Bài giảng Cấu trúc máy tính: Chương 1

Chương Giới thiệu chung 1.1 Khái niệm chung máy tính 1.2 Phân loại máy tính 1.3 Sự tiến hóa máy tính 1.1 Khái niệm chung Máy tính(computer) thiết bị điện tử thực cơng việc sau:
nhận thông tin vào
xử lý thông tin theo chương trình nhớ sẵn bên nhớ máy tính
đưa thơng tin Chương trình (Program): chương trình dãy câu lệnh nằm nhớ,nhằm mục đích hướng dẫn máy tính thực cơng việc cụ thể Máy tính thực theo chương trình 1.1 Khái niệm chung Phần mềm (Software): Bao gồm chương trình liệu Phần cứng (Hardware): Bao gồm tất thành phần vật lý cấu thành lên hệ thống Máy tính Phần dẻo (Firmware): Là thành phần chứa hai thành phần Kiến trúc máy tính(Computer Architecture) đề cập đến thuộc tính hệ thống máy tính nhìn người lập trình Hay nói cách khác, thuộc tính ảnh hưởng trực tiếp đến q trình thực logic chương trình Bao gồm: tập lệnh, biểu diễn liệu, chế vào ra, kỹ thuật ñánh ñịa chỉ,… 1.1 Khái niệm chung Tổ chức máy tính(Computer Organization): đề cập đến khối chức liên hệ chúng ñể thực đặc trưng kiến trúc Ví dụ: kiến trúc nhân: thuộc tính hệ thống xử lý Bộ nhân ñược tổ chức riêng bên máy tính tính tốn nhiều lần cộng để kết qủa nhân tương ứng Cấu trúc máy tính(Computer Structure): thành phần máy tính liên kết thành phần Ở mức cao máy tính bao gồm thành phần: Cấu trúc Máy tính 10 1.1 Khái niệm chung
Bộ xử lý : ñiều khiển xử lý số liệu
Bộ nhớ : chứa chương trình liệu
Hệ thống vào : trao đổi thơng tin máy tính với bên ngồi
Liên kết hệ thống : liên kết thành phần máy tính lại với Cấu trúc Máy tính 11 1.1 Khái niệm chung  Mơ hình phân lớp hệ thống Người dùng CÁC TRÌNH ỨNG D ỤN G CÁC PHẦN MỀM TRUNG GIAN Nhà lập trình HỆ ĐIỀU HÀNH Nhà Tkế OS PHẦN CỨNG MÁY TÍNH Cấu trúc Máy tính 12 1.1 Khái niệm chung  Mơ hình XỬ LÝ Các thiết bị n h ập TRUNG TÂM Các thiết bị x u ất BỘ NHỚ CHÍNH Cấu trúc Máy tính 13 1.1 Khái niệm chung  Sơ đồ cấu trúc máy tính Computer Peripherals Central Processing Unit Computer Main Memory Systems Interconnection Input Output Communication lines Cấu trúc Máy tính 14 1.1 Khái niệm chung  Sơ ñồ cấu trúc CPU CPU Computer Arithmetic and Login Unit Registers I/O System Bus CPU Internal CPU Interconnection Memory Control Unit Cấu trúc Máy tính 15 1.1 Khái niệm chung Chức năng(Computer Function): mô tả hoạt ñộng hệ thống hay thành phần hệ thống Chức chung hệ thống bao gồm:
Xử lý liệu
Lưu trữ liệu
Vận chuyển liệu
Điều khiển Cấu trúc Máy tính 16 1.1 Khái niệm chung  Sơ ñồ chức máy tính Data Storage Facility Data Movement Apparatus Control Mechanism Data Processing Facility Cấu trúc Máy tính 17 1.2 Phân loại máy tính Phân loại theo phương pháp truyền thống
Máy vi tính ( Microcomputer)
Máy tính nhỏ (Minicomputer)
Máy tính lớn (Mainframe Computer)
Siêu máy tính (Super Computer) Phân loại theo phương pháp đại
Máy tính để bàn (Desktop Computer)
Máy chủ (Servers)
Máy tính nhúng (Embedded Computer) Cấu trúc Máy tính 18 1.2 Phân loại máy tính Máy để bàn:  loại máy thơng dụng  bao gồm máy tính cá nhân (PC: Persional Computer) trạm (Workstation Computer)  giá mua 100$ ñến 10.000$ Máy chủ  máy phục vụ(server)  dùng mạng theo mơ hình Clent/Server  có tốc ñộ, hiệu năng, nhớ ñộ tin cậy cao  giá vài chục nghìn đến vài chục triệu Cấu trúc Máy tính 19 1.2 Phân loại máy tính Máy tính nhúng  đặt nhiều thiết bị khác ñể ñiều khiển thiết bị làm việc  ñược thiết kế chuyên dụng  ví dụ: ñiện thoại di động, điều khiển thiết gia đình, Router ñịnh tuyến,… Cấu trúc Máy tính 20 1.3 Sự tiến hóa máy tính Sự phát triển máy tính chia hệ:
Thế hệ 1: Máy tính dùng đèn chân khơng (Vacumm Tube) 1946-1955
Thế hệ 2: Máy tính dùng Transitor (1955-1965)
Thế hệ 3: Máy tính dùng mạch tích hợp IC (Intergrated Circuit) 1966 – 1980
Thế hệ 4: Máy tính dùng mạch tích hợp cực lớn VLSI (Very Large Scale Intergrated )1980 ñến Cấu trúc Máy tính 21 Máy tính ENIAC Electronic Numerical Integrator And Computer Cấu trúc Máy tính 22 1.3 Sự tiến hóa máy tính Đề xuất năm 1943 hồn thành 1946 sử dụng đến1955 thầy trị Eckert Mauchly Trường ñại học Pennsylvania Mỹ Đặc ñiểm chính:
Nặng 30 tấn, chiến diện tích 150m2 sử dụng 140KW
5000 nghìn phép cộng giây
Sử dụng hệ thập phân
Lập trình cơng tắc
Sử dụng 18000 bóng đèn điện tử (vacuum tubes) Cấu trúc Máy tính 23 Máy tính Von Neumann     Máy tính IAS(Institute for Advanced Studies) Máy có mơ hình máy tính Thế kế 1947 hoàn thành 1952 Xây dựng dựa ý tưởng Turring (Mỹ) Von Neumann(Anh) Arithmetic and ogic Unit Main Memory Input Output Equipment Program Control Unit Cấu trúc Máy tính 24 1.3 Sự tiến hóa máy tính  Các sản phẩm công nghệ VLSI(Very Large Scale Integrated)
Bộ vi xử lý ñược chế tạo chip
Vi mạch ñiều khiển tổng hợp (Chipset)
Bộ nhớ bán dẫn ñộc lập( ROM, RAM) thiết kế thành Module
Các vi ñiều khiển chuyên dụng  Bộ vi xử lý ñầu tiên Intel 4004 năm1971  Bộ xử lý coi hồn thiện 8088/8086 năm 1978,1979 ñây ñược coi ngày sinh nhật máy tính sau Cấu trúc Máy tính 25 Máy Micral, André Trương Trọng Thi sáng chế  Micral Pháp, máy vi tính lắp ráp hồn tồn Cấu trúc Máy tính 26 1.3 Sự tiến hóa máy tính Lịch sử phát triển máy tính hệ thứ 1978 8086 (Intel) 1979 8088 (Intel) 1980 80286 (Intel) 1993 Pentium (Intel) 1997 Pentium II (Intel) Celeron 1999 Pentium III (Intel) Celeron 2003 Pentium (Intel) Celeron Cấu trúc Máy tính 27