Đề Xuất 5/2022 # Bai Giang Cau Truc May Tinh # Top Like

Xem 12,078

Cập nhật nội dung chi tiết về Bai Giang Cau Truc May Tinh mới nhất ngày 25/05/2022 trên website Comforttinhdauthom.com. Hy vọng thông tin trong bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu ngoài mong đợi của bạn, chúng tôi sẽ làm việc thường xuyên để cập nhật nội dung mới nhằm giúp bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất. Cho đến nay, bài viết này đã thu hút được 12,078 lượt xem.

--- Bài mới hơn ---

  • Cấu Trúc Cơ Bản Của Một Máy Tính
  • Làm Thế Nào Để Trở Lại Máy Tính Để Bàn Cổ Điển Gnome?
  • Tài Liệu Câu Hỏi Trắc Nghiệm Về Cấu Trúc Máy Tính
  • Cấu Trúc Và Hoạt Động Của Máy Tính Cá Nhân
  • Cấu Trúc Chung Của Máy Tính Điện Tử Theo Von Neumann Gồm Những Bộ Phận Nào?
  • Published on

    1. 1. Cấu trúc Máy tính 1GV: Đinh Đồng Lưỡng TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY SẢN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI GIẢNG CẤU TRÚC MÁY TÍNH (Computer Structure)
    2. 2. Cấu trúc Máy tính 2GV: Đinh Đồng Lưỡng Giới thiệu Cấu trúc Máy tính (Computer Structure) Trình b yầ : Đinh Đồng Lưỡng. TĐ : 058.832078 Mobile: 0914147520 Email: [email protected]
    3. 3. Cấu trúc Máy tính 3GV: Đinh Đồng Lưỡng Mục đích và yêu cầu Mục đích:  Tìm hiểu cấu trúc và tổ chức các máy tính.  Tìm hiểu nguyên lý hoạt động cơ bản Máy tính.  Giới thiệu cấu trúc máy tính tiên tiến của Intel. Yêu cầu:  Có kiến thức lập trình cơ bản.  Sinh viên đọc tài liệu và làm việc theo nhóm để thực hiện báo cáo trên lớp.
    4. 4. Cấu trúc Máy tính 4GV: Đinh Đồng Lưỡng Tài liệu tham khảo (sách) 1.Willian Stallings – Computer Organization and Architecture. 2.Andrew Stamenbaum – Structure Computer Organization. 3.Cẩm nang sữa chữa và nâng cấp máy tính cá nhân Nguyễn Đăng Khoa 4.Giáo trình bảo trì và nâng cấp máy tính (Trường KHTN – TPHCM ) Lê Công Bảo 5. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thông máy RON WHITE – Nguyễn Trọng Tuấn (Dịch)
    5. 5. Cấu trúc Máy tính 5GV: Đinh Đồng Lưỡng Tài liệu tham khảo (trang web) @www.williamstallings.com @ocw.mit.edu @www.intel.com @www.asus.com @www.gigabyte.com @www1.guidePC.com
    6. 6. Cấu trúc Máy tính 6GV: Đinh Đồng Lưỡng Nội dung môn học 1. Giới thiệu chung. 2. Hệ thống máy tính. 3. Biểu diễn dữ liệu và số học máy tính. 4. Bộ xử lý trung tâm. 5. Bộ nhớ Máy tính. 6. Hệ thống vào ra.
    7. 7. Cấu trúc Máy tính 7GV: Đinh Đồng Lưỡng Chương 1 1.1 Khái niệm chung máy tính 1.2 Phân loại máy tính 1.3 Sự tiến hóa của máy tính Giới thiệu chung
    8. 8. Cấu trúc Máy tính 8GV: Đinh Đồng Lưỡng 1.1 Khái niệm chung Máy tính(computer) là thiết bị điện tử thực hiện công việc sau:  nhận thông tin vào.  xử lý thông tin theo chương trình nhớ sẵn bên trong bộ nhớ máy tính.  đưa thông tin ra. Chương trình (Program): chương trình là dãy các câu lệnh nằm trong bộ nhớ, nhằm mục đích hướng dẫn máy tính thực hiện một công việc cụ thể nào đấy. Máy tính thực hiện theo chương trình.
    9. 9. Cấu trúc Máy tính 9GV: Đinh Đồng Lưỡng Phần mềm (Software): Bao gồm chương trình và dữ liệu. Phần cứng (Hardware): Bao gồm tất cả các thành phần vật lý cấu thành lên hệ thống Máy tính. Phần dẻo (Firmware): Là thành phần chứa cả hai thành phần trên. Kiến trúc máy tính(Computer Architecture) đề cập đến các thuộc tính của hệ thống máy tính dưới cái nhìn của người lập trình. Hay nói cách khác, là những thuộc tính ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thực hiện logic của chương trình. Bao gồm: tập lệnh, biểu diễn dữ liệu, các cơ chế vào ra, kỹ thuật đánh địa chỉ,… 1.1 Khái niệm chung
    10. 10. Cấu trúc Máy tính 10GV: Đinh Đồng Lưỡng Tổ chức máy tính(Computer Organization): đề cập đến các khối chức năng và liên hệ giữa chúng để thực hiện những đặc trưng của kiến trúc. Ví dụ: trong kiến trúc bộ nhân: đây là thuộc tính của hệ thống xử lý. Bộ nhân này sẽ được tổ chức riêng bên trong máy tính hoặc nó được tính toán nhiều lần trên bộ cộng để cũng được một kết qủa nhân tương ứng. Cấu trúc máy tính(Computer Structure): là những thành phần của máy tính và những liên kết giữa các thành phần. Ở mức cao nhất máy tính bao gồm 4 thành phần: 1.1 Khái niệm chung
    11. 11. Cấu trúc Máy tính 11GV: Đinh Đồng Lưỡng Bộ xử lý : điều khiển và xử lý số liệu. Bộ nhớ : chứa chương trình và dữ liệu. Hệ thống vào ra : trao đổi thông tin giữa máy tính với bên ngoài. Liên kết giữa các hệ thống : liên kết các thành phần của máy tính lại với nhau. 1.1 Khái niệm chung
    12. 12. Cấu trúc Máy tính 12GV: Đinh Đồng Lưỡng  Mô hình phân lớp của hệ thống CÁC TRÌNH ỨNGCÁC TRÌNH ỨNG DỤNGDỤNG CÁC PHẦN MỀM TRUNG GIANCÁC PHẦN MỀM TRUNG GIAN HỆ ĐIỀU HÀNHHỆ ĐIỀU HÀNH PHẦN CỨNG MÁY TÍNHPHẦN CỨNG MÁY TÍNH Người dùngNgười dùng Nhà Tkế OSNhà Tkế OS Nhà lập trìnhNhà lập trình 1.1 Khái niệm chung
    13. 13. Cấu trúc Máy tính 13GV: Đinh Đồng Lưỡng  Mô hình cơ bản Các thiết bịCác thiết bị nhậpnhập Các thiết bịCác thiết bị xuấtxuất XỬ LÝXỬ LÝ TRUNG TÂMTRUNG TÂM BỘ NHỚBỘ NHỚ CHÍNHCHÍNH 1.1 Khái niệm chung
