Cấu trúc máy tính P4
Tổ chức cấu trúc máy tính
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S1
CHƯƠNG 1
Giới thiệu
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S2
I. Lịch sử máy tính
Colossus (1943) Intel 8080 (1974)
được xem như CPU
ENIAC (1946)
đầu tiên được tích
18.000 bóng đèn
Blaise Pascal (1642) hợp trên 1 chip
1500 rờ le
30 tấn
140 KW
IBM 360 (1965)
Von Neumann (1946)
Cơ Đèn
PDP-1 (1961)
điện tử 80x86 (1978)
Tran-
-sistors
IC ?
(1642-1945) (1945-1955) (1955-1965) (1965-1980) (1980-????)
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S3
II. Cấu trúc máy tính
Máy tính
Bật máy Tắt máy
Lấy lệnh Thi hành lệnh
Ngôn ngữ máy
lệnh đầu
làm gì?
mục đích? lệnh giữa
lệnh giữa
tại sao lệnh này?
lệnh giữa
xong? Diễn tả làm thế nào giải quyết Chương trình
lệnh cuối
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S4
Mô hình máy tính nhiều cấp
Máy ảo Mn
Cấp n (Ngôn ngữ Ln)
Máy ảo M4 Chương trình L4
Cấp 4 (Ngôn ngữ L4)
Biên dịch
Máy ảo M3
Cấp 3 (Ngôn ngữ L3) Biên dịch
Biên dịch
Máy ảo M2
Cấp 2 (Ngôn ngữ L2)
Máy ảo M1
Cấp 1 (Ngôn ngữ L1)
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S5
Các cấp thiết kế máy tính
Cấp
Cấp 5 ngôn ngữ cấp cao
dịch (biên dịch)
Cấp
Cấp 4 hợp ngữ
dịch (hợp dịch)
Cấp
Cấp 3 máy hệ điều hành
thông dịch một phần
Cấp (hệ điều hành)
Cấp 2 máy qui ước
thông dịch
Cấp (vi chương trình)
Cấp 1 vi chương trình
vi chương trình được
Cấp thi hành trực tiếp
Cấp 0 luận lý số bằng phần cứng
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S6
Cụ thể
Cấu thành máy tính
Phần cứng Thực hiện L0
Mạch in Khó thay đổi
Linh kiện Chạy nhanh
Bộ nguồn + vỏ hộp Là linh kiện có chương
Dây nối trình bên trong
Các thiết bị ngoại vi Phần dẽo Chương trình cố định
và tồn tại khi tắt nguồn
Trừu tượng
Thực hiện L1 trở lên Phần mềm
Dễ sửa chữa Giải thuật
Chạy chậm
Chương trình
Phần cứng và phần mềm tương đương nhau
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S7
III. Giới thiệu tổng quát một máy tính số
Khối xử lý trung ương (CPU)
Khối
điều khiển
Khối số học
luận lý (ALU)
Thiết bị xuất nhập
Bộ thanh ghi
Bộ nhớ Đĩa Máy in
Tuyến
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S8
8 bước thực hiện lệnh của CPU
1. Lấy lệnh kế tiếp từ bộ nhớ vào thanh ghi lệnh IR.
2. Thay đổi bộ đếm chương trình PC để trỏ tới lệnh tiếp sau nữa.
3. Xác định loại của lệnh vừa lấy (làm gì?).
4. Nếu lệnh sử dụng dữ liệu trong bộ nhớ thì xác định xem nó ở đâu.
5. Lấy dữ liệu (nếu có) vào thanh ghi của CPU.
6. Thi hành lệnh.
7. Cất kết quả vào nơi cần lưu trữ.
8. Trở lại bước 1 để làm lệnh kế.
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S9
CPU có gì (Tín hiệu điều khiển xuất)
bên trong ?
điều khiển (Tín hiệu điều khiển nhập)
Khối
CPU định thì (Xung clock)
(Lấy và thi hành lệnh)
(Thanh ghi lệnh)
Cộng And
(Bộ thanh ghi) Trừ Or
Nhân Xor
ALU Chia Not
Dịch Quay
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S10
Máy song song 3 loại máy song song
SISD : single Instruction stream, single data stream
SIMD : single Instruction stream, multiple data stream
MIMD : multiple Instruction stream, multiple data stream
Bộ nhớ
CPU CPU CPU dùng chung
Bộ Bộ Bộ
nhớ nhớ nhớ
riêng riêng riêng
Bộ nhớ
CPU CPU CPU dùng chung
Máy Von Neumann
Máy Vector 8 ALU
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S11
Máy tính kiểu đường ống (pipeline machine)
Khối xử lý được chia ra 5 phần hoạt động song song
P1 P2 P3 P4 P5
Phân tích Xác định Lấy Thực hiện
Lấy lệnh
lệnh toán hạng toán hạng lệnh
thi hành xong lệnh
P1: L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9
P2: L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8
P3: L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7
P4: L1 L2 L3 L4 L5 L6
P5: L1 L2 L3 L4 L5
t
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S12
là nơi chứa chương trình và dữ liệu
Bộ nhớ
là gì ?
ReadROM
(Chết)
ROM
PROM
Programmable
Erasable
Bộ nhớ EPROM
Only EEPROM Electrically
Random RAM
(Sống)
Dynamic
Access Memory
Static
SRAM
DRAM
??
(Thời gian truy xuất)
(Đơn vị truy xuất)
(Dung lượng)
BYTE TB
BIT MB GB
KB
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S13
ROM
+5V
A2 A1 A0 D3 D2 D1 D0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 1
0 1 0 0 0 1 1
1 1
0 1 1 0 1 1 1 A0
1 0 0 1 1 1 1 0
A1
1 0 1 1 1 1 0 0
GiÀi
1 1 0 1 1 0 0
1 1 1 1 0 0 0
mÁ
h¿ng 1
1
0 1 0 1 0 1 1 0
1 (chÑn cît phÀi) T3 P3 T2 P2 T1 P1 T0 P0 GiÀi mÁ cît
A2
v¿ ½èm
D3 D2 D1 D0
1 1 1 0
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S14
U1 A12 ÷ A0 : địa chỉ
O7 ÷ O0 : dữ liệu
10 OE : cho phép xuất
9 A0 11
8 A1 O0 12 CE : chọn chip
7 A2 O1 13 Vcc : nguồn
6 A3 O2 15 GND : đất
5 A4 O3 16 Vpp : nguồn lập trình
4 A5 O4 17
A6 O5
PGM : chọn lập trình
3 18
25 A7 O6 19
24 A8 O7
21 A9
23 A10
2 A11
A12
22 EPROM
20 OE
27 CE
1 PGM
VPP
27C64
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S15
U2
10 11
9 A0 D0 12
8 A1 D1 13
A2 D2 A14 ÷ A0 : địa chỉ
7 15
6 A3 D3 16 D7 ÷ D0 : dữ liệu
5 A4 D4 17 OE : cho phép xuất
4 A5 D5 18
A6 D6 CE : chọn chip
3 19 WE : cho phép ghi
25 A7 D7
24 A8 Vcc : nguồn
21 A9 GND : đất
23 A10
2 A11
26 A12
1 A13
A14
20
22 CE
OE SRAM
27
WE
HM62256/SO
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S16
U5
5 14
7 A0 DO DRAM
6 A1 2
12 A2 DI
11 A3
10 A4
13 A5
A6 A8 ÷ A0 : địa chỉ hàng / cột (18 bit)
9 Din,Dout : dữ liệu
1 A7
RAS : chọn hàng
A8 CAS : chọn cột
4 WE : cho phép ghi
15 RAS Vcc : nguồn
3 CAS GND : đất
WE
MSM41256A
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S17
Thiết bị
Ma trận ký tự trên màn hình
ngoại vi
Chế độ văn bản
8
8 8x8
Kích thước 14x8
16x8
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S18
Card màn hình cung cấp các độ phân giải
chế độ màn hình
số điểm ngang x số điểm dọc x số màu (số bit màu)
Chế độ dung lượng RAM màn hình
đồ họa 800 x 600 x 16bit = 960.000 byte ⇒ 1MB
1024 x 768 x 32bit = 3.145.728 byte ⇒ 4 MB
Màn hình kích thước điểm sáng:
CRT thể hiện các chế
độ màn hình .31 mm, .29 mm, .22 mm
tần số quét ngang (dòng)
40 KHz, 70 KHz, 90 KHz
Màn hình
LCD
? tần số quét dọc (mành)
50 Hz, 75 Hz, 100 Hz, ...
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S19
Vcc
Tổ chức ma trận bàn phím
0 là nhấn
1 là nhả
Vcc
1
0
Quét 0
1
hàng
1
→
(2→4)
1
1 1 1 1 1 0 1 1 Nhấn
Đọc về Đệm cột và đọc về
FB
Cứng
Hiện tượng rung phím
Chống rung
(5 - 15 ms) Mềm
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C1 Giới thiệu / S20
Phân chia đĩa vật lý
Cung (sector)
(Record)
Trục đĩa quay
5400 rpm
Chiều di
chuyển của
đầu (head)
Đầu (Head)
CHR Trụ (Cylinder) hoặc
Vết (Track)
Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
