Lich su may tinh dien tu Danh cho nguoi tim hieu ve may tinh

Lịch sử máy tính điện tử.. 2..[r]

TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

Phan Đình ThếHuân Tháng 10 - 2008

MÁY TÍNH ĐiỆN TỬ

2

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan Nội dung

1 Lịch sửmáy tính điện tử

2 Mơ hình máy tính sốVon Neumann

3 Cấu trúc máy tính Đơn vịxửlý trung tâm

5 Bộnhớmáy tính Thiết bịnhập Thiết bịxuất Thiết bị lưu trữ

9 Đường truyền, cổng thiết bịngoại vi

Nội dung

1. Lịch sửmáy tính điện tử

2 Mơ hình máy tính sốVon Neumann Cấu trúc máy tính Đơn vịxửlý trung tâm

5 Bộnhớmáy tính Thiết bịnhập Thiết bịxuất Thiết bị lưu trữ

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan Sự tiến hoá máy tính

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan Sựtiến hố máy tính

1 Thếhệthứnhất: Máy tính dùng đèn điện tử

chân khơng (1943-1955)

2 Thếhệthứhai: Máy tính dùng transistor

(1956-1965)

3 Thếhệthứba: Máy tính dùng vi mạch SSI,

MSI LSI (1966-1980)

4 Thếhệthứ tư: Máy tính dùng vi mạch VLSI,

SLSI (1981-nay)

Các mốc quan trọng lịch sử phát triển máy tính điện tử

z Máy tính khí – 1834 – Charles Babbage

z Máy tính cơđiện – 1911 – Leonado y Quevedo

z Máy tính cơđiện vạn Harvard – IBM – 1944

z Máy tính điện tửIBM 603 – 1946

z Máy tính bán dẫn – 1959

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan

Các mốc quan trọng lịch sử phát triển máy tính điện tử(tt) z Máy vi tính Kenbak1 - 1971

z Máy tính thương mại Micral – 1973

z Siêu máy tính Cray – 1976

z Máy tính song song – 1987

z Bộxửlý Intel 80486 – 1989

z Bộxửlý Intel Pentium II 300MHz – 1997

z Bộxửlý AMD Athlon 700MHz – 1999

z Bộxửlý AMD Athlon 1GHz – 2000

z Bộxửlý Intel Pentium IV 2GHz - 2001

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan Nội dung

1 Lịch sửmáy tính điện tử

2. Mơ hình máy tính sốVon Neumann Cấu trúc máy tính

4 Đơn vịxửlý trung tâm Bộnhớmáy tính Thiết bịnhập Thiết bịxuất Thiết bị lưu trữ

9 Đường truyền, cổng thiết bịngoại vi

Nguyên lý Von Neumann

1 J Von Neumann (1903-1957): người Mỹ

gốc Hungary

2 Nguyên lý Von Neumann:

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 10 Mơ hình máy tính sốVon Neumann

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 11 Nội dung

1 Lịch sửmáy tính điện tử

2 Mơ hình máy tính sốVon Neumann 3. Cấu trúc máy tính Đơn vịxửlý trung tâm

5 Bộnhớmáy tính Thiết bịnhập Thiết bịxuất Thiết bị lưu trữ

9 Đường truyền, cổng thiết bịngoại vi

z Xửlý thơng tin máy tính có giai đoạn chính:

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 13 3.1 Giới thiệu (tt)

zMột sốhình dạng vật lý máy tính điện tử

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 14

3.2 Các thành phần máy tính

1. Thiết bịnhập z Bàn phím, chuột 2. Thiết bịxửlý

z Bộnão 3. Thiết bịxuất

z Màn hình, loa, … 4. Thiết bị lưu trữ

z Sơcấp: bộnhớ z Thứcấp: đĩa cứng, CD,

…

Nội dung

1 Lịch sửmáy tính điện tử

2 Mơ hình máy tính sốVon Neumann Cấu trúc máy tính 4. Đơn vịxửlý trung tâm Bộnhớmáy tính

6 Thiết bịnhập Thiết bịxuất Thiết bị lưu trữ

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 16 4.1 Giới thiệu

z CPU – central processing unit

z Là “bộnão” máy tính z Mạch xửlý dữliệu

z theo chương trình thiết lập trước

z tích hợp phức tạp hàng triệu transitor bảng mạch

z Có thểthi hành hàng triệu lệnh giây z Bao gồm nhiều thành phần phức tạp với

các chức khác

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 17 4.1 Giới thiệu (tt)

z Cơng việc CPU thi hành mã lệnh chương trình

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 19

4.2 Các thành phần CPU (tt) 1. Đơn vị điều khiển (Control Unit – CU):

z điều khiển hoạt động máy tính theo

chương trình định sẵn

2. Đơn vịsốhọc logic (Arithmetic and Logic Unit – ALU):

z thực phép toán sốhọc (cộng, trừ,

nhân, chia sốnguyên) phép toán logic

3. Tập ghi (Register File - RF):

z lưu giữcác thông tin tạm thời phục vụcho

hoạt động CPU

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 20

4.2 Các thành phần CPU (tt) 4. Đơn vịnối ghép bus (Bus interface Unit

-BIU):

z kết nối trao đổi thông tin bus bên

trong (internal bus) bus bên (external bus)

5. Bộnhớ ẩn (Cache memory): z Primary cache: Level z Secondary cache: Level

Nội dung

1 Lịch sửmáy tính điện tử

2 Mơ hình máy tính sốVon Neumann Cấu trúc máy tính Đơn vịxửlý trung tâm

5. Bộnhớmáy tính Thiết bịnhập Thiết bịxuất Thiết bị lưu trữ

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 22 5.1 Giới thiệu

Bộnhớmáy tính:

1 Chức năng: lưu trữ chương trình dữliệu Các thao tác với bộnhớ:

z Đọc (Read) z Ghi (Write)

3 Các thành phần chính: z Bộnhớtrong (Internal Memory)

z Bộnhớngoài (External Memory) – Thiết bị lưu trữ

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 23

5.2 Bộnhớtrong (Internal memory) Chức đặc điểm:

z Chứa thơng tin mà CPU trao đổi trực tiếp

z Tốc độrất nhanh z Dung lượng không lớn

z Sửdụng bộnhớbán dẫn: ROM, RAM Các loại bộnhớtrong:

z Bộnhớchính (ROM, RAM) z Bộnhớcache (bộnhớđệm nhanh)

Bộnhớchính (Main memory) z Chứa chương trình

liệu CPU sử

dụng

z Tổchức thành ngăn nhớ

được đánh địa

z Ngăn nhớ thường tổ chức theo byte

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 25 Bộ nhớchính (Main memory) (tt)

z Read Only Memory - ROM

z Chỉđọc

z Cốđịnh -nonvolatile memory:duy trì nội dung nhớkhi khơng có nguồn điện

z Chứa chương trình BIOS khơng thay đổi z Máy trị chơi điện tử(game box)

z khe cắm ROM

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 26 Bộ nhớchính (Main memory) (tt)

z RAM - Random Access Memory

z Bộnhớtruy cập ngẫu nhiên z Gồm nhiều chip RAM

z Vịtrí lưu trữtrong RAM có thểtruy cập trực tiếp

z thao tác truy tìm cất trữcó thểthực

nhanh

z không cốđịnh - volatile memory z SRAM - RAM tĩnh, DRAM - RAM động

z Phải ln có nguồn ni để lưu trữnội

dung thông tin RAM

z Mất điện tất cả.

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 28

z Một sốloại bộnhớkhác:

z EPROM - Erasable Programable ROM

z bộnhớchỉđọc z có thểlập trình lại

z lưu giữcác thông tin cần thiết cho việc khởi động

máy tính

z EEPROM – Electronic Erasable Programable ROM

Bộ nhớchính (Main memory) (tt)

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 29 CMOS EEPROM 8KX8 200NS 28 DIP - 28C64A20/P (28C64A28C64A20/PND) -Integrated Circuits (ICs)

Bộnhớ đệm nhanh (Cache memory)

z Bộnhớcó tốc độ nhanh đặt đệm CPU bộnhớchính nhằm tăng tốc độCPU truy nhập bộnhớ

z Dung lượng nhỏ bộnhớchính z Tốc độ nhanh

z Cache thường chia thành sốmức z Cache có thểđược tích hợp chip vi xử

lý

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 31

5.3 Hoạt động khởi động máy tính

1 CPU tựđộng (đã qui định trước) đọc thông tin lưu ROM thi hành, chương trình BIOS -hệ thống xuất nhập sở

2 Sau đọc thơng tin đĩa khởi động nạp thông tin hệđiều hành đĩa vào bộnhớ RAM

3 CPU có thểthực tác vụtừcác thông tin lưu RAM

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 32 Nội dung

1 Lịch sửmáy tính điện tử

2 Mơ hình máy tính sốVon Neumann Cấu trúc máy tính Đơn vịxửlý trung tâm

5 Bộnhớmáy tính 6. Thiết bịnhập Thiết bịxuất Thiết bị lưu trữ

9 Đường truyền, cổng thiết bịngoại vi

6 Thiết bịnhập (1)

1 Bàn phím: Key board

2 Thiết bịchỉđiểm: Pointing Device Thiết bịđọc

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 34 6.1 Bàn phím

z Ký tự z Điều khiển

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 35 6.2 Thiết bịchỉ điểm

z Pointing Device:

