Cấu trúc máy tính

Bộ môn Kỹ thuật máy tính-Khoa Điện tử Bài giảng Cấu trúc máy tính Mục lục Bài mở đầu Chương Các khái niệm 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 Máy tính Nguyên lý xây dựng máy tính Phân loại máy tính Các hệ máy tính Phần cứng (hardware), phần mềm (software) phần sụn (firmware) 10 Biểu diễn thông tin máy tính 13 Đơn vị lưu trữ thông tin 21 Câu hỏi tổng kết 21 Chương Cấu trúc bên máy tính 23 2.1 2.2 2.3 Cấu trúc chung hệ thống máy tính 23 Mainboard thành phần hỗ trợ 29 Câu hỏi tổng kết 50 Chương Đơn vị xử lý trung tâm (CPU) 51 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Cấu trúc chung CPU 51 Đơn vị điều khiển (CU) 51 Đơn vị xử lý toán học logic 51 Các ghi 51 Phân đoạn nhớ 54 Chương Bộ nhớ 59 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 Đại cương nhớ 59 Big endian little endian 62 Phân loại nhớ 62 Tổ chức nhớ 67 DRAM 69 SRAM 72 Bộ nhớ đọc (ROM) 72 Bộ nhớ Flash nhớ Cache 73 Câu hỏi tổng kết 74 Chương Bộ nhớ 76 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 Tổng quan nhớ 76 Đĩa mềm ổ đĩa mềm (Floppy disk and floppy disk drive) 76 Đĩa cứng ổ đĩa cứng 79 Tổ chức logic đĩa mềm đĩa cứng 82 Truy xuất ổ đĩa qua DOS BIOS 101 Đĩa quang 104 Câu hỏi tổng kết 105 Chương Hệ thống BUS 106 6.1 6.2 Bus hệ thống 107 Bus mở rộng (Expansion bus) 115 http://www.ebook.edu.vn Bài giảng Cấu trúc máy tính Bộ môn Kỹ thuật máy tính-Khoa Điện tử Bài giảng Cấu trúc máy tính Chương Vào/ra liệu thiết bị ngoại vi 120 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 Đại cương vào/ra liệu 120 Các chuẩn giao tiếp vào/ra 120 Giao tiếp PC Game 127 Giao tiếp với bàn phím mouse 129 Monitor card giao diện đồ hoạ 137 Câu hỏi tổng kết 146 Bài giảng Cấu trúc máy tính Bộ môn Kỹ thuật máy tính-Khoa Điện tử Bài giảng Cấu trúc máy tính Bài mở đầu Máy tính điện tử (MTĐT) đời vào đầu thập kỷ thứ tư kỷ 20 phát triển vũ bão, làm nên cách mạng lĩnh vực tính toán xử lý thông tin, mở kỷ nguyên lịch sử phát triển nhân loại - Kỷ nguyên máy tính điện tử Cấu tạo MTĐT ngày tinh vi phức tạp, bao gồm nhiều thành phần khác Kiến trúc máy tính ngành khoa học nghiên cứu việc thiết kế thành phần khác cấu thành MTĐT mà người lập trình nhận thấy MTĐT thành phần vật lý, thường gọi phần cứng (hardware) mà có chương trình điều khiển hoạt động thành phần phần cứng, chúng gọi phần mềm (software) Việc nghiên cứu thiết kế MTĐT toán khổng lồ phức tạp, cần không ngừng cải tiến Chính mà người ta phải chia toán lớn thành nhiều toán nhỏ hơn, toán nhỏ giải vấn đề cụ thể, sử dụng mức trừu tượng thích hợp • Nội dung môn học Nêu khái niệm phần cứng, phần mềm, nguyên lý xây dựng máy tính Máy tính số ứng dụng rộng rãi chúng lĩnh vực khác Nội dung bao gồm: Giới thiệu ngoại vi chuẩn máy tính PC như: bàn phím, chuột, máy in, hình, ổ đĩa cứng, ổ đĩa mền, ổ đĩa quang; Giới thiệu họ CPU thường dùng máy tính (họ 16 bít, 32 bít, 64 bít); Các chuẩn giao tiếp máy tính • Mục tiêu Trang bị cho Sinh viên kiến thức kiến trúc cấu trúc phần cứng máy tính thành phần tối thiểu cấu tạo nên máy tính, nguyên lý hoạt động chúng để giải vấn đề về: Khai thác hiệu hệ thống máy tính Xác định khả hoạt động thành phần hệ thống máy tính Giải số cố máy tính • Tài liệu tham khảo: Kỹ thuật vi xử lý - Văn Thế Minh Kỹ thuật vi xử lý máy vi tính - Đỗ Xuân Thụ & Hồ Khánh Lâm Ngôn ngữ lập trình Assembly IBM PC - YthaYu Kỹ thuật lập trình điều khiển hệ thống - Đỗ Xuân Tiến Kỹ thuật vi điều khiển - Lê Văn Doanh & Phạm Khắc Chương Cẩm nang lập trình hệ thống - Norton (Dịch: Nguyễn Minh San - Hoàng Đức Hải) Kiến trúc máy tính - Nguyễn Đình Việt http://www.ebook.edu.vn Bài giảng Cấu trúc máy tính Bộ môn Kỹ thuật máy tính-Khoa Điện tử Bài giảng Cấu trúc máy tính Cấu trúc máy vi tính - Trần Quang Vinh Cấu trúc máy vi tính – Tống Văn On The Intel Microprocessors 8086/8088, 80186/80188, 80286, 80386, 80486, Pentium, and Pentium Pro Processor Architecture, Programming, and Interfacing - Barry B.Brey Computer architecture and orgnization - John Phays 1998 Computer organixation architecture William stallings 1996 Bài giảng Cấu trúc máy tính Bộ môn Kỹ thuật máy tính-Khoa Điện tử Chương Các khái niệm Các khái niệm 1.1 Máy tính Máy tính (computer) thiết bị có khả thao tác (lưu trữ, xử lý) liệu (thông tin) theo cách phức tạp lập trình Việc tính toán thực theo chương trình - dãy câu lệnh Dữ liệu biểu diễn nhiều hình thức thông tin như: số, ký tự, hình ảnh, âm thanh, … Trước phát minh máy tính, thuật ngữ computer thường dùng để ám người chuyên làm nhiệm vụ tính toán (human computer) 1.2 Nguyên lý xây dựng máy tính Máy tính điện tử làm việc theo hai nguyên lý bản, nguyên lý số nguyên lý tương tự Nguyên lý số (Digital): Sử dụng trạng thái rời rạc đại lượng vật lý để biểu diễn số liệu, nguyên lý gọi nguyên lý đếm Ví dụ trình trạng rời rạc đại lượng vật lý theo nguyên lý số thể bảng sau: Linh kiện Chuyển mạch điện tử Lõi ferit Diode/Transistor Đại lượng vật lý Dòng điện Trường từ tính Dòng điện Trạng thái Có (nôi mạch) Tồn Dẫn điện Trạng thái Không (ngắt mạch) Đảo từ (đảo hướng) Không dẫn điện Nguyên lý tương tự (Analog): Sử dụng đại lượng vật lý biến đổi liên tục để biểu diễn số liệu, nguyên lý có tên nguyên lý đo Ví dụ đại lượng vật lý biến đổi liên tục theo nguyên lý tương tự thể bảng sau: Thiết bị Thước tính Máy tính điện tử tương tự Đại lượng vật lý Chiều dài Điện áp 1.3 Phân loại máy tính Có nhiều phương pháp cách phân loại khác mà ta nêu lên phương pháp phân loại theo nguyên lý xây dựng máy tính điện tử Theo phương pháp máy tính phân chia thành hai lớp máy tính tương tự máy tính số Mỗi lớp lớn lại chia thành lớp con, ví dụ máy tính đa máy tính chuyên dụng 1.3.1 Máy tính số (Digital Computer) http://www.ebook.edu.vn Bài giảng Cấu trúc máy tính Bộ Môn Kỹ thuật máy tính Các khái niệm Máy tính số loại máy tính sử dụng đại lượng vật lý biến thiên rời rạc (dạng số) để biểu diễn đại lượng cần tính toán Những thông số máy tính số là: tốc độ hoạt động, hệ thống lệnh số địa lệnh, thiết bị nhớ dung lượng tin chúng, tổ hợp thiết bị vào/ra số liệu, kích thước, Người ta phân loại máy tính số dựa số sở khác nhau, là cách thức thi hành chương trình, nhiệm vụ mà người thiết kế định cho máy tính, Sau ví dụ phân loại • Phân loại máy tính số (MTS) theo cách thức thi hành chương trình MTS (liên tiếp): MTS chương trình thi hành lệnh một, hết lệnh đến lệnh khác MTS song song: MST thi hành đồng thời nhiều chương trình MTS song song cần có nhiều trang thiết bị phức tạp MTS liên tiếp có tốc độ tác động cao MTS - song song: Là loại MST trung gian hai loại máy tính số nêu trên, phép tính theo mã chương trình liên tiếp đưa vào phận máy tính, có phận thi hành phép tính cách song song Ngày nay, tất máy tính, kể loại máy tính gọi tuần tự, người ta áp dụng chế thực song song mức độ khác để nâng cao tốc độ hoạt động chung máy tính điện tử • Phân loại máy tính số theo nhiệm vụ mà người thiết kế định cho MTS chuyên dụng: Là loại MTS chế tạo để giải loại toán định, thường đơn giản rẻ tiền MTS đa nhờ việc giảm bớt số thành phần máy tính chí việc rút gọn tập lệnh vi xử lý máy Các máy tính chuyên dụng sử dụng rộng rãi nay: Các máy tính điều khiển, nằm hệ thống điều khiển đối tượng trình thực Các máy tính thiết kế để giải loại (dạng) toán định, chẳng hạn tính tổng tích số toán dự báo khí tượng, giải hệ phương trình vi phân thường, Các máy tính tìm thông tin, dùng để xử lý lượng lớn thông tin chữ số (tìm kiến thông tin mạng) MTS đa năng: Là loại MTS chế tạo để giải lớp lớn toán mà thành phần lớp toán chưa nêu đầy để thiết kế máy Những tính chất MTS đa là: Bài giảng Cấu trúc máy tính Bộ môn Kỹ thuật máy tính-Khoa Điện tử Các khái niệm Có tập lệnh tương đối lớn, bao gồm nhiều nhóm, nhóm phục vụ cho loại thao tác định, để thi hành nhiều loại chương trình khác cách có hiệu Kích thước ghi xử lý độ lớn đơn vị nhớ (word - từ nhớ) phải không lớn không nhỏ, thông thường bội số Như chúng chứa vừa vặn số ký tự ASCII bit chứa cón số đủ lơn cho hầu hết chương trình ứng dụng chạy máy Các chương trình sạn thảo văn bản, chương trình quản lý, nói chung có liệu kiểu ký tự Các thiết bị nhớ nhận vào, lưu trữ đưa số liệu, kết chương trình Còn MTS chuyên dụng chương trình, số, thường cứng hoá Hệ thống trao đổi thông tin (giao diện) máy người sử dụng thuận tiện, giảm nhẹ công việc mà người phải thực trình máy tính hoạt động 1.3.2 Máy tính tương tự (Analog Computer) Máy tính tương tự (MTTT) loại máy tính sử dụng đại lượng vật lý biến thiên liên tục để biểu diễn đại lượng cần tính toán Đại lượng vật lý thường điện áp dòng điện Mô hình hoá (modelling) sở cho hoạt động MTTT, trình vật lý thực hay thành phần thay mô hình điện có đặc tính tương tự Nhờ có mô hình điện mà việc nghiên cứu tiến hành đơn giản, thuận tiện rẻ tiền Các MTTT vận hành thuận tiện, thường đưa kết dạng đồ thị, đặc biệt với thời gian ngắn (tốc độ thi hành cao) MTTT có nhược điểm sau: kết có độ xác không cao lắm, hoạt động không mềm dẻo MTS, khả giải toán phụ thuộc nhiều vào phần cứng máy Sự khác MTTT MTS MTS làm phép tính số học cổ điểm cộng, trừ, nhân, chia; để thực tổ hợp gồm phép tính cộng nhân mà cộng MTTT làm nháy mắt MTS phải có chương trình đặc biệt để xếp phép tính số học chủ yếu thành tổ hợp cần thiết Các máy tính ngày có khả giải toán toán học tính toán logic phức tạp với tốc độ thực hiện, độ xác độ tin cậy ngày cao Chính mà MTTT với nhược điểm sử dụng cho ứng dụng có tính chất chuyên biệt, không phổ biến MTS http://www.ebook.edu.vn Bài giảng Cấu trúc máy tính Bộ Môn Kỹ thuật máy tính Các khái niệm Trước chiến tranh giới thứ II, máy tính