để biểu diễn số trạng thái có Do vậy, số nhị phân gọi bit Một từ n bit tượng trưng trạng n thái tổng số trạng thái mà từ tượng trưng Vậy từ n bit tương ứng với lượng thông tin n bit Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Giáo trình Kiến trúc máy tính Nguyễn Thị Ngọc Kiều Hình 1.2: Tám trạng thái khác ứng với số nhị phân Biểu diễn số: Khái niệm hệ thống số: Cơ sở hệ thống số định nghĩa phạm vi giá trị có chữ số Ví dụ: hệ thập phân, chữ số có giá trị từ 0-9, hệ nhị phân, chữ số (một bit) có hai giá trị Dạng tổng quát để biểu diễn giá trị số: Trong đó: Vk: Số cần biểu diễn giá trị m: số thứ tự chữ số phần lẻ (phần lẻ số có m chữ số đánh số thứ tự từ -1 đến -m) n-1: số thứ tự chữ số phần nguyên (phần nguyên số có n chữ số đánh số thứ tự từ đến n-1) bi: giá trị chữ số thứ i k: hệ số (k=10: hệ thập phân; k=2: hệ nhị phân; ) Ví dụ: biểu diễn số 541.25 10 541.2510 = * 10 + * 10 + * 10 + * 10-1 + * 10-2 = (500)10 + (40)10 + (1)10 + (2/10)10 + (5/100)10 Một máy tính chủ yếu cấu tạo mạch điện tử có hai trạng thái Vì vậy, tiện lợi dùng số nhị phân để biểu diễn số trạng thái mạch điện để mã hoá ký tự, số cần thiết cho vận hành máy tính Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Giáo trình Kiến trúc máy tính Nguyễn Thị Ngọc Kiều Hình V.1: Cấu tạo đĩa cứng Với công nghệ ghi với mật độ đều, người ta cho ghi nhiều thông tin rãnh xa trục quay Công nghệ ghi ngày dùng nhiều với đời chuẩn giao diện thơng minh chuẩn SCSI Hình V.2: Mật độ ghi liệu loại đĩa cứng Để đọc ghi thông tin vào cung, ta dùng đầu đọc ghi di động áp vào mặt lớp đĩa Các đầu đọc/ghi gắn chặt vào làm cho chúng di chuyển đường bán kính lớp đĩa tất đầu rãnh có bán kính lớp đĩa Từ “trụ“ (cylinder) dùng để gọi tất rãnh lớp đĩa có bán kính nằm hình trụ Người ta ln muốn đọc nhanh đĩa từ nên thông thường ổ đĩa đọc nhiều số liệu cần đọc; người ta nói cách đọc trước Để quản lý phức tạp kết nối (hoặc ngưng kết nối) lúc đọc (hoặc ghi) thông tin, việc đọc trước, ổ đĩa cần có điều khiển đĩa Cơng nghiệp chế tạo đĩa từ tập trung vào việc nâng cao dung lượng đĩa mà đơn vị đo lường mật độ đơn vị bề mặt 40 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Giáo trình Kiến trúc máy tính Nguyễn Thị Ngọc Kiều Bảng V.1: Thông số kỹ thuật đĩa cứng Băng từ: Băng từ có công nghệ với đĩa từ khác đĩa từ hai điểm: - Việc thâm nhập vào đĩa từ ngẫu nhiên việc thâm nhập vào băng từ Như việc tìm thơng tin băng từ nhiều thời gian việc tìm thơng tin đĩa từ - Đĩa từ có dung lượng hạn chế cịn băng từ gồm có nhiều cuộn băng lấy khỏi máy đọc băng nên dung lượng băng từ lớn (hàng trăm GB) Với chi phí thấp, băng từ cịn dùng rộng rãi việc lưu trữ liệu dự phòng Các băng từ có chiều rộng thay đổi từ 0,38cm đến 1,27 cm đóng thành cuộn chứa hộp bảo vệ Dữ liệu ghi băng từ có cấu trúc gồm số rãnh song song theo chiều dọc băng Có hai cách ghi liệu