Báo cáo thực tập: Bộ vi xử lý

CPU viết tắt của chữ Central Processing Unit (tiếng Anh), tạm dịch là 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 vi tính và dữkiện. 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. CPU là một mạch xử lý dữ liệu theo chương trình được thiết lập trước. Nó là một mạch tích hợp phức tạp gồm hàng triệu transistor. “Vi xử lý” là thuật ngữ chung dùng để đề cập đến kỹ thuật ứng dụng các công nghệvi điện tử, công nghệ tích hợp và khả năng xử lý theo chương trình vào các lĩnh vực khác nhau. Vào những giai đoạn đầu trong quá trình phát triển của công nghệ vi xửlý, các chip (hay các vi xử lý) được chế tạo chỉ tích hợp những phần cứng thiết yếu như CPU cùng các mạch giao tiếp giữa CPU và các phần cứng khác. Trong giai đoạn này, các phần cứng khác (kể cả bộ nhớ) thường không được tích hợp trên chip mà phải ghép nối thêm bên ngoài. Các phần cứng này được gọi là các ngoại vi(Peripherals). Về sau, nhờ sự phát triển vượt bậc của công nghệ tích hợp, các ngoại vi cũng được tích hợp vào bên trong IC và người ta gọi các vi xử lý đã được tích hợp thêm các ngoại vi là các “vi điều khiển”. Việc tích hợp thêm các ngoại vi vào trong cùng một IC với CPU tạo ra nhiều lợi ích như làm giảm thiểu các ghép nối bênngoài, giảm thiểu số lượng linh kiện điện tử phụ, giảm chi phí cho thiết kế hệ thống, đơn giản hóa việc thiết kế, nâng cao hiệu suất và tính linh hoạt.

Table of Contents

Table of Contents 1

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ BỘ VXL 4

1.1 Khái niệm 4

1.2 Lịch sử ra đời của bộ VXL 4

1.3 Cấu trúc phần cứng của 1 bộ VXL 6

1.4 Nguyên lý hoạt động của VXL 8

1.5 Lập trình cho VXL 11

CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU VỀ CÁC BỘ VXL 4004/8008/8086 (Thế hệ tiền x86) 13

2.1 Bộ VXL 4004 13

2.2 Bộ VXL 8008 13

2.3 Intel 8080 (1974) 14

2.4 Intel 8086 - 8088 (1978) 14

CHƯƠNG III:Bộ VXL 32 bit Intel (Thế hệ VXl x86) 15

3.1 Intel 286 (Thế hệ thứ 2) 15

3.2 Intel 386(Thế hệ thứ 3) 15

3.3 Intel 486(Thế hệ thứ 4) 15

3.4Pentium - (Năm 1993-1996 Tốc độ 60Mhz-200Mhz)(Thế hệ thứ 5) 16

3.5 Intel Pro(Thế hệ thứ 6 , còn gọi là i686) 17

3.6 Pentium 4 - (Năm 2000-2002+ Tốc độ 1.2 Ghz - 2.8 Ghz+) 18

3.7 Chip Intel Pentium D 19

3.8 Dual Core, Core 2 Duo, Core 2 Quad 19

CHƯƠNG IV: BỘ VXL 64-BIT VÀ CÁC THẾ HỆ CỦA CHÚNG 20

4.1 Kiến trúc Nehalem 20

4.2 Bộ VXL Intel Core I - Thế hệ thứ nhất (Thế hệ Nehalem) 22

4.3 Bộ VXL Core I - Thế hệ thứ 2 (Thế hệ Sandy Bridge) 23

4.4 Bộ VXL Core I – Thế hệ thứ 3 (Thế hệ Ivy Bridge) 23

4.5 Bộ VXL Core I – Thế hệ thứ 4 ( Haswell ) 24

4.6 Bộ VXL Core I – Thế hệ thứ 5 ( Broadwell) 24

4.7 VXL SkyLake của Intel 24

CHƯƠNG V: CÁC THẾ HỆ CPU INTEL TRÊN THỊ TRƯỜNG VIỆT NAM 27

Lời nói đầu

Mỗi máy tính đều cần một bộ xử lý trung tâm để hoạt động, xử lý các chương trình

vi tính và dữ kiện mà người dùng yêu cầu sau đó xuất ra những thông tin mà ngườidùng mong muốn, bộ phận đó thường được biết đến với tên gọi là CPU

CPU (Central Processing Unit) là một mạch xử lý dữ liệu theo chương trình đượcthiết lập trước Bộ xử lý trung tâm bao gồm Khối điều khiển và Khối tính toán.Một trong những nhà sản xuất CPU lớn nhất thế giới là Intel, Intel đã gần như độcquyền trong mảng PC và máy chủ Trải qua quá trình phát triển hơn 40 năm kể từnăm 1971, các con chip của Intel ngày càng trở nên hiện đại, mạnh mẽ hơn với cáccông nghệ mới được áp dụng Hiện tại, Intel có 3 dòng sản phẩm vi xử lý chínhcho người dùng phổ thông là Intel Pentium, Intel Celeron, Intel Core i

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ BỘ VXL

1.1 Khái niệm

CPU viết tắt của chữ Central Processing Unit (tiếng Anh), tạm dịch là đơn vị xử lítrung tâm CPU có thể được xem như não bộ, một trong những phần tử cốt lõi nhấtcủa máy vi tính Nhiệm vụ chính của CPU là xử lý các chương trình vi tính vàdữkiện CPU có nhiều kiểu dáng khác nhau Ở hình thức đơn giản nhất, CPU làmột con chip với vài chục chân Phức tạp hơn, CPU được ráp sẵn trong các bộmạch với hàng trăm con chip khác CPU là một mạch xử lý dữ liệu theo chươngtrình được thiết lập trước Nó là một mạch tích hợp phức tạp gồm hàng triệutransistor

“Vi xử lý” là thuật ngữ chung dùng để đề cập đến kỹ thuật ứng dụng các côngnghệvi điện tử, công nghệ tích hợp và khả năng xử lý theo chương trình vào cáclĩnh vực khác nhau Vào những giai đoạn đầu trong quá trình phát triển của côngnghệ vi xửlý, các chip (hay các vi xử lý) được chế tạo chỉ tích hợp những phầncứng thiết yếu như CPU cùng các mạch giao tiếp giữa CPU và các phần cứng khác.Trong giai đoạn này, các phần cứng khác (kể cả bộ nhớ) thường không được tíchhợp trên chip mà phải ghép nối thêm bên ngoài Các phần cứng này được gọi là cácngoại vi(Peripherals) Về sau, nhờ sự phát triển vượt bậc của công nghệ tích hợp,các ngoại vi cũng được tích hợp vào bên trong IC và người ta gọi các vi xử lý đãđược tích hợp thêm các ngoại vi là các “vi điều khiển” Việc tích hợp thêm cácngoại vi vào trong cùng một IC với CPU tạo ra nhiều lợi ích như làm giảm thiểucác ghép nối bênngoài, giảm thiểu số lượng linh kiện điện tử phụ, giảm chi phí chothiết kế hệ thống, đơn giản hóa việc thiết kế, nâng cao hiệu suất và tính linh hoạt

Vàongày 23 tháng 12 năm 1947, ba nhà khoa học Wiliam Shockley, JohnPardeen,Walter Brattian đã mời giám đốc các trung tâm nghiên cứu đến để giớithiệu mộtbộ khuếch đại rất lạ Ba nhà khoa học này đang nghiên cứu về cácchấtbándẫn -những tinh thể có một đặc điểm vật lý rất quan trọng: chỉ cho dòng điện lưuthông theo một chiều duy nhất Đây là một loại vật liệu lý tưởng để biến dòngđiệnxoay chiều thành dòng điện một chiều Từ loại vật liệu này, họ sẽ chế tạobộ chuyểnmạch cho các tổng đài điện thoại của AT & T Còn bộ khuếch đạikhác, trong đó cómột mẩu germanium nhỏ đựng trên ba chân bằng thép, gọi là transistor.Transistornhỏhơn đèn chân không 50 lần, tiết kiệm năng lượng hơn, không cầnnhiều linh liện(do đó ít hỏng hóc) và gần như không nóng lên Ba nhà khoa họctrên đã nhận đượcgiải Nobel vật lý năm 1956.

