Bài giảng Kỹ thuật máy tính

Môn học: Kiến trúc máy tính Môn học: Kiến trúc máy tính Thời lượng: Thời lượng: 2 2 0 tiết 0 tiết l l ý thuyết ý thuyết Giảng viên: Thạc sĩ Hoàng Ngọc Thanh Điện thoại: 0913.840991 Email: thanhhn@vungtau.vnn.vn thanhhn_vtu@vnpt.com.vn Website: thanhhn.jimdo.com Chương 1: Giới thiệu chung Chương 1: Giới thiệu chung Chương 2: Lịch sử máy tính Chương 2: Lịch sử máy tính Chương 3: Đường truyền hệ thống Chương 3: Đường truyền hệ thống Chương 4: Bộ nhớ trong của máy tính Chương 4: Bộ nhớ trong của máy tính Chương 5: Bộ nhớ ngoài của máy tính Chương 5: Bộ nhớ ngoài của máy tính        !  "# $% &'#() !*+,-./$01 234 -  56 - )(  $%  - 7 28# 9 !  +& 9  % 2:# *6 + ;< 2  ! = > ?0  61'@231A;<#.@.$;B;")&$6 :   !CD$E6 5F $  > >0 = @% G6+4+444 HI/$0J:+>+  (+(195'#"0#K&9 -0"#L7+56M#N2 +&$$5.6#0O;&#"0 +G@>#ON+65F$ @%G23 1A;<#6+4+444 PQ1RCSTU PVWXYZ [A)\;")&$]^" )&$ - E $ ;N# +( !N + ,$_$DA)\`#E%#4=-%1'!2:#!! :@7O#DA)\;")&$4 a2$";")&$]a2$"Nb+( ;(N ^$.;")&$]7c#(23.&d# /$0+&;$.;")&$#"0+G@> ' 59 ! 0 eD0  -4 f $% +(O 5.$ 5'+(9);$.;")&$6#0-*  !D$E;")&$0$;")&$]  *  ! D$E ;" )&$]9 & ; $. ;" )&$ O#9)#g#"0+(@>'59!4 *$;")&$]9&;$.;")&$O# 9)D0#"0+(@>'5eD04 h$5.]@,O#&'#6:+>$ 5. - & +< /$7 )\  ( #$,   +( $ !' 19 +  ( ?0  ( !_ I c# !f3!+G,$_$ 23e#2b1A;<#4 Tương ứng với các chức năng tổng quát nói trên, có bốn Tương ứng với các chức năng tổng quát nói trên, có bốn loại hoạt động có thể xảy ra gồm: loại hoạt động có thể xảy ra gồm: Hình 1.2 (a): Máy tính - Thiết bị di chuyển dữ liệu Máy tính được dùng để lưu trữ dữ liệu, với dữ liệu được chuyển từ môi trường ngoài vào lưu trữ trong máy (quá trình đọc dữ liệu) và ngược lại: Hình 1.2 (b): Máy tính - Thiết bị lưu trữ dữ liệu Máy tính được dùng để xử lý dữ liệu thông qua các thao tác trên dữ liệu lưu trữ: Hình 1.2 (c): Máy tính - Thiết bị xử lý dữ liệu lưu trữ Máy tính được dùng để xử lý dữ liệu thông qua việc kết hợp giữa việc lưu trữ và liên lạc với môi trường bên ngoài: Hình 1.2 (d): Máy tính - Thiết bị xử lý/ trao đổi dữ liệu với môi trường ngoài CẤU TRÚC CẤU TRÚC 23d7+G@'E$] Hình 1.3: Cấu trúc tổng quát của máy tính Đơn vị xử lý trung tâm (CPU – Central Processing Unit): điều khiển hoạt động của máy tính và thực hiện các chức năng xử lý dữ liệu. CPU thường được đề cập đến với tên gọi bộ xử lý. Bộ nhớ chính: dùng để lưu trữ dữ liệu. Các thành phần nhập xuất: dùng để di chuyển dữ liệu giữa máy tính và môi trường bên ngoài. Các thành phần nối kết hệ thống: cung cấp cơ chế liên lạc giữa CPU, bộ nhớ chính và các thành phần nhập xuất [...]... ngoại vi hay lưu trữ bên ngoài máy tính Von Neumann đã chỉ ra rằng bộ nhớ có thể dùng để lưu cả chỉ thị và dữ liệu Dữ liệu là những thứ trên đó các tính toán được thực hiện còn chỉ thị là những thứ sẽ được thông dịch với tư cách mã sinh ra tín hiệu điều khiển Các thành phần của máy tính Hình 3.2 Các thành phần máy tính ở mức quan sát cao nhất • Chức năng cơ bản của máy tính là thực thi chương trình... không Giai đoạn 2: từ 1958 đến 1964, với máy tính thế hệ thứ hai sử dụng công nghệ chất bán dẫn Giai đoạn 3: từ 1964 đến 1974, với máy tính thế hệ thứ ba sử dụng công nghệ mạch tích hợp Giai đoạn 4: từ 1974 đến nay, với máy tính thế hệ thứ tư sử dụng công nghệ mạch tích hợp vô cùng lớn/siêu lớn (VLSI/ULSI) Hình 2.1 Cấu trúc của máy IAS Cấu trúc tổng quát của máy IAS: Một bộ nhớ chính để lưu trữ dữ... bit thì phần 40 bit hiệu lực nhất được lưu trong AC, phần 40 bit còn lại lưu trong MQ Chương 3: Đường truyền hệ thống Các thành phần của máy tính Chức năng cơ bản của máy tính Các cấu trúc liên kết bên trong một máy tính Liên kết đường truyền Tất cả các thiết