Nguyên lí phần cứng và kĩ thuật ghép nối máy vi tính

Họp địch, bién d,ch.. đến giáỉ mã VI lệnh... Bề rộng củê trường bit... Kiém tra bil nhân htén tai va bil bàc 【 hâp hon Bít n bít bAc Ih... Xét đậc điểm tiếp theo trong B IU là thanh ghi

Bản quyể n thuộc H E V O B C O 一 Nhà xuất bản G iá o dục.

Lời nói đầu

C ác m á y v i tín h h iệ n n ay có khả năng xử l í d ữ liệ u rấ t m ạ n h , th ậ m c h í tro n g

n h iề u trư ờ n g hỢp kh ô n g th u a kém g i các m áy tín h m in i và m á y m a in fra m e C h ú n g

đ a n g được ứ n g d ụ n g rộ n g r ã i tro n g nhiều lĩn h vực khoa học công nghệ ỉ；à cuộc sống.

B ẽn cạ n h m ộ t k h ô i lư ợ n g p h ầ n mềm hệ thông uá ứng d ụ n g đ ồ sộ trê n th ế g iớ i

h iệ n n ay, công nghệ p h ầ n cứng cùng l UÔH được cảấ th iệ n h à n g n g à y h à n g g iờ n h ằ m

tạ o r a được các th ế hệ m á y v i tin h có tốc độ n h a n h hơn nữa, với k h ả n ă n g n h ớ lớ n

h ơ n n ữ a và g iá th à n h có th ể chấp n h ả n được Đ ảy thự c sự là m ộ t c u ộ c cạ n h tra n h

q u y ế t liệ t g iữ a các n h à sản x u ấ t có tên tuổ i trên th ế g iớ i, g iữ a các sẩn p h ẩ m c h ín h

th ố n g và k h ô n g c h ín h thông V i vậy, kiên thức về thực h à n h k h ả o sá t c ũ n g n h ư

k iể m t r a c á c th iế t b ị p h ẩ n cứng của m ột m áy v i tín h đ iể n h ìn h h iệ n n a y là cần th iế t

đ ố i v ớ i m ỗ i s in h viên tro n g các ngành có liê n quan đến công nghệ th ô n g tin ,

N h ư đ ã biết, riê n g bộ v i x ử l í và bộ nhớ chính cùng p h ầ n m ềm hệ đ iể u h à n h đã

tạ o nên m ộ t m á y v i tín h N h ư n g c h ú n g sẽ chỉ là m ột hệ khép k in nếu n h ư k h ô n g có

cử a sô m ở ra t h ế g iớ i bên n g o à i VỚI các th iết bị ngoại ví đ a n g n g à y c à n g đư ợc sử

d ụ n g vô cũ n g p h o n g p h ú c ủ a sô đó là các mạch ghép n ôĩ vảo Ir a V i vậy, tu y bản

th â n các m ạch ghép nôì là m ột n hâ n tô cấu th à n h nên hệ th ố n g m á y v i tín h c h u ẩ n

n h ư n g cũng c ổ th ể coi c h ú n g cùng các th iế t bi ngoại vi là n h ữ n g đ ố i tư ợ n g q u a n trọ n g tro n g m ộ t k ĩ th u ậ t có đặc thừ riẻ n g là k ỉ th u ậ t ghép nôì m á y tín h D ư ớ i góc

độ ứ n g d ụ n g , có thê tạ m p h â n k ỉ th u ậ t này là m h a i lĩn h vực c h in h :

K ĩ th u ậ t ghép n ố i m á y tín h - cụ th ể là bộ vi x ử l í với các th iế t b ị n g o ạ i v i tro n g m ộ t hệ m á y v i tín h chuân Đỏ là việc th iế t kế, khảo sát các q u á tr ì n h th ô n g tÌTi g iữ a bộ v i x ử l í với các ngo ạ i v i n h ư m àn h in h , bàn p h im , chuột, m á y in v.v là

n h ữ n g th à n h p h ầ n tạ o nên m ộ t hệ m áy vi tín h chuẩn.

- K i th u ậ t g hé p n ố i hệ th ố n g m á y vi tín h chuẩn (nói tắ t là m á y v i tín h , P C ) với

n h ữ n g th iế t b ị bên n g o à i d ừ n g cho đo lư ờng uà điểu khiển các q u á tr ìn h công nghệ,

th ự c n g h iệ m k h o a học v.v., N h ữ n g th iế t bị điện tử bên n g o à i n à y bao gồm cả h a i

lo ạ i: lo ạ i h o ạ t đ ộ n g với các tín h iệ u sô và lo ạ i hoạt động với tín h iệ u tư ơ n g tự hoặc

cả h a i.

V ớ i n h ữ n g m ụ c đ íc h kê trên, tà i liệ u được chia th à n h 3 p h ầ n vớ i 19 ch ư ơ n g; có thê coi m ồ i ch ư ơ n g là m ộ t b à i thự c h à n h lớ n củng các câu h ỏ i và b à i tậ p liê n q u a n đến m ộ t đ ô ĩ tư ợ n g cụ thê của p h ầ n cứng m áy v i tín h và m ộ t ứ ng d ụ n g của k ĩ th u ậ t

ghép nối P h ẩ n m ột, t ừ chương ĩ đến ch ương 4 m ô tả vê phẩn cứng m áy vi tính và

n h ữ n g vấ n đ ề liê n q u a n đến các hoạt động bên tro n g của vỉ xử lí P hẩ n hai, từ chư ơng 5 đến ch ư ơ n g 17 có n ội d u n g là k ĩ th u ậ t ghép nôĩ máy vi tính P h ẩ n ha gồm

2 chư ơng 18 vá 19 m ô tả c ổ c c ổ n g cự (th iế t b ị đ iệ n tử và phẩn mềm) d ù n g cho đo

đ ạc k iề m tr a m á y v i tín h và k ỉ th u ậ t ghép nôì, R iê n g p h ầ n này, tuỳ tr in h độ người đọc, có th ể k h ô n g cần xem trước 2 p h ẩ n trên M ỗ i chương đều có p h ầ n đ ầu tr in h bày các cơ 8Ở l í th u y ế t có liê n quan, g iớ i th iệ u các chương trin h p h ầ n mềm tro n g các t h í d ụ , c d c chư ơng trìn h chẩn đoán được d ẫ n ra ở tà i liệu này không th ể coi là đ ầ y đ ủ đ ư ợ c; k h i m uốn b iế t sâu hơn độc g iả cần đọc thêm các sách chuyên

khảo hiện đ a n g có sẩ n về chúng.

T à i liệ u n à y đ ă được d ù n g là m cơ sỏ cho g iả n g dạy vé cấu trú c và k ĩ th u ậ t ghép n ô ĩ m á y v i tín h c ù n g các b ài tập thực h à n h có liê n quan cứa khoa Công nghệ

Đ ạ i học Q uốc g ia H à N ộ i N ó củng có th ể được d ù n g n h ư tà i liệu th a m khảo cho

s in h viên các n g à n h C ông nghệ T hông tin , Đ iệ n tử - Viển thông tro n g các trường

Đ ạ i học và n h ữ n g k ĩ th u ậ t viên quan tâ m đến m áỵ v i tính

C uốn sách chắc k h ô n g trá n h kh ò i các th iế u sót, v i vậy chúng tô i m ong nhận được ý k iế n đ ó n g g ó p củ a b ạn đọc Các ý kiến x in g ử i vế :

B ộ m ô n Đ iệ n tử và K ỉ th u ậ t M á y tín h , K ho a Công nghệ, Đ ạ i học Quôc g ia

H à N ộ i, 144 Đ ư ờ n g X u ả n T h uỷ, Q uận c ẩ u G iâỳ, H à N ội

hoặc

N h à X u ấ t b ả n G iá o dục, 81 T rẩ n H ư n g Đạo, H à N ội.

T á c g iả

PH Ầ N MỘT

MÁY V, TÍNH

VÀ

BỘ VI XỬ LI

c ò n g ọ i là bộ đếm chương trin h P C ( P r o g r a m C o u n te r ) v à các th a n h g h i k h á c d ù n g đ ể lư u t r ử

d ử liệ u tạ m t h ò i h o ậ c c á c t r ạ n g t h á i c ủ a h ệ th ô n g C á c th a n h g h i n à y c ù n g v ớ i bộ tính sô học ưà ỉôgic A L U ( A r i t h m e t i c a l a n d L o g ic ư n i t ) c h o p h é p th ự c h iệ n cá c th a o tá c VỐI d ử liệ u T r o n g VI

x ử l í t h ì đơn vị điéu khiển c ư ( C o n tr o l ư n i t ) là p h ầ n p h ứ c t ạ p n h ấ t v ì n ó có c h ứ c n à n g g iả i m ã

lệ n h v à tạ o cá c x u n g đ iể u k h iể n to à n h ệ th ố n g Bộ nhớ chính (h a y cò n g ọ i là bộ n h ỏ t r o n g 》n ằ m

t r ê n b á n m ạ c h c h ín h m á y t í n h đ ư ợ c c h ia t h à n h c á c ô n h ớ t r o n g m á y t í n h IB M /P C m ỗ i ô n h ớ là

ỉ b y te (g ồ m 8 b i t n h ớ ) B ộ n h ớ n à y g ồ m các v i m ạ c h n h ớ b á n d ẫ n R O M v à R A M có tố c đ ộ t r u y

c ậ p n h a n h d ù n g đ ê c h ử a c á c c h ư ơ n g t r i n h đ iể u k h iể n h o ạ t đ ộ n g c ủ a h ệ th ô n g N ó c h o p h é p

cá c t h i ế t b ị n g o ạ i v i n h ư bộ chuyển đổi sô - tương tự D /A , tương tự - sô A /D , mạch v à o !ra s ốI/O

v v (đ ể tạ o n ê n m ộ t h ệ đ o lư ò n g đ iể u k h iể n b à n g m á y v i t í n h v ớ i các đ ố i tư ợ n g th ự c n g h iệ m

T ấ t n h iê n , đ ể c h o cá c k h ố i t r ẽ n h o ạ t đ ộ n g được p h ả i có m ộ t nguồn nuôi, th ư ờ n g ỉà n g u ồ n

c ấ p n ă n g ỉư ợ n g t ừ m ạ n g đ iệ n t h à n h p h ố hoặc ẩc-quy

t i ế t vê' c ô n g p h ả i t r ả c h o từ n g n g ư ò i C ác k ế t quẩ đỏ có th ế được h iệ n lẽ n m à n h ìn h , in ra g iấ y

i n h o ặ c c ấ t v à o c á c f ile đ ĩa t r o n g bộ x ử lí dừ liệ u nhy t u ỳ n g ư ò i c h ạ y c h ư ơ n g t r ì n h C á c m á y

t í n h đ ư ợ c d ù n g t r o n g b ộ x ử l í d ữ h ệ u th ư ò n g được đ á n h g iá tr ê n cơ sò bộ n h ớ n g o à i lỏ n b a o

n h iẻ u v à c á c m á y i n c ũ n g n h ư m à n h ì n h được tâ n g c ư ờ n g c h ấ t lư ợ n g n h ư t h ế n à o

H in h 1.2 Máy tinh ỉà bộ xử ỉ í dữ liệu

M á y t í n h ỉà m ộ t bộ x ù ỉ i số. T r o n g chức n à n g k ể tr ẽ n , m á y t í n h d à n h n h iề u th ò i g ia n

c h o v iệ c x ử l í c á c d ữ l iệ u d ư ó i d ạ n g cá c k í h iệ u b iế u d iễ n ch o các th ô n g t i n , t h í d ụ th ô n g t i n v ề

cá c n h ả n v iê n t r o n g cơ q u a n L u c n à y ih ờ i g ia n cầ n đế t í n h to á n các p h é p t í n h s ố là r ấ t n h ò 30

v ỏ i t h ờ i g ia n x ử l í d ừ liệ u N g ư ợ c lạ i, có k h i m á y t í n h lạ i được sử d ụ n g t r o n g n h ử n g ứ n g đ ụ n g liê n q u a r i tớ i m ộ t sỏ' lư ợ n g rấ t lỏ n các p h é p t í n h to á n học đô! k h i lê n tớ i h à n g t ỉ p h é p t í n h ch o

m ộ t v iệ c L ú c n à y m á y t í n h đ ó n e： v a i tr ò là m ó t bộ xử l í số T h í d ụ , x é t tr ư ờ n g h ợ p ứ n g d ụ n g

m á y t í n h đê m ô h ì n h h o á q ú a t r ì n h th e o d õ i d iễ n b iế n cú a k h í h â u K h í q u y ế n ỉà m ộ t m ô i

t r ư ờ n g liê n tụ c , b a c h iể u ; được ta o bcíi m ộ t sò r ấ t ỉớ n p h á n tứ cù a các lo ạ i k h í k h á c n h a u V iệ c

t í n h b à i to á n t r o n g m ộ t m ò i tr ư ờ n g lié n tụ c n h ư v ậ y r ấ t k h ó T u y v ậ y có m ộ t c á c h dễ d à n g hơ n

k h i g iá i b à i to á n n à y b à n g cá ch COI k h í q u y ế n bao g ồ m m ộ t sô r ấ t ló n các v ậ t k h ố i lậ p p h ư ờ n g

N h iệ t đ ộ, n ồ n g đ ộ v à á p s u ấ t tr o n g m ỗ i k h ố i n à y được x e m n h ư ỉà đ ồ n g đ ể u Sự b iế n đ ò i c h i xa y

r a k h ỉ c á c k h ô i h ộ p ớ h ể n kể n h a u V i m ộ t k h ỏ i h ộ p có 6 m ặ t n ẻ n có th ể tạ o r a m ộ t m ỏ h ìn h

b iê u d iễ n sự tư ơ n g tá c c ủ a 6 m ậ t đó v ớ i các m ậ t lả n c ậ n c ủ a các k h ố i hộ p k h á c , c ỏ th ể g iả t h i ế t

r à n g ỏ t h ò i đ iể m b a n đ ẩ u tấ t cá c á c khò'i hò p là n h ư n h a u (tứ c là g iữ a c h ú n g k h ò n g có sự tư ơ n g

r ấ t m ạ n h th ư ờ n g đ ư ợ c g ọ i là siêu máy tinh ís u p e r c o m p u te r )

M ộ t t h í d ụ k h á c v ể b ộ xứ l í 6ố là v iệ c ứ n g d ụ n g m á y t í n h tr o n g các hệ đo, đ iề u k h iể n i h t-0

t h ò i g ia n th ự c (r e a l tim e ) T h ờ i g ：an th ự c ỏ đ á y có n g h ĩa là các k é t q u á l í n h to á n p h á i d ư ợ c có

n g a y t r o n g m ộ t k h o ả n g q u y đ ịn h từ k h ỉ k h ỏ i p h á t tí n h T h í d ụ , x é t v iệ c ứ n g d ụ n g m á y tí n h

t r o n g h ệ đ iể u k h iê n k h ô n g lư u M ộ t a n te n ra -đ a q u a y v ò n g sẽ đo v ị t r í p h ư ơ n g h ư ớ n g va

kh o ả n g cách của m ỗi m ốy bay đang bay trè n báu trò i - gọi là các đích T ại th ò i điểm t, đích thử

i sẽ ỏ v ị t r í P ( t, i) c h o m ộ t x u n g p h á n xạ tr ê n rn à n ra -đ a là k h o á n g cách r ( i t ) và p h ư ơ n g h ư ớ n g

b ( i, t ) D o có cá c c a n n h iễ u n ê n c á n p h a i tí n h đèn à n h h ư ớ n g của c h ú n g tớ i các x u n g p h á n xạ

n h ậ n được từ các đích M á y tín h nhận đươc các số liệ u từ máy th u ra-đa của n đích (n máy

b a y ), cá c sô liệ u đ ư ợ c c ậ p n h ậ t p lÀn tr o n g m ỏi p h ú t, T ừ các s ỏ 'liệ u b a n đ ầ u n à y n ó p h á i t í n h

to á n v ị t r í c ù a m ỏ i m á y b a y , vẽ đ ư iín g d i cu a c h ú n g và c á n h báo cho n g ư ò i đ iề u k h iè n k h ô n g

lư u v ể cá c k h ả n à n g v a c h ạ m có th e x á y ra D iỂ u n à y d ò i h ó i p h á i cỏ m ộ t m á y t í n h có tố、 : độ

t í n h to á n n h a n h đ á n g k ế

C á c m á y t í n h d ù n g t r o n í ĩ x ứ ĩ í sỏ' th ư ờ n g là cáo m á y m ạ n h , có C P U r ấ t đ á t, bộ n h ớ c h ín h có

tố c đ ộ t r u y cậ p r ấ t ca o v à c á c t h i ẽ : bị n g o ạ i v i c ù n g bô n h ó n g o à i tư ơ n g d ố i h iệ n đ ạ i

