Bài giảng: Tổ chức CPU - Bộ Nhớ

Chia sẻ: Dương Văn Quang | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:58

Thêm vào BST

Báo xấu

195
lượt xem 45
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Kiến trúc thanh ghi dùng chung được sử dụng rộng rãi vì tốc độ truy xuất nhanh, ít giao tiếp bộ nhớ thường xuyên và tăng hiệu quả của các trình dịch. Được hiện thực hóa bằng cách sử dụng lệnh nhảy (di chuyển đến lệnh cần thực hiện 1 cách không tuần tự).

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng: Tổ chức CPU - Bộ Nhớ

Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM Khoa Công nghệ Thông tin ----o0o---- KIẾN TRÚC MÁY TÍNH & HỆ ĐIỀU HÀNH Chương 02 Tổ chức CPU – bộ nhớ CBGD: Nguyễn Trần Thi Văn
Thursday, March 31, 2011 Nội dung của chương Thành phần cơ bản của máy tính 1. Kiến trúc phần mềm của bộ xử lý 2. Tổ chức bộ xử lý 3. Các cấp bộ nhớ 4. Tổ chức CPU – bộ nhớ KTMT & Hệ điều hành 2
Thursday, March 31, 2011 Mục tiêu của chương • Trình bày được các thành phần cơ bản của một hệ thống máy tính • Định nghĩa được kiến trúc máy tính là gì • Trình bày được kiến trúc phần mềm của bộ xử lý • Trình bày được các cấp tổ chức bộ nhớ Tổ chức CPU – bộ nhớ KTMT & Hệ điều hành 3
Thursday, March 31, 2011 Các thành phần của máy tính • Gồm bộ xử lý trung tâm, bộ nhớ trong và các thiết bị nhập/xuất thông tin Tổ chức CPU – bộ nhớ KTMT & Hệ điều hành 4
Thursday, March 31, 2011 Các thành phần của máy tính • Bộ nhớ trong: – Là một tập hợp các ô nhớ, mỗi ô nhớ có một số bit nhất định chứa thông tin. – Các thông tin này là các lệnh hay số liệu. – Mỗi ô nhớ của bộ nhớ trong đều có một địa chỉ. – Thời gian thâm nhập vào một ô nhớ bất kỳ trong bộ nhớ là như nhau – Còn được gọi là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM: Random Access Memory) Tổ chức CPU – bộ nhớ KTMT & Hệ điều hành 5
Thursday, March 31, 2011 Các thành phần của máy tính • Bộ xử lý trung tâm (CPU): – Là bộ phận thi hành lệnh. – CPU lấy lệnh từ bộ nhớ trong và lấy các số liệu mà lệnh đó xử lý. – Gồm có hai phần: phần thi hành lệnh (ALU) và phần điều khiển (CU). Ngoài ra còn có các thanh ghi. Tổ chức CPU – bộ nhớ KTMT & Hệ điều hành 6
Thursday, March 31, 2011 Các thành phần của máy tính • Bộ phận vào/ra: – Dùng để nhập/xuất thông tin. – Giao tiếp người-máy, hoặc giao tiếp máy- máy trong hệ thống mạng – Có thể là thiết bị lưu trữ ngoài, màn hình, bàn phím, máy in, … Tổ chức CPU – bộ nhớ KTMT & Hệ điều hành 7
Thursday, March 31, 2011 Các thành phần của máy tính • Các bộ phận được kết nối với nhau thông qua hệ thống bus: – Bus địa chỉ: chuyển các thông tin là địa chỉ – Bus dữ liệu: chuyển dữ liệu chung – Bus điều khiển: chuyển các tín hiệu điều khiển, ra lệnh Tổ chức CPU – bộ nhớ KTMT & Hệ điều hành 8
Thursday, March 31, 2011 Các thành phần của máy tính. • Hoạt động điển hình của 1 máy tính: Tổ chức CPU – bộ nhớ KTMT & Hệ điều hành 9
