L ỜI NÓI ĐẦU
2.5. Máy tính Von Neumann
Năm 1945, John Von Neumann, nhà toán học người Hungary, đã đề xuất ý
tưởng về cấu trúc cơ bản mà một máy tính cần có. Theo ý tưởng này, máy tính hoạt
động theo một chương trình được lưu trong bộ nhớ. Máy tính giao tiếp với thế giới bên ngoài thông qua các bộ điều khiển xuất/nhập dữ liệu. Khái niệm máy tính có
chương trình được lưu trữra đời và tồn tại cho tới ngày nay. Do đó, khi nói đến các
máy tính có chương trình được lưu trữ là nói đến máy tính có kiến trúc Von
Neumann. Ngày nay, kiến trúc Von Neumann đã có nhiều cải tiến, nhưng vềcơ bản vẫn phải có những thành phần sau:
- Đơn vị xửlý trung tâm, còn được gọi là CPU: có chức năng đọc và thực thi
chương trình được lưu trữ trong bộ nhớ. Các lệnh trong chương trình được đọc và
thực thi một cách tuần tự, tại một thời điểm chỉ có một lệnh được thực thi.
- Bộ nhớ: là nơi lưu trữ chương trình thực thi của đơn vị xử lý trung tâm và
các dữ liệu cần thiết
- Các bộ điều khiển xuất/nhập dữ liệu, còn gọi là các ngoại vi của máy tính, có chức năng giúp đơn vị xử lý trung tâm giao tiếp với thế giới bên ngoài
- Các thành phần trên kết nối với nhau thông qua các đường dây dẫn gọi là
27
Hình 2.2. Mô hình kiến trúc Von Neumann
Từ mô hình trên ta thấy, lệnh trong chương trình thực thi và dữ liệu chia sẻ
chung một bus, do đó, trong lúc CPU đọc lệnh thì không thể đọc/ghi dữ liệu và
ngược lại trong lúc đọc/ghi dữ liệu thì không thểđọc lệnh để thực thi. Điều này làm
hạn chế tốc độ xử lý của CPU, đây chính là nhược điểm của kiến trúc Von Neumann, còn gọi là tình trạng thắt cổchai Von Neumann. Để khắc phục tình trạng
này người ta đã thiết kế thêm bộ nhớ cache bên trong vi xửlý. Do đó, ngày nay kiến
trúc Von Neumann vẫn là kiến trúc phổ biến trong các máy tính.
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 2
1. Vẽ mô hình và nêu chức năng cơ bản của các thành phần trong máy tính Von
Neumann. Nhược điểm của kiến trúc Von Neumann là gì?
2. Máy CISC là gì? Máy RISC là gì? Nêu những điểm khác nhau giữa hai loại máy này.
3. Trình bày các chức năng cơ bản của một máy tính. 4. Trình bày cấu trúc của một máy tính hiện đại.
28
Chƣơng 3. CẤU TRÚC TỔNG QUÁT
Máy tính bao gồm rất nhiều thành phần như: thùng máy, nguồn, bản mạch chính, ổ đĩa cứng, bàn phím, chuột, … Trong đó, một số thành phần bắt buộc phải có và một số không bắt buộc, đóng vai trò hỗ trợ chức năng cho máy tính. Mỗi thành phần đều có những thông số kỹ thuật riêng. Do đó, để có thể lắp ráp được một chiếc máy tính cá nhân hoàn chỉnh, có tính tương thích cao, hoạt động tốt, ta cần phải lựa chọn các thành phần thích hợp. Sau đây, ta sẽ lần lượt tìm hiểu về từng thành phần cấu tạo nên một chiếc máy tính cá nhân.