ĐẠI CƯƠNG
TỔNG QUAN
1.4 Biểu diễn số nguyên 1.5 Các phép tính trên số nguyên 2 1.6 Biểu diễn số với dấu chấm động
2.4 Giải mã ngôn ngữ máy 2
3.3 Tổ chức bộ tính toán và luận lý
4.3 Đo lường và cải tiến hiệu suất cache 4
5.1 Giới thiệu 5.2 Đĩa từ 5.3 Bộ nhớ flash
5.4 Kết nối giữa bộ xử lý, bộ nhớ và thiết bị nhập – xuất
5.5 Giao tiếp thiết bị nhập – xuất với bộ xử lý, bộ nhớ và hệ điều hành
2 Ôn tập và kiểm tra 2
HIỆU SUẤT
1.4 Biểu diễn số nguyên 1.5 Các phép tính trên số nguyên 2 1.6 Biểu diễn số với dấu chấm động
2.4 Giải mã ngôn ngữ máy 2
3.3 Tổ chức bộ tính toán và luận lý
4.3 Đo lường và cải tiến hiệu suất cache 4
5.1 Giới thiệu 5.2 Đĩa từ 5.3 Bộ nhớ flash
5.4 Kết nối giữa bộ xử lý, bộ nhớ và thiết bị nhập – xuất
5.5 Giao tiếp thiết bị nhập – xuất với bộ xử lý, bộ nhớ và hệ điều hành
2 Ôn tập và kiểm tra 2
BIỂU DIỄN HỆ SỐ
BIỂU DIỄN SỐ NGUYÊN
2.4 Giải mã ngôn ngữ máy 2
3.3 Tổ chức bộ tính toán và luận lý
4.3 Đo lường và cải tiến hiệu suất cache 4
5.1 Giới thiệu 5.2 Đĩa từ 5.3 Bộ nhớ flash
5.4 Kết nối giữa bộ xử lý, bộ nhớ và thiết bị nhập – xuất
5.5 Giao tiếp thiết bị nhập – xuất với bộ xử lý, bộ nhớ và hệ điều hành
2 Ôn tập và kiểm tra 2
CÁC PHÉP TÍNH TRÊN SỐ NGUYÊN
2.4 Giải mã ngôn ngữ máy 2
3.3 Tổ chức bộ tính toán và luận lý
4.3 Đo lường và cải tiến hiệu suất cache 4
5.1 Giới thiệu 5.2 Đĩa từ 5.3 Bộ nhớ flash
5.4 Kết nối giữa bộ xử lý, bộ nhớ và thiết bị nhập – xuất
5.5 Giao tiếp thiết bị nhập – xuất với bộ xử lý, bộ nhớ và hệ điều hành
2 Ôn tập và kiểm tra 2
TẬP LỆNH VI XỬ LÝ
TỔ CHỨC BỘ XỬ LÝ
BỘ NHỚ
HỆ THỐNG LƯU TRỮ VÀ NHẬP - XUẤT
GIỚI THIỆU
5.4 Kết nối giữa bộ xử lý, bộ nhớ và thiết bị nhập – xuất
5.5 Giao tiếp thiết bị nhập – xuất với bộ xử lý, bộ nhớ và hệ điều hành
2 Ôn tập và kiểm tra 2
ĐĨA TỪ
5.4 Kết nối giữa bộ xử lý, bộ nhớ và thiết bị nhập – xuất
5.5 Giao tiếp thiết bị nhập – xuất với bộ xử lý, bộ nhớ và hệ điều hành
2 Ôn tập và kiểm tra 2
BỘ NHỚ FLASH
GIAO TIẾP THIẾT BỊ NHẬP/XUẤT VỚI BỘ XỬ LÝ, BỘ NHỚ VÀ HỆ ĐIỀU HÀNH
bộ nhớ và hệ điều hành
2 Ôn tập và kiểm tra 2
Bài viết này nhằm giới thiệu tổng quan về lịch sử phát triển của máy tính và cách phân loại máy tính hiện nay Nó cũng sẽ hướng dẫn cách đánh giá hiệu suất máy tính, cũng như trình bày cách biểu diễn số nguyên không dấu và có dấu, cùng các phép tính cơ bản trên các loại số này Thêm vào đó, bài viết sẽ đề cập đến cách biểu diễn số với dấu chấm động và cách biểu diễn ký tự thông qua bảng mã ASCII và bảng mã UNICODE.
Sự ra đời của máy vi tính đã tạo ra một cuộc cách mạng lớn trong lịch sử văn minh nhân loại, giúp nâng cao năng suất lao động và phát triển tri thức cũng như khoa học công nghệ Lịch sử phát triển của máy tính có thể được chia thành nhiều giai đoạn khác nhau.
Thế hệ máy tính thứ nhất (1946 – 1957) được đặc trưng bởi việc sử dụng ống chân không (vacuum tube) Chiếc máy vi tính đầu tiên, ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), được thiết kế bởi Giáo sư Mauchly và học trò của ông, Eckert, tại Đại học Pennsylvania, bắt đầu từ năm 1943 và hoàn thành vào năm 1945.
1946 Đây là một máy vi tính khổng lồ với chiều dài 20 mét, cao 2,8 mét, năng lực tính toán là 5000 phép cộng trong một giây
Giáo sư toán học John Von Neumann đã giới thiệu khái niệm chương trình được lưu trữ vào năm 1945 và cùng với các đồng nghiệp thiết kế máy tính IAS tại Princeton Institute for Advanced Studies vào năm 1946 Máy tính này bao gồm bộ nhớ lưu trữ dữ liệu và lệnh, bộ số học – luận lý (ALU) thực hiện phép toán trên dữ liệu nhị phân, và bộ điều khiển quản lý thực thi lệnh cùng hoạt động của hệ thống nhập/xuất Ý tưởng này đã trở thành nền tảng cho các máy tính hiện đại, và máy tính IAS còn được biết đến với tên gọi máy tính Von Neumann.
Thế hệ thứ hai của máy tính (1958-1964) đánh dấu sự chuyển mình quan trọng khi ống chân không được thay thế bằng transistor, mang lại nhiều ưu điểm như kích thước nhỏ gọn, chi phí thấp và tỏa nhiệt ít Mặc dù transistor được phát minh bởi Bell Labs vào năm 1947, nhưng đến cuối thập niên 50, máy tính thương mại sử dụng transistor mới xuất hiện Trong giai đoạn này, các thành phần quan trọng như bộ số học – luận lý và bộ điều khiển cũng được thiết kế phức tạp hơn Đồng thời, một số ngôn ngữ lập trình cấp cao như FORTRAN (1956), COBOL (1959) và ALGOL (1960) được phát triển, cùng với sự ra đời của phần mềm hệ thống trong máy tính.
Thế hệ thứ ba (1965-1971) đánh dấu sự ra đời của mạch tích hợp, cho phép tích hợp nhiều transistor trên một chip đơn Các mạch tích hợp với mật độ thấp (SSI: Small Scale Integration) có khả năng chứa vài chục linh kiện, trong khi các mạch tích hợp với mật độ trung bình (MSI: Medium Scale Integration) cung cấp hiệu suất cao hơn.
Các máy tính thế hệ mới, với hàng trăm linh kiện tích hợp, đã trở nên nhỏ gọn, nhanh chóng và tiết kiệm chi phí hơn so với các thế hệ trước Những cải tiến công nghệ đáng kể đã dẫn đến sự ra đời của hệ điều hành và khả năng đa lập trình, mở ra nhiều cơ hội mới cho người dùng.
Thế hệ thứ tư (1972 – nay) đánh dấu sự tiến bộ vượt bậc của kỹ thuật mạch tích hợp với sự ra đời của mạch tích hợp mật độ cao (LSI), cho phép chứa hàng ngàn linh kiện trên một chip Tiếp theo là mạch tích hợp mật độ rất cao (VLSI) với khả năng chứa hơn 10 ngàn linh kiện và mạch tích hợp siêu lớn (ULSI) có thể chứa hơn một triệu linh kiện Thế hệ này cũng chứng kiến sự xuất hiện của bộ nhớ bán dẫn và bộ vi xử lý, cùng với sự ra đời của máy tính cá nhân đầu tiên như Kenback-1 Các kỹ thuật cải tiến tốc độ xử lý máy tính như ống dẫn, vô hướng và xử lý song song liên tục được phát triển.
Ngày nay, kỹ thuật máy tính được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ các thiết bị nhúng trong ngôi nhà thông minh và điện thoại cho đến siêu máy tính Mặc dù nền tảng phần cứng của các thiết bị này có sự khác biệt, nhưng chúng có thể được phân loại thành những nhóm chính.
Máy tính cá nhân (PC) là loại máy tính phổ biến nhất, được thiết kế cho mục đích sử dụng cá nhân với hiệu suất tốt và chi phí hợp lý.
Máy chủ (Server) là loại máy tính hiện đại, bao gồm các dạng như mainframes, minicomputers và supercomputers, và chỉ được truy cập qua mạng Chúng thực hiện các luồng công việc lớn, phục vụ cho các ứng dụng tính toán khoa học, kỹ thuật hoặc xử lý nhiều tác vụ như một Web server lớn Mặc dù không được gọi là supercomputer, các trung tâm dữ liệu (datacenter) của các công ty lớn như eBay và Google chứa hàng ngàn bộ vi xử lý với bộ nhớ chính lên đến terabyte (1TB = 1024 GB) và hệ thống lưu trữ lên đến petabyte (1PB = 1024 TB), bao gồm nhiều cụm (cluster) máy tính lớn.
Máy tính nhúng (Embedded computer) được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm vi xử lý trong xe hơi, hệ thống xử lý điện thoại, video game, tivi, và máy bay hoặc tàu thủy hiện đại Những hệ thống này được thiết kế để chạy một ứng dụng hoặc một tập hợp các ứng dụng liên quan, tích hợp chặt chẽ với phần cứng và hoạt động như một hệ thống đơn nhất.
Để đo đạc và đánh giá hiệu suất của máy tính, cần xác định các yếu tố quyết định đến hiệu suất này Việc khảo sát máy tính là mối quan tâm chung của cả người bán lẫn người mua Hiệu suất máy tính ngày càng được các nhà thiết kế chú trọng, bao gồm cả chúng ta.
Việc đánh giá hiệu suất máy tính là một quá trình phức tạp, không chỉ phụ thuộc vào cải tiến phần cứng mà còn vào phần mềm thông minh Hiệu suất có thể được đánh giá theo nhiều cách và chỉ số khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể Các nhà thiết kế máy tính cần hiểu rõ các vấn đề liên quan đến hiệu suất, hoạt động của phần cứng và phần mềm, cũng như tác động của chúng đến hiệu suất tổng thể Để có được đánh giá chính xác, cần xác định phương pháp phù hợp cho từng ứng dụng cụ thể.
Thời gian đáp ứng (response time) hay thời gian thực thi (execution time) là khoảng thời gian tính từ khi bắt đầu cho đến khi kết thúc một chương trình Thời gian này bao gồm nhiều yếu tố như thời gian truy cập đĩa, thời gian truy cập bộ nhớ và thời gian thực thi của CPU.
Throughput: là tổng số các chương trình thực thi xong trong một đơn vị thời gian