Ngay từ năm 1952, Dummer đã dự định chế tạo một mô hình cáclinh kiện điện tử,bao gồm nhiều lớp vật lý cách điện, dẫn xuất, điều chỉnh vàkhuyếch đại âm thanhtốt Cũng trong thập niên 50, một nhà nghiên cứu tên làJack Kilby làm việc choTexas Instrument ở Dalas đã bỏ việc đến California.Năm 1958, Jack Kilby giớithiệu một mẫu Silicium nhỏ mang nhiều transistor, nhưng nhà khoa học BobNoyce đã chế tạo một loại sản phẩm tương tự, được gọi làmạch tích hợp (IC -Integrated Circuit) Sản phẩm này bao gồm nhiềutransistor trên mặt phẳng cực nhỏ(vài mm2), có thể lưu trữ thôngtin, thay đổi dữ liệu, thực hiện được các phép tínhđại số: đó là 'con rệp'

Năm 1968 Macian TedHoff – tiến sĩ trường đại học StandFord -đã đề xuất vớiphương pháp sản xuất máy tính bằngcách tậphợp các mạch tích hợp có những chứcnăng cơ bản của máy tính Trên một diệntích có mỗi cạnh 0,5 cm là 2000 transistormang nhiều chức năng: bộ phần xửlýtrung tâm, mạch bộ nhớ ROM (Read OnlyMemory) chứa chương trình cho sẵn đểtínhtoán, một bộ nhớ RAM (RandomAccess Memory) - bộ nhớ có thể đọc, xoá và viếtthông tin, chứa dữ liệu cho người

sử dụng nạp vào để xử lý Đây quả là sang kiến thiên tài: một máy điện toán trênmột 'con rệp' duy nhất Chỉcòn thiếu màn hình và bàn phím Sau này, Hoff đã gọisản phẩm mới ấy là bộvi xử lý

Tháng 1 năm 1971, bộ VXL đầu tiên của thế giới đã ra đời do hãng Busicom chếtạo Vào tháng 11 năm đó, các tạp chí điện tử công bố chính thức sản phẩm củaBusicom và tên của nó là 4004.Trong thời gian đó Intel đã mua lại bản quyền củaBusicom và sau 40 năm đã trở thành nhà sản xuất CPU hàng đầu thế giới

1.3 Cấu trúc phần cứng của 1 bộ VXL

Hình 1: Kiến trúc của 1 CPU

Các thành phần cơ bản :

 Đơn vị điều khiển (Control Unit)

 Đơn vị số học và logic (Arithmetic &Logic Unit –ALU)

 Các thanh ghi

 Bus bên trong

Người ta vẫn biết tới phần lõi xử lý của các bộ vi xử lý (VXL) là đơn vị xử lý trungtâm CPU (Central Processing Unit) đóng vai trò như bộ não chịu trách nhiệm thựcthi các phép tính và thực hiện các lệnh Phần chính của CPU đảm nhận chức năngnày là đơn vị logic toán học (ALU - Arthimetic Logic Unit) Ngoài ra để hỗ trợhoạt động cho ALU còn thêm một số thành phần khác như bộ giải mã (decoder),

bộ tuần tự (Sequencer) và các thanh ghi

Bộ giải mã chuyển đổi (thông dịch) các lệnh lưu trữ ở trong bộ mã chương trìnhthành các mã mà ALU có thể hiểu được và thực thi.Bộ tuần tự có nhiệm vụ quản lýdòng dữ liệu trao đổi qua bus dữ liệu của VXL Các thanh ghi được sử dụng đểCPU lưu trữ tạm thời các dữ liệu chính cho việc thực thi các lệnh và chúng có thểthay đổi nội dung trong quá trình hoạt động của ALU Hầu hết các thanh ghi củaVXL đều là các bộ nhớ được tham chiếu (mapped) và hội nhập với khu vực bộ nhớ

