Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 1: Giới thiệu

+KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
+ Giới thiệu môn học
Kiến trúc máy tính
 Tên môn học: Kiến trúc máy tính
 Phân loại môn học: Môn bắt buộc.
 Mã số môn học: CSE370
 Số tín chỉ: 4 (3-1-0)
 Tài liệu học tập:
 Computer Organization and Architecture, William Stallings, 9th 
Edition, 2012
 https://sites.google.com/a/wru.vn/thaont/kien-truc-may-tinh
 Tổ chức đánh giá môn học
TT Các hình thức đánh giá Trọng số
1 Điểm quá trình (điểm danh + thảo luận + thi GK) 40%
2 Thi trắc nghiệm hết môn 60%
Điểm môn học = ĐQT x 40% + THM x 60%
+ Nội dung môn học
Chương 1 – Giới thiệu
Chương 2 – Sự phát triển của máy tính và hiệu năng
Chương 3 – Tổng quan về chức năng và kết nối trong máy tính
Chương 4 – Bộ nhớ Cache
Chương 5 – Bộ nhớ trong
Chương 6 – Bộ nhớ ngoài
Chương 7 – Vào/Ra
Chương 8 – Hệ thống số
Chương 9 – Bộ xử lý số học
Chương 10 – Tập lệnh: Các đặc tính và chức năng
Chương 11 – Tập lệnh: Chế độ địa chỉ và khuôn dạng
Chương 12 – Tổ chức và chức năng bộ vi xử
+ Chương 1
Giới thiệu
+Chương 1 – Giới thiệu
1.1 Tổ chức và kiến trúc
1.2 Cấu trúc và chức năng
+ Kiến trúc máy tính
 Kiến trúc máy tính đề cập đến
những thuộc tính của một hệ thống
lập trình viên có thể nhìn thấy được
 Các thuộc tính có tác động trực tiếp
đến việc thực hiện chính xác một
chương trình.
 Các thuộc tính của kiến trúc
 Tập lệnh: là tập hợp các lệnh mã
máy hoàn chỉnh có thể hiểu và xử
lý bởi bộ xử lý trung tâm.
 Số bit dùng để biểu diễn dữ liệu
 Cơ chế I/O
 Kỹ thuật định địa chỉ bộ nhớ
1.1 Kiến trúc máy tính
Tổ chức máy tính
 Tổ chức máy tính
 Các khối của máy tính và sự kết nối
giữa chúng để thực hiện các đặc
điểm của kiến trúc
 Các thuộc tính của tổ chức
 Chi tiết đặc tính phần cứng: Tín 
hiệu điều khiển, giao diện giữa máy 
tính và thiết bị ngoại vi, công nghệ
bộ nhớ được sử dụng
+
Kiến trúc hệ thống
Kiến trúc hệ thống IBM 370
 Được giới thiệu vào năm 1970
 Bao gồm môt số model
 Có thể nâng cấp lên model đắt tiền và tốc độ nhanh hơn mà
không cần bỏ đi các phần mềm gốc
 Mỗi mẫu model mới tung ra được cải tiến kĩ thuật nhưng giữ
nguyên kiến trúc do đó khách hàng không cần mua phần mềm
mới
 Kiến trúc này được duy trì đến ngày nay trên các dòng máy
tính IBM lớn
IBM 370
+
1.2 Cấu trúc và chức năng
 Máy tính là một hệ thống phức tạp. Để mô tả, người ta dựa trên 
tính phân cấp của máy tính
 Hệ thống phân cấp
 Là tập hợp các hệ thống con có liên kết với nhau
 Tính phân cấp của hệ thống phức tạp là cần thiết cho cả thiết kế
và mô tả của nó.