z Chuột: Mouse

z Ball, optical, trackball

z Phiến nhấn: Touch Pad z Cần điều khiển: Joy Stick

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 37 6.3 Thiết bị đọc

z Thiết bịđọc đánh dấu quang học

z Optical-mark readder

z Thiết bịđọc mã vạch - Barcode reader

z dùng ánh sáng đểđọc mã sản phẩm,

mã kiểm tra

z Cây đũa thần - wand reader z Cây viết máy tính

z pen-based computer

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 38 6.4 Thiết bịsốhóa thế giới thực

z Máy quét ảnh – scanner z Máy ảnh số– digital camera

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 40 Nội dung

1 Lịch sửmáy tính điện tử

2 Mơ hình máy tính sốVon Neumann Cấu trúc máy tính Đơn vịxửlý trung tâm

5 Bộnhớmáy tính Thiết bịnhập 7. Thiết bịxuất Thiết bị lưu trữ

9 Đường truyền, cổng thiết bịngoại vi

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 41 7 Thiết bịxuất

1 Xuất hình Xuất giấy Xuất âm Nối mạng

7.1 Xuất hình

z Màn hình máy tính (Video Monitor)

z bóng đèn tia điện tử

ƒ cathode CRT (cathode ray cathode)

z hình tinh thểlỏng LCD

ƒ liquid crystal display

z Điểm ảnh (pixel) – Độphân giảI (resolution)

ƒ 72 dpi (dots per inch) , 800x600

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 43 7.1 Xuất hình (tt)

z Bộđiều hợp hiển thị(AGP)

z video adapter - display adapter

z card hình - display card, video card z đường dẫn dữliệu: 4X: 32bit, 8X:64bit

z bộnhớmàn hình : Video RAM

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 44 7.2 Xuất giấy

z máy in gõ - impact printer

z in theo dòng hay theo ma trận điểm z tốc độin chậm, ồn ào, độphân giải thấp z ấn kim qua lớp băng mực theo tín hiệu điểu

khiển

z sốđầu kim qui định độphân giải đạt z in khổgiấy lớn mà giá máy rẻ

z nhân thành nhiều giấy than sựgõ

truyền lực

z máy in không gõ - nonimpact printer

z kỹthuật đại khác

7.2 Xuất giấy (tt)

z Máy in nhiệt

z dùng xung điện từlàm cho đầu kim ma trận điểm nóng lên vànguội nhanh Æ làm đổi màu điểm loại giấy đặc biệt z tốc độmáy in tương đối nhanh tốn

điện

z dùng giấy in nhiệt - thermal paper z công nghệmáy in truyền mực nhiệt

-thermal fusion printer

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 46 7.2 Xuất giấy (tt)

z Máy in phun mực –inkjet printer

z dùng tinh thểáp điện (máy bơm)

ƒ đẩy mực khỏi ống vàhút thêm mực khác vào

z máy in phun bong bóng - bubble jet printer

ƒ dùng phần tửnung nóng

z hạn chếbởi tốc độ in

z ưu điểm dùng điện áp thấp từ 24V đến 50V z dùng với loại giáy, độnét vàđộmịn

cao

z chi phíin cao

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 47 7.2 Xuất giấy (tt)

z Máy in laser :

z công nghệin tĩnh điện

ƒ electrostatic - ES

ƒ điện tích tĩnh điện làm chảy mực lên giấy

ƒ hệthống tạo hình

ƒ image formation system (IFS) z máy in di-ốt phát quang

ƒ light emitting diede printer

z máy in cửa sập tinh thểlỏng

ƒ liquid crystal shutter printer

7.2 Xuất giấy (tt)

z Máy in màu

z Kiểu RGB - tức làRed-Green-Blue

ƒ cách tạo màu vủa tivi vàmàn hình máy tính z Kiểu HSB - Hue-Saturation-Brightnes

ƒ sắc màu, lượng màu, độsáng

z Kiểu CMYK Cyan, Magenta, Yellow, black

ƒ in ấn chếbản: C -cyan làxanh, M - magenta làđỏ, Y - yellow làvàng, K - black làđen z Hệthống hợp màu pantone

