Bài giảng Hệ thống máy tính: Chương 2.1 - TS. Trần Thị Minh Khoa

Bài giảng Hệ thống máy tính: Chương 2 Tổ chức hệ thống máy tính, cung cấp cho người học những kiến thức như: CPU (Central Processing Unit); Primary Memory; Secondary Memory ; I/O System. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hệ thống máy tính: Chương 2.1 - TS. Trần Thị Minh Khoa Chap2: TỔ CHỨC HỆ THỐNG MÁY TÍNH (computer systems organization) GV: TS. Trần Thị Minh Khoa (chap2 Tanenbaum)(5t)  CPU (Central Processing Unit)  Pipeline  Primary Memory  Secondary Memory  I/O System 2 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn (chap2 Tanenbaum)(5t)  CPU (Central Processing Unit)  Pipeline  Primary Memory  Secondary Memory  I/O System 3 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn 2.1. CPU (Central Processing Unit)  “bộ não” của htmt  Thực thi các chương trình được lưu trong bộ nhớ chính  Các thành phần được kết nối bởi bus  PC(program counter): trỏ đến chỉ dẫn kế tiếp sẽ được lấy ra thực thi  IR(intruction register): giữ các chỉ dẫn đang được thực thi 4 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn 2.1.1. CPU Organazation 5 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn 2.1.2. Instruction Execution Steps 1. Lấy chỉ dẫn kế tiếp từ bộ nhớ chính vào thanh ghi chỉ dẫn (instruction register) 2. Chuyển con trỏ chương trình (program counter) đến chỉ dẫn tiếp theo. 3. Xác định loại chỉ dẫn vừa lấy ra 4. Nếu chỉ dẫn sử dụng 1 “từ” (word) trong bộ nhớ, xác định vị trí của chỉ dẫn 5. Lấy “từ” vào thanh ghi CPU nếu cần thiết 6. Thực thi chỉ dẫn 7. Quay lại bước 1 để xử lý chỉ dẫn tiếp theo 6 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn 2.1.3. RISC versus CISC  1980: RISC (Reduce Instruction Set Computer) has simple instructions that can be executed in one cycle of a simple data path  Execute frequently used instructions efficiently and less frequently used instructions less efficiently  Wins over CISC that takes multiple and longer cycles to execute a complex instruction  May take 4-5 instructions to accomplish a complex operation  CISC (Complex Instruction Set Computer) is still predominant in today’s market  Backward compatibility to early CISC computers  Starting with 486, Intel CPUs contain a RISC core that executes the simplest (and typically most common) instructions in a single data path cycle, while interpreting the more complicated instructions in the usual CISC way 7 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn 2.1.4. Design Principles for Modern Computers  Tất cả các chỉ dẫn được xử lý trực tiếp bởi phần cứng  Tối đa hoá tỷ lệ các chỉ dẫn được ban hành  Các chỉ dẫn cần phải dễ dàng mã hoá  Tải và lưu trữ cần tham chiếu bộ nhớ  Cung cấp nhiều thanh ghi 8 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn 2.1.5. Instruction-Level Parallelism  Pipelining 9 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn  Superscalar Architectures (1)  Dual pipeline CPU 10 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn  Superscalar Architectures (2) 11 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn 2.1.6. Processor-Level Parallelism  Array Computers 12 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn  Multiprocessors vs. Multicomputers 13 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn (chap2 Tanenbaum)(5t)  CPU (Central Processing Unit)  Pipeline  Primary Memory  Secondary Memory  I/O System 14 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn 2.2. Primary Memory  2.2.1. Bits:  Đơn vị cơ bản của bộ nhớ (0 or 1)  2.2.2. Memory Addresses  Bộ nhớ bao gồm một số các cells (locations) có thể chứa thông tin  Mỗi cell có 1 số (number)được gọi là địa chỉ (address) 15 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn 2.2.3. Byte Ordering  The bytes in aword can be numbered from left-to-right or right-to-left. 16 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn 2.2.4. Error-Correcting Codes 17 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn 2.2.5. Cache Memory 18 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn 2.2.6. Memory Packaging and Types  SIMM (Single Inline Memory Module) or a DIMM (Dual Inline Memory Module), tuỳ thuộc vào số dòng kế nối trên 1 hay cả 2 bên của bảng mạch. 19 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn (chap2 Tanenbaum)(5t)  CPU (Central Processing Unit)  Pipeline  Primary Memory  Secondary Memory  I/O System 20 He thong may tinh - ttmkhoa@iuh.edu.vn