kế máy tính hiện nay đều dựa trên các khái niệm do John von Neumann đưa ra Một thiết kế như vậy được đề cập đến với tên gọi kiến trúc von Neumann... hoạt động của máy tính Đơn vị luận lý và số học (ALU – Arithmetic and Logic Unit): thực hiện các chức năng xử lý dữ liệu của máy tính Tập thanh ghi: cung cấp nơi lưu trữ bên trong CPU Thành phần nối kết nội CPU: cơ chế cung cấp khả năng liên lạc giữa đơn vị điều khiển, ALU và tập thanh ghi Hình 1.3: Đơn vị điều khiển của CPU Chương 2: Lịch sử máy tính Giai đoạn 1: từ 1945 đến 1958, với máy tính thế hệ... trong việc trao đổi dữ liệu Thao tác này được biết đến với tên gọi truy xuất bộ nhớ trực tiếp (DMA) Chức năng cơ bản của máy tính • Một máy tính bao gồm một tập các thành phần hay module thuộc ba kiểu cơ bản (CPU, bộ nhớ, thiết bị nhập xuất) liên lạc với nhau Trong thực tế, một máy tính có thể được xem như một mạng gồm những thành phần cơ bản Do đó phải có các đường dẫn nối các module lại với nhau •... CPU có thể thực hiện thao tác luận lý hay số học trên dữ liệu Điều khiển: một chỉ thị có thể đặc tả sự thay đổi thứ tự thực thi của dãy chỉ thị Chức năng cơ bản của máy tính Hình 3.4 Các đặc trưng của một máy giả Chức năng cơ bản của máy tính Hình 3.5 Ví dụ về thực thi chương trình Chức năng nhập/xuất • • Một module nhập/xuất có thể trao đổi dữ liệu trực tiếp với CPU Tương tự như việc CPU có thể khởi... khiển mới ⇒ Mỗi tập tín hiệu = một mã ⇒ Thêm vào phần cứng đa dụng một phân đoạn cho phép nhận mã và sinh ra các tín hiệu điều khiển ⇒ Dãy các mã hay chỉ thị = phần mềm Các thành phần của máy tính Các thành phần của máy tính • Hai thành phần chính của hệ thống: một bộ thông dịch chỉ thị + một module gồm các chức năng luận lý số học đa dụng = CPU • Dữ liệu và chỉ thị phải được nhập vào hệ thống thông qua... hiện theo kiểu tuần tự từ chỉ thị này sang chỉ thị khác Các thành phần của máy tính • • • Có một tập hợp nhỏ các thành phần luận lý cơ bản có thể kết hợp theo nhiều cách khác nhau để lưu trữ dữ liệu nhị phân và thực hiện các thao tác luận lý số học trên dữ liệu Có một tính toán cụ thể được thực hiện Xây dựng một cấu hình cho tính toán đó bằng quá trình kết nối các thành phần khác nhau thành cấu hình... thao tác 8 bit (op code) đặc tả thao tác sẽ được thực hiện và một địa chỉ 12 bit định hướng đến một word trong bộ nhớ (địa chỉ này đi từ 0 đến 999) Hình 2.2 Các dạng thức bộ nhớ của máy IAS Hình 2.3 Cấu trúc mở rộng của máy tính IAS Thanh ghi vùng đệm bộ nhớ (MBR): chứa word sẽ được lưu trữ vào bộ nhớ, hay nhận word từ bộ nhớ Thanh ghi địa chỉ bộ nhớ (MAR): đặc tả địa chỉ trong bộ nhớ sẽ được ghi/đọc... đọc chỉ thị từ bộ nhớ + thực thi chỉ thị ) • Chu kỳ chỉ thị = chu kỳ tải lệnh + chu kỳ thực thi lệnh Sự thực thi chương trình bị kết thúc nếu: • • • Máy bị tắt Có lỗi không thể phục hồi Chương trình đi đến một chỉ thị kết thúc nó Chức năng cơ bản của máy tính Hình 3.3 Chu kỳ chỉ thị cơ sở Các chu kỳ lấy và thực thi chỉ thị • • • Ở đầu mỗi chu kỳ chỉ thị, CPU lấy một chỉ thị từ bộ nhớ Một thanh ghi gọi . chung Chương 2: Lịch sử máy tính Chương 2: Lịch sử máy tính Chương 3: Đường truyền hệ thống Chương 3: Đường truyền hệ thống Chương 4: Bộ nhớ trong của máy tính Chương 4: Bộ nhớ trong của máy tính Chương. (b): Máy tính - Thiết bị lưu trữ dữ liệu Máy tính được dùng để xử lý dữ liệu thông qua các thao tác trên dữ liệu lưu trữ: Hình 1.2 (c): Máy tính - Thiết bị xử lý dữ liệu lưu trữ Máy tính. *i4S]h:+>$5.?0kl Chương 2: Lịch sử máy tính Giai đoạn 1: từ 1945 đến 1958, với máy tính thế hệ thứ nhất sử dụng công nghệ đèn chân không. Giai đoạn 2: từ 1958 đến 1964, với máy tính thế hệ thứ hai sử