    14. 14. Cấu trúc Máy tính 14GV: Đinh Đồng Lưỡng  Sơ đồ cấu trúc máy tính Computer Main Memory Input Output Systems Interconnection Peripherals Central Processing Unit Computer Communication lines 1.1 Khái niệm chung
    15. 15. Cấu trúc Máy tính 15GV: Đinh Đồng Lưỡng  Sơ đồ cấu trúc CPU Computer ArithmeticArithmetic andand Login UnitLogin Unit ControlControl UnitUnit Internal CPUInternal CPU InterconnectionInterconnection RegistersRegisters CPU I/O Memory System Bus CPU 1.1 Khái niệm chung
    16. 16. Cấu trúc Máy tính 16GV: Đinh Đồng Lưỡng Chức năng(Computer Function): là mô tả hoạt động của hệ thống hay từng thành phần của hệ thống. Chức năng chung của một hệ thống bao gồm: Xử lý dữ liệu. Lưu trữ dữ liệu. Vận chuyển dữ liệu. Điều khiển 1.1 Khái niệm chung
    17. 17. Cấu trúc Máy tính 17GV: Đinh Đồng Lưỡng  Sơ đồ chức năng máy tính DataData MovementMovement ApparatusApparatus ControlControl MechanismMechanism DataData StorageStorage FacilityFacility DataData ProcessingProcessing FacilityFacility 1.1 Khái niệm chung
    18. 18. Cấu trúc Máy tính 18GV: Đinh Đồng Lưỡng 1.2 Phân loại máy tính Phân loại theo phương pháp truyền thống Máy vi tính ( Microcomputer) Máy tính nhỏ (Minicomputer) Máy tính lớn (Mainframe Computer) Siêu máy tính (Super Computer) Phân loại theo phương pháp hiện đại Máy tính để bàn (Desktop Computer) Máy chủ (Servers) Máy tính nhúng (Embedded Computer)
    19. 19. Cấu trúc Máy tính 19GV: Đinh Đồng Lưỡng Máy để bàn:  là loại máy thông dụng nhất hiện nay.  bao gồm máy tính cá nhân (PC: Persional Computer) và trạm (Workstation Computer).  giá mua 100$ đến 10.000$ Máy chủ  là máy phục vụ(server)  dùng trong mạng theo mô hình Clent/Server  có tốc độ, hiệu năng, bộ nhớ và độ tin cậy cao  giá vài chục nghìn đến vài chục triệu đô 1.2 Phân loại máy tính
    20. 20. Cấu trúc Máy tính 20GV: Đinh Đồng Lưỡng Máy tính nhúng  được đặt trong nhiều thiết bị khác nhau để điều khiển thiết bị làm việc  được thiết kế chuyên dụng  ví dụ: điện thoại di động, bộ điều khiển các thiết gia đình, Router định tuyến,… 1.2 Phân loại máy tính
    21. 21. Cấu trúc Máy tính 21GV: Đinh Đồng Lưỡng 1.3 Sự tiến hóa của máy tính Sự phát triển của máy tính chia ra 4 thế hệ: Thế hệ 1: Máy tính dùng đèn chân không (Vacumm Tube) 1946-1955 Thế hệ 2: Máy tính dùng Transitor (1955-1965) Thế hệ 3: Máy tính dùng mạch tích hợp IC (Intergrated Circuit) 1966 – 1980 Thế hệ 4: Máy tính dùng mạch tích hợp cực lớn VLSI (Very Large Scale Intergrated )1980 đến nay
    22. 22. Cấu trúc Máy tính 22GV: Đinh Đồng Lưỡng Máy tính ENIAC Electronic Numerical Integrator And Computer
    23. 23. Cấu trúc Máy tính 23GV: Đinh Đồng Lưỡng Đề xuất năm 1943 và hoàn thành 1946 được sử dụng đến1955 do thầy trò Eckert và Mauchly Trường đại học Pennsylvania của Mỹ Đặc điểm chính: Nặng 30 tấn, chiến diện tích 150m2 và sử dụng 140KW. 5000 nghìn phép cộng trên giây. Sử dụng hệ thập phân. Lập trình bằng công tắc. Sử dụng 18000 bóng đèn điện tử (vacuum tubes) 1.3 Sự tiến hóa của máy tính
    24. 24. Cấu trúc Máy tính 24GV: Đinh Đồng Lưỡng Máy tính Von Neumann  Máy tính IAS(Institute for Advanced Studies)  Máy có mô hình cơ bản là máy tính này nay  Thế kế 1947 hoàn thành 1952  Xây dựng dựa trên ý tưởng của Turring (Mỹ) và Von Neumann(Anh) Main Memory Arithmetic and ogic Unit Program Control Unit Input Output Equipment
    25. 25. Cấu trúc Máy tính 25GV: Đinh Đồng Lưỡng  Các sản phẩm của công nghệ VLSI(Very Large Scale Integrated)  Bộ vi xử lý được chế tạo trên một con chip  Vi mạch điều khiển tổng hợp (Chipset)  Bộ nhớ bán dẫn độc lập( ROM, RAM) thiết kế thành Module  Các bộ vi điều khiển chuyên dụng.  Bộ vi xử lý đầu tiên của Intel 4004 năm1971  Bộ xử lý được coi hoàn thiện nhất là 8088/8086 năm 1978,1979 đây được coi là ngày sinh nhật của các máy tính sau này 1.3 Sự tiến hóa của máy tính
    26. 26. Cấu trúc Máy tính 26GV: Đinh Đồng Lưỡng Máy Micral, André Trương Trọng Thi sáng chế  Micral Pháp, máy vi tính lắp ráp hoàn toàn đầu tiên
    27. 27. Cấu trúc Máy tính 27GV: Đinh Đồng Lưỡng CeleronPentium 4 (Intel)20032003 CeleronPentium II (Intel)19971997 CeleronPentium III (Intel)19991999 8086 (Intel)19781978 80286 (Intel)19801980 8088 (Intel)19791979 Pentium (Intel)19931993 Lịch sử phát triển máy tính thế hệ thứ 4Lịch sử phát triển máy tính thế hệ thứ 4 1.3 Sự tiến hóa của máy tính
    28. 28. Cấu trúc Máy tính 28GV: Đinh Đồng Lưỡng Chương 2 Hệ thống máy tính 2.1 Các thành phần cơ bản của máy tính 2.2 Hoạt động cơ bản của máy tính 2.3 Liên kết hệ thống
    29. 29. Cấu trúc Máy tính 29GV: Đinh Đồng Lưỡng 2.1 Các thành phần cơ bản của máy tính  Mô hình cơ bản của máy tính. Các mô hình máy tính hiện nay được thiết kế dựa trên kiến trúc Von Neumann.  Các đặc điểm kiến trúc của Von Neumann:  Dữ liệu và chương trình chứa trong bộ nhớ đọc ghi.  Bộ nhớ được đánh địa chỉ cho các ngăn nhớ không phụ thuộc vào nội dung của chúng.  Máy tính thực hiện lệnh một cách tuần tự.
