Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Kiến trúc máy tính do ThS. Phạm Thanh Bình biên soạn, trong chương 2.1 của bài giảng trình bày nội dung về ngôn ngữ của máy tính cụ thể là giới thiệu về các hệ đếm và cách chuyển đổi giữa các hệ đếm, cách tổ chức CPU và bộ nhớ trong,... Để biết rõ hơn về nội dung chi tiết, mời các bạn cùng tham khảo.
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Giảng viên: Ths Phạm Thanh Bình Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng http://vn.myblog.yahoo.com/CNTT-wru http://ktmt.wru.googlepages.com Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Kiến trúc máy tính - Chương 2: NGƠN NGỮ CỦA MÁY TÍNH (ASSEMBLY) Các hệ đếm Biểu diễn số kí tự máy tính Tổ chức CPU nhớ Các lệnh Assembly Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - Mở đầu Hợp ngữ (Assembly language) ngơn ngữ lập trình cấp thấp, mục đích nhằm giao tiếp trực tiếp với phần cứng máy tính Máy tính có khả hiểu tín hiệu 0, dạng điện từ, gọi tín hiệu nhị phân (ngơn ngữ nhị phân cịn gọi ngơn ngữ máy) Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - Mở đầu Các lệnh Assembly thực chất dạng kí hiệu ngơn ngữ máy: Sử dụng kí hiệu tiếng Anh để biểu diễn lệnh ngôn ngữ máy cho dễ nhớ Lệnh ngôn ngữ máy Lệnh hợp ngữ 0010 1010 1011 0100 0010 0001 1100 1101 MOV AH,2Ah INT 21h Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - Bài 2.1 – Các hệ đếm Hệ thập phân (hệ đếm số 10) Hệ nhị phân (hệ đếm số 2) Hệ thập lục phân (hệ đếm số 16) Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - Hệ thập phân (Decimal) Hệ thập phân sử dụng 10 kí hiệu (0, 1, 2, 9) để biểu diễn thông tin Các số hệ thập phân biểu diễn dạng tổng luỹ thừa số 10 Ví dụ: Số 1998 hệ thập phân biểu diễn sau: (1998)10 = 1x103 + 9x102 + 9x101 + 8x100 Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - Hệ thập phân (Decimal) Trong ngôn ngữ Assembly, người ta kí hiệu số thập phân chữ D d cuối (viết tắt Decimal), khơng cần viết chữ Ví dụ: (1998)10 kí hiệu là: 1998D, 1998d, đơn giản 1998 Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - Hệ nhị phân (Binary) Hệ nhị phân sử dụng kí hiệu (0,1) để biểu diễn thông tin Các số hệ nhị phân biểu diễn dạng tổng luỹ thừa số Ví dụ: Số 1101 hệ nhị phân biểu diễn sau: (1101)2 = 1x23 + 1x22 + 0x21 + 1x20 = (13)10 Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - Hệ nhị phân (Binary) Trong ngôn ngữ Assembly, người ta kí hiệu số nhị phân chữ B b cuối (viết tắt Binary) Ví dụ: (1101)2 kí hiệu là: 1101B, 1101b Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - Hệ thập lục phân (Hexa Decimal) Hệ thập lục phân sử dụng 16 kí hiệu (0, 1, 2, 9, A, B, C, D, E, F) để biểu diễn thơng tin Các kí hiệu A, B, C, D, E, F ứng với giá trị 10, 11, 12, 13, 14, 15 hệ thập phân Các số hệ thập lục phân biểu diễn dạng tổng luỹ thừa số 16 Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 10 14 ghi 8086 (Mỗi ghi dài 16 bít) Nhóm ghi liệu (Thanh ghi cơng dụng chung): AX AH AL BX BH BL CX CH CL DX DH DL Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 47 Nhóm ghi đoạn: CS DS SS ES Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 48 Nhóm ghi trỏ số: SI DI SP BP IP Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 49 Thanh ghi trạng thái (Thanh ghi cờ - Flag): Thanh ghi dùng để xác định trạng thái vi xử lý Mỗi bít ghi cờ có tên riêng, có cơng dụng riêng việc phản ánh trạng thái Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 50 Bài 2.5 - Tổ chức Bộ nhớ ROM RAM Địa vật lý Địa logic Sự phân chia không gian nhớ Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 51 Bộ nhớ có loại: ROM RAM RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên, đọc ghi liệu lên Dữ liệu RAM tắt máy ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ đọc, khơng thể thay đổi nội dung Khi tắt máy liệu ROM giữ nguyên Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 52 Địa vật lý Bộ nhớ máy tính cấu tạo phần tử nhớ bit Cứ phần tử nhớ tạo thành ô nhớ (1 byte) Các ô nhớ xếp nhớ đánh số từ 0, 1, Số hiệu ô nhớ gọi địa vật lý ô nhớ Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 53 Tổ chức nhớ hệ thống 8086 Bộ vi xử lý 8086 sử dụng 20 đường dây địa (bus địa 20 bít) để liên lạc với nhớ (địa ô nhớ dãy dài 20 bít) Số lượng cực đại nhớ đánh địa 220 (= 1MB) Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 54 Địa vật lý ô nhớ 1111 1111111 FFFFFh 0000 0000011 Địa dạng hex: 00003h 0000 0000010 00002h 0000 0000001 00001h 0000 0000000 ô nhớ 00000h ô nhớ (20 bít) Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 55 Địa logic Các ghi 8086 dài 16 bít, khơng thể chứa địa dài 20 bít Do người ta phải sử dụng phương pháp đánh địa khác, gọi địa logic Bộ nhớ chia thành đoạn, đoạn có chiều dài tối đa 64 KB, đoạn đánh số 0, 1, 2, Các ô nhớ đoạn đánh số 0, 1, 2, (cực đại 65535) Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 56 Địa logic Địa logic ô nhớ gồm phần: Số hiệu đoạn (segment) vị trí nhớ đoạn (offset) Người ta sử dụng 16 bít để đánh số đoạn, địa segment nằm phạm vi từ 0000h đến FFFFh Người ta sử dụng 16 bít để đánh số nhớ đoạn đoạn, địa offset nằm phạm vi từ 0000h đến FFFFh, Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 57 Ví dụ: Một nhớ có địa segment:offset = 10A2:34B4h, xác định địa vật lý Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 58 Giải: Bước 1: Dịch địa segment bên trái bít (tương đương với dịch kí hiệu hex) Ta thu được: 10A20h Bước 2: Lấy giá trị thu bước đem cộng với địa offset: 10A20h + 34B4h 13ED4h Vậy địa vật lý nhớ 13ED4h Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 59 Sự phân chia không gian nhớ F0000h ROM BIOS E0000h } D0000h C0000h B0000h Để dành } Bộ nhớ hiển thị A0000h 90000h } 20000h 10000h 00000h Bộ nhớ sở: 10 đoạn (640 KB) 64 KB Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 60 Hết Phần 2.1 Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 61 ... Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 21 Bài 2.2 - Biểu diễn số nguyên máy tính Dãy bít Số ngun khơng dấu Số ngun có dấu Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 22 Dãy... Kiến trúc máy tính - 47 Nhóm ghi đoạn: CS DS SS ES Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 48 Nhóm ghi trỏ số: SI DI SP BP IP Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính -. .. thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 38 Bài 2.4 - Tổ chức CPU Các thành phần vi xử lý Họ vi xử lý Intel x86 Bộ vi xử lý 8086 Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Kiến trúc máy tính - 39 Nhắc