Chương II: Các thành phần cơ bản của máy tính số

2.1 Bộ xử lý (Processor)  Đơn vị điều khiển (CU) và đơn vị thực hiện các thao tác tính toán (ALU) được nhóm trong một đơn vị duy nhất còn gọi là bộ xử lý (Processor/ processing unit) hay còn được gọi là đơn vị xử lý trung tâm CPU (Central Processing Unit).  CPU hoạt động theo chương trình nằm trong bộ nhớ chính.

Chương II: Các thành phần cơ bản của máy tính số 2.1. Bộ xử lý 2.2. Bộ nhớ và thiết bị lưu trữ ngoài 2.3. Thiết bị nhập xuất dữ liệu 2.1 Bộ xử lý (Processor)  Đơn vị điều khiển (CU) và đơn vị thực hiện các thao tác tính toán (ALU) được nhóm trong một đơn vị duy nhất còn gọi là bộ xử lý (Processor/ processing unit) hay còn được gọi là đơn vị xử lý trung tâm CPU (Central Processing Unit).  CPU hoạt động theo chương trình nằm trong bộ nhớ chính. 2.1 Bộ xử lý (Processor)  2.1.1. Chức năng  2.1.2. Thành phần cơ bản  2.1.3. Cơ chế hoạt động  2.1.4. Một số chỉ tiêu đánh giá hiệu năng h2 Slide 3 h2 Chương I Chức năng Chương II Thành phần cơ bản II. 1 Đơn vị điều khiển (CU) II. 2 Đơn vị số học và logic (ALU) II. 3 Thanh ghi Chương III Cơ chế hoạt động III. 1 Chu trình xử lý lệnh III. 1. 1Lấy chỉ lệnh và giải mã III. 1. 2Thực thi chỉ lệnh III. 2 Tập lệnh Chương IV Tăng hiệu năng IV. 1 Tăng hiệu năng Bộ xử lý IV. 1. 1 Kiến trúc song song a. Đường ống b. Siêu đường ống c. Siêu vô hướng d. Tăng độ dài từ lệnh (VLIW) IV. 1. 2 CISC và RISC IV. 2 Tăng hiệu năng và độ tin cậy hệ thống (nhiều ALU và nhiều CPU) a. Máy tính SISD b. Máy tính SIMD c. Máy tính MIMD Han Minh Phuong, 5/12/2007 2.1.1. Chức năng  Điều khiển: điều khiển tất cả các đơn vị còn lại của máy tính, việc điều khiển này được thực hiện bởi đơn vị điều khiển CU • Lấy chỉ lệnh, dữ liệu từ bộ nhớ và ghi dữ liệu vào bộ nhớ • Điều khiển ALU thực hiện các tính toán • Điều khiển vào ra  Tính toán: thực hiện hầu hết các phép tính toán số học, các phép logic, việc tính toán được thực hiện bởi đơn vị số học ALU 2.1.2. Thành phần cơ bản  Đơn vị điều khiển (Control Unit - CU): điều khiển hoạt động của máy tính theo chương trình đã định sẵn.  Đơn vị số học và logic (Arithmetic and Logic Unit - ALU): thực hiện các phép toán số học và phép toán logic.  Tập thanh ghi (Register File - RF): lưu giữ các thông tin tạm thời phục vụ cho hoạt động của CPU.  Đơn vị nối ghép bus (Bus Interface Unit - BIU) kết nối và trao đổi thông tin giữa bus bên trong(internal bus) và bus bên ngoài (external bus). Cấu trúc bus cơ bản  Bus: tập hợp các đường kết nối dùng để vận chuyển thông tin giữa các mô-đun của máy tính với nhau.  Các bus chức năng: • Bus địa chỉ • Bus dữ liệu • Bus điều khiển  Độ rộng bus: là số đường dây của bus có thể truyền các bit thông tin đồng thời (chỉ dùng cho bus địa chỉ và bus dữ liệu) Bus địa chỉ  Chức năng: vận chuyển địa chỉ để xác định ngăn nhớ hay cổng vào-ra  Độ rộng bus địa chỉ: cho biết số lượng ngăn nhớ tối đa được đánh địa chỉ. • N bit: A N-1 , A N-2 , . A 2 , A 1 , A 0 có thể đánh địa chỉ tối đa cho 2 N ngăn nhớ (không gian địa chỉ bộ nhớ)  Ví dụ: • Bộ xử lý Pentium có bus địa chỉ 32 bit có khả năng đánh địa chỉ cho 2 32 bytes nhớ(4GBytes) (ngăn nhớ tổ chức theo byte_ 1bye = 8 bit) Bus dữ liệu  Chức năng: • vận chuyển lệnh từ bộ nhớ đến CPU • vận chuyển dữ liệu giữa CPU, mô đun nhớ,mô đun vào-ra với nhau  Độ rộng bus dữ liệu: Xác định số bit dữ liệu có thể được trao đổi đồng thời. • M bit: D M-1 , D M-2 , . D 2 , D 1 , D 0 • M thường là 8, 16, 32, 64,128 bit.  Ví dụ: Các bộ xử lý Pentium có bus dữ liệu 64 bit . trong bo mạch chủ của PC, chíp vxl được đi kèm với quạt làm mát Đế cắm (Socket) và khe cắm (Slot)  Chíp vi xử lý của máy tính PC được gắn vào bo mạch. tính số 2.1. Bộ xử lý 2.2. Bộ nhớ và thiết bị lưu trữ ngoài 2.3. Thiết bị nhập xu t dữ liệu 2.1 Bộ xử lý (Processor)  Đơn vị điều khiển (CU) và đơn vị thực