VI xử lý va kien truc may tinh

VI XỬ LÝ VÀ CẤU TRÚC MÁY TÍNH Processing & Computer structure 12/26/17    Vũ Thị Thu Hương Bộ môn: ĐTMT Mail: huongdtmt@gmail.com 12/26/17 Tài liệu tham khảo    Giáo trình vi xử lý cấu trúc máy tính - Ngơ Diên Tập Vi xử lý – Văn Thế Minh Vi xử lý cấu trúc máy tính – Trần Quang Vinh 12/26/17 1.John L Hennessy & David A Patterson Computer Architecture: A Quantitative Approach – 2003 (3rd edition) 2.David A Patterson & John L Hennessy Computer Organization and Design – 2003 (3rd edition) 3.Behrooz Parhami - Computer Architecture: From Microprocessors to Supercomputers - 2005 4.William Stallings - Computer Organization and Architecture: Designing for Performance – 2003 (6th edition) 12/26/17 Nội dung giáo trình       Chương Tổng quan vi xử lý Chương Bộ vi xử lý 8086-Intel Chương Lập trình hợp ngữ (Assembly) Chương Bộ nhớ Chương Vào Chương Xử lý ngắt 12/26/17 Chương Tỉng quan vỊ vi xỬ LÝ 12/26/17   Giíi thiƯu chung 1.1 Máy tính phân loại   1.2 Sự tiến hố máy tính 1.3 Hoạt động máy tính   12/26/17   1.1 Máy tính phân loại Máy tính Máy tính (Computer) thiết bị điện tử thực công việc sau:  - Nhận thông tin vào - Xử lý thông tin theo dãy lệnh nhớ sẵn bên - Đưa thông tin Dãy lệnh nằm nhớ để yêu cầu máy tính thực cơng việc cụ thể gọi chương trình (program)  Máy tính hoạt động theo chương trình 12/26/17 Phân loại máy tính  Phân loại truyền thống: - Máy vi tính (Microcomputers) - Máy tính nhỏ (Minicomputers) - Máy tính lớn (Mainframe Computers) - Siêu máy tính (Supercomputers) 12/26/17 Phân loại máy tính  - Máy Phân loại máy tính đại tính để bàn (Desktop & Laptop Computers) - Máy chủ (Servers) - Máy tính nhúng (Embedded Computers) 12/26/17 10 Bus địa   Chức năng: vận chuyển địa để xác định ngăn nhớ hay cổng vào-ra Độ rộng bus địa chỉ: xác định dung lượng nhớ cực đại hệ thống Nếu độ rộng bus địa N bit : AN-1, A N-2, A2, A1, A0  đánh địa tối đa cho 2N ngăn nhớ  Ví dụ: Bộ xử lý Pentium có bus địa 32 bit khơng gian địa 232 byte = 4GBytes (đánh địa theo byte) 12/26/17 54 Bus liệu 12/26/17 55 Bus điều khiển   Chức năng: Vận chuyển tín hiệu điều khiển Các loại tín hiệu điều khiển:   Các tín hiệu phát từ CPU để điều khiển modul nhớ modul vào Các tín hiệu từ modul nhớ modul vào-ra gửi yêu cầu đến CPU 12/26/17 56 Phân cấp bus máy tính  Phân cấp bus cho thành phần      Bus vi xử lý Bus nhớ Các bus vào-ra Phân cấp bus khác tốc độ Bus nhớ bus vàora không phụ thuộc vào xử lý 12/26/17 57 Các bus điển hình PC 12/26/17 58 Máy tính Pentium dùng Chipset 845 12/26/17 59 Chipset 975 12/26/17 60 1.3 Hoạt động máy tính Thực chương trình   Là hoạt động máy tính Máy tính lặp lặp lại hai bước: - Nhận lệnh - Thực lệnh  chu trình lệnh Thực chương trình bị dừng thực lệnh bị lỗi gặp lệnh dừng 12/26/17 61 Chu trỡnh lnh Bắt đầu Nhận lệnh Thực lệnh Dừng 12/26/17 62 Nhận lệnh      Bắt đầu chu trình lệnh, CPU nhận lệnh từ nhớ chính.  Bộ đếm chương trình PC (Program Counter) CPU giữ địa lệnh nhận.  CPU nhận lệnh từ ngăn nhớ trỏ PC.  Lệnh nạp vào ghi lệnh IR (Instruction Register) Sau lệnh nhận vào, nội dung PC tự động tăng để trỏ sang lệnh 12/26/17 63 Thực lệnh   Bộ xử lý giải mã lệnh nhận phát tín hiệu điều khiển thực thao tác mà lệnh yêu cầu Các kiểu thao tác lệnh:      Trao đổi liệu CPU nhớ Trao đổi liệu CPU mô-đun vào-ra Xử lý liệu: thực phép toán số học phép toán logic với liệu Điều khiển rẽ nhánh Kết hợp thao tác 12/26/17 64 Ngắt (Interrupt)   Khái niệm chung ngắt: Ngắt chế cho phép CPU tạm dừng chương trình thực để chuyển sang thực chương trình khác, gọi chương trình phục vụ ngắt Các loại ngắt: - Ngắt lỗi thực chương trình, ví dụ: tràn số, chia cho - Ngắt lỗi phần cứng, ví dụ lỗi nhớ RAM - Ngắt mơ-đun vào-ra phát tín hiệu ngắt đến CPU yêu cầu trao đổi liệu 12/26/17 65 Hoạt động ngắt    Sau hoàn thành lệnh, xử lý kiểm tra tín hiệu ngắt Nếu khơng có ngắt bộ xử lý nhận lệnh chương trình Nếu có tín hiệu ngắt: - Tạm dừng chương trình thực - Cất ngữ cảnh (các thông tin liên quan đến chương trình bị ngắt) - Thiết lập PC trỏ đến chương trình phục vụ ngắt - Chuyển sang thực chương trình phục vụ ngắt - Cuối chương trình phục vụ ngắt, khôi phục ngữ cảnh tiếp tục chương trình bị tạm dừng 12/26/17 66 Hoạt ng ngt (tip) Chơng trình thực lệnh Lệnh Lệnh Ngắt Lệnh Lệnh Lệnh i Lệnh i + Lệnh Chơng trình phục vụ ngắt Lệnh LƯnh LƯnh RETURN LƯnh 12/26/17 67 Chu trình lnh vi ngt Bắt đầu Nhận lệnh Thực lệnh N 12/26/17 Kiểm tra có ngắt hay không? Dừng Y Chuyển đến chơng trình phục vụ 68 ngắt ... tham khảo    Giáo trình vi xử lý cấu trúc máy tính - Ngơ Diên Tập Vi xử lý – Văn Thế Minh Vi xử lý cấu trúc máy tính – Trần Quang Vinh 12/26/17 1.John L Hennessy & David A Patterson Computer...  Chương Tổng quan vi xử lý Chương Bộ vi xử lý 8086-Intel Chương Lập trình hợp ngữ (Assembly) Chương Bộ nhớ Chương Vào Chương Xử lý ngắt 12/26/17 Chương Tỉng quan vỊ vi xỬ LÝ 12/26/17   Giíi... thiết bị điện tử thực công vi c sau:  - Nhận thông tin vào - Xử lý thông tin theo dãy lệnh nhớ sẵn bên - Đưa thông tin Dãy lệnh nằm nhớ để yêu cầu máy tính thực cơng vi c cụ thể gọi chương trình