Bài giảng Kiến trúc máy tính (Computer organization)

Bài giảng Kiến trúc máy tính (Computer organization) trình bày những nội dung chính sau: Kiến trúc máy tính và tổ chức máy tính, cấu trúc từ trên xuống máy tính và kết nối, bộ nhớ cache, bộ nhớ trong, đầu vào/đầu ra, máy tính số học, lệnh máy tính: đặc điểm và chức năng. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kiến trúc máy tính (Computer organization) Chương 01&02<br /> TỔNG QUAN<br /> 1. SỰ GIỚI THIỆU<br /> 1.1. Kiến trúc máy tính và tổ chức máy tính<br />  Kiến trúc máy tính đề cập đến những thuộc tính của một hệ thống hiển thị cho một lập trình<br /> viên, hoặc nói một cách khác , các thuộc tính có ảnh hưởng trực tiếp đến việc thực hiện hợp lý<br /> của một chương trình.<br />  Ví dụ , bộ Hướng dẫn , số lượng bit được sử dụng cho dữ liệu đại diện , cơ chế I/O , các kỹ<br /> thuật giải quyết .<br />  Một vấn đề thiết kế kiến trúc cho một máy tính sẽ có một hướng dẫn<br />  tổ chức máy tính dùng để chỉ các đơn vị hoạt động và mối liên kết của họ mà nhận ra các chi<br /> tiết kỹ thuật kiến trúc hoặc làm thế nào tính năng này được thực hiện.<br />  Ví dụ thuộc tính tổ chức bao gồm<br />  Các chi tiết về những phần cứng rõ ràng đối với các lập trình viên , chẳng hạn như tín hiệu<br /> điều khiển ; giao diện giữa máy tính và thiết bị ngoại vi ; và công nghệ bộ nhớ sử dụng.<br />  Trong lịch sử , cho đến hôm nay , sự phân biệt giữa kiến trúc và tổ chức đã được một điều quan<br /> trọng .<br />  Nhiều nhà sản xuất máy tính cung cấp một gia đình của các mô hình máy tính, tất cả đều có<br /> kiến trúc tương tự nhưng với sự khác biệt trong tổ chức .<br />  Do đó , các mô hình khác nhau trong gia đình có đặc điểm giá cả và hiệu suất khác nhau .<br />  Một kiến trúc đặc biệt có thể kéo dài nhiều năm và bao gồm một số mô hình máy tính khác<br /> nhau , tổ chức của nó thay đổi với sự thay đổi công nghệ.<br />  kiến trúc IBM System / 370 . Kiến trúc này lần đầu tiên được giới thiệu vào năm 1970 và<br /> bao gồm một số mô hình .<br />  Trong những năm qua , IBM đã giới thiệu nhiều mẫu mới với công nghệ cải tiến để<br /> thay thế mô hình cũ , cung cấp tốc độ lớn hơn , chi phí thấp hơn , hoặc cả hai.Những<br /> mô hình mới hơn giữ lại kiến trúc giống nhau<br />  Tất cả các gia đình Intel x86 chia sẻ các kiến trúc cơ bản giống nhau .<br /> 1.2. Cấu trúc và Chức năng<br />  Cấu trúc<br />  là cách thức mà các thành phần liên quan đến nhau<br />  Chức năng<br />  là hoạt động của các thành phần cá nhân như là một phần của cấu trúc<br />  Hệ thống máy tính sẽ được mô tả từ trên xuống. Chúng ta bắt đầu với các thành phần chính của<br /> một máy tính , mô tả cấu trúc và chức năng của nó , và tiến tới lớp thấp hơn trong hệ thống<br /> phân cấp .<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> hình.1.1 .chức năng của máy tính<br /> Chức năng<br />  Xử lí dữ liệu<br />  lưu trữ dữ liệu<br />  di chuyển dữ liệu<br />  Điều khiển<br /> Xử lí dữ liệu<br />  Các dữ liệu có thể có nhiều hình thức , và một loạt các yêu cầu xử lí rất rộng. Tuy nhiên ,<br /> chúng ta sẽ thấy rằng chỉ có một vài phương pháp cơ bản hoặc các loại xử lý dữ liệu .<br /> lưu trữ dữ liệu<br />  Đó cũng là điều cần thiết mà một cửa hàng máy tính dữ liệu. Ngay cả khi máy tính đang<br /> xử lý dữ liệu nhanh chóng (ví dụ , dữ liệu đi vào và được xử lý , và kết quả đi ra ngoài<br /> ngay lập tức) , máy tính tạm thời phải lưu trữ ít nhất là những mẩu dữ liệu đang được làm<br /> việc tại bất kỳ lúc nào. Như vậy , có ít nhất một chức năng lưu trữ dữ liệu ngắn hạn .<br />  Quan trọng không kém , máy tính thực hiện một chức năng lưu trữ dữ liệu lâu dài . File dữ<br /> liệu được lưu trữ trên máy tính để thu hồi tiếp theo và cập nhật.<br /> di chuyển dữ liệu<br />  Các máy tính phải có khả năng di chuyển dữ liệu giữa bản thân và thế giới bên ngoài .<br />  môi trường hoạt động của máy tính bao gồm các thiết bị phục vụ như là một trong hai<br /> nguồn hoặc đích của dữ liệu.<br />  Khi nhận được dữ liệu hoặc giao cho một thiết bị được kết nối trực tiếp với máy tính , quá<br /> trình này được gọi là đầu vào - đầu ra ( I / O ) , và các thiết bị được gọi là một thiết bị<br /> ngoại vi .<br />  Khi dữ liệu được di chuyển trên một khoảng cách dài hơn, hoặc từ một thiết bị từ xa , quá<br /> trình này được gọi là truyền thông dữ liệu.<br /> Điều khiển<br />  Cuối cùng , phải có kiểm soát của ba chức năng . Lúc đó, kiểm soát này được thực hiện bởi<br /> các cá nhân ( những) người cung cấp máy tính với các hướng dẫn .<br />  Trong máy tính, một đơn vị kiểm soát quản lý các nguồn tài nguyên của máy tính và tổ<br /> chức hợp hiệu suất của các bộ phận chức năng của mình để đáp ứng với những lệnh.<br /> Cấu trúc<br />  Các máy tính tương tác trong một số thời trang với môi trường bên ngoài của nó .<br /> <br />  Nói chung , tất cả các mối liên hệ của nó với môi trường bên ngoài có thể được phân loại<br /> như các thiết bị ngoại vi hoặc đường dây thông tin liên lạc .<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> hình 1.2. Máy tính<br />  Cấu trúc bên trong của máy tính riêng của nó , được thể hiện trong hình 1.3. bốn thành<br /> phần cấu trúc chính .<br />  đơn vị xử lý trung tâm (CPU ) : Điều khiển hoạt động của máy tính và thực hiện các<br /> chức năng xử lý dữ liệu của nó ; thường được gọi đơn giản như bộ xử lý .<br />  Bộ nhớ chính : Lưu trữ dữ liệu .<br />  I / O : Di chuyển dữ liệu giữa máy tính và môi trường bên ngoài của nó .<br />  Hệ thống kết nối: Một số cơ chế cung cấp cho truyền thông giữa CPU , bộ nhớ chính ,<br /> và I / O . Một ví dụ phổ biến của hệ thống kết nối là bằng phương tiện của một hệ<br /> thống Bus, bao gồm một số tiến dây mà tất cả các thành ...