Tuần 1: Các khái niệm cơ bản - Kiến trúc máy tính II | Trường Đại học CNTT Thành Phố Hồ Chí Minh

Tuần 1: Các khái niệm cơ bản - Kiến trúc máy tính II | Trường Đại học CNTT Thành Phố Hồ Chí Minh được được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn sinh viên cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!

Thông tin:
46 trang 8 tháng trước

Bình luận

Vui lòng đăng nhập hoặc đăng ký để gửi bình luận.

Tuần 1: Các khái niệm cơ bản - Kiến trúc máy tính II | Trường Đại học CNTT Thành Phố Hồ Chí Minh

Tuần 1: Các khái niệm cơ bản - Kiến trúc máy tính II | Trường Đại học CNTT Thành Phố Hồ Chí Minh được được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn sinh viên cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!

88 44 lượt tải Tải xuống
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
GIỚI THIỆU MÔN HỌC
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
Giảng viên: PGS.TS. Vũ Đức Lung Kênh
liên lạc qua: UIT-E Learning, Team
lungvd@uit.edu.vn
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 1
1
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
2
1. Giới thiệu m n học.
2. Mục tiŒu m n học.
3. Nội dung m n học.
4. CÆc th nh phần ánh giÆ m n học.
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 3
NỘI DUNG
1.
Giới thiệu
m n
học
.
2.
Mục
học
.
3.
Nội
dung m n
học
.
4.
CÆc th nh
phần ánh
giÆ m n
học
.
2
NỘI DUNG
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
3
4
Số tín chỉ: 3.
Phụ trách: Khoa Kỹ thuật Máy tính.
Môn học trước: PH002 Nhập môn Mạch số, IT001 Nhập
môn Lập trình.
Giáo trình: Patterson, D. A., and J. L. Hennessy.
Computer Organization and Design:
TheHardware/Software Interface, 4-th ed. San Mateo,
CA: Morgan Kaufman, 2009.
1
.
Giớithiệu
mn
học
(1
/
2)
Môn học này trình bày kiến thức cơ bản v kiến trĀc
máy tính bao gồm:
Lịch sử và công nghệ máy tính.
Thành phần cấu tạo, quy tắc hoạt ộng, kiến trĀc tập lệnh và
hiệu suất của một máy tính.
Lập trình hợp ngữ.
Thiết kế datapath cơ bản và cơ chế pipeline của CPU.
4
1
.
Giớithiệu
mn
học
(2
/
2)
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
Sách tham khảo: Giáo trình kiến trúc máy tính, V Đức
Lung, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh,
2009
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 5
5
6
Nắm ược cÆch thức m mÆy t nh thực thi một chương
tr nh phần m m (Microsoft Office, Flappy Bird,
Facebook, Grab, …).
NỘI DUNG
1.
Giới thiệu
m n
học
.
2.
Mục
học
.
3.
Nội
dung m n
học
.
4.
CÆc th nh
phần ánh
giÆ m n
học
.
6
2
.
Mục
tiŒumn
học
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
C khả năng tối ưu h a knăng lập tr nh cải thiện tốc
thực thi của chương tr nh.
Hiểu ược quy tr nh thiết kế ược một mÆy t nh bản v
tối ưu thiết kế ể c thể cải thiện hiệu suất của mÆy t nh.
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 7
7
8
NỘI DUNG
1.
Giới thiệu
m n
học
.
2.
Mục
học
.
3.
Nội
dung m n
học
.
4.
CÆc th nh
phần ánh
giÆ m n
học
.
8
3
.
Nội
dung mn
học
(1
/
2)
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
Tuần 1: Máy tính − Các khái niệm & Công nghệ.
Tuần 2: Hiệu suất máy tính.
Tuần 3: Kiến trĀc tập lệnh.
Tuần 4: Kiến trĀc tập lệnh (tiếp theo).
Tuần 5: Kiến trĀc tập lệnh (tiếp theo).
Tuần 6: Kiến trĀc tập lệnh (tiếp theo).
Tuần 7: Các phép toán số học trong máy tính.
Tuần 8: Ôn tập.
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 9
9
10
3
.
Nội
dung mn
học
(2
/
2)
Tuần
9:
CÆc phØp toÆn
số
học
trong mÆy t nh (
tiếp
theo).
Tuần
10:
Datapath trong
bộ xử
l .
Tuần
11:
Datapath trong
bộ xử
l (
tiếp
theo).
Tuần
Datapath trong
12:
bộ xử
l (
tiếp
theo).
Tuần
13:
Kỹ
thuật
ống
dẫn
.
Tuần
14:
Kỹ
thuật
ống
dẫn
(
tiếp
theo).
Tuần
15:
n
tập
v
kết
thœc m n
học
.
10
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
1. Giới thiệu m n học.
2. Mục tiŒu m n học.
3. Nội dung m n học.
4. CÆc th nh phần ánh giÆ m n học.
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 11
11
NỘI DUNG
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
Thành phần ánh giá
Tỉ lệ (%)
QuÆ tr nh (kiểm tra trŒn
lớp, b i tập, ồ Æn, …)
30%
Kiểm tra giữa k
20%
Kiểm tra cuối k
50%
12
12
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
Tuần1
M`Y T˝NH
CÁC KHÁI NIỆM VÀ CÔNG NGHỆ
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 13
4
. CÆcthnh
phần
ánh
giÆmn
học
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
13
14
1. Lịch sử phÆt triển của mÆy t nh.
2. Ph n loại mÆy t nh.
3. CÆc lớp thực thi bŒn trong mÆy t nh.
4. CÆc chức năng v th nh phần cơ bản của mÆy t nh.
MỤC TIÊU
Giới thiệu
cÆc khÆi
niệm
bản
v
mÆy t nh v
cÆc c ng
nghệ
liŒn quan.
14
Slide
ược dịch
ược
iều
chnh
nhỏ, các hình
ược
lấy
từ
sách tham khảo:
Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface
,
Patterson, D. A., and J. L. Hennessy, Morgan Kaufman,
Revised Fourth
Edition, 2011.
NỘI DUNG
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 15
15
16
MÆy t nh l cuộc cÆch mạng thứ ba của n n văn minh cøng
với cuộc cÆch mạng v n ng nghiệp v c ng nghiệp)
NỘI DUNG
1.
Lịch
sử
phÆt
triển của
mÆy t nh.
2
. Ph n
loại
mÆy t nh.
3
. CÆc
lớp thực
thi bŒn trong mÆy t nh.
4
. CÆc
chức năng
v th nh
phần
c
ơ bản của
mÆy t nh.
16
1
.
Lịch
sử
phÆt
triểncủa
mÆytnh(1/5)
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
Thế hệ 0: Máy
chuyển ộng cơ học.
dụ: Máy sai phân No.2
- Ra ời năm 1849.
- Kết quả tính toán dựa trên
các bảng tra.
Nguồn:
https://en.wikipedia.org/wiki/Di fferenc03/2017 e_engine Copyrights
2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 17
17
18
1
.
Lịch
sử
phÆt
triểncủa
mÆytnh(2/5)
Thế hệ
1:
MÆytnh
sử
dụng
cng
èn
nghệ
chnkhng.
V
dụ
:
MÆyEDVAC
-
Ra
ờinăm
1949
-
6000
èn
chnkhng
-
PhØptoÆn: +, -, *, /
-
Kchth
ước
:
45m
2
,
nặng
7.8
tấn
-
GiÆ: 500,000 USD
Nguồn
:
https://en.wikipedia.org/wik
i
/EDVA
C
18
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
Nguồn:https03/2017://en.wikipedia.org/wiki/IBM_7090#IBM_Copyrights 2017 CE-UIT. All
Rights Reserved.7094 19
19
1
.
Lịch
sử
phÆt
triểncủa
mÆytnh(3/5)
Thế hệ
2:
MÆytnh
sử
dụng
transistor.
V
dụ
:
MÆyIBM
7094
-
Ra
ờinăm
1962
-
Bộ
nhớ
:
32 K word (16 bit
)
-
Chu
kỳ
:
2 s
-
GiÆ: ~3
triệu
USD
(
tương
ương
19
triệu
2018)
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
20
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 21
1
. Lịch sử phát triển của máy tính (4/
5)
Thế hệ 3: Máy tính sử dụng công nghệ mạch tích
hợp.
Ví dụ: IBM System/360/22
-
Ra ời năm 1971
-
Chu kỳ: 0.75 µs
-
GiÆ: 246,000 USD
-
Nặng 680 kg
Nguồn: https://en.wikipedia.org/wiki/IBM_System/360_Model_22
20
1
. Lịch
sử
pháttriểncủamáytính(5/5)
Thế hệ
4:
MÆytnh
sử
dụng
cng
nghệ
VLSI.
V
dụ
:
SiŒumÆytnhIBM Summit
-
Ra
ờinăm
2018
-
Tốcộ
:
148.6 petaflops
V
dụ: MacBook Pro 15’ 2019
-
Tốcộ
:
2.6 Ghz
-
GiÆ: 2,399 USD
Nguồn
:
https://en.wikipedia.org/wiki/MacBook_Pro
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
21
22
1. Chu kỳ clock của mÆy t nh IBM 7094 l bao nhiŒu?
A. 2 s
B. 0.75 s
C. 2.6 Ghz
D. 146.8 petaflop
2. KhÆi niệm chương tr nh ược lưu trữ bắt ầu từ thế hệ
mÆy t nh n o?
A. Thế hệ 0 B. Thế hệ 1 C. Thế hệ 2
Đọc
thŒm
MÆy t nh c
ch
ương
tr nh
ược
lưu
trữ
:
https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_computing_har
dware#Stored-program_computer
22
Quiz (1/2)
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
D. Thế hệ 3
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 23
23
24
CÆc mÆy t nh hiện ại ã giải quyết ược cÆc vấn n o sau
ây?
Điện toÆn ám m y
Mạng to n cầu
Dự bÆo thời tiết
Giải mª gene người
Quiz (1/2)
Đáp
Æ
n
1.
Chu
kỳ
clock
của
mÆy t nh IBM 7094 l bao nhiŒu?
A.
2
s
B.
0.75
s
C.
2.6
Ghz
D.
petaflop
146.8
2.
KhÆi
niệm
ch
ương
tr nh
ược
lưu
trữ
bắt ầu
từ thế
hệ
mÆy t nh n o?
A.
Thế hệ
0
B.
Thế hệ
1
C.
Thế hệ
2
D.
Thế hệ
3
24
Quiz (2/2)
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
T nh toÆn di ộng
M phỏng một mÆy t nh khÆc
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 25
25
26
1. Lịch sử phÆt triển của mÆy t nh.
Quiz (2/2)
Đáp
Æ
n
CÆc mÆy t nh
hiện ại
ã
giải quyết
ược
cÆc
vấn
n o
sau
ây
?
Điện
toÆn
ám
m y
Mạng
to n
cầu
Dự
bÆo
thời tiết
Giải
mª gene ng
ười
T nh toÆn di
ộng
M
phỏng một
mÆy t nh khÆc
26
NỘI DUNG
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
2. Ph n loại mÆy t nh.
3. CÆc lớp thực thi bŒn trong mÆy t nh.
4. CÆc chức năng v th nh phần cơ bản của mÆy t nh.
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 27
27
28
2
. Phn
loại
mÆytnh(1/5)
MÆy t nh
ược
sử
dụng
trong 3
lớp ứng
dụng
ch nh:
MÆy t nh cÆ nh n (Personal computers)
MÆy
chủ
(
Servers
)
MÆy t nh nhœng (Embedded computers)
28
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
29
2
. Phânloạimáytính(2/
5)
MÆytnhcÆnhn
Kchth
ước
:
nhỏgọn
Tốcộ
:
lŒn
ến
238,310
MIPS ở
GHz
3.0
Khảnăng
xử
l:
adụng
chocÆc
ứng
dụngvăn
phng,
họctập
,
giải
tr.
V
dụ
:
MÆytnh
bn, MÆytnh
xÆchtay
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
29
03/2017
2
. Phn
loại
mÆytnh(3/5)
MÆy
chủ
Kchth
ước
lớn
.
Tốcộ
:
lŒn
ến
petaflops
148.6
Khảnăng
xử
l: tnhtoÆn
với
tốcộ
siŒunhanh,
chnhxÆc
cựclớn
.
Khảnăng
l
ư
u
trữdữliệu
:
cực
lớn
.
30
Nguồn
:
https://en.wikipedia.org/wiki/Summit_(supercomputer
)
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
30
Ph n loại mÆy chủ (giÆ th nh v hiệu năng)
Low-end servers: Ứng dụng lưu trữ, doanh nghiệp nhỏ, dịch
vụ web, chi ph khoảng 1000$.
Supercomputers:
T nh toÆn kĩ thuật v khoa học phức tạp với hiệu năng cao
nhất.
H ng trăm ến h ng ng n bộ xử l , bộ nhớ k ch cỡ
gigabytes ến terabytes v khả năng lưu trữ dữ liệu terabytes
ến petabytes, chi ph h ng triệu ến h ng trăm triệu ôla.
Datacenter: ược sử dụng bởi những c ng ty như eBay, Google
cng chứa h ng ng n bộ xử l , với bộ nhớ h ng terabytes, v khả
năng lưu trữ h ng petabytes. Datacenter thường ược xem
như l cÆc cụm mÆy t nh lớn.
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 31
31
2
. Phn
loại
mÆytnh(4/5)
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
32
Classes of Computing Applications and Their
Characteristics (Phần 1.1 của GiÆo tr nh)
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 33
2
. Phn
loại
mÆytnh(5/5)
MÆytnhnhœng
Kchth
ước
nhỏgọn, ược
tch
hợp
bŒntrong
mộtthiếtbị
:
mÆy
giặt
, xe
hơi
,
iệnthoại, …
Tốcộ
xử
l: khng
cần
cao
(
th
ường
d
ưới
400
Mhz
).
Khảnăng
xử
l
:
ược
tốiư
u cho
một
số
chứcnăng
cụ
thể
.
V
dụ
:
Raspberry Pi
32
Đọc
thŒm
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
33
34
1. Chọn loại mÆy t nh Āng nhất cho cÆc phÆt biểu
sau:
a) T nh toÆn khoa học phức tạp v cao cấp
MÆy chủ (SiŒu mÆy t nh)
b) Chạy cÆc ứng dụng nhỏ phø hợp với a số người døng
MÆy t nh cÆ nh n (mÆy t nh ể b n, mÆy t nh xÆch tay)
c) Được tối ưu cho một ứng dụng cụ thể nhằm tối ưu c ng suất,
giÆ cả, năng lượng, …
Quiz
1.
Chọn loại máy
tính
Ān
g
nhất cho
các
phát biểu sau:
a)
Tính toán khoa học phức tạp và
cao cấp.
b)
Chạy
các
ứng dụng nhỏ phù hợp với
a
số
người
dùng.
c)
Được
tối ưu cho một ứng dụng
cụ
thể nhằm tối ưu công suất,
giá
cả, năng lượng, …
2.
1
terabyte và 1 petabyte lần lượt
bằng bao nhiêu byte?
34
Quiz
Đáp
Æ
n
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
MÆy t nh nhœng (trong cÆc mÆy giặt, tivi, l vi s ng, …) 2.
1 terabyte v 1 petabyte lần lượt bằng bao nhiŒu byte?
1 terabyte = 2
40
byte
1 petabyte = 2
10
terabyte = 2
50
byte
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 35
35
36
3. CÆc lớp thực thi bŒn trong mÆy t
nh
(1/2)
Phần m m ứng dụng
Được viết bằng ng n ngữ cấp cao (HLL)
NỘI DUNG
1.
Lịch
sử
phÆt
triển của
mÆy t nh.
2
. Ph n
loại
mÆy t nh.
3
. CÆc
lớp thực
thi bŒn trong mÆy t nh
4
. CÆc
chức năng
v th nh
phần
c
ơ bản của
mÆy t nh.
