Tài liệu Cấu trúc máy tính P4 pdf

Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S1 Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh CHƯƠNG 1 Giới thiệu Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S2 Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh I. Lịch sử máy tính Cơ Đèn điện tử Tran- -sistors IC ? ( 1642-1945 ) ( 1945-1955 ) ( 1955-1965 ) ( 1965-1980 ) ( 1980-???? ) Blaise Pascal ( 1642 ) Colossus ( 1943 ) ENIAC (1946) 18.000 bóng đèn 1500 rờ le 30 tấn 140 KW Von Neumann ( 1946 ) PDP-1 ( 1961 ) IBM 360 ( 1965 ) 80x86 ( 1978 ) Intel 8080 (1974) được xem như CPU đầu tiên được tích hợp trên 1 chip Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S3 Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh II. Cấu trúc máy tính Lấy lệnh Thi hành lệnh Bật má y Tắt má y Máy tính lệnh đầu lệnh giữa lệnh giữa lệnh giữa lệnh cuối Chương trình làm gì? tại sao lệnh này? mục đích? xong? Ngôn ngữ máy Diễn tả làm thế nào giải quyết Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S4 Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh Cấp n Máy ảo M n (Ngôn ngữ L n ) Cấp 4 Máy ảo M 4 (Ngôn ngữ L 4 ) Cấp 3 Máy ảo M 3 (Ngôn ngữ L 3 ) Cấp 2 Máy ảo M 2 (Ngôn ngữ L 2 ) Cấp 1 Máy ảo M 1 (Ngôn ngữ L 1 ) Chươn g trình L4 Biên dịch Biên dịch Biên dịch Mô hình máy tính nhiều cấp Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S5 Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh Cấp 4 Cấp hợp ngữ Cấp 3 Cấp máy hệ điều hành Cấp 2 Cấp máy qui ước Cấp 1 Cấp vi chương trình Cấp 5 Cấp ngôn ngữ cấp cao Cấp 0 Cấp luận lý số dịch (biên dịch) dịch (hợp dịch) thông dịch một phần (hệ điều hành) thông dịch (vi chương trình) vi chương trình được thi hành trực tiếp bằng phần cứng Các cấp thiết kế máy tính Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S6 Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh Mạch in Linh kiện Bộ nguồn + vỏ hộp Dây nối Các thiết bị ngoại vi Phần cứng Giải thuật Chương trình Phần mềm Cụ thể Cấu thành máy tính Thực hiện L 0 Khó thay đổi Chạy nhanh Trừu tượng Thực hiện L 1 trở lên Dễ sửa chữa Chạy chậm Phần dẽo Là linh kiện có chương trình bên trong Chương trình cố định và tồn tại khi tắt nguồn Phần cứng và phần mềm tương đương nhau Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S7 Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh Tuyến III. Giới thiệu tổng quát một máy tính số Khối điều khiển Khối số học luận lý (ALU) Bộ thanh ghi Khối xử lý trung ương (CPU) Bộ nhớ Đĩa Máy in Thiết bị xuất nhập Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S8 Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh 8 bước thực hiện lệnh của CPU 1. Lấy lệnh kế tiếp từ bộ nhớ vào thanh ghi lệnh IR. 2. Thay đổi bộ đếm chương trình PC để trỏ tới lệnh tiếp sau nữa. 3. Xác định loại của lệnh vừa lấy (làm gì?). 4. Nếu lệnh sử dụng dữ liệu trong bộ nhớ thì xác định xem nó ở đâu. 5. Lấy dữ liệu (nếu có) vào thanh ghi của CPU. 6. Thi hành lệnh. 7. Cất kết quả vào nơi cần lưu trữ. 8. Trở lại bước 1 để làm lệnh kế. Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S9 Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh CPU Khối ALU Cộng And Trừ Or Nhân Xor Chia Not D ị ch Qua y ( Thanh g hi lệnh ) (Bộ thanh ghi) (Tín hiệu điều khiển xuất) (Tín hiệu điều khiển nhập) CPU có gì bên trong ? điều khiển định thì ( Lấ y và thi hành lệnh ) ( Xun g clock ) Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S10 Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh Máy song song Máy Von Neumann 3 loại máy song song SISD : single Instruction stream, single data stream SIMD : single Instruction stream, multiple data stream MIMD : multiple Instruction stream, multiple data stream Máy Vector 8 ALU CPU CPU CPU Bộ nhớ dùng chung CPU CPU CPU Bộ nhớ dùng chung Bộ nhớ riêng Bộ nhớ riêng Bộ nhớ riêng [...]... chức cấu trúc máy tính Ma trận điểm trên máy in in nửa dot bề ngang 11 Đầu kim có 9 kim 9 Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh C1 Giới thiệu / S22 Tổ chức cấu trúc máy tính Máy in laser Dữ liệu tích điện trên mặt trống Trống Tia laser quét Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh C1 Giới thiệu / S23 Tổ chức cấu trúc máy tính. .. Nguyễn Xuân Minh C1 Giới thiệu / S27 Tổ chức cấu trúc máy tính PC ACC SP 0 +1 -1 A B Đường dữ liệu Tuyến địa chỉ bus C 8 bus A 10 bus B chốt A 4 9 chốt B MAR MBR 6 5 3 Tuyến dữ liệu 1 chọn A 7 2 Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM ALU Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh C1 Giới thiệu / S28 Tổ chức cấu trúc máy tính Phân vùng bit điều khiển đường dữ liệu 1 Điều khiển bộ chọn A (1 bit) 2 Chọn toán... máy tính Synchronous bus T1 T2 T3 T4 CLK M/IO A19÷A16 Địa chỉ ALE AD15÷AD0 Địa chỉ Dữ liệu RD DT/R DEN Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh C1 Giới thiệu / S25 Tổ chức cấu trúc máy tính Asynchronous bus Address MREQ RD MSYN Data Data SSYN Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh C1 Giới thiệu / S26 Tổ chức cấu trúc máy tính. .. thiệu / S16 Tổ chức cấu trúc máy tính 5 7 6 12 11 10 13 9 1 4 15 3 U5 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 DO DI RAS CAS WE 14 DRAM 2 A8 ÷ A0 Din,Dout RAS CAS WE Vcc GND : địa chỉ hàng / cột (18 bit) : dữ liệu : chọn hàng : chọn cột : cho phép ghi : nguồn : đất MSM41256A Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh C1 Giới thiệu / S17 Tổ chức cấu trúc máy tính Ma trận ký tự trên... Nguyễn Xuân Minh C1 Giới thiệu / S19 Tổ chức cấu trúc máy tính Vcc Tổ chức ma trận bàn phím 0 là nhấn 1 là nhả Vcc 1 0 1 Quét hàng (2→4) → 0 1 1 1 1 Đọc về FB 1 1 1 0 1 1 Nhấn Đệm cột và đọc về Hiện tượng rung phím (5 - 15 ms) Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Cứng Chống rung Mềm Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh C1 Giới thiệu / S20 Tổ chức cấu trúc máy tính Phân chia đĩa vật lý Cung (sector)...C1 Giới thiệu / S11 Tổ chức cấu trúc máy tính Máy tính kiểu đường ống (pipeline machine) Khối xử lý được chia ra 5 phần hoạt động song song P1 P2 P3 P4 P5 Lấy lệnh Phân tích lệnh Xác định toán hạng Lấy toán hạng Thực hiện lệnh thi hành xong lệnh P1: P2: L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L1 L2 L3 L4 L5 P3: P4: P5: Khoa Công nghệ thông tin... cấu trúc máy tính là nơi chứa chương trình và dữ liệu Bộ nhớ là gì ? Read Only ROM Programmable PROM Erasable EPROM EEPROM Electrically ROM (Chết) Bộ nhớ Random Memory Access RAM (Sống) Dynamic DRAM Static SRAM ?? (Thời gian truy xuất) (Đơn vị truy xuất) (Dung lượng) BYTE BIT Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM KB MB GB TB Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh C1 Giới thiệu / S13 Tổ chức cấu trúc. .. dữ liệu vào MAR (1 bit) 5 Điều khiển đọc dữ liệu từ bộ nhớ vào MBR (1 bit) 6 Điều khiển ghi dữ liệu từ MBR vào bộ nhớ (1 bit) 7 Cho phép bus C (1 bit) 8 Chọn thanh ghi cho bus C (3 bit) 9 Chọn thanh ghi cho bus B (3 bit) 10 Chọn thanh ghi cho bus A (3 bit) Vi lệnh 1 2 3 Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM 4 5 6 7 8 9 10 Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh C1 Giới thiệu / S29 Tổ chức cấu trúc máy. .. trúc máy tính ROM +5V A2 A1 A0 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 A0 A1 1 1 0 GiÀi mÁ h¿ng 0 1 1 0 A2 1 (chÑn cît phÀi) 1 0 1 0 1 1 T3 P3 T2 P2 T1 P1 0 T0 P0 D3 D1 D0 1 Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM D2 1 1 GiÀi mÁ cît v¿ ½èm 0 Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh C1 Giới thiệu / S14 Tổ chức cấu trúc máy. .. thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh C1 Giới thiệu / S15 Tổ chức cấu trúc máy tính 10 9 8 7 6 5 4 3 25 24 21 23 2 26 1 20 22 27 U2 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 CE OE WE 11 12 13 15 16 17 18 19 A14 ÷ A0 D7 ÷ D0 OE CE WE Vcc GND : địa chỉ : dữ liệu : cho phép xuất : chọn chip : cho phép ghi : nguồn : đất SRAM HM62256/SO Khoa Công nghệ . chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S3 Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh II. Cấu trúc máy tính. trình L4 Biên dịch Biên dịch Biên dịch Mô hình máy tính nhiều cấp Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S5 Khoa Công nghệ thông tin