Bài giảng Kiến trúc máy tính: Giới thiệu môn học sẽ giúp các bạn nắm bắt được những thông tin chung về môn học như đối tượng, mục tiêu, lịch giảng dạy, tài liệu tham khảo, phương pháp giảng dạy, cách đánh giá môn học cùng một số thông tin khác. Mời các bạn cùng tham khảo.
Kiến trúc máy tính NGUYỄN Ngọc Hố Department of Information Systems, University of Engineering & Technology, Vietnam National University, Hanoi September 2015 Hoa.Nguyen@vnu.edu.vn Giới thiệu môn học Môn học: Phân bố học : tín 30 lý thuyết 12 tập & ôn tập thảo luận lớp Giảng viên: Nguyễn Ngọc Hoá Kiến trúc máy tính Computer Architecture Phịng 311-E3 Điện thoại: 37547.813 Email: Hoa.Nguyen@vnu.edu.vn Lớp trưởng môn học Bach Van Thuần, 0963.131.293 , thuanbv2203@gmail.com Phan Thi Hà Trang, 096.991.7887, hatrang1921@gmail.com Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hoá Mục tiêu Trang bị kiến thức kiến trúc tổ chức máy tính, sơ lược trình phát triển ngành cơng nghiệp máy tính, Nắm bắt hoạt động tổ chức phận máy tính (CPU, nhớ, thiết bị vào/ra, hệ thống liên kết) đặc biệt nhớ CPU, Hiểu rõ ảnh hưởng tập lệnh kiểu đánh địa đến hiệu máy tính computer, quan hệ lẫn tập lệnh, kiểu địa chỉ, pipeline phân cấp nhớ (cache, chính, ảo), Nắm bắt số kiến trúc đại cải thiện hiệu máy tính (kiến trúc x86-64, kỹ thuật siêu luồng, đa luồng đồng thời, đa lõi, ) Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hố Chuẩn đầu mơn học Mục tiêu Nội dung Kiến thức (cho phép đạt yêu cầu 1.4 ma trận chuẩn đầu ngành HTTT CNTT) Nắm kiến thức kiến trúc tổ chức máy tính, sơ lược q trình phát triển ngành cơng nghiệp máy tính Hiểu tổ chức chế hoạt động thành phần máy tính, đặc biệt nhớ CPU; Làm chủ điểm quan trọng quản lý nhớ phương pháp ánh xạ hai loại nhớ, kỹ thuật thay thế, sách ghi, Hiểu vận dụng vấn đề bật kiến trúc CPU tập lệnh, kiểu đánh địa chỉ, kỹ thuật pipeline, Phân tích đánh giá hiệu máy tính nói chung, xác định ảnh hưởng yếu tố quan trọng kiến trúc thay đổi đến hiệu máy tính, biết cách xây dựng giải pháp nâng cao hiệu tính tốn tuỳ theo ngữ cảnh Kỹ 2.1 Kỹ cứng 2.1.2 Kỹ lập luận tư giải vấn đề 2.1.3 Kỹ nghiên cứu khám phá kiến thức 2.1.4 Kỹ tư theo hệ thống 2.2 Kỹ mềm 2.2.1 Các kỹ cá nhân Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hoá Bậc Bậc Bậc x x x x x x x Chương trình học Nhập mơn Khái niệm chung Kiến trúc tổ chức Cấu trúc chức Lịch sử phát triển Tổ chức máy tính Mơ hình máy tính Von Neuman Phân loại kiến trúc Hiệu luật Moore Một số kiến trúc máy tính đại T1 Kiến trúc x86 x86-64 Kiến trúc UltraSparc Khái niệm điều khiển theo chương trình Ngun lý Von Neuman Thành phần máy tính CPU Bộ nhớ, Thiết bị vào/ra Hệ thống liên kết Chức máy tính Bài tập T2 Khái niệm chung Chu trình lệnh Sơ đồ trạng thái chu trình khơng có ngắt có ngắt Bài tập Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hố NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hố Chương trình học… Hệ thống liên kết Mơ hình liên kết thành phần máy tính Khái niệm bus Bộ nhớ hệ thống lưu trữ T456 Tổ chức chức Kiến trúc truyền thống Kiến trúc hiệu cao Các đặc điểm bus T3 Kiểu bus Độ rộng bus Kiểu truyền liệu Timing Kỹ thuật phân xử (arbitrage) Hiệu Khái niệm chiến thuật phân cấp nhớ Các đặc điểm nhớ Bộ nhớ Bộ nhớ cache Bộ nhớ ngồi Bài tập Bài tập & Kiểm tra kỳ T7 Ví dụ với PCI bus Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hoá Chương trình học… Các thiết bị vào/ra T8 Số học máy tính Các thiết bị bên I/O Modules Truy cập nhớ trực tiếp Kênh I/O processors Bài tập Tổng quan đơn vị số học logic - ALU Biểu diễn thông tin số Khái niệm thông tin số Biểu diễn ký tự Biểu diễn số nguyên Biểu diễn số thực Logic số T9 Mạch kết hợp Bộ số học logic Mạch Bài tập Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hố Chương trình học Kiến trúc vi xử lý T10-11 Khái niệm Biểu diễn lệnh Định dạng (format) lệnh Phân loại lệnh Các phương pháp đánh địa Ví dụ với kiến trúc thường gặp Cấu trúc chức CPU T12-13 Cấu trúc CPU Chu trình lệnh Pipeline CISC & RISC Superscalar Bài tập Intel – x86 AMD – x86-64 ARM PowerPC Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hố Chương trình học Xử lý song song đa lõi Một số mơ hình tổ chức đa CPU T14 SISD SIMD MISD MIMD Đa luồng đồng thời - SMT siêu luồng HyperThreading SMP Cluster Mơ hình tổ chức hệ thống máy tính đa lõi (multicores) Core i7 ARM11 MPCore 10 Chữa tập ôn tập chung Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hoá T15 Đánh giá Kiểm tra môn: ME 40% Kiểm tra hết môn: FE 60% Điểm môn học = 40%ME + 60%FE Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hoá 10 Tài liệu tham khảo William Stallings, Computer Organization and Architecture, 10th Edition, Prentice Hall, 2015 John L Hennessy & David A Patterson, Computer Architecture, A quantitative approach, 5th Edition, Morgan Kaufmann, 2011 BBC : KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CLC (1516_I_INT2205_4) http://bbc.vnu.edu.vn/webapps/portal/frameset.jsp?tab_id=_2_1&url=%2fwebap ps%2fblackboard%2fexecute%2flauncher%3ftype%3dCourse%26id%3d_2194_ 1%26url%3d Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hoá 11 .. .Giới thiệu môn học Môn học: Phân bố học : tín 30 lý thuyết 12 tập & ôn tập thảo luận lớp Giảng viên: Nguyễn Ngọc Hoá Kiến trúc máy tính Computer Architecture... học Nhập môn Khái niệm chung Kiến trúc tổ chức Cấu trúc chức Lịch sử phát triển Tổ chức máy tính Mơ hình máy tính Von Neuman Phân loại kiến trúc Hiệu luật Moore Một số kiến. .. Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hoá Chuẩn đầu môn học Mục tiêu Nội dung Kiến thức (cho phép đạt yêu cầu 1.4 ma trận chuẩn đầu ngành HTTT CNTT) Nắm kiến thức kiến trúc tổ chức máy tính, sơ lược