Bài giảng Chương 1: Cấu trúc máy tính

Bài giảng Chương 1: Cấu trúc máy tính sau đây sẽ trang bị cho các bạn những kiến thức về khái niệm máy tính, mô hình cấu trúc cơ bản của máy tính, Central processing unit, Computer memory, Computer bus, Peripheral devices, Software.

Chương 1.III Cấu trúc máy tính Máy tính gì? Mơ hình cấu trúc máy tính Central processing unit (Bộ vi xử lý-đơn vị xử lý trung tâm) Computer memory (Bộ nhớ máy tính) Computer bus (Bus máy tính) Peripheral devices (Thiết bị ngoại vi) Software (Phần mềm) 01/11/2016 1 Máy tính gì? Máy tính  phương tiện Tin học, thiết bị đa mục đích, lập trình được, có khả tính tốn lưu trữ kết  Xử lý liệu để có thơng tin mong muốn  Nhận liệu vào  Xử lý liệu theo chương trình lập sẵn  Đưa thông tin 01/11/2016 Máy tính gì?  Máy tính tạo nên  Phần cứng (hardware): tất thành phần vật lý hệ thống máy tính  Phần mềm (software): khái niệm dùng để lệnh điều khiển hệ thống máy tính theo cách xác định  chương trình lập sẵn Thế hệ MT hệ 4, core duo  Các loại máy tính: super, mainframe, mini, micro, handheld  01/11/2016 Phân loại máy tính   Personal Computer (PC)/Microcomputer Minicomputer   PC Mini Mainframe   Nhanh PC 3-10 lần Nhanh PC 10-40 lần Supercomputer Nhanh PC 50-1.500 lần  Phục vụ nghiên cứu    Super Mainframe Laptop Computer Handheld Computer: Pocket PC,Palm, Mobile devices Laptop 01/11/2016 Handheld Đây máy vi tính PC 01/11/2016 Khối xử lý Trung tâm CPU Các thiết bị Vào INPUT DEVICE Bàn phím, chuột CONTRO L UNIT KHỐI ĐIỀU KHIỂN ALU KHỐI TÍNH TỐN Main Memmory ROM + RAM Bộ nhớ Các thiết bị Ra OUTPUT DEVICE Màn hình, máy in Bộ nhớ phụ AUXILIARY STORAGE Đĩa cứng, đĩa mềm, băng từ 01/11/2016 Central Processing Unit (CPU)  Chức Điều khiển MT hoạt động theo chương trình  Xử lý liệu   Nguyên tắc Nhận lệnh từ chương trình nằm nhớ  Giải mã lệnh  Thực lệnh   Bao gồm CU – Control Unit  ALU – Arithmetic and Logic Unit  Bus Interface Unit - Bus nội  Tập ghi  01/11/2016 Khối điều khiển (CU - Control Unit)  Điều khiển hoạt động CPU thành phần khác  Đọc lệnh từ chương trình nhớ (instruction fetch)  Giải mã lệnh (instruction decode)  Thực thi lệnh giải mã cách (instruction excution) 01/11/2016 Khối tính tốn (ALU - Arithmetic Logic Unit)  Thực phép toán số học logic  Các phép toán số học: +,-,*,/  Các phép toán logic: NOT, AND, OR,…  Các phép so sánh …  Dữ liệu  Số nguyên (integer)  Số dấu phảy tĩnh (fixed point number)  Số dấu phảy động (floating point number) 01/11/2016 Tập ghi (Registers) Lưu trữ tốn hạng, kết thơng số khác q trình tính tốn CPU  Bao gồm   Con trỏ chương trình (PC - Program Counter)  Các ghi đa chức  Thanh ghi số (index register)  Thanh ghi cờ (flag register) 01/11/2016 10 Computer memory   Bộ nhớ sử dụng để lưu trữ chương trình, liệu Bao gồm:  Bộ nhớ đệm (cache)  Bộ nhớ (main memory)  Bộ nhớ ngồi (auxiliary or external memory)  Bộ nhớ “gần” CPU tốc độ giá thành chế tạo cao 01/11/2016 18 Bộ nhớ (main memory)     Chứa chương trình liệu xử lý Được kết nối trao đổi liệu trực tiếp với CPU Được tổ chức thành ngăn nhớ, đánh địa trực tiếp CPU Bao gồm  ROM (Read Only Memory)  CPU đọc nhớ  Chứa chương trình, liệu máy tính  RAM (Random Access Memory)  CPU đọc ghi nhớ  Chứa liệu, chương trình nạp, thực 01/11/2016 19 Một vài nhớ RAM 01/11/2016 20 Bộ nhớ đệm (cache) Đặt CPU  Tốc độ cao  Dung lượng nhỏ  Mục đích: Tăng tốc độ trao đổi thông tin CPU RAM  Được chia thành nhiều mức   Cache L1 (Level 1)  Cache L2  Càng gần CPU tốc độ cao  Ví dụ: CPU Intel Petium IV 1MB Cache 01/11/2016 21 Computer bus    Tập hợp đường dây kết nối thành phần máy tính lại với Độ rộng bus: số lượng dây có khả vận chuyển thơng tin đồng thời (dùng cho bus địa liệu) Bao gồm  Bus địa (address bus): Vận chuyển địa từ CPU đến mô-đun nhớ (bộ nhớ tạo nhiều mô-đun)  Bus liệu (data bus) vận chuyển:   Lệnh từ nhớ tới CPU Dữ liệu thành phần  Bus điều khiển (control bus): vận chuyển tín hiệu điều khiển (đọc, ghi, ngắt,…) 01/11/2016 22 Hình ảnh bên máy tính 01/11/2016 23 Thiết bị ngoại vi  Thiết bị ngoại vi (peripheral devices) hay thiết bị vào/ra (I/O - Input/Output devices), có chức năng:  Trao    đổi thơng tin máy tính giới bên ngồi Vào: Nhập chương trình, liệu Ra: Xuất thơng tin, kết Hệ thống vào/ra bao gồm  Thiết bị ngoại vi  Ghép nối vào/ra (các cổng vào/ra,…)  Ví dụ  Thiết bị vào: bàn phím  Thiết bị ra: hình 01/11/2016 24 6.1 Thiết bị vào sở    Là thiết bị vào tối cần thiết Phục vụ nhu cầu vào Bao gồm  Bàn phím (keyboard): Thiết bị nhập liệu thơng qua gõ phím  Chuột (mouse): Thiết bị nhập liệu thông qua việc di chuyển trực quan  Màn hình (monitor) : Thiết bị hiển thị thông tin/dữ liệu    01/11/2016 Loại hình: CRT, LCD,OLED(thế hệ mới) Độ phân giải: kích thước (số điểm) hiển thị (800x600,…) Card hình (display adapter) thiết bị kết nối hình hệ thống 25 6.2 Bộ nhớ ngồi (external memory)  Lưu trữ tài nguyên  Chương trình: hệ điều hành, chương trình ứng dụng,…  Dữ liệu: văn bản, âm thanh, hình ảnh,…   Được kết nối với máy tính dạng thiết bị vào Các loại nhớ  Băng từ (magnetic tape)  Đĩa từ (magnetic disk): đĩa mềm, đĩa cứng  Đĩa quang (optical disk)  Flash memory … 01/11/2016 26 Một vài thiết bị nhớ Dung lượng  Đĩa mềm ½ inch: 1.44 MB  Đĩa cứng: 40 - 750GB  Đĩa CDROM: 700MB  Đĩa DVD: 2GB – 15GB  USB: 512MB-8GB 01/11/2016 27 6.3 Một số thiết bị ngoại vi khác    Máy in (printer): Xuất thông tin, liệu giấy Máy quét ảnh (scaner): Nhập liệu cách quét hình ảnh Thiết bị quay số kết nối Internet:  Modem  (Modulation-Demodulation) Các thiết bị mạng:  Network Inteface Card  Wireless Adapter     (NIC) Bút điện tử (light pen) Máy ảnh số, quay phim số (digital camera) Optical Charater Reader (OCR): Nhận dạng chữ Barcode Reader: Đọc mã vạch 01/11/2016 28 Các tham số định lực (và giá) máy vi tính Tốc độ vi xử lý (CPU)  Dung lượng nhớ RAM  Tốc độ dung lượng ổ đĩa cứng (Hard Disk - HDD)  Ví dụ: Máy Pentium IV: 3GHz, Ram 512 MB, HDD 40GB Phần cứng máy tính ảnh hưởng Tốc độ đồng hồ vi xử lí: nhanh tốt  RAM: nhiều tốt  Đĩa cứng: tốc độ vòng quay nhanh tốt, dung lượng đủ lớn để khoảng trống làm việc   Rất cần thiết cho NSD Phần cứng máy tính Các yếu tố khác ảnh hưởng đến tốc độ xử lí máy tính Hiện tượng phân mảnh tệp -> phải chạy chương trình chống phân mảnh tệp  Khơng chạy nhiều chương trình đồng thời   Rất nên biết làm theo Phần cứng máy tính ... tin 01/11/2016 Máy tính gì?  Máy tính tạo nên  Phần cứng (hardware): tất thành phần vật lý hệ thống máy tính  Phần mềm (software): khái niệm dùng để lệnh điều khiển hệ thống máy tính theo cách...1 Máy tính gì? Máy tính  phương tiện Tin học, thiết bị đa mục đích, lập trình được, có khả tính tốn lưu trữ kết  Xử lý liệu để có thơng tin mong muốn  Nhận liệu vào  Xử lý liệu theo chương. .. thiết cho NSD Phần cứng máy tính Các yếu tố khác ảnh hưởng đến tốc độ xử lí máy tính Hiện tượng phân mảnh tệp -> phải chạy chương trình chống phân mảnh tệp  Không chạy nhiều chương trình đồng thời