36
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
Phần m m hệ thống
Tr nh biŒn dịch: chuyển từ mª HLL sang
mª mÆy
Hệ i u h nh: Microsoft, Linux, MacOS
Xử l nhập/xuất: b n ph m, m n h nh,
Quản l bộ nhớ
Lập lịch v chia sẻ t i nguyŒn cho nhi u
chương tr nh chạy cøng lœc
Phần cứng
Bộ xử l , Bộ nhớ, CÆc bộ i u khiển I/O
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 37
37
38
3
. CÆc
lớpthực
thibŒntrongmÆytnh
(2
/
2)
38
Ngn
ngữ
cấp
cao
Gần
ngn
ngữ
tự
nhiŒn
của
con
ng
ười
Tốcộviết
nhanhvlinh
ộng
trong
việcsửachữa
Hợp
ngữ
(
Assembly
)
Sử
dụng
c
từ
gợinhớ
thaycho
cÆcmªmÆy
MªmÆy(Machine code)
Nhị
phn(bits)
Mªha
lệnh
v
dữliệu
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
From a High-Level Language to the
Language of
Hardware (Phần 1.2 của GiÆo tr nh)
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 39
39
Đọc
thŒm
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
40
1. Lớp phần m m n o nằm giữa phần cứng v cÆc chương
tr nh ứng dụng?
Chương tr nh hệ thống
2. Phần m m n o c chức năng chuyển từ ng n ngữ lập tr nh
cấp cao xuống mª mÆy?
Tr nh biŒn dịch
3. Hệ thống số n o ược sử dụng trong cÆc mÆy t nh hiện
ại?
Hệ thống số nhị ph n (0 v 1)
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 41
Quiz
1.
Lớp phần m m
n o
nằm giữa phần cứng
v cÆc ch
ương
tr nh
ứng
dụng
?
2.
Phần m m
n o c
chức năng chuyển
từ
ng n
ngữ
lập
tr nh
cấp
cao
xuống
mª mÆy?
3.
Hệ
thống
số
n o
ược
sử
dụng
trong cÆc mÆy t nh
hiện
ại
?
40
Quiz
Đáp
Æ
n
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
41
42
4. CÆc chức năng v th nh phần bản của mÆy t
nh
a. Tổng quan về cÆc th nh phần cơ bản của mÆy t
nh
b. Bộ vi xử l
c. Bộ nhớ
d. Mạng mÆy t nh
e. C ng nghệ chế tạo chip
NỘI DUNG
1.
Lịch
sử
phát triển của máy tính.
2.
Phân
loại
máy tính.
3.
Các lớp thực thi bên trong máy tính.
4.
Các chức năng
thành phần cơ bản của máy tính.
42
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
f. Ảnh m u
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 43
43
44
Tổng
quan
v
cÆcthnh
phần
c
ơbảncủa
mÆytnh(1/7)
Phầncứngcủamột
mÆytnh
bất
kỳ
thựchiệnnhữngchứcnăng
bản
sau:
Nhập
dữ
liệu
Xuất
dữ
liệu
Lưutrữ
dữ
liệu
Xử
l
dữ
liệu
Năm
thnh
phần
căn
bảncủa
mÆytnhbao
gồm
:
Ngı
nhập
)
(
Input
Ngı
xuất
(
Output
)
Bộ
nhớ
(
Memory
)
Đường
dữ
liệu
(
Datapath
)
Khối
iềukhiển
(
Control
)
Data path vControl
thường
ượckếthợplạivới
n
gọi
bộ
xử
l(Processor)
44
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 45
45
Bộ
xử
l(Processor):
Nhận
lệnh
v
dữ
liệu
từ
bộnhớể
xử
l.
Ngı
nhập
(
input
)
ghi
dữ
liệu
vo
bộnhớ
v
ngı
xuất
(
output
)
ọc
dữ
liệu
ra
từ
bộ
nhớ
.
Bộ
nhớ
Memory
(
):
L
ưu
trữ
chương
trnh
angchạy
v
dữliệucầnbởichương
trnh
ó
.
Tổng
quan
v
cÆcthnh
phần
c
ơbảncủa
mÆytnh(2/7)
Tổng
quan
v
cÆcthnh
phần
c
ơbản
của
mÆytnh(3/7)
46
Thùngmáy(Case)chứa
bộ
xử
các
thiết
bị
I/Okhác
Các
ngoại
thành
phần
vi
(
peripheralshoặcI/O)thường
gặpcủamáytínhgồm:
Thiết
bị
nhập(Inputdevice):
chuột
(
mouse),
bàn
phím
keyboard
(
)
Thiết
bị
xuất
(
Output
device):mànhình(screen)
*Một
số
thiết
bị
vừaxuấtvừa
ĩa(disk),cardmạng
nhập:ổ
o
Chuột
iện
Electromechanical mouse,
(
original mouse)
o
Chuột
quang (Optical mouse)
LCD
Liquid Crystal Displays
CRT - Cathode Ray Tube
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
46
BŒn trong mÆy t nh ể b n
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 47
47
Tổng
quan
v
cÆcthnh
phần
c
ơbản
của
mÆytnh(4/7)
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
48
BŒn trong thøng mÆy
Board mạch chủ (Mother-board/Main-board): L một bảng mạch bằng plastic,
chứa cÆc khối mạch t ch hợp (Integrated circuits hay chips), gồm c bộ xử l ,
cache, bộ nhớ v kết nối cho cÆc thiết bị I/O.
Mạch t ch hợp (Integrated circuits): C n ược gọi l chip, chứa ựng h ng
chục ến h ng triệu transistors.
Bộ nhớ (Memory): L vøng lưu trữ chứa ựng chương tr nh ang chạy v chứa dữ
liệu m chương tr nh ang chạy cần døng
RAM (Random access memory): KhÆc với cÆc bộ nhớ truy cập tuần tự,
như ĩa từ (magnetic tapes - sequential access memory), thời gian truy cập
v o bất k vị tr n o trong bộ nhớ RAM cơ bản l như nhau.
DRAM (Dynamic random access memory), SRAM (Static random
access memory ), flash.
DIMM (dual inline memory module): Một board nhỏ chứa chip DRAM
trŒn cả hai mặt của board. SIMM (single inline memory module) c
DRAM chỉ trŒn một mặt.
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 49
Tổng
quan
v
cÆcthnh
phần
c
ơbản
của
mÆytnh(5/7)
48
Cấutạo
bŒntrong
củamột
mÆytnh
xÆchtay
Tổng
quan
v
cÆcthnh
phần
c
ơbản
của
mÆytnh(6/7)
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
49
BŒn trong thøng mÆy
Đơn vị xử l trung t m (Central processor unit - CPU): cng gọi l bộ xử l
(Processor), bộ phận xử l ch nh của mÆy t nh, chứa ường dữ liệu (data path)
v khối i u khiển (control), thực hiện cÆc thao tÆc như cộng, kiểm tra số,
k ch hoạt cÆc thiết bị I/O, …
Datapath: Th nh phần của bộ xử l , thực hiện cÆc t nh toÆn toÆn học
Control: Th nh phần của bộ xử l , i u khiển ường dữ liệu, bộ nhớ, v
cÆc thiết bị I/O tøy theo lệnh n o ang thực thi của chương tr nh.
Khối Datapath thực hiện cÆc t nh toÆn toÆn học v khối Control sẽ
i u khiển ường dữ liệu, bộ nhớ v cÆc thiết bị I/O những việc cần l m dựa
trŒn yŒu cầu của từng lệnh trong chương tr nh.
Datapath v Control lần lượt giống như cơ bắp v bộ nªo của bộ xử l .
50
50
Under cover (Phần 1.4 của Giáo trình)
Tổng
quanv
các
thành
phầncơbản
của
máy
tính
(7
/
7)
Đọc
thŒm
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 51
51
52
1. Nêu các thành phần cấu tạo nên máy tính?
Ngõ nhập, ngõ xuất, bộ nhớ, vi xử lý
2. Bên trong bộ xử lý trung tâm gồm những phần nào?
Datapath v Control
Quiz
1.
Nêu các thành phần cấu tạo nên máy tính?
2.
Bên trong bộ xử lý trung tâm gồm những phần nào?
52
Quiz
Đáp
Æ
n
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 53
53
54
Chi tiết một vi xử l
Cache:
BŒn trong bộ xử l c n c một dạng bộ nhớ, gọi l bộ nhớ ệm
(Cache memory)
Bộ nhớ Cache l một bộ nhớ nhỏ, nhanh, hoạt ộng như một bộ ệm cho
bộ nhớ DRAM.
Bộ
vi xử
(1
/
2)
Chi
tiếtmt
vi
xử
l
54
BŒn trong
bộ
vi
xử
l AMD Barcelona. H nh bŒn trÆi l
ảnh
vi m
của
chip
xử
l AMD Barcelona, h nh bŒn
phải thể hiện
c
khối
ch nh trong
bộ
xử
l . Chip n y c 4 nh n
xử
l , hay c n
gọi
l 4
“core”.
Bộ
vi xử
(2
/
2)
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
Cache ược x y dựng trŒn một c ng nghệ thiết kế bộ nhớ khÆc biệt,
dựa trŒn static random access memory (SRAM). SRAM c tốc ộ truy
cập nhanh hơn v t d y ặc hơn, do ó mắc hơn DRAM.
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 55
55
56
Bộ nhớ (1/2)
56
Bộ nhớ
:
ROM: Read only memory - BIOS
RAM: Random access memory
Volatile memory
SRAM: Static random access memory (Fast, high cost)
Cache memory
DRAM: Dynamic random access memory (Slow, low cost)
Primary
memory
DIMM: dual inline memory module
SIMM: single inline memory module
Flash: Secondary memory
nonvolatile memory
Hard Disk: Secondary memory - nonvolatile memory
CD/DVD: Secondary memory - nonvolatile memory
Cổng vào/ra
:
USB, VGA, HDMI, Mini-Display, Ethernet LAN, Wifi, Bluetooth.
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
57
Bộ
nhớ
(2
/
2)
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
57
03/2017
Mạngmáytính(1/2)
Mạng
mÆytnh:
Kếtnốitất
cả
mÆytnh,chophØp
người
døng
mÆytnh
mở
rộngnănglực
tnh
toÆnthngquagiao
tiếpgiữa
c
mÆytnh.
MÆytnh
ượckếtnốimạng
c
nhiềuthuậnlợi
:
Giao
tiếp
Chia
sẻ
tinguyŒn
Truy
cập
từ
xa
58
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
58
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 59
59
Mạng
mÆytnhkhÆcnhau
v
khoảng
cÆch
v
hiệunăng
.
Một
số
mạng
mÆytnh
hiện
nay:
Ethernet
:
hữu
chkhi
kếtnối
cÆcmÆytnh
trongcøng
mộttầngcủa
tanh,l
một
v
dụ
củadạng
mang
cục
bộ
(
local
areanetwork-LAN
)
Wideareanetworks
(
mạng
xuyŒn
lục
ịa,
l
xươngsốngcủamạng
Internet)
thường
ược
xy
dựng
trŒncng
nghệsợi
quang(opticalfibers)v
ược
cung
cấp
bởi
cÆccngty
viễn
thng.
Wirelesstechnology:
Mạng
khngdy
phổbiếnhiện
naytheo
chuẩn
IEEE
802.11.
Mạng
mÆytnh(2/2)
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
60
Định luật Moore
[Nguồn: https://www.extremetech.com/extreme/210872-extremetech-explains-what-is-moores-law]
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 61
Cng
nghệchếtạo
chip(1/3)
Transistor
:
C ng
tắc óng
/
mở
ược i u khiển bằng iện
.
Very large scale integrated circuit (VLSI)
:
Mạch
t ch
hợp chứa
h ng
trăm
ng n
ến
h ng
triệu
transistor.
Moore’s
law
:
Số
lượng
transistor
của mạch
t ch
hợp
sẽ
tăng gấp ôi
trong
khoảng thời
gian
mỗi
18
24
thÆng
(
Gordon Moore,
một
trong
những
nh
sÆng
lập
Intel v o
những
năm
1960s.)
60
Cng
nghệchếtạo
chip (2/3)
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
61
62
Moore’s Law
62
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
63
Đọc
thŒm
Technologies for Building Processors and Memory
(
Phần 1.5 của Giáo trình
)
Xem them video:
https://www.youtube.com/watch?v=aOA_MnhOJE
Y
64
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
64
1. Bộ nhớ nào có tốc ộ truy xuất nhanh nhất?
2. Phần tử vật bản nào ược sử dụng trong công nghệ
chế tạo chip hiện nay?
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 65
65
Quiz
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
66
Để biểu diễn ược ảnh m u trŒn m n h nh mÆy t nh, ảnh v m n h nh u
ược chia th nh cÆc h ng v cột, tạo th nh một ma trận cÆc . Mỗi như vậy
gọi l 1 pixel.
Pixel: Phần tử ảnh nhỏ nhất. M n h nh bao gồm h ng trăm, hoặc ng
n, hoặc triệu pixel ược tổ chức th nh một ma trận.
Tøy v o k ch cỡ m n h nh v ộ ph n giải (resolution), ma trận hiển thị c thể
c ộ lớn từ 640 480 ến 2560 1600 pixels (trong năm 2008)
V dụ: M n h nh với ộ ph n giải Full HD 1920 1080, tức ộ rộng n 1920
(1920 cột) v cao l 1080 (1080 h ng), v c tổng cộng 1920 1080 =
2073600 pixels tồn tại trŒn m n h nh, hay 2.0736 Megapixels (1
Megapixels = 1 triệu pixels).
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 67
Quiz
Đáp
Æ
n
1.
Bộ nhớ nào có tốc ộ truy xuất nhanh nhất?
Thanh ghi
2.
Phần tử vật lý cơ bản nào ược sử dụng trong công
nghệ chế tạo chip hiện nay?
Transistor (bán dẫn)
66
Ảnh
mu(1/3)
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
67
68
Một m u tương ứng trong hầu hết cÆc mÆy t nh hiện tại l tổ hợp
từ ba m u cơ bản: ỏ (Red), xanh lÆ (Green) v xanh dương (Blue).
Døng bao nhiŒu bit hiển thị cho mỗi m u bản n y tøy v o từng
hệ thống
V dụ: M n h nh mÆy t nh c ph n giải 640 480, sử dụng 8 bits biểu
diễn cho mỗi m u cơ bản Red hoặc Green hoặc Blue. Nếu một h nh biểu
diễn lŒn hệ thống n y, mỗi pixel sẽ cần tới 3 8 = 24 bit, v frame buffer
Ảnh
mu(2/3)
Mỗi
pixelmang
một
muv
sẽ
døng
một
số
bitno
ểthểhiện
ó
mu
n y. V
vậy
,
một
h nh
ảnh
trong mÆy t nh
sẽ
ược thể hiện như một
ma
trận
cÆc bit,
gọi
l
bit map
.
Khi h nh
ược thể hiện
ảnh
ra m n h nh, trong mÆy t nh
sẽ
c
một phần
cứng
n
“raster
refresh
buffer”
, hay c n
gọi
l
“frame buffer”
,
lưu
nội
dung bitmap
trước
khi n
ược thể hiện
ra m n h nh.
68
H nh 9.
V
dụ
thiết
kế
ơn giản của
Frame buffer
với
chỉ
4
bits cho
một
pixel.
Pixel (X0, Y0)
chứa
th ng tin bit 0011, quy
ịnh tương ứng với
m u xanh
nhạt
trŒn m n h nh;
Pixel (X1, Y1)
chứa
th ng tin bit 1101, quy
ịnh tương ứng với
m u xanh
ậm
trŒn m n h nh.
Ảnh
mu(3/3)
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
phải c k ch thước tối thiểu 640 480 24 = 7372800 bits lưu ược trọn
một h nh.
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 69
69
70
1. Lịch sử phÆt triển của mÆy t nh.
2. Ph n loại mÆy t nh.
Đọc
thŒm
Through the Looking Glass
(
Trong phần 1.4 của
GiÆo
tr nh)
70
NỘI DUNG
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
3. Phần mềm hệ thống mÆy t nh.
4. CÆc chức năng v th nh phần cơ bản của mÆy t nh.
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 71
71
72
M`Y T˝NH
–CÁC KHÁI NIỆM
v
CÔNG NGHỆ
Tổngkết
:
Ba
loại
mÆytnhchnh:mÆy
tnhcÆnhn,mÆy
chủ
,
mÆy
tnhnhœng
Phần
m m
v
phầncứng
trong
mÆytnhphnlmba
cấp
:
Ứngdụng
(
Application),
Phần
m m
hệ
thống
(
System
v
software)
Phần
cứng
(
Hardware
).
Ng n
ngữ
trong mÆy t nh
cng
ph n chia
từ
Ng n
:
ngữ cấp
cao,
hợp ngữ
,
ến
ng n
ngữ
mÆy.
