Xem mẫu
- Kiến trúc máy tính
NGUYỄN Ngọc Hoá
Department of Information Systems,
University of Engineering & Technology,
Vietnam National University, Hanoi
7 September 2015 Hoa.Nguyen@vnu.edu.vn
- Giới thiệu môn học
Môn học:
Kiến trúc máy tính
Computer Architecture
Phân bố giờ học : 3 tín chỉ
30 giờ lý thuyết
12 giờ bài tập & ôn tập
3 giờ thảo luận trên lớp
Giảng viên: Nguyễn Ngọc Hoá
Phòng 311-E3
Điện thoại: 37547.813
Email: Hoa.Nguyen@vnu.edu.vn
Lớp trưởng môn học
Bach Van Thuần, 0963.131.293 , thuanbv2203@gmail.com
Phan Thi Hà Trang, 096.991.7887, hatrang1921@gmail.com
Computer Architecture –
–Department
Department of
ofInformation
Information Systems
Systems @
@Hoá
NGUYỄN
NGUYEN
Ngọc Hoá 2
- Mục tiêu
Trang bị kiến thức cơ bản về kiến trúc và tổ chức máy tính,
sơ lược quá trình phát triển ngành công nghiệp máy tính,
Nắm bắt hoạt động và tổ chức của các bộ phận chính trong
máy tính (CPU, bộ nhớ, thiết bị vào/ra, hệ thống liên kết)
đặc biệt là bộ nhớ và CPU,
Hiểu rõ về ảnh hưởng của tập lệnh và kiểu đánh địa chỉ đến
hiệu năng của một máy tính computer, về quan hệ lẫn nhau
giữa tập lệnh, kiểu địa chỉ, pipeline và những phân cấp của
bộ nhớ (cache, chính, ảo),
Nắm bắt được một số kiến trúc hiện đại cải thiện được hiệu
năng máy tính (kiến trúc x86-64, kỹ thuật siêu luồng, đa
luồng đồng thời, đa lõi,...)
Computer Architecture –
–Department
Department of
ofInformation
Information Systems
Systems @
@Hoá
NGUYỄN
NGUYEN
Ngọc Hoá 3
- Chuẩn đầu ra của môn học
Mục tiêu
Bậc 1 Bậc 2 Bậc 3
Nội dung
1. Kiến thức
(cho phép đạt được những yêu cầu 1.4 của ma trận chuẩn đầu ra
ngành HTTT và CNTT)
Nắm được kiến thức cơ bản về kiến trúc và tổ chức của máy tính, sơ lược
quá trình phát triển ngành công nghiệp máy tính. x
Hiểu được tổ chức và cơ chế hoạt động của các thành phần chính trong
máy tính, đặc biệt là bộ nhớ và CPU; x
Làm chủ được những điểm quan trọng trong quản lý bộ nhớ như các
phương pháp ánh xạ giữa hai loại bộ nhớ, kỹ thuật thay thế, chính sách x
ghi, ...
Hiểu và vận dụng được những vấn đề nổi bật trong kiến trúc CPU như tập
lệnh, kiểu đánh địa chỉ, kỹ thuật pipeline, .. x
Phân tích và đánh giá được hiệu năng của máy tính nói chung, xác định
được ảnh hưởng khi một trong những yếu tố quan trọng trong kiến trúc
thay đổi đến hiệu năng của máy tính, biết cách xây dựng giải pháp nâng x
cao hiệu năng tính toán tuỳ theo ngữ cảnh
2. Kỹ năng
2.1 Kỹ năng cứng
2.1.2. Kỹ năng lập luận tư duy và giải quyết vấn đề
2.1.3. Kỹ năng nghiên cứu và khám phá kiến thức x
2.1.4. Kỹ năng tư duy theo hệ thống
2.2 Kỹ năng mềm
x
2.2.1. Các kỹ năng cá nhân
Computer Architecture –
–Department
Department of
ofInformation
Information Systems
Systems @
@Hoá
NGUYỄN
NGUYEN
Ngọc Hoá 4
- Chương trình học
1. Nhập môn T1 2. Tổ chức cơ bản máy tính T2
Khái niệm chung Khái niệm điều khiển theo
Kiến trúc và tổ chức chương trình
Cấu trúc và chức năng Nguyên lý Von Neuman
Lịch sử phát triển Thành phần chính của máy tính
Mô hình máy tính của Von Neuman CPU
Phân loại kiến trúc Bộ nhớ,
Hiệu năng và luật Moore Thiết bị vào/ra
Một số kiến trúc máy tính hiện đại Hệ thống liên kết
