Giáo Trình Kiến Trúc Máy Tính - Nguyễn Hữu Lộ phần 2

Những linh kiện điện tử trong mỗi máy tính chỉ có thể nhận biết và thực hiện trực tiếp một số lệnh hữu hạn và một chương trình máy tính chỉ có thể thực hiện trên máy tính đó nếu sử dụng chính số lệnh hữu hạn đó.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo Trình Kiến Trúc Máy Tính - Nguyễn Hữu Lộ phần 2 -14-Caán Truùc Maùy Tính Moät naêm sau Motorola laïi cho ra ñôøi 68020 laø moät chip 32 bit thaät söï. 68020 laømoät thaønh coâng lôùn vaø laø nhaân cuûa haàu heát caùc traïm laøm vieäc (workstation) cheá taïo bôûiSun Microsystems, Apollo vaø Hewlett-Packard. Chip tieáp theo laø 68030 maø söï caûi tieánnaèm ôû quaûn lyù boä nhôù. 68040 gioáng nhö 80486 chöùa CPU, moät ñoàng xöû lyù toaùn hoïc, ñôn vò quaûn lyù boänhôù vaø cache treân chip. Sau naøy laïi xuaát hieän chip Power PC. Roõ raøng ta coù theå so saùnh 68030 vôùi 80386,68040 vôùi 80486, Pentium vôùi Power PC cuûa 2 coâng ty Intel vaø Motorola. Söï caïnhtranh giöõa caùc chip cuûa Intel vaø caùc chip cuûa Motorola seõ tieáp tuïc trong nhieàu naêm nöõa. Hieän nay nhieàu coâng ty trong ñoù chuû yeáu laø AMD (Advanced Micro Designs) vaøCyrix saûn xuaát caùc boä vi xöû lyù hoaøn toaøn töông thích vôùi caùc boä vi xöû lyù cuûa Intel.Chuùng moâ phoûng toaøn boä caùc leänh vaø thaäm chí phaàn lôùn caùc chip naøy töông thích caûcaùc chaân cuûa caùc chip Intel. Baát cöù phaàn cöùng hay phaàn meàm naøo hoaït ñoäng treân caùcmaùy vi tính duøng caùc chip cuûa Intel cuõng seõ hoaït ñoäng treân caùc maùy vi tính duøng caùcchip töông thích cuûa AMD vaø Cyrix.Nguyeãn Höõu Loäc Khoa Vaät Lyù -15-Caán Truùc Maùy Tính CHÖÔNG 2: CAÁU TRUÙC CHUNG MAÙY TÍNH Moät maùy tính bao goàm caùc boä xöû lyù, boä nhôù vaø caùc thieát bò vaøo/ra. Trong chöôngnaøy seõ giôùi thieäu 3 thaønh phaàn naøy vaø söï phoái gheùp chuùng. Chuùng ta caàn phaûi bieát sôlöôïc caáu truùc chung cuûa maùy tính tröôùc khi nghieân cöùu kyõ caùc caáp lôùp khaùc nhau trongcaùc chöông sau. Caáu truùc cuûa moät maùy tính ñôn giaûn coù theå ñöôïc hình dung nhö sau: Ñôn vò Ñieàu khieån (CU) Ñôn vò Soá hoïc vaø Logic (ALU) Caùc thanh ghi Boä Nhôù Chính Ñóa Maùy in Thieát bò Vaøo / Ra Bus Hình 2.1I. CAÙC BOÄ XÖÛ LYÙ Boä xöû lyù trung taâm (CPU) laø ñaàu naõo cuûa maùy tính. Chöùc naêng cuûa noù laø thöïchieän caùc chöông trình naèm trong boä nhôù chính baèng caùch naïp leänh sau ñoù giaûi maõ roàithöïc hieän tuaàn töï heát leänh naøy ñeán leänh khaùc.Nguyeãn Höõu Loäc Khoa Vaät Lyù -16-Caán Truùc Maùy Tính Boä xöû lyù trung taâm goàm ñôn vò ñieàu khieån (giöõ nhieäm vuï laáy leänh, giaûi maõ leänh)vaø ñôn vò soá hoïc vaø logic (thöïc hieän caùc pheùp toaùn nhö coäng, tröø, nhaân, chia, VAØ,HOAËC v.v… CPU goàm coù caùc thanh ghi cho pheùp löu giöõ keát quaû taïm thôøi hoaëc thoâng tin ñieàukhieån. Moãi thanh ghi coù moät chöùc naêng rieâng. Thanh ghi quan troïng nhaát laø thanh ñeámchöông trình (Program Counter) chæ ñeán vò trí cuûa leänh tieáp theo seõ thöïc hieän. Ngoaøi racoù thanh ghi leänh (Instruction register). Haàu heát caùc maùy tính ñeàu coù caùc thanh ghi nhöthanh ghi chöùa (accumulator), thanh ghi chæ soá (index register), thanh ghi traïng thaùi(status register), con troû ngaên xeáp (stack pointer) v.v… 1. Thöïc hieän leänh CPU thöïc hieän leänh tuaàn töï nhö sau: a. Tìm naïp leänh keá tieáp töø boä nhôù vaøo thanh ghi leänh b. Thay ñoåi noäi dung thanh ñeám chöông trình ñeå xaùc ñònh ñòa chæ leänh keá c. Giaûi maõ leänh vöøa naïp d. Xaùc ñònh nôi chöùa döõ lieäu trong boä nhôù e. Tìm naïp döõ lieäu vaøo caùc thanh ghi trong CPU neáu caàn thieát f. Thöïc hieän leänh g. Löu keát quaû vaøo nôi thích hôïp h. Trôû veà böôùc 1 ñeå thöïc hieän leänh keá tieáp Caùc böôùc tuaàn töï treân goïi laø chu kyø tìm naïp-giaûi maõ- thöïc hieän leänh Taäp hôïp taát caû leänh ngöôøi laäp trình coù theå söû duïng ôû moät caáp ñöôïc goïi laø taäp caùcleänh hay goïi ngaén ngoïn laø taäp leänh (instruction set) cuûa caáp ñoù. Ñoái vôùi caáp maùy quiöôùc, soá leänh cuûa moät taäp leänh thöôøng trong khoaûng töø 20 ñeán 300. Moät taäp leänh coù soáleänh lôùn khoâng nhaát thieát toát hôn moät taäp leänh nhoû. Xu höôùng trong thöïc teá seõ ngöôïclaïi, m ...