Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 1: Tổng quan về kiến trúc máy tính

Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 1: Tổng quan về kiến trúc máy tính, chương này trình bày về các khái niệm cơ bản về kiến trúc máy tính; phân loại; cấu trúc tổng quát và tổ chức máy tính; lịch sử phát triển; khái niệm phần cứng – phần mềm; bài tập;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 1: Tổng quan về kiến trúc máy tính TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH VŨ NGỌC THANH SANG TRỊNH TẤN ĐẠT KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐẠI HỌC SÀI GÒN Email: trinhtandat@sgu.edu.vn Website: https://sites.google.com/site/ttdat88 Nội dung • Các khái niệm cơ bản • Phân loại • Cấu trúc tổng quát • Lịch sử phát triển • Bài tập Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính I - Khái niệm cơ bản về kiến trúc máy tính • Máy tính (computer) là một thiết bị điện tử xử lý dữ liệu, thông qua thực thi tự động danh sách các lệnh hay gọi là chương trình (program) đã được lưu trữ vào bộ nhớ chính. • Thiết bị ngoại vị (peripherals): những thiết bị có thể nhập, xuất thông tin và bộ nhớ thứ cấp (second memory). • Hệ thống máy tính (Computer system): bao gồm máy tính và các thiết bị ngoại vi. • Kiến trúc máy tính (Computer architecture): bao gồm cấu trúc hệ thống, các thuộc tính của hệ thống kết nối với nhau. Các thuộc tính có thể thấy được bởi người lập trình hoặc có ảnh hưởng trực tiếp đến logic thực hiện chương trình. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính I. Khái niệm cơ bản về kiến trúc máy tính Các thao tác cơ bản trên máy tính • Input: Nhập dữ liệu vào máy tính • Processing: Xử lý dữ liệu • Output: Hiển thị kết quả xử lý • Storage: Lưu dữ liệu, chương trình, kết quả để sử dụng trong tương lai • Communication: Gửi và nhận dữ liệu Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính I - Khái niệm cơ bản về kiến trúc máy tính ❑ Các thuộc tính Kiến trúc máy tính (KTMT): • Tập lệnh • Các phương pháp biểu diễn dữ liệu cơ bản • Cơ chế xuất/nhập • Các khối cơ bản trong CPU • Chức năng của các thành phần chính • Sự thực hiện lệnh • Tố chức bộ nhớ (các kỹ thuật định vị bộ nhớ) • Các cách mà các thành phần cơ bản kết nối với nhau Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính II - Phân loại máy tính – Theo kiến trúc Theo kiến trúc (RISC, CISC): • RISC (Reduced Instructions Set Computer) • Là bộ kiến trúc vi xử lý được thiết kế theo hướng đơn giản hóa tập lệnh. • Phần cứng đơn giản và nhanh hơn • CISC (Complex Instructions Set Computer) • Là một kiến trúc vi xử lý được thiết kế với các tập lệnh phức tạp (có thể đảm nhiệm nhiều chức năng). • Phần cứng phức tạp và chậm hơn Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính II - Phân loại máy tính – Theo khảo năng xử lý • Mainframe Computer (Máy tính lớn): o Là những máy tính có hiệu suất tính toán cao với chiều dài bus dữ liệu là 64 bit hoặc hơn. o Có lượng bộ nhớ lớn và các bộ vi xử lý có thể thực thi lượng phép tính lớn, thực thi các giao dịch trong thời gian thực. o Xây dựng cho cơ sở dữ liệu, các server giao dịch. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính II - Phân loại máy tính – Theo khảo năng xử lý • Mini Computer (Máy tính con): o Là loại có kích thước nhỏ hơn với chiều rộng bus dữ liệu từ 32 đến 64 bit. • Micro Computer (Máy vi tính): o Là loại máy tính sử dụng bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit - CPU) làm vi xử lý 32 đến 64 bit. o Tích hợp quy mô lớn (Very large scale integration) cùng công nghệ CMOS (complementary metal oxide silicon) để chế tạo các mạch logic. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính III. Cấu trúc tổng quát và tổ chức máy tính Cấu trúc hệ thống máy tính • Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit - CPU): Điều khiển hoạt động của máy tính và xử lý dữ liệu. • Bộ nhớ chính (Main Memory): Chứa các chương trình và dữ liệu đang được sử dụng. • Hệ thống vào ra (Input/Output System): Trao đổi thông tin giữa máy tính với bên ngoài. • Bus liên kết hệ thống (System Interconnection Bus): Kết nối và vận chuyển thông tin giữa các thành phần với Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính III. Cấu trúc tổng quát và tổ chức máy tính • Tổ chức máy tính (Computer Organization): thực hiện hóa những đặc tả của kiến trúc máy tính. Các chức năng, thuộc tính hoạt động được liên kết với nhau dựa trên kiến trúc máy tính: chi tiết phần cứng, tín hiệu, thiết bị ngoại vi. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính III. Cấu trúc tổng quát và tổ chức máy tính ❑ CPU (Central Processing Unit): Điều khiển mọi hoạt động của máy tính và xử ...