Bài giảng Kiến trúc máy tính và hệ điều hành - Nguyễn Thị Ngọc Vinh

Bài giảng "Kiến trúc máy tính và hệ điều hành" cung cấp cho người đọc các nội dung: Giới thiệu chung, khối xử lý trung tâm, hệ thống nhớ, hệ thống BUS và các thiết bị ngoại vi, tổng quan về hệ điều hành, các thành phần của hệ điều hành. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kiến trúc máy tính và hệ điều hành - Nguyễn Thị Ngọc VinhHỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG ----------------------------------- NGUYỄN THỊ NGỌC VINH BÀI GIẢNG KIẾN TRÚC MÁY TÍNH VÀ HỆ ĐIỀU HÀNH HÀ NỘI 2013 LỜI NÓI ĐẦUKiến trúc máy tính là một trong các lĩnh vực khoa học cơ sở của ngành Khoa học máy tínhnói riêng và Công nghệ thông tin nói chung. Kiến trúc máy tính là khoa học về lựa chọn vàghép nối các thành phần phần cứng của máy tính nhằm đạt được các mục tiêu về hiệu năngcao, tính năng đa dạng và giá thành thấp.Hệ điều hành là thành phần quan trọng trong hệ thống máy tính. Nắm vững kiến thức hệ điềuhành là cơ sở cho việc hiểu biết sâu sắc hệ thống máy tính nói chung.Môn học Kiến trúc máy tính và hệ điều hành là môn học cơ sở trong chương trình đào tạo caođẳng và đại học ngành điện tử viễn thông. Mục tiêu của môn học là cung cấp cho sinh viêncác kiến thức cơ sở của kiến trúc máy tính và hệ điều hành, bao gồm: kiến trúc máy tính tổngquát, kiến trúc bộ xử lý trung tâm, kiến trúc tập lệnh máy tính, cơ chế ống lệnh, hệ thống phâncấp bộ nhớ, hệ thống bus và thiết bị ngoài ra; và khái niệm, nguyên lý hoạt động tổng quátcủa hệ điều hành nói chung như một thành phần quan trọng của hệ thống máy tính.Kiến trúc máy tính và hệ điều hành là lĩnh vực đã được phát triển trong một thời gian tươngđối dài với lượng kiến thức đồ sộ, nhưng do khuôn khổ của tài liệu có tính chất là bài giảngmôn học, nhóm tác giả cố gắng trình bày những vấn đề cơ sở nhất phục vụ mục tiêu môn học.Nội dung của tài liệu được biên soạn thành hai phần với sáu chương như sau:Phần 1 là nội dung về lĩnh vực kiến trúc máy tính, được cấu trúc thành bốn chương.Chương 1 là phần giới thiệu các khái niệm cơ sở của kiến trúc máy tính, như khái kiệm kiếntrúc và tổ chức máy tính; cấu trúc và chức năng các thành phần của máy tính; các kiến trúcmáy tính von-Neumann và kiến trúc Harvard. Khái niệm về các hệ đếm và cách tổ chức dữliệu trên máy tính cũng được trình bày trong chương này.Chương 2 giới thiệu về khối xử lý trung tâm, nguyên tắc hoạt động và các thành phần của nó.Khối xử lý trung tâm là thành phần quan trọng và phức tạp nhất trong máy tính, đóng vai tròlà bộ não của máy tính. Thông qua việc thực hiện các lệnh của chương trình bởi khối xử lýtrung tâm, máy tính có thể thực thi các yêu cầu của người sử dụng. Chương 2 cũng giới thiệuvề tập lệnh của máy tính, bao gồm các khái niệm về lệnh, dạng lệnh, các thành phần của lệnh;các dạng địa chỉ và các chế độ địa chỉ, một số dạng lệnh thông dụng kèm ví dụ minh hoạ.Ngoài ra, cơ chế ống lệnh – xử lý xen kẽ các lệnh cũng được đề cập.Chương 3 trình bày về hệ thống nhớ: khái quát về hệ thống bộ nhớ và cấu trúc phân cấp củahệ thống nhớ; giới thiệu các loại bộ nhớ ROM và RAM. Một phần rất quan trọng của chươnglà phần giới thiệu về bộ nhớ cache - một bộ nhớ đặc biệt có khả năng giúp tăng tốc hệ thốngnhớ nói riêng và cả hệ thống máy tính nói chung. Chương này cũng giới thiệu về một số bộnhớ ngoài điển hình: đĩa từ và đĩa quang 1Chương 4 trình bày về hệ thống bus và các thiết bị ngoại vi. Phần trình bày về hệ thống bus đềcập đến các loại bus như ISA, EISA, PCI, AGP và PCI-Express. Phần giới thiệu các thiết bịvào ra đề cập đến nguyên lý hoạt động của một số thiết bị vào ra thông dụng, như bàn phím,chuột, màn hình và máy in.Phần 2 là nội dung về lĩnh vực hệ điều hành, được chia thành hai chương 5 và 6.Chương 5 bao gồm những khái niệm chung về hệ điều hành, các thành phần chức năng vàmột số kiểu kiến trúc thông dụng. Chương này cũng tóm tắt quá trình hình thành và phát triểncủa hệ điều hành, qua đó trình bày một số khái niệm và kỹ thuật quan trọng.Chương 6 giới thiệu về các thành phần chức năng chính của hệ điều hành: quản lý hệ thốngfile, quản lý bộ nhớ và quản lý tiến trình. Trong chương này, các phương pháp, thuật toán cơbản để hệ điều hành thực hiện việc quản lý hệ thống file, cấp phát bộ nhớ và điều độ tiến trìnhcũng được trình bày.Tài liệu được biên soạn dựa trên kinh nghiệm giảng dạy môn học Kiến trúc máy tính và Hệđiều hành trong nhiều năm của tác giả và đồng nghiệp trong bộ môn Khoa học máy tính,Khoa Công nghệ thông tin 1, Học viện Công nghệ Bưu chính – Viễn thông, kết hợp tiếp thucác đóng góp của đồng nghiệp và phản hồi từ sinh viên. Tài liệu có thể được sử dụng làm tàiliệu học tập cho sinh viên hệ đại học và cao đẳng ngành điện tử viễn thông. Trong quá trìnhbiên soạn, mặc dù nhóm tác giả đã rất cố gắng song không thể tránh khỏi có những thiếu sót.Nhóm tác giả rất mong muốn nhận được ý kiến phản hồi và các góp ý cho các thiếu sót, cũngnhư ý kiến về việc cập nhật, hoàn thiện nội dung của tài liệu. Hà nội, tháng 9 năm 2013 ...