BAI_GIANG_TIN_HOC_DAI_CUONG_3 doc

. Mục tiêu 1. Kiến trúc chung của máy tính (Computer) 2. Bộ nhớ 3. Các thiết bị vào/ra (Input/Output Devices) 4. Bộ xử lý (Central Processing Unit) 5. Quá trình thực hiện lệnh 6. Các thế hệ và phân loại máy tính . Bài tập . Thảo luận . Mục tiêu Học xong chương này sinh viên phải đạt được các mục tiêu sau: Kiến thức: - Mô tả được sơ đồ nguyên lý về cấu tạo của máy tính và sơ đồ cấu tạo cụ thể của máy vi tính hiện nay. - Gọi tên từng bộ phận trên máy vi tính, mô tả chức năng và tác dụng của từng bộ phận và chỉ ra mối quan hệ giữa chúng. Kỹ năng: - Trình bày quá trình thực hiện lệnh với chương trình đơn giản. - Phân loại được các thế hệ máy tính Thái độ: - Ý thức được tầm quan trọng của khái niệm trong dạy học và nghiên cứu khoa học 1. Kiến trúc chung của máy tính (Computer) Thiết bị vào Bộ nhớ Thiết bị ra Bộ điều khiển Bộ số học - logic CPU Dòng dữ liệu Dòng điều khiển 2. Bộ nhớ Khái niệm: Bộ nhớ là thiết bị dùng để lưu trữ dữ liệu và chương trình. Các đặc trưng chính: • Thời gian truy cập (access time) là khoảng thời gian cần thiết kể từ khi phát tín hiệu ghi/đọc cho đến khi việc ghi/đọc hoàn thành. • Sức chứa bộ nhớ (memory capacity) chỉ khối lượng dữ liệu mà bộ nhớ có thể lưu trữ đồng thời. • Độ tin cậy: đo bằng khoảng thời gian trung bình giữa hai lần gặp lỗi. Có hai loại bộ nhớ: 2.1. Bộ nhớ chính (BNC - Main memory) 2.2. Bộ nhớ ngoài (BNN - Secondary/External memory) 2.1. Bộ nhớ chính (BNC - Main memory) Khái niệm: Bộ nhớ chính (còn gọi là bộ nhớ trong) là loại bộ nhớ có thời gian truy cập nhỏ. BNC được dùng để lưu trữ chương trình và dữ liệu trong thời gian xử lý. Cấu tạo: BNC được cấu tạo từ các phần tử vật lý có hai trạng thái đối lập. Một trạng thái dùng để thể hiện bit 0 cò trạng thái kia thể hiện bit 1. Trong các thập kỷ 60, 70 là bộ nhớ từ tính như xuyến ferit hoặc màng mỏng từ. Sau đó là các mạch bán dẫn điều khiển được có hai trạng thái đóng/mở. Hiện nay, là mạch tích hợp (IC - Integrated Circuit) được làm ra bằng cách in hàng vạn, hàng triệu transistor rất nhỏ lên một tấm silic cỡ một vài cm 2 . Phân loại bộ nhớ chính Tổ chức bộ nhớ chính Đọc/ghi 2.1. Bộ nhớ chính (BNC - Main memory) * Phân loại bộ nhớ chính Bộ nhớ RAM (Random Access Memory) là loại bộ nhớ có thể ghi và đọc dữ liệu (kể cả chương trình). Dữ liệu phải nuôi bằng nguồn điện nên chúng sẽ bị xoá khi mất nguồn. RAM bao gồm: DRAM (Dynamic RAM), mạch nhỏ, đơn giản, giá thành thấp. SRAM (Static RAM) được tạo từ mạch filp-flop. SRAM có thể bảo toàn trạng thái “1” và “0” bên trong mạch. Bộ nhớ ROM (Read Only Memory) là loại bộ nhớ cố định, chỉ được đọc mà không được ghi dữ liệu vào. Các chương trình được ghi vào ROM trong lúc chế tạo hoặc bằng phương tiện chuyên dụng và không bị mất đi khi tắt máy. ROM có hai lớp con là PROM (Programmable ROM) có thể lập trình được một lần và không thể xoá được và EPROM( Erasable PROM) là loại ROM mà dữ liệu chứa trong nó có thể xoá để ghi lại, tuy nhiên phải dùng một phương pháp chuyên dụng đặc biệt. 2.1. Bộ nhớ chính (BNC - Main memory) * Tổ chức bộ nhớ chính Bộ nhớ chính được nối trực tiếp với bộ xử lý bằng đường truyền tín hiệu gọi là BUS. Ta có thể hình dung BNC như dãy liên tiếp các ô nhớ được đánh số. Chỉ số của mộ ô nhớ gọi là địa chỉ của ô nhớ đó. Địa chỉ được đánh số lần lượt từ 0, 1, 2, … Mỗi ô nhớ gồm nhiều ngăn nhớ, mỗi ngăn chứa 1 bit. Các máy tính hiện nay có ô nhớ là 8 bit. Mỗi ô nhớ có hai đặc trưng: + Địa chỉ của mỗ ô nhớ là cố định. Đó là số thứ tự của ô nhớ trong BNC. + Nội dung mỗi ô nhớ được lưu trữ dưới dạng mã nhị phân. Nội dung ô nhớ có thể thay đổi. 0 1 2 3 65534 65535 7 6 5 4 3 2 1 0 2.1. Bộ nhớ chính (BNC - Main memory) * Đọc/ghi Đầu tiên CPU gửi địa chỉ của vùng nhớ tới một mạch gọi là bộ giải mã địa chỉ. Sau đó gởi một tín hiệu điều khiển đến kích hoạt bộ giải mã địa chỉ. Kết quả là bộ giải mã địa chỉ mở mạch nối với ô nhớ tương ứng để sao chép nội dung ra một vùng nhớ phụ nếu thao tác là đọc hoặc nội dung của vùng nhớ phụ được sao vào ô nhớ nếu thao tác là ghi. 2.2. Bộ nhớ ngoài (BNN - Secondary/External memory) Đĩa mềm (Floppy Disk) Đĩa cứng (Hard Disk) Đĩa quang (Compact Disk - CD) DVD-ROM (Digital Video Disk) Băng từ (Magnetic tape) . mỗi ô nhớ được lưu trữ dưới dạng mã nhị phân. Nội dung ô nhớ có thể thay đổi. 0 1 2 3 65 534 65 535 7 6 5 4 3 2 1 0 2.1. Bộ nhớ chính (BNC - Main memory) * Đọc/ghi Đầu tiên CPU gửi địa chỉ. ảnh) - MIRC (Máy đọc mực từ) - Camera - Micro Continue 3. 3.2. Thiết bị ra - Màn hình (Display hoặc Monitor) * Màn hình dùng đèn Ca tốt * Màn hình tinh thể lỏng/ plasma - Máy in (Printer) * Máy. (Compact Disk - CD) DVD-ROM (Digital Video Disk) Băng từ (Magnetic tape) 3. Các thiết bị vào/ra (Input/Output Devices) 3. 3.1. Thiết bị vào - Bàn phím (Keyboard) - Con chuột (Mouse) - Scanner (Máy