Slide cấu trúc máy tính

Khái niệm máy tính: Máy tính (computer) là một thiết bị có khả năng thao tác (lưu trữ, xử lý) trên dữ liệu (thông tin) theo một cách phức tạp và lập trình được. Việc tính toán của nó thực hiện theo một chương trình. Dữ liệu có thể được biểu diễn dưới rất nhiều hình thức của thông tin như: số, ký tự, hình ảnh, âm thanh, … Lưu ý: Trước khi phát minh ra máy tính, thuật ngữ computer thường được dùng để ám chỉ một người chuyên làm nhiệm vụ tính toán (human computer) 4 04112017 3 CÁC KHÁI NiỆM CHUNG VỀ MÁY TÍNH 5 CÁC KHÁI NiỆM CHUNG VỀ MÁY TÍNH 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. Phần mềm (software): Bao gồm các thuật toán và các biểu diễn cho máy tính, đó chính là các chương trình. Chương trình có thể được biểu diễn (lưu trữ) trên bìa đục lỗ, băng từ, đĩa từ, … hay các môi trường khác, tuy nhiên cái cơ bản nhất của phần mềm chính là tập hợp các câu lệnh (chỉ thị) tạo nên chương trình chứ không phải là môi trường vật lý được sử dụng để ghi (lưu trữ) chương trình. 6 04112017 4 CÁC KHÁI NiỆM CHUNG VỀ MÁY TÍNH Phần cứng (Hardware): Chương trình được viết bằng ngôn ngữ máy ở mức 1 có thể được thi hành trực tiếp bởi các mạch điện mà không cần một trình thông dịch hoặc trình biên dịch trung gian nào cả. Các mạch điện như vậy cùng với bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi (vàora) tạo thành phần cứng máy của tính (hardware). Phần cứng bao gồm các đối tượng hữu hình như các vi mạch (IC), các bảng (board) mạch in, cáp nối, nguồn điện, bộ nhớ, máy đọc bìa, máy in, terminal, … Lưu ý: Phần cứng thường xem như bao gồm tất cả thành phần vật lý. 7 CÁC KHÁI NiỆM CHUNG VỀ MÁY TÍNH Phần sụn (Firmware): Phần sụn (hay còn gọi là phần dẻo) là dạng trung gian giữa phần cứng và phần mềm, nó là phần mềm được nhúng vào các mạch điện tử trong quá trình chế tạo ra các mạch điện tử này. Firmware được sử dụng khi các chương trình hiếm khi hoặc không bao giờ cần thay đổi. Ví dụ : ROM BIOS chứa các chương trình khởi động, các dịch vụ vàora cơ sở, dữ liệu về cấu hình của hệ thống, … 8 04112017 5 CÁC KHÁI NiỆM CHUNG VỀ MÁY TÍNH 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,…

Trang 1

Bài giảng môn học:

• CPU (Central Processing Unit) Chương 4

• Bộ nhớ máy tính (Memory) Chương 5

• Thiết bị giao tiếp – Thiết bị ngoại vi Chương 6

• Cài đặt máy tính Chương 7

• Sao lưu và phục hồi Chương 8

Trang 2

Chương 1 – Tổng quan máy tính

• Kiến trúc máy tính

• Cấu trúc máy tính.

• Tổ chức máy tính.

1.1 Các khái niệm chung về máy tính

• Phân loại theo công dụng.

• Phân loại theo cấu trúc / kiến trúc

1.2 Phân loại máy tính

• Thời kỳ sơ khai.

• 4 thế hệ phát triển máy tính.

1.3 Lịch sử phát triển của máy tính

3

-CÁC KHÁI NiỆM CHUNG VỀ MÁY TÍNH

Khái niệm máy tính:

Máy tính (computer) là một thiết bị có khả năng thao tác (lưu trữ,

xử lý) trên dữ liệu (thông tin) theo một cách phức tạp và lập

trình được

Việc tính toán của nó thực hiện theo một chương trình

Dữ liệu có thể được biểu diễn dưới rất nhiều hình thức của thông

tin như: số, ký tự, hình ảnh, âm thanh, …

Lưu ý:

Trước khi phát minh ra máy tính, thuật ngữ computer thường

được dùng để ám chỉ một người chuyên làm nhiệm vụ tính toán

(human computer)

Trang 3

CÁC KHÁI NiỆM CHUNG VỀ MÁY TÍNH

5

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

Phần mềm (software):