M á ỵ t i n h d ù n g đê đ o lư ờ n íỊ vá đ ỉé u k h iê n tự đ ộ n g Do giá th à n h ngày càng rẻ máy

t í n h n g à y n a y cò n đ ư ợ c đ íU ở t r u n g tà m củ a n h iể u hệ th ố n g đ iể u k h iế n tự đ ộ n g K h i đ ư ợ c sử

d ụ n g nh ư m ột phần tứ đ iế u kh iè n , máy tín h thường được gÁn vào một hệ thõng lớn hơn và

n g ư ờ i sứ d ụ n g th ư ò n g k h ô n g th ấ y dược cụ th è là dã có m ộ t m á y t í n h tr o n g đó T h í d ụ m ộ t m á y

t í n h o n - c h ip ( m á y t í n h đ ư ợ c c h ế ta o tr ê n m ộ t c h ip ) được lá p tr o n g m ộ i m á y g iậ t tự đ ộ n g đ ế t í n h

to á n t h ò i g ia n c ầ n t h i ế t c h o các q u á t r in h lồ m sạch, g iũ v à d iể u k h iế n tốc độ đ ộ n g cơ q u a y v á t

n ư ớ c q u ầ n áo T r o n g t r ư ờ n g hợ p n à y bà lìộ i tr ợ th ư ờ n g k h ô n g q u a n tâ m tớ i v iệ c c á i m á y g iạ t

đ ư ợ c đ iề u k h iê n b ỏ i m ộ t c ơ c ấ u đ ịn h th ò i b ả n g cơ k h í củ a n h ừ n g n ầ m trư ớ c đ â y h a y đ ã đ ư ợ c

đ iể u k h iể n b ỏ i m ộ t b ộ v i X ừ ỉ í h iệ n đ ạ i n h ấ t, m iễ n là nó h o ạ t đ ộ n g tố t ' M ộ t t h í d ụ đ iể n h ì n h • » 1 • * • • • *

c ú a v iệ c sử d ụ n g m á y t í n h tr o n g đo lư ờ n g đ iề u k h iế n tự đ ộ n g là hệ th ô n g đ iể u k h iế n h ạ c á n h tự

đ ộ n g t r ẽ n m ảy bay được m in h hoạ đơn gián tro n g h ìn h 1.3

ớ đ á y v ị t r í c ủ a m á y b a y (c h iế u cao, khoáng cách h ạ cánh, khoáng cách lệ c h k h ỏ i tâ m đưòng bav) và tốc độ được xác đinh hới các k i th u ậ t vô tuyến khác nhau liê n quan tới hệ th ố n g đỉéu k h iể n hạ cánh trê n mẠt đfu thòìig tin vế VỊ tỉ-í cừa mãv bav được cấp tớ i 3 m áy tín h

n è n g b iệ t đẻ xác đ ịn h các độ lệch tro n g quá trìn h bay Dó là các đỏ lệch giữa VỊ i r í đo dược cúa

m áv bay VÓI v ị t r í m à nó cần phai đạt được

C á c k è t q u á t í n h to á n đ ư ợ c x u ấ t ra k h o i m á y t í n h là các t í n h iệ u đ iể u k h iế n c ^ c bộ p h ậ n iá i

c ủ a m á y b a y ( n h ư c á n h p h ụ , c á n h lá i dộ cao, c á n h lá i h ư ớ n g ) h o ặ c n ế u c ầ n t h i ẽ t đ iỂ u c h in h

c ò n g s u ấ t p h á t ra c ú a đ ộ n g cơ- T à t ca n h ầ n i đ iể ư c h ín h v ị t r í c ủ a m á y b a y th e o c h iê u h ư ớ n g sao

cho các dộ lệch ke trê n trò vẻ' khôiig Chương ir ìn h ĩĩiá y tín h ò đây dược lư u trử tro n g bộ nhớ

c h i đọc R O M V iệ c sứ d ụ n g 3 m ả y tí n h tr o n g sơ đổ n à y n h à m tả n g t í n h t i i i c ậ y c ủ a hệ th ô n g , dê

phòng kha n âng m ột tro n g những m a y tín h bất ngò bị hỏng tro n g quá tr ìn h d iếu khiến

H in h 1.3 Điểu khiẽn hạ cánh tự động tiên máy bay bàng VI tinh

C ă n cứ v à o c á c c h í tiê u vê k íc h th ư ớ c , g iá t h à n h , các t h iế t b ị n g o ạ i VI k é m th e o v à h iệ u

suất; các m áy tín h ngày nay dưỢc phân ỉám 3 loại: m áy tinh ỉớn (m a in íra m e A m áy tính nhỏ

(lĩìin ic o m p u te r) và m áy Vỉ tỉn h hay máy líĩih cá nlìán (m icro Com puter hay personal co in p u te r).

M á \ tin h lớ ĩi đ ư ợ c x â y d ự n g để g iá i cnc b à i tn á n lớ n VỚI tố c đ ộ r ố t n h a n h N ó th ư ờ n g là m

việc vói các bus dử liệ u lên tới 64 b it hoỈỊC hơn nữa cùng VỚI một bộ nhó r ấ t lớn Do vậy nó cũng

có k íc h th ư ớ c lỏ n C á c m á y t í n h n à y ih ư ò n g được d ù n g tr o n g n h ữ n g ứ n g d ụ n g q u á n sự, t r o n g

c á c n g à n h h à n g k h ô n g , h à n g h á i k h í tư ơ n g th u ý v à n n g â n h à n g , b ả o h ỉể m v v

M áy tin h nhỏ ià m ộ t d ạ n g th u hẹp về lí n h n A n g c ũ n g n h ư k íc h th ư ớ c c ú a m á y t í n h lỏ n N ó

đá Ị) ứng đúỢc cho các ứng dụng vừa phái inà nêu cìùng máy tín h lỏn sẻ gây lã n g phí Bus clử

liệ u ớ đ â y t h ư ờ n g có đ ộ d à i Lừ 32 b it và bô n liớ n h ò h ổ iì M á y t í n h n h ó t h ư ờ n g d ù n g c h o các m ụ c

Nlìiin NÕ liCu từ Ị4Ị C(Hig IIÓ Vt'n |5|

Õãt kCM qua vào |6 | LXnii： (Slop) 4

1.2.1 Quan hệ giữa phần ciíniỵ và phun mềm

T r o n g th ự c tê m á y l í n h sô h iệ n n a y th ư ờ n g đ ư ợ c tô chức th o o n g u y ê n tá c x.-iy d ự n g các

hoạt độ n g xảy ra IIÔĨ tiếp n h a u , ớ m ột v ù n g nào đó tro n g bộ nhớ là m ột chương t r ì n h được lưu

g ồ m cá c lệ n h và sỏ' liệ u c ù n g đ ư ợ c tồ n t ạ i t r ê n m ộ t bộ H in h 1.4 C hương tin n h và

nhớ ỏ dãy bộ nhớ gồm 7 v ù n g kẻ tiế p n h a u được đánh li叫 tiong bọ nhơ

sỏ t ừ 0 đ é n 6 g ọ i là đ ư ợ c đánh đ ịa chí. M ỗ i đ ịa c h i đ ư ợ c

c h ứ a c á c c o n s ố có ý n g h ĩa h o ặ c ỉà lệ n h h o ặ c là sò liệ u N h ư t r ẽ n h ìn h c h o t h ấ y c h ư ơ n g tr ìn h

đ ư ợ c lư u t r ữ t r o n g cá c đ ịa c h í t ừ [0 ] d ế n (3] g ồ m 4 lệ n h V ù n g n h ớ c h ứ a s ố liệ u có cá c đ ịa c h i tù [4 ] đ è n [6j M ỗ i lầ n c h i có m ộ t đ ịa c h i đúỢc th ủ m n h ậ p L ệ n h đ ầ u t iê n n ằ m t r o n g đ ịa c h í [OỊ cc

n g h ĩa là : lấ y sỏ' liệ u là n ộ i d u n g ó đ ịa c h i [4 ] t ừ bộ n h ỏ , tr o n g ^ tr ư ò n g h ợ p n à y là s ố 2 L ệ n h tiẻ v

th e o ò đ ịa c h i [ l Ị ỉà: c ộ n g n ó v ớ i sò liệ u ỉà n ộ i d u n g ớ đ ịa c h ì [õ ] tứ c là sô 7 S a u k h i c ộ n g xo n g

2 sỏ' n à y duọc k ế t q u á 2 + 7 = 9 m á y tín h t iế p tụ c th ự c h iệ n lệ n h tiế p th e o ó đ ịa c h i [2 ] là: lư u

Lrừ k ẽ t quá là số 9 vào địa c h i [6] Lệnh CUÒI cùng ỏ địa ch i [3] cho m áy k ẽ t th ú c chạy chương

t r ì n h S ố liệ u 1 ò đ ịa c h i [6] c h i ỉà m ộ t g iá t r ị n g ẫ u n h iẽ n m à õ n h ớ có ir ư ó c k h i c h ạ v c h ư ơ n g

c ô n g n g h ệ t h ò n g t i n , r a n h g iớ i g iử a c h ú n g n h iề u k h i đ ư ợ c xo ả n h o à d i d o m ộ t th a o tá c b ấ t k ì

đ ư ợ c th ự c h iệ n b ớ i p h ầ n m ề m c ù n g có th ế đ ư ợ c th ự c h iệ n tr ự c t iế p b ỏ i p h ầ n c ứ n g ỉà c á c m ạ c h

c ố n g đ iệ n t ú s ố v à n g ư ợ c ỉ ạ i m ộ t h o ạ t đ ộ n g b ấ t k ỳ đ ư ợ c th ự c h iệ n t r ê n sơ đ ổ n g u y ê n ỉ í c á c m ạ c h

chiương t r ì n h lư u tr ử tro n g bộ nhố Noi chung cách nhanh n ỉiấ t dé thực h iệ n m ột n h iệ m vụ ỉà

xá V (lựng một mạ c h đ i ện d ù n g riêng cho nhiệm vụ dó Nhưng điỂu này có t h ê phải trá một gìá

t h a n h s á n p h ấ m r a t ca o V iệ c v iẻ t c h ư ơ n g t r ì n h đê th ự c h iệ n m ộ t v n i n h iệ m v ụ v ớ i m ộ t m ủ v

ph.ai b ié t triíó c khá n à n g dó T h í dụ 111 ây tín h dan đưòng trong máy bay cần p h á i có mạch điện

ch o Ị)hép một lốc đỏ tin h to án dủ n haiih dé diểu c h in h mỏt thòng số n ào dó trước khi nò trệch

\ a k h ó i g iá t r ị c ẩ n t h i ẽ t

- Việc 1ỘỊJ trìn h k h ò n g th ế tách ròi khói phần cứng được, T h i dụ vẽ' việc xá y dự ng m ột hệ xử

lí được d ù iìg đé đ iểu k h iế iì n h iệ t độ cùa phan ứng hoá hoc Một hệ thõng n h ư vậ y sẻ hên quan

dẽ n v iệ c b iế n cỉối đ ạ i lư ợ n g n h iệ t đ ộ th õ n h đ iệ n th è q u a các c á m b iẽ n n h ư cập n hiệt điện: ú ế p đó- b iè n đ ố i d iệ n t h ế đ ó ra t h à n h g iả t r ị số b ù n g bộ biéh dôi tương tư-sỏ iA D C ), đ ọc n ó v à o m á v

tín h , xứ lí rổ i x u ấ t một sô khác ra mõt th iế t bị biẽn đối ngược lạ i th à n h đ iệ n th ế ỉà òộ biến đôi

sỏ-tươĩig tự íDAC): v à c u ô i c ù n g sử d ụ n g đ iệ n t h ế đó dè điế ư k h iế n b é p đ u n Đ ẻ th ự c h iệ n tô t cá.c h o ạ t đ ộ n g dó c a n p h á i có k iế n th ứ c cu a h a i n g ư ờ i; m ò t là k ĩ t h u ậ t v iê n đ iệ n tử v à m ô t là

M á y tín h \í\ mòt ih iẽ t bị th ô n g m inh ràì phức tạp VỚI hàng m ệ u lin h k iệ n đ iệ n tứ và rất

I i h i ề u cá c c h ư ơ n g t r ì n h N ỏ là d ố i tư ợ n g cho n h iế u lo ạ i n g ú ơ i c lù n g dế n g h iê n c ử u t h i ế t k ẻ và

s ú d ụ n g , C ó n h ừ n g ngưòii q u a n t ã in dê n cấ u t r ú c p h á n cứ ng, dó là n h ử n g n g ư ờ i là m tr o n g l ĩn h

v ụ c n g h iê n cứu chẽ tạo lìiá y tín h hay kỹ th u ộ t ghép nỏi ináv tín h vỏ】cảc t h iè l bị ngoại VI

N h iín g có n h iề u n g ư ò i ỉạ i c h i q u a n lâ m dén cấ u t r ú c p h á n m ểm v à in ộ t c h ú t í t p h ẩ n c ứ n g v ì họ

l à n h ữ n g lặ p t r ì n h v iẽ n C ò n n h ừ n g n g ư ò i d ù n g các c h ư ơ n g t r ì n h ứ n g d ụ n g t h ì c h i n h ì n n h ậ n

m á y t í n h q u a cá c c h ư ơ n g t r ì n h ứ n g d ụ n g n h ư là m ộ t c ó n g cu đê sử d ụ n g c h o m ộ t m ụ c đ íc h n à o

ct)ó inà th ỏ i- N h ư vậy, có lẽ cách tống quát là n h ìn nhận inci máv vi Lính n h ư là m ộ l hệ th ô n g

b,ã0 g ố m p h ầ n c ứ n g v ả p h á n m ể m có tí n h tư ơ n g đ ư ơ n g n h a u vể m ậ t lỏ g ic G iố n g n h ư đ ã lã m tiro n g k ỹ t h u ậ t th ô n g t i n m á y t í n h vé' m ỏ h in h p h â n ta n g , ta có th ẻ COI m á y t í n h vẻ' m ộ t lõ g ic

đ ư ợ c p h â n t h à n h c á c m ứ c n h ư h ì n h 1.5

M ứ c 1 à d â y th ự c sự ỉà p h á n c ứ n g củ a m á y VI t í n h , dỏ lả các m ạ c h đ iệ n t ủ c ố n g , cá c t r ig g e r ,

iTnạch g ia i mă chuyến kẻnh, các bộ đếin V V Các mạch này dược gắn kế t VÓI n h a u qua các cống

l ié n k è l d e tạ o i h à n h cá c n h ó m lớ n h o n có n h ừ n g c h ứ c n ủ n g n ê n g p h ụ c v ụ c h o v iệ c th ự c t h i m ộ t

h o ạ c v à i V I lệ n h c ủ a m ứ c 2 C á c m á v t í n h b a n đ ầ u th ự c ra k h ò n g có m ứ c lò g ic t h ừ 2 n à y v ì các

m ạ c h đ iệ n t ủ s ố ỏ m ứ c 1 đ ư ợ c t h i ế t k è đ ế có th ế th ự c h iệ n đ ư ợ c n g a y các lệ n h m á y ớ m ũ c 3

Họp địch, bién d,ch thòng dich

mức trê n nửa lạ i x u ấ t h iệ n vói lý do bới n g iíò i lập tr ìn h và sứ dụng Các lệnh m áy là tập hợp

các con số "vò n g h la " 0 và i quá buồn lẽ và phức tạp VỚI các lậ p tr ìn h viên nên m ôt hệ thông

c á u lệ n h n g á iì g ọ n , s á n g s ủ a g ầ n VỚI n g ô n n g ữ đ ò i t h ư ờ n g củ a c o n n g ư ò i d ư ợ c x â y d ự n g n ê n các

m ứ c lõ g ic ca o h ơ n t r o n g m ô h ì n h c ấ u t r ú c p h â n m ứ c n à y c ủ a m á y t í n h T u y n h iê n m ộ t q u á

t r i n h th ự c h iệ n lệ n h h o ậ c c h ạ y c h ư ơ n g t r ì n h t r o n g m á ỵ t í n h p h á i đ ư ợ c th ự c h iệ n t ừ tr ẽ n x u ố n g

đèn lậ n inửc 1 và do vậy các ngôn ngữ p h á i qua các bưỏc như biẽn dịch hỢp dịch đến giáỉ mã

VI lệnh N ếu n h ìn n h à n k ỹ hơn nửa p h á i th ê m vào một, mức dưói mức 1 đó là mức lin h kiệ n

đ iệ n tứ đ ư ợ c m ô tí i t r ê n c á c n g u y ẽ iì Ịý h o ạ t d ộ n g c ủ a các Im h k iệ n tạ o n ê n các m ạ c h cống n h ư

trử th ô n g Ún tro n g các bộ nhỏ th à n h dang các nhõm b it goi là từ n h ớ (w o rd ) Sô b it tro n g một

từ tu ỳ từ n g trư ờ n g hợp có th ể khác Iihau, Mòt từ dàì 8 bu goi là rnôt byte. M ộ t từ dài 4 b it gọi

là m ột nibbỉe M áy tín h tư ơ n g thích IBP/PC tru y x u ấ t bò nhớ mỗi lán ÍL n h ấ i là 1 byte h a y có

t h è n ó i 1 ỏ n h ớ t r o n g n ó là c h ử a 1 b y t i' th ô n g t i n ở đ á y th ư ờ n g goi n h ó m c h ử a 2 b y te là m ộ t t ừ ( w o r d ) , v à m ộ t t ừ k é p ( d o u b le w o r d ) g ồ m 4 b y te

C á c t ừ n h ớ , là các s ố t r o n g m á y t í n h , n g o à i v iệ c biéu diễn đinh lượng cho một con sô còn có

th è biếu diễn cho cấc lệnh ( t h í d ụ t ừ n 11 1 0 0 0 " là m ã lệ n h xoá cò n h ớ t r o n g v i x ứ Ịý 8 0 8 6 c ủ a

h à n g I n t e l) , có th ế òiếh diễn cho các ký tư (g ồ m các c h ữ c á i và k ý h iệ u in r a đ ư ợ c h o ậ c k ý tự

đ iể u k h iể n khòng in ra dược, th í dụ từ "0100 0001" ỉ à mả A S C II cua chữ "A ") hoặc có thẻ biếu

d iễ n cho các đíêm á n h (p ix e l) tro n g mòt ánh đổ hoạ vé độ sáng, màu v v …

1 3 1 C á c h ệ đ ế m liẻ n q u a n đ è n m á y t í n h

T ro n g cuộc sống h à n g ngày ta thường dùng hệ đém cơ 6'ô m ười h a y hệ th ậ p p h ả n (D ecim al

n u m b e r s y s te m ) T r o n g h ệ n à y d ù n g m ộ t tò h ợ p các c h ữ số ( d ig ỉt) từ 0 đ ế n 9 đ ê b iế u d iễ n g ỉá t r ị

các sò Các mạch đ iệ n tro n g m áy tín h ỏ từ n g th ò i điếm chí ó m ột tro n g h a i trạ n g th á i đỏng

h o ậ c m ỏ h a y g ọ i ỉà các t r ạ n g t h ả i lò g ic "0" h o ặ c - r c ủ a cac l in h k iệ n đ iệ n t ứ tạ o n ê n nó D o đó,

đ ẻ b iẻ u d iẻ n m ộ t sô t r o n g m â y t í n h p h ả i d ù n g hệ cơ sỏ hai h a y hệ n h ị p hả n ( B i n a r y n u m b e r

s y s te in ) T r o n g h ệ n à y t a d ù n g m ô t tò h ợ p các c h ữ s ố 0 hoặc 1 đế b iế u d iễ n g iá t r ị cá c số M ồ i

c h ừ s ố t r o n g m ộ t s ố n h ị p h â n đ ạ i d iệ n ch o m ộ t bíi th ò n g tin

T h ư ờ n g cá c s ố đ ư ợ c b iế u d iễ n b à n g cá c h kỷ hiệu theo uỊ trí, n g h ĩa là g iá t r ị h a y " t r ọ n g

p h â n b i ệ t rõ h ệ đ ê m t h ư ờ n g v iế t th ê m c h í số d ư ớ i k ý h iệ u cơ so v à o cá c số- T h í d ụ , sỏ' 65 t r o n g

h ệ t h ậ p p h â n đ ư ợ c v iế t là 65jo- C ũ n g ỉà sỏ đó t r o n g hệ n h ị p h â n d ư ợ c v iế t là lOOOOOl^ D ấ u

a 二 {0,1.2,3,4 5,6.7,8.9)

a ={0,1}

a 二 {0 1 2 3 4 5 6 7}

a 二 {CU 2i3A 5,6.7.8,9.A ,B C ,D E F }

L ư u ý r à n g cá c chừ A, B c D E F trong hè mười sáu biếu d iễ n cho các chữ s ố có g iá t r ị

tư ơ n g ử n g v ớ i c á c s ố 10 11 12, 13, 14, Ỉ5 iro n g hẻ th ậ p p h â n

G iữ a các hệ đếm th ư ờ n g xuyên p h ii có sự chuvèn dối qua lạ i tro n g các th iế t b ị n h ậ p /x u ấ t

c ủ a m á y v i t í n h

• Đ ô i số t h ậ p p h â n sang n h ị phân Quy tác là chia hên tiẽ p sò đó cho 2 và s a u m ồ i p h é p

c h ia g h i lấ y p h ầ n d ư c h o tớ i k h i đ ư ợ c thương bàng 0 Đ á o ngươc th ứ tư d ã v các sô d ư sẻ đ ư ợ c

các c h ữ sô c ủ a sô hệ h a i can tim T h í du dòi sò 11 sang sô n h i phân

T h í d ụ đ ố i sỏ, 11,0 2二 5

2 二2

2 2 二 1 1: 2 = 0

n ê u I r è n , r i ê n g đ ố i VỚI p h ẩ n th ậ p phân đối theo quy tác sau: L ấ y sỏ cầ n đ ố i n h â n VÓI 2,

t í c h n h ậ n đư ợc sẻ gồm p h á n n g u y ê n và phán le n h ị p h ầ n Lấy p h ầ n ìé đó n h â n tiế p VỚI 2

L à m n h ư v ậ y c h o tớ i k h i được tíc h chẵn bAng 1 hoỈỊc tớ i gia t r ị c h ín h xác m o n g m u ô n

1 0

6 4 + 1 6 + 4 + 2 + 1 = 8 7 , 0 k ế l q u ả

K h i s ố b i t lớ n , t h ư ờ n g d ù n g t h u ậ t g iá i đ ệ q u y n h ư s a u : L ấ y b í t b ồ n g 1 n h i ề u ý n g h ĩ a

ih ã ít (tậ n c ù n g bên t r á i ) n h ả n vớ i 2 rồi cộng VÓI b ít tiế p th e o (bẽn p h ậ i nó) C ư s tiê p tụ c

i h ư v ậ y c h o t ớ i b i t í t ý n g h ĩa n h ấ t được cộng v à o T h u ậ t to á n n à y có t h ẻ đ ư ợ c b i ê u d iẻ n

vừa đ ủ b iế u d iễ n m ột c h ữ số tro n g hệ m ư òi sáu ta sẻ n h ó m số n h ị p h á n

t h à n h c á c n h ó m 4 bit và đối mỗi n h ó m đó ra 1 c h ừ sô m ư ò i s á u

ối E C C 《e r r o r c o r r e c t in g c o d e ) M ộ t tro n g n h ữ n g p h ư ơ n g p h á p p h á t h iệ n v à s ứ a lỗ i l à： k h i

nUiốn k iể m t r a lỗ i m ột từ dữ iiệ u m b it người ta ghép thỏm r b it k iể m tra được m ã hoá th e o m ột