72
V
phần cứng
,
ã
giới thiệu một
cÆc
mÆy t nh c
phần cứng
bản
cÆc
n o v
kỹ
thuật chế
tạo
liŒn
quan
Terminology
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
Desktop, Server, Embedded computer
Systems software, Operating system, Compiler
Hardware
Very Large Scale Intergrated Circuit (VLSI)
Moores law
73
73
M`Y T˝NH – CÁC KHÁI NIỆM v CÔNG NGHỆ
L thuyết: Đọc sÆch tham khảo
CÆc mục 1.1, 1.2, 1.3
SÆch: Computer Organization and Design:
The Hardware/Software Interface,
Patterson, D. A., and J. L. Hennessy, Morgan
Kaufman, Revised Fourth Edition, 2011.
B i tập: file ính kŁm
74
74
lOMoARcPSD| 40342981
09/09/2021
Downloaded by Mai Nguy?t (nguyetmai131203@gmail.com) 46
1. Tìm hiểu công nghệ chế tạo máy tính mới nhất? Dự kiến
trong thiết bị nào?
2. Máy tính mạnh nhất thế giới hiện nay, thông số chính?
3. Chip nhớ số Transistors nhi u nhất hiện nay? Được
sử dụng trong thiết bị, máy nào?
03/2017 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 75
75
Câu hỏi cho SV tìm hiể ở nhà
| 1/46

Preview text:

lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021
GIỚI THIỆU MÔN HỌC
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
Giảng viên: PGS.TS. Vũ Đức Lung Kênh
liên lạc qua: UIT-E Learning, Team lungvd@uit.edu.vn 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 1 1 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 NỘI DUNG 1. Giới thiệu m n học . 2. Mục tiŒu m n học . 3. Nội dung m n học .
4. CÆc th nh phần ánh giÆ m n học . 2 2 NỘI DUNG 1. Giới thiệu m n học. 2. Mục tiŒu m n học. 3. Nội dung m n học.
4. CÆc th nh phần ánh giÆ m n học. 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 3 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 3
1 . Giớithiệu mn học (1 / 2)
◼ Môn học này trình bày kiến thức cơ bản v kiến tr甃Āc máy tính bao gồm:
◼ Lịch sử và công nghệ máy tính.
◼ Thành phần cấu tạo, quy tắc hoạt ộng, kiến tr甃Āc tập lệnh và
hiệu suất của một máy tính. ◼ Lập trình hợp ngữ.
◼ Thiết kế datapath cơ bản và cơ chế pipeline của CPU. 4 4
1 . Giớithiệu mn học (2 / 2) ◼ Số tín chỉ: 3.
◼ Phụ trách: Khoa Kỹ thuật Máy tính.
◼ Môn học trước: PH002 Nhập môn Mạch số, IT001 Nhập môn Lập trình.
◼ Giáo trình: Patterson, D. A., and J. L. Hennessy.
Computer Organization and Design:
TheHardware/Software Interface, 4-th ed. San Mateo, CA: Morgan Kaufman, 2009. 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021
◼ Sách tham khảo: Giáo trình kiến trúc máy tính, V甃̀ Đức
Lung, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh, 2009 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 5 5 NỘI DUNG 1. Giới thiệu m n học . 2. Mục tiŒu m n học . 3. Nội dung m n học .
4. CÆc th nh phần ánh giÆ m n học . 6 6 2 . Mục tiŒumn học
◼ Nắm ược cÆch thức m mÆy t nh thực thi một chương
tr nh phần m m (Microsoft Office, Flappy Bird, Facebook, Grab, …). 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021
◼ C khả năng tối ưu h a kỹ năng lập tr nh ể cải thiện tốc ộ
thực thi của chương tr nh.
◼ Hiểu ược quy tr nh thiết kế ược một mÆy t nh cơ bản v
tối ưu thiết kế ể c thể cải thiện hiệu suất của mÆy t nh. 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 7 7 NỘI DUNG 1. Giới thiệu m n học . 2. Mục tiŒu m n học . 3. Nội dung m n học .
4. CÆc th nh phần ánh giÆ m n học . 8 8
3 . Nội dung mn học (1 / 2) 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021
◼ Tuần 1: Máy tính − Các khái niệm & Công nghệ.
◼ Tuần 2: Hiệu suất máy tính.
◼ Tuần 3: Kiến tr甃Āc tập lệnh.
◼ Tuần 4: Kiến tr甃Āc tập lệnh (tiếp theo).
◼ Tuần 5: Kiến tr甃Āc tập lệnh (tiếp theo).
◼ Tuần 6: Kiến tr甃Āc tập lệnh (tiếp theo).
◼ Tuần 7: Các phép toán số học trong máy tính. ◼ Tuần 8: Ôn tập. 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 9 9
3 . Nội dung mn học (2 / 2) ◼ Tuần 9: CÆc phØp toÆn
số học trong mÆy t nh (t iếp theo).
◼ Tuần 10: Datapath trong bộ xử l .
◼ Tuần 11: Datapath trong bộ xử l ( tiếp theo).
◼ Tuần 12: Datapath trong bộ xử l ( tiếp theo).
◼ Tuần 13: Kỹ thuật ống dẫn .
◼ Tuần 14: Kỹ thuật ống dẫn ( tiếp theo).
◼ Tuần 15: n tập v kết thœc m n học . 10 10 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 NỘI DUNG 1. Giới thiệu m n học. 2. Mục tiŒu m n học. 3. Nội dung m n học.
4. CÆc th nh phần ánh giÆ m n học. 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 11 11 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021
4 . CÆcthnh phần ánh giÆmn học
Thành phần ánh giá Tỉ lệ (%) QuÆ tr nh (kiểm tra trŒn 30%
lớp, b i tập, ồ Æn, …) Kiểm tra giữa kỳ 20% Kiểm tra cuối kỳ 50% 12 12
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Tuần1 M`Y T˝NH
CÁC KHÁI NIỆM VÀ CÔNG NGHỆ 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 13 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 13 MỤC TIÊU Giới thiệu cÆc khÆi
niệm cơ bản v mÆy t nh v cÆc c ng nghệ liŒn quan.
Slide ược dịch và ược iều chỉnh nhỏ, các hình ược lấy từ sách tham khảo:
Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface ,
Patterson, D. A., and J. L. Hennessy, Morgan Kaufman, Revised Fourth Edition, 2011. 14 14 NỘI DUNG
1. Lịch sử phÆt triển của mÆy t nh.
2. Ph n loại mÆy t nh.
3. CÆc lớp thực thi bŒn trong mÆy t nh.
4. CÆc chức năng v th nh phần cơ bản của mÆy t nh. 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 15 15 NỘI DUNG
1. Lịch sử phÆt triển của mÆy t nh.
2 . Ph n loại mÆy t nh.
3 . CÆc lớp thực thi bŒn trong mÆy t nh.
4 . CÆc chức năng v th nh phần c ơ bản của mÆy t nh. 16 16
1 . Lịch sử phÆt triểncủa mÆytnh(1/5)
MÆy t nh l cuộc cÆch mạng thứ ba của n n văn minh cøng
với cuộc cÆch mạng v n ng nghiệp v c ng nghiệp) 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 ◼ Thế hệ 0: Máy
chuyển ộng cơ học. Ví dụ: Máy sai phân No.2 - Ra ời năm 1849.
- Kết quả tính toán dựa trên các bảng tra. Nguồn:
https://en.wikipedia.org/wiki/Di fferenc03/2017 e_engine Copyrights
2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 17 17
1 . Lịch sử phÆt triểncủa mÆytnh(2/5)
Thế hệ 1: MÆytnh sử dụng
cng nghệ èn chnkhng. V dụ : MÆyEDVAC - Ra ờinăm 1949 - 6000 èn chnkhng - PhØptoÆn: +, -, *, /
- Kchth ước : 45m 2 , nặng 7.8 tấn - GiÆ: 500,000 USD
Nguồn :
https://en.wikipedia.org/wik i /EDVA C 18 18 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021
1 . Lịch sử phÆt triểncủa mÆytnh(3/5)
Thế hệ 2: MÆytnh sử dụng transistor. V dụ : MÆyIBM 7094 - Ra ờinăm 1962
- Bộ nhớ : 32 K word (16 bit ) - Chu kỳ : 2 s - GiÆ: ~3 triệu USD
( tương ương 19 triệu 2018)
Nguồn:https03/2017://en.wikipedia.org/wiki/IBM_7090#IBM_Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.7094 19 19 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021
1 . Lịch sử phát triển của máy tính (4/ 5)
Thế hệ 3: Máy tính sử dụng công nghệ mạch tích hợp. Ví dụ: IBM System/360/22 - Ra ời năm 1971 - Chu kỳ: 0.75 µs - GiÆ: 246,000 USD - Nặng 680 kg
Nguồn: https://en.wikipedia.org/wiki/IBM_System/360_Model_22 20 20
1 . Lịch sử pháttriểncủamáytính(5/5)
Thế hệ 4: MÆytnh sử dụng cng nghệ VLSI.
