Giáo trình Kiến trúc máy tính và quản lý hệ thống máy tính: Phần 1 - Trường ĐH Thái Bình

Giáo trình Kiến trúc máy tính và quản lý hệ thống máy tính phần 1 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: những kiến thức cơ sở; giới thiệu chung về máy tính và kiến trúc máy tính; kiến trúc trung tâm xử lý; chương trình và thực hiện chương trình;...Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Kiến trúc máy tính và quản lý hệ thống máy tính: Phần 1 - Trường ĐH Thái Bình TR NGăĐ IăH CăTHÁIăBỊNH KHOAăCỌNGăNGH ăTHỌNGăTIN ============== GIÁOăTRỊNHăMỌNăH C KI NăTRÚCăMÁYăTệNH & QU NăLụăH ăTH NGăMÁYăTệNH THÁIăBÌNH,ăNĔMă2016 Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ L I NịI Đ U Máy tính đang ngày càng trở thành một công cụ không thể thiếu cũng như không thể thay thế được trong đời sống thường nh t. ng dụng công nghệ thông tin trong sinh hoạt hàng ngày, trong sản xuất ra c a cải v t chất cũng như trong công việc điều hành, quản lý ngày càng phổ biến. Có thể nói mọi người, không phân biệt giới tính hay tuổi tác, đều tìm được ở công cụ s c bỨn này một niềm h ng khởi, say mê kể cả trong giải quyết công việc cũng như học hỏi, nghiên c u sáng tạo hay giải trí. Cấu tạo máy tính ngày càng hiện đại, tinh vi, ph c tạp, bao gồm nhiều thành phần ch c năng và đòi hỏi sự liên kết, hợp tác c a nhiều ngành khoa học, công nghệ mũi nhọn tạo nên. Kiến trúc máy tính (Computer Architecture) là ngành khoa học nghiên cứu nguyên lý hoạt động, tổ chức (organization) máy tính từ các thành phần chức năng cơ bản – cấu trúc và tổ chức phần cứng, tập lệnh – mà qua đó, các l p trình viên có thể nh n thấy, sử dụng, khai thác và sáng tạo để đáp ng tốt hơn, đầy đ hơn những yêu cầu c a người dùng. Một máy tính không chỉ bao gồm các thành phần v t lý, các khổi ch c năng – thường được gọi là phần cứng (hardware) – mà còn bao gồm một khối lượng đồ sộ các chương trình điều hành, quản lý, tiện ích và ng dụng, được gọi là phần mềm (software). Nội dung giáo trình được trình bày trong 11 chương. Chương I: Nh c lại những kiến th c cơ bản về mạch điện tử số, các cổng logic, mạch flip-flop, v.v…, những phần tử cơ bản nhất cấu thành các mạch ch c năng trong máy tính. Các kiến th c cơ bản về mạch tổ hợp, mạch tuần tự, mạch cộng dữ liệu nhị phân, thanh ghi dịch, …, cũng được trình bày. Những kiến th c này rất cần thiết để sinh viên dễ dàng n m b t nguyên lý làm việc c a các khối ch c năng cơ bản trong máy tính. Chương II: Giới thiệu những kiến th c tổng quan về kiến trúc máy tính, b t đầu từ nguyên lý kiến trúc, ch c năng, nhiệm vụ và các thành phần cơ bản tạo nên một máy tính theo nguyên lý Von Neumann. Nội dung chương phân biệt hai khái niệm kiến trúc, tổ ch c máy tính với cấu trúc máy tính để dễ dàng n m b t các yêu cầu hiểu biết về CPU, về bộ nhớ, về các thiết bị ngoại vi và liên kết hệ thống giữa các đơn vị ch c năng này. Nguyên lý và phương th c biểu diễn các thông tin số, thông tin không số cũng được trình bày trong chương này. Chương III: Trình bày kiến trúc và các bước thiết kế kiến trúc đơn vị xử lý trung tâm CPU, đơn vị điều khiển CU thông qua việc phân tích hoạt động ch c năng thực thi lệnh, thực thi chương trình. Chương IV: Phân tích kiến trúc t p lệnh và phương th c CPU thực hiện lệnh, chu kỳ lệnh trong thực hiện chương trình, thông qua đó c ng cố sâu thêm những hiểu biết về nguyên lý kiến trúc, chuẩn bị kiến th c cơ sở cho l p trình hệ thống. Thông qua truy xuất bộ nhớ để lấy lệnh, lấy dữ liệu, phân tích các phương pháp định vị ô nhớ trong cấu trúc lệnh. Chương V: Trình bày khái niệm BUS trong ch c năng các kênh truyền dẫn 1 Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ thông tin, dữ liệu liên kết các thành phần ch c năng c a một máy tính. Nội dung chương đề c p các mối liên kết thông qua hệ thống BUS giữa CPU với bộ nhớ, giữa CPU với các thiết bị ngoại vi và các yêu cầu về định thời cho hoạt động trao đổi thông tin, dữ liệu. Ch c năng truy c p trực tiếp bộ nhớ (Direct Memory Access), ch c năng quản lý và điều khiển quá trình ng t cũng được phân tích trong chương này. Trên cơ sở phân tích các nội dung trên, đưa ra yêu cầu thiết kế, xây dựng hệ thống BUS nhằm đảm bảo cho hệ thống máy tính hoạt động ổn định. Chương VI: Trình bày tổ ch c và quản lý bộ nhớ. Các khái niệm phần tử nhớ, tạo từ nhớ từ các chip nhớ được đề c p cụ thể. Nội dung cũng đề c p phương th c quản lý bộ nhớ theo phân đoạn, phân trang, quản lý bộ nhớ trong chế độ bảo vệ, quản lý theo đ c quyền truy xuất. Các phương pháp tổ ch c và quản lý bộ nhớ cache, thành phần nâng cao đáng kể hiệu suất hoạt động c a CPU, được khảo sát kỹ trong chương này. Chương VII: Phân tích yêu cầu cơ bản c a một vài thiết bị ngoại vi ch yếu như thiết bị nh p liệu, thiết bị hiển thị kết quả xử lý. Chương VIII: Giới thiệu tổng quan về bo mạch ch , các kiểu mainboard chính, các chuẩn mainboard, các thành phần trên mainboard, giới thiệu công nghệ tích hợp, chuẩn đoán và xử lý sự cố mainboard. Chương IX: Hướng dẫn l p ráp một máy tính cá nhân, cách lựa chọn cấu hình máy và chuẩn bị cho việc l p ráp, sử dụng kỹ thu t l p ráp máy tính, cách bảo trì phần c ng, cách cấu hình CMOẮ Ắetup Ultility Chương X: Hướng dẫn cài đ t và bảo trì hệ thống, lựa chọn hệ điều hành, cách phân vùng và định dạng đĩa c ng, cách cài đ t hệ điều hành, cách cài đ t trình điều khiển, cách cài đ t các phần mềm thông dụng, cách sao lưu và phục hồi hệ điều hành, giới thiệu một số tiện ích thông dụng, cách cài đ t nhiều hệ điều hành trên cùng một máy tính. Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp đã trao đổi, góp ý cho chúng tôi trong quá trình hoàn thiện giáo trình. M c dù có nhiều cố g ng tham khảo và nghiên c u các tài liệu liên quan, nhưng sẽ không tránh được những thiếu sót. Mong quý bạn đọc đóng góp ý kiến để giáo trình ngày một hoàn thiện hơn. Xin chân thành cám ơn! ắhái Bình, tháng 01 năm 2016 KhoaăCôngăngh ăthôngătin 2 Khoa CNTT - ắrường Đại học ắhái Bình Giáo trình KắMắ & QLHắMắ ...