Các thanh ghi có chức năng lưu trữ trạng thái của CPU Nếu các nội dung của bộnhớ VXL và các nội dung của các thanh ghi tại một thời điểm nào đó được lữu giữđầy đủ thì hoàn toàn có thể tạm dừng thực hiện phần chương trình hiện tại trongmột khoảng thời gian bất kỳ và có thể trở lại trạng thái của CPU trước đó Thực tế

số lượng các thanh ghi và tên gọi của chúng cũng khác nhau trong các họVXL/VĐK và thường do chính các nhà chế tạo qui định, nhưng về cơ bản chúngđều có chung các chức năng như đã nêu

Khi thứ tự byte trong bộ nhớ đã được xác định thì người thiết kế phần cứng phảithực hiện một số quyết định xem CPU sẽ lưu dữ liệu đó như thế nào Cơ chế nàycũng khác nhau tuỳ theo kiến trúc tập lệnh được áp dụng Có ba loại hình cơ bản:

Kiến trúc ngăn xếp sử dụng ngăn xếp để thực hiện lệnh và các toán tử nhận được

từ đỉnh ngăn xếp Mặc dù cơ chế này hỗ trợ mật độ mã tốt và mô hình đơn giảncho việc đánh giá cách thể hiện chương trình nhưng ngăn xếp không thể hỗ trợ khảnăng truy nhập ngẫu nhiên và hạn chế hiệu suất thực hiện lệnh

Kiến trúc bộ tích luỹ với lệnh một toán tử ngầm mặc định chứa trong thanh ghi tíchluỹ có thể giảm được độ phức tạp bên trong của cấu trúc CPU và cho phép cấuthành lệnh rất nhỏ gọn.Nhưng thanh ghi tích luỹ chỉ là nơi chứa dữ liệu tạm thờinên giao thông bộ nhớ rất lớn

Kiến trúc thanh ghi mục đích chung sử dụng các tập thanh ghi mục đích chung vàđược đón nhận như mô hình của các hệ thống CPU mới, hiện đại Các tập thanhghi đó nhanh hơn bộ nhớ thường và dễ dàng cho bộ biên dịch xử lý thực thi và cóthể được sử dụng một cách hiệu quả Hơn nữa giá thành phần cứng ngày càng có

xu thế giảm đáng kể và tập thanh ghi có thể tăng nhanh Nếu cơ chế truy nhập bộnhớ nhanh thì kiến trúc dựa trên ngăn xếp có thể là sự lựa chọn lý tưởng, còn nếutruy nhập bộ nhớ chậm thì kiến trúc thanh ghi sẽ là sự lựa chọn phù hợp nhất

Một số thanh ghi với chức năng điển hình thường được sử dụng trong các kiến trúcCPU như sau:

Thanh ghi con trỏ ngăn xếp (stack pointer): Thanh ghi này lưu giữ địa chỉ tiếp theocủa ngăn xếp Theo nguyên lý giá trị địa chỉ chứa trong thanh ghi con trỏ ngăn xếp

sẽ giảm nếu dữ liệu được lưu thêm vào ngăn xếp và sẽ tăng khi dữ liệu được lấy rakhỏi ngăn xếp

Thanh ghi chỉ số (index register): Thanh ghi chỉ số được sử dụng để lưu địa chỉ khimode địa chỉ được sử dụng Nó còn được biết tới với tên gọi là thanh ghi con trỏhay thanh ghi lựa chọn tệp (Microchip).

Thanh ghi địa chỉ lệnh/Bộ đếm chương trình (Program Counter): Một trong nhữngthanh ghi quan trọng nhất của CPU là thanh ghi bộ đếm chương trình Thanh ghi

bộ đếm chương trình lưu địa chỉ lệnh tiếp theo của chương trình sẽ được CPU xử

lý Mỗi khi lệnh được trỏ tới và được CPU xử lý thì nội dung giá trị của thanh ghi

bộ đếm chương trình sẽ tăng lên một Chương trình sẽ kết thúc khi thanh ghi PC cógiá trị bằng địa chỉ cuối cùng của chương trình nằm trong bộ nhớ chương trình

