kien truc may tinh
• Những thành phần cơ bản của máy tính
- Chức năng cơ bản của máy tính
• Xử lý dữ liệu
• Lưu trữ dữ liệu
• Di chuyển dữ liệu
• Điều khiển
• Những thành phần cơ bản của máy tính
- Những thành phần cơ bản của máy tính
• Đơn vị xử lý trung tâm (CPU): gồm hai phần chính: đơn vị điều khiển CU (Control Unit) và đơn vị số học-logic ALU (Arithmetic-Logic Unit).
• Bộ nhớ: Chức năng của bộ nhớ là lưu trữ thông tin.
• Thiết bị đầu vào: Thiết bị đầu vào thực hiện các chức năng nhập thông tin cho máy tính.
• Thiết bị đầu ra: Thiết bị đầu ra hiển thị các thông tin đưa ra từ máy tính, ở dạng người sử dụng có thể hiểu được.
• Kiến trúc một máy tính đơn giản
- Kiến trúc cơ bản về CPU
• Đơn vị xử lý trung tâm (CPU)
• Thanh ghi lệnh IR (Intruction Register)
• Đơn vị điều khiển CU (Control Unit)
• Bộ đếm chương trình PC (Program Counter)
• Thanh ghi địa chỉ bộ nhớ MAR (Memory Address Register)
• Thanh ghi dữ liệu MBR (Memory Buffer Register)
• Đơn vị số học – logic ALU (Arithmetic – Logc Unit)
• Thanh chứa ACC (Accumulator)
• Thanh ghi tạm TMP (Temporary)
• Thanh ghi cờ FLAGS
• Kiến trúc một máy tính đơn giản
- Bộ nhớ
• Bộ nhớ là tập hợp các ô nhớ theo một trật tự nhất định, mỗi ô nhớ có một địa chỉ. Chức năng của bộ nhớ là chứa thông tin.
• Thao tác đọc bộ nhớ:
• CU đưa địa chỉ của ô nhớ cần đọc qua MAR ra BUS địa chỉ.
• CU đưa ra tín hiệu điều khiển đọc RD.
• Nội dung ô nhớ được đọc từ bộ nhớ vào MBR của đơn vị xử lý trung tâm.
• Kiến trúc một máy tính đơn giản
- Bộ nhớ
• Thao tác ghi ô nhớ:
• CU đưa địa chỉ của ô nhớ cần ghi qua MAR ra BUS địa chỉ.
• CU đưa dữ liệu qua MBR ra BUS dữ liệu.
CU đưa ra tín hiệu điều khiển ghi WR, dữ liệu từ đơn vị xử lý trung tâm được ghi vào bộ nhớ
• Kiến trúc một máy tính đơn giản
- Hoạt động của máy tính đơn giản
• Chức năng cơ bản của máy tính là thực hiện chương trình. Chương trình là một tập hợp các lệnh chứa trong bộ nhớ. Đơn vị xử lý trung tâm CPU thực hiện chương trình bằng cách tuần tự thực thi lệnh trong chương trình này.
• CPU nạp lệnh từ bộ nhớ và thực thi lệnh. Việc thực hiện chương trình thực chất là sự lập lại quá trình nạp lệnh và thực thi lệnh.
• Mỗi một lệnh được thực hiện trong một chu kỳ lệnh. Mỗi chu kỳ lệnh xảy ra trên nhiều chu kỳ nhịp đồng hồ của CPU. Mỗi lệnh được thực hiện theo nhiều giai đoạn, phụ thuộc loại lệnh.
• Việc thực hiện một lệnh thường trải qua năm giai đoạn: nhận lệnh, giải mã lệnh, tạo địa chỉ toán hạng, nhập toán hạng, thực thi lệnh.
• Kiến trúc một máy tính đơn giản
- Tập lệnh của máy tính đơn giản:
• Các lệnh thường được phân theo các nhóm như: nhóm chuyển dữ liệu, nhóm lệnh số học/logic, nhóm lệnh điều khiển rẽ nhánh, nhóm lệnh thao tác bit, nhóm lệnh vào/ra dữ liệu v.v. Lệnh được biểu diễn dưới dạng mã nhị phân. Để thuận lợi hơn cho việc lập trình, người ta thường mô tả lệnh dưới dạng mã ngữ, ví dụ:
• Kiến trúc một máy tính đơn giản
- Quá trình thực hiện lệnh:
• Quá trình thực hiện
lệnh ADD xxx diễn ra
theo các giai đoạn sau:
• Nhập lệnh
• Giải mã lệnh
• Tạo địa chỉ toán hạng
• Nhập toán hạng
• Thực hiện phép cộng
Kết quả (ACC) ≡ 1100
Đơn vị xử lý trung tâm tiếp tục thực hiện lệnh tiếp theo với (PC)≡1000
• Hệ thống bus
- CPU thực hiện kết nối và trao đổi thông tin với các đơn vị chức năng khác thông qua hệ thống BUS.
- BUS là đường truyền thông tin trong máy tính. Là tập hợp các đường dây truyền tín hiệu điện. Các thiết bị được kết nối lên BUS, tín hiệu được phát ra bởi một thiết bị có thể được nhận bởi các thiết bị khác đang được kết nối (về mặt điện) lên BUS.
- Hệ thống BUS của máy vi tính gồm 3 loại BUS, mỗi loại BUS truyền một loại thông tin.
• 3 loại hệ thống bus:
- Bus địa chỉ (address)
- Bus điều khiển (control)
- Bus dữ liệu (data)
• 3 loại hệ thống bus:
- Bus địa chỉ
• Được dùng để truyền địa chỉ của ô nhớ hoặc thiết bị mà CPU lựa chọn và muốn truy cập.
• BUS địa chỉ là loại BUS một chiều.
• Độ rộng của BUS địa chỉ xác định kích thước vật lý tối đa có thể của bộ nhớ trong máy tính.
• 3 loại hệ thống bus:
- Bus điều khiển
• Truyền tín hiệu điều khiển. Các tín hiệu điều khiển do CPU hoặc các thiết bị phát ra để điều khiển các quá trình trao đổi dữ liệu trong máy tính.
• BUS điều khiển là loại BUS hai chiều.
• 3 loại hệ thống bus:
- Bus data
• Di chuyển dữ liệu giữa các module hệ thống.
• BUS dữ liệu thường có 8, 16, 32 hay 64 đường riêng biệt, số lượng các đường truyền dữ liệu được gọi là độ rộng của BUS dữ liệu. BUS dữ liệu là loại BUS hai chiều, dữ liệu có thể do CPU phát ra hay CPU nhận về từ bộ nhớ hoặc các thiết bị.
• Tại mỗi thời điểm, CPU chỉ làm việc hoặc với bộ nhớ hoặc với một thiết bị. Khi CPU muốn trao đổi thông tin với đối tượng nào thì CPU gửi địa chỉ của đối tượng đó lên BUS địa chỉ. Đối tượng (bộ nhớ hoặc thiết bị) có địa chỉ trùng với địa chỉ do CPU phát ra sẽ được kết nối lên BUS dữ liệu. Quá trình truyền dữ liệu được thực hiện và được điều khiển bởi các tín hiệu điều khiển.
• Thiết bị 3 trạng thái
- Thiết bị ba trạng thái là phương tiện giúp cho việc điều khiển kết nối (về mặt điện) bộ nhớ và các thiết bị liên hệ thống BUS.
- Các đối tượng có địa chỉ không phù hợp thì tín hiệu Enable sẽ là “1” là disenable, thiết bị ba trạng thái có trạng thái trở
kháng cao, nên
không kết nối
được lên BUS
• Chu kỳ bus
- Là khoảng thời gian được CPU dùng để thực hiện một thao tác truyền thông tin nhất định với một đối tượng nhất định.
- Mỗi một chu kỳ BUS kéo dài trên nhiều chu kỳ nhịp đồng hồ máy tính.
• Các đặc trưng của hệ thống bộ nhớ
- Vị trí
- Dung lượng
- Đơn vị truyền
- Phương thức truy cập
- Kiểu vật lý
- Đặc tính vật lý
- Cách tổ chức
• Sự phân cấp bộ nhớ
- Mục tiêu:
• Giảm chi phí.
• Tăng dung lượng.
• Tăng thời gian
truy cập.
• Giảm tần số
truy cập bộ
nhớ bởi CPU
• Bộ nhớ chính bán dẫn
- Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM).
• DRAM
• SRAM
- Bộ nhớ chỉ đọc (ROM).
• ROM
• Bộ nhớ chỉ đọc khả trình (PROM).
• Bộ nhớ chỉ đọc khả trình có thể xóa được (EPROM).
• Bộ nhớ chỉ đọc khả trình có thể xóa được về mặt điện tử (EEPROM).
- Bộ nhớ flash.
• Tổ chức
- Phần tử cơ sở của một bộ nhớ bán dẫn là ô nhớ.
- Các ô nhớ bán dẫn có chung một số tính chất sau:
• Chúng thể hiện hai trạng thái ổn định (hay bán ổn định) biểu thị hai giá trị 1 và 0.
• Chúng có khả năng cho phép ghi (ít nhất một lần) để thiết lập trạng thái.
• Chúng có khả năng cho phép đọc để lấy trạng thái.
• Bộ nhớ cache
- Bộ nhớ cache chứa bản sao của một phần bộ nhớ chính. Khi CPU cố gắng đọc một thông tin từ bộ nhớ, thông tin này sẽ được kiểm tra xem có trong cache hay không. Nếu có, thông tin đó sẽ được cung cấp ngay cho CPU.
Các phương pháp vào ra
dữ liệu
• Các phương pháp xuất nhập dữ liệu
- Có 4 phương pháp, nằm trong 2 nhóm
- Phương pháp vào/ra theo định trình
- Phương pháp vào/ ra có thăm dò
- Phương pháp vào/ ra
có thăm dò (tt)
- Phương pháp vào/ra theo ngắt cứng
Phương pháp vào ra theo ngắt cứng
Phân bố chức năng các yêu cầu ngắt và số ngắt trong máy
• Các phương pháp xuất nhập dữ liệu
- Phương pháp vào – ra dữ liệu kiểu truy nhập trực tiếp bộ nhớ (phương pháp DMA – Direct Memory Access)
• Màn hình
- Một số khái niệm về thông số kỹ thuật trong màn hình
• Điểm ảnh
• Mặt nạ chắn
• Độ phân giải
• Quét ngang và quét dọc
• Vấn đề quét xen kẽ dòng trong Monitor
• Băng thông (Band Width) của màn hình
• Các lưới của đèn hình (Grid)
• Thiết bị đĩa từ
- Thiết bị đĩa mềm
• Ổ đĩa mềm
• Thiết bị giao diện đĩa mềm FDC (Floppy Disk Controller)
• Thiết bị đĩa từ
- Thiết bị đĩa cứng và giao diện IDE
• Giao diện IDE
• Giao diện IDE (Intergrated Drive Electronic – mạch điện tử tích hợp trên thiết bị) là giao diện được dùng để kết nối thiết bị đĩa cứng với BUS hệ thống của máy tính. IDE là thuật ngữ dùng để mô tả việc mạch điện tử điều khiển giao diện HDC được gắn ngay cùng với ổ đĩa HDD trong thiết bị đĩa cứng.
• Thiết bị đĩa từ
- Tổ chức lưu trữ thông tin ở mức luận lý
• Vùng chứa tập tin và thư mục con
• Mối quan hệ giữa thư mục, bảng FAT và cluster
Bạn đang đọc truyện trên: AzTruyen.Top