tương tự điện khí coi thành tựu vĩ đại nhiều người nghĩ tương lai khoa học tính toán Các máy tính tương tự sử dụng đại lượng vật lý biến thiên liên tục dòng điện điện áp hay tốc độ quay trục để biểu diễn giá trị xử lý Một ví dụ điển hình máy tích phân nước xây dựng năm 1936 Không giống máy tính số đại, máy tính analog không phức tạp cần phải thiết lập cấu hình lại (lập trình lại) cách thủ công để chuyển chúng từ công việc sang giải vấn đề khác Các máy tính tương tự đem lại nhiều lợi ích giai đoạn khai sinh máy tính số chúng giải nhiều toán phức tạp khả máy tính số ban đầu giới hạn Nhưng với phát triển nhanh sử dụng nhớ lớn máy tính số, máy tính tương tự dần bị thay thế, đặc biệt phát triển kỹ thuật lập trình kỹ thuật mã hoá Máy tính tương tự ứng dụng mạnh thiết bị ngắm bắn cho vũ khí, ví dụ máy ngắm ném bom Norden máy tính toán cho pháo binh chiến trường Một số máy tính loại sử dụng vài thập kỷ sau CTTG II Máy tính tương tự dạng lai, điều khiển thiết bị điện tử số, giữ vai trò quan trọng năm 1950, 1960, sau số ứng dụng đặc biệt 1.3.3 Máy tính lai (Hybrid Computer) Đó loại máy tính kết hợp hai nguyên lý số tương tự, hệ thống có nửa số nửa tương tự Nửa số, thực chất máy tính số tập hợp phần tử tính toán số Nửa tương tự máy tính máy tính tương tự tập hợp phần tử tính toán tương tự Trong trình tính toán, hai nửa truyền liệu cho thông qua chuyển đổi (convertor) Việc đồng hoạt động hai nửa đơn vị điều khiển riêng đơn vị điều khiển máy tính số đảm nhiệm 1.4 Các hệ máy tính 1.4.1 Máy tính khí Nam 1942, nhà khoa học Pháp Blaise Pascal xây dựng máy dầu tiên thực công việc tính toán Ðây thiết bị hoàn toàn co khí sử dụng bánh rang cung cấp lực cánh tay quay Nó thực duợc phép toán cộng trừ 30 nam sau, nhà toán học Ðức Baron Gottfried Wilherm von Leibniz xây dựng máy co khí làm duợc phép nhân chia Sau dó, giáo su Charles Babbage thiết kế xây dựng máy sai phân (difference engine) Nó duợc thiết kế để chạy giải thuật đơn: phương pháp sai phân hữu hạn sử dụng da thức cung thực phép toán cộng trừ Nam 1834, Babbage thiết kế xây dựng máy phân tích (analytical engine) Máy phân tích có thành phần: lưu trữ (bộ nhớ), tính toán, thành phần nhập (đầu đọc thẻ đục lỗ) thành phần xuất (in đục lỗ) Bộ tính toán nhận toán hạng từ lưu trữ, thực phép toán cộng, trừ, nhân hay chia chúng trả kết lưu trữ Bài giảng Cấu trúc máy tính Bộ môn Kỹ thuật máy tính-Khoa Điện tử Các khái niệm Phát triển máy phân tích máy đa Máy đọc lệnh từ thẻ đục lỗ thực thi chúng Bằng cách đục lỗ chương trình khác thẻ nhập, máy phân tích có khả nang thực tính toán khác Lập trình viên máy tính dầu tiên Ada Lovelace tạo phần mềm cho máy phân tích Vào nam 1930, Konrad Zuse xây dựng chuỗi máy tính toán tự độngbằng cách sử dụng relay từ Sau dó, John Atanasoff George Stibbitz thiết kế máy tính (calculator) Máy Atanasoff sử dụng số nhị phân có tụ diện làm cho nhớ duợc làm tuoi theo chu kỳ Tuy nhiên, máy bị thất bại công nghệ phần cứng không tương xứng với ý tuởng thiết kế Nam 1944, Aiken hoàn tất máy tính Mark 1, có tất 72 từ, từ 23 số thập phân có thời gian chu kỳ giây Việc nhập xuất thực bang giấy đục lỗ 1.4.2 Máy tính dèn diện tử - hệ thứ Nam 1943, máy tính số diện tử dầu tiên giới bắt dầu hoạt dộng, máy Colossus Colossus Alan Turing thiết kế nhằm thực giải mã thông diệp mã hóa chiến tranh giới thứ Cung nam 1943, Mauchley Presper Eckert bắt dầu tiến hành xây dựng máy tính ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) ENIAC gồm 1800 dèn diện tử 1500 relay, cân nặng 30 tấn, công suất tiêu thụ 140 kWh Nó có tất 20 ghi, ghi lưu trữ số thập phân 10 chữ số Sau dó, John von Neumann thiết kế máy IAS dựa co sở máy EDVAC, phiên nâng cao ENIAC Máy von Neumman có phần co bản: nhớ, đơn vị luận lý số học (ALU – Arithmetich Logic Unit), đơn vị điều khiển chương trình, thiết bị nhập thiết bị xuất Bộ nhớ có tất 4096 từ, từ lưu trữ 40 bit Mỗi từ chứa lệnh 20 bit hay số nguyên có dấu 39 bit Mỗi lệnh 20 bit gồm có bit xác định loại lệnh 12 bit xác định 4096 từ nhớ Vào thời gian máy IAS, nhà nghiên cứu MIT cung dang xây dựng máy tính, máy Whirlwind Nó có từ dài 16 bit thiết kế để điều khiển thời gian thực 1.4.3 Máy tính transistor – hệ thứ hai Nam 1948, John Bardeen, Walter Brattain William Shockley phát minh transistor làm cách mạng linh vực máy tính Máy tính transistor dầu tiên duợc xây dựng MIT, máy TX-0 (Transistorized experimental computer 0), có 16 bit tương tự Whirlwind Nam 1961, máy tính PDP-1 xuất có 4K từ 18 bit khoảng thời gian chu kỳ ∝s Vài nam sau, PDP-8 dời có 12 bit giá thành rẻ PDP-1 nhiều (16.000 USD so với 120.000 USD) PDP-8 có dổi dó hình thành bus đơn gọi omnibus dó bus tập hợp dây nối song song dùng để kết nối thành phần máy tính http://www.ebook.edu.vn Bài giảng Cấu trúc máy tính Bộ Môn Kỹ thuật