zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Công Nghệ Thông Tin

» Phần cứng

Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 1: Tổng quan về kiến trúc máy tính

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:40

Báo xấu

32
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 1: Tổng quan về kiến trúc máy tính, chương này trình bày về các khái niệm cơ bản về kiến trúc máy tính; phân loại; cấu trúc tổng quát và tổ chức máy tính; lịch sử phát triển; khái niệm phần cứng – phần mềm; bài tập;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 1: Tổng quan về kiến trúc máy tính

TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH VŨ NGỌC THANH SANG TRỊNH TẤN ĐẠT KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐẠI HỌC SÀI GÒN Email: trinhtandat@sgu.edu.vn Website: https://sites.google.com/site/ttdat88
Nội dung • Các khái niệm cơ bản • Phân loại • Cấu trúc tổng quát • Lịch sử phát triển • Bài tập Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
I - Khái niệm cơ bản về kiến trúc máy tính • Máy tính (computer) là một thiết bị điện tử xử lý dữ liệu, thông qua thực thi tự động danh sách các lệnh hay gọi là chương trình (program) đã được lưu trữ vào bộ nhớ chính. • Thiết bị ngoại vị (peripherals): những thiết bị có thể nhập, xuất thông tin và bộ nhớ thứ cấp (second memory). • Hệ thống máy tính (Computer system): bao gồm máy tính và các thiết bị ngoại vi. • Kiến trúc máy tính (Computer architecture): bao gồm cấu trúc hệ thống, các thuộc tính của hệ thống kết nối với nhau. Các thuộc tính có thể thấy được bởi người lập trình hoặc có ảnh hưởng trực tiếp đến logic thực hiện chương trình. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
I. Khái niệm cơ bản về kiến trúc máy tính Các thao tác cơ bản trên máy tính • Input: Nhập dữ liệu vào máy tính • Processing: Xử lý dữ liệu • Output: Hiển thị kết quả xử lý • Storage: Lưu dữ liệu, chương trình, kết quả để sử dụng trong tương lai • Communication: Gửi và nhận dữ liệu Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
I - Khái niệm cơ bản về kiến trúc máy tính ❑ Các thuộc tính Kiến trúc máy tính (KTMT): • Tập lệnh • Các phương pháp biểu diễn dữ liệu cơ bản • Cơ chế xuất/nhập • Các khối cơ bản trong CPU • Chức năng của các thành phần chính • Sự thực hiện lệnh • Tố chức bộ nhớ (các kỹ thuật định vị bộ nhớ) • Các cách mà các thành phần cơ bản kết nối với nhau Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
II - Phân loại máy tính – Theo kiến trúc Theo kiến trúc (RISC, CISC): • RISC (Reduced Instructions Set Computer) • Là bộ kiến trúc vi xử lý được thiết kế theo hướng đơn giản hóa tập lệnh. • Phần cứng đơn giản và nhanh hơn • CISC (Complex Instructions Set Computer) • Là một kiến trúc vi xử lý được thiết kế với các tập lệnh phức tạp (có thể đảm nhiệm nhiều chức năng). • Phần cứng phức tạp và chậm hơn Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
II - Phân loại máy tính – Theo khảo năng xử lý • Mainframe Computer (Máy tính lớn): o Là những máy tính có hiệu suất tính toán cao với chiều dài bus dữ liệu là 64 bit hoặc hơn. o Có lượng bộ nhớ lớn và các bộ vi xử lý có thể thực thi lượng phép tính lớn, thực thi các giao dịch trong thời gian thực. o Xây dựng cho cơ sở dữ liệu, các server giao dịch. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
II - Phân loại máy tính – Theo khảo năng xử lý • Mini Computer (Máy tính con): o Là loại có kích thước nhỏ hơn với chiều rộng bus dữ liệu từ 32 đến 64 bit. • Micro Computer (Máy vi tính): o Là loại máy tính sử dụng bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit - CPU) làm vi xử lý 32 đến 64 bit. o Tích hợp quy mô lớn (Very large scale integration) cùng công nghệ CMOS (complementary metal oxide silicon) để chế tạo các mạch logic. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
III. Cấu trúc tổng quát và tổ chức máy tính Cấu trúc hệ thống máy tính • Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit - CPU): Điều khiển hoạt động của máy tính và xử lý dữ liệu. • Bộ nhớ chính (Main Memory): Chứa các chương trình và dữ liệu đang được sử dụng. • Hệ thống vào ra (Input/Output System): Trao đổi thông tin giữa máy tính với bên ngoài. • Bus liên kết hệ thống (System Interconnection Bus): Kết nối và vận chuyển thông tin giữa các thành phần với Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
III. Cấu trúc tổng quát và tổ chức máy tính • Tổ chức máy tính (Computer Organization): thực hiện hóa những đặc tả của kiến trúc máy tính. Các chức năng, thuộc tính hoạt động được liên kết với nhau dựa trên kiến trúc máy tính: chi tiết phần cứng, tín hiệu, thiết bị ngoại vi. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
III. Cấu trúc tổng quát và tổ chức máy tính ❑ CPU (Central Processing Unit): Điều khiển mọi hoạt động của máy tính và xử lý dữ liệu. • Thành phần cơ bản: CU (Control Unit) điều khiển hoạt động của máy tính theo chương trình đã định sẵn. ALU (Arithmetic & Logic Unit)thực hiện các phép toán số học và logic trên các dữ liệu cụ thể. RF (Register File) lưu trữ dữ liệu tạm thời phục vụ cho hoạt động của CPU BIU (Bus Interface Unit) kết nối và trao đổi dữ liệu giữa Bus bên trong và Bus bên ngoài CPU Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
III. Cấu trúc tổng quát và tổ chức máy tính Arithmetic/Logic Unit (ALU) là một phần của bộ xử lý CPU • Chứa các mạch số học: Cộng, trừ, nhân và chia • Chứa các mạch để so sánh và logic: so sánh (=), và (and), hoặc (or), không (not) • Chứa thanh ghi: bộ nhớ tốc độ cao, chuyên dụng được kết nối với mạch điện • Đường dẫn dữ liệu: cách thông tin chảy trong ALU • Từ thanh ghi đến mạch • Từ mạch trở lại thanh ghi Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
III. Cấu trúc tổng quát và tổ chức máy tính Bộ nhớ - đơn vị chức năng, nơi dữ liệu được lưu trữ/truy xuất • Bộ nhớ trong (Internal Memory) • Bộ nhớ ngoài (External Memory) Tổ chức : bộ nhớ được chia thành các ô nhớ có kích thước bằng nhau và được đánh địa chỉ. Mổi ô nhớ có thể là 1 byte hoặc 1 từ máy (word). 1 word có thể là 1,2,4 hay 8 byte tùy theo nhà sản xuất máy tính. Thao tác cơ bản : Đọc dữ liệu (Read) Ghi dữ liệu(write) Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
III. Cấu trúc tổng quát và tổ chức máy tính ❑ Bộ nhớ trong (Internal Memory) : bộ nhớ chính (RAM, ROM) và bộ nhớ cache • Chức năng và đặc điểm: • Chứa thông tin mà CPU có thể trao đổi trực tiếp. • Tốc độ rất nhanh. • Dung lương không lớn. • Sử dụng bộ nhớ bán dẫn Random access memory (RAM) • Được tổ chức thành các ô nhớ với các địa chỉ riêng biệt • Thời gian truy cập tới các ô nhớ là như nhau • Giá trị của từng ô nhớ có thể được đọc và thay đổi Read-only memory (ROM) • Một hình thức của RAM để chứa thông tin được ghi sẵn, không thể sửa đổi Cache Memory (hay bộ nhớ đệm) • Đây là bộ nhớ bán dẫn có tốc độ nhanh và chúng được đặt giữa CPU và bộ nhớ chính nằm tăng tốc truy xuất của CPU tới bộ nhớ chính. Dung lượng nhỏ hơn nhiều so với bộ nhớ chính. Tốc độ nhanh hơn rất nhiều lần. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
III. Cấu trúc tổng quát và tổ chức máy tính ❑ Bộ nhớ ngoài • Chức năng và đặc điểm: Lưu trữ tài nguyên phần mềm máy tính. Được kết nối với hệ thống như thiết bị vào ra. Dung lượng rất lớn ( vài trăm GB). Tốc độ chậm. • Các loại bộ nhớ: Bộ nhớ từ : đĩa cứng, đĩa mềm,… Bộ nhớ quang: CD, VCD, DVD,… Bộ nhớ bán dẫn: flash disk,… Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
III. Cấu trúc tổng quát và tổ chức máy tính ❑ Phân cấp bộ nhớ: Dung lượng, tốc độ truy cập, giá thành. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
III. Cấu trúc tổng quát và tổ chức máy tính Thiết bị vào ra (I/O): liên kết bộ vi xử lý với thế giới bên ngoài • Liên kết với con người thông qua bàn phím, máy chiếu • Với bộ nhớ: HDD. SSD, USB, DVD • Với các máy tính khác: mạng RAM = volatile memory (bộ nhớ dễ bay hơi) Bộ nhớ không dễ bay hơi • Thiết bị nhớ truy cập trực tip (direct access storate devices, DASDs) • Thiết bị nhớ truy cập tuần tự (Sequential access storage device (SASDs) Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
III. Cấu trúc tổng quát và tổ chức máy tính Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
III. Cấu trúc tổng quát và tổ chức máy tính Input devices – Thiết bị đầu vào • Dùng để nhập dữ liệu vào máy tính. • Bao gồm bàn phím, chuột, máy quét, máy ảnh, micrô, bút, miếng cảm ứng, màn hình cảm ứng, đầu đọc dấu vân tay, v.v. Processing device – Thiết bị xử lý • Bao gồm đơn vị xử lý trung tâm (CPU), thực hiện tính toán và điều khiển hoạt động của máy tính. • Cũng bao gồm các bộ xử lý bổ sung, chẳng hạn như bộ xử lý đồ họa (GPU) và bộ nhớ. Output – Thiết bị đầu ra • Trình bày kết quả cho người dùng • Bao gồm màn hình, máy in, loa, tai nghe, v.v. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
III. Cấu trúc tổng quát và tổ chức máy tính Storage devices – Thiết bị lưu trữ • Được sử dụng để lưu trữ dữ liệu trên hoặc truy cập dữ liệu từ phương tiện lưu trữ • Bao gồm ổ cứng, đĩa và ổ CD / DVD, ổ flash U S B, v.v. Communication devices - Thiết bị liên lạc • Cho phép người dùng giao tiếp với những người khác và truy cập điện tử vào thông tin từ xa • Bao gồm modem, bộ điều hợp mạng, bộ định tuyến, v.v. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.