Bài giảng Kiến trúc máy tính và hệ điều hành: Bài 3 - Nguyễn Hồng Sơn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tiếp tục bài 2, Bài giảng Kiến trúc máy tính và hệ điều hành bài 3 giới thiệu nội dung về kiến trúc VON NEUMANN VÀ Kiến trúc Hardvard. Kính mời quý đọc giả tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kiến trúc máy tính và hệ điều hành: Bài 3 - Nguyễn Hồng Sơn

om Bài 3 .c ng KIẾN TRÚC VON NEUMANN co VÀ KIẾN TRÚC HARVARD an th o ng du u cu 44 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
KIẾN TRÚC VON NEUMANN om .c ENIAC (Electronic Numerical Integrator And ng Computer) laø maùy tính ñieän töû daïng general- co purpose ñaàu tieân. an th ENIAC toû ra naëng neà vaø ñôn ñieäu ng Caûi tieán töø yù töôûng stored-program, nhaø toaùn hoïc o du John von Neumann thieát keá ra maùy tính môùi goïi u laø IAS (Institute for Advanced Studies) laø khuoân cu maãu cho taát caû caùc maùy tính general-purpose sau naøy. 45 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
om .c ng co an th o ng du u cu 46 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
om .c ng ALU co an Boä nhôù Thieát bò th chính I/O ng Program o du Control Unit u cu Caáu truùc cuûa maùy tính IAS 47 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Maùy von Neumann om .c Main memory: löu tröõ caû data vaø instruction ng ALU: thao taùc treân soá lieäu nhò phaân co an PCU: bieân dòch vaø taïo ñieàu kieän thöïc thi caùc th inst o ng Thieát bò I/O ñöôïc ñieàu khieån bôûi CU du u cu 48 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Maùy von Neumann om .c Boä nhôù chöùa 1000 vò trí hay töø nhôù (word), ng moãi word coù 40 bit. co Moãi soá (data)ñöôïc bieåu dieãn goàm 1bit daáu an vaø 39 bit giaù trò th ng Moãi word coù theå chöùa hai inst 20 bit o du Moät inst goàm 8 bit op code vaø 12 bit ñòa u cu chæ 49 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
om .c 0 1 39 ng Giaù trò co Sign Number word an bit th ng Instruction traùi Instruction phaûi o du 0 7 8 19 20 28 39 u cu Op code addr Op code addr Instruction word 50 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Central Processing Unit ALU AC MQ Thieát bò om Caùc maïch soá hoïc-luaän lyù I/O .c MBR ng Instructions co vaø data an th ng IBR PC Main o du memory u IR MAR cu Caùc maïch address ñieàu khieån : control signals Program Control Unit KIEÁN TRUÙC MÔÛ ROÄNG CUÛA IAS 51 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Maùy von Neumann (tt) om .c Control Unit ñieàu haønh IAS baèng caùc laáy caùc inst ng töø boä nhôù vaø thöïc thi moãi luùc moät inst. co Caû ALU vaø PCU ñeàu coù caùc vò trí löu tröõ goïi laø an caùc thanh ghi: th MBR (Memory Buffer Register) ng MAR (Memory Address Register) o du IR (Instruction Register) u IBR (Instruction Buffer Register) cu PC (Program Counter) AC&MQ (Accumulation & Multiplier-Quotient) 52 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
start y n Inst keá trong IBR? MAR PC om MBRM(MAR) .c Chu kyø ng IBRMBR(20:39) laáy inst IRIBR(0:7) IRMBR(20:27) n Coù yeâu caàu y IRMBR(0:7) co MARIBR(8:19) MARMBR(28:39) instruction traùi? MARMBR(8:19) an PCPC+1 th ng Giaûi maõ inst trong IR o du ACM(X) Goto M(X,0:19) then If AC ≥0 ACAC+M(X) goto M(X,0:19 u AC≥0? y cu Chu kyø thöïc thi MBRM(MAR) PCMAR MBRM(MAR) n ACMBR ACAC+MBR 53 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Kieán truùc Hardvard om .c Kieán truùc Harvard taùch rieâng boä nhôù löu tröõ chöông trình vaø döõ lieäu. Ñoä roäng Bus chöông trình thay ñoåi ng linh ñoäng vaø toái öu cho moät thieát bò ñaëc bieät naøo ñoù. co Ñoä roäng bus döõ lieäu thöôøng laø 8 hay 16 bit. Kieán truùc an naøy cho pheùp truy xuaát ñoàng thôøi caû chöông trình vaø döõ lieäu. th ng Kieán truùc Harvard coù moät vaøi öu ñieåm: moät long o du word inst chæ chieám moät vò trí nhôù, caùc single word inst coù theå taêng toác xöû lyù vì maõ leänh vaø döõ lieäu lieân u cu quan ñeàu chöùa trong moät töø nhôù. Việc thöïc thi chæ thò cuõng nhanh vì boä nhôù chöông trình vaø boä nhôù döõ lieäu ñeàu coù theå truy xuaát ñoàng haønh. Nhieàu DSP coù kieán truùc Hardvard 54 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Kieán truùc Harvard om .c ng co an th o ng du u cu 55 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Kieán truùc Harvard om .c Moät soá CPU coù kieán truùc hoãn hôïp giöõa hai kieán truùc. ng Caáu truùc beân trong core laø Harvard. Core cuûa CPU ñöôïc co ñeäm töø bus ngoøai qua moät cache toác ñoä cao vaø moät boä an ñieàu khieån cache. Ñeå naâng phaåm chaát, beân trong CPU th taùch bieät bus chöông trình vaø bus döõ lieäu, moãi bus ñeàu coù cache rieâng. ng Boä ñieàu khieån data cahe giaùm saùt bus ñeå caäp nhaät baûn o du sao trong cache neáu caùc thieát bò khaùc treân bus thay ñoåi boä nhôù chính. Tuy nhieân, boä nhôù chæ thò khoâng theå caäp u cu nhaät, chæ coù theå ñoïc chöông trình trong cache vaøø khoâng theå ghi vaøo. Ñieàu naøy khieán cho kieán truùc Harvard khoâng theå thöïc hieän self modifying code. 56 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt