Bài giảng Cấu trúc máy tính - GV. Thanh An

Khái GiỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY TÍNH I.KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY TÍNH  Máy tính(Computer): là thiết bị điện tử thực hiện các chức năng sau:  Nhận thông tin vào .  Xử lý thông tin.  Xuất thông tin ra.  Chương trình(Program) : Là dãy các câu lệnh nằm trong bộ nhớ máy tính, nhằm mục đích hướng dẫn máy tính thực hiện các công việc cụ thể của chương trình.  Phần mềm (Software): Bao gồm các chương trình và dữ liệu.  Vd: Phần mềm diệt virus,phần mềm đánh chữ(Unikey)…  Phần cứng (Hardware): Bao gồm các thành phân vật lí tạo thành lên hệ thống máy tính.  CPU,Card màn hình,Màn hình,….  Cấu trúc máy tính (Computer Structure): Là những thành phần của máy tính và những liên kết giữa các thành phần.Bao gồm 4 thành phần chính:  Bộ xử lý: Điều kiển và xử lý số liệu.  Bộ nhớ: Chứa chương trình và dữ liệu.  Hệ thống vào ra: Trao đổi thồng tin giữa máy tính với bên ngoài.  Liên kết giữa các hệ thống: Là liên kết kết nối các thành phần của máy tính lại với nhau.  Mô hình phân lớp của hệ thống  Mô hình cơ bản  Chức năng của máy tính (ComputerFunction) bao gồm:  Xử lý dữ liệu.  Lưu trữ dữ liệu.  Vận chuyển dữ liệu.  Điều khiển II.PHÂN LOẠI MÁY TÍNH Phân loại Phương pháp truyền thông Phương pháp hiện đại 1.Phân loại theo phương pháp truyền thông  Máy vi tính(Microcomputer)  Máy tính nhỏ(Minicomputer)  Máy tính lớn(Mainframe Computer)  Siêu máy tính(Super Computer) 2.Phân loại theo phương pháp hiện đại  Máy tính để bàn(desktop Computer)  Máy chủ (Severs)  Máy tính nhúng(Embedded Computer)  Máy Tính để bàn(Desktop Computer):  Là loại máy thông dụng nhát hiện nay.  Bao gồm: máy tính cá nhân(PC) và máy trạm(Workstation Computer).  Máy chủ (Severs):  Là máy phục vụ.  Dùng trong mạng theo mô hình Clien/Server  Có tốc độ,bộ nhớ và độ tin cậy cao.  Máy tính nhúng: -Được đặt trong nhiều thiết bị khác nhau để điều khiển các thiết bị làm việc -Được thiết kế chuyên dụng. -vd: ĐT di động,router định tuyến. [...]... CỦA MÁY TÍNH Sự phát triển của máy tính chia ra 4 thế hệ:  Thế hệ 1: Máy tính dùng đèn chân không(Vacumm Tube) 194 6-1 955  Thế hệ 2: Máy tính dùng Transitor (195 5-1 965)  Thế hệ 3: máy tính dùng mạch tích hợp IC (Intergated Circuit) 196 6- 1980  Thế hệ 4: Máy tính dùng mạch tích hợp cực lớn VLSI (Very Large Scale Intergarted) 1980 đến nay IV.CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÁY TÍNH * Sơ đồ cấu trúc của máy. .. chính nêu trên, CPU còn có thêm một số thành phần khác như thanh ghi (Register) và vùng nhớ kết (Cache)  Thanh ghi là vùng nhớ đặc biệt được CPU sử dụng để lưu trữ tạm thời các lệnh và dữ liệu đang được xử lí Tốc độ truy cập đến thanh ghi là rất nhanh  Cache đóng vai trò trung gian giữa bộ nhớ và các thanh ghi Tốc độ truy cập đến cache là khá nhanh 2 Bộ nhớ trong(Main Memory)  Bộ nhớ trong là nơi chương... của máy tính: 1 Bộ xử lí trung tâm (CPU - Central Processing Unit)  CPU là thành phần quan trọng nhất của máy tính,  nơi tiếp nhận thông tin từ thiết bị nhập để thực hiện và điều khiển việc thực hiện chương trình  CPU gồm hai bộ phận chính:   Bộ điều khiển (CU - Control Unit): không trực tiếp thực hiện chương trình mà hướng dẫn các bộ phận khác của máy tính làm điều đó  Bộ số học/lôgic (ALU - Arithmetic/Logic... việc Khi tắt máy, dữ liệu trong RAM sẽ bị mất đi 3 Bộ nhớ ngoài (Secondary memory)  Bộ nhớ ngoài dùng để lưu trữ lâu dài dữ liệu và hỗ trợ cho bộ nhớ trong  Bộ nhớ ngoài của máy tính thường là đĩa cứng, đĩa mềm, đĩa CD, thiết bị nhớ flash 4 Thiết bị vào/ra (Input/Output device)  Thiết bị vào: bàn phím,chuột ,máy quét,webcam  Thiết bị ra:Màn hình ,máy in ,máy chiếu,loa… V HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY TÍNH  Hoạt... chung về BUS: - Là tập hợp các đường kết nối dùng để vận chuyển thông tin giữa CPU,bộ nhớ trong, các bộ phận nhập-xuất thông tin thông qua các hệ thống bus  Độ rộng Bus: là số đường dây của Bus có thể truyền thông tin đồng thời (chỉ dùng cho bus địa chỉ và bus dữ liệu) 2.Phân cấp Bus trong máy tính    Phân cấp Bus trong máy tính: ● Bus của bộ xử lý ● Bus của bộ nhớ chính ● Các bus vào-ra Các bus... Thực thi lệnh End 1 Quá trình nhận lệnh:  Bắt đầu mỗi chu kỳ lệnh,CPU nhận lệnh từ bộ nhớ chính  Bộ đếm chương trình thanh ghi PC giữ địa chỉ của lệnh sẽ được nhận  CPU lấy lệnh từ ngăn nhớ được trỏ bởi PC đưa vào thanh ghi lệnh IR lưu giữ  Sau mỗi lệnh được nhận thì nội dung của thanh ghi PC tự động tăng để trỏ tới lệnh kế tiếp 2 Quá trình thực hiện  Bộ xử lý giải mã lệnh đã được nhận và phát tín... thực hiện và là nơi lưu trữ dữ liệu đang được xử lý   Bộ nhớ trong gồm hai phần: ROM (Read Only Memory - Bộ nhớ chỉ đọc) và RAM (Random Access Memory - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên)  ROM (Read Only Memory): Nơi lưu trữ chương trình, dữ liệu được lập bởi nhà sản xuất, có nhiệm vụ chỉ đọc ra TT,không thể ghi, sửa, xóa được TT không mất khi tắt máy, mất điện  RAM (Random Access Memory): là phần bộ nhớ... theo  Nếu có tín hiệu ngắt: • Tạm dừng chương trình đang thực hiện • Cất ngữ cảnh (thông tin có liên quan đến chương trình đang thực hiện)  Thiết lập chương trình PC trỏ đến chương trình con phục vụ ngắt  Chuyển sang thực hiện chương trình con phục vụ ngắt  Cuối chương trình con phục vụ ngắt,khôi phục lại ngữ cảnh và tiếp tục chương trình đang bị tạm dừng Bắt đầu Nhận lệnh Thực hiện N Dừng Y Ngắt?... 4 Thiết bị vào/ra (Input/Output device)  Thiết bị vào: bàn phím,chuột ,máy quét,webcam  Thiết bị ra:Màn hình ,máy in ,máy chiếu,loa… V HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY TÍNH  Hoạt động cơ bản của Máy tính là thực hiện chương trình Máy tính lặp đi lặp lại quá trình thực hiện lệnh gồm hai bước cơ bản: Nhận lệnh (Fetch) Thực hiện lệnh (Execute)  Thực hiện chương trình dừng khi: Mất nguồn,gặp lệnh dừng,gặp tình huống... các bus vào-ra không phụ thuộc vào bộ xử lý cụ thể 3 Phân loại bus:  Theo tổ chức phần cứng (Bus trong vi xử lý và bus bộ vi xử lý)  Theo nghi thức truyền thông  Theo loại tín hiệu truyền trên bus (địa chỉ, dữ liệu, điều khiển) Theo loại tín hiệu truyền trên bus(địa chỉ, dữ liệu, điều khiển) Bus địa chỉ (Address bus)   Chức năng: vận chuyển địa chỉ từ CPU đến m - un nhớ hay m - un vào-ra để xác . TÍNH Sự phát triển của máy tính chia ra 4 thế hệ:  Thế hệ 1: Máy tính dùng đèn chân không(Vacumm Tube) 194 6-1 955  Thế hệ 2: Máy tính dùng Transitor (195 5-1 965)  Thế hệ 3: máy tính dùng mạch tích. Computer)  Siêu máy tính( Super Computer) 2.Phân loại theo phương pháp hiện đại  Máy tính để bàn(desktop Computer)  Máy chủ (Severs)  Máy tính nhúng(Embedded Computer)  Máy Tính để bàn(Desktop. Circuit) 196 6- 1980.  Thế hệ 4: Máy tính dùng mạch tích hợp cực lớn VLSI (Very Large Scale Intergarted) 1980 đến nay IV.CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÁY TÍNH * Sơ đồ cấu trúc của máy tính:  CPU