Thursday, March 31, 2011 Kiến trúc máy tính • Kiến trúc máy tính bao gồm 3 phần: – Kiến trúc phần mềm: chủ yếu là kiến trúc BXL, gồm tập lệnh, dạng lệnh và các kiểu định vị. – Tổ chức của máy tính: liên quan đến cấu trúc BXL, các bus và cách tổ chức bộ nhớ – Lắp đặt phần cứng: các thiết bị điện tử cần thiết để tạo nên một máy tính hoàn chỉnh. Tổ chức CPU – bộ nhớ 10 KTMT & Hệ điều hành
Thursday, March 31, 2011 Kiến trúc phần mềm của BXL • Nội dung chính của phần: Các kiểu thi hành 1 lệnh máy 1. Kiến trúc thanh ghi đa dụng 2. Tập lệnh 3. Các kiểu định vị 4. Toán hạng 5. Kiến trúc RISC. 6. Tổ chức CPU – bộ nhớ 11 KTMT & Hệ điều hành
Thursday, March 31, 2011 Kiến trúc phần mềm của BXL • Các kiểu thi hành 1 lệnh máy – Một lệnh máy bao gồm: mã tác vụ và các toán hạng. – Số toán hạng cần chọn phù hợp, thường từ 0 đến 3. – Ví dụ: Y := A + B + C + D 1 lệnh máy, 4 toán hạng >> 3 mạch cộng 3 lệnh máy, 2 toán hạng >> 1 mạch cộng Tổ chức CPU – bộ nhớ 12 KTMT & Hệ điều hành
Thursday, March 31, 2011 Kiến trúc phần mềm của BXL • Các kiểu thi hành 1 lệnh máy – Vị trí của toán hạng cũng cần xem xét. – Có 3 kiểu cơ bản: Tổ chức CPU – bộ nhớ 13 KTMT & Hệ điều hành
Thursday, March 31, 2011 Kiến trúc phần mềm của BXL • Các kiểu thi hành 1 lệnh máy – Ví dụ: chuỗi lệnh cần thực hiện để tính C := A + B trong 3 kiến trúc phần mềm Tổ chức CPU – bộ nhớ 14 KTMT & Hệ điều hành
Thursday, March 31, 2011 Kiến trúc phần mềm của BXL • Các kiểu thi hành 1 lệnh máy. – Kiến trúc thanh ghi dùng chung được sử dụng rộng rãi vì tốc độ truy xuất nhanh, ít giao tiếp bộ nhớ thường xuyên và tăng hiệu quả của các trình dịch. – (Ưu khuyết điểm của từng kiến trúc, xem tr. 26, 27, chương II, giáo trình KTMT) Tổ chức CPU – bộ nhớ 15 KTMT & Hệ điều hành
Thursday, March 31, 2011 Kiến trúc phần mềm của BXL • Kiến trúc thanh ghi đa dụng. – Một lệnh ALU có 2 hoặc 3 toán hạng – Nếu có 3 toán hạng thì 1 sẽ chứa kết quả thực hiện phép tính của 2 toán hạng còn lại – Số toán hạng bộ nhớ trong 1 lệnh có thể t ừ 0 t ới 3 – Do đó 1 lệnh có thể chia thành: thanh ghi- thanh ghi, thanh ghi-bộ nhớ, bộ nhớ-bộ nhớ. Tổ chức CPU – bộ nhớ 16 KTMT & Hệ điều hành
Thursday, March 31, 2011 Kiến trúc phần mềm của BXL • Tập lệnh – Cú pháp chung: Mã lệnh Rdest, Rsource1, Rsource2 – Trong đó: • Rdest: thanh ghi đích • Rsource1: thanh ghi nguồn thứ nhất • Rsource2: thanh ghi nguồn thứ hai Tổ chức CPU – bộ nhớ 17 KTMT & Hệ điều hành
Thursday, March 31, 2011 Kiến trúc phần mềm của BXL • Tập lệnh – Các lệnh gán trị: • Lệnh bộ nhớ: LOAD, STORE • Lệnh số học: ADD, ADDD, SUB, SUBD, MUL, DIV • Lệnh logic: AND, OR, XOR, NEG • Các lệnh dịch chuyển: SLL, SRL, SLA, SRA Tổ chức CPU – bộ nhớ 18 KTMT & Hệ điều hành
Thursday, March 31, 2011 Kiến trúc phần mềm của BXL • Tập lệnh Tổ chức CPU – bộ nhớ 19 KTMT & Hệ điều hành
Thursday, March 31, 2011 Kiến trúc phần mềm của BXL • Tập lệnh – Các lệnh điều kiện: Nếu thì nếu không (IF THEN ELSE ) • Được hiện thực hóa bằng cách sử dụng lệnh nhảy (di chuyển đến lệnh cần thực hiện 1 cách không tuần tự) Tổ chức CPU – bộ nhớ 20 KTMT & Hệ điều hành