lên băng từ: Ghi nối tiếp: với kỹ thuật ghi xoắn ốc, liệu ghi nối tiếp rãnh băng từ, kết thúc rãnh, băng từ quay ngược lại, đầu từ ghi liệu rãnh với hướng ngược lại Quá trình ghi tiếp diễn đầy băng từ Ghi song song: để tăng tốc độ đọc-ghi liệu băng từ, đầu đọc - ghi đọc-ghi số rãnh kề đồng thời Dữ liệu ghi theo chiều dọc băng từ khối liệu xem ghi rãnh kề Số rãnh ghi đồng thời băng từ thông thường rãnh (8 rãnh liệu - 1byte rãnh kiểm tra lỗi) II Thiết bị nhớ quang học CD-ROM, CD-R/W: Các thiết bị lưu trữ quang thích hợp cho việc phát hành sản phẩm văn hoá, lưu liệu hệ thống máy tính Ra đời vào năm 1978, sản phẩm hợp tác nghiên cứu hai công ty Sony Philips cơng nghiệp giải trí Từ năm 1980 đến nay, công nghiệp đĩa quang phát triển mạnh hai lĩnh vực giải trí lưu trữ 41 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Giáo trình Kiến trúc máy tính Nguyễn Thị Ngọc Kiều liệu máy tính Q trình đọc thông tin dựa phản chiếu tia laser lượng thấp từ lớp lưu trữ liệu Bộ phận tiếp nhận ánh sáng nhận biết điểm mà tia laser bị phản xạ mạnh hay biến vết khắc (pit) bề mặt đĩa Các tia phản xạ mạnh điểm khơng có lỗ khắc điểm gọi điểm (land) Bộ nhận ánh sáng ổ đĩa thu nhận tia phản xạ khuếch tán khúc xạ từ bề mặt đĩa Khi nguồn sáng thu nhận, vi xử lý dịch mẫu sáng thành bit liệu hay âm Các lỗ CD sâu 0,12 micron rộng 0,6 micron (1 micron phần ngàn mm) Các lỗ khắc theo track hình xoắn ốc với khoảng cách 1,6 micron vòng, khoảng 16.000 track/inch Các lỗ (pit) (land) kéo dài khoản 0,9 đến 3,3 micron Track phía kết thúc phía ngồi theo đường khép kín rìa đĩa 5mm Dữ liệu lưu CD thành khối, khối chứa 2.352 byte Trong đó, 304 byte chứa thơng tin bit đồng bộ, bit nhận dạng (ID), mã sửa lỗi (ECC), mã phát lỗi (EDC) Còn lại 2.048 byte chứa liệu Tốc độ đọc chuẩn CD-ROM 75 khối/s hay 153.600 byte/s hay 150KB/s (1X) Dưới số loại đĩa quang thông dụng CD (Compact Disk): Đĩa quang khơng thể xố được, dùng cơng nghiệp giải trí (các đĩa âm số hố) Chuẩn đĩa có đường kính 12 cm, âm phát từ đĩa khoảng 60 phút (không dừng) CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory): Đĩa khơng xố dùng để chứa liệu máy tính Chuẩn đĩa có đường kính 12 cm, lưu trữ liệu 650 MB Khi phát hành, đĩa CD-ROM có chứa nội dung Thơng thường, dĩa CD-ROM dùng để chứa phần mềm chương trình điều khiển thiết bị CD-R (CD-Recordable): Giống đĩa CD, đĩa chưa có thơng tin, người dùng ghi liệu lên đĩa lần đọc nhiều lần Dữ liệu đĩa CD-R khơng thể bị xố CD-RW (CD-Rewritable): Giống đĩa CD, đĩa chưa có thơng tin, người dùng ghi liệu lên đĩa, xoá ghi lại liệu đĩa nhiều lần DVD-ROM, DVD-R/W DVD (Digital Video Disk - Digital Versatile Disk): Ra đời phục vụ cho cơng nghiệp giải trí, đĩa chứa hình ảnh video số hoá Ngày nay, DVD sử dụng rộng rãi ứng dụng công nghệ thông tin Kích thước đĩa có hai loại: 8cm 12 cm Đĩa DVD chứa liệu hai mặt đĩa, dung lượng tối đa lên đến 17GB Các thông số kỹ thuật đĩa DVD-ROM (loại đĩa đọc) so với CD-ROM Tốc độ đọc chuẩn (1X) DVD 1.3MB/s (1X DVD tương đương khoảng 9X CDROM) DVD-R (DVD-Recordable): Giống đĩa DVD-ROM, người dùng ghi liệu lên đĩa lần đọc nhiều lần Đĩa ghi mặt đĩa, dung lượng ghi mặt tối đa 4.7 GB DVD-RW (DVD-Rewritable): Giống đĩa DVD-ROM, người dùng ghi, xố ghi lại liệu lên đĩa nhiều lần Đĩa ghi mặt đĩa, dung lượng ghi mặt tối đa 4.7 GB 42 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Giáo trình Kiến trúc máy tính Nguyễn Thị Ngọc Kiều Bảng V.2: So sánh số thông số hai loại đĩa CDROM DVDROM Với đặc tính đĩa quang, giá thành ngày thấp, xem phương tiện thích hợp để phân phối phần mềm cho máy vi tính Ngồi ra, đĩa quang cịn dùng để lưu trữ lâu dài liệu thay cho băng từ Blu-ray Đĩa Blu-raylà định dạng lưu trữ đĩa quang kỹ thuật số Nó thiết kế để thay định dạng DVD có khả lưu trữ vài video độ nét cao (HDTV 720p 1080p) Ứng dụng Blu-ray phương tiện lưu trữ cho tài liệu video phim truyện để phân phối trò chơi điện tử, cho phép lưu trữ thông tin với mật độ lớn mức với tia laser đỏ bước sóng dài sử dụng cho đĩa DVD Đĩa Blue-ray có đường kính 120 milimét (4,7 in) độ dày 1,2 milimét (0,047 in), kích thước với DVD CD.[5] Đĩa Blu-ray thông thường trước BD-XL chứa 25 GB lớp, với đĩa hai lớp (50 GB) tiêu chuẩn cơng nghiệp cho đĩa video có độ dài chuẩn Đĩa ba lớp (100 GB) đĩa bốn lớp (128 GB) có sẵn cho ổ ghi lại BD-XL III Các loại thẻ nhớ: Hiện nay, thẻ nhớ công nghệ dùng làm thiết bị lưu trữ Thẻ nhớ flash dạng nhớ bán dẫn EEPROM(công nghệ dùng để chế tạo chip BIOS vỉ mạch chính), cấu tạo hàng cột Mỗi vị trí giao nhớ gồm có hai transistor, hai transistor cách lớp ơ-xít mỏng Một transistor gọi floating gate transistor lại gọi control gate Floating gate nối kết với hàng (word line) thông qua control gate Khi đường kết nối thiết lập, bit có giá trị Để chuyển sang giá trị theo qui trình có tên Fowler-Nordheim tunneling Tốc độ, u cầu dịng điện cung cấp thấp đặc biệt với kích thước nhỏ gọn 43 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Giáo trình Kiến trúc máy tính Nguyễn Thị Ngọc Kiều loại thẻ nhớ làm cho kiểu nhớ dùng rộng rãi công nghệ lưu trữ giải trí IV An tồn liệu lưu trữ Người ta thường trọng đến an tồn lưu giữ thơng tin đĩa từ an tồn thơng tin xử lý Bộ xử lý hư mà khơng làm tổn hại đến thông tin Ổ đĩa máy tính bị hư gây thiệt hại to lớn Một phương pháp giúp tăng cường độ an tồn thơng tin đĩa từ dùng mảng đĩa từ Mảng đĩa từ gọi Hệ thống đĩa dự phòng (RAID - Redundant Array of Independent Disks) Cách lưu trữ dư thông tin làm tăng giá tiền an toàn (ngoại trừ RAID 0) Cơ chế RAID có đặc tính sau: RAID tập hợp ổ đĩa cứng (vật lý) thiết lập theo kỹ thuật mà hệ điều hành “nhìn thấy” ổ đĩa (logic) Với chế đọc/ghi thông tin diễn nhiều đĩa (ghi đan chéo hay soi gương) Trong mảng đĩa có lưu thơng tin kiểm tra lỗi liệu; đó, liệu phục hồi có đĩa mảng đĩa bị hư hỏng Tuỳ theo kỹ thuật thiết lập, RAID có mức sau: i) RAID 0: Thực ra, kỹ thuật không nằm số kỹ thuật có chế an tồn liệu Khi mảng thiết lập theo RAID 0, ổ đĩa logic có (mà hệ điều hành nhận biết) có dung dượng tổng dung lượng ổ đĩa thành viên Điều giúp cho người dùng có ổ đĩa logic có dung lượng lớn nhiều so với dung lượng thật ổ đĩa vật lý thời điểm Dữ liệu ghi phân tán tất đĩa mảng Đây khác biệt so với việc ghi liệu đĩa riêng lẻ bình thường thời gian đọcghi liệu đĩa tỉ lệ nghịch với số đĩa có tập hợp (số đĩa tập hợp nhiều, thời gian đọc – ghi liệu nhanh) Tính chất RAID thật hữu ích ứng dụng yêu cầu nhiều thâm nhập đĩa với dung lượng lớn, tốc độ cao (đa phương tiện, đồ hoạ,…) Tuy nhiên, nói trên, kỹ thuật khơng có chế an tồn liệu, nên có hư hỏng đĩa thành viên mảng dẫn đến việc liệu toàn mảng đĩa Xác suất hư hỏng đĩa tỉ lệ thuận với số lượng đĩa thiết lập RAID RIAD thiết lập phần cứng (RAID controller) hay phần mềm (Stripped Applications) 44 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Giáo trình Kiến trúc máy tính Nguyễn Thị Ngọc Kiều Hình V.6: RAID ii) RAID (Mirror - Đĩa gương): Phương cách thông thường tránh thông tin ổ đĩa bị hư dùng đĩa gương, tức dùng đĩa Khi thông tin viết vào đĩa, viết vào đĩa gương ln có thông tin Trong chế này, hai đĩa bị hư đĩa cịn lại dùng bình thường Việc thay đĩa (cung thơng số kỹ thuật với đĩa hư hỏng) phục hồi liệu đĩa đơn giản Căn vào liệu đĩa lại, sau khoảng thời gian, liệu tái tạo đĩa (rebuild) RAID thiết lập phần cứng (RAID controller) hay phần mềm (Mirror Applications) với chi phí lớn, hiệu suất sử dụng đĩa khơng cao (50%) Hình V.7: RAID iii) RAID 2: Dùng kỹ thuật truy cập đĩa song song, tất đĩa thành viên RAID đọc có yêu cầu từ ngoại vi Một mã sửa lỗi (ECC) tính tốn dựa vào liệu ghi đĩa lưu liệu, bit mã hoá lưu đĩa dùng làm đĩa kiểm tra Khi có yêu cầu liệu, tất đĩa truy cập đồng thời Khi phát có lỗi, điều khiển nhận dạng sửa lỗi mà không làm giảm thời gian truy cập đĩa Với thao tác ghi liệu lên đĩa, tất đĩa liệu đĩa sửa lỗi truy cập để tiến hành thao tác ghi Thông thường, RAID dùng mã Hamming để thiết lập 45 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Giáo trình Kiến trúc máy tính Nguyễn Thị Ngọc Kiều chế mã hố, theo đó, để mã hố liệu ghi, người ta dùng bit sửa lỗi hai bit phát lỗi RAID thích hợp cho hệ thống yêu cầu giảm thiểu khả xảy nhiều đĩa hư hỏng lúc Hình V.8: RAID iv) RAID 3: Dùng kỹ thuật ghi song song, kỹ thuật này, mảng thiết lập với yêu cầu tối thiểu đĩa có thơng số kỹ thuật giống nhau, đĩa mảng dùng để lưu thông tin kiểm tra lỗi (parity bit) Như vậy, thiết lập RAID 3, hệ điều hành nhận biết đĩa logic có dung lượng n-1/n (n: số đĩa mảng) Dữ liệu chia nhỏ ghi đồng thời n-1 đĩa bit kiểm tra chẵn lẻ ghi đĩa dùng làm đĩa chứa