Kiến trúc máy tính
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.32 MB, 47 trang )
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 1
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
(Computer architecture)
(Computer architecture)
Khoa Kỹ thuật máy tính
GV: TS. Vũ Đức Lung
Email:
Thời gian:
-
Lý Thuyết: 45 tiết (3 ĐVHT)
Điểm số:
-
Điểm thi giữa HK: 30%
-
Điểm thi cuối kỳ: 70%
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 2
Mục đích môn học
Mục đích môn học
Nhằm trang bị cho sinh viên các kiến thức
cơ bản nhất về kiến trúc một máy tính.
Lịch sử
Chức năng và nguyên lý hoạt động của các bộ phận
Cách biểu diễn dữ liệu, tính toán trong máy tính
Cách chế tạo, thiết kế các mạch Logic số cơ bản
Các kiến trúc bộ lệnh trong các loại máy tính CISC và RICS
Các nguyên lý hoạt động của bộ xử lý
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 3
Chương 1 : Giới thiệu
Chương 2 : Các bộ phận cơ bản của máy tính
Chương 3 : Biểu diễn dữ liệu
Chương 4 : Mạch Logic số
Chương 5 : Mạch tuần tự
Chương 6 : Kiến trúc bộ lệnh
Chương 7 : Tổ Chức bộ xử lý
Nội dung môn học
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 4
Tài liệu học tập & tham khảo
Tài liệu học tập & tham khảo
1. Nguyễn Minh Tuấn. Kiến trúc máy tính (Giáo trình lược giản). Trường
ĐH Khoa học tự nhiên, ĐHQG TP.HCM, V3.7
2. Cấu trúc máy tính cơ bản, tổng hợp và biên dịch VN-Guide, nhà xuất bản
thống kê, 2005.
3. Võ Văn Chín, Nguyễn Hồng Vân, Phạm Hữu Tài. Giáo trình kiến trúc
máy tính. ĐH Cần Thơ, 2005.
4. M. Abd-El-Barr, H. El-Rewini, Fundamentals of Computer Organization
and Architecture, Wiley, 2005
5. Patterson, D. A., and J. L. Hennessy.
Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface, 3rd
ed. San Mateo, CA: Morgan Kaufman, 2004
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 5
Chương I : Giới thiệu
-
Lịch sử phát triển của máy tính qua các thế hệ máy tính:
-
-
-
-
Khuynh hướng hiện tại cho phát triển ngành máy tính
-
Phân loại máy tính
-
Các dòng CPU Intel
Mục đích - nắm bắt cơ bản về:
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 6
Kiến trúc máy tính
Kiến trúc máy tính đề cập đến những thuộc tính hệ thống mà lập trình
viên có thể quan sát được. Đó là các thuộc tính có ảnh hưởng trực tiếp
đến việc thực thi một chương trình, ví dụ như tập chỉ thị của máy tính, số
bit được sử dụng để biểu diễn dữ liệu, cơ chế nhập/xuất, kỹ thuật định
địa chỉ bộ nhớ, v.v...
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 7
Tổ chức máy tính
Tổ chức máy tính quan tâm đến các đơn vị vận hành và sự kết nối giữa
chúng nhằm hiện thực hóa những đặc tả về kiến trúc, chẳng hạn như về tín
hiệu điều khiển, giao diện giữa máy tính với các thiết bị ngoại vi, kỹ thuật
bộ nhớ được sử dụng
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 8
Học Kiến trúc máy tính để làm gì?
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 9
Máy tính là gì?
Là máy xử lý dữ liệu, thực thi tự động dưới sự điều khiển của
một danh sách các câu lệnh lưu trong bộ nhớ
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 10
Thị phần bộ vi xử lý
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 11
Năm 1642 Pascal phát
minh ra máy tính đầu
tiên với 2 phép tính +
và -
1.1.Lịch sử phát triển máy tính
1.1.1.Thế hệ zero –máy tính cơ
1.1.1.Thế hệ zero –máy tính cơ
học (1642-1945)
học (1642-1945)
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 12
Năm 1672 Gotfrid vilgelm
Leibnits chế tạo ra máy
tính với 4 phép tính cơ bản
(+ - * /)
1.1.1.Thế hệ zero –máy tính cơ học (1642-1945)
1.1.1.Thế hệ zero –máy tính cơ học (1642-1945)
•
1834 Babbage (Anh) – máy tính
có 4 bộ phận: bộ nhớ, bộ tính
toán, thiết bị nhập, thiết bị xuất
•
1936 К. Zuse (Đức) máy trên cơ
sở rơle (relay)
•
1944 G. Iken (Mỹ) – Mark I
- nặng 5 tấn,
- cao 2.4 m,
- dài 15 m,
- chứa 800 km dây điện
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 13
1.1.1.Thế hệ zero –máy tính cơ học (1642-1945)
1.1.1.Thế hệ zero –máy tính cơ học (1642-1945)
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 14
1.1.2.Thế hệ I – bóng đèn điện (1945-1955)
1.1.2.Thế hệ I – bóng đèn điện (1945-1955)
1. 1943 máy tính COLOSSUS (Anh)
Bóng đèn chân
không
-
2000 đèn chân không
-
Giữ bí mật suốt 30 năm
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 15
COLOSSUS
1.1.2.Thế hệ I – bóng đèn điện (1945-1955)
1.1.2.Thế hệ I – bóng đèn điện (1945-1955)
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 16
2. Dự án chế tạo máy ENIAC(Electronic Numerical Integrator
and Computer) được BRL (Ballistics Research Laboratory –
Phòng nghiên cứu đạn đạo quân đội Mỹ) bắt đầu vào năm 1943
dùng cho việc tính toán chính xác và nhanh chóng các bảng số
liệu đạn đạo cho từng loại vũ khí mới.
Các thông số:
-18000 bóng đèn chân không
- nặng hơn 30 tấn
- Tiêu thụ một lượng điện năng vào khoảng 140kW và chiếm một diện tích
xấp xỉ 1393 m2 .
- 5000 phép cộng/ 1s
- Đặc biệt sử dụng hệ đếm thập phân
1.1.2.Thế hệ I – bóng đèn điện (1945-1955)
1.1.2.Thế hệ I – bóng đèn điện (1945-1955)
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 17
- 20 "bộ tích lũy",
- Mỗi bộ có khả năng lưu giữ một số thập phân có 10 chữ số.
-Mỗi chữ số được thể hiện bằng một vòng gồm 10 đèn chân
không.
Bộ nhớ của ENIAC
Điểm khác biệt giữa ENIAC & các máy tính khác:
ENIAC sử dụng hệ đếm thập phân chứ không phải nhị
phân như ở tất cả các máy tính khác
•
Máy ENIAC bắt đầu hoạt động vào tháng 11/1945
1.1.2.Thế hệ I – bóng đèn điện (1945-1955)
1.1.2.Thế hệ I – bóng đèn điện (1945-1955)
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 18
1.1.2.Thế hệ I – bóng đèn điện (1945-1955)
1.1.2.Thế hệ I – bóng đèn điện (1945-1955)
