Bài giảng Kiến trúc máy tính: Giới thiệu môn học - Nguyễn Ngọc Hóa

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

48
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kiến trúc máy tính: Giới thiệu môn học sẽ giúp các bạn nắm bắt được những thông tin chung về môn học như đối tượng, mục tiêu, lịch giảng dạy, tài liệu tham khảo, phương pháp giảng dạy, cách đánh giá môn học cùng một số thông tin khác. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kiến trúc máy tính: Giới thiệu môn học - Nguyễn Ngọc Hóa

Kiến trúc máy tính NGUYỄN Ngọc Hoá Department of Information Systems, University of Engineering & Technology, Vietnam National University, Hanoi 7 September 2015 Hoa.Nguyen@vnu.edu.vn
Giới thiệu môn học  Môn học:  Kiến trúc máy tính  Computer Architecture  Phân bố giờ học : 3 tín chỉ  30 giờ lý thuyết  12 giờ bài tập & ôn tập  3 giờ thảo luận trên lớp  Giảng viên: Nguyễn Ngọc Hoá  Phòng 311-E3  Điện thoại: 37547.813  Email: Hoa.Nguyen@vnu.edu.vn  Lớp trưởng môn học  Bach Van Thuần, 0963.131.293 , thuanbv2203@gmail.com  Phan Thi Hà Trang, 096.991.7887, hatrang1921@gmail.com Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hoá 2
Mục tiêu  Trang bị kiến thức cơ bản về kiến trúc và tổ chức máy tính, sơ lược quá trình phát triển ngành công nghiệp máy tính,  Nắm bắt hoạt động và tổ chức của các bộ phận chính trong máy tính (CPU, bộ nhớ, thiết bị vào/ra, hệ thống liên kết) đặc biệt là bộ nhớ và CPU,  Hiểu rõ về ảnh hưởng của tập lệnh và kiểu đánh địa chỉ đến hiệu năng của một máy tính computer, về quan hệ lẫn nhau giữa tập lệnh, kiểu địa chỉ, pipeline và những phân cấp của bộ nhớ (cache, chính, ảo),  Nắm bắt được một số kiến trúc hiện đại cải thiện được hiệu năng máy tính (kiến trúc x86-64, kỹ thuật siêu luồng, đa luồng đồng thời, đa lõi,...) Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hoá 3
Chuẩn đầu ra của môn học Mục tiêu Bậc 1 Bậc 2 Bậc 3 Nội dung 1. Kiến thức (cho phép đạt được những yêu cầu 1.4 của ma trận chuẩn đầu ra ngành HTTT và CNTT) Nắm được kiến thức cơ bản về kiến trúc và tổ chức của máy tính, sơ lược quá trình phát triển ngành công nghiệp máy tính. x Hiểu được tổ chức và cơ chế hoạt động của các thành phần chính trong máy tính, đặc biệt là bộ nhớ và CPU; x Làm chủ được những điểm quan trọng trong quản lý bộ nhớ như các phương pháp ánh xạ giữa hai loại bộ nhớ, kỹ thuật thay thế, chính sách x ghi, ... Hiểu và vận dụng được những vấn đề nổi bật trong kiến trúc CPU như tập lệnh, kiểu đánh địa chỉ, kỹ thuật pipeline, .. x Phân tích và đánh giá được hiệu năng của máy tính nói chung, xác định được ảnh hưởng khi một trong những yếu tố quan trọng trong kiến trúc thay đổi đến hiệu năng của máy tính, biết cách xây dựng giải pháp nâng x cao hiệu năng tính toán tuỳ theo ngữ cảnh 2. Kỹ năng 2.1 Kỹ năng cứng 2.1.2. Kỹ năng lập luận tư duy và giải quyết vấn đề 2.1.3. Kỹ năng nghiên cứu và khám phá kiến thức x 2.1.4. Kỹ năng tư duy theo hệ thống 2.2 Kỹ năng mềm x 2.2.1. Các kỹ năng cá nhân Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hoá 4
