1
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG
Phạm Quang Dũng
Bộmôn Khoa học máy tính - Khoa CNTT
Trường Đại học Nông nghiệp I – Hà Nội
website: www.hau1.edu.vn/it/pqdung
ĐT: (04) 8766318 DĐ: 0988.149.189
Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.2
Chương 1: Giới thiệu chung
Nội dung chương 1
1.1. Máy tính và phân loại
1.2. Kiến trúc máy tính
1.3. Sựtiến hoá của máy tính
Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.3
Chương 1: Giới thiệu chung
1.1. Máy tính và phân loại
1. Máy tính
Máy tính (Computer) là thiết bị điện tửthực hiện
các công việc sau:
Nhận thông tin vào,
Xửlý thông tin theo dãy các lệnh được nhớsẵn bên
trong,
Đưa thông tin ra.
Dãy các lệnh nằm trong bộnhớ để yêu cầu máy
tính thực hiện công việc cụthể được gọi là chương
trình (program)
ÆMáy tính hoạt động theo chương trình.
Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.4
Chương 1: Giới thiệu chung
Mô hình máy tính cơ bản
2
Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.5
Chương 1: Giới thiệu chung
Mô hình phân lớp của máy tính
Phần cứng: hệthống vật lý của máy tính
Phần mềm: các chương trình và dữliệu
Người sử dụng
(End User) Người lập trình
(Programmer)
Người thiết kế HĐH
(OS Designer)
Các chương trình ứng dụng
(Application Programs)
Các phần mềm trung gian (Utilities)
Hệ điều hành (Operating System)
Phần cứng (Computer Hardware)
Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.6
Chương 1: Giới thiệu chung
2. Phân loại máy tính
Phân loại truyền thống:
Máy vi tính (Microcomputer)
Máy tính nhỏ(Minicomputer)
Máy tính lớn (Mainframe Computer)
Siêu máy tính (Supercomputer)
Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.7
Chương 1: Giới thiệu chung
Phân loại máy tính hiện đại
Máy tính để bàn (Desktop Computers)
Máy chủ(Servers)
Máy tính nhúng (Embedded Computers)
Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.8
Chương 1: Giới thiệu chung
Máy tính để bàn (Desktop)
Là loại máy tính phổbiến nhất
Các loại máy tính để bàn
Máy tính cá nhân (Personal Computer – PC)
Máy tính trạm làm việc (Workstation Computer)
1981 ÆIBM giới thiệu máy tính IBM-PC sử
dụng bộxửlý Intel 8088
1984 Æ Apple đưa ra máy tính Macintosh sử
dụng bộxửlý Motorola 68000
Giá thành: 300USD đến 10.000USD
3
Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.9
Chương 1: Giới thiệu chung
Máy chủ(Server)
Thực chất là máy phục vụ
Dùng trong mạng theo mô hình
Client/Server (Khách hàng/Người phục vụ)
Tốc độ và hiệu năng tính toán cao
Dung lượng bộnhớlớn
Độ tin cậy cao
Giá thành: hàng chục nghìn đến hàng chục
triệu USD.
Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.10
Chương 1: Giới thiệu chung
Máy tính nhúng (Embedded Computer)
Được đặt trong thiết bịkhác để điều khiển thiết
bị đólàm việc
Được thiết kếchuyên dụng
Ví dụ:
Điện thoại di động
Bộ điều khiển trong máy giặt, điều hoà nhiệt
độ
Router - bộ định tuyến trên mạng
Giá thành: Vài USD đến hàng trăm nghìn USD.
Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.11
Chương 1: Giới thiệu chung
1.2. Kiến trúc máy tính
Kiến trúc máy tính bao gồm hai khía cạnh:
Kiến trúc tập lệnh (Intruction Set Architecture): nghiên cứu
máy tính theo cách nhìn của người lập trình.
Tổchức máy tính (Computer Organization): nghiên cứu cấu
trúc phần cứng máy tính.
ÆKiến trúc tập lệnh thay đổi chậm, tổchức máy tính thay đổi
rất nhanh.
Ví dụ: Các máy tính PC dùng các bộxửlý Intel 32-bit từ
80386 đến Pentium 4:
Cùng chung kiến trúc tập lệnh (IA-32)
Có tổchức khác nhau
Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.12
Chương 1: Giới thiệu chung
Kiến trúc tập lệnh
Kiến trúc tập lệnh của máy tính bao gồm:
Tập lệnh: tập hợp các chuỗi sốnhịphân mã
hoá cho các thao tác mà máy tính có thểthực
hiện.
Các kiểu dữliệu: các kiểu dữliệu mà máy tính
có thểxửlý.
4
Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.13
Chương 1: Giới thiệu chung
Cấu trúc cơ bản của máy tính
Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.14
Chương 1: Giới thiệu chung
Các thành phần cơ bản của máy tính
Bộxửlý trung tâm (Central Processing Unit):
Điều khiển hoạt động của máy tính và xửlý dữliệu.
Bộnhớchính (Main Memory): Chứa các chương
trình và dữliệu đang được sửdụng.
Hệthống vào ra (Input/Output System): Trao
đổi thông tin giữa máy tính với bên ngoài.
Liên kết hệthống (System Interconnection):
Kết nối và vận chuyển thông tin giữa các thành
phần với nhau.
Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.15
Chương 1: Giới thiệu chung
1.3. Sựtiến hoá của máy tính
Thếhệthứnhất: Máy tính dùng đèn điện tử
chân không (1943-1956)
Thếhệthứhai: Máy tính dùng transistor
(1957-1965)
Thếhệthứba: Máy tính dùng vi mạch SSI,
MSI và LSI (1966-1980)
Thếhệthứ tư: Máy tính dùng vi mạch VLSI,
SLSI (1981-nay)
http://www.computerhistory.org/timeline/timeline.php
Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.16
Chương 1: Giới thiệu chung
1. Máy tính dùng đèn điện tử
ENIAC -Máy tính điện tử đầu tiên
Electronic Numerical Intergator And Computer
Dựán của BộQuốc phòng Mỹ
Do John Mauchly và John Presper Eckert ở Đại
học Pennsylvania thiết kế.
Bắt đầu từ năm 1943, hoàn thành năm 1946
5
Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.17
Chương 1: Giới thiệu chung
ENIAC (tiếp)
Nặng 30 tấn
Kích thước 140 m2
18000 đèn điện tửvà 1500 rơle
5000 phép cộng/giây
Xửlý theo sốthập phân
Bộnhớchỉ lưu trữdữliệu
Lập trình bằng cách thiết lập vịtrí của các
chuyển mạch và các cáp nối.
Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.18
Chương 1: Giới thiệu chung
ENIAC (tiếp)
Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.19
Chương 1: Giới thiệu chung
ENIAC (tiếp)
Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.20
Chương 1: Giới thiệu chung
Máy tính von Neumann
Còn gọi là máy tính IAS:
Princeton Institute for Advanced Studies
Được bắt đầu từ1947, hoàn thành 1952
Do John von Neumann thiết kế
Được xây dựng theo ý tưởng “chương trình được
lưu trữ” (stored-program concept) của von
Neumann/Turing (1945)