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 49 7.3 Xuất âm thanh

z Bo mạch xửlý âm - sound card z Midi

z bảng mã qui định sẵn - nhạc cụđiện tử

z Wave

z thứâm nghe vàtổng hợp

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 52 7.4 Kết nối máy tính

z Remote Access

z Network Interface Card - NIC z Modulation-Demodulation

z Modem - bộđiều biến

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 53 Nội dung

1 Lịch sửmáy tính điện tử

2 Mơ hình máy tính sốVon Neumann Cấu trúc máy tính Đơn vịxửlý trung tâm

5 Bộnhớmáy tính Thiết bịnhập Thiết bịxuất 8. Thiết bị lưu trữ

9 Đường truyền, cổng thiết bịngoại vi

8 Thiết bị lưu trữ

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 55 8.1 Ðĩa từ tính

z Ðĩa mềm - floppy disk

z vỏbảo vệ & đĩa plastic nhỏcó phủvật liệu từ

ƒ thơng tin dạng số: hạt từtính

z 3.5 inch - đĩa 1.44Mb

z hạn chếvề dung lượng nhớ, tốc độchậm z lưu dữliệu , tính cơđộng cao, giá rẻ

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 56 8.1 Ðĩa từ tính (tt)

z Ðĩa cứng - Hard disk

z vỏcứng bảo vệ, bộphận điều khiển xuất nhập z đĩa từtính: 5.25 inch 3.5 inch

z dung lượng ổcứng: 100MB Æ160GB z mạch giao tiếp: chuẩn ESDI, IDE, SCSI

ƒ ESDI (Enhanced Small Device Interface), 1983 24

MB/sec

ƒ IDE (Intelligent Drive Electronic - Intergrated Drive Electronic) - gọi ATA (AT Attachment)

ƒ SCSI (Small Computer System Interface)

ƒ 4Mb/giây Ỉ10Mb/giây

8.2 Ðĩa từ quang

z Magneto optical drive –MO z ánh sáng laser

z dung lượng

z 5.25 inch là1.3Gb, z 3.5inch là230 Mb

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 58 8.3 Ðĩa quang học

z nguyên tắc quang học, tia laser z ba điểm khác biệt so với từtính

z dung lượng cao z độbền cao z Tháo lắp dễdàng

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 59 8.3 Ðĩa quang học (tt)

z CD-ROM

z Compact Disc Read Only Memory z Đường kính 12cm, dày 1,2mm z Dung lượng ~ 680Mb

z DVD

z Digital Video Disc, Digital Versatile Disc

z nhiều lớp mặt z Dung lượng 3.8 Gb Ỉ17 Gb

Nội dung

1 Lịch sửmáy tính điện tử

2 Mơ hình máy tính sốVon Neumann Cấu trúc máy tính Đơn vịxửlý trung tâm

5 Bộnhớmáy tính Thiết bịnhập Thiết bịxuất Thiết bị lưu trữ

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 61 9 Đường truyền, cổng thiết bị

ngoại vi

z Thông tin qua lại linh kiện thông qua mạng lưới Bus:

z 8,16 hay 32 đường - bus 8bit, bus 16bit bus 32bit

z bus nối với khe - slot bo mạch z bus nối với cổng nằm z Các thiết bịngoại vi kết nối qua:

z cổng cósẵn máy z card chuyên biệt

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 62 9.1 Đường truyền, cổng thiết bị

ngoại vi (2)

1. Bus mởrộng ISA:

z Industry Standard Architecture z 16 bit dùng cho vi xửlý 80286

z Tốc độtruyền loại đạt khoảng 8Mb/sec 2. Bus MCA (Micro Chanel Architecture) :

z 32 bit dữliệu

z kênh âm thanh, khả VGA cài sẵn z Tốc độcủa đạt 20Mb/sec

z IBM tựhủy bỏ

3. Bus EISA (Enhanced ISA) :

z tương thích với ISA - 16bit vàISA - 8bit XT z tốc độ33Mb/sec

z Phiên 132Mb/sec dùng server mạng

4. Local bus:

z Làloại bus mởrộng kéo dài trực tiếp bus dữliệu bộvi xửlý

z VESA Local Bus

z 107Mb/sec

z Video Electronics Standard Association

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 64 9 Đường truyền, cổng thiết bị

ngoại vi (4)

5. Bus mởrộng PCI :

z 32 bit hay 64 bit - Intel - 1992 z Peripheral Component Interface bus z trung gian bus dữliệu vi xửlý

vàbus vào chung máy tính z hồn chỉnh Ỉloại bỏhẳn loại bus ISA 6. Chuẩn PCM-CIA

z khe cắm đáp ứng nhiều khả khác z máy tính cánhân xách tay

z card Fax-Modem

z card điều khiển CD nằm ngoài…

THĐC - Chương Phan Dinh The Huan 65 Tóm tắt

z Mơ hình máy tính sốVon Neumann?

Nguyên lý Von Neumann z Cấu trúc máy tính

z CPU gồm thành phần nào?

z RAM ROM khác ntn?

z Thiết bịnhập gồm gì? z Thiết bịxuất gồm gì? z Thiết bị lưu trữgồm gì?