Bài giảng Tin học cơ sở: Chương 3 - Các thành phần của đơn vị hệ thống
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (8.89 MB, 81 trang )
TIN HỌC CƠ SỞ
Chương 3: Các thành
phần của đơn vị hệ
thống
Biên soạn: Trương Vĩnh Trường Duy
()
1
Nội dung
Đơn vị hệ thống
Bộ xử lý trung tâm (CPU)
Biểu diễn dữ liệu
Bộ nhớ
Các khe cắm mở rộng
Cổng, nguồn
Máy tính di động
Các hệ cơ số
2
Đơn vị hệ thống (System Unit)
Hộp chứa các
thiết bị điện tử
bên trong máy
tính
Còn gọi là (thùng)
CPU
3
Các thành phần bên trong
Processor
Memory
Bộ
nhớ module
Expansion
Card
mở rộng
cards
• Sound card
• Modem card
• Video card
• Network
interface
card
Các cổng kết nối
4
Motherboard, mainboard
Bo mạch chính trong đơn vị hệ thống
Chứa các chip, mạch tích hợp, bán dẫn
system board
5
Chip
dual inline package (DIP)
single edge contact (SEC) cartridge
flip chip-PGA
(FC-PGA) package
pin grid array (PGA)
6
Bộ xử lý trung tâm (CPU)
Dịch và thực thi các lệnh cơ sở để máy tính
hoạt động
CPU
7
Bộ xử lý trung tâm (CPU)
Các thành phần của CPU
CPU
Control
Unit (đơn
vị điều
khiển)
Arithmetic/
Logic Unit
(ALU – Bộ
xử lý toán
học)
8
Bộ xử lý trung tâm (CPU)
Đơn vị điều khiển
Điều khiển các hoạt động của
máy tính
Bốn thao tác cơ bản:
Control Unit
Nạp lệnh (fetch) – lấy chỉ thị hoặc
dữ liệu từ bộ nhớ
Giải mã (decode) – dịch các chỉ
thị thành lệnh
Thực thi (execute) – thi hành lệnh
Lưu trữ (store) – ghi kết quả vào
bộ nhớ
9
Bộ xử lý trung tâm (CPU)
Chu kỳ máy (machine cycle)
Bao
gồm 4 thao tác cơ bản của CPU
Cũng được gọi là chu kỳ lệnh (instruction cycle)
• Instruction time (i-time) – thời gian lấy và giải mã lệnh
• Execution time (e-time) – thời gian thực thi lệnh và lưu trữ
kết quả
e-time
i-time
10
Bộ xử lý trung tâm (CPU)
Cách tính tốc độ của CPU
Theo số triệu
lệnh xử lý trong
một giây
(millions of
instructions per
second - MIPS)
11
Bộ xử lý trung tâm (CPU)
Hai cách thiết kế CPU
CISC
(complex instruction set
computing – bộ chỉ lệnh
phức hợp)
Hỗ trợ số lượng lớn các
số tính toán
CPU thực thi các lệnh
phức tạp nhanh hơn
RISC
(reduced instruction
set computing – bộ chỉ
lệnh rút gọn)
Hỗ trợ số lượng nhỏ
các số tính toán
CPU thực thi các
lệnh đơn giản nhanh
hơn
12
Bộ xử lý trung tâm (CPU)
Đơn vị xử lý luận lý/toán học
arithmetic/logic unit (ALU)
Thực hiện giai
đoạn thực thi
của chu kỳ
máy
So sánh
(lớn hơn, bằng, nhỏ
hơn)
Toán học
(cộng, trừ, nhân, chia)
Luận lý
(AND, OR,
NOT)
13
Bộ xử lý trung tâm (CPU)
Kỹ thuật đường ống (pipelining)
CPU bắt đầu thực thi lệnh thứ hai khi chưa
kết thúc lệnh thứ nhất
Nhanh hơn
Chu kỳ máy (không pipelining)
Chu kỳ máy (có pipelining)
Lệnh 1
Lệnh 2
Lệnh 3
Lệnh 4
14
Bộ xử lý trung tâm (CPU)
Thanh ghi (register)
Bộ nhớ tạm
lưu trữ lệnh
và dữ liệu
Lưu trữ lệnh
đang được
giải mã
Lưu trữ vị trí lấy
lệnh
Lưu trữ kết
quả tính toán
Lưu trữ dữ liệu
ALU đang xử lý
15
Bộ xử lý trung tâm (CPU)
Đồng hồ hệ thống (system clock)
Đồng bộ mọi hoạt động của
máy tính
Mỗi tick là một chu kỳ đồng
hồ
MHz – 1 triệu
tick đồng hồ hệ thống
GHz – 1 tỷ tick đồng
hồ hệ thống
16
Bộ xử lý trung tâm (CPU)
Vi xử lý (microprocessor)
Mạch
vi xử lý trên các máy tính cá nhân
17
Bộ xử lý trung tâm (CPU)
So sánh các
bộ vi xử lý
máy tính cá
nhân
18
Bộ xử lý trung tâm (CPU)
Bộ đồng xử lý (coprocessor)
Chip hỗ trợ vi xử
lý cho các tác vụ
đặc biệt
Thí dụ bộ đồng
xử lý toán học
số thực dấu
chấm động
19
Bộ xử lý trung tâm (CPU)
Xử lý song song (parallel processing)
Dùng
nhiều bộ vi xử lý
cùng lúc để thực thi
chương trình nhanh hơn
Yêu
cầu phần cứng đặc
biệt để chia bài toán và
tổng hợp kết quả
20
Biểu diễn dữ liệu
Hầu hết máy tính dùng kỹ thuật số
Hai trạng thái: on và off
on
off
1
1
0
1
0
1
0
1
0
0
21
Biểu diễn dữ liệu
Hệ nhị phân (binary system)
Chỉ dùng hai số biễu diễn giá trị: 0 và 1 (gọi là
bit)
Bit
Điện
Trạng thái
22
Biểu diễn dữ liệu
Byte
Là một nhóm 8 bit
8-bit byte biểu diễn giá trị 3
8-bit byte biểu diễn giá trị 5
8-bit byte biễu diễn ký tự T
23
Biểu diễn dữ liệu
Ba bộ mã thông dụng
ASCII - American
Standard Code for
Information
Interchange
EBCDIC - Extended
Binary Coded Decimal
Interchange Code
Unicode – mã hóa ký
tự của các ngôn ngữ
trên thế giới
24
Bộ nhớ
Bộ nhớ (memory)
Vùng
nhớ tạm cho hệ
điều hành, chương
trình ứng dụng và dữ
liệu
Gồm các chip gắn trên
mainboard
Mỗi byte có địa chỉ duy
nhất
seat C22
seat A22
seat B22
25
