Bài giảng Tin học đại cương: Phần 1.2 - Lê Văn Hiếu

Bài giảng Tin học đại cương: Phần 1.2 Máy tính điện tử, cung cấp cho người học những kiến thức như: Máy tính điện tử là gì; Sơ đồ cấu trúc của một máy tính; Central Processing Unit (CPU); Khối điều khiển (CU - Control Unit); Bộ nhớ (Computer Memory). Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Tin học đại cương: Phần 1.2 - Lê Văn Hiếu Bài 2. MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ Phần I. Tổng quan về Tin học LÊ VĂN HIẾU Giảng viên, Thạc sĩ Bộ môn Toán – Tin học Khoa Kiến thức giáo dục đại cương Học viện Báo chí và Tuyên truyền 1. Máy tính điện tử là gì?  Khi thông tin ít, có thể làm thủ công.  Khi thông tin nhiều lên, các công việc lặp đi lặp lại  ???  Đòi hỏi máy móc tự động làm thay  Máy tính điện tử Lê Văn Hiếu 1. Máy tính điện tử là gì ? (tiếp)  Thiết bị điện tử thực hiện các công việc sau: Nhận thông tin vào. Xử lý thông tin theo chương trình được lưu trữ. Đưa thông tin ra.  Lợi ích: Không biết chán. Tiết kiệm rất nhiều thời gian, công sức. Tăng độ chính xác trong việc tự động hóa một phần hay toàn phần của quá trình xử lý dữ liệu hay thông tin. Lê Văn Hiếu 2. Sơ đồ cấu trúc của một máy tính Bộ nhớ ngoài Bộ xử lí trung tâm Bộ điều  Bộ số  khiển học/lôgic Thiết bị vào Thiết bị ra Bộ nhớ trong Lê Văn Hiếu 2. Sơ đồ cấu trúc của một máy tính (Tiếp) Lê Văn Hiếu 3. Central Processing Unit (CPU)  Chức năng  Điều khiển MT hoạt động theo chương trình  Xử lý dữ liệu  Nguyên tắc hoạt động  Nhận lệnh từ chương trình nằm trong bộ nhớ chính  Giải mã lệnh  Thực hiện lệnh tuần tự  Cấu tạo:  CU – Control Unit (Bộ điều khiển)  ALU – Arithmetic and Logic Unit (Bộ số học và Logic).  Bus Interface Unit - Bus nội bộ  Registers (Thanh ghi). Lê Văn Hiếu Khối điều khiển (CU - Control Unit)  Điều khiển hoạt động của CPU và các thành phần khác: Đọc lệnh từ chương trình trong bộ nhớ chính (instruction fetch). Giải mã lệnh (instruction decode). Thực thi lệnh đã giải mã một cách tuần tự (instruction excution). Lê Văn Hiếu Khối tính toán (ALU - Arithmetic Logic Unit)  Thực hiện các phép toán số học và logic Các phép toán số học: +,-,*,/. Các phép toán logic: NOT, AND, OR,… Các phép so sánh. …  Dữ liệu Số nguyên (integer). Số dấu phảy tĩnh (fixed point number). Số dấu phảy động (floating point number). Lê Văn Hiếu Tập thanh ghi (Registers)  Lưu trữ toán hạng, kết quả và các thông số khác trong quá trình tính toán của CPU.  Bao gồm: Con trỏ chương trình (PC - Program Counter). Các thanh ghi đa chức năng. Thanh ghi chỉ số (index register). Thanh ghi cờ (flag register). Lê Văn Hiếu Một vài bộ vi xử lý  Intel processor  AMD processor Đây là các bộ vi xử lý (microprocessor) chứa trong nó CPU và các thành phần khác nữa Lê Văn Hiếu 4. Bộ nhớ (Computer Memory)  Chức năng: Lưu trữ chương trình và dữ liệu.  Phân loại: Bộ nhớ đệm (Cache) Bộ nhớ chính (Main Memory) Bộ nhớ ngoài (Auxiliary Memory or External Memory)  Nhận xét: Bộ nhớ nào càng “gần” CPU thì tốc độ và giá thành chế tạo càng cao Lê Văn Hiếu 4.1. Bộ nhớ chính (main memory)  Chứa chương trình và dữ liệu đang xử lý  Được kết nối và có thể trao đổi dữ liệu trực tiếp với CPU  Được tổ chức thành các ngăn nhớ, đánh địa chỉ trực tiếp bởi CPU  Bao gồm ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ chỉ đọc. • CPU chỉ đọc bộ nhớ này • Chứa các chương trình, dữ liệu cơ bản của máy tính RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên. • CPU có thể đọc và ghi bộ nhớ này • Chứa dữ liệu, chương trình được nạp, đang thực hiện. • Cần nguồn nuôi, nếu mất điện hoặc tắt máy thì chương trình và dữ liệu sẽ mất. Lê Văn Hiếu Một vài thanh nhớ RAM Lê Văn Hiếu ROM Lê Văn Hiếu 4.2. Bộ nhớ đệm (cache)  Đặt giữa CPU và bộ nhớ chính  Tốc độ rất cao  Dung lượng nhỏ  Mục đích: Tăng tốc độ trao đổi thông tin giữa CPU và RAM  Được chia thành nhiều mức Cache L1 (Level 1) Cache L2 Càng gần CPU thì tốc độ càng cao  Ví dụ: CPU Intel Petium III 256KB Cache Lê Văn Hiếu 5. BUS HỆ THỐNG  Tập hợp các đường dây kết nối các thành phần của máy tính lại với nhau  Độ rộng bus: số lượng dây có khả năng vận chuyển thông tin đồng thời (dùng cho bus địa chỉ và dữ liệu)  Bao gồm Bus địa chỉ (address bus): Vận chuyển địa chỉ từ CPU đến mô-đun nhớ (bộ nhớ trong được tạo bởi nhiều mô- đun). Bus dữ liệu (data bus) vận chuyển: • Lệnh từ bộ nhớ tới CPU • Dữ liệu giữa các thành phần Bus điều khiển (control bus): vận chuyển tín hiệu điều khiển (đọc, ghi, ngắt,…) Lê Văn Hiếu 6. Thiết bị ngoại vi  Thiết bị ngoại vi (peripheral devices) hay thiết bị vào/ra (I/O - Input/Output devices), có chức năng: Trao đổi thông tin giữa máy tính và thế giới bên ngoài • Vào: Nhập chương trình, dữ liệu • Ra: Xuất thông tin, kết quả  Hệ thống vào/ra bao gồm Thiết bị ngoại vi Ghép nối vào/ra (các cổng vào/ra,…)  Ví dụ Thiết bị vào: bàn phím Thiết bị ra: màn hình Lê Văn Hiếu 6.1. Thiết bị vào ra cơ sở  Là các thiết bị vào ra tối cần thiết  Bao gồm Bàn phím (keyboard): Nhập dữ liệu thông qua việc gõ phím Chuột (mouse): Nhập dữ liệu thông qua việc di chuyển trực quan Màn hình (monitor): Hiển thị thông tin/dữ liệu • Loại màn hình: CRT, LCD • Độ phân giải: kích thước (số điểm) được hiển thị (800x600,…) • Card màn hình (display adapter) là thiết bị kết nối màn hình và hệ thống. Lê Văn Hiếu 6.2. Một số thiết bị ngoại vi khác  Máy in (printer): Xuất thông tin, dữ liệu ra giấy. Máy in gồm có: Máy in Kim. Máy in Phun. Máy in Laser.  Máy quét ảnh (scaner): Nhập dữ liệu bằng cách quét hình ảnh  Thiết bị quay số (điện thoại): Modem (Modulation-Demodulation)  Các thiết bị mạng: Network Inteface Card (NIC) Wireless Adap ...