1
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI
GIÁO TRÌNH
MÔN HỌC: KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
NGHỀ: KỸ THUẬT SỬA CHỮA & LẮP RÁP MÁY TÍNH
TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP
Ban hành kèm theo Quyết định số: ......./....../TT-BLĐTBXH ngày .... tháng .... năm ........
của Bộ Lao động Thương binh và Xã hội
(Lưu hành nội bộ)
Quảng Ngãi, tháng.... năm 20....
(Lưu hành nội bộ)
2
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng
nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành
mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
3
LỜI GIỚI THIỆU
Kiến trúc máy tính là một mảng kiến thức không thể thiếu đối với sinh viên chuyên
ngành điện tử viễn thông và công nghệ thông tin. Đây là nền tảng để nghiên cứu chuyên sâu
trong chuyên ngành này. Chúng ta đều biết rằng không có kiến thức cơ sở vững vàng sẽ
không có phát triển ứng dụng vì vậy tài liệu này sẽ giúp cho sinh viên trang bị cho mình
những kiến thức căn bản nhất, thiết thực nhất. Cuốn sách này không chỉ hữu ích đối với sinh
viên ngành viễn thông và công nghệ thông tin, mà còn cần thiết cho cả các cán bộ kỹ thuật
đang theo học các lớp bổ túc hoàn thiện kiến thức của mình.
Môn học Kiến trúc máy tính là một môn học chuyên môn của học viên ngành sửa
chữa máy tính và quản trị mạng. Môn học này nhằm trang bị cho học viên các trường công
nhân kỹ thuật và các trung tâm dạy nghề những kiến thức về Kiến trúc máy tính. Với các kiến
thức này học viên có thể áp dụng trực tiếp vào lĩnh vực sản xuất cũng như đời sống. Môn học
này cũng có thể làm tài liệu tham khảo cho các cán bộ kỹ thuật, các học viên của các nghành
khác quan tâm đến lĩnh vực này.
Mặc dù đã có những cố gắng để hoàn thành giáo trình theo kế hoạch, nhưng do hạn
chế về thời gian và kinh nghiệm soạn thảo giáo trình, nên tài liệu chắc chắn còn những khiếm
khuyết. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô trong Khoa cũng như các
bạn sinh viên và những ai sử dụng tài liệu này.
Quảng Ngãi, ngày ... tháng .... năm 20.....
Tham gia biên soạn
1. Nguyễn Ngọc Quỳnh Chủ biên
2. …………..............
3. ……….............….
4
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.................................................................................................
12
1.
Các thế hệ máy tính ......................................................................................................
13
1.1
Thế hệ đầu tiên (1946-1957) .......................................................................................
13
1.2
Thế hệ thứ hai (1958-1964) ........................................................................................
14
1.3
Thế hệ thứ ba (1965-1971) .........................................................................................
14
1.4
Thế hệ thứ tư (1972) ...................................................................................................
14
1.5
Khuynh hướng hiện tại ...............................................................................................
14
2.
Phân loại máy tính ......................................................................................................
15
2.1
Các siêu máy tính (Super Computer): .......................................................................
15
2.2
Các máy tính lớn (Mainframe): .................................................................................
15
2.3
Máy tính mini (Minicomputer): ................................................................................
15
2.4
Máy vi tính (Microcomputer) ...................................................................................
15
3.
Thành quả của máy tính, qui luật Moore về sự phát triển của máy tính .......................
15
4.
Thông tin và sự mã hóa thông tin ................................................................................
18
4.1
Khái niệm thông tin ..................................................................................................
18
4.2
Lượng thông tin và sự mã hoá thông tin ....................................................................
18
4.3
Biểu diễn các số:.......................................................................................................
19
4.4
Số nguyên có dấu .....................................................................................................
21
4.5
Cách biểu diễn số thập phân .....................................................................................
23
4.6
Biểu diễn các ký tự ...................................................................................................
24
CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC PHẦN MỀM BỘ XỬ LÝ ...........................................................
27
1.
Thành phần cơ bản của máy tính .................................................................................
28
1.1
Bộ xử lý trung tâm (CPU) .........................................................................................
28
1.2
Bo mạch chủ (Mainboard) ........................................................................................
29
1.3
Bộ nhớ trong.............................................................................................................
31
1.4
Thiết bị lưu trữ .........................................................................................................
31
1.5
Thiết bị nhập xuất .....................................................................................................
32
2.
Định nghĩa kiến trúc máy tính .....................................................................................
32
3.
Tập lệnh ......................................................................................................................
33
3.1
Tập các thanh ghi (của bộ vi xử lý 8086) ..................................................................
33
4.
Kiến trúc RISC ...........................................................................................................
36
4.1
Giới thiệu .................................................................................................................
36
4.2
Các kiểu định vị trong các bộ xử lý...........................................................................
38
5.
Toán hạng ...................................................................................................................
39
CHƯƠNG 3: TỔ CHỨC BỘ XỬ LÝ .....................................................................................
42
1.
Đường đi của dữ liệu ..................................................................................................
2.
Bộ điều khiển ..............................................................................................................
2.1
Bộ điều khiển mạch điện tử. .....................................................................................
5
2.2
Bộ điều khiển vi chương trình: .................................................................................
3.
Diễn tiến thi hành lệnh mã máy...................................................................................
4.
Ngắt (INTERRUPT) ..................................................................................................
5. Kỹ thuật ống dẫn (PIPELINE)........................................................................................
5.1
Ống dẫn ....................................................................................................................
5.2
Khó khăn trong kỹ thuật ống dẫn ..............................................................................
6.
Siêu ống dẫn ...............................................................................................................
CHƯƠNG 4: BỘ NHỚ ...........................................................................................................
1.
Các loại bộ nhớ ...........................................................................................................
1.1
Bộ nhớ trong.............................................................................................................
2.
Các cấp bộ nhớ ...........................................................................................................
3.
Truy cập dữ liệu trong bộ nhớ .....................................................................................
3.1
Truy nhập bộ nhớ và thiết bị vào/ ra .........................................................................
3.2
Truy nhập bộ nhớ chính ............................................................................................
4.
Bộ nhớ CACHE ..........................................................................................................
CHƯƠNG 5:THIẾT BỊ NHẬP XUẤT....................................................................................
1.
Đĩa từ ..........................................................................................................................
2.
Đĩa quang ...................................................................................................................
3.
Các loại thẻ nhớ ..........................................................................................................
4.
Băng từ .......................................................................................................................
5.
Các chuẩn về BUS .....................................................................................................
6.
An toàn dữ liệu trong lưu trữ.......................................................................................