Bao gồm các thuật toán và các biểu diễn cho máy tính, đó chính

là các chương trình

Chương trình có thể được biểu diễn (lưu trữ) trên bìa đục lỗ,

băng từ, đĩa từ, … hay các môi trường khác, tuy nhiên cái cơ bản

nhất của phần mềm chính là tập hợp các câu lệnh (chỉ thị) tạo

nên chương trình chứ không phải là môi trường vật lý được sử

dụng để ghi (lưu trữ) chương trình

Trang 4

Phần cứng (Hardware):

Chương trình được viết bằng ngôn ngữ máy ở mức 1 có thể được

thi hành trực tiếp bởi các mạch điện mà không cần một trình

thông dịch hoặc trình biên dịch trung gian nào cả

Các mạch điện như vậy cùng với bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi

(vào/ra) tạo thành phần cứng máy của tính (hardware) Phần

cứng bao gồm các đối tượng hữu hình như các vi mạch (IC), các

bảng (board) mạch in, cáp nối, nguồn điện, bộ nhớ, máy đọc bìa,

máy in, terminal, …

điện tử trong quá trình chế tạo ra các mạch điện tử này

Firmware được sử dụng khi các chương trình hiếm khi hoặc

không bao giờ cần thay đổi

Ví dụ :

ROM BIOS chứa các chương trình khởi động, các dịch vụ vào/ra

cơ sở, dữ liệu về cấu hình của hệ thống, …

Trang 5

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,…

9

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:

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

Trang 6

Cấu trúc máy tính (Computer Structure):

11

Mô hình phân lớp của hệ thống

Trang 7

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:

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

Trang 8

2 PHÂN LOẠI MÁY TÍNH

Phân loại theo phương pháp truyền thống.

1 Máy vi tính (Microcomputer)

Một thiết bị hay hệ thống điện tử có khả năng xử lý dữ liệu, dùng để tính toán hay kiểm soát các hoạt động mà có thể biểu diễn dưới dạng số hay quy luật logic.

2 Máy tính nhỏ (Minicomputer)

Là một dạng máy tính nhỏ cầm tay, với tốc độc trung bình, có khả năng

xử lý và thực thi các chương trình cỡ nhỏ và chuyên biệt

3 Máy tính lớn (Mainframe Computer)

Máy tính cỡ lớn, thường là các máy tính chủ trong các hệ thống mạng của công ty hoặc nhà máy

4 Siêu máy tính (Super Computer)

Một siêu máy tính là một máy tính vượt trội trong khả năng và tốc độ xử

lý

Có nhiều phương pháp và cách phân loại khác nhau, ở đây ta nêu lên

một số phương pháp phân loại máy tính điện tử.

15

-2 PHÂN LOẠI MÁY TÍNH

Siêu Máy tính của Roadrunner IBM 2008

Trang 9

Cray-2; máy tính nhanh nhất thế giới trong thời gian 1985–1989.

17

Siêu máy tính IBM Blue Gene/L nhanh nhất thế giới - 2006.

Trang 10

Phân loại theo chức năng:

1 Máy tính cá nhân (Personal Computer)

Là máy tính đáp ứng nhu cầu người sử dụng chung trong các lĩnh vực gia đình, văn phòng, giải trí,.v.v.

Desktop: máy tính cá nhân đặt trên bàn.

Laptop(hay Notebook): máy tính cá nhân đặt trên đùi (trong lòng)

Tablet: máy tính bảng

19

Phân loại theo phương pháp hiện đại:

2 Máy chủ (Servers)

Phục vụ các yêu cầu từ các máy khách trong hệ thống mạng Có nhiều loại máy chủ khác nhau như máy chủ WEB, máy chủ dữ liệu, máy chủ tên miền,…

Trang 11

Phân loại theo phương pháp hiện đại:

3 Máy tính nhúng (Embedded Computer)

Máy tính được đặt vào trong một hệ thống lớn, làm nhiệm vụ xử lý thông tin và điều khiển khiển hoạt động cho một phần hoặc toàn bộ

hệ thống

Ví dụ: điện thoại di động, bộ điều khiển các thiết gia đình, Router định tuyến,…

21

Phân loại theo nguyên lý / cấu trúc chế tạo máy tính:

Kiểu phân loại này có:

Máy tính số (Digital Computer)

Máy tính tương tự (Analog Computer)

Mỗi lớp lớn này lại có thể được chia thành các lớp con, ví dụ máy

tính đa năng và máy tính chuyên dụng

1 Máy tính số (Digital Computer)

Máy tính số là loại máy tính sử dụng các đại lượng vật lý biến thiên rời rạc (dạng số) để biểu diễn các đại lượng cần tính toán

Tốc độ hoạt động, hệ thống lệnh và số địa chỉ của các lệnh Các thiết bị nhớ và dung lượng của chúng, tổ hợp các thiết bị vào/ra

số liệu, kích thước,

Trang 12

1.1 Phân loại máy tính số (MTS) theo cách thức thi hành chương

trình

MTS tuần tự : là MTS trong đó các chương trình được thi hành từng lệnh một, hết lệnh này đến lệnh khác.

