Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Posts and Telecommunications Institute of Technology KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Chương I: Tổng quan hệ thống máy tính Giảng viên: TS Nguyễn Quý Sỹ Email: synq@ptit.edu.vn Hà nội, 17 December 2009 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only Nội dung Lịch sử phát triển hệ thống máy tính (computing system) Các hệ máy tính điện tử số Kiến trúc máy tính thơng dụng Hà nội, 17 December 2009 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG THƠNG TIN • • • • • Dữ liệu Thông tin? (Data vs Information) Máy tính gì? Máy tính điện tử gì? Thuật ngữ “Máy tính” ngày Hệ thống nhúng gì? Hà nội, 17 December 2009 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG THƠNG TIN • Đơn vị thơng tin • • • • Hà nội, 17 December 2009 Byte (B): ký tự Kilobyte (KB): 1,024 ký tự Megabyte (MB): 1,048,576 ký tự Gigabyte (GB): 1,073,741,824 ký tự Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG THƠNG TIN • Bàn tính (3000 năm trước công nguyên) Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG THƠNG TIN • Máy cộng (1642) Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG THƠNG TIN • Thẻ đục lỗ (1801) Hà nội, 17 December 2009 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG THƠNG TIN • Máy chữ (William Austin, 1892) Hà nội, 17 December 2009 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN • Máy trừ (Babbage, 1833) Hà nội, 17 December 2009 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG THƠNG TIN • Ada Lovelace, lập trình viên máy tính (1843) Hà nội, 17 December 2009 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only KHÁI NIỆM KIẾN TRÚC MÁY TÍNH • Kiến trúc máy tính gồm: – Kiến trúc tập lệnh hình ảnh trừu tượng hệ thống tính tốn nhìn từ góc độ lập trình viên sử dụng ngơn ngữ máy (hay hợp ngữ), bao gồm tập lệnh, cách đánh địa nhớ, ghi, định dạng địa liệu – Vi kiến trúc (Tổ chức máy tính) mơ tả bậc thấp, cụ thể hệ thống, phận cấu thành hệ thống kết nối với chúng hoạt động tương hỗ thể để thực kiến trúc tập lệnh – Thiết kế hệ thống (System Design) bao gồm tất thành phần phần cứng khác bên hệ thống tính tốn chẳng hạn: • • • • • đường kết nối hệ thống bus (máy tính) điều khiển nhớ chế CPU off-load Direct memory access (truy nhập nhớ trực tiếp) kỹ thuật đa xử lý, xử lý đường ống Kiến trúc máy tính tổ chức máy tính? Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only KHÁI NIỆM KIẾN TRÚC MÁY TÍNH • mức máy tính Hà nội, 17 December 2009 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only KHÁI NIỆM KIẾN TRÚC MÁY TÍNH (t) • Ngơn ngữ bậc cao – – – – • Mức Các ngôn ngữ định hướng ứng dụng C++, Java, Pascal, Visual Basic Các chương trình biên dịch thành ngơn ngữ hợp ngữ (Mức 4) Ngôn ngữ hợp ngữ – – – – Mức Các thuật nhớ lệnh có tương ứng 1-1 với ngơn ngữ máy Gọi hàm viết mức hệ điều hành (Mức 3) Các chương trình dịch thành ngơn ngữ máy (mức 2) Hà nội, 17 December 2009 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only KHÁI NIỆM KIẾN TRÚC MÁY TÍNH (t) • Hệ điều hành – – – • Mức Cung cấp dịch vụ cho chương trình mức Dịch chạy mức kiến trúc tập lệnh (Mức 2) Kiến trúc tập lệnh – – – Mức Cũng biết ngôn ngữ máy Được thực mức vi kiến trúc phần cứng (Mức 1) Hà nội, 17 December 2009 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only KHÁI NIỆM KIẾN TRÚC MÁY TÍNH (t) • Tổ chức máy tính – – – • Mức Dịch lệnh máy (Mức 2) Được thực phần cứng số (Mức 0) Logic số – – – – – Level CPU, xây dựng từ cổng logic số Bus hệ thống Bộ nhớ Được thực đèn bán dẫn Hà nội, 17 December 2009 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only KHÁI NIỆM KIẾN TRÚC MÁY TÍNH (t) • Đối tượng phạm vi kiến trúc máy tính Hà nội, 17 December 2009 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only KHÁI NIỆM KIẾN TRÚC MÁY TÍNH (t) • Mục đích mơn học: – Lịch sử phát triển máy tính, hệ máy tính cách phân loại máy tính – Cách biến đổi hệ thống số, bảng mã thông dụng dùng để biểu diễn ký tự – Giới thiệu thành phần hệ thống máy tính, khái niệm kiến trúc máy tính, tập lệnh Các kiểu kiến trúc máy tính: mơ tả kiến trúc, kiểu định vị – Giới thiệu cấu trúc xử lý trung tâm: tổ chức, chức nguyên lý hoạt động phận bên xử lý Mô tả diễn tiến thi hành lệnh mã máy số kỹ thuật xử lý thông tin: ống dẫn, siêu ống dẫn, siêu vơ hướng, máy tính có lệnh thật dài, máy tính véc-tơ, xử lý song song kiến trúc IA-64 – Giới thiệu chức nguyên lý hoạt động cấp nhớ máy tính – Giới thiệu số thiết bị lưu trữ như: đĩa từ, đĩa quang, thẻ nhớ, băng từ Hệ thống kết nối phận bên máy tính Cách giao tiếp ngoại vi xử lý – Phương pháp an toàn liệu thiết bị lưu trữ Hà nội, 17 December 2009 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only KIẾN TRÚC MÁY TÍNH THƠNG DỤNG • Phần cứng: Bao nhiêu khối chức chính? 3-4-5 – Bộ xử lý trung tâm • Khối điều khiển (CU) • Đường dẫn liệu (thanh ghi, ALU) – Bộ nhớ – Thiết bị vào Hà nội, 17 December 2009 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only KIẾN TRÚC MÁY TÍNH THƠNG DỤNG • Kiến trúc máy tính Von Neumann – – – – – Chương trình lưu trữ nhớ với liệu Các chương trình liệu khơng thể phân biệt Sử dụng xử lý nhất, xử lý fetch-decode-execute Thực lệnh Bộ xử lý phải sử dụng số ghi đặc biệt Hà nội, 17 December 2009 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only CẤU TRÚC HỆ THỐNG MÁY TÍNH • Xử lý • Vào • Ra • Lưu trữ • Truyền thơng Hà nội, 17 December 2009 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only CẤU TRÚC HỆ THỐNG MÁY TÍNH • Bên máy tính (khối trung tâm) Hà nội, 17 December 2009 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only CẤU TRÚC HỆ THỐNG MÁY TÍNH • Bên máy tính (khối trung tâm)-Mainboard Hà nội, 17 December 2009 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only CẤU TRÚC HỆ THỐNG MÁY TÍNH • Cấp nguồn bảo vệ Hà nội, 17 December 2009 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only CẤU TRÚC HỆ THỐNG MÁY TÍNH • Phần mềm – Phần mềm hệ thống • Hệ điều hành chương trình chạy máy tính, dùng để điều hành, quản lý thiết bị phần cứng tài ngun phần mềm máy tính • Hệ điều hành đóng vai trị trung gian việc giao tiếp người sử dụng phần cứng máy tính, cung cấp mơi trường cho phép người sử dụng phát triển thực ứng dụng họ cách dễ dàng – Phần mềm ứng dụng Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only Kết thúc chương I Hà nội, 17 December 2009 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thông ... KHÁI NIỆM KIẾN TRÚC MÁY TÍNH • Kiến trúc máy tính khoa học nghệ thuật lựa chọn kết nối thành phần phần cứng để tạo máy tính thoả mãn mục tiêu chức năng, hoạt động giá • Kiến trúc máy tính thiết... – Giới thiệu thành phần hệ thống máy tính, khái niệm kiến trúc máy tính, tập lệnh Các kiểu kiến trúc máy tính: mơ tả kiến trúc, kiểu định vị – Giới thiệu cấu trúc xử lý trung tâm: tổ chức, chức... evaluation only KHÁI NIỆM KIẾN TRÚC MÁY TÍNH • Kiến trúc máy tính gồm: – Kiến trúc tập lệnh hình ảnh trừu tượng hệ thống tính tốn nhìn từ góc độ lập trình viên sử dụng ngơn ngữ máy (hay hợp ngữ), bao