Bài giảng Kiến trúc máy tính - Phạm Quang Dũng

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG Phạm Quang Dũng Bộ môn Khoa học máy tính - Khoa CNTT Trường Đại học Nông nghiệp I – Hà Nội website: www.hau1.edu.vn/it/pqdung ĐT: (04) 8766318 DĐ: 0988.149.189 Chương 1: Giới thiệu chung Nội dung chương 1 1.1. Máy tính và phân loại 1.2. Kiến trúc máy tính 1.3. Sự tiến hoá của máy tính Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.2 Chương 1: Giới thiệu chung 1.1. Máy tính và phân loại Chương 1: Giới thiệu chung Mô hình máy tính cơ bản 1. Máy tính ⑥ Máy tính (Computer) là thiết bị điện tử thực hiện các công việc sau: ④ Nhận thông tin vào, ④ Xử lý thông tin theo dãy các lệnh được nhớ sẵn bên trong, ④ Đưa thông tin ra. ⑥ Dãy các lệnh nằm trong bộ nhớ để yêu cầu máy tính thực hiện công việc cụ thể được gọi là chương trình (program) ⮳Máy tính hoạt động theo chương trình. Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.3 Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.4 1 Chương 1: Giới thiệu chung Mô hình phân lớp của máy tính Chương 1: Giới thiệu chung 2. Phân loại máy tính Người sử dụng (End User) Người lập trình (Programmer) ⑥ Phân loại truyền thống: ④ Máy vi tính (Microcomputer) Các chương trình ứng dụng (Application Programs) Các phần mềm trung gian (Utilities) Hệ điều hành (Operating System) Người thiết kế HĐH (OS Designer) ④ Máy tính nhỏ (Minicomputer) ④ Máy tính lớn (Mainframe Computer) ④ Siêu máy tính (Supercomputer) Phần cứng (Computer Hardware) ⑥ Phần cứng: hệ thống vật lý của máy tính ⑥ Phần mềm: các chương trình và dữ liệu Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.5 Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.6 Chương 1: Giới thiệu chung Phân loại máy tính hiện đại Chương 1: Giới thiệu chung Máy tính để bàn (Desktop) ⑥ Máy tính để bàn (Desktop Computers) ⑥ Máy chủ (Servers) ⑥ Máy tính nhúng (Embedded Computers) ⑥ Là loại máy tính phổ biến nhất ⑥ Các loại máy tính để bàn ④ Máy tính cá nhân (Personal Computer – PC) ④ Máy tính trạm làm việc (Workstation Computer) ⑥ 1981 ⮳IBM giới thiệu máy tính IBM-PC sử dụng bộ xử lý Intel 8088 ⑥ 1984 ⮳ Apple đưa ra máy tính Macintosh sử dụng bộ xử lý Motorola 68000 ⑥ Giá thành: 300USD đến 10.000USD Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.7 Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.8 2 Chương 1: Giới thiệu chung Máy chủ (Server) Chương 1: Giới thiệu chung Máy tính nhúng (Embedded Computer) ⑥ Thực chất là máy phục vụ ⑥ Dùng trong mạng theo mô hình Client/Server (Khách hàng/Người phục vụ) ⑥ Tốc độ và hiệu năng tính toán cao ⑥ Được đặt trong thiết bị khác để điều khiển thiết bị đó làm việc ⑥ Được thiết kế chuyên dụng ⑥ Ví dụ: ④ Điện thoại di động ⑥ Dung lượng bộ nhớ lớn ⑥ Độ tin cậy cao ④ Bộ điều khiển trong máy giặt, điều hoà nhiệt độ ⑥ Giá thành: hàng chục nghìn đến hàng chục triệu USD. ④ Router - bộ định tuyến trên mạng ⑥ Giá thành: Vài USD đến hàng trăm nghìn USD. Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.9 Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.10 Chương 1: Giới thiệu chung 1.2. Kiến trúc máy tính Kiến trúc máy tính bao gồm hai khía cạnh: ⑥ Kiến trúc tập lệnh (Intruction Set Architecture): nghiên cứu máy tính theo cách nhìn của người lập trình. Chương 1: Giới thiệu chung Kiến trúc tập lệnh Kiến trúc tập lệnh của máy tính bao gồm: ⑥ Tập lệnh: tập hợp các chuỗi số nhị phân mã ⑥ Tổ chức máy tính (Computer Organization): nghiên cứu cấu trúc phần cứng máy tính. ⮳ Kiến trúc tập lệnh thay đổi chậm, tổ chức máy tính thay đổi rất nhanh. Ví dụ: Các máy tính PC dùng các bộ xử lý Intel 32-bit từ 80386 đến Pentium 4: hoá cho các thao tác mà máy tính có thể thực hiện. ⑥ Các kiểu dữ liệu: các kiểu dữ liệu mà máy tính có thể xử lý. ④ Cùng chung kiến trúc tập lệnh (IA-32) ④ Có tổ chức khác nhau Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.11 Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.12 3 Chương 1: Giới thiệu chung Cấu trúc cơ bản của máy tính Chương 1: Giới thiệu chung Các thành phần cơ bản của máy tính ⑥ Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit): Điều khiển hoạt động của máy tính và xử lý dữ liệu. ⑥ Bộ nhớ chính (Main Memory): Chứa các chương trình và dữ liệu đang được sử dụng. ⑥ Hệ thống vào ra (Input/Output System): Trao đổi thông tin giữa máy tính với bên ngoài. ⑥ Liên kết hệ thống (System Interconnection): Kết nối và vận chuyển thông tin giữa các thành phần với nhau. Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.13 Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.14 Chương 1: Giới thiệu chung 1.3. Sự tiến hoá của máy tính Chương 1: Giới thiệu chung 1. Máy tính dùng đèn điện tử ⑥ Thế hệ thứ nhất: Máy tính dùng đèn điện tử ⑥ ENIAC - Máy tính điện tử đầu tiên chân không (1943-1956) ④ Electronic Numerical Intergator And Computer ⑥ Thế hệ thứ hai: Máy tính dùng transistor ④ Dự án của Bộ Quốc phòng Mỹ (1957-1965) ⑥ Thế hệ thứ ba: Máy tính dùng vi mạch SSI, MSI và LSI (1966-1980) ⑥ Thế hệ thứ tư: Máy tính dùng vi mạch VLSI, SLSI (1981-nay) http://www.computerhistory.org/timeline/timeline.php ④ Do John Mauchly và John Presper Eckert ở Đại học Pennsylvania thiết kế. ④ Bắt đầu từ năm 1943, hoàn thành năm 1946 Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.15 Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.16 4 Chương 1: Giới thiệu chung ENIAC (tiếp) Chương 1: Giới thiệu chung ENIAC (tiếp) ⑥ Nặng 30 tấn ⑥ Kích thước 140 m2 ⑥ 18000 đèn điện tử và 1500 rơle ⑥ 5000 phép cộng/giây ⑥ Xử lý theo số thập phân ⑥ Bộ nhớ chỉ lưu trữ dữ liệu ⑥ Lập trình bằng cách thiết lập vị trí của các chuyển mạch và các cáp nối. Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.17 Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.18 Chương 1: Giới thiệu chung ENIAC (tiếp) Chương 1: Giới thiệu chung Máy tính von Neumann ⑥ Còn gọi là máy tính IAS: ④ Princeton Institute for Advanced Studies ④ Được bắt đầu từ 1947, hoàn thành 1952 ④ Do John von Neumann thiết kế ④ Được xây dựng theo ý tưởng “chương trình được lưu trữ” (stored-program concept) của von Neumann/Turing (1945) Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.19 Phạm Quang Dũng Bài giảng Kiến trúc máy tính 1.20 5 ... - tailieumienphi.vn