Bài giảng kỹ thuật vi xử lý chương 2 nguyễn thị quỳnh hoa

N T Q Hoa hoantq@hnue edu vn Chương 2 MA ́Y TI ́NH VA ̀ CA ́C HÊ ̣ THÔ ́NG VXL • Ma ́y ti ́nh • Bộ VXL • Hệ VXL 3 Mã ASCII ❖ASCII American Standard Code for In formation Interchange ❖Du ̀ng để biê[.]

hoantq@hnue.edu.vn

Chương 2 :

MÁY TÍNH VÀ CÁC HỆ THỐNG VXL

• Máy tính

• Bộ VXL

• Hệ VXL

3.Mã ASCII

I n formation I nterchange

❖ Dùng để biểu diễn các ký tự

(characters): gồm ký tự hiển thị được

và ký tự điều khiển

• Các chữ cái in và thường : A Z và a….z

• Các chữ số thập phân : 0,1,…9

• Các dấu chấm câu : ;, : vân vân

• Các ký tự điều khiển : CR,LF, vân vân

3.Mã ASCII

❖ Bảng mã được sắp xếp theo trật tự

tăng dần :

• 0,1,…9 nằm liên tiếp nhau, và 0 có mã

ASCII là 30h

• A…Z nằm liên tiếp nhau, và A có mã ASCII là 41h

• a z nằm liên tiếp nhau, và a có mã ASCII là 61h

• 32 ký tự được sắp xếp đầu bảng mã (từ

00h đến 1Fh)

3.Mã ASCII

3.Mã ASCII

▪ Bit : Một chữ số nhị phân 0 hoặc 1

▪ Nibble : 4-bit (nửa byte)

▪ Byte : 8-bit (còn gọi là Octet)

▪ Word (từ) : 16 bit

▪ Doublt Word (từ kép) : 32- bit

▪ K = 2 10 = 1024

Kb(kilobit) = 1024 bit = 128 byte

KB(kilobyte) = 1024 byte

Kbps (kilo bit per second)

▪ M = 2 20 = 1024 K = 1048576

Mb (Mêga bit) = 1024 Kb = 1048576 bit

MB (Mêga byte) = 1024 KB = 1048576 byte

▪ G = 2 30 = 1024 M = 1048576 K

Gb,GB

Thông tin vào Mã hóa Máy tính

Giải mã

Thông tin ra

Xử lý

1.Máy tính

1.Máy tính

• Máy tính (Computer) là thiết bị điện tử

thực hiện các công việc sau:

– Nhận thông tin vào,

– Xử lý thông tin

– Đưa thông tin ra

• Dãy các lệnh nằm trong bộ nhớ để yêu cầu máy tính thực hiện công việc cụ thể được gọi là chương trình (program)

→ Máy tính hoạt động theo chương trình

Sự tiến hoá của máy tính

Máy tính dùng vi mạch

SSI, MSI và LSI

• Vi mạch (Integrated Circuit – IC): nhiều

transistor và các phần tử khác được tích hợp trên một chip bán dẫn

– SSI (Small Scale Integration)

– MSI (Medium Scale Integration)

– LSI (Large Scale Integration)

– VLSI (Very Large Scale Integration) (dùng cho máy tính hệ thứ tư)

• Siêu máy tính xuất hiện: CRAY-1, VAX

• Bộ vi xử lý (microprocessor) ra đời

– Bộ xử lý đầu tiên → Intel 4004 (1971).

nghệ VLSI:

– Bộ vi xử lý (Microprocessor): CPU được chế tạo trên một chip.

– Vi mạch điều khiển tổng hợp (chipset):

một hoặc một vài vi mạch thực hiện được nhiều chức năng điều khiển và nối ghép.

– Bộ nhớ bán dẫn (Semiconductor Memory): ROM,RAM

– Các bộ vi điều khiển (Microcontroller):

máy tính chuyên dụng được chế tạo trên một chip.

Bộ vi xử lý là gì??