    30. 30. Cấu trúc Máy tính 30GV: Đinh Đồng Lưỡng  Sơ đồ cấu trúc cơ bản của máy tính  Bộ xử lý trung tâm (CPU): Điều khiển hoạt động của máy tính và xử lý số liệu  Hệ thống nhớ: chứa chương trình và dữ liệu đang được xử lý.  Hệ thống vào/ra (I/O: Input/Output) : trao đổi thông tin giữa bên ngoài và bên trong máy tính  Liên kết hệ thống (Interconnection): kết nối và vận chuyển thông tin giữa các thành phần với nhau 2.1 Các thành phần cơ bản của máy tính
    31. 31. Cấu trúc Máy tính 31GV: Đinh Đồng Lưỡng 1.Bộ xử lý trung tâm (CPU: Central Processing Unit) Chức năng: Điều khiển toàn bộ hoạt động của máy tính. Xử lý dữ liệu (vd: các phép toán số học và logic) Nguyên tắc hoạt động: CPU hoạt động theo chương trình nằm trong bộ nhớ chính. Cấu trúc cơ bản CPU Đơn vị điều khiển (CU:Control Unit): Điều khiển hoạt động của máy tính theo chương trình đã định sẵn. Đơn vị số học và logic (ALU: Arithmetic And Logic Unit): thực hiện các phép toán số học và logic trên các dữ liệu cụ thể. Tập thanh ghi (RF: Register File): Lưu trữ các thông tin tạm thời phục vụ cho hoạt động của CPU. Đơn vị nối ghép BUS(BIU: Bus Interface Unit): kết nối và trao đổi thông tin giữa Bus bên trong và Bus bên ngoài CPU.
    32. 32. Cấu trúc Máy tính 32GV: Đinh Đồng Lưỡng  Bộ vi xử lý hoạt động theo xung nhịp(clock) có tần số xác định.  Tốc độ vi xử lý được đánh giá gián tiếp thông qua tần số xung nhịp.  Gọi To : chu kỳ xung nhịp, fo =1/To tần số xung nhịp.  Mỗi thao tác của bộ xử lý cần kTo . To càng nhỏ thì bộ xử lý chạy càng nhanh  Ví dụ: Một máy tính Pentium 4 tốc độ 2GHz Ta có fo =2GHz=2.109 Hz To = 1/fo =1/2.109 = 0.5ns 1.Bộ xử lý trung tâm (CPU: Central Processing Unit)
    33. 33. Cấu trúc Máy tính 33GV: Đinh Đồng Lưỡng 2. Bộ nhớ máy tính  Chức năng: Lưu trữ chương trình và dữ liệu. Các thao tác cơ bản: Thao tác đọc dữ liệu (Read) Thao tác ghi dữ liệu (Write)  Các thành phần chính Bộ nhớ trong (Internal Memory) Bộ nhớ ngoài (External Memory)
    34. 34. Cấu trúc Máy tính 34GV: Đinh Đồng Lưỡng Bộ nhớ trong(Internal Memory)  Chức năng và đặc điểm: Chứa thông tin mà CPU có thể trao đổi trực tiếp Tốc độ rất nhanh Dung lượng không lớn Sử dụng bộ nhớ bán dẫn RAM, ROM  Các loại bộ nhớ Bộ nhớ chính (Main memory) Bộ nhớ Cache (Cache Memory) hay gọi bộ nhớ đệm
    35. 35. Cấu trúc Máy tính 35GV: Đinh Đồng Lưỡng Bộ nhớ chính (main memory)  Chứa chương trình và dữ liệu đang được sử dụng bởi CPU  Bộ nhớ chính được tổ chức thành các ngăn nhớ và được đánh địa chỉ  Ngăn nhớ thường được tổ chức theo byte  Nội dung của một ngăn nhớ có thể thay đổi nhưng địa chỉ vật lý của nó đã được đánh là không thay đổi
    36. 36. Cấu trúc Máy tính 36GV: Đinh Đồng Lưỡng Bộ nhớ đệm nhanh(cache memory)  Đây là bộ nhớ bán dẫn có tốc độ nhanh và chúng được đặt đệm giữa CPU và bộ nhớ chính nhằm tăng tốc truy xuất của CPU tới bộ nhớ chính.  Dung lượng nhỏ hơn rất nhiều bộ nhớ chính  Tốc độ nhanh hơn rất nhiều lần  Ngay nay Cache được tích hợp vào trong bộ vi xử lý và nó trong suốt với người sử dụng.  Bộ nhớ Cache thông thường được chia ra thành 2 mức.  Cache có thể có hoặc không