bit parity – chẵn lẻ đan chéo mức độ bít Bít chẵn lẻ bít mà người ta thêm vào tập hợp bít làm cho số bít có trị số (hoặc 0) chẵn (hay lẻ) Thay có hồn chỉnh thơng tin gốc đĩa, người ta cần có đủ thông tin để phục hồi thông tin trường hợp có hỏng ổ đĩa Khi đĩa mảng bị hư, hệ thống hoạt động bình thường Khi thay đĩa vào mảng, vào liệu đĩa lại, hệ thống tái tạo thông tin Hiệu suất sử dụng đĩa cho cách thiết lập n-1/n RAID thiết lập phần cứng (RAID controller) Hình V.9: RAID v) RAID 4: từ RAID đến RAID dùng kỹ thuật truy cập đĩa mảng độc lập Trong mảng truy cập độc lập, đĩa thành viên truy xuất độc lập, mảng đáp ứng yêu cầu song song ngoại vi Kỹ thuật thích hợp với ứng dụng 46 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Giáo trình Kiến trúc máy tính Nguyễn Thị Ngọc Kiều yêu cầu nhiều ngoại vi ứng dụng yêu cầu tốc độ truyền liệu cao Trong RAID 4, đĩa dùng để chứa bit kiểm tra tính tốn từ liệu lưu đĩa liệu Khuyết điểm lớn RAID bị nghẽn cổ chai đĩa kiểm tra có nhiều yêu cầu đồng thời từ ngoại vi Hình V.10: RAID vi) RAID 5: yêu cầu thiết lập giống RAID 4, liệu ghi khối đĩa thành viên, bit chẵn lẻ tính tốn mức độ khối ghi trải lên tất ổ đĩa mảng Tương tự RAID 4, đĩa mảng bị hư hỏng, hệ thống hoạt động bình thường Khi thay đĩa vào mảng, vào liệu đĩa lại, hệ thống tái tạo thông tin Hiệu suất sử dụng đĩa cho cách thiết lập n-1/n RAID thiết lập phần cứng (RAID controller) Cơ chế khắc phục khuyết điểm nêu chế RAID Hình V.11: RAID vii) RAID 6: Trong kỹ thuật này, cần có n+2 đĩa mảng Trong đó, n đĩa liệu đĩa riêng biệt để lưu khối kiểm tra Một hai đĩa kiểm tra dùng chế kiểm tra 47 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Giáo trình Kiến trúc máy tính Nguyễn Thị Ngọc Kiều RAID 4&5, đĩa lại kiểm tra độc lập theo giải thuật kiểm tra Qua đó, phục hồi liệu có hai đĩa liệu mảng bị hư hỏng Hiện nay, RAID 0,1,5 dùng nhiều hệ thống Các giải pháp RAID (trừ RAID 6) đảm bảo an tồn liệu có đĩa mảng bị hư hỏng Ngoài ra, hư hỏng liệu phần mềm hay chủ quan người khơng đề cập chương trình Người dùng cần phải có kiến thức đầy đủ hệ thống để hệ thống thông tin hoạt động hiệu an tồn Hình V.12: RAID Câu hỏi ơn tập Phân biệt loại đĩa CD-ROM, CD-R/W, DVD-ROM, DVD-R/W? Trình bày an tồn liệu lưu trữ? 48 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Giáo trình Kiến trúc máy tính Nguyễn Thị Ngọc Kiều CHƯƠNG VI: CÁC LOẠI BUS Mục tiêu: - Phân biệt hệ thống Bus máy tính - Trình bày chức loại Bus - Thực thao tác an tồn với máy tính Nội dung: I Định nghĩa bus, bus hệ thống Bus đường truyền tín hiệu điện nối thiết bị khác hệ thống máy tính Bus có nhiều dây dẫn gắn mainboard, dây có đầu nối đưa ra, đầu xếp cách khoảng quy định để cắm vào I/O board hay board nhớ (bus hệ thống – system bus) Bus hệ thống: Thường có nhiều thiết bị nối với bus, số thiết bị tích cực (active) địi hỏi truyền thơng