V dụ : SiŒumÆytnhIBM Summit - Ra ờinăm 2018 - Tốcộ : 148.6 petaflops
V dụ: MacBook Pro 15’ 2019 - Tốcộ : 2.6 Ghz - GiÆ: 2,399 USD
Nguồn : https://en.wikipedia.org/wiki/MacBook_Pro 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 21 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 21 Đọc thŒm
MÆy t nh c ch ương tr nh ược lưu trữ :
https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_computing_har dware#Stored-program_computer 22 22 Quiz (1/2)
1. Chu kỳ clock của mÆy t nh IBM 7094 l bao nhiŒu? A. 2 s B. 0.75 s C. 2.6 Ghz D. 146.8 petaflop
2. KhÆi niệm chương tr nh ược lưu trữ bắt ầu từ thế hệ mÆy t nh n o?
A. Thế hệ 0 B. Thế hệ 1 C. Thế hệ 2 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 D. Thế hệ 3 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 23 23 Quiz (1/2) – Đáp Æ n
1. Chu kỳ clock của mÆy t nh IBM 7094 l bao nhiŒu? A. 2 s B. 0.75 s C. 2.6 Ghz D. 14 6.8 petaflop
2. KhÆi niệm ch ương tr nh ược lưu trữ bắt ầu từ thế hệ mÆy t nh n o? A. Thế hệ 0 B. Thế hệ 1 C. Thế hệ 2 D. Thế hệ 3 24 24 Quiz (2/2)
CÆc mÆy t nh hiện ại ã giải quyết ược cÆc vấn n o sau ây? Điện toÆn ám m y Mạng to n cầu Dự bÆo thời tiết Giải mª gene người 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 T nh toÆn di ộng
M phỏng một mÆy t nh khÆc 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 25 25 Quiz (2/2) – Đáp Æ n
CÆc mÆy t nh iện ại ã giải quyết ược cÆc vấn n o sau ây ? ◼ Điện toÆn ám m y ◼ Mạng to n cầu ◼ Dự bÆo thời tiết ◼ Giải mª gene ng ười ◼ T nh toÆn di ộng
◼ M phỏng một mÆy t nh khÆc 26 26 NỘI DUNG
1. Lịch sử phÆt triển của mÆy t nh. 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021
2. Ph n loại mÆy t nh.
3. CÆc lớp thực thi bŒn trong mÆy t nh.
4. CÆc chức năng v th nh phần cơ bản của mÆy t nh. 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 27 27 2 . Phn loại mÆytnh(1/5)
MÆy t nh ược sử dụng trong 3 lớp ứng dụng ch nh:
◼ MÆy t nh cÆ nh n (Personal computers) ◼ MÆy chủ ( Servers )
◼ MÆy t nh nhœng (Embedded computers) 28 28 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021
2 . Phânloạimáytính(2/ 5) ◼ MÆytnhcÆnhn  Kchth ước : nhỏgọn
 Tốcộ : lŒn ến 238,310 MIPS ở 3.0 GHz
 Khảnăng xử l: adụng chocÆc ứng
dụngvăn phng, họctập , giải tr.
 V dụ : MÆytnh ể bn, MÆytnh xÆchtay 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 29 29 2 . Phn loại mÆytnh(3/5) ◼ MÆy chủ  Kchth ước lớn .  Tốcộ : lŒn ến 148.6 petaflops
 Khảnăng xử l: tnhtoÆn với
tốcộ siŒunhanh, ộ chnhxÆc cựclớn .
 Khảnăng l ư u trữdữliệu : cực lớn .
Nguồn : https://en.wikipedia.org/wiki/Summit_(supercomputer ) 30 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 30 2 . Phn loại mÆytnh(4/5)
Ph n loại mÆy chủ (giÆ th nh v hiệu năng)
Low-end servers: Ứng dụng lưu trữ, doanh nghiệp nhỏ, dịch
vụ web, chi ph khoảng 1000$. Supercomputers:
T nh toÆn kĩ thuật v khoa học phức tạp với hiệu năng cao nhất.
H ng trăm ến h ng ng n bộ xử l , bộ nhớ k ch cỡ
gigabytes ến terabytes v khả năng lưu trữ dữ liệu terabytes
ến petabytes, chi ph h ng triệu ến h ng trăm triệu ôla.
Datacenter: ược sử dụng bởi những c ng ty như eBay, Google
c甃̀ng chứa h ng ng n bộ xử l , với bộ nhớ h ng terabytes, v khả
năng lưu trữ h ng petabytes. Datacenter thường ược xem
như l cÆc cụm mÆy t nh lớn. 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 31 31 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 2 . Phn loại mÆytnh(5/5) ◼ MÆytnhnhœng
 Kchth ước nhỏgọn, ược tch hợp
bŒntrong mộtthiếtbị : mÆy giặt , xe hơi , iệnthoại, …
 Tốcộ xử l: khng cần cao
( th ường d ưới 400 Mhz ).
 Khảnăng xử l : ược tốiư u cho
một số chứcnăng cụ thể .  V dụ : Raspberry Pi 32 32 Đọc thŒm
Classes of Computing Applications and Their
Characteristics (Phần 1.1 của GiÆo tr nh) 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 33 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 33 Quiz
1. Chọn loại máy tính 甃Ānnhất cho các phát biểu sau: a) Tính t g oán khoa học phức tạp và cao cấp.
b) Chạy các ứng dụng nhỏ phù hợp với a số người dùng.
c) Được tối ưu cho một ứng dụng cụ thể nhằm tối ưu công suất,
giá cả, năng lượng, …
2. 1 terabyte và 1 petabyte lần lượt bằng bao nhiêu byte? 34 34 Quiz – Đáp Æ n
1. Chọn loại mÆy t nh 甃Āng nhất cho cÆc phÆt biểu sau:
a) T nh toÆn khoa học phức tạp v cao cấp
MÆy chủ (SiŒu mÆy t nh)
b) Chạy cÆc ứng dụng nhỏ phø hợp với a số người døng
MÆy t nh cÆ nh n (mÆy t nh ể b n, mÆy t nh xÆch tay)
c) Được tối ưu cho một ứng dụng cụ thể nhằm tối ưu c ng suất,
giÆ cả, năng lượng, … 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021
MÆy t nh nhœng (trong cÆc mÆy giặt, tivi, l vi s ng, …) 2.
1 terabyte v 1 petabyte lần lượt bằng bao nhiŒu byte? 1 terabyte = 240byte
1 petabyte = 210 terabyte = 250byte 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 35 35 NỘI DUNG
1. Lịch sử phÆt triển của mÆy t nh.
2 . Ph n loại mÆy t nh.
3 . CÆc lớp thực thi bŒn trong mÆy t nh
4 . CÆc chức năng v th nh phần c ơ bản của mÆy t nh. 36 36
3. CÆc lớp thực thi bŒn trong mÆy t nh (1/2) ◼ Phần m m ứng dụng
Được viết bằng ng n ngữ cấp cao (HLL) 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 ◼ Phần m m hệ thống
Tr nh biŒn dịch: chuyển từ mª HLL sang mª mÆy
Hệ i u h nh: Microsoft, Linux, MacOS
◼Xử l nhập/xuất: b n ph m, m n h nh, … ◼Quản l bộ nhớ
◼Lập lịch v chia sẻ t i nguyŒn cho nhi u
chương tr nh chạy cøng lœc ◼ Phần cứng
Bộ xử l , Bộ nhớ, CÆc bộ i u khiển I/O 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 37 37
3 . CÆc lớpthực thibŒntrongmÆytnh (2 / 2) ◼ Ngn ngữ cấp cao
 Gần ngn ngữ tự nhiŒn của con ng ười
 Tốcộviết nhanhvlinh ộng trong việcsửachữa ◼ Hợp ngữ ( Assembly )
 Sử dụng cÆ từ gợinhớ thaycho cÆcmª c mÆy ◼ MªmÆy(Machine code)  Nhị phn(bits)  Mªha lệnh v dữliệu 38 38 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 Đọc thŒm
From a High-Level Language to the Language of
Hardware (Phần 1.2 của GiÆo tr nh) 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 39 39 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 Quiz
1. Lớp phần m m n o nằm giữa phần cứng v cÆc ch ương tr nh ứng dụng ?
2. Phần m m n o c chức năng chuyển từ ng n ngữ lập
tr nh cấp cao xuống mª mÆy?