MTS song song: là MST có thể thi hành đồng thời nhiều chương trình

MTS song song cần có nhiều trang thiết bị hơn và phức tạp hơn MTS liên tiếp nhưng có tốc độ tác động cao hơn.

MTS tuần tự - song song: là loại MST trung gian giữa hai loại máy tính

số nêu trên

23

1.2 Phân loại máy tính số theo nhiệm vụ mà người thiết kế định

ra cho nó

MTS chuyên dụng: để giải quyết một loại bài toán nhất định, nó thường đơn giản và rẻ tiền hơn MTS đa năng nhờ việc có thể giảm bớt một số thành phần của máy tính và thậm chí cả việc rút gọn tập lệnh của bộ vi xử lý của máy Như các máy tính ứng dụng trong điều khiển Robot, đièu khiẻn máy bay, ve ̣ tinh, )

MTS đa năng: Là loại MTS được chế tạo ra để giải một lớp lớn các bài toán mà thành phần của lớp bài toán này có thể còn chưa được nêu đầy để khi thiết kế máy

Trang 13

2 Máy tính tương tự (Analog Computer)

Máy tính tương tự (MTTT) là loại máy tính sử dụng các đại lượng vật

lý biến thiên liên tục để biểu diễn các đại lượng cần tính toán Đại lượng vật lý đó thường là điện áp hoặc dòng điện.

Các MTTT vận hành rất thuận tiện, thường đưa ra kết quả dưới dạng

đồ thị, đặc biệt với thời gian cực kỳ ngắn (tốc độ thi hành rất cao).

25

Sự khác nhau cơ bản giữa MTTT và MTS:

MTS chỉ làm được các phép tính số học cổ điển như cộng, trừ, nhân, chia; để thực hiện các tổ hợp gồm các phép tính cộng và nhân,…

những lệnh mà bộ cộng của MTTT chỉ làm trong nháy mắt thì ở MTS phải có một chương trình đặc biệt để sắp xếp dần dần các phép tính

số học chủ yếu thành các tổ hợp cần thiết.

MTTT có các nhược điểm : kết quả có độ chính xác không cao, sự hoạt động của nó không mềm dẻo như MTS, khả năng giải bài toán phụ thuộc nhiều vào chính phần cứng của máy.

Trang 14

3 Máy tính lai (Hybrid Computer)

Đó là loại máy tính kết hợp cả hai nguyên lý số và tương tự, trong hệ thống này có một nửa là số và một nửa là tương tự

Trong quá trình tính toán, hai nửa này truyền dữ liệu cho nhau thông qua các bộ chuyển đổi (convertor)

GTE Analog Computer EA22

27

-3 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

Thời kỳ sơ khai:

Năm 1942, nhà khoa học Pháp Blaise Pascal xây dựng một máy

đầu tiên thực hiện công việc tính toán Ðây là thiết bị hoàn toàn

bằng cơ khí sử dụng các bánh răng và cung cấp lực bằng một

cánh tay quay Nó chỉ thực hiện được các phép toán cộng và trừ

30 năm sau, nhà toán học Ðức Baron Gottfried xây dựng một

máy cơ khí làm được phép nhân và chia

Sau đó, giáo sư Charles Babbage đã thiết kế và xây dựng máy sai

phân (difference engine) Phương pháp sai phân hữu hạn sử

dụng các đa thức và cũng chỉ thực hiện các phép toán cộng và

trừ

Trang 15

Sự phát triển của máy tính chia ra 4 thế hệ:

Thế hệ 1: Máy tính dùng đèn chân không (Vacuum Tube)

1946-1955

Thế hệ 2: Máy tính dùng Transistor (1955-1965)

Thế hệ 3: Máy tính dùng mạch tích hợp IC (Integrated Circuit)

1966 – 1980

Thế hệ 4: Máy tính dùng vi mạch tích hợp cực lớn VLSI (Very

Large Scale Integrated ) từ năm 1980 đến nay.