    37. 37. Cấu trúc Máy tính 37GV: Đinh Đồng Lưỡng Chi tiết cấu trúc bộ nhớ Cache 2. Bộ nhớ máy tính
    38. 38. Cấu trúc Máy tính 38GV: Đinh Đồng Lưỡng Bộ nhớ ngoài(External memory) Chức năng và đặc điểm  Lưu trữ tài nguyên phần mềm Máy tính.  Được kết nối với hệ thống như thiết bị vào ra.  Dung lượng rất lớn (vài trăm GB)  Tốc độ chậm Các loại bộ nhớ ngoài  Bộ nhớ từ: Đĩa cứng, đĩa mềm,…  Bộ nhớ quang: CD, VCD, DVD,…  Bộ nhớ bán dẫn: flash Disk, memory Card, pen Disk,…
    39. 39. Cấu trúc Máy tính 39GV: Đinh Đồng Lưỡng Hệ thống vào ra (Input/Output System)  Chức năng: trao đổi thông tin giữa máy tính với thế giới bên ngoài.  Thao tác cơ bản  Vào dữ liệu (In)  Ra dữ liệu (Out)  Các thành phần chính  Thiết bị ngoại vi (Peripheral Devices)  Các Module I/O (IO Module)
    40. 40. Cấu trúc Máy tính 40GV: Đinh Đồng Lưỡng  Cấu trúc vào ra cơ bản Port I/OPort I/O Port I/OPort I/O Port I/OPort I/O Tbị ngoại vi 1Tbị ngoại vi 1 Tbị ngoại vi 2Tbị ngoại vi 2 Tbị ngoại vi nTbị ngoại vi n Mo_Mo_ duledule I/OI/OBus máy tínhBus máy tính Hệ thống vào ra (Input/Output System)
    41. 41. Cấu trúc Máy tính 41GV: Đinh Đồng Lưỡng Thiết bị ngoại vi (Peripherals) Các thiết bị ngoại vi (Peripherals) – Chức năng: chuyển đổi thông tin từ bên ngoài thành dữ liệu máy tính và ngược lại. – Các thiết bị ngoại vi cơ bản:  Thiết bị vào: bàn phím, chuột, …  Thiết bị ra: máy in, màn hình,…  Thiết bị nhớ: đĩa từ, quang,….  Thiết bị truyền thông: Modem,…
    42. 42. Cấu trúc Máy tính 42GV: Đinh Đồng Lưỡng Module vào ra Chức năng: nối ghép thiết bị ngoại vi với máy tính  Mỗi Module có 1 hay nhiều cổng vào ra  Mỗi cổng được đánh địa chỉ xác định Các thiết bị ngoại vi được kết nối với máy tính thông qua cổng vào ra (ví dụ: COM, LPT, USB, VGA,…)
    43. 43. Cấu trúc Máy tính 43GV: Đinh Đồng Lưỡng 2.2 Hoạt động của máy tính 1. Thực hiện chương trình Là hoạt động cơ bản của Máy tính. Máy tính lặp đi lặp lại quá trình thực hiện lệnh gồm hai bước cơ bản:  Nhận lệnh (Fetch)  Thực hiện lệnh (Execute) Thực hiện chương trình dừng khi:  Mất nguồn  Gặp lệnh dừng  Gặp tình huống không giải quyết được(lỗi)
    44. 44. Cấu trúc Máy tính 44GV: Đinh Đồng Lưỡng Chu kỳ thực hiện lệnh BeginBegin EndEnd Nhận lệnhNhận lệnh Thực thi lệnhThực thi lệnh
    45. 45. Cấu trúc Máy tính 45GV: Đinh Đồng Lưỡng 1. Thực hiện chương trình Nhận lệnh (Fetch)  Bắt đầu mỗi chu kỳ lệnh là CPU tiến hành lấy lệnh từ bộ nhớ chính. Trong quá trình lấy và thực hiện lệnh có 2 thanh ghi CPU mà ta quan tâm đó PC (Program Counter)và thanh ghi IR(Instruction Register)  Bộ đếm chương trình thanh ghi PC giữ địa chỉ của lệnh sẽ được nhận.  CPU lấy lệnh từ ngăn nhớ được trỏ bởi PC đưa vào thanh ghi lệnh IR lưu giữ  Sau mỗi lệnh được nhận thì nội dung của thanh ghi PC tự động tăng để trỏ tới lệnh kế tiếp sẽ được thực hiện.
