YOMEDIA
Bài giảng Cấu trúc máy tính: Chương 3 - Hoàng Văn Hiệp
Chia sẻ: ảnh ảo
| Ngày:
| Loại File: PDF
| Số trang:74
106
lượt xem
10
download
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
Bài giảng "Cấu trúc máy tính - Chương 3: Hệ thống máy tính" cung cấp cho người học các kiến thức: Cấu trúc và hoạt động cơ bản của máy tính, bộ xử lý trung tâm, bộ nhớ máy tính, hệ thống vào ra, giới thiệu hệ điều hành. Hi vọng đây sẽ là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên chuyên ngành Công nghệ thông tin dùng làm tài liệu tham khảo phục vụ học tập và nghiên cứu.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Cấu trúc máy tính: Chương 3 - Hoàng Văn Hiệp
- Kiến trúc máy tính
Chƣơng 3
HỆ THỐNG MÁY TÍNH
167
- Nội dung chƣơng 3
3.1. Cấu trúc và hoạt động cơ bản của máy tính
3.2. Bộ xử lý trung tâm
3.3. Bộ nhớ máy tính
3.4. Hệ thống vào ra
3.5. Giới thiệu hệ điều hành
168
- Cấu trúc và hoạt động cơ bản của máy tính
Cấu trúc cơ bản của máy tính
Liên kết hệ thống
Hoạt động cơ bản của máy tính
Cấu trúc một máy tính cá nhân điển hình
169
- 3.1.1 Cấu trúc cơ bản của máy tính
Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit)
Bộ nhớ (Memory)
Hệ thống vào-ra (Input-Output System)
Liên kết hệ thống (System Interconnection)
170
- Bộ xử lý trung tâm (CPU)
Chức năng:
Điều khiển hoạt động của toàn bộ hệ thống máy tính
Xử lý dữ liệu
Nguyên tắc hoạt động cơ bản: CPU hoạt động theo
chƣơng trình nằm trong bộ nhớ chính, bằng cách:
Nhận lần lƣợt từng lệnh từ bộ nhớ chính,
Sau đó tiến hành giải mã lệnh và phát các tín hiệu điều
khiển thực thi lệnh.
Trong quá trình thực thi lệnh, CPU có thể trao đổi dữ liệu
với bộ nhớ chính hay hệ thống vào-ra.
171
- Cấu trúc cơ bản của CPU
Đơn vị điều khiển Đơn vị số học và logic Tập các thanh ghi
(CU) (ALU) (RF)
Bus bên trong
Đơn vị nối ghép bus (BIU)
Bus bên ngoài
172
- Các thành phần cơ bản của CPU
Đơn vị điều khiển (Control Unit - CU): điều khiển hoạt
động của máy tính theo chƣơng trình đã định sẵn.
Đơn vị số học và logic (Arithmetic and Logic Unit - ALU):
thực hiện các phép toán số học và các phép toán logic trên
các dữ liệu cụ thể.
Tập thanh ghi (Register File - RF): lƣu giữ các thông tin
tạm thời phục vụ cho hoạt động của CPU.
Bus bên trong (Internal Bus): kết nối các thành phần bên
trong CPU với nhau.
Đơn vị nối ghép bus (Bus Interface Unit - BIU) kết nối và
trao đổi thông tin với nhau giữa bus bên trong (internal bus)
với bus bên ngoài (external bus).
173
- Tốc độ của bộ xử lý
Tốc độ của bộ xử lý:
Số lệnh đƣợc thực hiện trong 1 giây
MIPS (Millions of Instructions per Second)
Khó đánh giá chính xác
Tần số xung nhịp của bộ xử lý:
Bộ xử lý hoạt động theo một xung nhịp (Clock) có tần số
xác định
Tốc độ của bộ xử lý đƣợc đánh giá gián tiếp thông qua
tần số của xung nhịp
174
- Tốc độ của bộ xử lý (tiếp)
Dạng xung nhịp:
T0
T0: chu kỳ xung nhịp
Mỗi thao tác của bộ xử lý mất một số nguyên lần chu kỳ T0
T0 càng nhỏ thì bộ xử lý chạy càng nhanh
Tần số xung nhịp: f0=1/T0 gọi là tần số làm việc của CPU
VD: Máy tính dùng bộ xử lý Pentium IV 2GHz
Ta có: f0 = 2GHz = 2 x 109Hz
T0 = 1/f0 = 1 / (2 x 109) = 0,5 ns
175
- Bộ nhớ máy tính
Chức năng: lƣu trữ chƣơng trình và dữ liệu
Các thao tác cơ bản với bộ nhớ:
Thao tác đọc (Read)
Thao tác ghi (Write)
Các thành phần chính:
Bộ nhớ trong (Internal Memory)
Bộ nhớ ngoài (External Memory)
176
- Các thành phần bộ nhớ máy tính
Bộ nhớ Bộ nhớ
CPU ngoài
trong
177
- Bộ nhớ trong
Chức năng và đặc điểm:
Chứa các thông tin mà CPU có thể trao đổi trực tiếp
Tốc độ rất nhanh
Dung lƣợng không lớn
Sử dụng bộ nhớ bán dẫn: ROM và RAM
Các loại bộ nhớ trong:
Bộ nhớ chính
Bộ nhớ cache (bộ nhớ đệm nhanh)
178
- Bộ nhớ chính (Main Memory)
Là thành phần nhớ tồn tại trên mọi hệ Néi dung §Þa chØ
thống máy tính 00101011 0000
Chứa các chƣơng trình và dữ liệu đang 11010101 0001
đƣợc CPU sử dụng 00001010 0010
01011000
Tổ chức thành các ngăn nhớ đƣợc đánh 0011
11111011
địa chỉ 00001000
0100
0101
Ngăn nhớ thƣờng đƣợc tổ chức theo Byte 11101010 0110
Nội dung của ngăn nhớ có thể thay đổi, 00000000 0111
song địa chỉ vật lý của ngăn nhớ luôn cố 10011101 1000
định 00101010 1001
11101011 1010
Thông thƣờng, bộ nhớ chính bao gồm 2 00000010 1011
phần: 00101011 1100
Bộ nhớ RAM 00101011 1101
Bộ nhớ ROM 11111111 1110
10101010 1111
179
- Bộ nhớ đệm nhanh (Cache memory)
Là thành phần nhớ tốc độ nhanh đƣợc đặt đệm
giữa CPU và bộ nhớ chính nhằm tăng tốc độ truy
cập bộ nhớ của CPU.
Tốc độ của cache nhanh hơn bộ nhớ chính nhƣng
dung lƣợng nhỏ hơn.
Cache thƣờng đƣợc chia ra thành một số mức:
cache L1, cache L2, ...
Hiện nay cache đƣợc tích hợp trên các chip vi xử
lý.
Cache có thể có hoặc không.
180
- Bộ nhớ ngoài
Chức năng và đặc điểm:
Lƣu giữ tài nguyên phần mềm của máy tính, bao gồm:
hệ điều hành, các chƣơng trình và các dữ liệu
Bộ nhớ ngoài đƣợc kết nối với hệ thống dƣới dạng các
thiết bị vào-ra
Dung lƣợng lớn
Tốc độ chậm
Các loại bộ nhớ ngoài:
Bộ nhớ từ: đĩa cứng, đĩa mềm
Bộ nhớ quang: đĩa CD, DVD
Bộ nhớ bán dẫn: Flash disk, memory card
181
- Hệ thống vào-ra (Input-Output)
Chức năng: Trao đổi thông tin giữa máy tính với
thế giới bên ngoài.
Các thao tác cơ bản:
Vào dữ liệu (Input)
Ra dữ liệu (Output)
Các thành phần chính:
Các thiết bị ngoại vi (Peripheral Devices)
Các mô-đun nối ghép vào-ra (IO Modules)
182
- Cấu trúc cơ bản của hệ thống vào-ra
Cæng
ThiÕt bÞ
vµo-
ngo¹i vi
ra
Cæng
ThiÕt bÞ
nèi ghÐp vµo-
ngo¹i vi
víi CPU ra
vµ M«-®un
bé nhí vµo-ra
chÝnh
Cæng
ThiÕt bÞ
vµo-
ngo¹i vi
ra
183
- Các thiết bị ngoại vi
Chức năng: chuyển đổi dữ liệu giữa bên trong và
bên ngoài máy tính
Các loại thiết bị ngoại vi cơ bản:
Thiết bị vào: bàn phím, chuột, máy quét ...
Thiết bị ra: màn hình, máy in ...
Thiết bị nhớ: các ổ đĩa ...
Thiết bị truyền thông: modem ...
184
- Mô-đun vào-ra
Chức năng: nối ghép thiết bị ngoại vi với máy tính
Khái niệm cổng vào-ra:
Trong mỗi mô-đun vào-ra có một hoặc một vài cổng vào-
ra (I/O Port).
Mỗi cổng vào-ra cũng đƣợc đánh một địa chỉ xác định.
Thiết bị ngoại vi đƣợc kết nối và trao đổi dữ liệu với bên
trong máy tính thông qua các cổng vào-ra.
185
- Liên kết hệ thống
Luồng thông tin trong máy tính
Cấu trúc bus cơ bản
Phân cấp bus trong máy tính
186
Thêm tài liệu vào bộ sưu tập có sẵn:
Báo xấu
LAVA
ERROR:connection to 10.20.1.100:9315 failed (errno=111, msg=Connection refused)
ERROR:connection to 10.20.1.100:9315 failed (errno=111, msg=Connection refused)
Đang xử lý...
Thêm vào BST
Báo xấu