Trang 16

3 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

Thế hệ 1: Máy tính dùng đèn chân không (Vacuum Tube)

1946-1955

Năm 1943, máy tính số điện tử đầu tiên trên thế giới bắt đầu

hoạt động, máy Colossus do Alan Turing thiết kế nhằm thực hiện

giải mã các thông diệp đã mã hóa trong chiến tranh thế giới thứ

2

Cũng trong năm 1943, Mauchley và Presper Eckert bắt đầu tiến

hành xây dựng máy tính ENIAC (Electronic Numerical Integrator

And Computer) ENIAC gồm 1800 đèn điện tử và 1500 relay, cân

nặng 30 tấn, công suất tiêu thụ 140 kWh Nó có tất cả 20 thanh

ghi, mỗi thanh ghi có thể lưu trữ một số thập phân 10 chữ số

31

Thế hệ 1: Máy tính dùng đèn chân không

Sau đó, John von Neumann thiết kế máy IAS là một phiên bản

nâng cao của ENIAC

Máy von Neumann có 5 phần cơ bản:

Bộ nhớ, đơn vị luận lý số học (ALU – Arithmetich Logic Unit), đơn vị điều khiển chương trình,

thiết bị nhập thiết bị xuất

Bộ nhớ có tất cả 4096 từ, mỗi từ lưu trữ 40 bit Mỗi từ chứa 2

lệnh 20 bit hay một số nguyên có dấu 39 bit Mỗi lệnh 20 bit gồm

có 8 bit xác định loại lệnh và 12 bit xác định 1 trong 4096 từ nhớ

Trang 18

3 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

Thế hệ 2: Máy tính dùng Transitor (1955-1965)

Năm 1948, John Bardeen, Walter Brattain và William Shockley

phát minh ra transistor đã tạo ra cuộc cách mạng trong lĩnh vực

máy tính Máy tính transistor đầu tiên đuợc xây dựng tại MIT,

máy TX-0 (Transistorized experimental computer 0)

Năm 1961, máy tính PDP-1 xuất hiện có 4K từ 18 bit và khoảng

thời gian một chu kỳ là 5 µs Vài năm sau, PDP-8 ra đời có 12 bit

nhưng giá thành rẻ hơn PDP-1 rất nhiều (16.000 USD so với

120.000 USD)

IBM xây dựng một phiên bản của 709 bằng transistor, đó là máy

tính 7094 có thời gian một chu kỳ là 2 µs và bộ nhớ 32K từ 36

bit

35

Thế hệ 2: Máy tính dùng Transitor (1955-1965)

Trang 19

Lúc này, IBM giới thiệu một sản phẩm đơn, máy System 360,

được thiết kế dựa trên các vi mạch Ðổi mới quan trọng trong

360 là khả năng đa lập trình (multiprogramming), có vài chương

trình trong bộ nhớ đồng thời để khi một chương trình dang chờ

xuất / nhập dữ liệu thì chương trình khác có thể tính toán Một

đặc trưng khác của 360 là không gian địa chỉ lớn với 224 byte

VLSI (Very Large Scale Integrated)

Vào thập niên 80, vi mạch VLSI (Very Large Scale Integrate) có

khả năng chứa hàng triệu transistor trên một chip đơn đã được

chế tạo

Sự phát triển này dẫn đến việc sản xuất các máy tính nhỏ hơn và

nhanh hơn Do dó, giá cả đã giảm xuống đến mức một cá nhân có

thể sở hữu một máy tính

Các máy tính trong thế hệ này có thể chia thành các loại: máy

tính cá nhân, máy tính mini, mainframe, siêu máy tính

Trang 21

Thảo Luận

41

Trang 22

• Biểu diễn số học trong máy tính

Chương 2

• Hệ thống máy tính Chương 3

• CPU (Central Processing Unit) Chương 4

• Bộ nhớ máy tính (Memory) Chương 5

Trang 23

Chương 2 – Biểu diễn số học máy tính

Kỹ thuật số trong máy tính

Cơ bản về các hệ đếm

Lưu trữ và truyền dữ liệu số

Tính toán số học trong máy tính

Biểu diễn số âm bằng số bù 2

Biểu diễn số dạng BCD

3

-Kỹ thuật số trong máy tính

Khái niệm “kỹ thuật số” (Digital)