Kiến trúc x86 và x86-64 Chức năng của máy tính
Kiến trúc UltraSparc Khái niệm chung
Bài tập Chu trình lệnh
Sơ đồ trạng thái chu trình không
có ngắt và có ngắt
Bài tập
Computer Architecture –
–Department
Department of
ofInformation
Information Systems
Systems @
@Hoá
NGUYỄN
NGUYEN
Ngọc Hoá 5
- Chương trình học…
3. Hệ thống liên kết T3 4. Bộ nhớ và các hệ thống
Mô hình liên kết thành phần lưu trữ T456
trong máy tính Khái niệm và chiến thuật
Khái niệm bus phân cấp bộ nhớ
Tổ chức và chức năng Các đặc điểm của bộ nhớ
Kiến trúc truyền thống Bộ nhớ chính
Kiến trúc hiệu năng cao Bộ nhớ cache
Các đặc điểm của bus Bộ nhớ ngoài
Kiểu bus
Bài tập
Độ rộng bus
Kiểu truyền dữ liệu
Timing
Kỹ thuật phân xử (arbitrage)
Bài tập & Kiểm tra
Hiệu năng giữa kỳ T7
Ví dụ với PCI bus
Computer Architecture –
–Department
Department of
ofInformation
Information Systems
Systems @
@Hoá
NGUYỄN
NGUYEN
Ngọc Hoá 6
- Chương trình học…
5. Các thiết bị vào/ra T8 6. Số học máy tính T9
Các thiết bị bên ngoài Tổng quan về đơn vị số
I/O Modules học và logic - ALU
Truy cập bộ nhớ trực tiếp Biểu diễn thông tin số
Kênh I/O và processors Khái niệm thông tin số
Biểu diễn ký tự
Bài tập
Biểu diễn số nguyên
Biểu diễn số thực
Logic số
Mạch kết hợp
Bộ số học và logic
Mạch tuần tự
Bài tập
Computer Architecture –
–Department
Department of
ofInformation
Information Systems
Systems @
@Hoá
NGUYỄN
NGUYEN
Ngọc Hoá 7
- Chương trình học...
7. Kiến trúc bộ vi xử lý 8. Cấu trúc và chức năng
T10-11 CPU T12-13
Khái niệm Cấu trúc CPU
Biểu diễn lệnh Chu trình lệnh
Định dạng (format) lệnh Pipeline
Phân loại lệnh CISC & RISC
Các phương pháp đánh địa chỉ Superscalar
Ví dụ với các kiến trúc thường Bài tập
gặp
Intel – x86
AMD – x86-64
ARM
PowerPC
Computer Architecture –
–Department
Department of
ofInformation
Information Systems
Systems @
@Hoá
NGUYỄN
NGUYEN
Ngọc Hoá 8
- Chương trình học...
9. Xử lý song song và đa lõi T14
Một số mô hình tổ chức đa CPU
SISD
SIMD
MISD
MIMD
Đa luồng đồng thời - SMT và siêu luồng HyperThreading
SMP và Cluster
Mô hình tổ chức hệ thống máy tính đa lõi (multicores)
Core i7
ARM11 MPCore
10. Chữa bài tập và ôn tập chung T15
Computer Architecture –
–Department
Department of
ofInformation
Information Systems
Systems @
@Hoá
NGUYỄN
NGUYEN
Ngọc Hoá 9
- Đánh giá
Kiểm tra giữa môn: ME 40%
Kiểm tra hết môn: FE 60%
Điểm môn học = 40%ME + 60%FE
Computer Architecture –
–Department
Department of
ofInformation
Information Systems
Systems @
@Hoá
NGUYỄN
NGUYEN
Ngọc Hoá 10
- Tài liệu tham khảo
William Stallings, Computer Organization and
Architecture, 10th Edition, Prentice Hall, 2015
John L. Hennessy & David A. Patterson, Computer
Architecture, A quantitative approach, 5th Edition,
Morgan Kaufmann, 2011
BBC : KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CLC (1516_I_INT2205_4)
http://bbc.vnu.edu.vn/webapps/portal/frameset.jsp?tab_id=_2_1&url=%2fwebap
ps%2fblackboard%2fexecute%2flauncher%3ftype%3dCourse%26id%3d_2194_
1%26url%3d
Computer Architecture –
–Department
Department of
ofInformation
Information Systems
Systems @
@Hoá
NGUYỄN
NGUYEN
Ngọc Hoá 11
nguon tai.lieu . vn