Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Kiến trúc máy tính của cô Tạ Kim HuệViện điện tử truyền thông Đại học Bách Khoa Hà Nội
Kiến trúc máy tính Chương I – a: Tổng quan về môn học Về môn học Dành cho những sinh viên yêu thích môn học, thích điểm cao và không thích nhìn lưng giảng viên. Yêu cầu: Có kiến thức về lập trình cơ bản C/C++ hoặc Java. Mục tiêu môn học Tìm hiểu chức năng và hoạt động của các thành phần cơ bản trong hệ thống máy tính bao gồm Bộ xử lý (processor), bộ nhớ (memory), vào / ra (input/output). Bắt buộc phải hiểu: Đánh giá hiệu năng (performance) Giao diện phần cứng / phần mềm Có thể viết chương trình bằng hợp ngữ. Những vấn đề trọng tâm Hợp ngữ MIPS Mức logic số Thiết kế bộ xử lý Kỹ thuật đường ống Bộ nhớ đệm cache Vào / ra Tại sao lại dùng MIPS? Tôi không sở hữu máy tính MIPS… MIPS đơn giản, x86 thì không Nội dung chương 1 Lịch sử phát triển của máy tính Khái niệm cơ bản về kiến trúc máy tính Tìm hiểu bên trong máy tính Tìm hiểu bên trong bộ vi xử lý Tìm hiểu chương trình thực thi trên máy tính Kiến trúc máy tính là gì? Tại sao phải quan tâm? Phân loại như thế nào? Lịch sử phát triển của máy tính Cơ •Blaise Pascal (1642) •1642 - 1945 ENIAC (1946) 18.000 bóng đèn 1500 rơle 30 tấn 140 kw Transistor (1958) •Burroughs 6500 •NCR, CDC 6600 IC(Integrated Circuit) •LSI – VLSI •Xử lý song song Khái niệm cơ bản về kiến trúc máy tính Phần cứng Phần mềm hệ thống Phần mềm ứng dụng Phân loại Chức năng Máy tính chuyên dụng Máy tính nhúng Cấu trúc bộ xử lý RISC CISC Cấu tạo Von newmann Harvard Kiến trúc vonNeumann HUST-FET, 01/11/2013 10 Chương 1 – Thành phần cơ bản của máy tính Central Processing Unit (CPU) Memory (ROM/RAM) I/O Devices DRAM SRAM ROM EEPROM Flash Intel 80X86 Motorola 680X PowerPC ASIP … Màn hình Máy in Bàn phím Con chuột Ổ cứng Sensor, Actor … PCI PCIe SCSI USB … Bộ xử lý trung tâm CPU Bộ nhớ Memory Phối ghép vào/ra (I/O) Bus dữ liệu Bus địa chỉ Bus điều khiển Thiết bị vào/ra Kiến trúc Havard HUST-FET, 01/11/2013 11 Bộ xử lý trung tâm CPU Bộ nhớ dữ liệu Phối ghép vào/ra (I/O) Bus dữ liệu Bus địa chỉ Bus điều khiển Thiết bị vào/ra Bus địa chỉ Bus điều khiển Bus dữ liệu Bộ nhớ lệnh [...]... Answer: Không thể tăng công suất tiêu thụ Cần cải thiện hiệu suất nguồn Cách tốt nhất là sử dụng tất cả transistors nhàn rỗi Kiến trúc máy tính Chương I – b: Tổng quan về môn học Bài học bắt đầu từ các câu hỏi Khối nào nằm bên trong máy tính? – Processor (CPU) – Memory (RAM) – Input / Output (keyboard, network, monitor, printer) – Storage (hard disk) Cấu tạo của máy tính Cấu tạo bộ xử lý Bộ xử lý... là gì ? Big processor cores (Lõi xử lý lớn): Hiệu năng tính toán cao Little processor cores (Lõi xử lý nhỏ): Năng lượng tiêu thụ thấp Big Little From ARM Tại sao phát triển lõi big.Little? Pin điện thoại sẽ dùng được lâu nhất có thể Kiến trúc LITTLE và BIG LITTLE • Đơn giản • Ít các đơn vị chức năng • Xử lý chậm • Đường ống ngắn BIG • Phức tạp • Nhiều đơn vị chức năng • Đường ống dài • Xử lý nhanh.. .Kiến trúc RISC (Reduce Instruction Set Computer) DEC Alpha, AMD 29k, ARC, ARM, Atmel AVR, MIPS, PA-RISC, Power(PowerPC), SuperH, và SPARC ARM (Acorn RISC Machine) MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) Có bao nhiêu SV biết về ARM? Hãy tra wikipedia để có khái niệm sơ bộ về ARM From ARM Các máy tính nhúng thông dụng nhất trên thế giới... 000000 00100 00010 0001000000100000 ,,, HUST-FET, 01/11/2013 Các khối xử lý cơ bản Bộ xử lý cơ bản: Bộ nhớ, Khối điều khiển, Khối tính toán Bộ xử lý hoạt động thế nào? Bộ xử lý làm gì? – 1 Tải lệnh – 2 Tìm ra toán tử nào phải thực thi – 3 Tìm ra dữ liệu nào sử dụng – 4 Thực hiện tính toán – 5 Tìm ra lệnh tiếp theo Lặp đi lặp lại quá trình 1: Tải giá trị r0 (i) từ bộ nhớ (location 7) 2: Trừ 2 từ r0(i)... tính? – Processor (CPU) – Memory (RAM) – Input / Output (keyboard, network, monitor, printer) – Storage (hard disk) Cấu tạo của máy tính Cấu tạo bộ xử lý Bộ xử lý cơ bản: Bộ nhớ, Khối điều khiển, Khối tính toán 6 Ví dụ: Biên dịch chương trình High-level language program (in C) swap (int v[], int k) (int temp; one-to-many C compiler temp = v[k]; v[k] = v[k+1]; v[k+1] = temp; ) Assembly language program . cơ bản về kiến trúc máy tính Phần cứng Phần mềm hệ thống Phần mềm ứng dụng Phân loại Chức năng Máy tính chuyên dụng Máy tính nhúng Cấu trúc bộ xử lý RISC CISC Cấu tạo Von newmann. trúc máy tính Tìm hiểu bên trong máy tính Tìm hiểu bên trong bộ vi xử lý Tìm hiểu chương trình thực thi trên máy tính Kiến trúc máy tính là gì? Tại sao phải quan tâm? Phân loại. / ra Tại sao lại dùng MIPS? Tôi không sở hữu máy tính MIPS… MIPS đơn giản, x86 thì không Nội dung chương 1 Lịch sử phát triển của máy tính Khái niệm cơ bản về kiến trúc máy tính