Bài giảng lắp ráp cài đặt máy tính 1 bài 2 kiến trúc máy tính

• Kiến trúc cơ bản của máy tính• Hệ thống Bus • Bộ nhớ • Các phương pháp vào/ra dữ liệu • Các thiết bị ngoại vi... Phòng chuyên môn http://pcm.csc.hcmuns.edu.vn Phòng chuyên môn http://p

Trang 2

• Kiến trúc cơ bản của máy tính

• Hệ thống Bus

• Bộ nhớ

• Các phương pháp vào/ra dữ liệu

• Các thiết bị ngoại vi

Trang 3

Phòng chuyên môn http://pcm.csc.hcmuns.edu.vn Phòng chuyên môn http://pcm.csc.hcmuns.edu.vn

• Những thành phần cơ bản của máy tính

• Xử lý dữ liệu

• Lưu trữ dữ liệu

• Di chuyển dữ liệu

• Điều khiển

Trang 4

Trang 5

• Đơn vị xử lý trung tâm (CPU): gồm hai phần chính: đơn vị điều khiển CU (Control Unit) và đơn vị số học-logic ALU (Arithmetic-Logic Unit)

• Bộ nhớ: Chức năng của bộ nhớ là lưu trữ thông tin.

• Thiết bị đầu vào: Thiết bị đầu vào thực hiện các chức năng nhập thông tin cho máy tính

• Thiết bị đầu ra: Thiết bị đầu ra hiển thị các thông tin đưa ra

từ máy tính, ở dạng người sử dụng có thể hiểu được.

Trang 6

• Kiến trúc một máy tính đơn giản

− Kiến trúc cơ bản

• Đơn vị xử lý trung tâm (CPU)

• Thanh ghi lệnh IR (Intruction Register)

• Đơn vị điều khiển CU (Control Unit)

• Bộ đếm chương trình PC (Program

Counter)

• Thanh ghi địa chỉ bộ nhớ MAR (Memory

Address Register)

• Thanh ghi MBR (Memory Buffer Register)

• Đơn vị số học – logic ALU (Arithmetic –

Logc Unit)

• Thanh chứa ACC (Accumulator)

• Thanh ghi tạm TMP (Temporary)

• Thanh ghi cờ FLAGS

Kiến trúc và nguyên tắc hoạt động của máy tính đơn giản loại 4 bit

Trang 8

 CU đưa ra tín hiệu điều khiển ghi

WR, dữ liệu từ đơn vị xử lý trung tâm được ghi vào bộ nhớ.

Trang 9

•

• Chức năng cơ bản của máy tính là thực hiện chương trình

Chương trình là một tập hợp các lệnh chứa trong bộ nhớ

Đơn vị xử lý trung tâm CPU thực hiện chương trình bằng cách tuần tự thực thi lệnh trong chương trình này.

• CPU nạp lệnh từ bộ nhớ và thực thi lệnh Việc thực hiện chương trình thực chất là sự lập lại quá trình nạp lệnh và thực thi lệnh

• Mỗi một lệnh được thực hiện trong một chu kỳ lệnh Mỗi chu

kỳ lệnh xảy ra trên nhiều chu kỳ nhịp đồng hồ của CPU Mỗi lệnh được thực hiện theo nhiều giai đoạn, phụ thuộc loại lệnh

• Việc thực hiện một lệnh thường trải qua năm giai đoạn: nhận lệnh, giải mã lệnh, tạo địa chỉ toán hạng, nhập toán hạng,

thực thi lệnh

Trang 10

− Tập lệnh của máy tính đơn giản:

• Các lệnh thường được phân theo các nhóm như: nhóm chuyển dữ liệu, nhóm lệnh số học/logic, nhóm lệnh điều khiển rẽ nhánh, nhóm lệnh thao tác bit, nhóm lệnh vào/ra dữ liệu v.v Lệnh được biểu diễn dưới dạng mã nhị phân Để thuận lợi hơn cho việc lập trình, người ta thường mô tả lệnh dưới dạng mã ngữ, ví dụ:

Trang 12

• Hệ thống bus

− CPU thực hiện kết nối và trao đổi thông tin với các

đơn vị chức năng khác thông qua hệ thống BUS.

− BUS là đường truyền thông tin trong máy tính Là tập hợp các đường dây truyền tín hiệu điện Các thiết bị được kết nối lên BUS, tín hiệu được phát ra bởi một thiết bị có thể được nhận bởi các thiết bị khác đang được kết nối (về mặt điện) lên BUS.

− Hệ thống BUS của máy vi tính gồm 3 loại BUS, mỗi

loại BUS truyền một loại thông tin.

Trang 13

• 3 loại hệ thống bus:

Trang 14

− Bus địa chỉ

• Được dùng để truyền địa chỉ của ô nhớ hoặc thiết bị mà CPU lựa chọn và muốn truy cập

• BUS địa chỉ là loại BUS một chiều

• Độ rộng của BUS địa chỉ xác định kích thước vật lý tối đa có thể của bộ nhớ trong máy tính.

