Cấu trúc máy tính - chương 1

Tài liệu tham khảo Cấu trúc máy tính & Hợp ngữ.Trong chương này sẽ giới thiệu những nguyên tắc chung để tạo ra , dịch và chạy một chương trình hợp ngữ trên máy tính . Cấu trúc ngữ pháp của lệnh hợp ngữ trong giáo trình này được trình bày theo Macro Assembler ( MASM) dựa trên CPU 8086 .

CẤU TRÚC L Ậ P TRÌNH H Ợ P NG Ữ M ÁY TÍNH 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QT CỦA HTMT MỤC TIÊU : Cấu trúc Máy tính & Lập trình Assembly Khám phá bí mật bên máy tính 2.Trang bị kiến thức cấu trúc tổng quát máy tính thành phần cấu tạo nên máy tính Nắ m cách hoạt động,cách giao tiếp thành phần cấu tạo nên máy tính Biết viết chương trình Assembly – dịch liên kết thực thi chương trình Biết lập trình xử lý đơn giản phần cứng, lập trình hệ thống Các khái niệm virus TH - nghiên cứu kỹ thuật lây lan virus tin học 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT Tài liệu tham khảo Structured Computer Organization – Andrew Tanenbaum Assembly Language For the IBM-PC – Kip R Irvine Assembly Programming Language & IBM PC Ythayu – Charles Marut Giáo trình Cấu trúc máy tính - Tống Văn On Lập trình Hợp ngữ - Nguyễn Ngọc Tấn -Vũ Thanh Hiền Cấu trúc Máy tính - Đại học Bách khoa 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT Tài liệu tham khảo Computer Virus Handbook Virus Writing guide Billy Belceb The macro virus writing guide The little black book of computer viruses Một số mẫu chương trình virus (virus file, virus macro) 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QT CỦA HTMT Giáo viên : Ngô Phước Nguyên Email : nguyenktcn@yahoo.com Mobile: 091-8-380-926 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT Đề cương môn học Chương : Tổ chức tổng quát hệ thống MT Chương : Tổ chức CPU Chương : Mức logic số Chương : Tổ chức nhớ Chương : Xuất nhập Chương : Lập trình Assembly – Tập lệnh Chương : Cấu trúc điều khiển & Vòng lặp Chương : Macro & Procedure – nhúng CT Assembly vào ngôn ngữ cấp cao C… Chương : Lập trình xử lý hình-bàn phím-mouse Chương 10 : Lập trình xử lý File Chương 11 : Các khái niệm Virus tin học – phân tích kỹ thuật lây lan chung VR tin học lây lan mạng Chuong CẤU TRÚC TỔNG 22/08/2011 QUÁT CỦA HTMT Chương :CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA MỘT HỆ THỐNG MÁY TÍNH 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT Mục tiêu : Nắm tổng quan cấu trúc máy tính Hiểu Máy Turing & Nguyên lý Von Neumann Biết sơ đồ khối chi tiết máy tính Nắm ngun lý hoạt động máy tính Biết component máy tính : Processors,Memory,Input/Output devices,Bus 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QT CỦA HTMT Chương Tổng quan cấu trúc máy tính Mô hình máy Turing Nguyên lý Von Neumann Sơ đồ tổng quát máy tính Nguyên lý hoạt động máy tính Câu hỏi oân taäp 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT 10 Tổng quan cấu trúc máy tính Máy tính đại ngày thiết kế dựa mơ hình Turing Church mơ hình Von Neumann Mơ hình Turing : Mơ hình đơn giản có tất đặc trưng hệ thống máy tính sau Nguyên lý cấu tạo máy Turing : đầu đọc ghi khối xử lý chứa tập hữu hạn trạng thái Băng liệu vô hạn, liệu kết thúc b Si 22/08/2011 b Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT 14 Nguyên lý xây dựng MT MT điện tử làm việc theo hai nguyên lý : nguyên lý số nguyên lý tương tự Nguyên lý số sử dụng trạng thái rờI rạc đạI lượng vật lý để biểu diễn số liệu  nguyên lý đếm Nguyên lý tương tự sử dụng đạI lượng vật lý biến đổI liên tục để biểu diễn số liệu  nguyên lý đo 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT 15 Mạch điện MT Trong MT có loạI mạch điện ? Mạch tổ hợp : mạch điện có trạng thái ngõ phụ thuộc tức thờI vào tổ hợp trạng thái ngõ vào Ex : Mạch giảI mã địa Mạch : mạch điện thực mục đích mà trạng thái ngõ phụ thuộc vào tổ hợp trạng thái ngõ vào trạng thái khứ ngõ vào Ex : mạch cộng, trừ, nhân , chia 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT 16 Nguyên lý Turing khối xử lý chứa tập hữu hạn trạng thái Băng liệu vô hạn, liệu kết thúc b đầu đọc ghi Si Sj b Máy làm việc theo bước rời rạc Một lệnh máy sau : qiSiSjXqj Nghĩa : đầu đọc ghi Si ghi đè Sj vào ô dịch chuyển đứng yên theo thị X trạng thái hành máy qj 