Thanh ghi tích lũy (Accumulator): Thanh ghi tích lũy là một thanh ghi giao tiếptrực tiếp với ALU, được sử dụng để lưu giữ các toán tử hoặc kết quả của một phéptoán trong quá trình hoạt động của ALU

Các bus bên trong dung để kết nốt và trao đổi thông tin giữa các thành phần vớinhau

Ngoài ra CPU còn có bộ nhớ cache có vai trò làm bộ nhớ đệm có tốc độ truy cậpcao, giúp vào/ra dữ liệu nhanh hơn và tang hiệu năng của CPU

1.4 Nguyên lý hoạt động của VXL

Sơ đồ khối của một bộ vi xử lý truyền thống 8 bit được trình bày trên hình 2 Sơ đồkhối này đặc trưng cho hầu hết các bộ vi xử lý 8 bit

Các bộ vi xử lý các thế hệ sau sẽ có cấu trúc bên trong khác đi nhưng vẫn giữ đượcmột số nguyên tắc hoạt động cơ bản của sơ đồ này:

Quá trình hoạt động của bộ VXL bao gồm 2 chu kỳ chính lặp đi lặp lại liên tục đó

là :

 Chu kỳ lấy các mã lệnh

 Chu kỳ thực hiện các chức năng mà lệnh yêu cầu

Tương ứng với 2 chu kỳ trên có thể chia VXL thành 2 thành phần chính:

 Đơn vị thực hiện lệnh EU (Execution Unit)

 Đơn vị giao tiếp BUS (BUS Interface)

Đơn vị thực hiện bao gồm bộ giải mã lệnh, hay còn gọi là đơn vị điều khiển CU sẽđưa ra các tín hiệu cho phép chọn các khổi trong VXL được phép hoạt động tùytheo mã lệnh mà nó nhận được từ BIU Tức là với các lệnh khác nhau CU sẽ chọn

ra các khối khác nhau trong CPU để thực hiện chức năng của lệnh đó

Acc

ALU Cờ

BIU

Data Register MARs

SP PC

Queue

CU Các tín hiệu điều khiển và định thời

External BUS

Hình 2 Sơ đồ khối của một bộ vi xử lý 8 bit truyền thống

Internal BUS

Một bộ phận quan trọng khác của EU là ALU: nơi thực hiện các phép tính số học

và logic mà chương trình yêu cầu Các toán hạng trong các phép tính mà ALU thựchiện có thể nằm trong thanh ghi dữ liệu, trong bộ nhớ hoặc trong chính mã lệnh.Các thanh ghi là ô nhớ có tốc độ truy xuất nhanh là nơi lưu trữ các toán hạng cungcấp cho ALU lưu trữ các dữ liệu vào ra VXL, hoặc lưu trữ các địa chỉ cho phépCPU truy cập bộ nhớ hoặc I/O nhanh chóng hơn

EU không nối với thế giới bên ngoài, nó nhận lệnh từ bộ nhớ lệnh trong BIU Khilệnh cần thâm nhập bộ nhớ hay ngoại vi EU sẽ yêu cầu BIU thực hiện

Bộ nhớ lệnh là các ô nhớ chuyên để cất giữ các mã lệnh của chương trình đangthực hiện Có loại vi xử lý bộ nhớ lệnh bao gồm nhiều ô được gọi là hàng đợi lệnh(Queue Instruction) Hàng đợi này hoạt động theo nguyên tắc FIFO(Fist Input FistOutput – vào trước ra trước), khi EU lấy đi 1 byte lệnh thì BIU sẽ tự động lấy bytelệnh kế tiếp của chương trình lấp đầy vào hàng đợi Với hàng đợi lệnh các chu kỳgiải mã lệnh và lấy lệnh có thể xảy ra đồng thời, nâng cao tốc độ vi xử lý Ở một

số loại vi xử lý bộ nhớ lệnh chỉ có 1 byte được gọi là thanh ghi lệnh IR (InstructionRegister), với loại CPU này BIU phải chờ EU thực hiện xong lệnh hiện hành mớiđược phép lấy vào lệnh mới

Đơn vị giao tiếp BUS: BIU thực hiện tất cả các thao tác về BUS do EU yêu cầu.Ngoài ra trong thời gian EU đang thực hiện lệnh, BIU sẽ tự động truy cập tới bộnhớ lệnh lấy các mã lệnh của chương trình sắp vào bộ nhớ lệnh, sẵn sàng cung cấpcho EU thực hiện Để giao tiếp bên ngoài BIU cung cấp cho bộ nhớ và ngoại vi cáctín hiệu địa chỉ, dữ liệu , điều khiển cần thiết:

- Địa chỉ cung cấp ra bên ngoài thông thường được cung cấp từ một thanh ghi địachỉ do CU chọn, một số trường hợp có thể từ các thanh ghi dữ liệu, hoặc từngay mã lệnh mà CU nhận được

- Dữ liệu được truyền ra ngoài từ một thanh ghi dữ liệu, lấy vào một thanh ghi

dữ liệu, hoặc lấy trực tiếp vào ALU trong các lệnh số học và logic

- Các tín hiệu điều khiển sẽ được định thời trong bộ điều khiển BUS tùy theolệnh cụ thể

Riêng các trường hợp lấy mã lệnh, địa chỉ được BIU cung cấp từ bộ đếm chươngtrình PC (Program Counter), và lấy mã lệnh từ bộ nhớ vào thanh ghi lệnh (hoặchàng đợi lệnh)

Khi bắt đầu hoạt động PC = 0, khi lấy vào 1 byte lệnh PC tăng lên 1 PC sẽ đượcthiết lập giá trị mới, khi có các lệnh rẽ nhánh chuyển điều khiển chương trình Trong một số vi xử lý bộ đếm chương trình còn được gọi là con trỏ lệnh IP(Instruction Pointer)

Để làm việc được VXL phải hoạt động chung với thiết bị khác như là bộ nhớ vàngoại vi, để tạo thành hệ thống VXL Khi đó bộ vi xử lý được gọi là đơn vị xử lýtrung tâm CPU (Central Processing Unit )

Ngoài ra nó còn giúp chúng ta thấy rõ hơn mối quan hệ giữa các thành phần chứcnăng bên trong máy tính và hệ điề hành.Có thể nói ngược lại là, việc tìm hiểu vàlập trình trên hợp ngữ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về kiến trúc máy tính, tổ chứchoạt động bên trong máy tính và hệ điều hành

Một trong những đặc điểm của hợp ngữ là chương trình viết trên nó có kích thướcnhỏ hơn và tốc độ nạp/thực hiện chương trình nhanh hơn so với viết (chương trìnhcùng chức năng) trên các ngôn ngữ lập trình bậc cao

Ngoài ra, hầu hết các ngôn ngữ lập trình bậc cao hiện nay đều cho phép viết(“nhúng”) mã lệnh hợp ngữ trong nó Điều này giúp người lập trình khai thác tối

đa thế mạnh của các ngôn ngữ lập trình, hợp ngữ rất mạnh trong các thao tác canthiệp sâu vào các thành phần bên trong hệ thống, trong khi đó ngôn ngữ bậc caomạnh trong các thao tác xử lý dữ liệu và thiết kế giao diện Như vậy sẽ là rất thuậnlợi nếu sử dụng ngôn ngữ bậc cao để viết chương trình xử lý thông tin hệ thống,khi đó nhiệm vụ truy xuất hệ thống (thanh ghi, bộ nhớ, cổng vào/ra, thiết bị, ) đểlấy dữ liệu sẽ được giao cho các đoạn mã lệnh hợp ngữ được nhúng trong chươngtrình này

Hợp ngữ hỗ trợ 2 chế độ tương tác hệ thống: (1) Nhập trực tiếp từng lệnh/đoạnlệnh vào bộ nhớ rồi cho phép thực hiện ngay trên bộ nhớ mà không cần qua bướcbiên dịch chương trình Chương trình gỡ rối Debug (đi kèm hệ điều hànhMS_DOS: Debug.exe) là một trong những chương trình hỗ trợ chế độ này cho hợpngữ 16 bít; (2) Viết chương trình hợp ngữ, rồi sau đó sử dụng các chương trìnhbiên dịch để dịch nó sang chương trình thực thi (dạng EXE hoặc COM) và chothực hiện chương trình này.