3. Hệ thống số n o ược sử dụng trong cÆc mÆy t nh iện ại ? 40 40 Quiz – Đáp Æ n
1. Lớp phần m m n o nằm giữa phần cứng v cÆc chương tr nh ứng dụng?
Chương tr nh hệ thống
2. Phần m m n o c chức năng chuyển từ ng n ngữ lập tr nh cấp cao xuống mª mÆy? Tr nh biŒn dịch
3. Hệ thống số n o ược sử dụng trong cÆc mÆy t nh hiện ại?
Hệ thống số nhị ph n (0 v 1) 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 41 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 41 NỘI DUNG
1. Lịch sử phát triển của máy tính.
2. Phân loại máy tính.
3. Các lớp thực thi bên trong máy tính.
4. Các chức năng thành phần cơ bản của máy tính. 42 42
4. CÆc chức năng v th nh phần cơ bản của mÆy t nh
a. Tổng quan về cÆc th nh phần cơ bản của mÆy t nh b. Bộ vi xử l c. Bộ nhớ d. Mạng mÆy t nh
e. C ng nghệ chế tạo chip 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 f. Ảnh m u 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 43 43
Tổng quan v cÆcthnh phần c ơbảncủa mÆytnh(1/7)
Phầncứngcủamột mÆytnh bất kỳ thựchiệnnhữngchứcnăng cơ bản sau:
Nhập dữ liệu
Xuất dữ liệu
Lưutrữ dữ liệu
Xử l dữ liệu
Năm thnh phần căn bảncủa mÆytnhbao gồm :
Ngı nhập ( Input)
Ngı xuất ( Output )
Bộ nhớ ( Memory )
Đường dữ liệu
( Datapath )
Khối iềukhiển
( Control )
Data path vControl thường ượckếthợplạivới tŒ gọi bộ xử l(Processor) n 44 44 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021
Tổng quan v cÆcthnh phần c ơbảncủa mÆytnh(2/7)
Bộ xử l(Processor): Nhận
lệnh v dữ liệu từ bộnhớể xử l.
Ngı nhập ( input ) ghi dữ
liệu vo bộnhớ v ngı xuất
( output ) ọc dữ liệu ra từ bộ nhớ .
Bộ nhớ M
( emory ): L ưu trữ chương trnh angchạy v dữliệucầnbởichương trnh ó . 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 45 45
Tổng quan v cÆcthnh phần c ơbản của mÆytnh(3/7)
Thùngmáy(Case)chứa bộ xử
lý và các thiết bị I/Okhác
Các thành phần ngoại vi
( peripheralshoặcI/O)thường gặpcủamáytínhgồm:
• Thiết bị nhập(Inputdevice): chuột ( mouse), bàn phím k ( eyboard )
• Thiết bị xuất ( Output device):mànhình(screen)
*Một số thiết bị vừaxuấtvừa
nhập:ổ ĩa(disk),cardmạng o Chuột cơ iện El ( ectromechanical mouse,
LCD – Liquid Crystal Displays original mouse) CRT - Cathode Ray Tube
o Chuột quang (Optical mouse) 46 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 46
Tổng quan v cÆcthnh phần c ơbản của mÆytnh(4/7) BŒn trong mÆy t nh ể b n 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 47 47 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021
Tổng quan v cÆcthnh phần c ơbản của mÆytnh(5/7) Cấutạo bŒntrong củamột mÆytnh xÆchtay 48 48
Tổng quan v cÆcthnh phần c ơbản của mÆytnh(6/7)
BŒn trong thøng mÆy
Board mạch chủ (Mother-board/Main-board): L một bảng mạch bằng plastic,
chứa cÆc khối mạch t ch hợp (Integrated circuits hay chips), gồm c bộ xử l ,
cache, bộ nhớ v kết nối cho cÆc thiết bị I/O.
Mạch t ch hợp (Integrated circuits): C n ược gọi l chip, chứa ựng h ng
chục ến h ng triệu transistors.
Bộ nhớ (Memory): L vøng lưu trữ chứa ựng chương tr nh ang chạy v chứa dữ
liệu m chương tr nh ang chạy cần døng
RAM (Random access memory): KhÆc với cÆc bộ nhớ truy cập tuần tự,
như ĩa từ (magnetic tapes - sequential access memory), thời gian truy cập
v o bất k vị tr n o trong bộ nhớ RAM cơ bản l như nhau.
DRAM (Dynamic random access memory), SRAM (Static random
access memory ), flash.
DIMM (dual inline memory module): Một board nhỏ chứa chip DRAM
trŒn cả hai mặt của board. SIMM (single inline memory module) c DRAM chỉ trŒn một mặt. 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 49 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 49
Tổng quanv các thành phầncơbản của máy tính (7 / 7)
BŒn trong thøng mÆy
Đơn vị xử l trung t m (Central processor unit - CPU): c甃̀ng gọi l bộ xử l
(Processor), bộ phận xử l ch nh của mÆy t nh, chứa ường dữ liệu (data path)
v khối i u khiển (control), thực hiện cÆc thao tÆc như cộng, kiểm tra số,
k ch hoạt cÆc thiết bị I/O, …
Datapath: Th nh phần của bộ xử l , thực hiện cÆc t nh toÆn toÆn học
Control: Th nh phần của bộ xử l , i u khiển ường dữ liệu, bộ nhớ, v
cÆc thiết bị I/O tøy theo lệnh n o ang thực thi của chương tr nh.
 Khối Datapath thực hiện cÆc t nh toÆn toÆn học v khối Control sẽ
i u khiển ường dữ liệu, bộ nhớ v cÆc thiết bị I/O những việc cần l m dựa
trŒn yŒu cầu của từng lệnh trong chương tr nh.
Datapath v Control lần lượt giống như cơ bắp v bộ nªo của bộ xử l . 50 50 Đọc thŒm
Under cover (Phần 1.4 của Giáo trình) 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 51 51 Quiz
1. Nêu các thành phần cấu tạo nên máy tính?
2. Bên trong bộ xử lý trung tâm gồm những phần nào? 52 52 Quiz – Đáp Æ n
1. Nêu các thành phần cấu tạo nên máy tính?
Ngõ nhập, ngõ xuất, bộ nhớ, vi xử lý
2. Bên trong bộ xử lý trung tâm gồm những phần nào? Datapath v Control 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 53 53 Bộ vi xử lý (1 / 2)
Chi tiếtmột vi xử l
BŒn trong bộ vi xử l AMD Barcelona. H nh bŒn trÆi l ảnh vi m
của chip xử l AMD Barcelona, h nh bŒn phải thể hiện cÆ khối
ch nh trong bộ xử l . Chip n y c 4 nh n xử l , hay c n c gọi l 4 “core”. 54 54 Bộ vi xử lý (2 / 2)
Chi tiết một vi xử l Cache: BŒn trong bộ xử l c n c
một dạng bộ nhớ, gọi l bộ nhớ ệm (Cache memory)
Bộ nhớ Cache l một bộ nhớ nhỏ, nhanh, hoạt ộng như một bộ ệm cho bộ nhớ DRAM. 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021
Cache ược x y dựng trŒn một c ng nghệ thiết kế bộ nhớ khÆc biệt,
dựa trŒn static random access memory (SRAM). SRAM c tốc ộ truy
cập nhanh hơn v t d y ặc hơn, do ó mắc hơn DRAM. 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 55 55 Bộ nhớ (1/2) ◼ Bộ nhớ :
 ROM: Read only memory - BIOS
 RAM: Random access memory – Volatile memory
 SRAM: Static random access memory (Fast, high cost) – Cache memory
 DRAM: Dynamic random access memory (Slow, low cost) – Primary memory
• DIMM: dual inline memory module
• SIMM: single inline memory module
 Flash: Secondary memory – nonvolatile memory
 Hard Disk: Secondary memory - nonvolatile memory
 CD/DVD: Secondary memory - nonvolatile memory ◼ Cổng vào/ra :
 USB, VGA, HDMI, Mini-Display, Ethernet LAN, Wifi, Bluetooth. 56 56 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 Bộ nhớ (2 / 2) 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 57 57 Mạngmáytính(1/2)
Mạng mÆytnh: Kếtnốitất cả mÆytnh,chophØp người døng
mÆytnh mở rộngnănglực tnh
toÆnthngquagiao tiếpgiữa cÆ mÆytnh. c
MÆytnh ượckếtnốimạng c
nhiềuthuậnlợi : ◼ Giao tiếp ◼ Chia sẻ tinguyŒn ◼ Truy cập từ xa 58 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 58 Mạng mÆytnh(2/2)
Mạng mÆytnhkhÆcnhau v khoảng cÆch
v hiệunăng . Một số mạng mÆytnh hiện nay: ◼ Ethernet :
 hữu chkhi kếtnối cÆcmÆytnh trongcøng mộttầngcủa tanh,l
một v dụ củadạng mang cục bộ ( local areanetwork-LAN )
Wideareanetworks ( mạng xuyŒn lục
ịa, l xươngsốngcủamạng Internet)
 thường ược xy dựng trŒncng
nghệsợi quang(opticalfibers)v ược
cung cấp bởi cÆccngty viễn thng.
