Bài giảng Kiến trúc máy tính (Computer Architecture) - Chương 1: Mở đầu

Bài giảng Kiến trúc máy tính (Computer Architecture) - Chương 1: Mở đầu cung cấp cho học viên những kiến thức về khái niệm và phân loại máy tính, lịch sử phát triển của máy tính, luật Moore, kiến trúc và tổ chức, đánh giá hiệu năng,... 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 (Computer Architecture) - Chương 1: Mở đầu KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Computer Architecture GV: Đoàn Thị Quế Bộ môn: Kỹ thuật máy tính & mạng 1 Mục tiêu và thời lượng môn học  Kiến thức:  Sinh viên có kiến thức cơ bản về tổ chức, chức năng và nguyên lý hoạt động của các thành phần trong máy tính  Nắm vững cấu trúc của bộ xử lý trung tâm, diễn tiến thi hành lệnh, cấu trúc tập lệnh, các phương pháp định địa chỉ, cách thức vận hành của các loại bộ nhớ và cách giao tiếp giữa thiết bị ngoại vi và bộ xử lý.  Kĩ năng:  Hiểu được các hoạt động xử lý lệnh trong các kỹ thuật xử lý thông tin trong máy tính  Đánh giá được hiệu năng hoạt động của máy tính  Thái độ:  Nhận thức được tầm quan trọng của môn học, từ đó có thái độ nghiêm túc, ham thích học tập và rèn luyện.  Thời lượng: 2 tín chỉ 2 Nội dung  Chương 1: Mở đầu  Chương 2: Hệ thống máy tính  Chương 3: Biểu diễn thông tin trong máy tính  Chương 4: Bộ xử lý trung tâm  Chương 5: Hệ thống nhớ  Chương 6: Hệ thống vào ra 3 Yêu cầu và đánh giá môn học  Yêu cầu đối với sinh viên:  Dự lớp theo qui chế.  Hoàn thành các bài tập được giao.  Đánh giá môn học:  Chuyên cần: 10%  Đánh giá giữa kỳ: 30%  Thi cuối kỳ: 60% 4 Tài liệu tham khảo 1. Stallings, William. Computer organization and architecture: designing for performance. 2010, 8th edition. 2. Andrew S. Tanenbaum. Structured Computer Organization. 2013, 6th edition. 3. Hennessy, John L., and David A. Patterson. Computer architecture: a quantitative approach. 2012, 5th edition. 5 Chương 1: Mở đầu 1.1. Khái niệm và phân loại máy tính 1.2 Lịch sử phát triển của máy tính 1.3 Luật Moore 1.4 Kiến trúc và tổ chức 1.5 Đánh giá hiệu năng 6 1.1 Khái niệm và phân loại máy tính 1. Khái niệm máy tính  Máy tính (Computer) là một thiết bị được sử dụng để thực hiện các phép biến đổi toán học, thí dụ: bàn tính, máy tính bỏ túi, máy vi tính  Ngày nay, khi nói đến máy tính chúng ra ngầm hiểu là máy vi tính 7 1. Khái niệm máy tính  Máy tính thực hiện các công việc sau:  Nhận thông tin,  Xử lý thông tin theo chương trình nhớ sẵn bên trong,  Đưa thông tin ra.  Máy tính hoạt động theo chương trình 8 1. Khái niệm máy tính  Máy tính bao gồm:  Phần cứng (Hardware): gồm các đối tượng vật lý hữu hình như vi mạch, bản mạch in, dây cáp nối, bộ nhớ, màn hình, …  Phần mềm (Software): gồm các thuật giải và sự thể hiện trên máy tính là các chương trình  Chương trình: gồm một tập các lệnh (hay chỉ thị - Instruction) nằm trong bộ nhớ để yêu cầu máy tính thực hiện một công việc cụ thể  Phần sụn (Firmware): Là phần mềm được nhúng vào trong các mạch điện tử trong quá trình chế tạo các mạch điện tử này 9 2. Phân loại máy tính  Thường phân loại theo tốc độ xử lý:  Phân loại truyền thống:  Siêu máy tính (Supercomputer)  Máy tính lớn (Mainframe computer)  Máy tính nhỏ (Minicomputer)  Máy vi tính (Microcomputer) 10 Siêu máy tính (Supercomputer)  Tốc độ xử lý rất nhanh  Tốc độ thực hiện các phép tính số dấu phẩy động (FLOPS – Floatting point Operations Per Second) cực lớn  Tham khảo: http://vi.wikipedia.org/wiki/Siêu_máy_tí nh 11 Máy tính lớn (Mainframe computer)  Được thiết kế để giải các bài toán lớn với tốc độ rất nhanh  Sử dụng kỹ thuật xử lý song song với rất nhiều bộ xử lý, có hệ thống vào-ra mạnh, bộ nhớ dung lượng lớn  Thường được sử dụng để điều khiển các hệ thống thiết bị dùng trong quân sự, chương trình nghiên cứu vũ trụ, xử lý thông tin trong ngành ngân hàng, khí tượng, bảo hiểm 12 Máy tính nhỏ (Minicomputer)  Là dạng thu nhỏ về kích thước cũng như tính năng của máy tính lớn  Dùng cho các tính toán khoa học kỹ thuật, gia công dữ liệu qui mô nhỏ 13 Máy vi tính (Microcomputer)  Bộ xử lý trung tâm (CPU) là chip vi xử lý  Kích thước nhỏ  Tốc độ tính toán đủ cao  Phù hợp cho một người dùng  Còn được gọi là máy tính cá nhân PC (Personal computer) 14 Phân loại hiện đại  Máy tính cá nhân (Personal Computer)  Máy chủ (Server Computer)  Máy tính nhúng (Embedded Computer) 15 Máy tính cá nhân PC  Là loại máy tính phổ biến nhất  Các loại máy tính cá nhân:  Máy tính để bàn (Desktop)  Máy tính xách tay (Laptop) 16 Máy chủ (Server Computer)  Thực chất là máy phục vụ  Dùng trong mạng theo mô hình Client/Server  Tốc độ và hiệu năng tính toán cao  Dung lượng bộ nhớ lớn  Độ tin cậy cao 17 Máy tính nhúng (Embedded Computer)  Được đặt trong t ...