Là kỹ thuật lưu trữ / xử lý / truyền, nhận /… dữ liệu dưới dạng

chuỗi số 2 trạng thái (gọi là bit) 0và 1

Thông tin (dữ liệu) dạng Analogsẽ được “số hóa” thành bít (tín

hiệu Digital) khi đưa vào máy tính

Tín hiệu Digitalđược giải mã thành Analog khi ra khỏi máy tính

Trang 24

Kỹ thuật số trong máy tính

Số hóa dữ liệu Text

Chuẩn ASCII: 1 chữ cái ( character) 8 bit (~ 1 Byte)

Chuẩn Unicode: 1 chữ cái ( character) 16 bit (~ 2 Bytes)

-Kỹ thuật số trong máy tính

Số hóa dữ liệu Picture

Ảnh được chia thành ma trận 2 chiều (A x B) của các điểm ảnh

(gọi là Pixel - picture element).

Mỗi pixel dược mã hóa màu sắc bởi nbit

Ví dụ:

Ảnh 1,200 x 1,800 pixel (ảnh 2 Megapixel – 2 triệu điểm ảnh), mã

hóa 24 bit màu (tương đương 16 triệu màu)

Ảnh này được số hóa bởi: 1,200 x 1,800 x 24 bit = 51,840,000 bits

(6,480,000 Bytes  6,4 MegaBytes)

Trang 25

Truyền dữ liệu số:

Kiểu truyền nối tiếp (đường truyền Serial bus):

Các bít 0, 1 nối tiếp nhau truyền trên dây dẫn từ A sang B.

Các bit truyền từ B sang A trên dây dẫn khác

Truyền song song (đường truyền Parallel bus)

Nhiều bít cần truyền được đặt cùng lúc trên nhiều đường dây nối.

Các bít sẽ truyền đồng loạt từ A sang B hoặc ngược lại.

Đường bus nbit là đường truyền có ndây nối (n= 4/8/16/32/64…)

Thiết bị

B

Trang 26

Tần số truyền:

Tần số (Frequency ) là số lần truyền dữ liệu trong 1 giây (second)

Đơn vị tính: Hz(Hertz) hoặc KHz, MHz, GHz…

Băng thông đường truyền:

Băng thông (Bandwidth) là chỉ số cho biết số lượng bits(hoặc

bytes ) truyền được trong thời gian 1 giây (second)

Đơn vị tính:

bps(Bits per second) hoặc Kbps, Mbps, Gbps…

hoặcB/s (Bytes/second) hoặc KB/s, MB/s, GB/s…

Công thức tính BW của Parallel bus:

Công thức tính BW của Serial bus:

Băng thông =độ rộng bus xtần số truyền / 8 ( Bytes/s )

Băng thông =tần số truyền/10( Bytes/s )

Cơ bản về các hệ đếm

Hệ đếm:

Là phương pháp dùng các ký hiệu để biểu diễn dãy số tự nhiên

Tên hệ đếm cũng là số lượng ký hiệu sử dụng

Trang 27

Khi dùng 2 ký số để biểu diễn

một số nguyên, giá trịmin - max

Khi dùng (n) ký số để biểu diễn

một số nguyên, giá trịmin - max

Trang 28

Chuyển đổi hệ Thập phân  hệ Nhị phân:

Ví dụ: Chuyển số 118 10sang hệ Nhị phân:

Dùng phương pháp: chia 2 – lấy dư số.

Lược trình các con số dư theo thứ tự từ dưới lên, ta có số nhị

phân 0111 01102

Trang 29

-Tính toán số học trong máy tính

Tính toán số học trong máy tính.

Máy tính thực hiện tính toán trên số nhị phân (bit)

Tốc độ tính toán phụ thuộc vào tốc độ của CPU (bộ xử lý) và

chiều dài của thanh ghi (Register)

Cơ bản về thanh ghi (Register) trong CPU:

Vai trò của thanh ghi:

CPU nạp thông tin từ Bộ nhớ vào các Thanh ghi.

CPU tiến hành xử lý thông tin trên các thanh ghi.

Ghi kết quả xử lý vào thanh ghi khác.

CPU xuất kết quả từ thanh ghi vào Bộ nhớ.

Độ dài của thanh ghi:

Tùy công nghệ chế tạo CPU => thanh ghi 8 bit / 16 bit / 32 bit / 64 bit Thanh ghi tiêu chuẩn: 8 bit.

Trang 30

Biểu diễn số học trên thanh ghi tiêu chuẩn 8 bit.

