Bài giảng Hệ thống máy tính: Phần cứng - Lý Thị Huyền Châu

Bài giảng Hệ thống máy tính: Phần cứng do Lý Thị Huyền Châu biên soạn nhằm cung cấp cho các bạn những kiến thức về bộ nhớ lưu trữ (Memory); kiến trúc bộ xử lý (CPU); cấu trúc bộ nhớ; bộ đĩa từ (Magnetic Disk Unit). Bài giảng phục vụ cho các bạn chuyên ngành Công nghệ thông tin và những bạn quan tâm tới lĩnh vực này.

HỆ THỐNG MÁY TÍNH

Giảng viên: LÝ THỊ HUYỀN CHÂU

Khoa Công Nghệ Thông Tin

GIỚI THIỆU

NỘI DUNG

1 Bộ nhớ lưu trữ (Memory)

2 Kiến trúc Bộ xử lý (CPU)

3 Cấu trúc bộ nhớ

4 Bộ đĩa từ (Magnetic Disk Unit)

5 Bộ băng từ (Magnetic Tape Unit)

6 Đĩa cứng (Hardware)

1 BỘ NHỚ (MEMORY)

 Phần tử lưu giữ được gọi là bộ nhớ bán dẫn hay bộ nhớ

mạch tích hợp và nói chung chúng được chia thành

RAM và ROM.

1.1 RAM (Random Access Memory)

RAM (Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên) là bộ nhớ bán dẫn nó có thể đọc và ghi dữ liệu Khi tắt máy tính đi, thì dữ liệu được lưu giữ tại đó cũng mất

1.1 RAM (Random Access Memory)

 RAM được phân loại thành DRAM và SRAM.

1.2 ROM (Read-Only Memory)

ROM là bộ nhớ bán dẫn chỉ sử dụng để đọc Từ đầu, những chương trình và dữ liệu được lưu giữ ở ROM, thông tin được lưu giữ không bị mất đi kể cả khi máy

tính bị tắt đi

1.2 ROM (Read-Only Memory)

 ROM được phân loại thành Mask ROM và ROM

có thể lập trình theo yêu cầu người sử dụng.

 Mask ROM:

Bài tập 2

 SRAM (Static RAM) là một loại RAM, có tốc

độ truy cập rất nhanh, nếu không bị ngắt điện nguồn, dữ liệu sẽ không bao giờ bị mất

SRAM được tạo ra bằng cách sử dụng loại

mạch nào dưới đây?

2 KIẾN TRÚC BỘ XỬ LÝ

Cấu trúc của máy tính:

2 KIẾN TRÚC BỘ XỬ LÝ

 Control unit và Operation unit đều

được gọi là Processing unit (bộ xử lý) hoặc Central processing unit (CPU,

bộ xử lý trung tâm)

2.1 Những phương thức xác định địa chỉ

 Phương pháp xác định địa chỉ là

phần địa chỉ của lệnh xác định địa chỉ

bộ nhớ chính và thanh ghi cần cho xử lý.

2.3 Xử lý đường ống

Trong kiến trúc xử lý đường ống, khi lệnh một đang được thực thực hiện, thì lệnh tiếp theo là đồng thời được đọc và xử lý

3 KIẾN TRÚC BỘ NHỚ

 Cấu trúc phân cấp của bộ nhớ

Bài tập 3

 B (byte) là đơn vị thể hiện độ lớn về dữ liệu

xử lý trong máy tính, 1B = 8bit Vậy, 0.5GB bằng khoảng bao nhiêu bit?

Bài tập 4

 Bộ nhớ đặt nằm giữa bộ xử lý và bộ nhớ

chính, có tác dụng giảm bớt sự chênh lệch về tốc độ giữa hai thiết bị trên là thiết bị nào dưới đây?

4 BỘ ĐĨA TỪ (Magnetic Disk Unit)

Bề mặt ghi dữ liệu của đĩa từ

4 BỘ ĐĨA TỪ (Magnetic Disk Unit)

Rãnh và Trụ

4 1 Tính toán dung lượng lưu trữ

Công thức:

Dung lượng lưu giữ của đĩa từ = Dung lượng của một rãnh  Số rãnh trên 1 trụ  Số trụ của đĩa từ

Dung lượng lưu giữ của đĩa từ = Dung lượng của một rãnh  Số rãnh trên 1 trụ  Số trụ của đĩa từ

4 1 Tính toán dung lượng lưu trữ

 Ví dụ:

 Cho một đĩa từ với các đặc tả sau:

 Số trụ: 800 trụ

 Số rãnh/số trụ: 19 rãnh

 Dung lượng lưu giữ/rãnh: 20.000 byte

Hãy tính dung lượng lưu trữ của đĩa từ trên

4 1 Tính toán dung lượng lưu trữ

 Ví dụ :

Dung lượng lưu giữ theo trụ là như sau:

20.000 byte/rãnh  19 rãnh/cylinder =

380.000 bytes/cylinder = 380 kB (kilo bytes)

Vì số trụ của đĩa này là 800 nên dung lượng đĩa từ này là:

380 kB/cylinder  800 cylinders = 304,000

kB = 304 MB (Mega bytes)

Dung lượng lưu giữ theo trụ là như sau:

20.000 byte/rãnh  19 rãnh/cylinder =

380.000 bytes/cylinder = 380 kB (kilo bytes)

Vì số trụ của đĩa này là 800 nên dung lượng đĩa từ này là:

380 kB/cylinder  800 cylinders = 304,000

kB = 304 MB (Mega bytes)

4 2 Tính toán hiệu năng

Hiệu năng của bộ đĩa từ được đo theo thời gian truy nhập và dung lượng lưu giữ

4 2 Tính toán hiệu năng

Thời gian truy nhập:

 Thời gian định vị đầu từ

 Thời gian tìm kiếm dữ liệu

 Thời gian truyền dữ liệu

4 2 Tính toán hiệu năng

Thời gian truy nhập:

 Thời gian định vị đầu từ:

4 2 Tính toán hiệu năng

Thời gian truy nhập:

 Thời gian tìm kiếm dữ liệu:

4 2 Tính toán hiệu năng

Thời gian truy nhập:

 Thời gian truyền dữ liệu :

Khoảng thời gian trôi qua từ khi đầu

từ bắt đầu truy nhập dữ liệu và khi truyền dữ liệu hoàn thành được gọi

là thời gian truyền dữ liệu.

4 2 Tính toán hiệu năng

Thời gian truy nhập:

Thời gian truy nhập của bộ đĩa từ = Thời gian định vị đầu từ trung bình + Thời gian tìm dữ liệu trung bình + Thời gian truyền.

Thời gian truy nhập của bộ đĩa từ = Thời gian định vị đầu từ trung bình + Thời gian tìm dữ liệu trung bình + Thời gian truyền.

4 2 Tính toán hiệu năng

 Ví dụ:

Cho một bộ đĩa từ với đặc tả sau:

 Dung lượng theo rãnh: 15.000 bytes

 Tốc độ quay của đĩa: 3.000 vòng/phút

 Thời gian định vị đầu từ trung bình: 20 milligiây

Tính thời gian truy nhập của đĩa từ khi

9.000 byte của bản ghi được thực hiện

4 1 Tính toán dung lượng lưu trữ

Trước hết, thời gian tìm kiếm trung bình được tính.

Questions & Answers