Bài giảng Kiến trúc máy tính (ThS. Nguyễn Hằng Phương) Chương 1

+ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH MƠ TẢ MƠN HỌC  Môn học sở ngành, cung cấp cho sinh viên kiến thức tảng tổ chức kiến trúc máy tính  Thời lượng   Tổng số: 60 tiết  Lý thuyết: 45 tiết + Thực hành: 15 tiết Tài liệu học tập: Computer Organization and Architecture, William Stallings, 9th Edition Slide giảng  Đánh giá: Điểm mơn học = Điểm q trình x 40% + Thi trắc nghiệm hết môn x 60% + NỘI DUNG Chương – Giới thiệu Chương – Sự phát triển máy tính hiệu Chương – Tổng quan chức kết nối máy tính Chương – Bộ nhớ Cache Chương – Bộ nhớ Chương – Bộ nhớ Chương – Vào/Ra Chương – Các hệ đếm Chương – Bộ xử lý số học Chương 10 – Tập lệnh: Các đặc tính chức Chương 11 – Tập lệnh: Chế độ địa khuôn dạng Chương 12 – Tổ chức chức vi xử lý + Chương Giới thiệu Kiến trúc máy tính Tổ chức máy tính  Kiến trúc thuộc tính mà lập trình viên nhìn thấy được, thuộc tính có tác động trực tiếp đến việc thực chương trình  Bao gồm: Tập lệnh (tập lệnh mã máy hồn chỉnh hiểu xử lý xử lý trung tâm); cách đánh địa nhớ; ghi; định dạng địa liệu; chế I/O  Tổ chức cách thực tính năng, khối hoạt động kết nối để thực đặc tính kiến trúc  Bao gồm: Chi tiết phần cứng; Tín hiệu điều khiển; Giao diện máy tính thiết bị ngoại vi; Cơng nghệ nhớ + Kiến trúc IBM System/370  Được  Bao giới thiệu vào năm 1970 gồm nhiều model thể nâng cấp lên model đắt tiền tốc độ nhanh mà không cần bỏ phần mềm gốc  Có model tung cải tiến kĩ thuật giữ ngun kiến trúc khách hàng khơng cần mua phần mềm  Các  Kiến trúc trì đến ngày dịng máy tính mainframe IBM + Kiến trúc Intel x86  Bộ vi xử lý Intel 8086 giới thiệu vào năm 1978  Kiến trúc x86 gần chiếm toàn thị phần máy tính cá nhân, máy workstation, server chí siêu máy tính  Các model tung cải tiến kĩ thuật giữ nguyên kiến trúc khách hàng khơng cần mua phần mềm Các model khác họ có kiến trúc Nhưng tổ chức khác nhau! + Cấu trúc chức  Hệ thống cấp bậc  Là tập hợp hệ thống có liên quan với  Bản chất cấp bậc hệ thống phức tạp cần thiết cho thiết kế mô tả chúng  Nhà thiết kế cần làm việc với cấp cụ thể hệ thống  Mỗi cấp có cấu trúc chức riêng  Cấu trúc Cách thức thành phần liên quan đến  Chức Hoạt động thành phần riêng cấu trúc + Operating Environment (source and destination of data) 2.1 Chức  Data Movement Apparatus Bốn chức bản: ● Xử lý liệu (Data processing) ● Lưu trữ liệu (Data storage) ● Di chuyển liệu (Data movement) ● Điều khiển (Control) Control Mechanism Data Storage Facility Data Processing Facility + Di Movement chuyển Hoạt động (a) Di chuyển liệu (Data movement) Máy tính phải có khả di chuyển liệu giới bên ngồi Điều khiển Control Lưu trữ Processing Xử lý Storage (a) Figure 1.2 Possible Computer Operations + Di Movement Hoạt động chuyển (b) Lưu trữ liệu (Data storage) Máy tính phải tạm thời lưu trữ mẩu liệu làm việc thời điểm Điều khiển Control Lưu Storage Processing Xử lý trữ (b) Figure 1.2 Possible Computer Operations + Di Movement Chuyển Hoạt động (c) Xử lý liệu vào/ra Điều Control khiển (Processing from/to storage) Lưu Storage Processing Xử lý trữ (c) Figure 1.2 Possible Computer Operations + Di Movement chuyển Hoạt động (d) Xử lý liệu từ lưu trữ tới I/O • Dữ liệu có nhiều dạng khác phạm vi yêu cầu xử lý rộng Điều Control khiển Lưu trữ Processing Xử lý Storage (d) Figure 1.2 Possible Computer Operations MÁY TÍNH: - Lưu trữ - Xử lý Máy tính 2.2 Cấu trúc + Máy tính gồm có bốn phần chính:  CPU – xử lý trung tâm, điều khiển hoạt động máy tính thực chức xử lý liệu  Bộ nhớ chính: lưu trữ liệu Là tập hợp nhớ, nhớ có số bit định chứa thơng tin mã hố số nhị phân  I/O – phận nhập xuất thông tin – di chuyển liệu máy tính mơi trường bên Hệ thống kết nối (bus) – số chế cung cấp cho việc truyền đạt thông tin CPU, nhớ I/O + CPU  Bộ điều khiển (Control Unit - CU)  Thành phần cấu trúc gồm:  Khối số học logic (Arithmetic and Logic Unit - ALU)   Thực chức xử lý liệu Thanh ghi (Registers)   Điều khiển hoạt động CPU máy tính Cung cấp khả lưu trữ nội cho CPU Các kết nối CPU  Một số chế dùng để cung cấp thông tin liên lạc khối CU, ALU ghi Tổng kết + Giới thiệu chung Chương  Tổ chức máy tính  Kiến trúc máy tính  Chức  Xử lý liệu  Lưu trữ liệu  Di chuyển liệu  Điều khiển  Cấu trúc  CPU  Bộ nhớ  I/O  Kết nối hệ thống  Thành phần cấu trúc CPU  Bộ điều khiển CU  Khối số học logic ALU  Thanh ghi  Kết nối CPU + Internet Resources Web sites to look for • WWW Computer Architecture Home Page • CPU Info Center • Processor Emporium • ACM Special Interest Group on Computer Architecture • IEEE Technical Committee on Computer Architecture • Intel Technology Journal • Manufacturer’s sites: ▫ Intel, IBM, etc + https://sites.google.com/site/phuongnh20589 + Câu hỏi chương 1 Phân biệt tổ chức máy tính kiến trúc máy tính? Phân biệt cấu trúc máy tính chức máy tính? Bốn chức máy tính gì? Kể tên thành phần cấu trúc máy tính? Kể tên thành phần cấu trúc xử lý? ... Câu hỏi chương 1 Phân biệt tổ chức máy tính kiến trúc máy tính? Phân biệt cấu trúc máy tính chức máy tính? Bốn chức máy tính gì? Kể tên thành phần cấu trúc máy tính? Kể tên thành phần cấu trúc xử... Chế độ địa khuôn dạng Chương 12 – Tổ chức chức vi xử lý + Chương Giới thiệu Kiến trúc máy tính Tổ chức máy tính  Kiến trúc thuộc tính mà lập trình viên nhìn thấy được, thuộc tính có tác động trực... kết nối máy tính Chương – Bộ nhớ Cache Chương – Bộ nhớ Chương – Bộ nhớ Chương – Vào/Ra Chương – Các hệ đếm Chương – Bộ xử lý số học Chương 10 – Tập lệnh: Các đặc tính chức Chương 11 – Tập lệnh: