Bài giảng hệ thống máy tính phần cứng lý thị huyền châu

HỆ THỐNG MÁY TÍNH Giảng viên: LÝ THỊ HUYỀN CHÂU Khoa Công Nghệ Thông Tin Trường ĐHDL Văn Lang GIỚI THIỆU NỘI DUNG Bộ nhớ lưu trữ (Memory) Kiến trúc Bộ xử lý (CPU) Cấu trúc nhớ Bộ đĩa từ (Magnetic Disk Unit) Bộ băng từ (Magnetic Tape Unit) Đĩa cứng (Hardware) BỘ NHỚ (MEMORY)  Phần tử lưu giữ gọi nhớ bán dẫn hay nhớ mạch tích hợp nói chung chúng chia thành RAM ROM 1.1 RAM (Random Access Memory) RAM (Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên) nhớ bán dẫn đọc ghi liệu Khi tắt máy tính đi, liệu lưu giữ 1.1 RAM (Random Access Memory) RAM phân loại thành DRAM SRAM 1.2 ROM (Read-Only Memory) ROM nhớ bán dẫn sử dụng để đọc Từ đầu, chương trình liệu lưu giữ ROM, thông tin lưu giữ không bị kể máy tính bị tắt 1.2 ROM (Read-Only Memory) ROM phân loại thành Mask ROM ROM lập trình theo yêu cầu người sử dụng  Mask ROM:  ROM: Bài tập Các nhớ bán dẫn, tùy theo mục đích sử dụng đặc tính, chia làm số loại khác Loại thiết bị mà bị ngắt điện nguồn, liệu không bị ghi chồng lên lần được, thiết bị a Mask ROM b SRAM c DRAM d Flash memory e SIMM Bài tập  SRAM (Static RAM) loại RAM, có tốc độ truy cập nhanh, không bị ngắt điện nguồn, liệu không bị SRAM tạo cách sử dụng loại mạch đây? a Mạch AND b Mạch lật (flip-flop) c Bộ cộng đầy đủ (full adder) d Bộ cộng bán phần (half adder) e Mạch NOT 10 Bài tập  Kỹ thuật tăng tốc độ chạy máy tính thể sơ đồ tương ứng với đáp án nào? a Đường ống lệnh b MIPS c Tăng nhịp đồng hồ (clock-up) d CISC e CPU đa 19 BỘ ĐĨA TỪ (Magnetic Disk Unit)  Bề mặt ghi liệu đĩa từ 20 BỘ ĐĨA TỪ (Magnetic Disk Unit)  Rãnh Trụ 21 Tính toán dung lượng lưu trữ  Công thức: Dung lượng lưu giữ đĩa từ = Dung lượng rãnh × Số rãnh trụ × Số trụ đĩa từ 22 Tính toán dung lượng lưu trữ  Ví dụ:  Cho đĩa từ với đặc tả sau:  Số trụ: 800 trụ  Số rãnh/số trụ: 19 rãnh  Dung lượng lưu giữ/rãnh: 20.000 byte Hãy tính dung lượng lưu trữ đĩa từ 23 Tính toán dung lượng lưu trữ  Ví dụ : Dung lượng lưu giữ theo trụ sau: 20.000 byte/rãnh × 19 rãnh/cylinder = 380.000 bytes/cylinder = 380 kB (kilo bytes) Vì số trụ đĩa 800 nên dung lượng đĩa từ là: 380 kB/cylinder × 800 cylinders = 304,000 kB = 304 MB (Mega bytes) 24 Tính toán hiệu Hiệu đĩa từ đo theo thời gian truy nhập dung lượng lưu giữ 25 Tính toán hiệu Thời gian truy nhập:  Thời gian định vị đầu từ  Thời gian tìm kiếm liệu  Thời gian truyền liệu 26 Tính toán hiệu Thời gian truy nhập:  Thời gian định vị đầu từ: 27 Tính toán hiệu Thời gian truy nhập:  Thời gian tìm kiếm liệu: 28 Tính toán hiệu Thời gian truy nhập:  Thời gian truyền liệu : Khoảng thời gian trôi qua từ đầu từ bắt đầu truy nhập liệu truyền liệu hoàn thành gọi thời gian truyền liệu 29 Tính toán hiệu Thời gian truy nhập: Thời gian truy nhập đĩa từ = Thời gian định vị đầu từ trung bình + Thời gian tìm liệu trung bình + Thời gian truyền 30 Tính toán hiệu  Ví dụ: Cho đĩa từ với đặc tả sau:  Dung lượng theo rãnh: 15.000 bytes  Tốc độ quay đĩa: 3.000 vòng/phút  Thời gian định vị đầu từ trung bình: 20 milligiây Tính thời gian truy nhập đĩa từ 9.000 byte ghi thực 31 Tính toán dung lượng lưu trữ  Ví dụ : Trước hết, thời gian tìm kiếm trung bình tính 3.000 vòng/phút ÷ 60 giây/phút = 50 vòng/s vòng ÷ 50 vòng/s = 0,02 giây/vòng = 20 ms Vì thời gian tìm liệu trung bình thời gian cần thiết cho ½ vòng quay, qua ta có:20 ms ÷ = 10 ms Tốc độ truyền liệu = 50 rãnh/s × 15.000 bytes/rãnh = 750 × 10^3 byte/s (9 × 10^3 byte) ÷ (750 × 10^3 byte/s) = 0,012 giây = 12ms Thời gian định vị đầu từ trung bình + thời gian tìm kiếm trung bình + thời gian truyền liệu= 20ms + 10ms + 12ms = 42ms 32 Questions & Answers 33 [...]... TRÚC BỘ XỬ LÝ Cấu trúc của máy tính: 11 2 KIẾN TRÚC BỘ XỬ LÝ Control unit và Operation unit đều được gọi là Processing unit (bộ xử lý) hoặc Central processing unit (CPU, bộ xử lý trung tâm) 12 2.1 Những phương thức xác định địa chỉ Phương pháp xác định địa chỉ là phần địa chỉ của lệnh xác định địa chỉ bộ nhớ chính và thanh ghi cần cho xử lý 13 2.3 Xử lý đường ống Trong kiến trúc xử lý đường ống,... BỘ NHỚ  Cấu trúc phân cấp của bộ nhớ 16 Bài tập 3  B (byte) là đơn vị thể hiện độ lớn về dữ liệu xử lý trong máy tính, 1B = 8bit Vậy, 0.5GB bằng khoảng bao nhiêu bit? A B C D E 3,200,000 bit 50,000,000 bit 3,200,000,000 bit 4,000,000,000 bit 5,000,000,000 bit 17 Bài tập 4  Bộ nhớ đặt nằm giữa bộ xử lý và bộ nhớ chính, có tác dụng giảm bớt sự chênh lệch về tốc độ giữa hai thiết bị trên là thiết bị... 4 2 Tính toán hiệu năng Hiệu năng của bộ đĩa từ được đo theo thời gian truy nhập và dung lượng lưu giữ 25 4 2 Tính toán hiệu năng Thời gian truy nhập:  Thời gian định vị đầu từ  Thời gian tìm kiếm dữ liệu  Thời gian truyền dữ liệu 26 4 2 Tính toán hiệu năng Thời gian truy nhập:  Thời gian định vị đầu từ: 27 4 2 Tính toán hiệu năng Thời gian truy nhập:  Thời gian tìm kiếm dữ liệu: 28 4 2 Tính. .. ngoài d Bộ đệm đĩa e Kênh nội bộ (internal bus) 18 Bài tập 5  Kỹ thuật tăng tốc độ chạy của máy tính thể hiện ở sơ đồ dưới đây tương ứng với đáp án nào? a Đường ống lệnh b MIPS c Tăng nhịp đồng hồ (clock-up) d CISC e CPU đa năng 19 4 BỘ ĐĨA TỪ (Magnetic Disk Unit)  Bề mặt ghi dữ liệu của đĩa từ 20 4 BỘ ĐĨA TỪ (Magnetic Disk Unit)  Rãnh và Trụ 21 4 1 Tính toán dung lượng lưu trữ  Công thức: Dung lượng... được đọc và xử lý 14 2.3 Xử lý đường ống Từng bước thực hiện chương trình là: • Chu kỳ lệnh (1): Lệnh được đọc từ bộ nhớ chính • Chu kỳ lệnh (2): Lệnh được giải mã và địa chỉ được tính toán • Chu kỳ thực hiện (3): Việc đọc và ghi bộ nhớ chính được thực hiện • Chu kỳ thực hiện (4): Các hành động được xác định bởi lệnh được thực hiện 15 3 KIẾN TRÚC BỘ NHỚ  Cấu trúc phân cấp của bộ nhớ 16 Bài tập 3  B... lượng lưu giữ của đĩa từ = Dung lượng của một rãnh × Số rãnh trên 1 trụ × Số trụ của đĩa từ 22 4 1 Tính toán dung lượng lưu trữ  Ví dụ:  Cho một đĩa từ với các đặc tả sau:  Số trụ: 800 trụ  Số rãnh/số trụ: 19 rãnh  Dung lượng lưu giữ/rãnh: 20.000 byte Hãy tính dung lượng lưu trữ của đĩa từ trên 23 4 1 Tính toán dung lượng lưu trữ  Ví dụ : Dung lượng lưu giữ theo trụ là như sau: 20.000 byte/rãnh... truyền dữ liệu 29 4 2 Tính toán hiệu năng Thời gian truy nhập: Thời gian truy nhập của bộ đĩa từ = Thời gian định vị đầu từ trung bình + Thời gian tìm dữ liệu trung bình + Thời gian truyền 30 4 2 Tính toán hiệu năng  Ví dụ: Cho một bộ đĩa từ với đặc tả sau:  Dung lượng theo rãnh: 15.000 bytes  Tốc độ quay của đĩa: 3.000 vòng/phút  Thời gian định vị đầu từ trung bình: 20 milligiây Tính thời gian truy... đĩa: 3.000 vòng/phút  Thời gian định vị đầu từ trung bình: 20 milligiây Tính thời gian truy nhập của đĩa từ khi 9.000 byte của bản ghi được thực hiện 31 4 1 Tính toán dung lượng lưu trữ  Ví dụ : Trước hết, thời gian tìm kiếm trung bình được tính 3.000 vòng/phút ÷ 60 giây/phút = 50 vòng/s 1 vòng ÷ 50 vòng/s = 0,02 giây/vòng = 20 ms Vì thời gian tìm dữ liệu trung bình là thời gian cần thiết cho ½ vòng