máy tính Các khái niệm Trong dó, IBM xây dựng phiên 709 transistor, dó máy tính 7094 có thời gian chu kỳ ∝s nhớ 32K từ 36 bit Nam 1964, công ty CDC giới thiệu máy 6600 có tốc dộ nhanh 7094 bên CPU có co chế song song CPU có vài đơn vị thực phép cộng, đơn vị khác thực phép nhân, chia tất chúng hoạt động song song Với công việc, máy có khả nang thực thi 10 lệnh dồng thời 1.4.4 Máy tính IC – hệ thứ ba Vi mạch duợc phát minh cho phép dặt vài chục transistor chip đơn Việc giúp cho máy tính xây dựng IC nhỏ hơn, nhanh rẻ so với máy tính transistor Lúc này, IBM giới thiệu sản phẩm đơn, máy System 360, duợc thiết kế dựa vi mạch Ðổi quan trọng 360 khả nang da lập trình (multiprogramming), có vài chương trình nhớ dồng thời để chương trình dang chờ xuất / nhập liệu chương trình khác tính toán Một dặc trung khác 360 không gian địa lớn (thời diểm lúc dó), với 224 byte nhớ (16 MB) 1.4.5 Máy tính cá nhân VLSI – hệ thứ tu Vào thập niên 80, vi mạch VLSI (Very Large Scale Integrate) có khả nang chứa vài chục ngàn, vài tram ngàn vài triệu transistor chip đơn duợc chế tạo Sự phát triển dẫn đến việc sản xuất máy tính nhỏ nhanh Do dó, giá giảm xuống đến mức cá nhân sở hữu máy tính Các máy tính cá nhân thuờng dùng cho việc xử lý từ, bảng tính ứng dụng tương hỗ khác Các máy tính hệ chia thành loại: máy tính cá nhân, máy tính mini, siuê máy tính mini, mainframe, siêu máy tính Máy tính mini sử dụng ứng dụng thời gian thực điều khiển không lưu hay tự độnghóa Siêu máy tính mini dùng hệ thống chia sẻ thời gian, máy chủ Mainframe dùng nhóm công việc lớn hay dòi hỏi co sở liệu lớn, … Siêu máy tính duợc thiết kế dặc biệt để cựa dại hóa số thao tác dấu chấm dộng 1s (FLOP – floating point operations per second) Máy tính có tốc dộ duới GF/s không duợc xem siêu máy tính 1.5 Phần cứng (hardware), phần mềm (software) phần sụn (firmware) 1.5.1 Phần cứng (Hardware) (Các) Chương trình viết ngôn ngữ máy mức thi hành trực tiếp mạch điện mà không cần trình thông dịch trình biên dịch trung gian (cả) Các mạch điện với nhớ thiết bị ngoại vi (vào/ra) tạo thành phần cứng máy tính (hardware) Phần cứng bao gốm đối tượng hữu vi mạch (IC), bảng (board) mạch in, cáp nối, nguồn điện, nhớ, máy đọc bìa, máy in, terminal, … ý tưởng, thuật toán hay câu lệnh (chỉ thị) 1.5.2 Phần mềm (Software) 10 Bài giảng Cấu trúc máy tính Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT Vào/ra liệu thiết bị ngoại vi Bàn phím thiết bị ngoại vi nên nguyên tắc truy xuất qua cổng vào Các ghi port: Sử dụng địa port 60h 64h truy xuất đệm vào, đệm ghi điều khiển bàn phím Port 60h 60h 64h 64h Thanh ghi Đệm ngõ Đệm ngõ vào Thanh ghi điều khiển Thanh ghi trạng thái R/W R W W R Thanh ghi trạng thái xác định trạng thái điều khiển bàn phím Thanh ghi đọc (read only) Có thể đọc lệnh IN port 64h PARE PARE TIM AUXB KEYL C/D INPB OUTB 132 TIM AUXB KEYL C/D SYSF INPB OUTB Lỗi chẵn lẻ byte cuối vào từ bàn phím; = có lỗi chẵn lẻ, = Lỗi thời gian (time-out); = có lỗi, = Đệm cho thiết bị phụ (chỉ có máy PS/2); = giữ số liệu cho thiết bị, = giữ số liệu cho bàn phím Trạng thái khóa bàn phím; = không khóa, = khóa Lệnh/số liệu; = Ghi qua port 64h, = Ghi qua port 60h Trạng thái đệm vào; = số liệu CPU đệm vào, = đệm vào rỗng Trạng thái đệm ra; = số liệu điều khiển bàn phím đệm ra, = đệm rỗng Bài giảng Cấu trúc máy tính Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT Vào/ra liệu thiết bị ngoại vi Hình 7.11 Bộ điều khiển bàn phím Thanh ghi điều khiển (64h) PARE TIM AUXB KEYL C/D SYSF INPB OUTB Các lệnh cho điều khiển bàn phím: Mã A7h A8h A9h AAh ABh ADh AEh http://www.ebook.edu.vn Lệnh Cấm thiết bịphụ Cho phép thiết bịphụ Kiểm tra ghép nối tới thiết bịphụ Tựkiểm tra Kiểm tra ghép nối bàn phím Cấm bàn phím Cho phép bàn phím Bài giảng Cấu trúc máy tính 133 Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT C0h C1h C2h D0h D1h D2h D3h D4h E0h F0h FFh Vào/ra liệu thiết bị ngoại vi Đọc cổng vào Đọc cổng vào (byte thấp) Đọc cổng vào (byte cao) Đọc cổng Ghi cổng Ghi đệm bàn phím Ghi đệm thiết bịphụ Ghi thiết bịphụ Kiểm tra đọc cổng vào Gửi xung tới lối Cổng Khóa bàn phím: Start: IN AL, 64h ; đọc byte trạng thái TEST AL, 02h ; kiểm tra đệm có đầy hay không JNZ start ; vài byte đệm vào OUT 64h, 0ADh ; khóa bàn phím Các lệnh cho bàn phím: Tóm tắt lệnh bàn phím: Mã Lệnh EDh Bật ON/OFF LED EEh Echo F0h Đặt/nhận diện F2h F3h F4h F5h F6h FEh Nhận diện bàn phím Đặt tốc độ lặp lại/trễ Enable Chuẩn/không cho phép Chuẩn/cho phép Resend FFh Reset Mô tả Bật/tắt đèn led bàn phím Trả byte eeh Đặt mã quét nhận diện mã quét tập mã quét Nhận diện ACK = AT, ACK+abh+41h=MF II Đặt tốc độ lặp lại thời gian trễ bàn phím Cho phép bàn phím hoạt động Đặt giá trị chuẩn cấm bàn phím Đặt giá trị chuẩn cho phép bàn phím Bàn phím truyền ký tựcuối lần tới điều khiển bàn phím Chạy reset bên bàn phím Thí dụ: lệnh bật đèn led cho phím NUMCLOCK, tắt tất đèn khác OUT 60H, EDH ; lệnh cho bật tắt đèn led WAIT: 134 Bài giảng Cấu trúc máy tính Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT Vào/ra liệu thiết bị ngoại vi IN AL, 64H ; đọc ghi trạng thái JNZ WAIT ; đệm vào đầy OUT 60H, 02H ; bật đèn cho numclock Cấu trúc byte thị sau: 0 CPL: NUM: SCR: 0 CPL NUM SCR = bật đèn Caps Lock; = tắt = bật đèn Num Lock; = tắt = bật đèn Scr Lock; = tắt 7.4.2 Chuột • Cấu tạo Cấu tạo chuột đơn giản, phần trung tâm viên bi thép phủ keo nhựa quay dịch chuyển chuột Chuyển động truyền tới nhỏ đặt vuông góc với Các biến chuyển động chuột theo hướng X,Y thành quay tưong ứng đĩa gắn với chúng Trên đĩa có lỗ nhỏ liên tục đóng ngắt chùm sáng tới sensor nhạy sáng để tạo xung điện Số xung điện tỷ lệ với lượng chuyển động chuột theo hướng X,Y số xung sec biểu tốc độ chuyển động chuột Kèm theo có hay phím bấm Hình 7.12 Sơ đồ cấu tạo chuột http://www.ebook.edu.vn Bài giảng Cấu trúc máy tính 135 Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT Vào/ra liệu thiết bị ngoại vi • Mạch ghép nối chương trình điều khiển chuột Hầu hết chuột nối với PC qua cổng nối tiếp, qua chuột cấp nguồn nuôi từ PC Khi dịch chuyển nhấn, nhả phím chuột, phát gói số liệu tới mạch giao tiếp mạch phát ngắt Phần mềm điều khiển chuột làm nhiệm vụ: chuyển ngắt tới mạch giao tiếp nối tiếp xác định, đọc gói số liệu cập nhật giá trị bên liên quan tới trạng thái bàn phím vị trí chuột Hơn nữa, cung cấp giao tiếp mềm qua ngắt chuột 33h để định giá trị bên làm dịch chuyển trỏ chuột hình tương ứng với vị trí chuột Có thể chọn kiểu trỏ chuột cứng mềm chế độ văn hay trỏ chuột đồ hoạ chế độ đồ họa Các hàm 09h 0Ah ngắt 33h cho phép định nghĩa loại dạng trỏ chuột • Chương trình với trỏ Ngắt 33h cho phép xác định vị trí, số lần bấm nháy (click) phím trỏ hình dạng trỏ Để trỏ hình phải dùng hàm 01h Hàm 09h định nghĩa trỏ chuột chế độ đồ họa Hình bên thí dụ mặt nạ trỏ hình mũi tên trong kiểu VGA phân dải cao 256 màu Ở điểm ảnh (pixel) biểu diễn byte Đoạn chương trình sau cho phép trỏ mềm với màu số sáng nhấp nháy: f ff fxf fxxf fxxxf fxxxxf fxxxxxf fxxxxxxf fxxxxffff .f f f x f ffxfxf f fxxf f fxf .fxxf fxf f Hình 7.13 Mặt nạ trỏ chuột MOV AX, 0AH ; chọn hàm MOV BX, 00H ; trỏ chuột mềm MOV CX, 00H ; xoá ký tự hình MOV DX, 8B02H ;BLNK=1b,BAK = 000b, INT = 1b, CHRx = 00000010b 136 Bài giảng Cấu trúc máy tính Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT INT 33H ; Vào/ra liệu thiết bị ngoại vi gọi ngắt 7.5 Monitor card giao diện đồ hoạ 7.5.1 Nguyên lý ảnh monitor Phương pháp ảnh hình monitor máy tính giống máy thu hình thông thường Hình bên minh họa việc ảnh hình kiểu ống phóng tia âm cực CRT (cathode ray tube) Hình 7.14 – Cấu tạo ống hình CRT Các điện tử phát xạ từ cathode ống hội tụ thành chùm tia, sau tăng tốc làm lệch hướng chuyển động phận lái tia Tia đập vào hình có phủ chất huỳnh quang để tạo thành điểm sáng gọi điểm ảnh Do tượng lưu ảnh võng mạc mắt người nên tia điện tử quét nhanh theo chiều ngang từ trái sang phải tạo nên vệt sáng ngang gọi dòng quét Đến cuối dòng, quét ngược trở bên trái để quét tiếp dòng thứ bên v v Quá trình quét dòng dịch dần từ xuống cho suốt chiều đọc hình gọi quét dọc Độ chói (sáng tối) định cường độ chùm tia đập vào hình huỳnh quang điểm màu tự nhiên nhờ trộn lẫn màu: đỏ, xanh dương, xanh theo tỉ lệ Ba màu nhờ tia điện tử bắn vào điểm hình kề cận nhau, điểm phủ chất huỳnh quang phát màu tương ứng chùm tia điện tử phát súng điện tử cathode xếp đặt bên CRT cách cẩn thận Có kiểu quét tia điện tử: - Quét xen kẽ (interlaced): dòng lẻ quét trước hết hình theo chiều dọc, gọi mành lẻ; sau dòng chẵn tạo nên mành chẵn quét sau Phương pháp có ưu điểm thu hẹp dải tần số làm việc thiết bị có nhược điểm hình ảnh bị nhấp nháy http://www.ebook.edu.vn Bài giảng Cấu trúc máy tính 137 Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT Vào/ra liệu thiết bị ngoại vi - Quét không xen kẽ (non-interlaced): dòng quét thực Ưu điểm hình ảnh điều chỉnh xác ổn định thiết kế mạch điện khó phải giải vấn đề tăng dải tần làm việc Hiện có monitor dùng hình tinh thể lỏng LCD ống chứa khí hoạt động theo nguyên lý tương tự tia điện tử quét nên thay điểm ảnh riêng biệt phần tử phát sáng định địa cách Do vậy, monitor hình ảnh phát dòng Quá trình quét ngược không đơn giản việc thay đổi địa phần tử đầu dòng 7.5.2 Card giao tiếp đồ họa Để hình ảnh, ký tự, hay hình vẽ hình, PC phải thông qua mạch ghép nối hình (graphics adapter) Board mạch thường cắm khe cắm mở rộng PC Sơ đồ khối hình sau: Hình 7.15 Sơ đồ khối mạch ghép nối hình Bus Interface: ghép nối bus; Video Ram: Ram Video Signal generator: máy phát tín hiệu; Character code: mã ký tự Attribute information: thông tin