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT 17 Nguyên lý hoat động máy Turing Dữ liệu toán chuổi ký hiệu thuộc tập ký hiệu máy không kể ký hiệu rỗng b, cất vô băng Trạng thái ban đầu máy q0 Đầu đọc/ghi ô chứa ký hiệu chuổi ký hiệu nhập Trong trình hoạt động, thay đổi liệu băng, dịch chuyển đầu đọc ghi biến đổi trạng thái máy diễn tuân theo lệnh thuộc tập lệnh máy tùy theo trạng thái ký hiệu Q trình dừng lại trạng thái máy trạng thái kết thúc qf 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT 18 Thí dụ máy Turing Xét thí dụ máy Turing thực phép toán NOT chuổi bit 0/1.Chuổi liệu nhập ban đầu 10 tập ký hiệu máy {0,1} tập trạng thái {q0, q1} tập lệnh gồm lệnh : q001Rq0 , q010Rq0 , q0bbNq1 q0 … b q0 Ban đầu … 0 Dừng b … q1 q0 0 22/08/2011 b Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT Kết … b 01 … 19 Nguyên lý VonNeumann Máy Von Neumann mơ hình máy tính đại Ngun lý sau : Về mặt logic (chức năng) , máy gồm khối : đơn vị xử lý, nhớ hệ thống xuất nhập Trao đổi thông tin Đơnvị vịxử xửlý lý Đơn Bộnhớ nhớ Bộ Điều khiển Hệ xuất nhập data 22/08/2011 chương trình Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT 20 Nguyên lý Von Neumann (cont) Chương trình điều khiển xử lý liệu xem data lưu trữ nhớ gọi chương trình lưu trữ Bộ nhớ chia làm nhiều ơ, có địa (đánh số thứ tự) để chọn lựa nhớ trình đọc ghi liệu (nguyên lý định địa chỉ) 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT 21 Nguyên lý Von Neumann (cont) Các lệnh thực nhờ đếm chương trình (thanh ghi lệnh) nằm bên đơn vị xử lý Chương trình MT biểu diễn dướI dạng số đặt vào nhớ MT bên cạnh liệu 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT 22 Typical Von Neumann Machine A L U 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT 23 Nguyên lý hoạt động MT CPU CPU Đọclệnh lệnh Đọc Phântích tíchlệnh lệnh Phân Thựcthi thilệnh lệnh Thực Bộ nhớ nhớ chính Bộ Lưutrữ trữthơng thơngtin tin Lưu Nơichứa chứachương chươngtrình trình Nơi đểCPU CPUđọc đọcvà vàthực thựcthi thi để Khối xuất xuất nhập nhập Khối Giaotiếp tiếpvới vớimôi môitrường trườngbên bênngoài Giao xuấtnhập nhậpdữ dữliệu, liệu,bộ bộnhớ nhớphụ phụ xuất 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT 24 Tổ chức Máy tính CPU & I/O device CPU ControlUnit Unit Control ALU ALU I/O Devices Registers Main Memory Printer ……… Bus Bus ……… Disk Bus 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT 25 đọc, phân tích, lệnh cho đơn vị chức thực Sơ đồ khối chi tiết MainMemory Memory Main Control Unit Unit Control Có22tác tácvụ vụ::đọc đọc/Ghi /Ghi Có loạidữ dữliệu: liệu: 22loại 1)Data Data::số sốliệu liệuđầu đầuvào, vào, 1) kếtquả,dữ quả,dữliệu liệutrung trunggian gian kết 2)Chương Chươngtrình trình 2) ALU ALU Registers Registers Phép toán: số học, luận lý, so sánh, dịch, quay,xử lý bit MỗI phép toán cho 22/08/2011 kết Đơnvị vịgiao giaotiếp tiếp––IO IOCard Card Đơn IODevices Devices IO Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT 26 Tổng kết chương Máy tính thiết kế ý tưởng Máy Turing nguyên lý Von Neumann Về mặt chức máy tính gồm phần : đơn vị xử lý, nhớ thiết bị xuất nhập 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT 27 Câu hỏi Câu 1: Trình bày nguyên lý Von Neumann Câu 2: Cho biết khác mơ hình Turing mơ hình VonNeumann Câu 3: Trình bày nguyên lý hoạt động Máy Turing Câu 4: Truớc có nguyên lý Von Neumann, chương trình để máy tính thực để đâu? Câu : Cho biết kết 2+3 ? 22/08/2011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT 28 ... tổng quát máy tính Nguyên lý hoạt động máy tính Câu hỏi ôn tập 22/08/2 011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT 22/08/2 011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT 10 22/08/2 011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QT... Charles Marut Giáo trình Cấu trúc máy tính - Tống Văn On Lập trình Hợp ngữ - Nguyễn Ngọc Tấn -Vũ Thanh Hiền Cấu trúc Máy tính - Đại học Bách khoa 22/08/2 011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT... 22/08/2 011 Chuong CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HTMT Mục tiêu : Nắm tổng quan cấu trúc máy tính Hiểu Máy Turing & Nguyên lý Von Neumann Biết sơ đồ khối chi tiết máy tính Nắm ngun lý hoạt động máy tính