Trang 15

• Truyền tín hiệu điều khiển Các tín hiệu điều khiển do CPU hoặc các thiết bị phát ra để điều khiển các quá trình trao đổi

dữ liệu trong máy tính.

• BUS điều khiển là loại BUS hai chiều

Trang 16

trong máy tính

− Bus data

• Di chuyển dữ liệu giữa các module hệ thống

• BUS dữ liệu thường có 8, 16, 32 hay 64 đường riêng biệt, số lượng các đường truyền dữ liệu được gọi là độ rộng của BUS dữ liệu BUS

dữ liệu là loại BUS hai chiều, dữ liệu có thể do CPU phát ra hay CPU nhận về từ bộ nhớ hoặc các thiết bị.

• Tại mỗi thời điểm, CPU chỉ làm việc hoặc với bộ nhớ hoặc với một thiết bị Khi CPU muốn trao đổi thông tin với đối tượng nào thì CPU gửi địa chỉ của đối tượng đó lên BUS địa chỉ Đối tượng (bộ nhớ hoặc thiết bị) có địa chỉ trùng với địa chỉ do CPU phát ra sẽ được kết nối lên BUS dữ liệu Quá trình truyền dữ liệu được thực hiện và được điều khiển bởi các tín hiệu điều khiển.

Trang 17

• Thiết bị 3 trạng thái

− Thiết bị ba trạng thái là phương tiện giúp cho việc

điều khiển kết nối (về mặt điện) bộ nhớ và các thiết bị liên hệ thống BUS.

Trang 18

• Thiết bị 3 trạng thái

− Bảng mô tả chức năng của thiết bị ba trạng thái

− Các đối tượng có địa chỉ không phù hợp thì tín hiệu

Enable sẽ là “1”, thiết bị ba trạng thái có trạng thái trở

kháng cao, nên không kết nối được lên BUS

Trang 19

• Chu kỳ bus

một thao tác truyền thông tin nhất định với một đối tượng nhất định.

− Mỗi một chu kỳ BUS kéo dài trên nhiều chu kỳ nhịp

đồng hồ máy tính

Trang 21

• Tăng dung lượng.

• Tăng thời gian truy cập.

• Giảm tần số truy cập bộ nhớ bởi CPU

Trang 22

• Bộ nhớ chỉ đọc khả trình có thể xóa được (EPROM).

• Bộ nhớ chỉ đọc khả trình có thể xóa được về mặt điện tử (EEPROM).

−

Trang 24

• Tổ chức

Trang 25

• Bộ nhớ cache

chính Khi CPU cố gắng đọc một thông tin từ bộ nhớ, thông tin này sẽ được kiểm tra xem có trong cache hay không Nếu có, thông tin đó sẽ được cung cấp ngay cho CPU

Trang 26

Trang 28

Trang 30

dữ liệu

• Các phương pháp xuất nhập dữ liệu

Trang 31

− Phương pháp vào/ra theo định trình

Trang 32

dữ liệu

Trang 34

dữ liệu

Trang 36

dữ liệu

− Phương pháp vào – ra dữ liệu kiểu truy nhập trực

tiếp bộ nhớ (phương pháp DMA – Direct Memory Access)

Trang 38

• Bàn phím

− Hệ thống bàn phím của máy vi tính

Trang 40

• Quét ngang và quét dọc

• Vấn đề quét xen kẽ dòng trong Monitor

• Băng thông (Band Width) của màn hình

• Các lưới của đèn hình (Grid)

Trang 42

• Màn hình

Trang 46

• Thiết bị đĩa từ

− Thiết bị đĩa cứng và giao diện IDE

• Giao diện IDE

 Giao diện IDE (Intergrated Drive Electronic – mạch điện tử tích hợp trên thiết bị) là giao diện được dùng để kết nối thiết bị đĩa cứng với BUS hệ thống của máy tính IDE là thuật ngữ dùng để mô tả việc mạch điện tử điều khiển giao diện HDC được gắn ngay cùng với ổ đĩa HDD trong thiết bị đĩa cứng

Trang 48

− Tổ chức lưu trữ thông tin ở mức luận lý

Trang 49

• Bảng FAT (File Allocation Table)

Trang 50

• Thư mục gốc (Root Directory)

 Lối vào thư mục có cấu trúc như sau

Trang 51

• Vùng chứa tập tin và thư mục con

• Mối quan hệ giữa thư mục, bảng FAT và cluster

Trang 52

− Bảng phân khu (partition table)

• Cấu trúc cung khởi động chính

Trang 53

• Cấu trúc bảng phân khu chính

Trang 54

• Cấu trúc của một “lối vào” (entry) phân khu

Trang 55

• Thiết bị lưu trữ quang học

− Các loại thiết bị lưu trữ quang học

• CD

• DVD

Trang 56

KẾT THÚC

Định dạng
Số trang	56
Dung lượng	552,5 KB