thuộc tính; Character rom: rom ký tự Attribute decoder: giải mã thuộc tính; Shift register: ghi dịch Character generator: máy phát ký tự; Synchronization information: thông tin đồng Phần trung tâm chip điều khiển ống hình CRTC (cathode ray tube controller) CPU thâm nhập RAM Video qua mạch ghép nối bus để ghi thông tin xác định ký tự hay hình vẽ cần hiển thị CRTC liên tục phát địa để Ram video đọc ký tự truyền chúng tới máy phát ký tự (character generator) 138 Bài giảng Cấu trúc máy tính Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT Vào/ra liệu thiết bị ngoại vi Trong chế độ văn (text mode), ký tự xác định mã ASCII, có thông tin thuộc tính ký tự, thí dụ ký tự theo cách nhấp nháy hay đảo màu đen trắng ….ROM ký tự (character rom) lưu trữ hình mẫu điểm ảnh ký tự tương ứng để máy phát ký tự biến đổi mã ký tự thành chuỗi bit điểm ảnh (pixel bit) chuyển chúng tới ghi dịch (shift register) Máy phát tín hiệu sử dụng bít điểm ảnh với thông tin thuộc tính từ Ram video tín hiệu đồng từ CRTC để phát tín hiệu cần thiết cho monitor Trong chế độ đồ họa (graphics mode), thông tin RAM video sử dụng trực tiếp cho việc phát ký tự Lúc thông tin thuộc tính không cần Chỉ từ giá trị bit ghi dịch, máy phát tín hiệu phát tín hiệu độ sáng màu cho monitor • Máy phát ký tự chế độ văn đồ họa: Mỗi ký tự biểu diễn từ byte RAM video Byte thấp chứa mã ký tự, byte cao chứa thuộc tính Cấu trúc từ nhớ video sau: 15 BLNK CHR7 14 BAK2 CHR6 13 BAK1 CHR5 12 BAK0 CHR4 11 INT 10 FOR2 CHR3 CHR2 FOR1 CHR1 FOR0 CHR0 BLNK: Nhấp nháy; = bật, = tắt BAK2 … BAK0: Màu nền; (từ bảng màu tại) INT: Cường độ sáng ; = cao, = bình thường FOR2 … FOR0: Màu trước (từ bảng màu tại) CHR7…CHR0: Mã ký tự Trong chế độ văn bản, 6845 liên tục xuất địa cho RAM video qua MA0- MA13 Ký tự góc tận phía bên trái hình có địa thấp mà 6845 cung cấp sau quét dọc ngược Logic ghép nối định địa cho RAM video việc lấy mã ký tự với thuộc tính Mã ký tự dùng cho máy phát ký tự số thứ ROM ký tự Lúc này, 6845 định địa hàng quét ma trận ký tự, địa hàng Các bit ma trận điểm ảnh truyền đồng với tần số video từ ghi dịch tới máy phát tín hiệu Nếu máy phát tín hiệu nhận giá trị từ ghi dịch, phát tín hiệu video tương ứng với màu ký tự Nếu nhận cấp tín hiệu tương ứng với màu Vậy dòng quét thứ phù hợp với ma trận điểm ảnh ký tự hàng ký tự thứ Khi tia điện tử đạt tới cuối dòng quét, 6845 kích hoạt lối HS để tạo trình quét ngược đồng ngang Tia điện tử quay trở bắt đầu quét dòng tiếp Sau dòng quét, 6845 tăng giá trị RA0-RA4 lên Địa dòng hình thành giá trị offset bên ma trận điểm ảnh cho ký tự Dựa http://www.ebook.edu.vn Bài giảng Cấu trúc máy tính 139 Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT Vào/ra liệu thiết bị ngoại vi dòng quét vậy, dòng điểm ảnh ký tự hàng ký tự Điều có nghĩa với ma trận 9x14 điểm ảnh cho ký tự, hàng ký tự thứ sau 14 dòng quét Khi địa RA0-RA4 trở giá trị 0, 6845 cấp địa MA0MA13 hàng ký tự thứ hai Ở cuối dòng quét cuối cùng, 6845 reset địa MA0-MA13 RA0- RA4 cho phép lối VS phát tín hiệu quét ngược tín hiệu đồng dọc Mỗi ký tự có chiều cao cực đại ứng với 32 dòng có đường địa RA0-RA4, nhớ video trường hợp tới 16K từ có địa MA0-MA13 14 bit Trong chế độ đồ họa, chúng kết hợp với để tạo thành địa 19 bit, lúc 6845 định địa cho nhớ video lên tới 512k từ Trong trường hợp này, byte RAM video không dịch thành mã ký tự thuộc tính mà trực tiếp xác định cường độ sáng màu điểm ảnh Đa số RAM video chia thành vài băng định địa RA0-RA4 Các đường MA0-MA13 định địa offset bên băng Số liệu RAM video lúc trực tiếp truyền tới ghi dịch máy phát tín hiệu ROM ký tự máy phát ký tự không làm việc • Tổ chức RAM video RAM video tổ chức khác tuỳ theo chế độ hoạt động mạch ghép nối Thí dụ, với RAM video 128 KB, địa hóa toàn bộ nhớ hình qua CPU nhớ Nhưng kích thước RAM video lớn làm đè lên vùng ROM mở rộng điạ C0000h Do đó, card EGA VGA với 128 KB nhớ tăng cường thêm chuyển mạch mềm (soft-switch) cho phép thâm nhập cửa sổ 128 KB khác vào RAM video lớn nhiều Các chuyển mạch quy định riêng nhà sản xuất board mạch Tổ chức chế độ văn RAM video coi dãy từ tuyến tính, từ gán cho ký tự góc tận bên trái hình gọi hàng cột Từ thứ hàng 1, cột 2, … Số từ tuỳ thuộc vào độ phân giải kiểu ký tự Thí dụ: độ phân giải chuẩn 25 hàng, 80 ký tự đòi hỏi 2000 từ nhớ byte Như vậy, tổng cộng cần KB nhớ RAM video Trong với card có độ phân giải cao SVGA 60 hàng, 132 ký tự cần đến 15840 byte Do RAM video thường chia thành vài trang Kích thước trang tuỳ thuộc vào chế độ hình số trang cực đại, phụ thuộc vào kích thước RAM video 6845 chương trình hóa cho địa khởi phát MA0-MA13 sau quét ngược dọc khác 00h Nếu địa khởi phát bắt đầu trang quản lý RAM video theo vài trang tách biệt nhau, CPU thay đổi nội dung trang mà trang không hình không thay đổi Do đó, cần