Hiện nay có hai loại trình biên dịch được sử dụng để biên dịch chương trình hợpngữ (từ tập lệnh hợp ngữ của các vi xử lý họ Intel) sang chương trình thực thi:Trình biên dịch hợp ngữ 16 bít, MASM (Macro Assembler), được sử dụng để dịchthành các chương trình chạy trên nền hệ điều hành 16 bít MS_DOS; Trình biêndịch hợp ngữ 32 bít, MASM32 (Macro Assembler 32 bít), được sử dụng để dịchthành các chương trình chạy trên nền hệ điều hành 32 bít MS_Windows Trongthực tế, để chuyển một chương trình hợp ngữ sang dạng chương trình thực thi EXE

16 bít hoặc COM 16 bít thì cần phải có sự hỗ trợ của chương trình tiện ích của hệđiều hành MS_DOS: Link (Link.exe) và EXE2Bin (EXE2Bin.com)

Chương trình hợp ngữ 16 bít sử dụng hệ thống các ngắt mềm (Interrupt) của BIOS

và DOS như là thư viện lập trình của nó, trong khi đó chương trình hợp ngữ 32 bít

sử dụng tập hàm API làm thư viện lập trình của nó

CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU VỀ CÁC BỘ VXL 4004/8008/8086 (Thế hệ tiền x86)

2.1 Bộ VXL 4004

Hình 3: TedHoff và Intel 4004Cách đây 4 thập kỷ - ngày 15 tháng 11 năm 1971 - Intel đặt một quảng cáo cho bộ

vi xử lý đơn chip đầu tiên, Intel 4004, trên tờ Electronic News (Mỹ) Được thiết kế

bởi Federico Faggin, Ted Hoff, và Stanley Mazor, Intel 4004 là một bộ vi xử lý bit, 16 chân, hoạt động ở tốc độ 740KHz - khoảng tám chu kỳ đồng hồ cho mỗichu kỳ lệnh (nhận lệnh, giải mã, thực hiện), điều đó có nghĩa là con chip có khảnăng thực hiện lên đến 92.600 lệnh mỗi giây Được biết, chi phí sản xuất một conchip này khi đó vào khoảng 5 USD, tương đương với 26 USD ngày nay.Vi xử lýIntel 4004 có kích cỡ tương đương với một chiếc móng tay, được cài đặt trong mộtchiếc máy tính mang tên "Busicom" và chỉ thực hiện được những phép tính cơ bản

4-4004 có tốc độ 108 KHz với 2.300 bóng bán dẫn

2.2 Bộ VXL 8008

Phiên bản 8008 mạnh gấp đôi bộ vi xử lý 4004 Tạp chí Radio Electronicsnăm

1974 đã đề cập tới thiết bị mang tên Mark-8 sử dụng 8008 Mark-8 là một trongnhững máy tính đầu tiên dành cho người sử dụng gia đình - một hệ thống mà nếutheo các tiêu chuẩn ngày nay thì rất khó xây dựng, bảo trì và vận hành

8000 có tốc độ 200 KHz với 3.500 bóng bán dẫn.

2.3 Intel 8080 (1974)

Thiết bị xử lý 8080 đã trở thành bộ não của hệ thống máy tính cá nhân đầu tiênAltair - được cho là tên một địa điểm trong chương trình truyền hình StarTrek.Người đam mê điện toán có thể mua bộ thiết bị cho Altair với giá 395USD.Trong nhiều tháng, hàng chục nghìn sản phẩm đã được xuất xưởng

8088 có tốc độ 5 MHz, 8 MHz và 10 MHz với 29.000 bóng bán dẫn

CHƯƠNG III:Bộ VXL 32 bit Intel (Thế hệ VXl x86)

