Bài giảng: Tổ chức CPU - Bộ Nhớ

Kiến trúc thanh ghi dùng chung được sử dụng rộng rãi vì tốc độ truy xuất nhanh, ít giao tiếp bộ nhớ thường xuyên và tăng hiệu quả của các trình dịch. Được hiện thực hóa bằng cách sử dụng lệnh nhảy (di chuyển đến lệnh cần thực hiện 1 cách không tuần tự).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng: Tổ chức CPU - Bộ Nhớ Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM Khoa Công nghệ Thông tin ----o0o----KIẾN TRÚC MÁY TÍNH & HỆ ĐIỀU HÀNH Chương 02Tổ chức CPU – bộ nhớ CBGD: Nguyễn Trần Thi Văn Thursday, March 31, 2011Nội dung của chương Thành phần cơ bản của máy tính1. Kiến trúc phần mềm của bộ xử lý2. Tổ chức bộ xử lý3. Các cấp bộ nhớ4. Tổ chức CPU – bộ nhớKTMT & Hệ điều hành 2 Thursday, March 31, 2011Mục tiêu của chương• Trình bày được các thành phần cơ bản của một hệ thống máy tính• Định nghĩa được kiến trúc máy tính là gì• Trình bày được kiến trúc phần mềm của bộ xử lý• Trình bày được các cấp tổ chức bộ nhớ Tổ chức CPU – bộ nhớKTMT & Hệ điều hành 3 Thursday, March 31, 2011Các thành phần của máy tính• Gồm bộ xử lý trung tâm, bộ nhớ trong và các thiết bị nhập/xuất thông tin Tổ chức CPU – bộ nhớKTMT & Hệ điều hành 4 Thursday, March 31, 2011Các thành phần của máy tính• Bộ nhớ trong: – Là một tập hợp các ô nhớ, mỗi ô nhớ có một số bit nhất định chứa thông tin. – Các thông tin này là các lệnh hay số liệu. – Mỗi ô nhớ của bộ nhớ trong đều có một địa chỉ. – Thời gian thâm nhập vào một ô nhớ bất kỳ trong bộ nhớ là như nhau – Còn được gọi là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM: Random Access Memory) Tổ chức CPU – bộ nhớKTMT & Hệ điều hành 5 Thursday, March 31, 2011Các thành phần của máy tính• Bộ xử lý trung tâm (CPU): – Là bộ phận thi hành lệnh. – CPU lấy lệnh từ bộ nhớ trong và lấy các số liệu mà lệnh đó xử lý. – Gồm có hai phần: phần thi hành lệnh (ALU) và phần điều khiển (CU). Ngoài ra còn có các thanh ghi. Tổ chức CPU – bộ nhớKTMT & Hệ điều hành 6 Thursday, March 31, 2011Các thành phần của máy tính• Bộ phận vào/ra: – Dùng để nhập/xuất thông tin. – Giao tiếp người-máy, hoặc giao tiếp máy- máy trong hệ thống mạng – Có thể là thiết bị lưu trữ ngoài, màn hình, bàn phím, máy in, … Tổ chức CPU – bộ nhớKTMT & Hệ điều hành 7 Thursday, March 31, 2011Các thành phần của máy tính• Các bộ phận được kết nối với nhau thông qua hệ thống bus: – Bus địa chỉ: chuyển các thông tin là địa chỉ – Bus dữ liệu: chuyển dữ liệu chung – Bus điều khiển: chuyển các tín hiệu điều khiển, ra lệnh Tổ chức CPU – bộ nhớKTMT & Hệ điều hành 8 Thursday, March 31, 2011Các thành phần của máy tính.• Hoạt động điển hình của 1 máy tính: Tổ chức CPU – bộ nhớKTMT & Hệ điều hành 9 Thursday, March 31, 2011Kiến trúc máy tính• Kiến trúc máy tính bao gồm 3 phần: – Kiến trúc phần mềm: chủ yếu là kiến trúc BXL, gồm tập lệnh, dạng lệnh và các kiểu định vị. – Tổ chức của máy tính: liên quan đến cấu trúc BXL, các bus và cách tổ chức bộ nhớ – Lắp đặt phần cứng: các thiết bị điện tử cần thiết để tạo nên một máy tính hoàn chỉnh. Tổ chức CPU – bộ nhớ 10KTMT & Hệ điều hành Thursday, March 31, 2011Kiến trúc phần mềm của BXL• Nội dung chính của phần: Các kiểu thi hành 1 lệnh máy 1. Kiến trúc thanh ghi đa dụng 2. Tập lệnh 3. Các kiểu định vị 4. Toán hạng 5. Kiến trúc RISC. 6. Tổ chức CPU – bộ nhớ 11KTMT & Hệ điều hành Thursday, March 31, 2011Kiến trúc phần mềm của BXL• Các kiểu thi hành 1 lệnh máy – Một lệnh máy bao gồm: mã tác vụ và các toán hạng. – Số toán hạng cần chọn phù hợp, thường từ 0 đến 3. – Ví dụ: Y := A + B + C + D 1 lệnh máy, 4 toán hạng >> 3 mạch cộng 3 lệnh máy, 2 toán hạng >> 1 mạch cộng Tổ chức CPU – bộ nhớ 12KTMT & Hệ điều hành Thursday, March 31, 2011Kiến trúc phần mềm của BXL• Các kiểu thi hành 1 lệnh máy – Vị trí của toán hạng cũng cần xem xét. – Có 3 kiểu cơ bản: Tổ chức CPU – bộ nhớ 13KTMT & Hệ điều hành Thursday, March 31, 2011Kiến trúc phần mềm của BXL• Các kiểu thi hành 1 lệnh máy – Ví dụ: chuỗi lệnh cần thực hiện để ...