bus, có thiết bị thụ động chờ yêu cầu từ thiết bị khác Các thiết bị tích cực gọi chủ (master) cịn thiết bị thụ động tớ (slave) Ví dụ: Khi CPU lệnh cho điều khiển đĩa đọc/ghi khối liệu CPU master cịn điều khiển đĩa slave Tuy nhiên, điều khiển đĩa lệnh cho nhớ nhận liệu lại giữ vai trị master Hình VI.1: Hệ thống bus máy tính 49 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Giáo trình Kiến trúc máy tính II Nguyễn Thị Ngọc Kiều Bus đồng không đồng Bus đồng có đường điều khiển dao động thạch anh, tín hiệu đường dây có dạng sóng vng, với tần số thường nằm khoảng 5MHz ÷ 50MHz Mọi hoạt động bus xảy số nguyên lần chu kỳ gọi chu kỳ bus Bus hệ thống bus đồng bộ, gồm có xung nhịp đường dây điều khiển, nghi thức cho địa số liệu xung nhịp Do có khơng có mạch logic dùng để định hành động cần thực hiện, nên bus đồng vừa nhanh, vừa rẻ tiền Trên bus này, tất phải vận hành với xung nhịp Ngược lại, bus vào/ra thuộc loại bus bất đồng bộ, bus khơng có xung nhịp đồng hệ thống bus Thay vào có nghi thức bắt tay với quy định riêng thời gian, dùng phận phát phận thu bus Bus bất đồng dễ thích ứng với nhiều ngoại vi cho phép nối dài bus mà khơng phải lo ngại đến vấn đề đồng Bus bất đồng dễ thích ứng với thay đổi công nghệ Bus bất đồng không sử dụng xung clock đồng bộ, chu kỳ kéo dài tuỳ ý khác cặp thiết bị khác Làm việc với bus đồng dễ dàng định thời cách gián đoạn , đặc điểm dẫn đên nhược điểm III Hệ thống bus phân cấp Các bus thường có hai loại: bus hệ thống nối xử lý với nhớ (system bus, Front Side Bus-FSB) bus nối ngoại vi (bus vào/ra – I/O bus) (hình IX.3) Bus vào/ra có chiều dài lớn có khả nối kết với nhiều loại ngoại vi, ngoại vi có lưu lượng thơng tin khác nhau, định dạng liệu khác Bus kết nối xử lý với nhớ ngắn thường nhanh Trong giai đoạn thiết kế bus kết nối xử lý với nhớ, nhà thiết kế biết trước linh kiện phận mà ông ta cần kết nối lại, nhà thiết kế bus vào/ra phải thiết kế bus thoả mãn nhiều ngoại vi có mức trì hỗn lưu lượng khác Hiện nay, số hệ thống máy tính, bus nối ngoại vi phân cấp thành hai hệ thống bus Trong đó, bus tốc độ cao (high-speed bus) hỗ trợ kết nối thiết bị tốc độ cao SCSI, LAN, Graphic, Video,…và hệ thống bus mở rộng (expansion bus) thiết kế để kết nối với ngoại vi yêu cầu tốc độ thấp như: modem, cổng nối tiếp, cổng song song,…Giữa hai hệ thống bus nối ngoại vi tổ chức hệ thống bus phân cấp giao diện đệm (hình VI.2) 50 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Giáo trình Kiến trúc máy tính Nguyễn Thị Ngọc Kiều Hình VI.2: Hệ thống bus phân cấp Ta có nhiều lựa chọn việc thiết kế bus, bảng VI.3 Bảng VI.3: Các lựa chọn yếu cho bus Trong bảng VI.3 có khái niệm sau liên quan đến chủ nhân bus - phận khởi động tác vụ đọc viết bus Ví dụ xử lý chủ nhân bus Một bus có nhiều chủ nhân có nhiều xử lý, ngoại vi khởi động tác vụ có dùng bus Nếu có nhiều chủ nhân bus phải có chế trọng tài để định chủ nhân quyền chiếm lĩnh bus Một bus có nhiều chủ, cấp dãi thơng rộng (bandwidth) cách sử dụng gói tin thay dùng bus cho tác vụ riêng lẻ Kỹ thuật sử dụng gói tin gọi phân chia nhỏ tác vụ (dùng bus chuyển gói) Một tác vụ đọc phân tích thành tác vụ yêu cầu đọc (tác vụ chứa địa cần đọc), tác vụ trả lời nhớ (chứa thông tin cần đọc) Mỗi tác vụ có nhãn 51 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Giáo trình Kiến trúc máy tính Nguyễn Thị Ngọc Kiều cho biết loại tác vụ Trong kỹ thuật phân chia nhỏ tác vụ, nhớ đọc thông tin địa xác định bus dành cho chủ khác IV Các loại bus sử dụng hệ thống vi xử lý Trong vi xử lý có hệ thống bus dùng để truyền số liệu, lệnh, tín hiệu điều khiển , , khối bên Ngồi có hệ thống bus đưa qua chân Các đường bus điều khiển khối điều khiển tuỳ thuộc vào nội dung lệnh đuợc giải mã theo điều khiển ngắt bên đưa vào vi xử lý Các đường bus hoạt động theo nhịp clock bên vi xử lý Các bus vi xử lý truyền số liệu khối với nhau, có hai loại đường truyền, chiều hai chiều Hệ đường bus nối với phận, khối bên vi xử lý gồm 20 đường địa (AD0 - AD 19), đường số liệu ( ), đường thuộc bus điều khiển Chính khối điều khiển phát tín hiệu điều khiển bus Bus vi xử lý đường truyền dẫn CPU chip hỗ trợ trung gian Những chip hỗ trợ gọi chip (chip set) Bus dùng để truyền liệu CPU bus hệ thống CPU cache ngồi Vì mục đích bus xử lý để gửi nhận thông tin từ CPU với tốc độ nhanh có thể, nên bus hoạt động nhanh nhiều so với bus khác hệ thống đảm bảo tránh tượng tắc nghẽn Bus xử lý bao gồm bus liệu, bus địa bus điều khiển Trong hệ thống thiết kế cho VXL Pentium, bus xử lý có 64 đường liệu, 32 đường địa Pentium Pro Pentium II có 36 đường địa Bus xử lý hoạt động tốc độ đồng hồ sở giống CPU chạy ngoại trú Ví dụ Pentium II 333MHz chạy tốc độ đồng hồ 333MHz nội trú 66,6 MHz ngoại trú Tốc độ truyền bus xử lý xác định cách nhân độ rộng liệu với tốc độ đồng hồ sở chia cho Khi thiết kế vi xử lý, tuỳ ý lựa chọn loại bus bên vi xử lý, với bus liên hệ với bên cần phải xác định rõ quy tắc làm việc đặc điểm kỹ thuật điện khí để người thiết kế Main Board ghép nối vi xử lý với thiết bị khác nói cách khác, bus phải tuân theo chuẩn định Tập quy tắc chuẩn gọi nghi thức bus (bus protocol) Trong giới máy tính có nhiều loại bus khác nhauđược sử dụng, bus nói chung khơng tương thích với Sau số loại bus dùng phổ biến: 52 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Giáo trình Kiến trúc máy tính Nguyễn Thị Ngọc Kiều Người ta thường phân loại bus theo ba cách sau: Theo tổ chức phần cứng (như loại bus nêu trên) Theo nghi thức truyền thông (bus đồng không đồng bộ) Theo loại tín hiệu truyền bus (bus địa chỉ, bus liệu ) Câu hỏi ôn tập Định nghĩa bus, bus hệ thống? Trình bày khái niệm Bus đồng Bus không đồng bộ? 53 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn