Bài giảng Chương 1: Cấu trúc máy tính

Bài giảng Chương 1: Cấu trúc máy tính sau đây sẽ trang bị cho các bạn những kiến thức về khái niệm máy tính, mô hình cấu trúc cơ bản của máy tính, Central processing unit, Computer memory, Computer bus, Peripheral devices, Software.

Chương 1.III Cấu trúc máy tính

1. Máy tính là gì?

2. Mô hình cấu trúc cơ bản của máy tính

3. Central processing unit (Bộ vi xử lý-đơn vị xử

lý trung tâm)

4. Computer memory (Bộ nhớ máy tính)

5. Computer bus (Bus máy tính)

6. Peripheral devices (Thiết bị ngoại vi)

7. Software (Phần mềm)

1 Máy tính là gì?

Máy tính

 là phương tiện của Tin học, là thiết bị đa mụcđích, có thể lập trình được, có khả năng tính toán và lưu trữ kết quả

 Xử lý dữ liệu để có thông tin mong muốn

 Nhận dữ liệu vào

 Xử lý dữ liệu theo chương trình lập sẵn

 Đưa thông tin ra

1 Máy tính là gì?

 Máy tính tạo nên bởi

 Phần cứng (hardware): là tất cả các thành phần

 Phần mềm (software): là khái niệm dùng để chỉ

cách xác định.

 chương trình lập sẵn.

 Thế hệ hiện tại của MT là thế hệ 4, core 2 duo

 Các loại máy tính: super, mainframe, mini,

micro, handheld

Phân loại máy tính

 Handheld Computer: Pocket

PC,Palm, Mobile devices.

Đây là một chiếc máy vi tính PC

Khối xử lý Trung tâm

ALU

KHỐI TÍNH TOÁN

Bộ nhớ phụ

AUXILIARY STORAGE

Đĩa cứng,

Màn hình, máy in Bàn phím,

chuột

3 Central Processing Unit (CPU)

 ALU – Arithmetic and Logic Unit

 Bus Interface Unit - Bus nội bộ

 Tập các thanh ghi

Khối điều khiển (CU - Control Unit)

 Điều khiển hoạt động của CPU và các thành phần khác

 Đọc lệnh từ chương trình trong bộ nhớ chính

(instruction fetch)

 Giải mã lệnh (instruction decode)

 Thực thi lệnh đã giải mã một cách tuần tự

(instruction excution)

Khối tính toán (ALU - Arithmetic Logic Unit)

 Thực hiện các phép toán số học và logic

 Số dấu phảy tĩnh (fixed point number)

 Số dấu phảy động (floating point number)

Tập thanh ghi (Registers)

 Lưu trữ toán hạng, kết quả và các thông số khác trong quá trình tính toán của CPU

 Bao gồm

 Con trỏ chương trình (PC - Program Counter)

 Các thanh ghi đa chức năng

 Thanh ghi chỉ số (index register)

 Thanh ghi cờ (flag register)

Một vài bộ vi xử lý

Đây là các bộ vi xử lý (microprocessor) chứa trong nó CPU và các thiết bị khác nữa

Số bóng bán dẫn trong một chip:

 Chip đầu tiên của Intel 4004 (năm 1971) có 2.300 transistor.

 Các máy tính IBM PC đầu tiên:

 Loại 8086 (năm 1978): 29.000 transistor.

 Loại 8486 (năm 1989): 1.200.000 transistor.

 Pentium III (năm 1999): 9.500.000 transistor.

 Pentium IV (năm 2000): 42.000.000 transistor.

 Penryn (công bố ngày 12/11/2007:): 820.000.000 transistor.

Các loại chip và công nghệ sản xuất:

Mainboard - Bo mạch chủ

 Bộ nhớ ngoài (auxiliary or external memory)

 Bộ nhớ nào càng “gần” CPU thì tốc độ và giá thành chế tạo càng cao

Bộ nhớ chính (main memory)

 Chứa chương trình và dữ liệu đang xử lý

 Được kết nối và có thể trao đổi dữ liệu trực tiếp với CPU

 Được tổ chức thành các ngăn nhớ, đánh địa chỉ trực tiếp bởi CPU

 Bao gồm

 ROM (Read Only Memory)

 CPU chỉ đọc bộ nhớ này

 Chứa các chương trình, dữ liệu cơ bản của máy tính

 RAM (Random Access Memory)

 CPU có thể đọc và ghi bộ nhớ này

 Chứa dữ liệu, chương trình được nạp, đang thực hiện

Một vài thanh nhớ RAM

Hình ảnh bên trong một chiếc máy tính

6 Thiết bị ngoại vi

 Thiết bị ngoại vi (peripheral devices) hay thiết bị

vào/ra (I/O - Input/Output devices), có chức năng:

 Trao đổi thông tin giữa máy tính và thế giới bên ngoài

 Vào: Nhập chương trình, dữ liệu

 Ra: Xuất thông tin, kết quả

6.1 Thiết bị vào ra cơ sở

 Là các thiết bị vào ra tối cần thiết

 Phục vụ các nhu cầu vào ra cơ bản

 Màn hình (monitor) : Thiết bị hiển thị thông tin/dữ liệu

 Loại màn hình: CRT, LCD,OLED(thế hệ mới)

 Độ phân giải: kích thước (số điểm) được hiển thị (800x600,…)

 Card màn hình (display adapter) là thiết bị kết nối màn hình và hệ thống.

6.2 Bộ nhớ ngoài (external memory)

 Lưu trữ tài nguyên

 Chương trình: hệ điều hành, chương trình ứng dụng,…

 Dữ liệu: văn bản, âm thanh, hình ảnh,…

 Được kết nối với máy tính dưới dạng thiết bị vào ra

 Các loại bộ nhớ ngoài

 Băng từ (magnetic tape)

 Đĩa từ (magnetic disk): đĩa mềm, đĩa cứng

 Đĩa quang (optical disk)

 Flash memory

 …

Một vài thiết bị nhớ ngoài

6.3 Một số thiết bị ngoại vi khác

 Máy in (printer): Xuất thông tin, dữ liệu ra giấy

 Máy quét ảnh (scaner): Nhập dữ liệu bằng cách quét hình ảnh

 Thiết bị quay số kết nối Internet:

 Modem (Modulation-Demodulation)

 Các thiết bị mạng:

 Network Inteface Card (NIC)

 Wireless Adapter

 Bút điện tử (light pen)

 Máy ảnh số, quay phim số (digital camera)

 Optical Charater Reader (OCR): Nhận dạng chữ

 Barcode Reader: Đọc mã vạch

Các tham s ố chính quy ết định

n ăng lực (v à giá ) của máy vi tính

 Tốc độ của bộ vi xử lý (CPU)

 Dung lượng của bộ nhớ RAM

 Tốc độ và dung lượng của ổ đĩa cứng (Hard Disk

- HDD)

Ví dụ: Máy Pentium IV: 3GHz, Ram 512 MB, HDD 40GB

ảnh hưởng như thế nào

 Tốc độ đồng hồ của bộ vi xử lí: càng nhanh càng tốt

 RAM: càng nhiều càng tốt

 Đĩa cứng: tốc độ vòng quay càng nhanh càng tốt, dung lượng đủ lớn để còn khoảng trống làm việc

 Rất cần thiết cho NSD

Các yếu tố khác ảnh hưởng đến

tốc độ xử lí của máy tính

 Hiện tượng phân mảnh tệp -> thỉnh thoảng

phải chạy chương trình chống phân mảnh tệp

 Không chạy quá nhiều chương trình đồng thời

 Rất nên biết và làm theo