：ác：h n à o đ ó r ổ i t r u y ề n t ừ g h é p d à i n 二 m + r b i t đ i b à n g c á c h k iế m t r a t ừ g h é p n à y t ạ i b é n

th u có th è p h á t h iệ n đ ư ợ c đã có lồ】h :w k h ô n g xa v ra tr o n p t ừ m b it v à t r o n g m ộ t sỏ tr ư ò n g h ợ p

có t h ế b i è t c h í n h x á c l ỗ i đ ó x á y r a ó c á c h i t n v vỉè sưa V i r á c c á c b i t k i ế m t r a k h ô n g m a n g

th õ n g t in nén c h ú n g th ư òng dưỢc goi là các h ĩỉ dư thừa íredLIndant bits) Có n h iề u lo ạ i mả EDC

v à E C C , ta c h i x é t m ộ t v à i lo ạ i

l 3 2 1 P hát hiên lỗ i vói bit chẳn lè

M ã E D C đ ơ n g iá n n h ấ t !à m ộ t b it c h ả n ì é đơn ( p a n ĩy b it), Đ ó là m ộ t b i t k iế m t r a đưỢc

g h é p th è m v à o c á c b i t c ủ a x â u d ử liệ u Có 2 ìo íii b u c h ả n lé: c h ả n lẻ c h ă n v à c h â n lé lé N é u

d ù n g lo ạ i chẴn lé chẳn b it này có giá t ọ là 0 hoặc 1 sao cho tỏng số các con số 1 tro n g xâu ghép

là m ộ t s ố c h ả n N ế u d ù n g lo ạ i c h ẵ n lé lé th ì ngược ìa i c h ọ n sao ch o tô n g số các c o n sô 1 t r o n g

xáu ghép là m ột sô lẻ T h í dụ, nêu dùng bít ch^n le-chần VÓI lừ sỏ hệu 8 b it (1001 0110) giá t r ị

c ú a b i t c h à n ì é ' C h ẵ n ớ đ ả y sẽ b àĩ ì g 0 vì s ố bit có giá tri 1 t r on g x â u sô l i ệ u b à n g 4 ỉà m ộ t s ố chần rổi N g ư ợ c l ạ i’ nếu d ù n g b ít chần lé-le th ì bu chon le ơ đây là 1

X áu ghép (gồm các b it thông tin và b it kiém tra chÃn lé) dược p h á t đi và à bên th u nêu

p h á i h iệ n th ấ y tông số các b it cỏ giá t r ị bẩng i không theo các quy lu ậ t trê n có n g h la rằ n g đà

có b i t lỗ i t r o n g b ộ n h ớ h o ặ c tr ê n đ ư ò iig t r u y ể n dừ hẽ u

P hương pháp đơn g ián ké trẽ n có nhược điém là khống đ in h vị được b it lổ i và không thể

p h á t h iện được các lỗi không phai In b it đơn (th í du như khi có 2 b it tro n g xâu cù n g bị lổ i th ì

g iá t r ị c ủ a b i t c h ả n lẽ v ẫ n k h ò n g th a y đ ỏ i) Đ ẽ khẢ c p h ụ c có th ế d ù n g t h ê m p h ư ơ n g p h á p k iẻ m

t r a c h ă n lẻ c h o từ n g k h ố i s ố ìiệ ư được t*'u.yển ơ đ â y d u n g m ã p h á t h iệ n lồ i E D C k h ố i M ộ t m ã

p h á t h iệ n lỗ i k h ố i c h ẳ n lè d ù n g 2 lo ạ i b it k iế m tr a ; b it c h ả n lé doc V R C ( v e r li c a l p a r i t y b it ) v à

t ả n g x á c x u ấ t p h á t h iệ n lỗ i so VÓI k b i c h ì d ù n g V R r \ộn 2 dẻ n 4 b ậ c V iệ c tạ o c á c b i t c h ẵ n lé v à

k iế m t r a lỗ i c h ă n lé th ư ò n g đ ư ợ c th ự c h iệ n b à n g p h ầ n c ứ n g là các m ạ c h lô g ic tố h ợ p ( t h í d ụ n h ư

H in h l s M ạch tạo b it chẵn lẻ bằng các công XOR.

1.3.2.2 Phát hiện ỉỗi bằng m ả dư thừa vòng CRC

K iế m t r a b à n g m ã C R C (C y c le R e d u n d a n c y C h e c k ) được d ù n g đ ể p h á t h iệ n l ỗ i k h i đ ọc sôliệ u t ừ đ ĩ a t ừ m ề m T ừ d ữ liệ u đ ư ợ c g h é p th ê m và o các b y te k iế m s o á t lổ i C R C k h i p h á t

n g h ĩa là đ ả cố iỗ i t r o n g x â u d ữ liệ u

Đa th ử c s in h do tô chức v iễ n th ô n g quốc tẽ C C IT T quy đ ịn h là + x^'* + X® + 1

V ì c á c p h é p m o d u lo 2 tư ơ n g đ ư ơ n g VỚI việ c th ự c h iệ n p h é p hoặc tuyệt đôĩ n ê n c á c v iệ c tạ o

m á C R C c h o q u á t r ì n h g h i v à k iế m t r a lỏ i ch o q u á t r ì n h đọc d ữ liệ u t h ư ờ n g đ ư ợ c t h ự c h i ệ n r ấ t

đ ơ n g i á n b à n g c á c m ạ c h đ iệ n t ử số

1.3.2.3 M ã sửa lỗi Ham m ing

Đ á y là lo ạ i m ã s ứ a lỗ i đ ơ n g iá n M ộ t l ừ m ả H a m m in g gồm m b i t d ữ liệ u v à r b í t k iẹ m t r a

c h ẳ n lé C á c b i t k iể m t r a đ ư ợ c c h ọ n n h ư th ế nào d ấ y đế m ộ t lỗ i b i t đ ơ n có th ể đ ư ợ c p h á t h iệ n

1.3.3 Biếu dién các sò nguyén không dâu và có dáu

M ộ t s ố n h ị p h ả n n b i t có t h ể b iế u d iễ n đ ư ợ c 2 。s ố n g u y ê n k h ô n g d ấ u có g iá t r ị t ừ 0 đ ế n 2"'

1, t h í d ụ s ố n h ị p h â n 1 b y te có t h ế b iể u d iễ n c h o các sỏ' n g u y ê n d ư ơ n g t ừ 0 đ ế n 2 5 5 v à s ố 2 b y te

b iế u d iễ n c h o các s ố t ừ 0 đ ế n 6 5 5 3 5

C á c s ố n g u y ê n có d ấ u d ù n g b i t tậ n c ù n g b ê n t r á i là m b i t d ấ u ; b i t b ằ n g 0 b iế u d iễ n c h o d ấ u (+ ) v à b i t b ằ n g 1 c h o d ấ u (•) M ộ t cá c h tố n g q u á t, sô' n h ị p h â n d à i n b i t sẽ b iể u d iễ n đ ư ợ c c á c s ố

hệ m ư ò i) th e o t iế n g V iệ t đ ư ợ c t h a y b à n g d ấ u c h ấ m th e o tiê n g A n h t r o n g c á c m á y t í n h V ì v ậ y ,

tro n g m ục này ta sẽ gọi sô có d ấu phảy (p h á n số) là sô cỏ dấu ch ấm

M á y t í n h sẻ p h ả i d ù n g đ ế n m ộ t sô lỏ n b v ie n h ớ dể ìư u t r ừ các con sô k h ô n g n h ư v ậ y N h ư

đả b ỉế t rà n g 1 b vte b iếu d iễn được 2 5 6 sỏ {từ 0 đẻn 2 5 5》th i đế b ỉẻ u diễn m ột sỏ tro n g dáỉ rấ t

sè có d ạ n g a t r o n g đ ó a là p hầ n đinh ín ' r la cơ sò v à e là sỏ mủ. N ế u cơ sô r đ ả đưỢc b iế t

t r ư ớ c ( t h ư ờ n g ỉà cơ sỏ' 2 c h o sô n h ị p h á n tr o n g m á y tí n h ) t h ì m á y sẽ lư u t r ử m ộ t s ố d ấ u c h ấ m

T h ư ờ n g d ạ n g b iế u d iễ n cá c s ố có d ấ u c h ồ m đ ộ n g đươc chuấn hoá. I E E E đ ịn h n g h la m ộ t số

dấu c h ấ m động có cơ sô ngầm đ ịn h là 2, được chuẩn íìoá sao cho phản đ ịn h t r ị F nằm tro n g dái

1 s F < 2 ( tư ơ n g ứ n g VÓI p h ầ n n g u y ê n b ả n g 1) M ộ t số X sẽ được đ in h n g h ĩa là :

Bề rộng củê trường (bit)

pháp k in h đ iế n đé nhân các sỏ có dấu tro n g

Lưfi y í khi cố n g số bị nhàn VỚI tich thanh phán thi bỏ qua bi( nhớ đưoc sinh ra írong phep cõng

