Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương I

Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương I: Tổng quan về môn học trình bày các nội dung: hợp ngữ MIPS, mức logic số, thiết kế bộ xử lý, kỹ thuật đường ống, vào / ra và bộ nhớ, bộ nhớ đệm cache, bộ nhớ ảo, cấu trúc song song. Đây là tài liệu học tập và giảng dạy dành cho sinh viên và giảng viên ngành CNTT.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương I Kiến trúc máy tính Chương I – a: Tổng quan về môn học Về môn học ¡ Dành cho những sinh viên yêu thích môn học, thích điểm cao và không thích nhìn lưng giảng viên. ¡ Yêu cầu: Có kiến thức về lập trình cơ bản C/C+ + hoặc Java. Mục tiêu môn học ¡ Tìm hiểu chức năng và hoạt động của các thành phần cơ bản trong hệ thống máy tính bao gồm Bộ xử lý (processor), bộ nhớ (memory), vào / ra (input/output). ¡ Bắt buộc phải hiểu : sự thực thi (performance) ¡ Giao diện phần cứng / phần mềm ¡ Có thể viết chương trình bằng hợp ngữ. Nh ữn g v ấn đ ề t r ọn g Tti â mi dùng ạ sao lạ MIPS? Tôi không sở hữu máy tính MIPS… ¡ Hợp ngữ MIPS ¡ M ức lo g ic s ố MIPS đơn giản, x86 thì ¡ Th i ết k ế b ộ x ử lý không ¡ Kỹ t h u ật đ ườn g ốn g ¡ Và o / ra v à b ộ n h ớ ¡ B ộ n h ớ đ ệm c a c h e ¡ B ộ n h ớ ảo ¡ Cấu t rú c s o n g s o n g Tại sao tôi phải quan tâm  Bà i h ọc b ắt đ ầu t ừ c á c đến cái này? Tôi có đi thiết  kế máy tính đâu… c â u h ỏi ¡ Máy tính được x â y d ựn g ( b u ilt ) như thế nào? Logic -> circuits -> datapath ¡ Máy tính được đ i ều k i ển như thế nào? Kiến trúc là  bản chất của  Instructions -> microachitecture -> ISA -> sự thực thi assembly Nội dung chương 1 ¡ Lịc h s ử p h á t t ri ển c ủa m á y t ín h ¡ Kh á i n i ệm c ơ b ản v ề k i ến t rú c m á y t ín h ¡ Tìm h i ểu c h ươn g t rìn h t h ực t h i t rê n m á y t ín h – Tìm hiểu bên trong máy tính – Tìm hiểu bên trong bộ vi xử lý – Tải và thực thi tập lệnh Ki ến t rú c m á y t ín h là g ì? ¡ Tại sao phải quan tâm? ¡ Phân loại như thế nào? Lịch sử phát triển của máy tính Khái niệm cơ bản về kiến trúc máy tính Phần mềm Phần hệ thống mềm ứng dụng Phần cứng Kiến trúc RISC (Reduce Instruction Set Computer) ¡ DEC Alpha, AMD 29k, ARC, ARM, Atmel AVR, MIPS, PA- RISC, Power(PowerPC), SuperH, và SPARC ¡ ARM (Acorn RISC Machine) ¡ MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) ¡ Có bao nhiêu SV biết về ARM? From ARM ¡ Hãy tra wikipedia để có khái niệm sơ bộ về ARM. Các máy tính nhúng ARM là thông dụng nhất trên thế giới “big.LITTLE” là gì ? ¡ Big processor cores (Lõi xử lý lớn): Hiệu năng tính toán cao. ¡ Little processor cores (Lõi xử lý nhỏ): Năng lượng tiêu thụ thấp. Big Little From ARM Tại sao phát triển lõi big.Little? Pin điện thoại sẽ dùng được lâu nhất có thể Kiến trúc LITTLE và BIG LITTLE • Đơn giản • Ít các đơn vị chức năng • Xử lý chậm • Đường ống ngắn BIG • Phức tạp • Nhiều đơn vị chức năng • Đường ống dài • Xử lý nhanh Mở rộng: Thiết kế nhiều transitor với cùng chi phí và sử dụng hiệu quả Why should they do this? Answer: Can’t increase power. Need to improve power  efficiency. Great way to use all  those “free” transistors. So…why should you care? ¡ Understanding performance and efficiency ¡ Design tradeoffs for executing code ¡ Building the hardware ¡ Making it programmable Comp Need  under • Arch efficie