3.1 Intel 286 (Thế hệ thứ 2)

Tên đầy đủ là Intel iAPX 80286, là bộ VXL 16 bit được giới thiệu vào đầu năm

1982 Nó là CPU đầu tiên dựa trên chip 8086 với các thanh địa chỉ và thông tintách rời không xếp chồng và cũng là CPU đầu tiên tích hợp chức năng quản lý bộnhớ và khả năng bảo mật Nó chứa 134000 transistor trong thân gốc (HMOS), vàgiống như CPU trước, nó có khả năng thực hiện chính xác hầu hết các phần mềmcho các bộ VXL trước đó I286 được sử dụng cho các máy tính của IBM, được giớithiệu lần đầu năm 1984 và được sử dụng rộng rãi cho đến năm 1990

VXL 32 bit 80386 có thể thực hiện hầu hết các lênh của các bộ VXL tiền nhiệmnhư 8086 và i286 đang được dùng phổ biến cho các máy PC đời đầu Sau nhiềunăm phát triển, bằng những cải tiến mới, i386 đã chạy nhanh hơn vài trăm lần sovới phiên bản đầu tiên (hàng nghìn lần so với 8086) Một chiếc i386 33Mhz đãđược báo cáo là có thể chạy với hiệu suất lên tới 11,4 MIPS

Việc sản xuất hàng loạt được khởi động vào tháng 6/1986 và máy tình trang bịi386 được người Việt gọi là “Máy 386”

3.3 Intel 486(Thế hệ thứ 4)

Bộ xử lý Intel 80486 ra đời năm 1989 nó có thêm mộ số đặc tính quan trọng

• FPU được tính hợp với bộ xử lý

• tốc độ đồng hồ gấp đôi,gấp 3 cho phép bộ xử lý chạy nhanh hơn

• quản lý năng lượng và SMM(System Management Mode)trở thành 1 chuẩn đặc trừng cho bộ xử lý

Kết quả tối ưu cấu trúc tập lệnh trong sự kiện thực thi của bọ xử lý sự khác nhaugiữa các bản của 80486 có 2 bản thông dụng của 80486 là 80486DX đươc tích hợpFPU và 80486SX không tính hợp FPU .Intel 80486 là sản phẩm chạy ở tốcđộ100MHZ còn AMD chì chạy nhanh hơn 120-133MHZ Intel i486 (cũng đượcgọi là 486 hay 80486) là bộ xử lý kiểu Intel CISC nó là 1 thành viên của gia đình

bộ xử lý Intel X86.Bộ xử lý trước của i486 là Intel 80386 và sau là bộ xử lý IntelPentum.Nhìn vào phần mềm thì cấu trúc lệnh của các bộ xử lý i486 thì rất giốngvới bộ xử lý trước dó nhưng được thêm một vài lệnh mở rộng mới.Nhìn vào phầncứng ta thấy i486 được cải tiến rất nhiều nó có lệnh thống nhất trên 1 con chip và

bộ nhớ Cache dữ liệu,khối FPU trên 1 con chip (chỉ đời DX ) và đơn vi giao tiếpBUS cao cấp hơn Nhân của bộ xử lý có thể duy trì việc chạy tốc độ của 1 lệnhbằng 1 chu kỳ đồng hồ.Những cải tiến này cung cấp 1 tốc độ gấp đôi trong việcthực thi lệnh so với 80486 cùng 1 tốc độ đồng hồ Tuy nhiên thì có 1 vài kiểu thì

- Intel 80486SX - a i486DX với đời này thì FPU disabled, mặc dù là đời sớm nhấtnhưng mà FPU thì lại có nhiều khuyết điểm Trong bản này thì FPU được rời từdie tới vùng giảm vig thế có thể giảm được giá thành

- Intel 80486DX – cũng giống như kiểu trên chúng có FPUIntel 80486DX2 - tốc độ đồng hồ trong thì chay nhanh gấp đôi tốc dộ đồng hồ của

- Intel 80486SX2 –cũng giống như i486DX2, nhưng với FPU disabled

- Intel 80486SL - i486SX cơ chế tiết kiệm năng lượng vì thế chúng được dùng cho

3.4Pentium - (Năm 1993-1996 Tốc độ 60Mhz-200Mhz)(Thế hệ thứ 5)