Hệ thống máy tính có các khối chức năng sau : Khối nhập (input). Bộ nhớ chính (memory). Đơn vị xử lý trung tâm CPU (Central processing unit). Khối xuất (output). Bộ nhớ phụ (storage). Thiết bị ngoại vi (peripherals).
Chương Phần cứng Hệ thống máy tính o Hệ thống máy tính có khối chức sau : Khối Bộ nhập (input) nhớ (memory) Đơn vị xử lý trung tâm CPU (Central processing unit) Khối xuất (output) Bộ nhớ phụ (storage) Thiết Chương bị ngoại vi (peripherals) Nhập môn điện toán Tờ Khối nhập - Input o o o Giữ vai trị nhận liệu cho máy tính Có nhiệm vụ chuyển đổi thơng tin từ giới ngồi thành liệu mà máy tính xử lý Có nhiều thiết bị làm việc bàn phím (keyboard) thiết bị dùng phổ biến Chương Nhập mơn điện tốn Tờ Bộ nhớ - Main memory o o Còn gọi nhớ RAM hay nhớ bán dẫn Có chức : Chứa tạm chương trình sử dụng để xử lý thơng tin Chứa tạm liệu o Dữ liệu dùng máy tính có loại : Dữ liệu ban đầu nhận từ khối nhập Dữ liệu trung gian dược xử lý Kết cuối chờ đưa khối xuất Chương Nhập môn điện toán Tờ Đơn vị xử lý trung tâm - CPU o o o Thường gọi xử lý (processor), vi xử lý (microprocessor) CPU có nhiệm vụ thi hành lệnh chương trình xử lý liệu chương trình Trong CPU có phần : Đơn vị số học luận lý ALU (Arithmetic / logic unit) Đơn vị điều khiển (control unit) o o ALU dùng để tính tốn phép số học (cộng, trừ, nhân, chia) phép luận lý (not, and, or, xor) Đơn vị điều khiển chi phối tồn hoạt động máy tính cách lấy lệnh từ nhớ, giải mã lệnh thực lệnh Chương Nhập mơn điện tốn Tờ Khối xuất - Output o o o Ngược lại với khối nhập, khối xuất chuyển liệu mà máy xử lý (số nhị phân) thành dạng thông tin mà người chấp nhận Hai thiết bị thơng dụng dùng khối hình máy in Đơi thơng tin mà máy tính đưa cần xử lý tiếp sau nên phải lưu nhớ phụ (chủ yếu đĩa từ) Chương Nhập mơn điện tốn Tờ Bộ nhớ phụ - Storage o o Cung cấp cho máy tính chức lưu trữ, xếp, phân loại thông tin theo dạng tập tin (file) Cần phân biệt hai khái niệm sau : Bộ nhớ bốc (memory volatility) : nhớ mà thông tin lưu giữ bị đi, tắt máy, thông tin khác ghi chồng lên Chính nên loại nhớ gọi RAM (Random Access Memory) Bộ nhớ máy tính nhớ bay Dữ liệu dùng lại (retrievable data) : nhớ phụ giữ chương trình hay liệu lâu dài mà khơng bị bốc Điều cho phép ta sử dụng lại thơng tin nhiều lần Chương Nhập mơn điện tốn Tờ Thiết bị ngoại vi - Peripherals o o Thiết bị ngoại vi thiết bị phụ trợ xung quanh CPU nhớ Các thiết bị đáp ứng chức khối nhập, xuất nhớ phụ thiết bị ngoại vi Nhập Bộ nhớ CPU ALU Xuất Luồng liệu Control Unit Bộ nhớ phụ Điều khiển Câú trúc luận lý máy tính Chương Nhập mơn điện tốn Tờ 2.Kiến trúc máy tính o Kiến trúc máy tính ngày biết đến hệ thống gồm có : Bộ nhớ (memory) Bộ xử lý (processor) Các Chương tuyến (buses) Nhập môn điện toán Tờ Bộ nhớ nơi chứa chương trình liệu Bộ nhớ ? Read Random Only ROM ROM (Chết) (Không bốc hơi) Phân loại