Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 1 - Phan Trung Kiên

Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 1 do Phan Trung Kiên biên soạn cung cấp cho các bạn những kiến thức chung về máy tính, đây là những kiến thức cơ bản và là nền tảng mà các bạn chuyên ngành Công nghệ thông tin cần nắm, mời các bạn tham khảo tài liệu để hiểu rõ hơn về điều này.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 1 - Phan Trung Kiên Chương 1GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY TÍNH 11.2. SỰ TIẾN HÓA CỦA MÁY TÍNHzThế hệ thứ nhất: Máy tính dùng đèn điện tử chân không (1943-1956)zThế hệ thứ hai: Máy tính dùng transistor (1957-1965)zThế hệ thứ ba: Máy tính dùng vi mạch SSI, MSI và LSI (1966-1980)zThế hệ thứ tư: Máy tính dùng vi mạch VLSI, SLSI (1981-nay) Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 21.2.1. Máy tính dùng đèn điện tử chânkhôngzENIAC - Máy tính điện tử đầu tiên {Electronic Numerical Intergator And Computer {Dự án của Bộ Quốc phòng Mỹ {Do John Mauchly và John Presper Eckert ở Đại học Pennsylvania thiết kế. {Bắt đầu từ năm 1943, hoàn thành năm 1946 Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 3ENIACzNặng 30 tấnzKích thước 140 m2z18000 đèn điện tử và 1500 rơlez5000 phép cộng/giâyzXử lý theo số thập phânzBộ nhớ chỉ lưu trữ dữ liệuzLập trình bằng cách thiết lập vị trí của các chuyển mạch và các cáp nối. Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 4ENIACzNặng 30 tấnzKích thước 140 m2z18000 đèn điện tử và 1500 rơlez5000 phép cộng/giâyzXử lý theo số thập phânzBộ nhớ chỉ lưu trữ dữ liệuzLập trình bằng cách thiết lập vị trí của các chuyển mạch và các cáp nối. Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 5Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 6Máy tính Von NeumannzCòn gọi là máy tính IAS: Princeton Institute for Advanced StudieszĐược bắt đầu từ 1947, hoàn thành 1952zDo John von Neumann thiết kếzĐược xây dựng theo ý tưởng “chương trình được lưu trữ” (stored-program concept) của Von Neumann/Turing (1945) Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 7Đặc điểm chính của máy tính IASz Bao gồm các thành phần: đơn vị điều khiển, đơn vị số học và logic (ALU), bộ nhớ chính và các thiết bị vào ra.z Bộ nhớ chính chứa chương trình và dữ liệu.z Bộ nhớ chính được đánh địa chỉ theo từng ngăn nhớ không phụ thuộc vào nội dung của nó.z ALU thực hiện các phép toán với số nhị phân.z Đơn vị điều khiển nhận lệnh từ bộ nhớ, giải mã và thực hiện lệnh một cách tuần tự.z Đơn vị điều khiển điều khiển hoạt động của các thiết bị vào-ra.z Trở thành mô hình cơ bản của máy tính. Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 8Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 9 Các máy tính thương mại ra đờiz1947 - Eckert-Mauchly Computer CorporationzUNIVAC I (Universal Automatic Computer)z1950s - UNIVAC II zNhanh hơn zBộ nhớ lớn hơn Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 10Hãng IBMzIBM – International Business Machinez1952 – IBM 701 {Máy tính lưu trữ chương trình đầu tiên của IBM {Sử dụng cho tính toán khoa họcz1955 – IBM 702 {Các ứng dụng thương mại Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 11Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 12 1.2.2. Máy tính dùng transistorzMáy tính PDP-1 của DEC (Digital Equipment Corporation) máy tính mini đầu tiênzIBM 7000zHàng trăm nghìn phép cộng trong một giâyzCác ngôn ngữ lập trình bậc cao ra đời. Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 13Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 14Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 151.2.3. Máy tính dùng vi mạch SSI, MSIvà LSIz Vi mạch (Integrated Circuit – IC): nhiều transistor và các phần tử khác được tích hợp trên một chip bán dẫn. {SSI (Small Scale Integratinon) {MSI (Medium Scale Integration) {LSI (Large Scale Integration) {VLSI (Very Large Scale Integration) (dùng cho máyz tính hệ thứ tư)z Siêu máy tính xuất hiện: CRAY-1, VAXz Bộ vi xử lý (microprocessor) ra đời {Bộ xử lý đầu tiên: Intel 4004 (1971). Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 16 Luật Moorez Gordon Moore - người đồng sáng lập Intelz Số transistors trên chip sẽ gấp đôi sau 18 thángz Giá thành của chip hầu như không thay đổiz Mật độ cao hơn, do vậy đường dẫn ngắn hơnz Kích thước nhỏ hơn dẫn tới độ phức tạp tăng lênz Điện năng tiêu thụ ít hơnz Hệ thống có ít các chip liên kết với nhau, do đó tăng độ tin cậy Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 17Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 18Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 19Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc 20 ...