Kiến trúc máy tính
Chương I – a: Tổng quan về môn học
Về môn học
Dành cho những sinh viên yêu thích môn học, thích
điểm cao và không thích nhìn lưng giảng viên.
Yêu cầu: Có kiến thức về lập trình cơ bản C/C++
hoặc Java.
Mục tiêu môn học
Tìm hiểu chức năng và hoạt động của các thành phần cơ bản trong hệ thống máy tính bao gồm Bộ xử lý (processor), bộ nhớ (memory), vào / ra (input/output).
Bắt buộc phải hiểu: Đánh giá hiệu năng (performance)
Giao diện phần cứng / phần mềm
Có thể viết chương trình bằng hợp ngữ.
Tại sao lại dùng MIPS? Tôi không sở hữu máy tính MIPS…
Những vấn đề trọng tâm Hợp ngữ MIPS
Mức logic số
MIPS đơn giản, x86 thì không
Thiết kế bộ xử lý
Kỹ thuật đường ống
Bộ nhớ đệm cache
Vào / ra
Nội dung chương 1
Lịch sử phát triển của máy tính
Khái niệm cơ bản về kiến trúc máy tính
Tìm hiểu bên trong máy tính
Tìm hiểu bên trong bộ vi xử lý
Tìm hiểu chương trình thực thi trên máy tính
Kiến trúc máy tính là gì? Tại sao phải quan tâm?
Phân loại như thế nào?
Lịch sử phát triển của máy tính
Transistor (1958) • Burroughs 6500 • NCR, CDC 6600
Cơ • Blaise Pascal (1642) • 1642 - 1945
IC(Integrated Circuit) •LSI – VLSI •Xử lý song song
ENIAC (1946) 18.000 bóng đèn 1500 rơle 30 tấn 140 kw
Khái niệm cơ bản về kiến trúc máy tính
Phần mềm hệ thống
Phần mềm ứng dụng
Phân loại
Phần cứng
Cấu tạo
Chức năng
Cấu trúc bộ xử lý
RISC
CISC
Harvard
Máy tính nhúng
Von newmann
Máy tính chuyên dụng
10
Kiến trúc vonNeumann
I/O Devices
Memory (ROM/RAM)
Central Processing Unit (CPU)
Bus dữ liệu
Bus điều khiển
Bus địa chỉ
PCI PCIe SCSI USB …
Thiết bị vào/ra Bộ nhớ Memory Phối ghép vào/ra (I/O) Bộ xử lý trung tâm CPU
DRAM SRAM ROM EEPROM Flash Intel 80X86 Motorola 680X PowerPC ASIP …
Màn hình Máy in Bàn phím Con chuột Ổ cứng Sensor, Actor …
HUST-FET, 01/11/2013
Chương 1 – Thành phần cơ bản của máy tính
11
Kiến trúc Havard
Bus dữ liệu
Bus điều khiển
Bus địa chỉ
Thiết bị vào/ra Bộ nhớ dữ liệu Bộ xử lý trung tâm CPU Phối ghép vào/ra (I/O)
Bus địa chỉ
Bus điều khiển
Bus dữ liệu
Bộ nhớ lệnh
HUST-FET, 01/11/2013
Kiến trúc RISC (Reduce Instruction Set Computer)
DEC Alpha, AMD 29k, ARC, ARM, Atmel AVR, MIPS, PA-RISC,
Power(PowerPC), SuperH, và SPARC
ARM (Acorn RISC Machine)
MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages)
From ARM
Có bao nhiêu SV biết về ARM? Hãy tra wikipedia để có khái niệm sơ bộ về ARM.
Các máy tính nhúng thông dụng nhất trên thế giới
“big.LITTLE” là gì ?
Big processor cores (Lõi xử lý lớn): Hiệu năng tính toán cao.
Little processor cores (Lõi xử lý nhỏ): Năng lượng tiêu thụ thấp.
Big
Little
From ARM
Tại sao phát triển lõi big.Little?
Pin điện thoại sẽ dùng được lâu nhất có thể
Kiến trúc LITTLE và BIG
LITTLE • Đơn giản • Ít các đơn vị chức năng • Xử lý chậm • Đường ống ngắn
BIG • Phức tạp • Nhiều đơn vị chức năng • Đường ống dài • Xử lý nhanh
Mở rộng: Thiết kế nhiều transitor với cùng chi phí và sử dụng hiệu quả