PROM EPROM Electrically Erasable EEPROM Programmable RAM (Sống) (Bốc hơi) Flash ROM (SRAM + EEPROM) Access Memory Static SRAM Chương DRAM Dynamic Synchronous SDRAM Nhập mơn điện tốn Tờ 10 CPU (Tín hiệu điều khiển xuất) CPU có bên ? CPU điều khiển Khối (Tín hiệu điều khiển nhập) (Xung clock) định (Lấy thi hành lệnh) (Thanh ghi lệnh IR) (Bộ ghi) PC IDX Flags Chương ACC SP Đa dụng ALU Nhập môn điện toán Cộng Trừ Nhân Chia And Or Xor Not Dịch Quay Tờ 13 Kiến trúc xử lý o Kiến trúc CISC (Complex Instruction Set Computer) Các lệnh CPU có chiều dài khác Thời o gian thi hành lệnh khác Kiến trúc RISC (Reduced Instruction Set Computer) Các lệnh dài Thời gian thi hành lệnh chu kỳ xung clock Cung cấp khả thi hành nhiều hoạt động lúc (Super scalar execution) Dùng Vấn Chương chế đường ống (Pipelining) để giảm thời gian thi hành đề đoán trước rẽ nhánh (Branche prediction) Nhập mơn điện tốn Tờ 14 Cơ chế đường ống - Pipelining P1 P2 P3 P4 P5 Lấy lệnh Phân tích lệnh Xác định tốn hạng Thực lệnh Lưu kết thi hành xong lệnh P1: P2: P3: P4: P5: Chương L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L1 L2 L3 L4 L5 Nhập mơn điện tốn Tờ 15 Máy tính song song loại máy song song SISD : single Instruction stream, single data stream SIMD : single Instruction stream, multiple data stream MIMD : multiple Instruction stream, multiple data stream CPU CPU CPU Bộ nhớ dùng chung Bộ Bộ Bộ nhớ nhớ nhớ riêng riêng riêng Máy Von Neumann Chương CPU CPU CPU Bộ nhớ dùng chung Máy Vector ALU Nhập mơn điện tốn Tờ 16 Tuyến - Bus o o o o o Tuyến nhóm dây dẫn song song mà đường có nhiệm vụ truyền tải bit thông tin Tuyến hệ thống tuyến kết nối CPU với phận mà muốn trao đổi thơng tin mà cụ thể nhớ khối xuất nhập (I/O) Trên tuyến truyền tải nhiều loại thơng tin khác Một số tuyến có khả truyền thơng tin theo chiều Tuy nhiên, thời điểm, luồng liệu chiều Độ rộng tuyến (số đường) xác định chiều dài từ (word) thơng tin mà CPU trao đổi lần Ví dụ : CPU dùng bus 16 bit để truyền liệu 32 bit phải thực lần Chương Nhập mơn điện tốn Tờ 17 Kiến trúc tuyến o Tuyến chuẩn (standard bus) : MCA : micro channel architecture ISA : insdustry standard architecture IBM o AT : advanced technology PS/2 : personal system EISA : extended insdustry standard architecture Tuyến cục (local bus) : VESA : video electronics standard association PCI : Peripheral Component Interface AGP : Accelerated Graphics Port Chương Nhập mơn điện tốn Tờ 18 Thiết bị xuất nhập Màn hình ( xuất ) Điều khiển thiết bị Xuất / Nhập Bàn phím PCM Dạng tín hiệu Số bit trao đổi ( Pulse Code Modulation ) MFM RGB ( Red Green Blue ) Song song Nối tiếp ( Modified Frequency Modulation ) Không điều chế Chuột CD ROM Máy in ( bit ) Đồng Bất đồng Chương Đĩa cứng Nhập mơn điện tốn Đĩa mềm Tờ 19 Màn hình card hình Card hình Màn hình LCD Màn hình CRT Chương Nhập mơn điện tốn Tờ 20