Chương trình học 1. Nhập môn T1 2. Tổ chức cơ bản máy tính T2  Khái niệm chung  Khái niệm điều khiển theo  Kiến trúc và tổ chức chương trình  Cấu trúc và chức năng  Nguyên lý Von Neuman  Lịch sử phát triển  Thành phần chính của máy tính  Mô hình máy tính của Von Neuman  CPU  Phân loại kiến trúc  Bộ nhớ,  Hiệu năng và luật Moore  Thiết bị vào/ra  Một số kiến trúc máy tính hiện đại  Hệ thống liên kết  Kiến trúc x86 và x86-64  Chức năng của máy tính  Kiến trúc UltraSparc  Khái niệm chung  Bài tập  Chu trình lệnh  Sơ đồ trạng thái chu trình không có ngắt và có ngắt  Bài tập Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hoá 5
Chương trình học… 3. Hệ thống liên kết T3 4. Bộ nhớ và các hệ thống  Mô hình liên kết thành phần lưu trữ T456 trong máy tính  Khái niệm và chiến thuật  Khái niệm bus phân cấp bộ nhớ  Tổ chức và chức năng  Các đặc điểm của bộ nhớ  Kiến trúc truyền thống  Bộ nhớ chính  Kiến trúc hiệu năng cao  Bộ nhớ cache  Các đặc điểm của bus  Bộ nhớ ngoài  Kiểu bus  Bài tập  Độ rộng bus  Kiểu truyền dữ liệu   Timing Kỹ thuật phân xử (arbitrage)  Bài tập & Kiểm tra  Hiệu năng giữa kỳ T7  Ví dụ với PCI bus Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hoá 6
Chương trình học… 5. Các thiết bị vào/ra T8 6. Số học máy tính T9  Các thiết bị bên ngoài  Tổng quan về đơn vị số  I/O Modules học và logic - ALU  Truy cập bộ nhớ trực tiếp  Biểu diễn thông tin số  Kênh I/O và processors  Khái niệm thông tin số  Biểu diễn ký tự  Bài tập  Biểu diễn số nguyên  Biểu diễn số thực  Logic số  Mạch kết hợp  Bộ số học và logic  Mạch tuần tự  Bài tập Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hoá 7
Chương trình học... 7. Kiến trúc bộ vi xử lý 8. Cấu trúc và chức năng T10-11 CPU T12-13  Khái niệm  Cấu trúc CPU  Biểu diễn lệnh  Chu trình lệnh  Định dạng (format) lệnh  Pipeline  Phân loại lệnh  CISC & RISC  Các phương pháp đánh địa chỉ  Superscalar  Ví dụ với các kiến trúc thường  Bài tập gặp  Intel – x86  AMD – x86-64  ARM  PowerPC Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hoá 8
Chương trình học... 9. Xử lý song song và đa lõi T14  Một số mô hình tổ chức đa CPU  SISD  SIMD  MISD  MIMD  Đa luồng đồng thời - SMT và siêu luồng HyperThreading  SMP và Cluster  Mô hình tổ chức hệ thống máy tính đa lõi (multicores)  Core i7  ARM11 MPCore 10. Chữa bài tập và ôn tập chung T15 Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hoá 9
Đánh giá  Kiểm tra giữa môn: ME 40%  Kiểm tra hết môn: FE 60%  Điểm môn học = 40%ME + 60%FE Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hoá 10
Tài liệu tham khảo  William Stallings, Computer Organization and Architecture, 10th Edition, Prentice Hall, 2015  John L. Hennessy & David A. Patterson, Computer Architecture, A quantitative approach, 5th Edition, Morgan Kaufmann, 2011  BBC : KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CLC (1516_I_INT2205_4) http://bbc.vnu.edu.vn/webapps/portal/frameset.jsp?tab_id=_2_1&url=%2fwebap ps%2fblackboard%2fexecute%2flauncher%3ftype%3dCourse%26id%3d_2194_ 1%26url%3d Computer Architecture – –Department Department of ofInformation Information Systems Systems @ @Hoá NGUYỄN NGUYEN Ngọc Hoá 11