Bài giảng kiến trúc máy tính chương 1 phan trung kiên

1 Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY TÍNH Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 2 1.2. SỰ TIẾN HÓA CỦA MÁY TÍNH z Thế hệ thứ nhất: Máy tính dùng đèn điện tử chân không (1943-1956) z Thế hệ thứ hai: Máy tính dùng transistor (1957-1965) z Thế hệ thứ ba: Máy tính dùng vi mạch SSI, MSI và LSI (1966-1980) z Thế hệ thứ tư: Máy tính dùng vi mạch VLSI, SLSI (1981-nay) Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 3 1.2.1. Máy tính dùng đèn điện tử chân không z ENIAC - Máy tính điện tử đầu tiên {Electronic Numerical Intergator And Computer {Dự án của Bộ Quốc phòng Mỹ {Do John Mauchly và John Presper Eckert ở Đại học Pennsylvania thiết kế. {Bắt đầu từ năm 1943, hoàn thành năm 1946 Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 4 ENIAC z Nặng 30 tấn z Kích thước 140 m2 z 18000 đèn điện tử và 1500 rơle z 5000 phép cộng/giây z Xử lý theo số thập phân z Bộ nhớ chỉ lưu trữ dữ liệu z Lập trình bằng cách thiết lập vị trí của các chuyển mạch và các cáp nối. Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 5 ENIAC z Nặng 30 tấn z Kích thước 140 m2 z 18000 đèn điện tử và 1500 rơle z 5000 phép cộng/giây z Xử lý theo số thập phân z Bộ nhớ chỉ lưu trữ dữ liệu z Lập trình bằng cách thiết lập vị trí của các chuyển mạch và các cáp nối. Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 6 Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 7 Máy tính Von Neumann z Còn gọi là máy tính IAS: Princeton Institute for Advanced Studies z Được bắt đầu từ 1947, hoàn thành 1952 z Do John von Neumann thiết kế z Được xây dựng theo ý tưởng “chương trình được lưu trữ” (stored-program concept) của Von Neumann/Turing (1945) Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 8 Đặc điểm chính của máy tính IAS z Bao gồm các thành phần: đơn vị điều khiển, đơn vị số học và logic (ALU), bộ nhớ chính và các thiết bị vào ra. z Bộ nhớ chính chứa chương trình và dữ liệu. z Bộ nhớ chính được đánh địa chỉ theo từng ngăn nhớ không phụ thuộc vào nội dung của nó. z ALU thực hiện các phép toán với số nhị phân. z Đơn vị điều khiển nhận lệnh từ bộ nhớ, giải mã và thực hiện lệnh một cách tuần tự. z Đơn vị điều khiển điều khiển hoạt động của các thiết bị vào-ra. z Trở thành mô hình cơ bản của máy tính. Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 9 Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 10 Các máy tính thương mại ra đời z 1947 - Eckert-Mauchly Computer Corporation z UNIVAC I (Universal Automatic Computer) z 1950s - UNIVAC II zNhanh hơn zBộ nhớ lớn hơn [...]... máy tính chuyên dụng được chế tạo trên một chip Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 25 Các hệ thống máy tính hiện đại Máy tính nhúng Máy tính cá nhân (PC) Máy trạm làm việc Máy chủ (Servers) Mạng máy tính Internet - Mạng máy tính toàn cầu Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 26 Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 27 Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 28 Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 29 Siêu máy tính Roadrunner của IBM (2008) Phan. .. hơn Hệ thống có ít các chip liên kết với nhau, do đó tăng độ tin cậy Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 17 Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 18 Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 19 Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 20 Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 21 Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 22 Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 23 Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 24 1. 