MỌI kỹ tliiiẠl kliíỉc lỉ\ viết inỌt clnrơiig tiìiili bằng iigAn ngữ u , IIÓ lííy cliirơiig trình ĩ 2 l.^m lữ liộii lưn v?io vh lliực liiỌũ IIỔ bñng cíích kiổm Irn lừng chỉ lliị niỌt vh
Trang 2ĐẠI I-IỌC QUỐC GIA I-IÀ NỘI
Trang 4chrtc mi^y litili t / c ấ u Itric niPi <lịch; N u u y A n Dliili VÌỘI Klion C N I T n i l K I I T N I ) I K X ! M N I') ') «
MỤC LỤC
MỤC l ,ự c ?
CIIUUNCJ I (¡IỚI I IÍl Ọ U “S 1.1 CYic ngổn ngf'r, imic vh cftc Iiiily i ] o 7
1.2 O c máy nliiồu im'rc hiện cl ại H 1.3 Sự liến hoổ cũn crtc ni<^y Ifiili nliiểu mi'rc 12
1.4 Phlỉn ci'mp, Phrtiì niổtii vì\ cííc mdy (inh nliiổn tm'te M 1.5 Những cột inốc Ironglĩnli vực kiến l nì c inííy tính 16
1 5 1 ì l i ế liệ s ố kliíNng ( 1 6 4 2 - 1 9 4 5 ) - cííc mổy tíiili c ơ k l i f 17
1 ĩ 2 H i ế hệ Ihrt nliất - Miìy líníí (líìi)g đèn (liCn tử ( 1 9 4 5 - 1 9 5 5 ) 18
I í),3 l l i ế liệ Ihi'f liai - M % lính (li^ng rransislor ( 1 9 5 5 - 1 9 6 5 ) 2 0 1.5.4 I l i ế b ệ lliứ bn-Míly Íính (líìng Mnch l í d i hỢ|>(1965 ! 9 8 0 ) 21
1.5.5 H i ố ) i ệ llii'r lu - DiSng mạch V! ,si vì\ mííy vi l í n h 23
C I H Ắ ) N ( I 2 T ỏ C ĩ l l Ẳ ’ nỌ T I I Ổ N í ỉ M Ả Y T Í N í I 25
2.1 Bộ xử !ý - P r o c e s s o rs 25
2.1.1 Sự thi hhrili cííc clii thị (i ns l mcl ion c xe c i i t i o i i ) 25
2 1.2 Tổ cliức C P U 27
2.1.3 Sự lliực hi/^n soiig S(ìng ríỉc lỌiili 28
2.1.3.1 Míly lính loại SỈ SD ! 28
2 1 3 2 Mổy lính loậi S I M D 3 0 2 1.3 3 Mí ^yưnl i l oni M I M D 31
2.2 nọ nhớ ’ 32
2.2.Ì Bit 32
2 2.2 Địn cliỉ A nhdí hy(c, w o r d 33
2.2.3 Trội lự cùn cíỉc bylc (txuiR mộl \V(Ì|(I, hip/liltle cndian coi npMtci 33
2 2.4 Mà sừn f?!ii 35
2.3 ĨV^ chức VỈ\o/Rn (liiput/()ul|)u() 35
2 3 1 Tciininnl«; 37
2.3.1.1 ơinrnctcr-niap t c mi i n a l s 38
2.3.1.2 Bil-innp Icnniiinl5! 38
2 3.1 3 RS - 2 3 2 l cr m i nn l s 2.3.2 Modem,«; <1Ị c n i Ắ ) N ( ỉ 3 m C ắ : ĩ ấ x ỉ i c s ổ 4 3 3.1 Cíìc c ổ n g v.^ (lại srt l o g i c 43
3.1.1 Cổng ( g a t e s ) 4 3 3.1.2 Đọi sA' l o g i r Ạ5 3 1.3 Sự chi (lạt (impleincntnlion) cííc liồm l o g i c <17 3.1.4 Sự fircttig ilifcmp cìia c.'ic tnạcli 47
3.2 Cí^c niiỊcli logi c Rổ c ơ bi^n 3 0 3.2.1 Mạch (ích hợp - Infegralcd Circuits (Mnch vi (liệd t ừ ) 5 0 3.2.2 C i c inncli tổ hợp ((.’onibinnlioĩinl Ci rcui t) 5 0 3.2.3 Cííc mạch Kố h ọ c 52
3.3 Bộ n h ớ ’ ! 56
3.3.1 Plirtu tử Iihứ c ơ bAii - tlianli ghi clirt( 56
3.3.2 rii p-fl op vh cííc thanh g h i 57
3 3.2 1 F l i p - n ò p D .
3 3 2 2 l linnli ghi ( l ỉ c g i s l c r ) 58
2
Trang 5ividiiftí mrty (fiili (YM'lfii (ulr, nlc.i (tj.-li; Nfjuy/'n Dili!) Viet Kl.u:i f 'N II I >1 IK m N I >1 K >f IIIN I')0H
3.3 J Tíỉ chi'rc bộ n hớ
1V3.4 C(^r fililí diAÌ ci'üi liộ Iilíííi ( M n i i o i y pioỊKMlles) ()2
3.4 G iin vi xif lý VI> cíic b u s 63
3.4.1 Cliip vi xfr lý ( MPU - Mi croprocessor U i i i l )
3.4.2 IniJi ciia mrty lililí 65
C/íc hif? (Irtng hộ (Synchrnnoufl n i i s c s ) Ci'l 3.4.4 C'íc bus khổng đ ổng bộ (Asyticliroiions R u ses) 70
3.4.5 Trọng iM bus (Hus Arbilrnlion) 71
3.4.6 Vi(Jc xfr lý ngốl (Ii)lcinipl I l a in llin g ) /'1
3.5 l l i f dụ vổ M1Ộ( srt chip vi xừ l ý 75
3 A Tlií (lụ mộl ROÍ n ù s l ý 3.6.1 IBM PC B U S 73
3.6.2 IBM I’C/ AT ñ u s 79
3.6 3 V M E B U S BO 3.7 Gi ao cllện - I i U c i f a c i n g 81
3.7.1 Crtc chip vho/ra (I/O c l i i p s ) 8 i 3.7.2 ViCc giñi mã (lịa c h i S2 C 1 I U Ü N G 4 MÚ C VI CHUƠNCỈ T R Ì N I l 85
4 i Tổm tổt mức l ogi c s ố
4.1.1 Tlinnlỉ ghi (R e g i s t e r ) 86
4.1.2 B u s e s R7 4 1.3 Dộ pliAn/liợp kôiih vì\ bộ giiVi inà (Mullii)Icxcrs & IJ)cc(){Icrfl) 88
4.1.4 Đ<ni vị S ố l i ọ c - L o g i c vh BỌ dịch ( A L U s vh Shi ft ers) 89
4.1.5 ĐAng 'hỗ ( C l o c k s ) 9 0 4.1.6 RỌ nliớ cliíiili (Main M c n i n r y ) 91 4.2 Một vi kiến Irúc lấy Ihm (hí d ụ 92
4 2.1 Đirờiig dữ liỌu - 'Ilic Data P a t h 92
4 2.2 Vi lộtih (m ic ro in stn ic(io n s) 94
4 2.3 V i ệ c (lịnli thời vi chỉ thị (Microitislriiclion T i m i n g ) 95
4 2 4 Sự iVụih liình tự cá c vi chl tliỊ (Microin.struclion S cq u c ticiiig ) 98
4 3 I l i í {lụ vd một vĩ kiếti tn1c 99
4.3 1 S ln c k s , 99
4 3.2 TẠp vĩ ọhl ỉliị (tlic Mncroinslniclioii S e t ) Ì04 A A 11if t!ụ vô. inộl vi chươiig Irlnli 106
4.4 1 Nprti\ I)gft Vi nssem bly (M ic io A ssem b ly L n iig iin g c ) 107
4.4 2 '11if (lụ v ề tnộl vl clurcmg (lìtih 108
4.4.3 Nhạn x<?f vế vi chưrnig trìiili I 12 A A A Vi?n c í n h 112
4.5 Vi ộc lliiốl k ế mức vi clurcfiig l i ì n h 1 13 4 5 1 5>o síínli vi clníơiig fiinh llico cliìổu (Imig vỉ\ llico chiổii iipMiig 1 13 4.5.2 NnnoỊi rogrammi i i g 115
4 '5.3 Vi ộc i iAngcno liiệii suíVt (ĩrnproviiig PciTormnnce) ! 16
4 5 4 V i C c s ử t l ụ n g clirc'nig ố n g ( P i | X í l i n i i i g ) I 17 4 5.5 n ộ n l i / f C n c l K " ' I I') 4 6 T ổ m ( i ( t
C I Ì U l ) N ( ỉ ' i M l R : M Ả Y T n ổ N ( Ỉ T I I l Ắ ' j N ( l : 127
5 1 KlmOĩ i d ni i g c ù a c h ỉ l l i Ị 127
5.1.1 Cổc liOiii chii/in lliiếl k ế khuAii (líing chi Ihị 127
5.1.2 ViỌc ni(’f lộĩig mỉi chl l l i ị 129 5.1.3 'llữ (hi klniAii (Iniip ('Iiỉ l l i ị I ' I 5.2 V iệ r (lỊn c l i l I M
3
Trang 6r h r t c Itirty lililí crt clin | | ú c HiOn (lịch: r J p u y i 'n I )1iil) ViỌI Klioii C'N TI' 1)1 I K I M N , 1)11(^01 IN H>*)K
5 2.1 Diìnli (tin clì! lúc Ihỉvi lmmc(lÌ!\lc Addi c nsi ng l.U’
.'>.2.2 Đítnh (lịn clil trực (iốp - Direct Address i ng 132
5.2.3 Đếính (lịa chỉ llinnli ghi - Register Addres s i ng 132
5.2.4 D/1nli (lịa ( 111 pirtn tiốp- liitliiccl Addressi ng 133
5 2 5 O i l srt m 5.2.6 Đđnl) (lịa chỉ sl nc k 134
5.^ Cí\c kìỏu rhl llìị - iiislmclion ly|)CR 13''!
5.4 V iô c chtiydn (liổn khidn ( F U w o f coiìtrol ) 135
5.5 T ó m lổt 135
CIIUƠNCỈ 6 MÚ U M Ả Y IlO D i A uh A N U í;'6 6 1 nọ nhớ Ao I ÌK 6 1 ! V i ệ c pliftn Irnng - 1’i i g i n g 139
6 1 2 Cì\i đẠt vi ệc pliAii Iraiig (Iiiiplementnlion o f p.nging) 140
6 1 3 Dcinancl Paging niKÌ llic Worki ng 5>ct M o d e l P U 6 1 4 Chính Silcli đổi Irniig (pngc rcplnccmcnl p o l i c y ) 145
6.2 C'ic chỉ lliị viV)/ra A o H 5 6.2.1 Cổc rile tiirtnlự M5 6 2 2 File l ni y cAp npAii iiliiCn l'Kt 6 2 3 V iệ c cỉ\i tlỗl cííc clil ỉhị I/(^ ĩ i o M6 6.3 Cííc chỉ tliị Ao (1<fỢc sử (lụng (rong C(t c h ố s on g s o ĩ i g 146
0.4. Tómliíl ' .! 1 147
Trang 7l / ^ c l i ứ c i D Ä y H u l l ( V c r f i i m í e n i O n ( I j c l i ; N p u y í ' n D I 11I1 v i / ^ l K l n n ( ' N i l , n i I K I H N , n i K í C I I M I ')<)!!
C I 11Ẳ)N(Ì 1 ( i i ớ r n i i Ệ u
Míly lililí s ố Ih m/iy c ổ (liổ giíVi cíic b:M (oíln c h o COII ngưívi billig cácli lliifc liiỌn c:i'»c c l i ỉ lliị m h COII c l i o IIỎ ( h ự c liiỌii MỌI {lííy t'Mc C'lil lili m ỏ l:i C.-Icli I h ứ c l l ỉự c liiỌn n i ộ l Iiliiộ m v ụ Iihffl d ị i i h clưực g ọ i ỉì\ chưd^iig Irìuh ( ';ir lìiạch diện lử cùn Iiiííy líiili c ó Ihd hidn vh lliực hiện liực liếp (lược inỌl IÍ)|1
hữii hạn eñe chỉ Ihị (inRlniclidii) lốl (Icyn giAiì (priinilivc) , hạn:
• C ộ n g lini s ố với nhau.
• Kiổin Ira xeitì mỌt s ố c ó billig kliAng liny kliổng.
• Vfln cliiiyổii mội ĩihổm (lữ liCu lĩr vùng Iihy củn họ nliíí snng mẠl vìin|> kliiìc.
C¿íc chỉ (hị rííl dơn giản Iiì\y clAi khi c ò n dược g ọ i lồ lộnh niiìy Mội ilãy eác chỉ ihị m ổ tả viộc Ihực hiộn inộl nhiộm vụ cụ thổ như Ihế Iiíio được gọi lì^ clnf(íng trình - program.
'I'ộp c.ic clil lliỊ rấl clơii giAii (16 lạo Iiổn inộl Iigỏn Iigữ, c on ngư^íi ự6 Ilìổ sir
đụ ng ngOn ngữ MÌ\y (lổ gino liếp và\ mily tíiih MỌ( ngAii !igữ như vỌy (lược pọi
Ih n g ô n n g ữ m á y “ mnclùiic l a ng uage.
Khi (hiốl k ế m ộ l niỉíy lính inclíi, ngưíYi Ihiốl kố phñi quyết clịiih trong iigAn Iipữ in.ly của nidy tính dó SC bno gổni những chỉ thị nho 71iổng IhưíVng (lổ IÌ\I11 giảm (lộ pliức lap vì\ gi,"! Ilihiih của cííc mạch diộu từ, ngưĩyi ta c ố gắ ng lồm cho c ấc chí llìị cì\ng (Uyii giñii chng lốt, jiIiM !iỢ|) với muc (lích RỈr (lung của in.-iy lính nì^y vì\ c^\c (lòi hỏi vồ iiiỌii suííl
Rởi vì liÀu hết cííc ngổn Iigữ inííy Ih i A'l (kni giản, c h o nôii viCc sử clụiig c húng iì\ kliỏ vh lổ Iiliạt Có tliổ kliiíc phục VÍÍII đồ nì\y bằng 2 cdcli cỉiíiih: cn hai (lổii
l i ồ n q u a n l ỏ i v i ệ c lliiốt k ế Miộl lílỊi c h ỉ IhỊ m ớ \ l l u i ộ n t i ệ n c l i o I i g ư ò i s ử (InnjT licYii
1?» lỌp chỉ lliị (lược xAy (lựng njíny hôii lioiig niííy (biiill-iii) 'rỌ[T v{\c chỉ lliị n.\y
cfing lạo Ihí^iili niỌI ngổn Iigữ Miíì c hún g ta sc gọi lỉ\ 1.2, CÒII lộp cliỉ iliị (lưực xAy
(lựng ngay bôti trong niííy sẽ gọi \ì\ L I IIiii c ác h tiếp cộn clổ giải (ỊuyCÌ víìn (lò khác Iiiinn Ỉ1 cổcli Iiií\ máy línli Ihực lìiỌn cíic chưcrng trình dược viốl bằnp L2,
íiií\ xét clio c ùiíg in.-ly tính cíliig cliỉ c ổ llid Ihực hiCn (lược cííc chircriig liìnli (lược viết bằĩig n g ổ n ngữ m¿íy c ủ a IIÓ lì\ u
Một pliươiig phíip clổ thực liiỌii niộl c hương Irình clưực viếl hằiig 1.2 (lÀii liCii lliay Ihế mỗi cliỉ lliị Iroiig cliưííiig Irliili bñng IIIỘI clHy lirofng (Itrítiig g ổm c:u-
chỉ lili Iroiig 1>1 Kết quả lim ilượr inỌI ( liươiig liìnlì g ồ m lohn VÁC chỉ Ihị ihiiAc-
L I Sau cló iriiíy tính thực hiộii cluronig (rình mới bñng LI chứ khOiig pliiVi clur(/ng trình cũ bi\ĩig L2 Kỹ llniAI nì\y (lirực gọi lí\ dị c h - Iraiislntioii.
MỌI kỹ tliiiẠl kliíỉc lỉ\ viết inỌt clnrơiig tiìiili bằng iigAn ngữ u , IIÓ lííy cliirơiig
trình ĩ 2 l.^m (lữ liộii (lưn v?io vh lliực liiỌũ IIỔ bñng cíích kiổm Irn lừng chỉ lliị niỌt
vh lliưc hiỌn niộl (iHy linnig (lUírng CÍÌC chỉ lIiỊ 1,1 iiiỌl r:'i('!ì liựr lic'p Kỹ lliuí)!
nhy kliAng (lòi hòi viCc clítn tiổii phải siiili ra một chư<rng liình m ớ\ bằiig ngAii
ngír Í.I ì ’lur(yng phổp Iiì^y (hrực gọi Ih (hAiig (lịcli - iíitciprclnlioii, CỒII chưt/ii)’ trìnli Ihực hiện việc nhy được gọi lìì inlcrprclcr.
Dịch (Irnnslation) vi\ Ihỏiig dịch (iiitcrprcln(ioii) lì\ g i ố n g nhíiu Trong cn li.ii pliir(rng plidịi cííc chỉ ỉliị hằiig Iigỏii Iigữ L2 cuối c ù n g (lược (hực lìiỌn h;ui;i cácli
Trang 8K l dii'/c mrty irnl> crt crfii I n k ' DiCii d ị c h ; N p u y ỗ n Uliili ViÇI K h o » C N I T , D I I K I I T N , r ; i l Q C i I I N , 199H
(hi lìímli IIIỘI clãy lươiig (lương cổc ch'l thị bỉ\ng L l niổii khííc nluui Ih ('v rI\A Irong phưưiig pliííp dịch, loì\ n bộ cliươiig Irình L2 ban clíỉu được biối' dổi lliì^iih
inộl cliirơiig (linh Ivl, c òn cliirorng liìnli ỉ 2 Ihì c ó thổ bỏ di, sau (ló chư(yng Irìiili
1.1 mỏi Iiì\y tlirợc llii liồiih ' lĩoii g Ị)hư(/ng pliíìp Ihông (lịcli, snii khi lừiig chỉ lliị L2 được kiổiĩi Ira vì\ giải ma (dccodccl), 116 SC élược Ihi liíình ngay lộp tức, kliAiig
c ó việc siiili rn một cliươiig I1Ì11I1 (in dược dịch.
Ci\ hni pliưcmg phííp kổ (rôn (lồii được sử dụng rộng rãi.
Đ ổ c ho thiiẠii liộn, c hún g la IÙ11I1 dung c ó một rr\{\y lính iưởng iượiig hny gọi
lì\ niily tính ño (viilual nincliiiic), inỉ\ Iigổn ngữ Iiìổy Ih L2 INỐII c ổ lliổ xAy (lựng một inily tính nliií vậy với giíí cUì 1 C, IỈ1Ì cluing la kliỏng cíỉn pliải c ổ iigAn n g ữ LI Ví\ cííi inííy (lổ thực liiôn ciíc cliương Irìiih bằng ngôn ngữ LI nữa Klii cló con người chí viÇc viết c ác chương trình bằiig ngôn ngữ L2 và c ho lĩiáy lính lliực hiộii trực liếp M ặ c đííu viỌc xíly dựng inííy lính ảo c ó ng ôn ngữ L2 bằng các inạch điện tử quá clắl, người ta vñn c ó thổ viết c á c cliư(mg trình c h o m a y lứy Cdc chưíyiig Irình nì\y c ó lliể hoặc Ih dược thông dịch hoăc Ih được dịch bằng inột chươiig trình dược viết bniig ngftn ngữ L l , chínli chirơiìg trình nhy c ổ Ihể cUrợc tlii hì\nh Irực liếp bửi cííi máy lính dang lổn lại N ó i theo cncli kliííc, Iigưcíi
tn c ổ thổ viếl chưcnig Irìiih clio cííc niííy líiih ảo, cứ nliư tliổ cá c niíly lính nỉ\y lổii lại lliực sự.
Đổ c ó thổ Ihực hiện đưực trôii lliực lố viÇc dịch vỉ\ lliổng dịch, cííc ngOn ngữ
ỉ J vh L2 khOnp dược khdc Iihnn Iihiổii qiid Điổu liạii c h ế nhy Ihườiig c ó Iigliĩa
lì\ 1-2 iniỊc (líìn lốt hơn L I, \\() cTing CÒII xn inới Ih lý tường dối vớ\ hítu liếl c:íc
ihig dụng.
Mộl cách liếp CỘII rất lõ rùng lồ lạo rn (invent) inộl lẠp cliỉ Ihị Iiữn ( Ĩ Ịiìh hưcìíng (ới c o n ĩigưòi (ị-icoplc-oiiciilcd) Iiliiổii hơn, (lịnh íiirớng lới Iiiííy (inncliiiic- (MÌcnlccl) íl liơn s o với IỌ|) chỉ thị L2 1 ’ộp llìứ 3 nì\y cCíiìg lạo Ihhiih mỌf ngôn Iigữ, cluing la sẽ gụi nỏ lì\ 1.3 CoM Iigư(yi c ó Ihổ viết cliUííng liìiili bằng iigOii
ngữ L3 Iilur lỉ\ c ó niộl nìily lính ảo \ à \ iigOii ngữ niííy L3 lổn lọi (hực sự ( ĩ i c
clur<nig Iiìiih như vệy c ó lliổ I10MC 1?! (Iưực (lịch snng ngAn ngữ L2 hoặc được lliực hiỌii liñiig một Irìiili Ihổng clỊcli (lưực viố! I-Iiìiig iigOn ngữ L2.
ViÇc lạo ra cả Iiiộl cl?íy c.^c ngAii ngPr, c/íi rn (lỉyi snu lại tliiiẠn tiộii hơn ngổn njíí'í i;t dời liưức IIỎ c ó lliổ c ú lioji tục mãi clu) lới khi c ổ dược một MgOii ngữ
Ihícli hợ|i Mỗi Iigỏii ngữ sir (lụng iigAii Iigữ (lứiig lnrỏc nổ lỉìm c ơ sở, vì vộy
cliÚMg la c ó (hổ coi IIIỘI ni.-ly línli sử dụng kỹ II111ÛI nhy như niôl ilay cííc lỚỊ) Iiay
cííc mức, kỸỊi này iiAni trCii lứp kin, ĩiliư ininh hoạ ở hìnli vẽ dưới (líìy NgOn Iipft
(hay Ulrp) (lifíTi cỉìng Ii\ clííii gií*!!! nli.oít CÒII ngOn ngữ ờ c ao 11I1AI lồ pliức lạp Iiliííl Cỉiải thích hìnli vc:
Cổc chưirng trình viếl ItMiig Lii lidiìc 1?\ (ìirợc ihOiip {lịcli b(’yi 111ỌI I1I11I1 lliAiip
ilịcli c h ạ y trôn niộl míiy Iiilm 1)ÔI1 (lưái, lioẠc Ii\ (lược d ịc h s a n g n g ổ n Iigữ m á y
của iTiỌt niáy lính nằm bôn dưới.
Cííc cliươiig Irìiili viếl bằng L3 hoặc lì\ (lược lliỏng (lịch bởi ITIỘI Irìnli lliổiìg dịch cliạy trôi) M 2 hoặc M 1, hoăc lì\ dược dịch saiig ngỏn Iigữ m áy L2 hoHc L I
C.-lc chương liìiili viết h ằ n g L 2 hoüc lì\ dược llìôiig dich bởi một Iriiili lliông
dịch c hạy trôn M 1, hoặc Ih dược dịch snng ngOii Iigữ máy L I
Trang 9íilMK'lmcd C'(Mn|«ilcr Orj’Mul/.Hl'Kin, Aiulicw.s '1 nitciil'num
Q c chương ỉrình dược vicl bằng L3
CJÍC chương Itình được vií!\ bằng 1.2
Oíc chương trình được viífl bằnp, LI
A m u l t i l e v e l m a c h i i ì c
Hình l- l MỌI iviíly tíiili cổ Iiỉiiồii íTurc
1 J C Á C N G Ô N n g ũ ; M ú c v ả c á c M ả y Ả o
Giữa lìgôn ngữ v^ m ( \y ảo có iiìỌt nìối liồn hệ quan Irọng Mõi inủy cổ mộl^
ngOn Iigfí tn^iy nì\o cló, bno gổin tấl cA cííc chỉ lliị niì\ uổ c ó (liổ (hi '1 hực vẠy, indy xííc định ngOn ngữ 'rư(tiig lự, iiiỌl iigOii Iigữ c ũ ng x:1c dịiih mỌt máy, cló lì\ cái m.^iy c ó Ihổ Ihi lií\iili mọi chưctiig trình dược viết bí\ng ngôn ngữ iKiy Tốt nhiôii inột m¿íy được xííc định bởi mội ngổn ngữ nhíít định c ó tliổ lí^ rííl phức
l ạ p v ì \ c l ăt t i ồ n n ế u x A y d ự n g n ổ l i ự c l i ế p b ñ u g c í í c m ạ c l i cl iỌn t ử , l i i y Iiliiổ.ii n l n i n g
ta c ó tliổ hìnli d u n g dượ c IU) M ộ t m á y c ó n g ổ n n g ữ nidy lí\ c, Pascal hoĩic
COBOL UỎII thực lố lí\ pliức lạp I i l u r n g chác chniì có Ihổ iưởiig tượng ra (lược, có
t h ể líi troiig iiiỌt s ố Iiãm lới n h ữ n g i n á y lính n h ư v ậy SC dư ợ c coi lì\ dõ xAy dựiig
M ộ t md y vởi n mức c ó thổ (lược x e m Iihư n mííy ảo khdc Iihnu, mỗi tnáy có
mỌl ngôn ngữ mííy khác Iihaii Chúng ta SC sử dung lliudt nRĨĩ "mức" (level) vì^
"máy ả o ” v ói CÙIIR m ỏ t V iiRÍiĩa Chỉ c ó cấc chương trình dược viô't bằng ngAn
ngữ LI c ó lliổ (lược lliực hiện trực liếp bằng cdc mạch cliẹn tử inì\ khổng cíỉn sụ
c an Ihiộp truiig gian của việc dịch hoăc thỏng dịch Cdc chương trình được viối
bñiig L2, L3, ,Ln hoặc Ih phải (lirực Ihỏiig tlịch bằiig IIÌỘI Itìnỉi lliổiig (lịcli clin)í
à niỌI mức Ihííp hơn hoạc Ih plini (lược (lịch sniig một ngAii ngữ kliííc lư(yiig ihip
v ờ \ tnỌl inức Ihấp hơn.
Một ngiròi Ihiìi công viỌc viốl chưííĩig liìiih clio máy tíiih ảo niức lì kliOnj; nliất thiết pliải biết c.'íc trình lliAng (lỊcli hoặc trình dịcli Iiằm ở inức bOii dưới Cốu liúc cỉia ináy dảin bảo rằiig cííc chương Irình Iihy sẽ được llii lihnh bñiig inỌi
Trang 10Iil'fc nirty Ifiili liilc Itl^n lỊcli; N()liy/'ii Dliili VIẠI Klion ( 'N I T , n i l K i n ' N , D I K K i l IN.
cdcli nho (1Ó (.somehow) Ngif(Vi ta kh^iig pliñi qnnii lAni 1ÍÌIÌ1 (lốn viÇc- ene
chưưĩig Irình hoặc Ih (lưực Ihực liiỌn từng bước một bởi một trình thỏiig dịch, inh clổn lưựt nó (rình lliOiig dịch Iiì^y cfiiig lại ilưực Ihực hiộn bởi niộl trình (li^iig dịch kliííc, hoñc Ih chúng sẽ dược tliực hiộn liực tìốp bởi các inạcli (liÇn tiV
' P r o n g c ả liai (riíí'yiig hựỊi c h ỉ c ổ mỌI k ố l q u ả ( l ư ợ c Ihổ h iộ ii: (:ííc cluR riip t i ì n h
(lirợc Ihi liồiih.
I K l i i l i ố l I i h ữ i i g I i h ì \ l Ạ p ( l ì n h s ử d ụ n g I i i í i y t í i i h i n ứ c n c h ỉ q u a n l A n i ( l ế u l ì i ứ c
hôn c ù n g , lí\ mức ít g iố ng nliấl s o với mức ng ổn ngữ má y ở clưái cùiig Tuy
nhiCn những iigưcYi muốn hiổii liiốl in.ly ííiih Ihực sự hoạt ctộng Iilnr lliố nì\o phiVi
n g h i ô n c i k i t í í t C í \ C Ẵ C n u t c N h ữ n g n g ư ờ i q u a i i l í \ m d Ố n v i ộ c n g h i C i i c ứ u I h i ố t k ế
c á c m^iy lính mói hoặc Ih ỉliiốl kố cíic mức inỏi (nghĩa lì\ lĩiíìy lính Ao mỏi) cũng pliải lì^m qiicii với tất cñ c ác mức d u r khổng phầi cliỉ riôiig inức Irûü cùng CMc khái niCm vă k v IhuAl vỏ viGc xflv clưnp c d c m á y như những dãy cfic inức vh
c h i t i ế t v é m O t s ố m ứ c q u a n t r o n g l à c h ủ d ồ c h í n h c ủ a t ì \ i l i ê u ĩ u ì y
Nhan (lồ "Tổ cliức ináy línli có cấu trúc" ("Stiucturecỉ Coinpulcr
Oi ga nÌ7,alioii") xiiốt pliíll lừ cdcli nhìn nhỌii một niííy tính như Ih c á c mức c ổ clíuig cA'|/, n ó ciiiig cííp c ho la một cấu trúc hay Ih một k hung l?im viộc (framework) lốt clổ c ổ tliổ luiin vững việc inííy tính được tổ chức như thố nho.
í 2 C A C M Ả Y N I I I Ề U M i l : HI ỆN D Ạ I
( ( ' o i i l e i t i p n r a i y i m i l l i l c v c l M ' K ' l i i n c s )
UÒII hốt c á c ni.-ly (íiili liiỌii (lại c ổ Ilf 2 lìiức Irở lỏii Cííc m/íy tính c ổ (lốii 6
mức nliir iniiih lioạ ử liìiih 1-2 cíìiig kh ông phải Ih hiếm M ứ c 0 Iiằni chrới c ù ng
Ih filiiîn cihig (hực sự cìia Iiiííy C ác niạcli điện của mííy nì\y (hực hiệii cếíc
chương Irìiih ng ổn ngữ má y ở mức 1 Vì mụ c đích hoì\ii thiỌn, c h ú n g la cán chỉ
ra sự tổn (ại cùa một inức Iiữa nồm bôii (lưới mức 0 Mức Iií^y k h ô n g được vẽ IrCii hình 1 - 2 bởi vì nỏ llniỌc lĩnh vực điỌii lử, khỏrig thuộc iiỌi dung tì\i liệu Iií\y, mức (ló c ó lôn gọi Iì\ mức tliiết bị - ( I cvicc-lcvcl Tại mức nhy ngư(Vi thỉốl k ế nliìn thấy từng Irniisislor, cló 1?! tĩiức llifíp Iihất đối với những ngưòi tỉiiốt k ế ináy líiili Tấl nhiCii, c ó tliổ c ổ một người nho dó inuốii biôt sự hoạt (tộng bôii trong của liaiisistor, vốn đ ề nì\y lliiiỌc lĩnli vực vật lý chífl rắn!
M ức 0 - m ứ c l o g i c s ố (digital l og ic level )
Tại mức íliốp nhất mi^ c h ún g tn S C Iighiôii cứu, mức logic s ố (cligilal logic level), c á c dối tirựng cliúiig la qiinn lAiii clược gọi Ih cdc c ổ n g - g a l e s M a c clÀu dươc xfly d ư n g từ c á c pliáii tỉr tươiig tư, c h ẳ n g han c á c transistor, c ổ n g c ỏ Ihổ
đ ươ c m ỏ liình hoá m ỏ t c á c h c hí nh x á c như là c á c thiết bi s ố Mỗi c ổ n g c ó một hoậc lĩiổl s ố lối vì\o till hiộii s ố (lồ cííc (ill hiệu biểu cliỗn c ho c ác giíí Irị 0 vì\ 1) Vỉ\ nổ lính loỉVii clổ đưa n\ tiiộ( s ố hhm clơn gií\ii của c á c lÍM hiệu (lltu vì\()
c hồ ng hạii A N D lioăc OR Mỏi c ổ n g dược xAy clựiìg từ một s ố Itansi.slor
Chúng ta SC Iigliiỏii cứu chi liết mức logic s ố ử chương 3 M5c dầu c ú c kiếii thức
vổ lìiức Ihiết bị c ó inỌl chúi gì dổ lí\ (lặc biệt, nhưiig với sự ra đời c ủa cdc bộ vi
x ử l ý vì\ tiiíiy v ì (íiih , I i g ồ y c ì \ i i g c ó I h ô m Iiliiồii n g ư ờ i t i ế p x ú c v ớ i iTiức l o g i c s ố
M ií c 1
Trang 11S l i u c l i n c d CompiikT üigi>i\i/.ali()ii, A l u l i c w s 'r.iiiciilimim
'I'rt clii'fc nil'iy linit c ổ c ấ u Itrtc niCii (lịch: N ^ i i y í n l.)1nli v i ộ t Klioii C'N TI I ' I IKI n N, I >I K.KII I N I
MỨC I \h Iiu'rc n g ổ i i n gir m á y tliự c s ự , k h í i c v ớ i lìiiỸc 0 , lại (lổ k l i ỏ n g <cổ klini
MÌCm v ồ c l i ư ( r n g Irìnli lỉ\ m ộ i d ã y c í i c c h ỉ Ihị clổ l l i ự c hiỌ n, lạ i m ứ c 1 c / ) iiiỌI
c hương trình rõ r h iig được gọi lỉ\ vi c l i ư ơ i i g tr ìiih - m i c r o Ị i r o g r a m , n h i ộ n i v ụ củ:i
n ó Ih ( h ổ n g t l ị c h c í i c c h ỉ tliị à m ứ c 2 C l n ì n g (a s ẽ g o i m ứ c 1 Ih Iiìức v i c h U í / i i j j
t r ì n h - m ic r o p r o g r a m m i n g l e v e l , MHc clíi'u sự lliực kliAng c 6 2 ni.'ly I ítili nnii
c ổ c ì m g i n ứ c i n i c r o p r o g r n n i i i i i i i g , n h ư n g Iiliữ iig s ự g i ố n g Iihaii cfiiiR (lủ <1ổ cliiìn)»
la tiừii urợng lioá những IIỔI cfiii b;^ii của mức nỉ^y vh bì^ti liiẠn vồ IIÓ nlmr llìổ I?I
IIÓ d ã đ ư ợ c ctịnli n g h ĩ a rõ i ì \ n g T h í clụ, m ộ t s ố m á y c ó Irôn 2 0 c l ủ th ị ở m ứ c Iiày
vì\ híỉii h ốl I r o n g s ố ctó Ih c í í c c l i ỉ Ihị liCii q u a n d ố ii v ậ n c h i i y ổ i ì (lữ liCu BÌÍ vTing nhy tới vùng khác của míly, hoạc lì\ lliực hiộn một vhi phổp kiổin lia đ ợ n giảii.
H ì n h 1 - 2: Síìii m ứ c thi rời ig c ó ( r o n g liítu liốl c ổ c iiKÍy tínli hiỌii đ ạ i
Plurơiig pliííp liỏ trự cho tìriig lĩiức được ghi ở phía dưới mõi niức,
tôn của clurơng Irìiili hỗ trợ dược ghi trong (lốii ngoñc dơii.
Mức 2
Mỏ i míiy líiih mức 1 c ó niột l i o í c Iiiộl vì\i vi chươiig (rình c ó Ihổ chạ y Irôii (ió
M õ i m ộ t v i c h ư ơ n g Irìiili clịnli n g h ĩ a h o ì\ n to ì\n (implicilly) inỌt n g ô n n g ữ i m i c 2 (vh một mdy ảo với Iigôn ngữ (ló lì\ ngổn ngữ máy) Nhữn g máy niức 2 Ii:ìy cfing c ó nhiều đ iể m cluuig Cdc mííy mức 2 cỉin c á c nhh sail xiiíít kli.ic nhnu c ó Iiliiồii cliổin g iốiig Iiliau hơn cííc cliổm nhan Trong c u ốn síícli nhy cliúdg In
sẽ g ọi mức Iiồý Ih mức rnáy líiili Ihỏiig Ihườiig ( c o n v e n t i o n a l niacliiiie level), một cái lôn mh kh ông phải mọi Iigưòi dồii tán Ihhiili sử dụng.
M ỏ i nhà sản xuất má y tính clòu c ô n g b ố niỌl cuốn s ách c h o c:1c ináy tíi li họ bdn ra, v ớ ì nhan đồ "Machine Laiigungc Re ference Manual" hoồc U\ " P r i n c ip l e s
o f Operation o f the W c s l c n i Wombat Model lOOX Compulcr" lioặc m ộ t Ci'i tôn
Trang 12Sliiicluitcl Compulci ()|Jiniii/nlion, Aiulii;\v.s InnciiliHunv
iríclii'fc m íí y lililí crtc rtii (lúe IliOii ilịcli: N niiyỗii i)1itl) v i ^ l Klioit C N I T D I I K i r i N DIIQ C M IN ,
kliñc Iiho ció kiổii Iilur vẠy Những CUỐII Siich lì^y lliưc sir viốt vờ các infiy lính no
mức 2, c h ứ kh ô ng phải lì\ ni/íy lính (hực mức 1 Khi họ m ỏ lả tạp chỉ lliị của mííy, trôn (hực tố Ih họ inô lả cíic chỉ Ihị dược thi lií\nh llieo cách thông dịcli h:\Mg vi cliưíyiig liìiih, chứ kliỏiig phiVi Ih chính lẠp clil lliị plirtii cứiig (liarcKvnrc iiistriiction) Nốii nhi\ sản xuA'1 mííy líiili c ung cấp 2 trình thông dịch dùng clio inỌI trong cí\c mdy tính củn họ, clổ lliổng dịch 2 ngỏii ngữ má y mức 2 khác nlinii,
họ c ũ n g cổn ph:^i c u n g cííị) 2 c uố n sổ lay tra ci'ru "ngổn ngữ ("machine language"), lĩiỗi c uốn clìing clìo lĩiộl liình lliÔMg dịch.
CTing CÍÍII phñi nhấti inạiìh rñng inộ( s ố lìi/íy tính kliAng c ó tnức vi chỉnnip, Irìiih T í o n g c ác máy lính Iihy.các cliỉ Ihị mức má y tlìOiig (hưỉyng dược ihực hiện tiực tiếp b5iig c á c mạch cliộn lử (líiức 0) tni\ khOĩig cíiii sự (ham gia của mỌI liình thổiig dịch dứng truiig giaii ở lĩìức I Hộ quả Ih, inức máy Ihổng lliưíVng (conventional ma c hi ne level) 1?» iriức 1 c hứ kỉiôiig phi'll Ih inức 2 l u y lìliiOn (lù
có ngoại lọ ni\y cliúng (a vñn gọi mức lĩiổy thông thườiig ììỉ "level 2 ".
Mức 3 '
M ứ c 3 thường là m ộ t mứ c lai Háu hết c á c chỉ thị c ó tron£> ngôn ngữ củn nó
c ũng c ó trong ngỏn n gữ mức 2, thôiĩi vi\o đó c ó thôm một lẠp c^c cliỉ thị mới, một sự tổ c hứ c bộ nhớ khííc, khả nñiig clio chạy s o n g s ong hai hay nhiều c hương
(rìiili vh nliiéii (lăc lính khííc nữa.
Giữa c á c m<1y mức 3 c ó nliiổii diổiii kliđc Iiliau hơn so với Iiliững diểm kluìc
nhau giữa c ú c ináy ở mức l vì\ mức 2
Cííc tiện ngíii Iiìới dược lliôin v.^o ở mức 3 được tliực hiệii h à \ inộl Irình (hôiig dịch chụy Ỉ1 niức 2, vồ iniỊt lịch si’r u6 được gọi Ih hc điồu hhnli - operating
s y s t e m Các chỉ Ihị ở mức 3 nì\y g i ố ng cdc clìỉ thị ở mức 2 lít chúng được thực
hiện bằng cííc vi chương Irình, cliứ không phải bằng hệ điều hồnh Nói một cách
kliííc, một số chỉ Ihị mức 3 tlưực lliOng (lịch b(Vi hẹ cliồu hñiih vì\ mộl s ố cliỉ lliỊ ktiííc được tliổng dịch mỌt cđcli trực liếp bởi vi ch'i(mg (rình Chúng ta đã từng nói mức 3 lồ mộl mức l:ii - "hybrid" chính Ih nói đến điồu nhy Ta SC gọi lìiức Iiồy Ih m ứ c m á y hộ cliổu liì\iih - operating s y s t e m mac hi i ic level.
M ứ c 4
Có niỌt c h ỗ clứt cloạii (hienk) c ơ bñn giữa mức 3 inức 4 Ba inức thấp nliAl dưực thiết k ế khOng iihfíMi clu) nliững "iilií\ lâp Irìiili cAy Iihi\ lì^ vườn hạng tniiig
bình" (average gnrdeii-variely progrnitimcr) sử dụng trực tiếp Cliúng cliM yếu
dược nliñin dể chạy C.^IC Irìiih thổiìg dịcli vh trình dịch cíĩii lliiết c ho viôc lià Irợ c.-lc mức c a o hơii Các Irìiih ihOng dịch vh trìiih dịch nì^y dưực viốl bởi Iihrriiị', Iihồ lập trìnli hệ ihống ( sy sl ein progrnmmer), họ chuyGn sílu Víìo viỌc Ihiết k ế Ví'i cì\i dăt ( impl eme nt in g) các nìổy ảo mới Mức 4 vh c ác mức bôn trôn nó lìliằni pliục vụ nỉiữiig người lộp liìnli ứng dụng clổ giải quyết cíic bhi loáii của liọ.