phân biệt trang nhớ kích hoạt (đang hiện) trang xử lý Đoạn chương trình ghi ký tự 'A' có cường độ sáng cao vào góc bên trái với màu số màu số Trang thứ bắt đầu địa B0000h MOV AX, 0B000h; nạp ghi ax với địa đoạn Ram video 140 Bài giảng Cấu trúc máy tính Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT Vào/ra liệu thiết bị ngoại vi MOV ES, AX; truyền địa đoạn vào ES MOV AH, 0F8h; nạp byte thuộc tính 1111 1000 vào AH MOV AL, 41h; nạp mã ký tự ‘A’ vào AL MOV ES:[00H],AX; ghi byte thuộc tính mã ký tự vào RAM video Tổ chức chế độ đồ họa: Tổ chức chế độ phức tạp Ví dụ: với mạch Hercules, RAM video chia thành băng trang Băng thứ nhất: đảm bảo điểm ảnh cho dòng 0, 4, 8, …, 344; băng thứ hai cho dòng 1, 5, 9, …, 345; băng thứ cho dòng 2, 6, 10, …., 346; băng thứ cho dòng 3, 7, 11, …, 347 64 KB chia thành trang 32 KB Độ phân giải chế độ đồ họa 720 x 348 điểm ảnh, điểm ảnh biểu diễn bit Do vậy, dòng cần 90 byte (720 điểm ảnh / điểm ảnh byte) Địa byte chứa điểm ảnh thuộc đường i cột j trang k là: B0000h+8000h*k+2000h*(i mod 4)+ 90*int(i/4)+int(j/8) B0000h đoạn video, 8000h kích thước trang, 2000h*(i mod 4) offset băng chứa byte đó, 90*int(i/4) offset dòng i băng int(j/8) offset cột j băng Trong mạch CGA nhớ video chia thành băng với EGA VGA phức tạp • Truy xuất hình qua DOS BIOS Truy xuất qua DOS Các hàm int 21h ký tự hình không can thiệp vào màu: - Hàm 02h: hình - Hàm 06h: ký tự - Hàm 09h: chuỗi - Hàm 40h: ghi file/ thiết bị Từ DOS 4.0 trở dùng lệnh mode để điều chỉnh số cột văn từ 40 đến 80 hay số dòng từ 25 đến 50 Các lệnh copy, type print command.com cho phép text hình DOS gộp chung bàn phím monitor thành thiết bị mang tên CON (console) Ghi CON truyền số liệu tới monitor, đọc CON nhận ký tự từ bàn phím Ví dụ: để nội dung file output.txt lên hình monitor có cách sau: - copy output.txt - type output.txt > - print output.txt /D:con Truy xuất qua BIOS Bios thâm nhập monitor int 10h với nhiều chức DOS, đặt chế độ hình, quản lý tự động trang, phân biệt điểm hình nhờ tọa độ,… http://www.ebook.edu.vn Bài giảng Cấu trúc máy tính 141 Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT Vào/ra liệu thiết bị ngoại vi Những thường trình đồ họa: BIOS main board có sẵn hàm dùng cho thâm nhập MDA CGA BIOS riêng EGA VGA có hàm mở rộng tương ứng giữ nguyên định dạng gọi Một hàm quan trọng int 10h hàm 00h dùng để đặt chế độ hình Để thay đổi chế độ hình cần phải làm nhiều bước chương trình phức tạp để nạp ghi chip 6845 Trong đó, hàm 00h làm cho ta tất công việc Thí dụ: tạo kiểu với độ phân giải 640*200 CGA Mov ah, 00h ; hàm 00h Mov al, 06h ; chế độ Int 10h ; gọi ngắt Các board EGA/VGA có riêng BIOS chúng Trong trình khởi động PC, chặn int 10h lại chạy chương trình BIOS riêng board mạch Thường trình cũ (của BIOS board mach ) thay địa tới int 42h Tất lệnh gọi int 10h BIOS EGA/VGA thay địa tới int 42h board mạch EGA/VGA chạy kiểu tương thích với MDA hay CGA Có kiểu hoạt động từ đến BIOS EGA/VGA dùng vùng 40:84h tới 40:88h để lưu số liệu BIOS thông số EGA/VGA Nó có hàm với hàm phụ sau: - Hàm 10h: truy xuất ghi màu bảng màu - Hàm 11h: cài đặt bảng định nghĩa ký tự - Hàm 12h: đặt cấu hình hệ video - Hàm 1Bh: thông tin trạng thái chức BIOS video (chỉ có VGA) - Hàm 1Ch: trạng thái save/restore video (chỉ có VGA) Sau chức hàm thí dụ sử dụng chúng: - Hàm 10h, hàm phụ 03h – xoá/đặt thuộc tính Ví dụ: Xoá thuộc tính nhấp nháy: Mov ah, 10h ; dùng hàm 10h Mov al, 03h ; dùng hàm phụ 03h Mov bl, 00h ; xoá thuộc tính nhấp nháy Int 10h ; gọi ngắt - Hàm 11h – ghép nối với máy phát ký tự Ví dụ: Nạp bảng định nghĩa ký tự 8*14 không cần chương trình CRTC: Mov ah, 11h ; dùng hàm 11h Mov al, 01h ; nạp bảng ký tự từ Rom Bios vào Ram máy phát ký tự Mov bl, 03h ; gán số cho bảng Int 10h ; gọi ngắt - Hàm 12h, hàm phụ 20h – chọn thường trình in hình Dùng hàm phụ thay thường trình chuẩn cho INT 05h thường 142 Bài giảng Cấu trúc máy tính Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT Vào/ra liệu thiết bị ngoại vi trình dùng cho độ phân giải EGA/VGA Ví dụ: Cho phép thường trình in hình: Mov ah, 12h ; dùng hàm 12h Mov bl, 20h ; dùng hàm phụ 20h Ấn PRINT SHIFT+PRINT để gọi thường trình in lắp đặt • Truy xuất trực tiếp nhớ video: Để vẽ điểm hình, BIOS phải làm nhiều thủ tục muốn vẽ toàn cửa sổ hình hay lư trữ phải truy xuất trực tiếp RAM video Với board đơn sắc MDA kiểu văn số 7, KB RAM đuợc tổ chức dãy (array) gốm 2000 từ nhớ kề ( từ mã thuộc tính: ký tự) tạo nên 25 dòng, 80 cột RAM video bắt đẩu đọan B0000h, ký tự góc bên trái từ thứ RAM video Như dòng có 160 byte (A0h) Địa từ nhớ ứng với ký tự dòng i, cột j (i = 0-24, j = 0-79) tính theo công thức sau: Address (i,j) = B0000h +A0h*i +02h*j Với board EGA, kiểu văn từ đến mã ký tự lưu trữ lớp nhớ với thuộc tính lớp RAM video Mạch logic