Bài giảng Máy tính công nghiệp và giao tiếp trong cơ điện tử - Nguyễn Kim Khánh

Chia sẻ: Codon_04 Codon_04 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:298

Thêm vào BST

Báo xấu

82
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Máy tính công nghiệp và giao tiếp trong cơ điện tử - Nguyễn Kim Khánh với mục tiêu giúp sinh viên nắm được các kiến thức về kiến trúc máy tính và các chuẩn nối ghép trong máy tính; máy tính nhúng và nối ghép trong các hệ thống cơ điện tử;...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Máy tính công nghiệp và giao tiếp trong cơ điện tử - Nguyễn Kim Khánh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Hanoi University of Science and Technology MÁY TÍNH CÔNG NGHIỆP VÀ GIAO TIẾP TRONG CƠ ĐIỆN TỬ Nguyễn Kim Khánh Bộ môn Kỹ thuật máy tính Viện Công nghệ thông tin và Truyền thông Department of Computer Engineering (DCE) School of Information and Communication Technology (SoICT) Version: May 2014
NKK-HUST Contact Information n  Address: 502-B1 n  Mobile: 091-358-5533 n  e-mail: khanhnk@soict.hust.edu.vn khanh.nguyenkim@hust.edu.vn May2014 IT6223 2
NKK-HUST Mục tiêu học phần n  Học viên được trang bị các kiến thức về: n  Kiến trúc máy tính và các chuẩn nối ghép trong máy tính n  Máy tính nhúng và nối ghép trong các hệ thống cơ điện tử n  Sau khi học xong học phần này, học viên có khả năng: n  Tìm hiểu và làm chủ các kiến trúc máy tính cụ thể n  Hỗ trợ phân tích và thiết kế các hệ thống cơ điện tử May2014 IT6223 3
NKK-HUST Tài liệu tham khảo chính [1] William Stallings - Computer Organization and Architecture – Designing for Performance – 2013 (9th edition) [2] E.A. Lee, S.A. Seshia - Introduction to Embedded Systems – 2012 [3] Peter Marwedel – Embedded System Design- 2011 [4] Robert H.Bishop, The Mechatronics Handbook, 2002. May2014 IT6223 4
NKK-HUST Nội dung Chương 1. Giới thiệu chung Chương 2. Cơ bản về logic số Chương 3. CPU và kiến trúc tập lệnh Chương 4. Bộ nhớ Chương 5. Hệ thống vào-ra Chương 6. Ghép nối vào-ra May2014 IT6223 5
NKK-HUST Bài giảng có tại: ftp://dce.hust.edu.vn/khanhnk/IT6223 May2014 IT6223 6
NKK-HUST Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG Nguyễn Kim Khánh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội May2014 IT6223 7
NKK-HUST Nội dung 1.1. Máy tính và phân loại 1.2. Kiến trúc máy tính 1.3. Máy tính nhúng May2014 IT6223 8
NKK-HUST 1.1. Máy tính và phân loại máy tính n  Máy tính (Computer) là thiết bị điện tử thực hiện các công việc sau: n  Nhận thông tin vào, n  Xử lý thông tin theo dãy các lệnh được nhớ sẵn bên trong, n  Đưa thông tin ra. Dãy các lệnh nằm trong bộ nhớ để yêu cầu máy tính n  thực hiện công việc cụ thể gọi là chương trình (program) à Máy tính hoạt động theo chương trình. May2014 IT6223 9
NKK-HUST Máy tính .... Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit) Các Các thiết bị ra thiết bị vào (Output (Input Devices) Devices) Bộ nhớ chính (Main Memory) May2014 IT6223 10
NKK-HUST Phân loại máy tính n  Phân loại truyền thống: n  Máy vi tính (Microcomputers) n  Máy tính nhỏ (Minicomputers) n  Máy tính lớn (Mainframe Computers) n  Siêu máy tính (Supercomputers) May2014 IT6223 11
NKK-HUST Phân loại máy tính hiện đại n  Thiết bị di động cá nhân (Personal Mobile Devices): n  Smartphones, Tablet n  Máy tính cá nhân (Personal Computers) n  Desktop computers, Laptop computers n  Máy chủ (Servers) n  Thực chất là Máy phục vụ n  Dùng trong mạng theo mô hình Client/Server n  Máy tính cụm/máy tính qui mô lớn (Clusters/Warehouse Scale Computers): n  Sử dụng tại các trung tâm tính toán, trung tâm dữ liệu n  Supercomputers n  Máy tính nhúng (Embedded Computers) n  Đặt ẩn trong thiết bị khác n  Được thiết kế chuyên dụng n  Máy tính công nghiệp thuộc loại này May2014 IT6223 12
NKK-HUST 1.2. Kiến trúc máy tính n  Kiến trúc máy tính bao gồm: n  Kiến trúc tập lệnh (Instruction Set Architecture): nghiên cứu máy tính theo cách nhìn của người lập trình (hardware/ software interface). n  Tổ chức máy tính (Computer Organization) hay Vi kiến trúc (Microarchitecture): nghiên cứu thiết kế máy tính ở mức cao, chẳng hạn như hệ thống nhớ, cấu trúc bus, thiết kế bên trong CPU. n  Phần cứng (Hardware): nghiên cứu thiết kế logic chi tiết và công nghệ đóng gói của máy tính. May2014 IT6223 13
NKK-HUST Kiến trúc tập lệnh Kiến trúc tập lệnh của máy tính bao gồm: n  Tập lệnh: tập hợp các chuỗi số nhị phân mã hoá cho các thao tác mà máy tính có thể thực hiện n  Các kiểu dữ liệu: các kiểu dữ liệu mà máy tính có thể xử lý May2014 IT6223 14
NKK-HUST Cấu trúc cơ bản của máy tính CPU Bộ nhớ chính Bus liên kết hệ thống Hệ thống vào-ra May2014 IT6223 15
NKK-HUST Các thành phần cơ bản của máy tính n  Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit): Điều khiển hoạt động của máy tính và xử lý dữ liệu. n  Bộ nhớ chính (Main Memory): Chứa các chương trình và dữ liệu đang được sử dụng. n  Hệ thống vào-ra (Input/Output System): Trao đổi thông tin giữa máy tính với bên ngoài. n  Bus liên kết hệ thống (System Interconnection Bus): Kết nối và vận chuyển thông tin giữa các thành phần với nhau. May2014 IT6223 16
NKK-HUST Mô hình phân lớp của máy tính Người sử dụng Người lập trình Các phần mềm ứng dụng Người thiết kế HĐH Các phần mềm trung gian Hệ điều hành Phần cứng n  Phần cứng (Hardware): hệ thống vật lý của máy tính. n  Phần mềm (Software): các chương trình và dữ liệu. May2014 IT6223 17
NKK-HUST Bus kết nối trong máy tính n  Bus: tập hợp các đường kết nối dùng để vận chuyển thông tin giữa các mô-đun của máy tính với nhau. n  Các bus chức năng: n  Bus địa chỉ n  Bus dữ liệu n  Bus điều khiển n  Độ rộng bus: là số đường dây của bus có thể truyền các bit thông tin đồng thời (chỉ dùng cho bus địa chỉ và bus dữ liệu) May2014 IT6223 18
NKK-HUST Sơ đồ cấu trúc bus cơ bản Mô-đun Mô-đun Mô-đun Mô-đun CPU nhớ nhớ vào-ra vào-ra bus địa chỉ bus dữ liệu bus điều khiển May2014 IT6223 19
NKK-HUST Bus địa chỉ n  Chức năng: vận chuyển địa chỉ để xác định ngăn nhớ hay cổng vào-ra n  Độ rộng bus địa chỉ: cho biết số lượng ngăn nhớ tối đa được đánh địa chỉ. n  N bit: AN-1, AN-2, ... A2, A1, A0 è có thể đánh địa chỉ tối đa cho 2N ngăn nhớ (không gian địa chỉ bộ nhớ) n  Ví dụ: n  Bộ xử lý Pentium có bus địa chỉ 32 bit è có khả năng đánh địa chỉ cho 232 bytes nhớ (4GBytes) (ngăn nhớ tổ chức theo byte) May2014 IT6223 20