HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN Giảng viên: TS. Hoàng Xuân Dậu Điện thoại/E-mail: dauhx@ptit.edu.vn Bộ môn: Khoa học máy tính - Khoa CNTT1 CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 2 CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Hesham El-Rewini and Mostafa Abd-El-Barr, Advanced Computer Architecture and parallel processing, John Wiley & Sons, 2005. 2. William Stallings, Computer Organization and Architecture, 8 th edition, Prentice Hall, 2010. 3. Kai Hwang, Advanced Computer Architecture, McGraw-Hill, 2003. 4. Hoàng Xuân Dậu, Bài giảng Kiến trúc máy tính, Học viện Công nghệ BC-VT, 2010. 5. MIT, Giáo trình Computer System Architecture, mã 6.823. 6. Hồ Khánh Lâm, Giáo trình kỹ thuật vi xử lý, NXB Bưu Điện, 2007. BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 3 CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG TÀI LIỆU THAM KHẢO  Trang web của môn học: http://www.travelvisatousa.com/cntt.ptit/ktmt-tt/  Slides  Tài liệu tham khảo  Bài tập  Điểm thành phần  Emails liên hệ:  dauhx@ptit.edu.vn  dauhoang@gmail.com BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 4 CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC Làm bài tập/viết tiểu luận theo nhóm : 20% Trình bày và trả lời câu hỏi bài tập/tiểu luận: 30% Kiểm tra kết thúc môn học: 50% BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 5 CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG NỘI DUNG MÔN HỌC 1. Giới thiệu chung 2. Kỹ thuật đường ống lệnh 3. Các loại kiến trúc tập lệnh (ISA) 4. Hệ thống nhớ, bộ nhớ cache và bộ nhớ ảo 5. Các kiến trúc bus tiên tiến 6. Các kiến trúc song song trong máy tính 7. Các kiến trúc nhiều lõi BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 6 CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG NỘI DUNG CHƯƠNG 1 1. Khái niệm kiến trúc và tổ chức máy tính 2. Cấu trúc và chức năng của máy tính 3. Lịch sử phát triển máy tính 4. Kiến trúc von-Neumann 5. Kiến trúc Harvard 6. Tổ chức của các máy tính hiện đại 7. Định luật Moore về sự phát triển công nghệ máy tính. BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 7 CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 KIẾN TRÚC & TỔ CHỨC MÁY TÍNH Kiến trúc và tổ chức máy tính là 2 khái niệm cơ bản của công nghệ máy tính.  Tổ chức máy tính (Computer organization) là khoa học nghiên cứu về các bộ phận của máy tính và phương thức làm việc của chúng;  Kiến trúc máy tính (Computer architecture) là một khoa học về lựa chọn và kết nối các thành phần phần cứng của máy tính nhằm đạt được các yêu cầu: • Hiệu năng / tốc độ (performance): nhanh  tốt • Chức năng (functionality): nhiều tính năng  tốt • Giá thành (cost): rẻ  tốt BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 8 CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TRONG XÂY DỰNG BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 9 CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 KIẾN TRÚC & TỔ CHỨC MÁY TÍNH (tiếp) BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 10 CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 KIẾN TRÚC & TỔ CHỨC MÁY TÍNH (tiếp)  Ba thành phần cơ bản của kiến trúc máy tính: i. Kiến trúc tập lệnh (Instruction set architecture - ISA) là hình ảnh trừu tượng của máy tính ở mức ngôn ngữ máy (hợp ngữ). Kiến trúc tập lệnh gồm: • Tập lệnh • Các chế độ địa chỉ bộ nhớ • Các thanh ghi • Các khuôn dạng địa chỉ và dữ liệu [...]... KIẾN TRÚC von-NEUMANN Kiến trúc von-Neumann cổ điển www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 32 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1.4 KIẾN TRÚC von-NEUMANN Kiến trúc von-Neumann hiện đại www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 33 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH... khác như đa xử lý GIẢNG VIÊN: TS HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 12 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1.2 CẤU TRÚC & CÁC THÀNH PHẦN CHỨC NĂNG Sơ đồ khối chức năng của hệ thống máy tính www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 13 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN CHƯƠNG 1 – GIỚI... www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 16 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1.2 CẤU TRÚC & CÁC THÀNH PHẦN CHỨC NĂNG Bộ nhớ trong (Internal Memory): www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 17 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1.2 CẤU TRÚC... www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 30 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1.3 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN Thế hệ 5: Vi xử lý Intel Core 2 Quad www.ptit.edu.vn Vi xử lý Intel Atom GIẢNG VIÊN: TS HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 31 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1.4 KIẾN... bus) - Bus C www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 20 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1.2 CẤU TRÚC & CÁC THÀNH PHẦN CHỨC NĂNG Bus hệ thống: PCI bus www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 21 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG... 6000, IBM RT, Cray 2 XMP www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 28 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1.3 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN Thế hệ 4: Cray 2 XMP www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 29 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1.3 LỊCH... www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 22 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1.3 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN  Thế hệ 1 (1944-1959): - ENIAC www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 23 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1.3 LỊCH SỬ PHÁT... www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 26 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1.3 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN Thế hệ 3: UNIVAC 9400 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 27 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1.3 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN Thế...BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 KIẾN TRÚC & TỔ CHỨC MÁY TÍNH (tiếp) ii Vi kiến trúc (micro-architecture), còn được gọi là tổ chức máy tính là mô tả về hệ thống ở mức thấp, liên quan đến các vấn đề: • • www.ptit.edu.vn Các thành phần phần cứng của máy tính kết nối với nhau như thế nào? Các thành phần phần cứng của máy tính tương tác với nhau...  CPU ghi kết quả thực hiện lệnh vào bộ nhớ (nếu có) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 35 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1.5 KIẾN TRÚC HARVARD Sơ đồ kiến trúc Harvard www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 36 . XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 11 CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1. 1 KIẾN TRÚC & TỔ CHỨC MÁY TÍNH (tiếp) ii. Vi kiến trúc (micro-architecture), còn được gọi là tổ. HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 2 CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Hesham El-Rewini and Mostafa Abd-El-Barr, Advanced Computer Architecture and. www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Trang 10 CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1. 1 KIẾN TRÚC & TỔ CHỨC MÁY TÍNH (tiếp)  Ba thành phần cơ bản của