William Stalling- Computer Architecture Advanced, 1997.[r]
(1)- - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MƠN KỸ THUẬT MÁY TÍNH
BÀI GIẢNG MƠN HỌC
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
VÀ THIẾT BỊ NGOẠI VI
(2)- -
MỤC LỤC
Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG
• LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ PHÂN LOẠI Lịch sử phát triển Phân loại máy tính II BIỂU DIỄN THƠNG TIN TRÊN MÁY TÍNH Hệđếm Các loại mã Biểu diễn số nguyên theo mã nhị phân Biểu diễn số thực theo mã nhị phân Biểu diễn dạng thông tin khác III CÁC LOẠI HÌNH MÁY TÍNH CÁ NHÂN Chương II: BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM
1 Tổ chức xử lý Tổ chức ghi Đơn vị số học logic ALU (Arithmetic and logic unit) Đơn vịđiều khiển CU(Control Unit) Một số mở rộng vi xử lý máy tính ngày BUS Chương III: HỆ THỐNG NHỚ I KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG NHỚ CỦA MÁY TÍNH II PHÂN CẤP BỘ NHỚ III BỘ NHỚ BÁN DẪN Các loại nhớ bán dẫn Tổ chức nhớ IV CACHE MEMORY Nguyên tắc (principle) Kỹ thuật ánh xạ nhớ cache IV QUẢN LÝ BỘ NHỚ Các kỹ thuật quản lý nhớ Bộ nhớảo Sự phân đoạn V KỸ THUẬT GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ Cấu tạo vi mạch nhớ Giải mã địa cho nhớ Giải mã địa mạch NAND Giải mã dùng mạch giải mã kiểu 74LS138 Chương IV: TẬP LỆNH VÀ CÁC MODE ĐỊA CHỈ
1 Tập lệnh CPU Các nhóm lệnh CPU Hợp ngữ(Assembly) Các Mode địa Chương V: HỆ THỐNG VÀO RA
(3)- - III CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN VÀO RA Vào điều khiển cách thăm dò Vào điều khiển Ngắt Vào điều khiển DMA Khối điều khiển DMAC Chương VI: MÀN HÌNH
I Những khái niệm Nguyên lý phương pháp hiển thị hình ảnh video Những đặc điểm chung hình II Màn hình màu CRT (Cathod Ray Tube) Cấu tạo Phương pháp qt dịng Chương VII: BÀN PHÍM Khái niệm Kĩ thuật dị phím Chương VIII: ỔĐĨA Đĩa từ (Magetic) Đĩa Quang (Optical Disk) Chương IX: THIẾT BỊ GHÉP NỐI VÀ TRUYỀN THÔNG
1 Bộ chuyển đổi tín hiệu Modem (Modulation - Demodulation) Các chuẩn giao tiếp
(4)- -
Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG
• LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ PHÂN LOẠI
1 Lịch sử phát triển
Nhiều hệ trôi qua người thực phép toán với số chủ yếu tay hay cơng cụ tính thơ sơ (bảng tính, thước tính )
Năm 1943,John Mauchley học trị ơng chế tạo máy tính điện tửđầu tiên Mĩ - máy tính đặt tên ENIAC (Electronic Numerial Itergrator And Calculator).Nó gồm 18.000
đèn điện tử, 1500 rơ le, nặng 30 tấn, tiêu thụ công suất điện 140KW.Chiếc máy mục đích phục vụ
quân đội chiến tranh giới lần thứ đến năm 1946 hồn thành
Cho đến ngày máy tính có phát triển vượt bậc, ứng dụng hầu hết hoạt
động xã hội với nhiều chủng loại hệ tuỳ theo cơng việc Tuy nhiên kể từđó đến
phân máy tính thành hệ sau: Thế hệ 1: (1950-1959):
• Về kỹ thuật: linh kiện dùng đèn điện tử, độ tin cậy thấp, tổn hao lượng Tốc độ tính tốn từ vài nghìn đến vài trăm nghìn phép tính/giây
• Về phần mềm:chủ yếu dùng ngơn ngữ máy để lập trình
• Vềứng dụng: mục đích nghiên cứu khoa học kỹ thuât Thế hệ 2: (1959-1964):
• Về kỹ thuật:linh kiện bán dẫn chủ yếu transistor Bộ nhớ có dung lượng lớn
• Về phần mềm: bắt đầu sử dụng số ngơn ngữ lập trình bậc cao:Fortran,Algol, Cobol,
• Vềứng dụng: tham gia giải toán kinh tế xã hội Thế hệ (1964-1974)
• Về kỹ thuật: linh kiện chủ yếu sử dụng mạch tích hợp (IC),các thiết bị ngoại vi cải tiến, đĩa từđược sử dụng rộng rãi.Tốc độ tính tốn đạt vài triệu phép tốn giây;dung lượng nhớđạt vài MB (Megabytes)
• Về phần mềm: Xuất nhiều hệđiều hành khác nhau.Xử lí song song Phần mềm đa dạng, chất lượng cao, cho phép khai thác máy tính theo nhiều chếđộ khác
• Vềứng dụng: tham gia nhiều lĩnh vưc xã hội Thế hệ thứ (1974-199?):
• Về kỹ thuật: Xử dụng mạch tích hợp cỡ lớn (Very large scale integration) VLSI, thiết kế cấu trúc đa xử lí Tốc độđạt tới hàng chục triệu phép tính /giây
Ơ chủ yếu nói cấu trúc máy vi tính tương thích IBM nên lịch sử máy PC gắn liền với phát triển IBM-PC.chiếc máy tính cá nhân phát triển với phát triển vi xử lý
Máy IBM_PC coi khởi đầu từ cơng trình phịng thí nghiệm Atlanta IBM
(5)- - o Năm 1980 kế hoạch sản xuất máy PC bắt đầu thực Chiếc máy IBM_PC
đầu tiên dùng vi xử lý bits Intel, VXL 8085
o Năm 1981-1982 IBM sản xuất máy tính PC sử dụng vi xử lý 8086,8088 o Năm 1984 máy tính xử dụng chíp 80286
o Năm 1987 máy tính xử dụng VXL 32bits 80386 o Năm 1990 VXL 80486 đời với nhiều tính
o Năm 1993 Bộ VXL Pentium đời mở hệ vi tính cá nhân với 64 bits liệu, 32 bit địa
o 1995-1999 hệ VXL MMX,Pentium II,III với khả biểu diễn không gian chiều, nhận dạng tiếng nói
o Từ năm 2000 với Merced hệ VXL 64 bit với cấu trúc hoàn toàn
đời tạo hệ máy vi tính
• Vềứng dụng : Máy tính áp dụng hầu hết lĩnh vực xã hội
Thế hệ thứ 5:Theo đề án người Nhật máy tính điện tử hệ thứ có cấu trúc hồn tồn mới, bao gồm khối bản.Một khối máy tính điện tử có cấu trúc liên hệ trực tiếp với người sử dụng thông qua khối giao tiếp trí thức gồm khối con: xử lý giao tiếp, sở tri thức khối lập trình
2 Phân loại máy tính
Máy tính (computer) khái niệm tương đối rộng, tuỳ theo cấu trúc, chức năng, hình dáng mà phân nhiều loại khác Về máy tính phân làm loại sau:
a Phân loại theo khả năng
• Máy tính lớn (mainframe computer)
• Máy tính (mini computer)
• máy vi tính (Microcomputer)
Máy tính lớn (mainframe computer): có khả giải tốn lớn tốc độ tính tốn nhanh.Chúng thiết kếđặc biệt với chiều dài bus liệu rộng 64 bit Kích thước
nhớ làm việc lớn Giá thành cao chuyên dùng cho ứng dụng quân sự, ngân hàng, khí tượng Máy tính lớn dùng khoa học để mô nghiên cứu tượng vật lý vụ nổ hạt nhân Ví dụ máy tính lớn IBM 4381, Honeywell DSP8, hay Deepblue Máy tính (mini computer) dạng thu nhỏ máy tính lớn Chiều rộng liệu vào khoảng 32 bit đến 64 bit Do giá thành thấp máy tính lớn,tính mạnh nên máy tính ưa dùng nghiên cứu khoa học