Lưu y 2 Khi lích th á nh phấn b| dich thi dung phep dich sỏ hoc và bit dáu cũng đưoc thêm vao

iư u y 3 Khờí dấu khi bit hiẻn ta ' cùa sò nhãn la bit it ý nghĩa nhàt thi bii bác tháp hơn ỉiép theo của số nhán đ u o c chc

b ằ n g 0

B ảng sau m in h hoạ 3 trư ò n g hợp nhân các số 13 15, -1:3 y lf) và ■ 13 X (-15)

1 SỐ b ị nhãn = 01111 = *15 B ít nhản Tích (h«nh p h in

Sỏ nhản 二 01101 二

Kiém tra bil nhân htén tai va bil bàc

【 hâp hon

Bít n bít bAc Ih

• Phép c h ia là p h é p t í n h ngược l ạ i c ủ a p h é p n h á n nên sẽ ỉà p h é p t r ừ lặ p đ i n h iể u ỉẩ n và

M á y v i t í n h h iệ n n a y g ổ m m ộ t sô' c h ip đ iệ n t ủ s ố có đ ộ tí c h hỢp lỏ n L S I v à r ấ t lố n V L S I

02 03 04 05

06 D7

-K

A B C

Y

■ ề

AB AB

^ 4 0 6

§

PỈROA/! h a y đ ư ợ c d ù n g t r o n g c â c b ộ b ií n đ ố j in ê T r o n g m ạ c h lô g ic d ê y k h ả t r ì n h P A L

( P * r o g r im m a b le A r r a y L o g ic ) h ì n h 1 13c, c â c ấíìT) nối t r o n g m a t r ậ n O R lă cô' đ ị n h v ă v iệ c n ố i

D Q

>CK Ỗ

Q1 Ạ

p V c c

0 T r ạ n g t h à i thả n ổ i

H ìn h Ĩ.21 K í h iệ u c ố n g đ ả o ( N O T ) có lô ì ra 3 t r ạ n g t h á i (a), sơ đổ cổng n à y lắ p t r ê n

m ạ c h C M O S v ớ i các t r a n s is t o r k ê n h p v à n (b) và sơ đổ tư ơ n g đ ư ơ n g ở tr ạ n g t h á i th ả n ố i (c)

có 3 l o ạ i b u s : b u s s ố l iệ u d ù n g đ ể c h u y ể n t ả i s ố l iệ u , b u s đ ịa c h ỉ d ù n g đ ê c h u y ể n t ả i t í n h iệ u

đ ị n h đ ịa c h í các đ ơ n v ị c ầ n t h ô n g t m v à b u s đ iể u k h i ể n d ù n g đ ể đ iề u k h i ể n lo ạ i t h ô n g t m ( p h á t / v i ế t h a y t h u / đ ọ c sô' l iệ u …) V ớ i c á c c ố n g lõ g ic t h ô n g t h ư ò n g ( t h í d ụ T T L ) k h ô n g t h ể n ô i

v à o n à y ỏ m ứ c t h ấ p , l ô i r a ỏ t r ạ n g t h á i t h ả n ổ i v ì 2 t r a n s i s t o r k ê n h p v à n b ị c â m

9 V c c

{>

- N h ậ p vào m ộ t g iá t r ị từ bàn p h im (bàn p h ím có đ ịa ch ỉ à cổng 05h).

- H iể n t h ị d ữ liệ u ra m à n h i n h ( m à n h ìn h có địa chỉ ở cổng 0 2h)

C P U c ầ n là đ ịa c h i c ủ a c ổ n g m à d ữ l iệ u sẻ đ ư ợ c n h ậ p v à o t ừ đ ó Đ ịa c h i c ô n g đ ư ợ c lư u t r ữ

t r o n g ô n h ớ t iế p t h e o s a u ô n h ớ c h ứ a m ả c h o l ệ n h n h ậ p d ữ liệ u

Đ ê có t h ể n h ậ n b y t e t h ứ h a i n à y c ủ a lệ n h , C P U g ử i đ i đ ịa c h i t u ầ n t ự t i ế p th e o ( O O lO lh ) t ớ i b ộ n h ố Đ ẽ đ i ề u k h i ê n t h i ế t b ị b ộ n h ớ , C P U l ạ i g ử i đ i m ộ t t í n h i ệ u đ ọ c b ộ n h ó

t r ê n b u s đ iề u k h i ể n B ộ n h ớ s a u đ ó sè g ử i l ạ i b y t e t ạ i đ ị a c h ỉ t i ế p t h e o n à y t r ê n b u s d ữ liệ u K h i CPU v ừ a m ố i đ ọ c b y t e t h ứ h a i , t r o n g v í d ụ là 0 5 h ’ n ó s ẽ có đ ầ y đ ủ t h ô n g t i n c ầ n

t h i ế t đ ê t h ự c h i ệ n l ệ n h

Đ ê t h ự c h iệ n lệ n h n h ậ p d ữ liệ u , C P U g ử i đ i đ ị a c h ỉ c ổ n g ( 0 5 h ) t r ê n b u s đ ịa c h ỉ v à g ử i đ i

t í n h iệ u đ ọ c v à o /r a ( I / O ) t r ê n b u s đ iề u k h i ể n T í n h i ệ u đ ọ c v à o / r a đ iề u k h i ể n c h o t h i ế t b ị ở

c ố n g đ ặ t b y t e d ữ l i ệ u lè n b u s d ữ l iệ u C P U đ ọ c b y t e d ữ l iệ u v à c ấ t n ó t r o n g t h a n h g h i

t r o n g Đ ế n đ â y h o à n t h à n h v iệ c t i m , g i ả i m ã v à t h i h à n h l ệ n h đ ầ u t iê n

C P U t i ế p t ụ c n h ậ n l ệ n h k ê t i ế p t ừ b ộ n h ớ N ó g ử i đ i đ ị a c h ỉ t u ầ n t ự t i ế p t h e o ( 0 0 l 0 2 h )

t r ê n b u s đ ịa c h ỉ v à g ử i t í n h i ệ u đọ-C b ộ n h ố t r ê n b u s đ iề u k h i ể n T í n h iệ u đ ọ c b ộ n h ớ sẽ đ iể u

k h iê n t h i ế t b ị b ộ n h ớ đ ặ t b y t e t ạ i đ ịa c h ỉ n h ậ n đ ư ợ c lê n b u s d ữ liệ u C P U đ ọ c b y t e lệ n h

3 C P U viết m ộ t từ d ữ liệu lên bộ nhớ bằn g cách gử i đ ịa chỉ lên bus đ ịa chỉ, gử i từ

d ữ liệu trên bus d ữ liệu và gửi tín hiệu viết bộ nhớ trên bus điều khiển.

4 Đê đọc d ữ liệ u từ cổng, C P U g ừ i đi đìa ch ỉ công trên hus đ ia c h í và g ử i t in hiệu đọc I I o tớ i th iế t b ị cổng trê n bus điéu khiến D ữ liêu từ cổng tớ i C P U trên bus d ử

liệu.

5- Đê v iế t d ữ liệ u vào cổng, C P U g ử i đỉa chi cống lên hus đ ịa chỉ, g ử i d ừ liệ u sẽ được

v iế t vào cổng lê n bus d ữ liệ u , và g ử i tin h iệ u viết Ị / 0 tở i th iế t b ị cổ n g trẽ n bus

n g ô n n g ữ b ậ c c a o đ ư ợ c c á c c h ư ơ n g t r ì n h d ịc h ( g i ả i m ả ) r a t h à n h c á c l ệ n h m á y n à y k h i

t h ự c t h i c á c l ệ n h t r o n g c h ư ơ n g t r ì n h

G hép nd'l nhd

8 0 8 6 đ ư ợ c c h i a t h à n h h a i p h ầ n c ó c h ứ c n ả n g đ ộ c lậ p là đơn uị ghép n ô ĩ bus B I U ( b u s

i n t e r f a c e u n i t ) v à đ ơ n v ị t h i h à n h lệ n h E U ( e x c u t io n u n i t ) V iệ c c h ia sẻ c ô n g v iệ c g iữ a h a i k h ô i

C ặ p A H - A L đ ư ợ c x e m n h ư t h a n h g h i A X , B H - B L là B X , C H - C L là c x v à D H - D L l à D X