• Là một mạch tích hợp chứa hàng ngàn, thậm chí́ hàng triệu

transistor (LSI,VLSI) được kết nối với nhau

• Các transistor ấy cùng nhau làm việc để xử lý và lưu trữ dữ liệu cho phép bộ VXL có thể thực

hiện rất nhiều chức năng hữu

ích

• Chức năng cụ thể của một bộ

VXL được xác định bằng phần

mềm (có thể lập trình được)

Phân loại máy tính

• Phân loại truyền thống:

– Máy vi tính (Microcomputer)

– Máy tính nhỏ (Minicomputer)

– Máy tính lớn (Mainframe Computer)

– Siêu máy tính (Supercomputer)

• Phân loại máy tính hiện đại

– Máy tính để bàn (Desktop Computers) – Máy chủ (Servers)

– Máy tính nhúng (Embedded Computers)

Các thế hệ của các bộ VXL

• Thế hệ 1 (1971 – 1973)

• Đặc điểm:

– Độ dài từ thường là 4 bít (có thể dài hơn)

– Công nghệ chế tạo PMOS: mật độ phần tử nhỏ, tốc

độ thấp, giá rẻ.

– Tốc độ thực hiện lệnh 10 – 16s / lệnh, fclk = 0,1 – 1MHz

– Tập lệnh đơn giản: 40 lệnh

– Cần nhiều vi mạch phụ trợ mới tạo nên một hệ VXL hoàn chỉnh: 10 vi mạch

• Ví dụ:

– 4004 Intel: VXL 4 bít, 4 bít dữ liệu, 12 bít địa chỉ – 8008 Intel: VXL 8 bít

• Thế hệ 2 (1974 – 1977)

• Đặc điểm:

– Bộ VXL 8 bít

– Công nghệ chế tạo NMOS: mật độ phần tử trên một đơn vị diện tích cao hơn so với công nghệ PMOS.

– Tốc độ thực hiện lệnh 1 – 8  s / lệnh, fclk = 1 – 5MHz

– Tập lệnh: 70 lệnh

– 5 vi mạch

• Ví dụ:

– 8080, 8085 Intel

– 6800 Motorola

Các thế hệ của các bộ VXL

• Thế hệ 3 (1978 – 1982)

• Đặc điểm:

– Bộ VXL 16 bít (có số bít địa chỉ lớn hơn hoặc bằng 20)

– Công nghệ chế tạo HMOS.

– Tốc độ thực hiện lệnh 0,1 – 1 s / lệnh, fclk = 5 – 10 MHz – Tập lệnh >= 100 lệnh

– 5 vi mạch

• Ví dụ:

– 8086/88, 80186, 80286 Intel

– 68000, 68010 Motorola

Các thế hệ của các bộ VXL

• Thế hệ 4 (1983 - )

• Đặc điểm:

– Bộ VXL 32 bít (32 bít địa chỉ)

– Công nghệ chế tạo HCMOS.

– Tốc độ thực hiện lệnh < 0,01 – 0,001 s / lệnh, fclk = 100 MHz – 1 GHz

– Đơn vị xử lý số thực dấu phẩy động FPU

– Bộ nhớ Cache (36K)

– Tập lệnh 150 - 500 lệnh

– 5 vi mạch

• Ví dụ:

– 80386, 80486, Pentium 1/2/3/4 Intel

– 68020, 68030, 68040, 68060 Motorola

Các thế hệ của các bộ VXL

• Thế hệ 5

• Đặc điểm các máy tính các thế hệ trước là dòng CISC (Complex Instruction Set Computers) Đặc điểm các máy tính xếp vào thế hệ 5 là RISC

(Reduced Instruction Set Computers).

• Đặc điểm:

– Có nhiều thanh ghi đa năng

– Tập lệnh 128 lệnh Lệnh có độ dài bằng nhau 32 bít.

– Khối điều khiển nối cứng (hardwired)

• Ví dụ:

– Alpha Digital

– PowerPC Motorola + Apple + IBM

– I860 Intel

Các thế hệ của các bộ VXL

• Phần cứng của một hệ thống VXL???