    46. 46. Cấu trúc Máy tính 46GV: Đinh Đồng Lưỡng Thực hiện (Execute)  Bộ xử lý giải mã lệnh đã được nhận và phát tín hiệu điều khiển thực hiện thao tác mà lệnh yêu cầu.  Thực hiện trao đổi giữa CPU và bộ nhớ chính  Thực hiện trao đổi giữa CPU và Module I/O.  Xử lý dữ liệu thực hiện các phép toán số học và logic.  Điều khiển rẽ nhánh.  Kết hợp các thao tác trên. 1. Thực hiện chương trình
    47. 47. Cấu trúc Máy tính 47GV: Đinh Đồng Lưỡng Ví dụ: Thực hiện chương trình 0001: loader 0010: store 0101: add
    48. 48. Cấu trúc Máy tính 48GV: Đinh Đồng Lưỡng Ví dụ: Thực hiện chương trình
    49. 49. Cấu trúc Máy tính 49GV: Đinh Đồng Lưỡng Ví dụ: Thực hiện chương trình
    50. 50. Cấu trúc Máy tính 50GV: Đinh Đồng Lưỡng Ví dụ: Thực hiện chương trình
    51. 51. Cấu trúc Máy tính 51GV: Đinh Đồng Lưỡng 2. Ngắt (Interrupt) Khái niệm chung về ngắt: Ngắt là cơ chế cho phép CPU tạm dừng chương trình đang thực hiện chuyển sang thực hiện một chương trình khác, gọi là chương trình con phục vụ ngắt. Các loại ngắt  Ngắt do lỗi thực hiện chương trình: chia cho 0  Ngắt do lỗi phần cứng: lỗi RAM  Ngắt do module I/O phát ra tín hiệu ngắt đến CPU yêu cầu trao đổi dữ liệu Hoạt động của ngắt
    52. 53. Cấu trúc Máy tính 53GV: Đinh Đồng Lưỡng  Chu kỳ lệnh với ngắt 2. Ngắt (Interrupt) Bắt đầuBắt đầu DừngDừng Nhận lệnhNhận lệnh Thực hiệnThực hiện Ngắt?Ngắt? Chương trìnhChương trình con phục vụ ngắtcon phục vụ ngắt N Y
    53. 54. Cấu trúc Máy tính 54GV: Đinh Đồng Lưỡng Xử lý tín hiệu ngắt  Cấm ngắt: Bộ xử lý bỏ qua các ngắt tiếp theo trong khi đang xử lý ngắt.  Các ngắt vẫn đang đợi và được kiểm tra sau khi ngắt đầu tiên được thực hiện xong  Các ngắt được thực hiện tuần tự nếu cùng thứ tự ưu tiên.  Các ngắt trong máy tính máy tính được định nghĩa mức độ ưu tiên khác nhau.  Ngắt có mức ưu tiên thấp có thể bị ngắt bởi ngắt có ưu tiên cao hơn. Vì vậy có thể xảy ra tình trạng ngắt lồng nhau 2. Ngắt (Interrupt)
    54. 55. Cấu trúc Máy tính 55GV: Đinh Đồng Lưỡng  Là hoạt động trao đổi dữ liệu giữa thiết bị ngoại vi với bên trong máy tính  Các kiểu hoạt động I/O: CPU trao đổi dữ liệu với module vào ra. Module vào ra trao đổi dữ liệu trực tiếp với bộ nhớ chính 3. Hoạt động vào ra
    55. 56. Cấu trúc Máy tính 56GV: Đinh Đồng Lưỡng 2.3 Liên kết hệ thống 1. Thông tin các thành phần trong máy tính  Kết nối Module nhớ bao gồm  Địa chỉ: nhận địa chỉ để xác định ngăn nhớ  Dữ liệu: truyền nhận dữ liệu và lệnh từ bộ nhớ  Tín hiệu điều khiển: Bao gồm tín hiệu điều khiển đọc và tín hiệu điều khiển ghi ModuleModule nhớnhớ DỮ LIỆUDỮ LIỆU ĐỊA CHỈĐỊA CHỈ Dữ liệu hoặc lệnh T/h đk đọc T/h đk ghi
    56. 57. Cấu trúc Máy tính 57GV: Đinh Đồng Lưỡng  Kết nối Module I/O  Địa chỉ: nhận địa chỉ để xác định cổng vào ra  Dữ liệu: nhận dữ liệu từ thiết bị ngoại vi, CPU hay bộ nhớ chính, đưa ra dữ liệu tới thiết bị ngoại vi, CPU hay bộ nhớ chính.  Nhận các tín hiệu điều khiển từ CPU  Phát tín hiệu điều khiển đến TBNV  Phát tín hiệu yêu cầu của TBNV tới CPU ModuleModule I/OI/O DỮ LIỆU MT&TBNVDỮ LIỆU MT&TBNV ĐỊA CHỈĐỊA CHỈ T/h đk đọc T/h đk ghi DỮ LIỆU MT&TBNVDỮ LIỆU MT&TBNV ĐỊA CHỈĐỊA CHỈ T/h đk TBNV T/h yêu cầu ngắt 2.3 Liên kết hệ thống
    57. 58. Cấu trúc Máy tính 58GV: Đinh Đồng Lưỡng  Kết nối CPU  CPU phát địa chỉ đến bộ nhớ hay Module vào ra.  Đọc lệnh và dữ liệu  Đưa dữ liệu ra sau khi xử lý  Phát tín hiệu điều khiển đến Module nhớ hay Module vào ra  Nhận các tín hiệu ngắt. 2.3 Liên kết hệ thống CPUCPU DỮ LIỆUDỮ LIỆU LỆNHLỆNH T/h y/c ngắt DỮ LIỆUDỮ LIỆU ĐỊA CHỈĐỊA CHỈ T/h đkhiển
    58. 59. Cấu trúc Máy tính 59GV: Đinh Đồng Lưỡng  Khái niệm BUS: Bus là tập hợp các đường dây dùng để vận chuyển thông tin từ thành phần này tới thành phần khác bên trong máy tính.  Độ rộng của BUS : là số đường dây có khả năng vận chuyển các bit thông tin đồng thời.  Phân loại BUS: theo chức năng ta chia bus ra làm 3 loại: BUS địa chỉ, BUS dữ liệu và BUS điều khiển 2. Cấu trúc BUS
    59. 60. Cấu trúc Máy tính 60GV: Đinh Đồng Lưỡng  BUS địa chỉ : Chức năng: dùng để vận chuyển địa chỉ từ CPU đến các Module nhớ hay các Module vào ra, nhằm để xác định ngăn nhớ hay cổng vào ra nào cần truy xuất trao đổi thông tin. (đây là BUS một chiều). Độ rộng của BUS địa chỉ (A0 ,A1 ,…, An-1 ) Cho biết khả năng quản lý cực đại số các ngăn nhớ. Nếu sử dụng độ rộng bus địa chỉ n đường thì dung lượng cực đại của bộ nhớ có thể quản lý là 2n ngăn nhớ hay tương đương với 2n byte nhớ (nếu mỗi ngắn nhớ 1 byte) 2.3 Liên kết hệ thống
    60. 61. Cấu trúc Máy tính 61GV: Đinh Đồng Lưỡng Ví dụ: Bus địa chỉ của một số bộ VXL là  8088/8086 n=20 220 (1MB)  80286 n=24 224 (16MB)  80386…Pentium n=32 232 (4GB)  Pentium II, III,IV n=36 236 (64GB) 2.3 Liên kết hệ thống
    61. 63. Cấu trúc Máy tính 63GV: Đinh Đồng Lưỡng  BUS điều khiển: Tập hợp các tín hiệu điều khiển gồm có  Các tín hiệu phát ra từ CPU để điều khiển Module nhớ và Module vào ra.  Các tín hiệu từ Module nhớ, Module vào ra gởi đến CPU yêu cầu.  Ngoài ra còn là BUS cung cấp nguồn tín hiệu xung nhịp (clock) với các BUS đồng bộ.  Một số tín hiệu điển hình 2.3 Liên kết hệ thống
    62. 64. Cấu trúc Máy tính 64GV: Đinh Đồng Lưỡng  Tín hiệu (MemR) điều khiển đọc dữ liệu từ bộ nhớ từ ngăn nhớ xác định. (IOR) Tín hiệu đọc dữ liệu từ một cổng vào ra.  Tín hiệu (MemW) điều khiển ghi dữ liệu có sẵn trên BUS dữ liệu đến một ngăn nhớ xác định. Tín hiệu điều khiển (IOW) ghi dữ liệu có sẵn ra cổng.  Interrupt Request(INTR) tín hiệu yêu cầu ngắt từ các thiết bị ngoại vi  Interrupt Acknowlegde(INTA) tín hiệu chấp nhận ngắt phát ra từ CPU  Ngoài ra còn có các tín hiệu khác như: t/h yêu cầu và chấp nhận CPU chuyển nhượng BUS (BRQ,BGT),… 2.3 Liên kết hệ thống
    63. 65. Cấu trúc Máy tính 65GV: Đinh Đồng Lưỡng Đặc điểm của cấu trúc đơn BUS.  Có nhiều thành phần nối vào một BUS chung.  Tại một thời điểm chỉ phục vụ được một yêu cầu trao đổi dữ liệu.  Các thành phần nối vào BUS có thể có tốc độ khác nhau.  Các module nhớ và module vào ra phụ thuộc vào cấu trúc của CPU. Khắc phục:  Xây dựng cấu trúc đa BUS bao gồm các hệ thống BUS khác nhau về tốc độ.  Trong hầu hết các máy PC bus được phân 3 cấp và các bus nối với nhau thông qua cầu nối BUS 2.3 Liên kết hệ thống
    64. 66. Cấu trúc Máy tính 66GV: Đinh Đồng Lưỡng 2.3 Liên kết hệ thống Bộ VXLBộ VXL Cầu nốiCầu nối BUSBUS Cầu nốiCầu nối BUSBUS BUS bộ VXL BUS bộ nhớ chính BUS vào/ra tốc độ chậm
    65. 67. Cấu trúc Máy tính 67GV: Đinh Đồng Lưỡng Cấu trúc Pentium II điển hình IntelIntel PemtiumPemtium NorthNorth BrigdeBrigde SouthSouth BridgeBridge SuperSuper I/OI/O CacheCache L2L2 ROMROM Cache L1 BUS 66MHz của VXL BUS ISA BUS PCI LPT COM1 COM2 Đĩa mềm Bàn phím Chuột IDE1 IDE2 Khe cắm PCI Khe cắm ISA USB1 USB2 CMOS & RTC 66MHz 66MHz SIMM EDO (16) DIMM SDRAM (66)
    66. 69. Cấu trúc Máy tính 69GV: Đinh Đồng Lưỡng Ví dụ: Cấu hình một máy tính  Intel MotherBoard D915PBLL, Socket T ATX 800FSB, DDR2 533, PCI-E 16x, SATA, 8ch Audio & LAN  3.2GHz Pentium IV processor.  512 MB DDRAM.  80 GB hard disk.  keyboard and a mouse,  foppy disk drive,  24x speed DVD drive,  19″ monitor with 1280 x 1024 pixels resolution,  56 Kbit Modem,  100 Mbit Ethernet card.
    67. 70. Cấu trúc Máy tính 70GV: Đinh Đồng Lưỡng Phần trao đổi và giải đáp
    68. 71. Cấu trúc Máy tính 71GV: Đinh Đồng Lưỡng Tóm tắt chương 2  Đặc điểm kiến trúc Von Neumann.  Cấu trúc và chức năng cơ bản của hệ thống máy tính.  Quy trình thực hiện chương trình trong máy tính.  Ngắt là gì? Tại sao phải sử dụng ngắt trong hệ thống máy tính.  BUS máy tính? Phân loại và chức năng BUS máy tính.  Cấu trúc đa bus trong máy tính.  Nhận diện được tất cả các thành phần phần cứng trong máy tính của bạn.
    69. 72. Cấu trúc Máy tính 72GV: Đinh Đồng Lưỡng Chương 3 Biểu diễn dữ liệu và số học máy tính 3.1 Các hệ đếm cơ bản 3.2 Mã hoá và lưu trữ trong máy tính 3.3 Biểu diễn số nguyên 3.4 Số học nhị phân 3.5 Biểu diễn số dấu chấm động 3.6 Biểu diễn ký tự
    70. 73. Cấu trúc Máy tính 73GV: Đinh Đồng Lưỡng 3.1 Các hệ đếm cơ bản  Hệ thập phân (Decimal System): con người sử dụng  Hệ nhị phân (Binary System): máy tính sử dụng  Hệ thập lục phân (Hexadecimal System): dùng biểu diễn rút ngắn số học nhị phân  Cách chuyển đổi giữa các hệ đếm.
    71. 74. Cấu trúc Máy tính 74GV: Đinh Đồng Lưỡng Hệ thập phân (decimal) Bộ ký tự cơ sở gồm 10 số: 0…9 Dạng tổng quát: an-1 an-2 an-3 …a1 a0 ,a-1 a-2 …a-m 45 123 =123,45 ∑ − −= = 1 10* n mi i iaA Ví dụ: 123,45 Phần nguyên : 123 : 10 = 12 dư 3 12 : 10 = 1 dư 2 1 : 10 = 0 dư 1 Phần phân : 0,45*10 = 4,5 0,5 *10 = 5 Trong đó (ai = 0…9).
