Bài giảng hệ thống máy tính chương 2 1 ts trần thị minh khoa

Lấy chỉ dẫn kế tiếp từ bộ nhớ chính vào thanh ghi chỉ dẫn instruction register 2.. Chuyển con trỏ chương trình program counter đến chỉ dẫn tiếp theo.. Xác định loại chỉ dẫn vừa lấy ra

Chap2: TỔ CHỨC HỆ THỐNG MÁY TÍNH (computer systems organization)

GV: TS Trần Thị Minh Khoa

2.1 CPU (Central Processing Unit)

2.1.1 CPU Organazation

2.1.2 Instruction Execution Steps

1 Lấy chỉ dẫn kế tiếp từ bộ nhớ chính vào thanh ghi chỉ dẫn

(instruction register)

2 Chuyển con trỏ chương trình (program counter) đến chỉ dẫn

tiếp theo.

3 Xác định loại chỉ dẫn vừa lấy ra

4 Nếu chỉ dẫn sử dụng 1 “từ” (word) trong bộ nhớ, xác định vị

trí của chỉ dẫn

5 Lấy “từ” vào thanh ghi CPU nếu cần thiết

6 Thực thi chỉ dẫn

7 Quay lại bước 1 để xử lý chỉ dẫn tiếp theo

6 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn

2.1.3 RISC versus CISC

 1980: RISC (Reduce Instruction Set Computer) has simple instructions that can be executed in one cycle of a simple data path

 Execute frequently used instructions efficiently and less frequently used

instructions less efficiently

 Wins over CISC that takes multiple and longer cycles to execute a complex

instruction

 May take 4-5 instructions to accomplish a complex operation

 CISC (Complex Instruction Set Computer) is still predominant in today’s market

 Backward compatibility to early CISC computers

 Starting with 486, Intel CPUs contain a RISC core that executes the simplest (and typically most common) instructions in a single data path cycle, while

interpreting the more complicated instructions in the usual CISC way

2.1.4 Design Principles for Modern Computers

 Tất cả các chỉ dẫn được xử lý trực tiếp bởi phần cứng

 Tối đa hoá tỷ lệ các chỉ dẫn được ban hành

 Các chỉ dẫn cần phải dễ dàng mã hoá

 Tải và lưu trữ cần tham chiếu bộ nhớ

 Cung cấp nhiều thanh ghi

8 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn

2.1.5 Instruction-Level Parallelism

 Pipelining

 Superscalar Architectures (1)

 Dual pipeline CPU

10 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn

 Superscalar Architectures (2)

2.1.6 Processor-Level Parallelism

 Array Computers

12 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn

 Multiprocessors vs Multicomputers

2.2 Primary Memory

 2.2.1 Bits:

 Đơn vị cơ bản của bộ nhớ (0 or 1)

 2.2.2 Memory Addresses

 Bộ nhớ bao gồm một số các cells (locations) có thể chứa thông tin

 Mỗi cell có 1 số (number)được gọi là địa chỉ (address)

2.2.4 Error-Correcting Codes

2.2.5 Cache Memory

He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn18

2.2.6 Memory Packaging and Types

 SIMM (Single Inline Memory Module) or a DIMM (Dual Inline Memory Module), tuỳ thuộc vào số dòng kế nối trên 1 hay cả 2 bên của bảng mạch.

Memory Hierarchies

2.3.6 RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks)

 Ghép nhiều ổ đĩa cứng vật lý thành một hệ thống ổ đĩa cứng

He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn26

 Each I/O device consist of two parts:

 Controller

 Disk driver

2.4.1 Buses

 Used to connect the CPU,

memory, and I/O device

 PCI: Peripheral Component

Interconnect

 SCSI:

 ISA: Industry Standard

2.4.2 Terminals

He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn28

 Keyboards

 CRT (Cathode Ray Tube) Monitors

 Flat Panel Displays

 Video RAM

2.4.3 Mice

He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn30