Hà nội, 17 December 2009 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Posts and Telecommunications Institute of Technology KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Chương II: Tổ chức hệ thống máy tính Giảng viên: TS. Nguyễn Quý Sỹ Email: synq@ptit.edu.vn Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 1. Các thành phần cơ bản của máy tính 2. Khối xử lý trung tâm (Bộ xử lý) • Đường dẫn dữ liệu • Khối điều khiển 3. Bộ nhớ 4. Tổ chức vào/ra Nội dung Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 1. Các thành phần cơ bản của máy tính • Bộ xử lý trung tâm – Khối điều khiển (CU) – Đường dẫn dữ liệu (thanh ghi, ALU) • Bộ nhớ chính/trong • Thiết bị vào và ra Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 1. Các thành phần cơ bản của máy tính (t) • C ấu trúc hoạt động điển hình của một máy tính Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 2. Khối xử lý trung tâm (Bộ xử lý) Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 2. Khối xử lý trung tâm (t) Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 1. Chức năng • Nạp các toán hạng vào các thanh ghi • Thực hiện các phép toán số học và logic trên ALU theo điều khiển của CU • Lưu kết quả của ALU vào các thanh ghi 2. Các thành phần chính • Các thanh ghi (Registers) • Khối số học và logic (ALU) • Các đường/bus kết nối 2.1. Đường dẫn dữ liệu Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông • Đường dẫn dữ liệu của một máy tính Von Neumman thông dụng thực hiện phép toán A+B 2.1. Đường dẫn dữ liệu (t) Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông • Các thanh ghi đa năng (General) • Các thanh ghi tích luỹ (Accumulator) • Thanh ghi đếm chương trình (PC: Program Counter), • Thanh ghi trạng thái (SR: Status Register), • Thanh ghi đệm TEMP (Temporary), • Các thanh ghi địa chỉ bộ nhớ (MAR: Memory Address Register), • Thanh ghi số liệu bộ nhớ (MDR: Memory Data Register), • Thanh ghi lệnh (thuộc về CU). 2.1. Đường dẫn dữ liệu – Các thanh ghi Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 2.1. Đường dẫn dữ liệu – Các thanh ghi (t) Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. [...]... Thông thư ng 20-300 l nh/1 t p l nh Các l nh không s d ng thư ng xuyên như nhau Các máy tính có t p l nh nh , m ch đi n t -RISC Các máy tính có t p l nh l n, vi chương trình-CISC Hà n i, 17 December 2009 H c vi n Công ngh Bưu chính Vi n thông Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only 2.2 CU-T p l nh CISC • • • • • CU như m t máy tính, đư c vi chương. .. a các thanh ghi IR (CIR-Thanh ghi l nh hi n t i) và PC (SCRthanh ghi đi u khi n trình t ) 2 Phân lo i • • Kh i đi u khi n b ng m ch đi n t Kh i đi u khi n b ng vi chương trình Hà n i, 17 December 2009 H c vi n Công ngh Bưu chính Vi n thông Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only 2.2 Kh i đi u khi n (t) Hà n i, 17 December 2009 H c vi n Công ngh... mã máy đư c th c hi n b ng m t chu i các vi l nh Các tác v c a l nh mã máy cũng tuỳ thu c vào tr ng thái c a ph n đư ng d n d li u B đi u khi n b ng vi chương trình đư c dùng r ng rãi trong các b x lý CISC B x lý này có t p l nh ph c t p v i các l nh có chi u dài khác nhau và có d ng th c ph c t p Trong các b x lý CISC, ngư i ta cài đ t m t l nh mã máy b ng cách vi t