Máy vi tính (MicroComputer): Những máy dùng vi xử lý (họ Intel, Motorola) làm cốt l õi, vi điều khiển (microcontroler)và máy tính vi mạch (one-chip microcomputer)đều thuộc họ máy vi tính.Đặc điểm chung công nghệ họ mức độ tổ hợp lớn VLSI (very large scale integration) dùng công nghệ CMOS (complementary metal oxide silicon) để chế tạo mạch logic Tốc độ
phát triển vi xử lý 32 bit 64 bit đại làm khoảng cách máy tính lớn máy vi tính ngày thu hẹp
Trạm làm việc (workstation) loại máy vi tính,đặc điểm khác biệt so với máy tính cá nhân PC có khả nhiều người xử dụng lúc
Máy tính cá nhân PC (Personal Computer) chỉđược người sử dụng Giá thành chúng rẻ cấu hình đơn giản, chuẩn hoá, sản xuất hàng loạt với số lượng lớn.Cùng với
phát triển khoa học cơng nghệ mà máy tính cá nhân ngày làm cơng việc mà trước vốn đặc quyền máy tính lớn
b Phân loại theo nguyên lý
• Máy tính khí
(6)- 86 - D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
EH IR RTS ER SBRK RxE DTR TxEN
• Bit 0: cho phép phát tín hiệu
• Bit 1: DTE sẵn sàng
• Bit 2: Cho phép thu
• Bit 3: Gửi kí tự gián đoạn (kí tự với tất bit la 0)
• Bit 4: Xố cờ lỗi
• Bit 5: Yêu cầu truyền
• Bit 6: Reset nội
• Bit 7: tìm kiếm kí tựđồng Thanh ghi trạng thái
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
DSR SYNDET FE OE PE TxEMPTY RxRDY TxRDY
• Bit 0: bên phát sẵn sàng
• Bit 1: bên thu sẵn sàng
• Bit 2: đệm phát rỗng
• Bit 3: lỗi Parity
• Bit 4: lỗi thu đè
• Bit 5: lỗi Frame
• Bit 6: kí tựđồng
• Bit 7: modem sãn sàng
Tài liệu đăng Đặng Vũ Thanh Hùng
(Sinh Viên Trường Cao Đẳng Kĩ Thuật Cao Thắng //// >Khóa< 2010 ) Thuộc: >Khoa< Cơ Khí = \"_#@#_ "/= >Ngành< Cơ Điện Tử >Lớp< CĐ CĐT 10B _= \"_#@#_ "/= _>MSSV< 307101112
[ (''~^_^~'' )Định ghi số thứ tự lớp mà thấy "Sàm" Nội nhiêu thấy "Quá Sàm" rùi Hjhjhj ]
Địa thường trú: 292 Bà Hạt P9_Q10_Thành Phố Hồ Chí Minh
SĐT [ (*_*) Có nên cho khơng ta, sợ "bị khó ngủ lắm", thui rùi ] Lưu ý: Tài liệu này, khơng phải tự viết ra, thân đăng lên,bạn thấy có nhu cầu Download về, xuất xứ Ai mà biết
Bạn phải cảm ơn tui nha, tui cho bạn, mà bạn cần!
(Cho dù khơng cần phải cám ơn hjhjhj_(''~^_^~'' ) Mình khơng thích người khác mắc nợ mình)
Bạn gửi ý kiến bạn qua "Đường dây nóng" (Mặt dù chả thấy nóng bao giờ_vì có thấy nói đâu hjhj)
Email: mr_thanhhung_20111992@yahoo.com
(hoặc giolanganhseve@yahoo.com nick sài đỡ mùa mưa mà! Hjhjhj.)
(7)- 87 -
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 William Stalling - Computer Organization and Architecture, 1997 Mc Graw - Computer Architecture, 1997
3 Văn Minh - Kỹ thuật vi xử lý - NXB giáo dục 1997
4 Nguyễn Kim Khánh - Giáo trình kiến trúc máy tính - ĐHBK Hà nội Nguyễn Đình Việt - Giáo trình kiến trúc máy tính - ĐHQG Hà nội
6 Trần Thái Bá - Điều khiển ghép nối thiết bị ngoại vi - NXB thống kê 2000 Trần Quang Vinh - Cấu trúc máy tính - NXB giáo dục 1997