Wirelesstechnology: Mạng khngdy phổbiếnhiện naytheo chuẩn IEEE 802.11. 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 59 59 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021
Cng nghệchếtạo chip(1/3)
Transistor : C ng tắc óng / mở ược i u khiển bằng iện .
Very large scale integrated circuit (VLSI) : Mạch t ch hợp chứa
h ng trăm ng n ến h ng triệu transistor.
Moore’s law : Số lượng transistor của mạch t ch hợp sẽ tăng gấp ôi
trong khoảng thời gian mỗi 18 – 24 thÆng
( Gordon Moore, một trong những nh sÆng lập Intel v o những năm 1960s.) 60 60
Cng nghệchếtạo chip (2/3) Định luật Moore
[Nguồn: https://www.extremetech.com/extreme/210872-extremetech-explains-what-is-moores-law] 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 61 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 61 Moore’s Law 62 62 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 63 Đọc thŒm
Technologies for Building Processors and Memory
( Phần 1.5 của Giáo trình ) ◼ Xem them video:
https://www.youtube.com/watch?v=aOA_MnhOJE Y 64 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 64 Quiz
1. Bộ nhớ nào có tốc ộ truy xuất nhanh nhất?
2. Phần tử vật lý cơ bản nào ược sử dụng trong công nghệ chế tạo chip hiện nay? 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 65 65 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 Quiz – Đáp Æ n
1. Bộ nhớ nào có tốc ộ truy xuất nhanh nhất? Thanh ghi
2. Phần tử vật lý cơ bản nào ược sử dụng trong công
nghệ chế tạo chip hiện nay?
Transistor (bán dẫn) 66 66 Ảnh mu(1/3)
• Để biểu diễn ược ảnh m u trŒn m n h nh mÆy t nh, ảnh v m n h nh u
ược chia th nh cÆc h ng v cột, tạo th nh một ma trận cÆc . Mỗi như vậy gọi l 1 pixel.
Pixel: Phần tử ảnh nhỏ nhất. M n h nh bao gồm h ng trăm, hoặc ng
n, hoặc triệu pixel ược tổ chức th nh một ma trận.
• Tøy v o k ch cỡ m n h nh v ộ ph n giải (resolution), ma trận hiển thị c thể
c ộ lớn từ 640 480 ến 2560 1600 pixels (trong năm 2008)
V dụ: M n h nh với ộ ph n giải Full HD 1920 1080, tức ộ rộng n 1920
(1920 cột) v cao l 1080 (1080 h ng), v c tổng cộng 1920 1080 =
2073600 pixels tồn tại trŒn m n h nh, hay 2.0736 Megapixels (1
Megapixels = 1 triệu pixels). 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 67 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021 67 Ảnh mu(2/3) • Mỗi pixelmang một muv sẽ døng một số bitno ó ểthểhiện mu
n y. V vậy , một h nh ảnh trong mÆy t nh sẽ ược thể hiện như một ma
trận cÆc bit, gọi l “ bit map ” .
• Khi h nh ảnh ược thể hiện ra m n h nh, trong mÆy t nh sẽ c một phần
cứng tŒ “raster refresh buffer” , hay c n gọi l “frame buffer” , ể lưu nội n
dung bitmap trước khi n ược thể hiện ra m n h nh.
H nh 9. V dụ thiết kế ơn giản của Frame buffer với chỉ 4 bits cho một pixel.
Pixel (X0, Y0) chứa th ng tin bit 0011, quy ịnh tương ứng với m u xanh nhạt trŒn m n h nh;
Pixel (X1, Y1) chứa th ng tin bit 1101, quy ịnh tương ứng với m u xanh ậm trŒn m n h nh. 68 68 Ảnh mu(3/3)
Một m u tương ứng trong hầu hết cÆc mÆy t nh hiện tại l tổ hợp
từ ba m u cơ bản: ỏ (Red), xanh lÆ (Green) v xanh dương (Blue).
Døng bao nhiŒu bit ể hiển thị cho mỗi m u cơ bản n y tøy v o từng hệ thống
V dụ: M n h nh mÆy t nh c ộ ph n giải 640 480, sử dụng 8 bits ể biểu
diễn cho mỗi m u cơ bản Red hoặc Green hoặc Blue. Nếu một h nh biểu
diễn lŒn hệ thống n y, mỗi pixel sẽ cần tới 3 8 = 24 bit, v frame buffer
03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021
phải c k ch thước tối thiểu 640 480 24 = 7372800 bits ể lưu ược trọn một h nh. 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 69 69 Đọc thŒm
Through the Looking Glass ( Trong phần 1.4 của GiÆo tr nh) 70 70 NỘI DUNG
1. Lịch sử phÆt triển của mÆy t nh.
2. Ph n loại mÆy t nh. 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021
3. Phần mềm hệ thống mÆy t nh.
4. CÆc chức năng v th nh phần cơ bản của mÆy t nh. 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 71 71
M`Y T˝NH –CÁC KHÁI NIỆM v CÔNG NGHỆ Tổngkết :
◼ Ba loại mÆytnhchnh:mÆy tnhcÆnhn,mÆy chủ , mÆy tnhnhœng
◼ Phần m m v phầncứng trong mÆytnhphnlmba cấp :
Ứngdụng ( Application), Phần m m hệ thống ( System software) v Phần cứng ( Hardware ).
◼ Ng n ngữ trong mÆy t nh c甃ng ◼ V phần cứng , ã giới thiệu một
ph n chia từ : Ng n ngữ cấp
mÆy t nh c cÆc phần cứng cơ bản
cao, hợp ngữ , ến ng n ngữ n o v
cÆc kỹ thuật chế tạo liŒn mÆy. quan 72 72 Terminology 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021
Desktop, Server, Embedded computer
Systems software, Operating system, Compiler Hardware
Very Large Scale Intergrated Circuit (VLSI) Moore’s law 73 73
M`Y T˝NH – CÁC KHÁI NIỆM v CÔNG NGHỆ
L thuyết: Đọc sÆch tham khảo • CÆc mục 1.1, 1.2, 1.3
• SÆch: Computer Organization and Design:
The Hardware/Software Interface,
Patterson, D. A., and J. L. Hennessy, Morgan
Kaufman, Revised Fourth Edition, 2011.
B i tập: file ính kŁm 74 74 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. lOMoAR cPSD| 40342981 09/09/2021
Câu hỏi cho SV tìm hiể ở nhà
1. Tìm hiểu công nghệ chế tạo máy tính mới nhất? Dự kiến trong thiết bị nào?
2. Máy tính mạnh nhất thế giới hiện nay, thông số chính?
3. Chip nhớ có số Transistors nhi u nhất hiện nay? Được
sử dụng trong thiết bị, máy nào? 03/2017
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 75 75
Downloaded by Mai Nguy?t (nguyetmai131203@gmail.com) 46