m t vi chương trình Như v y công. .. các cách đánh đ a ch ph c t p Th c hi n l nh ch m nhưng đa năng Ki n trúc máy tính v i t p l nh ph c t p CISC đư c nghĩ ra t nh ng năm 1960 CISC phù h p: – – – Các ki u toán h ng ô nh -ô nh , ô nh -thanh ghi Các l nh ph c t p v i nhi u ki u đ nh v Các l nh có đ dài thay đ i Hà n i, 17 December 2009 H c vi n Công ngh Bưu chính Vi n thông Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com... nh CISC (t) Hà n i, 17 December 2009 H c vi n Công ngh Bưu chính Vi n thông Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only 2.2 CU-T p l nh RISC • • • • • • • • Có m t s ít l nh (thông thư ng dư i 100 l nh ) Có ít các ki u đ nh v (thông thư ng hai ki u: đ nh v t c thì và đ nh v gián ti p thông qua m t thanh ghi) Có m t s ít d ng l nh (m t ho c hai) Các... m ch đi n S d ng nhi u thanh ghi đ gi m b t vi c thâm nh p vào b nh trong B x lý RISC th c hi n t t c các l nh trong m t chu kỳ máy Hà n i, 17 December 2009 H c vi n Công ngh Bưu chính Vi n thông Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only 2.2 CU-T p l nh RISC (t) Hà n i, 17 December 2009 H c vi n Công ngh Bưu chính Vi n thông Generated by Foxit... trong b x lý các thanh ghi, các c ng vào ra và b nh cache T c đ tính toán cao nh vào vi c gi i mã l nh đơn gi n, nh có nhi u thanh ghi (ít thâm nh p b nh ), và nh th c hi n k thu t ng d n liên t c và có hi u qu (các l nh đ u có th i gian th c hi n gi ng nhau và có cùng d ng) B đi u khi n tr nên đơn gi n và g n, ít r i ro Hà n i, 17 December 2009 H c vi n Công ngh Bưu chính Vi n thông Generated by... → Dung lư ng l n hơn Thu t ng liên quan – – – – – – Cache, I-Cache, D-Cache B nh sơ c p (primary) B nh th c p (secondary) Kh i thông tin chuy n giao gi a cache-sơ c p là KH I (Block), gi a sơ c pth c p: TRANG (Page) Đư ng cache (Cache Line), Hit, Miss, Hit Rate Chi n lư c thay th : ng u nhiên, FIFO, LRU Hà n i, 17 December 2009 H c vi n Công ngh Bưu chính Vi n thông Generated by Foxit PDF Creator ©... → Dung lư ng l n hơn Thu t ng liên quan – – – – – – Cache, I-Cache, D-Cache B nh sơ c p (primary) B nh th c p (secondary) Kh i thông tin chuy n giao gi a cache-sơ c p là KH I (Block), gi a sơ c pth c p: TRANG (Page) Đư ng cache (Cache Line), Hit, Miss, Hit Rate Chi n lư c thay th : ng u nhiên, FIFO, LRU Hà n i, 17 December 2009 H c vi n Công ngh Bưu chính Vi n thông ... nh (IF) Thay đ i b đ m chương trình (PC) Xác đ nh ki u c a ch th v a t i v (ID) Xác đ nh v trí d li u c a toán h ng (trong thanh ghi, b nh ) N p d li u vào thanh ghi (trư ng h p d li u b nh ) Thi hành l nh (IE) Lưu k t qu vào nơi thích h p (Restore) Quay l i bư c 1 • K thu t đư ng ng (Pipeline)-X lý song song các l nh Hà n i, 17 December 2009 H c vi n Công ngh Bưu chính Vi n thông Generated by Foxit . hoặc một phần dữ liệu hoặc lệnh sẽ được dùng tiếp theo • MAR giữ địa chỉ của lệnh tiếp theo trong khi PC hiện tại giữa ffịa chỉ của lệnh tiếp theo lệnh có địa chỉ hiện tại trong MAR đang được. by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 1. Chức năng • Nạp các to n hạng vào các. Viễn thông 1. Chức năng • Nạp các to n hạng vào các thanh ghi • Thực hiện các phép to n số học và logic trên ALU theo điều khiển của CU • Lưu kết quả của ALU vào các thanh ghi 2. Các thành phần