chuyển địa board thực kết hợp định cho tổ chức cấu trúc RAM video cách tính địa tương đồng với cách CPU Trong chế độ đồ họa từ 13 đến 16, RAM video địa đoạn A000h Các điểm ảnh xếp kề cận nhớ điểm ảnh đòi hỏi bit, bit phân lớp nhớ Như địa bit điểm ảnh không gồm đoạn video offset mà thêm vào số lớp nhớ http://www.ebook.edu.vn Bài giảng Cấu trúc máy tính 143 Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT Vào/ra liệu thiết bị ngoại vi Hình 7.16 Các lớp nhỏ RAM Video Để điểm ảnh với 16 màu, tính địa bit mà phải thâm nhập lớp nhớ Muốn vậy, phải dùng ghi mặt nạ đồ (map mask register) Thanh ghi định địa qua cổng số 3C4h với địa 02h ghi qua cổng số liệu 3C5h Cấu trúc ghi mặt nạ đố sau: Res Res Res Res LY3 LY2 LY1 LY0 LY3-LY0: Thâm nhập ghi tới lớp từ 3; = cho phép; = không cho phép Res : Dự trữ Ví dụ: Đặt bit byte địa A000:0000h cho lớ 0, 1, Mov AX, 0A000h ; nạp đọan video vào AX Mov ES, AX ; truyền đọan video vào ES Mov BX, 0000h ; nạp offset 0000h vào BX Out 3C4h, 02h ; số ghi mặt nạ đồ Out 3C5h, 0Bh ; ghi 0000 1011b vào ghi mặt nạ đồ (cho phép lớp 0, 1, 3) Mov 3C5h, 0Bh ; đặt bit lớp 0, Để lưu trữ nội dung hình cần phải đọc giá trị bit lớp dùng ghi chọn đồ đọc (read map select register) Nó định địa với số 04h qua cổng số 3CEh, ghi qua cổng số liệu 3CFh Cấu trúc ghi này: 144 Bài giảng Cấu trúc máy tính Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT res res res res res Vào/ra liệu thiết bị ngoại vi res LY1 LY0 LY1-LY0: cho phép thâm nhập đọc với: 00 = lớp 01 = lớp 10 = lớp 11 = lớp res : dự trữ Ví dụ: đọc byte địa A000:0000h cho lớp 2: Mov AX, A000h ; nạp đọan video vào AX Mov ES, AX ; truyền đọan video vào ES Mov BX, 0000h ; nạp offset vào BX Out 3Ceh, 04h ; số ghi chọn đồ đọc Out 3CFh, 02h ; ghi 0000 0010b vào ghi chọn đồ đọc (cho phép lớp 2) Mov AL, [ES:BX] ; nạp byte lớp vào AL Chú ý bit lớp đại diện cho điểm ảnh nên kiểu 16 EGA có độ phân giải cao dòng cần 80byte (640 điểm ảnh / điểm ảnh byte); trang hình gồm 32 KB Địa byte điểm ảnh dòng i, cột j trang k (i=0349, j=0-639, k=0-1) là: Address (i,j,k) = A0000h + 8000h*k + 50h*j + int (i/8) Với board VGA, chế độ văn từ đến chế độ đồ họa từ đến 13 đến 16 CGA EGA MDA chạy Trong chế độ văn bản, mã ký tự lưu trữ lớp nhớ với thuộc tính lớp RAM video VGA Quá trình chuyển hóa địa giống EGA khác chổ đảm bảo chế độ văn với độ phân giải 720x400, ma trận điểm ảnh 9x16 Trong chế độ đồ họa ÷ 13 19 ÷ , tổ chức, cấu trúc cách tính địa tương tự CGA EGA VGA tăng cường kiểu hình từ 17 đến 19 Kiểu 17 tương thích với board đồ họa máy PS/2 kiểu 30 MCGA (multi colour graphics array) Các điểm ảnh gổm bit (2 màu) định vị lớp Thí dụ, VGA kiểu 17 với 80 byte dòng (640 điểm ảnh / điểm ảnh byte) Mỗi trang hình gồm 40 KB Địa byte dòng i, cột j ( i= 0-479), j=0- 639) sau: Address (i,j) = A0000h+50h*j+int (i/8) Kiểu 18, bit điểm ảnh phân lớp nhớ EGA Trong kiểu VGA phân giải cao với 16 màu khác nhau, 80 byte dòng (640 điểm ảnh / điểm ảnh byte), trang hình gồm 40 KB (A0000h byte); địa byte dòng i, cột j (i=0-479; j = 0-639) bằng: http://www.ebook.edu.vn Bài giảng Cấu trúc máy tính 145 Nguyễn Tuấn Linh – BM KTMT Vào/ra liệu thiết bị ngoại vi Address (i,j) = A0000h + 50h*j + int (i/8) Kiểu 19 với 256 màu cho điểm ảnh RAM video lại tổ chức đơn giản dãy tuyến tính, byte tương ứng với điểm ảnh Giá trị byte phân định màu điểm ảnh Kiểu đòi hỏi 320 byte (140h) dòng (320 điểm ảnh / điểm ảnh byte) Một trang hình gồm 64 KB (10000h) có 64000 byte sử dụng Địa điểm ảnh dòng i, cột j (i = 0-199, j=0-319) là: Address (i,j) = A0000h + 140h*j + i • Bus cục chip xử lý đồ họa Để tăng tốc độ đồ họa có giải pháp: - Dùng bus cục 32 bit để tránh tượng nghẽn cổ chai (bottleneck) bus ISA có 16 bit tốc độ hạn chế (8.33Mhz); điều cho phép lượng thông tin nhiều trao đổi CPU board mạch đơn vị thời gian - Dùng chip xử lý đồ họa với BIOS riêng board mạch điều khiển monitor Chip làm hầu hết công việc trừ lệnh thông số mô tả nội dung phần hình cần cấp từ CPU Thí dụ cần vẽ hình chữ nhật với màu đó, board cầnvài thông số ban đầu từ CPU tọa độ góc giá tri màu đủ Cách giải có lợi PC chạy chế độ đa nhiệm 7.6 Câu hỏi tổng kết 146 Bài giảng Cấu trúc máy tính [...]... lý trung tõm (CPU) cú chc nng thc hin cỏc cõu lnh trong chng trỡnh H thng nh (Memory system) dựng lu tr chng trỡnh v d liu CPU Memory Bus hệ thống Phối ghép vào ra (I/O) TB Vào TB Ra Sơ đồ khối của máy tính H thng vo/ra (I/O system) bao gm khi phi ghộp vo/ra v cỏc thit b ngoi vi lm nhim v trao i thụng tin gia mỏy tớnh vi mụi trng bờn ngoi H thng bus (Bus system) lm nhim v vn chuyn thụng tin gia cỏc ... lu tr chng trỡnh v d liu CPU Memory Bus hệ thống Phối ghép vào (I/O) TB Vào TB Ra Sơ đồ khối máy tính H thng vo/ra (I/O system) bao gm phi ghộp vo/ra v cỏc thit b ngoi vi lm nhim v trao i thụng