MỌI sự lliny dổi Iiữa xny rn ở mức 4 (lổ Ih pliirơiig plidp hà !rợ clio c:1c imrc bôn (rôn CYic mức 2 vh 3 luổn liiờii dược tliôiig dịch; C^c mức 4, 5 vh trôn Iiữa tlutòiig (mặc ciíiii khổng phải lì\ liiỏn luổn) íìưực hỗ trựbằiig việc dịch.
Một sự khác nhau Iiữa giữn inỌl bốn Ii\ cdc mức 1, 2, 3 vh một bCii \ì\ c ác niức
4 , 5 vỉ\ cno hơn iri bản chííl c.^c ngổn ngữ dược c hú n g cuiig cAị) CYic ngAii Iipữ
máy cùn cííc lĩiức 1,2 vh 3 Ih srt Các chương liìiih vicì bằng cóc ngổn ngữ này
cliứn inộf clay clhi c.'íc con số, c h ún g lliộl Iì\ clọỊ') clio c;1i Iiiííy c òn lại thột lồ xốu
Trang 13.Sliiiclutwl (Jompiilcr ( )|J'.niii/.iilloii, Andrew.s ■raiiciibiuiin
Irtchi-fc n t í y lililí crt c(íú l iú c n i ó n íljcli: N p i i y í i i OlnH ViỌI Klion C’N I'!', U t l K I H N , DIIỌ CII IN , I') ()8
(lố i v ớ i COII Mgư(Vi n ñ l (l.lii lừ m ứ c 4 , ciU: n g ổ n n g f t g ỏ m c i i c líĩ ( w o i í l ) V?» nliííiifj,
chữ viết tổt có ý I i g h ĩ a đối với con người.
Mức 4 Ih mức ng ôn ngữ as se mbl y, lliực sự lỉ^ mội clạiig ký hiện (synilK)lic) clio inộl l i on g c ác ng ôn ngữ ở bôii (lưói Mứ c nhy c u ng cấp clio n hững Iiguòi
viốl chương irình clio các mức 1,2 vì\ 3 mội pliưtrng ịíhííp viốl dưới clíHig tlõ chịu hơn chính cííc ngOn ngữ máy ÍU) CYic chương trìiili viết bñng iigO^n npữ
a s se m bl y clílu liôii (lược ciịcli saiig iigAii ngữ inức 1,2 lioăc 3, sau (ló d ượ c lliAiig dịch bñng mộl rri.ly tliực liny iníiy ảo pliù Iiựp Chirtnig liìaỉí tliực liiỌn cArip viỌc dịch (lirợc gọi Ih nsscinblcr NgAii ngữ n.sscinbly c ổ niộl lh(Vi lìì ÍỊUÍUI liọnp, nhưiig clíỉn (l<4n nổ (icV IIỔII k6in (Ịuan trọng hơn tiước.
Mức 5 bao gổm cííc ngOn ngữ clirực lliiốt kố cho những »Igưìvi l-Ọp liình ihtỊ',
(lụng sử (lụng clổ giñi c ổc bhi loíín của hụ G l c iigOn ngữ như vẠy dược pọi lì\
ĩigổn ngữ bỌc cao -high-lcvcl líiiiguagc CY) l)ì\iig linm ngAii ngff bộc c:t() tổn lại, (roiig dó có một s ố ít clưực nhiổu người biốl clÔM \ìi BASIC, c , COBOL, " FORTRAN, LISP, Modula 2 vi\ Pnscn! Chương trình được viết bằiiíỊ; c.íc ngỏii ị ngữ nhy tlnrờng clirợc clịcli sang lĩiức 3 hoăc mức 4 bằng c (\c trìnli dịch, chúii^
dược gọi Ih c o m p i l e r , dồi khi cluíiig cfiiig dược lliôiig ciịcli.
Miic 6
Mức 6 vìì cííc mức bôn trôn IIÓ bao gồin môl (Ọp liỢị) cííc cliưưiig tiìiiỉi dược
lliiốl k ế (lổ tạo ra c ổc inííy cluiyôii (lụng c h o nliữiig ứng dụng nhất định Cliiìiig
hno gổtii inộl lượng l(!Vn lliổng lin về nliữiig ứng (lụng dó Cliniig In cổ Ihổ hìiili (lung ra những niííy <\o Iiliằiìi clio cdc ứiig tlụiig quản lý, giáo (lục, Ihiốl k ế máy
lính v.v Những inức nhy lí\ Iiliững lĩnh vực ngliiôii cứii liiỌn (lại.
một vấn dổ phức tạp trở Iiôn dỗ Iiiổii hơn.
TỌp hợp c á c kiổu dữ liôu, c ác lliao tác vi\ c á c đặc điổm của mỗi mức (lưọc ịiọi lì\ kiốii Irúc (arcliilccturc) Kiến trúc liOii quan tới cíic kliía cíỊiili củn inỌí Iiurc
mh người sử dụtig thấy được Cdc clăc điổiĩi mh người lẠp trìnli tliAy được, chẳng
h ạ ii b ọ n l i ớ c ó ll iổ sỉr d ụ n g 1(ỸI1 b a o n h i ô u b a o n liiô ii 1.^ lìiộ t p liíỉn củ :i k i ố n l i n e Các đặc diểiii cùíi Iraiig lliiốt bị (iinplctnciilalioti nspccls), cliầiìg liạii c ổ n g iigỉiỌ cliip nho được sử dụng kliôiig ị)hải lí\ Iiiột phđn của kiốii frúc Viộc nghiôn cứu
c á ch Ihiốt k ế c ác phần của hộ thống máy lính mh người lập liìiih c ó thổ iiliỌn
thấy được gọi là kiến Irúc máy tính - Computer architecture Nói cimng trong
Ihực tế thuật ngữ c o m p u íc r nívỉiitecíiiiTc ( k iô h tr ú c m á y tín h ) vả c o m p ỉiíc r