    72. 75. Cấu trúc Máy tính 75GV: Đinh Đồng Lưỡng Hệ nhị phân(Binary) Bộ ký tự cơ sở gồm 2 số: 0,1 Dạng tổng quát: an-1 an-2 an-3 …a1 a0 ,a-1 a-2 …a-m Ví dụ: 11011,0112 = 24 +23 +21 +20 +2-2 +2-3 =27,375 Thập lục phân (hexadecimal) Bộ ký tự cơ sở: 0…9,A…F Dạng tổng quát: an-1 an-2 an-3 …a1 a0 ,a-1 a-2 …a-m Ví dụ: 89ABH = 1000 1001 1010 1011B. )1,0(2* 1 == ∑ − −= i n mi i i aaA )..,9..0(16* 1 FAaaA i n mi i i == ∑ − −= Hệ nhị phân (Binary) Hệ thập lục phân (Hexadecimal)
    73. 76. Cấu trúc Máy tính 76GV: Đinh Đồng Lưỡng 3.2 Mã hoá và lưu trữ trong máy tính Nguyên tắc chung về mã hoá dữ liệu Mọi dữ liệu được đưa vào máy tính được mã hoá thành số nhị phân. Các loại dữ liệu:  Dữ liệu nhân tạo: do con người quy ước  Dữ liệu tự nhiên: tồn tại khách quan với con người Mã hoá dữ liệu nhân tạo  Dữ liệu số nguyên: mã hoá theo một số chuẩn đã qui ước  Dữ liệu số thực: mã hoá bằng số dấu chấm động  Dữ liệu phi số (ký tự): mã hoá theo các bộ mã ký tự hiện hành như : ASCII, Unicode,…
    74. 78. Cấu trúc Máy tính 78GV: Đinh Đồng Lưỡng Thứ tự lưu trữ các byte dữ liệu MT Bộ nhớ chính tổ chức lưu trữ dữ liệu theo đơn vị byte Độ dài từ dữ liệu có thể chiếm từ 1 đến 4 byte. Vì vậy cần phải biết thứ tự chúng lưu trữ trong bộ nhớ chính đối các dữ liệu nhiều byte. Có hai cách lưu trữ được đưa ra  Little Endian (đầu nhỏ): Byte có ý nghĩa thấp hơn được lưu trữ trong bộ nhớ ở vị trí có địa chỉ nhỏ hơn.  Big Endian (đầu to): Byte có ý nghĩa thấp hơn được lưu trữ trong bộ nhớ ở vị trí có địa chỉ lớn hơn.
    75. 79. Cấu trúc Máy tính 79GV: Đinh Đồng Lưỡng Ví dụ: lưu trữ một từ 32bit 0001 1010 0010 1011 0011 1100 0100 1101B 1 A 2 B 3 C 4 D H Biểu diễn trong ngăn nhớ theo 2 cách 300 4D 300 1A 301 3C 301 2B 302 2B 302 3C 303 1A 303 4D Little Endian Big Endian Thứ tự lưu trữ các byte dữ liệu MT
    76. 82. Cấu trúc Máy tính 82GV: Đinh Đồng Lưỡng  Ví dụ: n=8 0…28 -1 (255) n=16 0… 216 -1 (65535). n=32 0…232 -1 Ví dụ: Số nguyên không dấu
    77. 83. Cấu trúc Máy tính 83GV: Đinh Đồng Lưỡng Số nguyên có dấu  Số bù một và số bù hai ĐN: Cho một số nhị phân N được biểu diễn bởi n bit. Ta có  Số bù một của N bằng (2n -1)-N  Số bù hai của N bằng 2n -N Ví dụ: Cho số N = 0001 00012 được biểu diễn bởi n=8bit. Xác định số bù 1 và bù 2 của N. Ap dụng công thức 1111 1111 (2n -1) 0001 0001 N số bù một của N 1110 1110
    78. 84. Cấu trúc Máy tính 84GV: Đinh Đồng Lưỡng Số nguyên có dấu  Nhận xét: số bù một của một số N được xác định bằng cách đảo các bit trong N Ap dụng công thức 1 0000 0000 (2n ) 0001 0001 N số bù hai của N 1110 1111  Nhận xét: số bù hai của một số N được xác định bằng cách lấy số bù một của N cộng thêm 1 Số bù 2 của N =(số bù 1 của N)+1
    79. 86. Cấu trúc Máy tính 86GV: Đinh Đồng Lưỡng Số nguyên có dấu Trong đó: Bít có trọng số cao nhất (hay bit ngoài cùng bên trái của dãy nhị được máy tính sử dụng để biểu diễn dấu của giá trị) nếu: = 0 : thì số nhị phân cần tính giá trị là số dương. Dạng tổng quát là: 0an-2 an-3 …a0 = 1 : thì số nhị phân cần tính giá trị là số âm. Dạng tổng quát là: 1an-2 an-3 …a0
    80. 90. Cấu trúc Máy tính 90GV: Đinh Đồng Lưỡng 3.4 Biểu diễn số dấu chấm động Cho hai giá trị: Khối lượng mặt trời: 199000000000000000000000000000000000g Khối lượng điện tử: 0.00000000000000000000000000000910956g Để lưu trữ con số này thì máy tính cần đến số bit rất lớn. Như vậy, trong trường hợp này thì loại số có dấu chấm tĩnh sẽ rất bất tiện. Vì vậy tất cả máy tính lưu trữ những số trên dưới dạng dấu chấm động (floating point) 1.990 x 1033 và 0.910956x 10-27 hay theo số khoa học là : 1.999E+33 và 0.910956E-27.