ư u đ iể m c ủ a v iệ c s ử d ụ n g t h a n h g h i b ê n t r o n g c h o v iệ c l ư u t r ữ t ạ m t h ò i d ử l i ệ u là c h o

p h é p C P U có t h ể t r u y c ậ p d ữ l i ệ u n h a n h h ơ n r ấ t n h i ề u so v ỏ i v iệ c p h ả i t r u y c ậ p b ộ n h ớ n g o à i

sáp xê p th e o k iế u h à n g n h ậ n lệ n h trư ớ c (P re fe t Q ueue) ỉàm tả n g tốc đ á n g k ể q u á t r ì n h x ử lí

N h ậ n lệ n h t i ế p t h e o t r o n g k h i đ a n g t h ự c h iệ n ìé n h h iệ n t h ờ i đ ư ơ c g ọ ) là cơ ch ế đư ờng ống

d o ạ n là th a n h g h i đoạn m ã c s (c o d e s e g m e n t ) , th a n h g h i đoạn ngăn xếp s s ( s t a c k s e g m e n t ) ,

th a n h g h i đ oạ n p h ụ E S ( e x t r a s e g m e n t ) v à thanh g h i đoạn d ữ liệ u D S ( d a t a s e g m e n t )

B ô n t h a n h g h i đ o ạ n có th ể tá c h b iệ t n h a u , hay VỚI chvíong t r ì n h n h ò m à k h ô n g c ầ n cả 64

k b y t e t r o n g t o à n đ o ạ n t h ì c h ú n g c ó t h ê c h ồ n g lê n n h a u , N h ắ c lạ i, t h a n h g h i đ o ạ n đ ư ợ c s ử d ụ n g

đế g iữ 16 b i t cao của đ ịa c h ì b á t đ ầ u cho m ổ i đoạn V í d ụ , th a n h g h i đ o ạ n m ã c h ứ a 1 6 b it cao

c ủ a đ ịa c h ỉ b ắ t đ ầ u c h o đ o ạ n m ã m à t ừ đ ó B I U n h ậ n b y t e m ả lệ n h B ì u l u ô n lu ô n c h è n t h ê m các sỏ 0 c h o 4 b i t t h ấ p n h ấ t c ủ a 2 0 b i t đ ịa c h i b ắ t đ á u c ủ a đ o ạ n N ế u t h a n h g h i đ o ạ n m ã có g iá

t r ị 3 4 8 A h t h ì đ o ạ n m ã s ẽ b ắ t đ ầ u ở đ ịa c h i 3 4 8 A 0 h N ó i c á c h k h á c , m ộ t đ o ạ n 6 4 k b y t e c ó t h ể

d ư ợ c đ ậ t ở v ị t r í b ấ t k ì t r o n g k h ô n g g iằ n đ ịa c h i 1 M b y t e , n h ư n g đ o ạ n s ẽ l u ô n l u ô n b á t đ ầ u ở

d ịâ c h i VỐI 4 b i t t h ấ p n h ấ t b ằ n g 0 S ự é p b u ộ c n à y v ể v ị t r í c ủ a đ o ạ n là c ầ n t h i ế t c h o v iệ b l ư u

t r ữ v à t h a o t á c c á c sô' 1 6 - b i t k h i là m v iệ c v ó i đ ịa c h í b ắ t đ ầ u c ủ a đ o ạ n P h ầ n đ ị a c h ỉ b ắ t đ ầ u c ủ a

d o ạ n đ ư ợ c l ư u t r ữ t r o n g t h a n h g h i đ o ạ n t h ư ò n g đ ư ợ c g ọ i là đ ia c h i cơ sớ.

f, N g ă n x ế p là m ộ t p h ầ n c ủ a b ộ n h ớ đ ư ợ c đ ạ t r a n g o à i d ê lư u t r ữ đ ị a c h i v à d ữ l iệ u trong k h i thực hiện chương trìn h con Thanh ghi đoạn ngàn xếp được dùng để giữ 16 b it cao

c ủ a đ ịa c h ỉ b ắ t đ ầ u c h o đ o ạ n n g ă n x ế p c ủ a c h ư ơ n g t r ì n h T h a n h g h i đ o ạ n m ở r ộ n g ( E S ) v à ihanh ghi đoạn dữ liệu (DS) được dùng đè giữ ĩ 6 bit cao của địa chí bắt đầu của h a i đoạn bộ

n h ó d ù n g c h o d ữ h ệ u

g, C o n t r ỏ l ệ n h Xét đậc điểm tiếp theo trong B IU là thanh ghi con trỏ lệnh IP Cũng

p ô n g n h ư đ ã đư ợ c th ả o lu ậ n trư ớ c đ â y , th a n h g h i đoạn m ă g iữ 16 b it cao củ a đ ịa c h i b r\t đ ầ u

t h a n h g h i m à t ừ v ị t r í n à y B I Ư n h ặ n b y t e m ả lệ n h T h a n h g h i c o n t r ỏ l ệ n h g iữ đ ị a c h í 1 6 b u

h a y c ò n g ọ i là đ ịa c h ỉ o f f s e t (đ ộ lệ c h ) c ủ a b y t e lệ n h t i ế p t h e o n ằ m b ê n t r o n g đ o ạ n m ã n à y G iá

4214 348A0

H ìn h 2.2 T ín h địa chỉ vậ t lí từ địa chỉ lô g ic C S :IR

t r ị đ ư ợ c c h ứ a t r o n g I P g ọ i l à o f f s e t v ì g iá t r ị n à y c ộ n g v ớ i đ ịa c h ỉ đ o ạ n cơ sở t r o n g c s t ạ o t h à n h

I P v ớ i đ ịa c h ỉ đ o ạ n cơ s ở sẽ t ạ o r a đ ịa c h ỉ v ậ t l í t h ự c s ự B ấ t c ứ k h i n à o 8 0 8 6 t r u v c ặ p b ộ n h ớ ,T • t • • • • - ^ « 1 4 *

B I U c ộ n g đ ịa c h ỉ o f f s e t v à o đ ịa c h ỉ đ o ạ n cơ s ỏ ' T a x e m x é t c á c h 8 0 8 6 s ử d ụ n g t h a n h g h i n g ầ n

ss « SOOOH

H in h 2.3 T í n h đ ịa c h ỉ v ậ t l í củ a đ ỉn h n g ă n x ế p t ừ đ ịa c h ỉ ỉô g ic S S :S P

i, T h a n h g h i c o n t r ỏ và t h a n h g h i c h i sỏ t r o n g d ơ n v ỉ t h ỉ h à n h lệ n h E U : N g o à i

t h a n h g h i c o n t r ỏ n g á n x ế p , đ ơ n v ị t h i h à n h Ịệ n h c ò n ư) t h a n h g h i c o n t r ỏ c ơ sỏ B P 1 6 - b it v à

t i i a n h g h i c h i sô n g u ồ n D I 1 6 b u C á c t h a n h g h i n à y d ư n g c h o ỉ ư u t r ữ sô' l i ệ u t ạ m t h ò i g iô n g

n ih ư các t h a n h g h i đ a n ả n g T u y n h i ê n , c h ú n g đưỢc d ù n g c h ín h là đ ế lư u t r ữ đ ịa c h ì o f f s e t 16-

b ã t c ú a t ừ sỏ' l i ệ u t r o n g m ộ t đ o ạ n , v í d ụ S I lư u I r ữ đ ịa c h i o ff s e l c ú a t ừ sô* l i ệ u t r o n g đ o ạ n d ữ

liỉệu DỊa c h i v ậ t lí c ủ a dữ liệ u tr o n g bộ n h ớ tro n g trơ ò n g hỢp này tín h b ằ n g cá ch cộng n ộ i d u n g

d ữ liệ u H ì n h 2 4 c h ỉ r a d ạ n g đ ồ h o ạ m à đ ịa c h ỉ h iệ u d ụ n g E A đ ư ợ c c ộ n g v à o đ ị a c h ỉ c ơ s ỏ đ o ạ n

dữ liệu để chỉ ra toán hạng tro n g bộ nhớ và cách tính 20 b it địa chí vật lí bởi B IU Đ ịa chỉ v ậ t lí

b ắ t đ i u c ủ a đ o ạ n d ữ l i ệ u t r o n g h ì n h 2 4 là 2 0 0 0 0 H B I U c ộ n g t h ê m đ ịa c h ỉ h i ệ u d ụ n g 4 3 7 A h