2.4 Máy tính dùng vi mạch VLSI Các sản phẩm chính của công nghệ VLSI: Bộ vi... Machine 19 52 – IBM 7 01 Máy tính lưu trữ chương trình đầu tiên của IBM Sử dụng cho tính toán khoa học 19 55 – IBM 702 Các ứng dụng thương mại Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 11 Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 12 1. 2.2 Máy tính dùng transistor Máy tính PDP -1 của DEC (Digital Equipment Corporation) máy tính mini đầu tiên IBM 7000 Hàng trăm nghìn phép cộng trong một giây Các ngôn ngữ lập trình bậc cao ra đời Phan Trung. .. quang 3,9 megawatt Hơn 1 triệu tỉ phép tính/ s Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 31 Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 32 Các thành phần của Máy tính Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit): Điều khiển hoạt động của máy tính và xử lý dữ liệu Bộ nhớ chính (Main Memory): Chứa các chương trình và dữ liệu đang được sử dụng Hệ thống vào ra (Input/Output System): Trao đổi thông tin giữa máy tính với bên ngoài Liên... Kiên – ĐH Tây Bắc 13 Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 14 Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 15 1. 2.3 Máy tính dùng vi mạch SSI, MSI và LSI Vi mạch (Integrated Circuit – IC): nhiều transistor và các phần tử khác được tích hợp trên một chip bán dẫn SSI (Small Scale Integratinon) MSI (Medium Scale Integration) LSI (Large Scale Integration) VLSI (Very Large Scale Integration) (dùng cho máy tính hệ thứ tư) Siêu máy. .. nhau Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 33 Kiến trúc Von Neumann Bao gồm các thành phần: CPU, bộ nhớ chính và các thiết bị vào ra, liên kết hệ thống Các lệnh (chương trình) và dữ liệu nằm trong cùng một bộ nhớ đọc ghi Bộ nhớ chính được đánh địa chỉ theo từng ngăn nhớ không phụ thuộc vào nội dung của nó Lệnh được thực hiện một cách tuần tự Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 34 1. 3 Các thành phần cơ bản của máy tính. .. Integration) VLSI (Very Large Scale Integration) (dùng cho máy tính hệ thứ tư) Siêu máy tính xuất hiện: CRAY -1, VAX Bộ vi xử lý (microprocessor) ra đời Bộ xử lý đầu tiên: Intel 4004 (19 71) Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 16 Luật Moore Gordon Moore - người đồng sáng lập Intel Số transistors trên chip sẽ gấp đôi sau 18 tháng Giá thành của chip hầu như không thay đổi Mật độ cao hơn, do vậy đường dẫn ngắn... của IBM (2008) Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 30 Roadrunner 6 tỷ người trên trái đất dùng máy tính nhỏ thực hiện các phép toán liên tục 24 giờ/ngày, 7 ngày/ tuần ròng rã 46 năm mới bằng Roadrunner làm việc trong 1 ngày 6.948 chip vi xử lý lõi kép AMD Opteron trên các phiến IBM LS 21 Blades 12 .960 chip Cell trên các phiến IBM QS22 Blades Tổng dung lượng bộ nhớ 80-terabyte Diện tích: 1, 800 mét vuông 90km... Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 34 1. 3 Các thành phần cơ bản của máy tính Bộ xử lý trung tâm Hệ thống nhớ Hệ thống vào ra Bus liên kết hệ thống Phần mềm Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 35 Mức cao nhất Peripherals Computer Central Processing Unit Computer Main Memory Systems Interconnection Input Output Communication lines Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 36 . 1 Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY TÍNH Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 2 1. 2. SỰ TIẾN HÓA CỦA MÁY TÍNH z Thế hệ thứ nhất: Máy tính dùng đèn điện tử chân không (19 43 -1 9 56) z Thế hệ thứ hai: Máy. hai: Máy tính dùng transistor (19 57 -1 9 65) z Thế hệ thứ ba: Máy tính dùng vi mạch SSI, MSI và LSI (19 66 -1 9 80) z Thế hệ thứ tư: Máy tính dùng vi mạch VLSI, SLSI (19 8 1- nay) Phan Trung Kiên – ĐH. dụng cho tính toán khoa học z 19 55 – IBM 702 {Các ứng dụng thương mại Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 12 Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 13 1. 2.2. Máy tính dùng transistor z Máy tính PDP -1 của DEC