 Nhà thiết kế chỉ cần làm việc với một cấp cụ thể của hệ thống tại
một thời điểm
 Tại mỗi cấp: hệ thống có các bộ phận và sự kết nối giữa chúng
 Mỗi cấp có cấu trúc và chức năng riêng
Cấu trúc
Cách thức các bộ phận liên quan đến nhau
Chức năng
Hoạt động của từng bộ phận trong cấu trúc
+
1.2.1 Chức năng
Một máy tính có bốn 
chức năng cơ bản:
● Xử lý dữ liệu (Data 
processing)
● Lưu trữ dữ liệu (Data 
storage)
● Di chuyển dữ liệu (Data 
movement)
● Điều khiển (Control)
+Hoạt động
(a)
Di chuyển dữ liệu
(Data movement)
Movement
Control
(a)
Storage Processing
Movement
Control
(b)
Storage Processing
Movement
Control
(c)
Figure 1.2 Possible Computer Operations
Storage Processing
Movement
Control
(d)
Storage Processing
Movement
Control
(a)
Storage Processing
Movement
Control
(b)
Storage Processing
Movement
Control
(c)
Figure 1.2 Possible Computer Operations
Storage Processing
Movement
Control
(d)
Storage Processing
Điều
khiển
Di 
chuyển
Lưu
trữ Xử lý
+
Movement
Control
(a)
Storage Processing
Movement
Control
(b)
Storage Processing
Movement
Control
(c)
Figure 1.2 Possible Computer Operations
Storage Processing
Movement
Control
(d)
Storage Processing
Hoạt động
(b)
Lưu trữ dữ liệu
(Data storage)
Movement
Control
(a)
Storage Processing
Movement
Control
(b)
Storage Processing
Movement
Control
(c)
Figure 1.2 Possible Computer Operations
Storage Processing
Movement
Control
(d)
Storage Processing
Điều
khiển
Di 
chuyển
Lưu
trữ
Xử lý
+
Movement
Control
(a)
Storage Processing
Movement
Control
(b)
Storage Processing
Movement
Control
(c)
Figure 1.2 Possible Computer Operations
Storage Processing
Movement
Control
(d)
Storage Processing
Hoạt động
(c)
Xử lý dữ liệu
(Data processing)
Movement
Control
(a)
Storage Processing
Movement
Control
(b)
Storage Processing
Movement
Control
(c)
Figure 1.2 Possible Computer Operations
Storage Processing
Movement
Control
(d)
Storage Processing
Di
Chuyể
n
Điều
khiển
Xử lý
Lưu
trữ
+
Movement
Control
(a)
Storage Processing
Movement
Control
(b)
Storage Processing
Movement
Control
(c)
Figure 1.2 Possible Computer Operations
Storage Processing
Movement
Control
(d)
Storage Processing
Hoạt động
(d)
Điều khiển
(Control)
Movement
Control
(a)
Storage Processing
Movement
Control
(b)
Storage Processing
Movement
Control
(c)
Figure 1.2 Possible Computer Operations
Storage Processing
Movement
Control
(d)
Storage Processing
Di 
chuyển
Điều
khiển
Lưu
trữ
Xử lý
Máy tính
Máy tính:
- Lưu trữ
- Xử lý
1.2.2 Cấu trúc
+  CPU – bộ xử lý trung tâm điều
khiển hoạt động của máy tính và
thực hiện chức năng xử lý dữ liệu
 Bộ nhớ chính: lưu trữ dữ liệu. Là
tập hợp các ô nhớ, mỗi ô nhớ có
một số bit nhất định và chứa thông
tin mã hoá số nhị phân.
 I/O – bộ phận nhập xuất thông tin 
– thực hiện giao tiếp giữa máy tính
và người dùng hay giữa các máy
tính trong cùng mạng, 
Hệ thống kết nối (bus) – một số cơ
chế cung cấp cho việc truyền đạt
thông tin giữa CPU, bộ nhớ chính
và I/O
Một máy tính gồm
có bốn phần chính:
+
CPU
 Bộ điều khiển (Control Unit - CU)
 Điều khiển hoạt động của CPU và cả
máy tính
 Bộ làm toán và luận lý (Arithmetic and 
Logic Unit - ALU)
 Thực hiện chức năng xử lý dữ liệu
 Thanh ghi (Registers)
 Cung cấp lưu trữ nội bộ cho CPU
 Các kết nối trong CPU
 Một số cơ chế dù