    81. 91. Cấu trúc Máy tính 91GV: Đinh Đồng Lưỡng Dạng tổng quát chúng tôi Trong đó: M (Matissa) phần định trị R (Radix) cơ số E(Exponent) số mũ X=(-1)s 1.M 2E-B Trong đó: s: là bit dấu (s=0 phần định trị là dương; s=1 phần định trị là âm) M : là phần định trị. E: là số mũ được dịch chuyển đi B đơn vị. R đã được biết (R=2) máy tính lưu số dấu chấm động bao gồm hai thành phần chính 3.4 Biểu diễn số dấu chấm động
    82. 92. Cấu trúc Máy tính 92GV: Đinh Đồng Lưỡng Chuẩn IEEE 754-1985 phân định 3 dạng số dấu chấm động cơ bản (IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers ) Số có độ chính xác đơn dài 32 bit (single) Số có độ chính xác kép dài 64 bit (double) Số có độ chính xác mở rộng dài 128bit (quadruple) 3.4 Biểu diễn số dấu chấm động
    83. 93. Cấu trúc Máy tính 93GV: Đinh Đồng Lưỡng Loại Single Double Quadruple Bề rộng của trường (bit) S E M Tổng cộng E cực đại E cực tiểu Độ dịch 1 8 23 32 255 0 127 1 11 52 64 2047 0 1023 1 15 111 128 32767 0 16383 3.4 Biểu diễn số dấu chấm động
    84. 94. Cấu trúc Máy tính 94GV: Đinh Đồng Lưỡng S E M Biểu diễn số dấu chấm động chuẩn IEEE 32bit ± * e± S=1 phần định trị là âm S=0 phần định trị là dương E: giá trị E nằm trong 8 bit, là số mũ được dịch chuyển đi 127 M: phần định trị, giá trị nằm trong 23 bit Ta có số -2345,125 trong hệ thập phân. Hãy biểu diễn chúng dưới dạng chuẩn IEEE 32bit trong máy tính
    85. 101. Cấu trúc Máy tính 101GV: Đinh Đồng Lưỡng Phần trao đổi và giải đáp
    86. 102. Cấu trúc Máy tính 102GV: Đinh Đồng Lưỡng Ôn tập chương 3  Các hệ đếm, ý nghĩa của chúng trong máy tính.  Mã hóa dữ liệu trong máy tính.  Mã hóa số nguyên(mã hóa số nguyên có và không dấu).  Mã hóa số thực (số dấu chấm động)  Mã hóa ký tự (ASCII, Unicode)  Lưu trữ dữ liệu trong máy tính
    87. 103. Cấu trúc Máy tính 103GV: Đinh Đồng Lưỡng Đặt câu hỏi Câu 1: Kết quả hiển thi lên màn hình là bao nhiêu? Khi thực hiện đoạn lệnh sau: Var a: shortint; Begin a:=-1; writeln(‘Gia tri a:=’,a); writeln(‘Gia tri ngan nho:=’, mem); End.
    88. 105. Cấu trúc Máy tính 105GV: Đinh Đồng Lưỡng Đặt câu hỏi Câu 3: Kết quả hiển thi lên màn hình là bao nhiêu? Khi thực hiện đoạn lệnh sau: Var a: shortint; Begin a:=$6A; writeln(‘Gia tri a:=’,a); writeln(‘Gia tri ngan nho:=’, mem); End.
    89. 107. Cấu trúc Máy tính 107GV: Đinh Đồng Lưỡng Đặt câu hỏi Câu 5: Kết quả hiển thi lên màn hình là bao nhiêu? Khi thực hiện đoạn lệnh sau: Var b : integer absolute 3715:100; a: shortint absolute 3715:100; Begin b:=-75; writeln(‘Gia tri a:=’,a); writeln(‘Gia tri ngan nho:=’, mem); writeln(‘Gia tri ngan nho:=’, memw:= giá_trị Để nhập vào dữ liệu: bien:=port[địa_chỉ]
    90. 228. Cấu trúc Máy tính 228GV: Đinh Đồng Lưỡng Ví dụ cổng ghép nối tiếp(COM)  Các thanh ghi chính:  Thanh ghi đệm (Buffer Register) Địa chỉ cơ sở  Thanh ghi trạng thái (Status Register) ĐCCS+5  Thanh ghi điều khiển (Control Register) ĐCCS+3  Các địa chỉ cổng có thể là: COM1: 3F8h (3FDh ; 3FBh) COM2: 2F8h COM3: 3E8h COM4: 2E8h
    91. 229. Cấu trúc Máy tính 229GV: Đinh Đồng Lưỡng 6.2 Các phương pháp điều khiển vào ra Phân loại:  Vào ra bằng chương trình  Vào ra bằng ngắt  Truy cập bộ nhớ trực tiếp DMA Vào ra bằng chương trình Nguyên tắc chung:  Sử dụng lệnh vào ra trong chương trình để trao đổi dữ liệu với cổng vào ra.  Khi CPU thực hiện chương trình gặp lệnh vào ra thì CPU điều khiển trao đổi dữ liệu với cổng vào ra. Lệnh I/O:  Với không gian địa chỉ vào ra riêng biệt: sử dụng các lệnh vào ra chuyên dụng  Với không gian vào ra dùng chung bộ nhớ thì các lệnh trao đổi dữ liệu sử dụng như ngăn nhớ.
    92. 230. Cấu trúc Máy tính 230GV: Đinh Đồng Lưỡng 6.2 Các phương pháp điều khiển vào ra Hoạt động vào ra bằng chương trình  CPU gặp lệnh trao đổi vào ra, yêu cầu thao tác vào ra  Module vào ra thao tác vào ra  Module vào ra thiết lập các bit trạng thái(State)  CPU kiểm tra các bit trạng thái: Nếu chưa sẵn sàng thì quay lại kiểm tra lại Nếu sẵn sàng thì chuyển sang trao đổi dữ liệu với Module vào ra.

    --- Bài cũ hơn ---

  • Cấu Trúc Nguồn Led Gulai So Với Các Loại Rẻ
  • Update 2022: Bi Led Đã Thực Sự Hoàn Thiện?
  • Một Số Cấu Trúc Đặc Biệt Thông Dụng
  • Câu Ví Dụ,định Nghĩa Và Cách Sử Dụng Của”lead”
  • Tổng Hợp Cách Dùng Lead To/ Lead To + Verb/ V Hay Ving…
  • Bạn đang đọc nội dung bài viết Bai Giang Cau Truc May Tinh trên website Comforttinhdauthom.com. Hy vọng một phần nào đó những thông tin mà chúng tôi đã cung cấp là rất hữu ích với bạn. Nếu nội dung bài viết hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!

  • Web hay
  • Links hay
  • Push
  • Chủ đề top 10
  • Chủ đề top 20
  • Chủ đề top 30
  • Chủ đề top 40
  • Chủ đề top 50
  • Chủ đề top 60
  • Chủ đề top 70
  • Chủ đề top 80
  • Chủ đề top 90
  • Chủ đề top 100
  • Bài viết top 10
  • Bài viết top 20
  • Bài viết top 30
  • Bài viết top 40
  • Bài viết top 50
  • Bài viết top 60
  • Bài viết top 70
  • Bài viết top 80
  • Bài viết top 90
  • Bài viết top 100