TỔNG QUAN về cấu TRÚC máy TÍNH (cấu TRÚC máy TÍNH SLIDE)

Trắc nghiệm, bài giảng pptx các môn chuyên ngành Y dược và các ngành khác hay nhất có tại “tài liệu ngành Y dược hay nhất”; https://123doc.net/users/home/user_home.php?use_id=7046916. Slide bài giảng môn cấu trúc máy tính ppt dành cho sinh viên chuyên ngành công nghệ - kỹ thuật và các ngành khác. Trong bộ sưu tập có trắc nghiệm kèm đáp án chi tiết các môn, giúp sinh viên tự ôn tập và học tập tốt môn cấu trúc máy tính bậc cao đẳng đại học chuyên ngành công nghệ - kỹ thuật và các ngành khác

Bài 1

TỔNG QUAN VỀ CẤU

TRÚC MÁY TÍNH

(1945 - 1955)

ENIAC (1946) 18.000 bóng đèn

IC

(1965 - 1980)

IBM 360 (1965)

Intel 8080 (1974) được xem như CPU đầu tiên được tích hợp trên 1 chip

VLSI

(1980 - ????)

80x86 (1978)

Intel Haswell (2013) Broadwell (2014)

Các thế hệ máy tính (2/4)

• Máy tính cơ khí

– Năm 1642, Blaise Pascal (1623-1662) phát minh

máy tính cơ khí thực hiện cộng, trừ C¸c chi tiÕt cña chiÕc m¸y tÝnh ®Çu tiªn nµy ® ư îc lµm b»ng gç

– Năm 1830, Charles Babbage (1791-1871) phát minh máy sai phân, máy phân tích (được thiết kế để sử dụng các tấm bìa đục lỗ làm phương tiện thực hiện các phép tính).

Blaise Pascal

(1623-1662)

Bìa đục lỗ

Các thế hệ máy tính (3/4)

• Máy tính đèn điện tử - thế hệ thứ nhất

– 1943, Mauchley và Presper Eckert, máy tính

ENIAC (Electronic Numerical Integrator Analyzer and Computer).

Presper Eckert (đứng trước) và John Mauchly (giữa ảnh)

Máy tính ENIAC

Máy IAS của John von Neumann

Mô hình hoạt động của máy tính theo

nguyên lý của Von neumann

The IAS machine at the National Museum of American History

* Kiến trúc Von Neuman

 Mã ch ơng trình và dữ liệu đưương trình và dữ liệu đ ưương trình và dữ liệu đợc bố trí trong cùng 1 bộ nhớ.

 Bus địa chỉ và bus dữ liệu đưương trình và dữ liệu đ ợc dùng chung cho dữ liệu và cho ch ưương trình và dữ liệu đơng trình trong quá trình trao đổi dữ liệu và lệnh giữa CPU và bộ

nhớ.

Kiến trúc Von Neuman

CPU/ALU

Bộ nhớ ch ưương trình và dữ liệu đ ơng

trỡnh & Bộ nhớ

d liệu ữ liệu

Bus ịa chỉ địa chỉ

Bus d liệu ữ liệu

Đặc điểm kiến trúc Von

Neuman:

 Đơn giản, kinh tế.

 Có hiện t ợng thắt cổ chai do ưương trình và dữ liệu đ

xẩy ra xung đột giữa quá trình nhận lệnh và Nạp/Cất dữ liệu.

 Các bus có thể nghỉ khi giải mã lệnh.

 Bus địa chỉ và bus dữ liệu đ ưương trình và dữ liệu đợc

dùng riêng cho ch ưương trình và dữ liệu đơng trình và

cho dữ liệu.

Harvard Architecture

CPU/ALU

ProgramMemory

P Address Instruc.

DataMemory

Tæ chøc bus kiÕn tróc Harvard cña DSP

1 Vacuum tubes (Đèn điện tử)

Thế hệ thứ nhất

SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY TÍNH

1945-1955

1965-1980 1955-1965

1 Vacuum tubes (Đèn điện tử)

1980 - present 1965-1980

1980 - present 1965-1980

IBM Data General

1980 - present 1965-1980

(IC Integrated Circuit) Tốc độ cỡ chục triệu phép tính/s– Integrated Circuit) Tốc độ cỡ chục triệu phép tính/s

 Thế hệ 4: từ 1974 đến nay Dùng bộ Vi xử lý dựa trờn cụng nghệ

VLSI (Very Large Scale Integration) Tốc độ cỡ hàng tỷ phép

tính/s

 Thế hệ 5: Máy tính Neuron - Neural Network

- Một kỹ thuật mới của trí khôn nhân tạo

-địa chỉang trong quá trỡnh nghiên cứu.

b Ph©n lo¹i theo tÝnh n ăng

 Siªu m¸y tÝnh (Super Computer).

 M¸y tÝnh lín (Computer mainframe).

 M¸y tÝnh mini (MiniComputer)

 M¸y tÝnh c¸ nh©n, cßn gäi lµ m¸y PC (Personal Computer)

c Ph©n lo¹i theo bé xö lý

 M¸y tÝnh dïng BVXL Intel (80286,

80386, 80486, Pentium Pentium 4)

 M¸y tÝnh dïng BVXL Motorola M6800, M68000, M68052 (68X).

 C¸c m¸y tÝnh dïng Bé VXL Motorola lµ: Machintosh, Apple, Admiga

 M¸y tÝnh dïng BVXL Zilog (Z40, Z80):

Bondwell, NEC, Sony

 M¸y tÝnh dïng bé VXL AMD

d Phân loại theo kích th ưương trình và dữ liệu đớc

 Máy tính lớn (Mainframe)

 Máy tính để bàn (Desktop).

 Máy tính xách tay (Laptop).

 Máy tính kiểu sổ tay (Notebook).

ALU

Các thanh ghi

Bộ nhớ (RAM, ROM)

Thiết bị ra (màn hình, máy in,ổ đĩa, máy vẽ )

CU

Phối ghép vào ra

Thiết bị vào (Bàn phím, chuột,ổ đĩa máy quét )

Bus điều khiển Bus dữ liệu

Bus địa chỉ

3 CẤU TRÚC HỆ THỐNG MÁY TÍNH

Sơ đồ khối hệ thống máy tính

Các bộ phận của hệ thống máy tính

- Khối xử lý trung tâm (CPU – Central Processing Unit): nhận và

thực thi các lệnh CPU gồm đơn vị số học và logic (ALU –

Arthmetic Logic Unit), đơn vị điều khiển (CU – Control Unit) và các thanh ghi trung gian

- Bộ nhớ (Memory): lưu trữ các lệnh và dữ liệu; 2 loại: bộ nhớ trong

và bộ nhớ ngoài; chia thành các ô nhớ nhỏ được gán một địa chỉ để CPU có thể định vị khi đọc/ghi dữ liệu

- Phối ghép vào/ra: tạo khả năng giao tiếp giữa máy tính và thiết bị

ngoại vi (màn hình, bàn phím, máy in, …)

- Thiết bị ngoại vi (Input / Output): dùng để nhập hay xuất dữ liệu; liên

hệ với CPU qua các mạch giao tiếp I/O

- Bus hệ thống: tập hợp các đường dây để CPU có thể liên kết với các

bộ phận khác

Bus hệ thống (System Bus)

Bus hệ thống bao gồm 3 loại:

- Bus dữ liệu (data bus): truyền tải dữ liệu, 2 chiều.

- Bus địa chỉ (address bus): địa chỉ chọn ô nhớ hay ngoại vi.

- Bus điều khiển (control bus): trao đổi thông tin trạng thái

và điều khiển giữa CPU và các bộ phận

Qu¸ tr×nh truy xuÊt d÷ liÖu (Data Access)

1) CPU phát tín hiệu địa chỉ của thiết bị lên bus

địa chỉ.

2) Mạch giải mã địa chỉ chọn thiết bị

3) Dữ liệu được trao đổi giữa CPU và thiết bị theo

bus dữ liệu.

4) Các tín hiệu điều khiển cũng được phát trên

control bus để xác định mục đích của quá trình

truy xuất.

Hoạt đÞa chØộng của máy tính

Chương trình được thực hiện theo từng lệnh Mỗi lệnh

được thực thi theo trình tự sau:

1)CPU tìm-nạp lệnh kế tiếp từ bộ nhớ vào thanh ghi lệnh.

2)Bộ đếm chương trình trỏ tới lệnh tiếp theo

C¸c thµnh phÇn cña mét m¸y tÝnh c¸ nh©n

Принтер

Корпус

Loa Mонитор

, ,

H×nh 1.3: GhÐp nèi hÖ vi tÝnh víi c¸c thiÕt bÞ ngo¹i vi

Khối trung tâm

Các thành phần của khối trung tâm

Bảng mạch chính (Mainboard)

M ột góc của Mainboard

Đế (Socket) cho CPU

Chip CPU Athlon của AMD

Quạt làm mát CPU

Bé vi xö lý 80x86

Bé nhí RAM ROM

Nguån nu«i

Bé phèi ghÐp m¸y in Cæng

Bé phèi ghÐp bµn phÝm chuét

Các khối cơ bản

Khối CPU Khối bộ nhớ

Khối vào ra

Hệ thống Bus

Các hệ thống hỗ trợ MT XT

+ Mạch tạo xung đồng hồ 8284+ địa chỉồng xử lý toán 8087

+ Mạch giải mã địa chỉ 74LS138+ Mạch DMA 8237

+ Mạch điều khiển ngắt 8259+ Mạch điều khiển vào ra 8255+ Mạch định thời 8253

+ Mạch điều khiển bus 8288 + Mạch chốt ba trạng thái 74LS373+ Mạch đệm bus: 74LS244, 74LS245

4 C¸c chu ¬ng tr ì nh m¸y tÝnh

Câu hỏi ôn tập

• Câu hỏi 1: Kiến trúc của máy tính PC là kiến trúc gì? Kiến trúc

này gồm những bộ phận gì? Nhược điểm chính của kiến trúc này

là gì?

• Câu hỏi 2: Sơ đồ cấu trúc của hệ thống máy tính? Nêu chức

năng của từng bộ phận? Mã chương trình và dữ liệu trong máy tính được biểu diễn dưới dạng gì, nằm trong bộ phận nào? Mô tả quá trình máy tính thực hiện một lệnh?

• Câu hỏi 3: Bộ xử lý trung tâm (CPU) của máy tính liên kết với

các bộ phận khác của hệ thống máy tính (ngoại vi, bộ nhớ) bằng các nhóm tín hiệu nào? Nêu chức năng, hướng truyền của các nhóm tín hiệu đó?