Nếu chỉ lưu trữ số dương: 0000 0000  1111 1111 (từ0đến

255)

Nếu dùng cho cả số âm và dương:

Bit cực trái là “0”: 7 bit còn lại biểu diễn giá trịdương

Bit cực trái là “1”: 7 bit còn lại biểu diễn giá trịâm

Giá trị số biểu diễn bởi thanh ghi 8 bit:

từ -127 đến +127 (chỉ còn 7 bit biểu diễn số)

Trang 31

Các phép dịch bít trong thanh ghi 8 bits:

Phép dịch trái - Bits shift left

A|B chỉ bằng 0 khi cả A và B cùng là 0

Phép XOR (Ký hiệu: ^)

Giống nhau thì = 0 Khác nhau thì = 1Phép NOT (Ký hiệu: !Hoặc: ~): là phép đảo bit

Trang 32

Lỗi tính toán khi có phần tử là số âm.

Quy tắc tính bù 2 cho số nhị phân:

Bước 1: đảo tất cả các bit của số nhị phân (gọi là phép tính bù 1)

Bước 2: cộng thêm 1 vào kết quả của bước 1

Nhìn từ bên phải sang, giữ nguyên 2 bit màu đỏ: 0001 00 10

Đảo tất cả các bit còn lại, ta có: 1110 1110

Số nhị phân: 0001 00102Bước 1 (bù 1): 1110 1101 Bước 2 (bù 2): 1110 1110

Trang 33

Số bù 2 sửa lỗi tính toán khi có phần tử là số âm.

Trang 34

Thảo Luận

25

Trang 35

• Biểu diễn số học trong máy tính Chương 2

Trang 36

Chương 3 – Hệ thống máy tính

3.1 Kiến trúc máy tính qua các thời kỳ

3.2 Các thành phần cơ bản của máy tính

3.3 Hoạt động cơ bản của máy tính

3.4 Liên kết hệ thống

1 Kiến trúc máy tính qua các thời kỳ

Kiến trúc sơ khai:

CPU(Central Processing Unit): bộ xử lý trung tâm

Bộ nhớ trong: chứa dữ liệu trong quá trình xử lý của CPU

Thiết bị ngoại vi: các thiết bị giao tiếp với hệ máy tính

Trang 37

Cải tiến khối xuất nhập:

Kiến trúc máy tính hiện đại:

Từ các thế hệ máy tính 286, 386, 486, 586 (gọi chung là x86)

Xu hướng: giảm tải CPU

Giao tiếp VGA.

Giao tiếp Chip cầu Nam.

Chip cầu Nam (Southbridge)

Giao tiếp Chip cầu Bắc Giao tiếp BIOS ROM.

Điều khiển thiết bị Input/Output (I/O)

Giao tiếp các thiết bị khác.

Trang 38

Chuyển bộ điều khiển bộ nhớ (Memory Controller) về lại cho CPU

Chuyển bộ Memory Controller và VGA interface về CPU.

Không còn chip cầu Bắc

Trang 39

Chuyển bộ điều khiển bộ nhớ và giao tiếp VGA về CPU

Không còn Northbridge.

Tích hợp VGA vào

bên trong CPU

2 Các thành phần cơ bản của máy tính

Các khối thiết bị cơ bản của máy tính:

Khối xử lý (Process)

Là các thiết bị xử lý / biến đổi th6ng tin.

Khối bộ nhớ (Memory):

Bộ nhớ trong (Internal memory)

Bộ nhớ ngoài (External Memory)Khối xuất / nhập (Input / Output)

Thiết bị chuyên xuất.

Thiết bị chuyên nhập Thiết bị vừa xuất / vừa nhậpĐường truyền thông tin (bus):

Đường truyền hệ thống (System bus) Đường truyền nhập / xuất (I/O bus)

Trang 40

CPU

CPU (Central Processing Unit) đơn vị xử lí trung tâm CPU có thể

được xem như não bộ, một trong những phần tử cốt lõi nhất của

máy vi tính

Nhiệm vụ chính của CPU là xử lý các chương trình và dữ liệu

CPU có nhiều kiểu dáng khác nhau Ở hình thức đơn giản nhất,

CPU là một con chip với vài chục chân Phức tạp hơn, CPU được

ráp sẵn trong các bộ mạch với hàng trăm con chip khác :

Các thành phần cơ bản của 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

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

Tiêu đề	Slide cấu trúc máy tính
Tác giả	ThS. Nguyễn Văn Thành
Trường học	Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành
Chuyên ngành	Kiến Trúc Máy Tính
Thể loại	Bài giảng
Năm xuất bản	2017
Thành phố	TP. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	114
Dung lượng	13,46 MB