Bài giảng Lắp ráp cài đặt máy tính 1 - Bài 2: Kiến trúc máy tính

Nội dung text: Bài giảng Lắp ráp cài đặt máy tính 1 - Bài 2: Kiến trúc máy tính

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Kiến trúc cơ bản của máy tính • Kiến trúc một máy tính đơn giản − Quá trình thực hiện lệnh: • Quá trình thực hiện lệnh ADD xxx diễn ra theo các giai đoạn sau: ➢ Nhập lệnh ➢ Giải mã lệnh ➢ Tạo địa chỉ toán hạng ➢ Nhập toán hạng ➢ Thực hiện phép cộng Kết quả (ACC) ≡ 1100 Đơn vị xử lý trung tâm tiếp tục thực hiện lệnh tiếp theo với (PC)≡1000 Phòng chuyên môn
2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Hệ thống Bus • Hệ thống bus − CPU thực hiện kết nối và trao đổi thông tin với các đơn vị chức năng khác thông qua hệ thống BUS. − BUS là đường truyền thông tin trong máy tính. Là tập hợp các đường dây truyền tín hiệu điện. Các thiết bị được kết nối lên BUS, tín hiệu được phát ra bởi một thiết bị có thể được nhận bởi các thiết bị khác đang được kết nối (về mặt điện) lên BUS. − Hệ thống BUS của máy vi tính gồm 3 loại BUS, mỗi loại BUS truyền một loại thông tin. Phòng chuyên môn
3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Hệ thống Bus • 3 loại hệ thống bus: − Bus địa chỉ (address) − Bus điều khiển (control) − Bus dữ liệu (data) Phòng chuyên môn
4. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Hệ thống Bus • 3 loại hệ thống bus: − Bus địa chỉ • Được dùng để truyền địa chỉ của ô nhớ hoặc thiết bị mà CPU lựa chọn và muốn truy cập. • BUS địa chỉ là loại BUS một chiều. • Độ rộng của BUS địa chỉ xác định kích thước vật lý tối đa có thể của bộ nhớ trong máy tính. Phòng chuyên môn
5. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Hệ thống Bus • 3 loại hệ thống bus: − Bus điều khiển • Truyền tín hiệu điều khiển. Các tín hiệu điều khiển do CPU hoặc các thiết bị phát ra để điều khiển các quá trình trao đổi dữ liệu trong máy tính. • BUS điều khiển là loại BUS hai chiều. Phòng chuyên môn
6. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Bus và các vấn đề truyền thông tin trong máy tính • 3 loại hệ thống bus: − Bus data • Di chuyển dữ liệu giữa các module hệ thống. • BUS dữ liệu thường có 8, 16, 32 hay 64 đường riêng biệt, số lượng các đường truyền dữ liệu được gọi là độ rộng của BUS dữ liệu. BUS dữ liệu là loại BUS hai chiều, dữ liệu có thể do CPU phát ra hay CPU nhận về từ bộ nhớ hoặc các thiết bị. • Tại mỗi thời điểm, CPU chỉ làm việc hoặc với bộ nhớ hoặc với một thiết bị. Khi CPU muốn trao đổi thông tin với đối tượng nào thì CPU gửi địa chỉ của đối tượng đó lên BUS địa chỉ. Đối tượng (bộ nhớ hoặc thiết bị) có địa chỉ trùng với địa chỉ do CPU phát ra sẽ được kết nối lên BUS dữ liệu. Quá trình truyền dữ liệu được thực hiện và được điều khiển bởi các tín hiệu điều khiển. Phòng chuyên môn
7. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Hệ thống Bus • Thiết bị 3 trạng thái − Thiết bị ba trạng thái là phương tiện giúp cho việc điều khiển kết nối (về mặt điện) bộ nhớ và các thiết bị liên hệ thống BUS. Phòng chuyên môn
8. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Hệ thống Bus • Thiết bị 3 trạng thái − Bảng mô tả chức năng của thiết bị ba trạng thái − Các đối tượng có địa chỉ không phù hợp thì tín hiệu Enable sẽ là “1”, thiết bị ba trạng thái có trạng thái trở kháng cao, nên không kết nối được lên BUS Phòng chuyên môn
9. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Hệ thống Bus • Chu kỳ bus − Là khoảng thời gian được CPU dùng để thực hiện một thao tác truyền thông tin nhất định với một đối tượng nhất định. − Mỗi một chu kỳ BUS kéo dài trên nhiều chu kỳ nhịp đồng hồ máy tính. Phòng chuyên môn
10. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Bộ nhớ • Các đặc trưng của hệ thống bộ nhớ − Vị trí − Dung lượng − Đơn vị truyền − Phương thức truy cập − Kiểu vật lý − Đặc tính vật lý − Cách tổ chức Phòng chuyên môn
11. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Bộ nhớ • Sự phân cấp bộ nhớ − Mục tiêu: • Giảm chi phí. • Tăng dung lượng. • Tăng thời gian truy cập. • Giảm tần số truy cập bộ nhớ bởi CPU Phòng chuyên môn
12. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Bộ nhớ • Bộ nhớ chính bán dẫn − Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM). • DRAM • SRAM − Bộ nhớ chỉ đọc (ROM). • ROM • Bộ nhớ chỉ đọc khả trình (PROM). • Bộ nhớ chỉ đọc khả trình có thể xóa được (EPROM). • Bộ nhớ chỉ đọc khả trình có thể xóa được về mặt điện tử (EEPROM). − Bộ nhớ flash. Phòng chuyên môn
13. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Bộ nhớ • Tổ chức − Phần tử cơ sở của một bộ nhớ bán dẫn là ô nhớ. − Các ô nhớ bán dẫn có chung một số tính chất sau: • Chúng thể hiện hai trạng thái ổn định (hay bán ổn định) biểu thị hai giá trị 1 và 0. • Chúng có khả năng cho phép ghi (ít nhất một lần) để thiết lập trạng thái. • Chúng có khả năng cho phép đọc để lấy trạng thái. Phòng chuyên môn
14. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Bộ nhớ • Tổ chức − Ghi và đọc một ô nhớ Phòng chuyên môn
15. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Bộ nhớ • Bộ nhớ cache − Bộ nhớ cache chứa bản sao của một phần bộ nhớ chính. Khi CPU cố gắng đọc một thông tin từ bộ nhớ, thông tin này sẽ được kiểm tra xem có trong cache hay không. Nếu có, thông tin đó sẽ được cung cấp ngay cho CPU. Phòng chuyên môn
16. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Bộ nhớ • Bộ nhớ cache − Tổ chức bộ nhớ cache Phòng chuyên môn
17. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Bộ nhớ • Bộ nhớ cache − Cấu trúc bộ nhớ cache Phòng chuyên môn
18. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Bộ nhớ • Bộ nhớ cache − Đọc bộ nhớ cache Phòng chuyên môn
19. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các phương pháp vào ra dữ liệu • Cấu trúc phần cứng của các hệ thống vào ra dữ liệu Phòng chuyên môn
20. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các phương pháp vào ra dữ liệu • Các phương pháp xuất nhập dữ liệu − Có 4 phương pháp, nằm trong 2 nhóm Phòng chuyên môn
21. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các phương pháp vào ra dữ liệu • Các phương pháp xuất nhập dữ liệu − Phương pháp vào/ra theo định trình Phòng chuyên môn
22. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các phương pháp vào ra dữ liệu • Các phương pháp xuất nhập dữ liệu − Phương pháp vào/ ra có thăm dò Phòng chuyên môn
23. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các phương pháp vào ra dữ liệu • Các phương pháp xuất nhập dữ liệu − Phương pháp vào/ ra có thăm dò (tt) Phòng chuyên môn
24. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các phương pháp vào ra dữ liệu • Các phương pháp xuất nhập dữ liệu − Phương pháp vào/ra theo ngắt cứng Phòng chuyên môn
25. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các phương pháp vào ra dữ liệu • Các phương pháp xuất nhập dữ liệu − Phương pháp vào ra theo ngắt cứng • Phân bố chức năng các yêu cầu ngắt và số ngắt trong máy PC Phòng chuyên môn
26. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các phương pháp vào ra dữ liệu • Các phương pháp xuất nhập dữ liệu − Phương pháp vào – ra dữ liệu kiểu truy nhập trực tiếp bộ nhớ (phương pháp DMA – Direct Memory Access) Phòng chuyên môn
27. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các thiết bị ngoại vi • Bàn phím − Công tắc phím và phương pháp tạo mã quét Phòng chuyên môn
28. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các thiết bị ngoại vi • Bàn phím − Hệ thống bàn phím của máy vi tính Phòng chuyên môn
29. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các thiết bị ngoại vi • Màn hình − Màn hình ống tia âm cực CRT (Cathode Ray Tube) Phòng chuyên môn
30. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các thiết bị ngoại vi • Màn hình − Một số khái niệm về thông số kỹ thuật trong màn hình • Điểm ảnh • Mặt nạ chắn • Độ phân giải • Quét ngang và quét dọc • Vấn đề quét xen kẽ dòng trong Monitor • Băng thông (Band Width) của màn hình • Các lưới của đèn hình (Grid) Phòng chuyên môn
31. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các thiết bị ngoại vi • Màn hình − Hiển thị ở chế độ văn bản Phòng chuyên môn
32. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các thiết bị ngoại vi • Màn hình − Bộ điều khiển màn hình CRTC Phòng chuyên môn
33. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các thiết bị ngoại vi • Thiết bị đĩa từ − Nguyên lý lưu trữ thông tin trên đĩa từ Phòng chuyên môn
34. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các thiết bị ngoại vi • Thiết bị đĩa từ − Thiết bị đĩa mềm • Ổ đĩa mềm • Thiết bị giao diện đĩa mềm FDC (Floppy Disk Controller) Phòng chuyên môn
35. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các thiết bị ngoại vi • Thiết bị đĩa từ − Thiết bị đĩa cứng và giao diện IDE • Ổ đĩa cứng Phòng chuyên môn
36. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các thiết bị ngoại vi • Thiết bị đĩa từ − Thiết bị đĩa cứng và giao diện IDE • Giao diện IDE ➢ Giao diện IDE (Intergrated Drive Electronic – mạch điện tử tích hợp trên thiết bị) là giao diện được dùng để kết nối thiết bị đĩa cứng với BUS hệ thống của máy tính. IDE là thuật ngữ dùng để mô tả việc mạch điện tử điều khiển giao diện HDC được gắn ngay cùng với ổ đĩa HDD trong thiết bị đĩa cứng. Phòng chuyên môn
37. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các thiết bị ngoại vi • Thiết bị đĩa từ − Tổ chức lưu trữ thông tin ở mức vật lý Phòng chuyên môn
38. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các thiết bị ngoại vi • Thiết bị đĩa từ − Tổ chức lưu trữ thông tin ở mức luận lý Phòng chuyên môn
39. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các thiết bị ngoại vi • Thiết bị đĩa từ − Tổ chức lưu trữ thông tin ở mức luận lý • Bảng FAT (File Allocation Table) Phòng chuyên môn
40. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các thiết bị ngoại vi • Thiết bị đĩa từ − Tổ chức lưu trữ thông tin ở mức luận lý • Thư mục gốc (Root Directory) ➢ Lối vào thư mục có cấu trúc như sau Phòng chuyên môn
41. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các thiết bị ngoại vi • Thiết bị đĩa từ − Tổ chức lưu trữ thông tin ở mức luận lý • Vùng chứa tập tin và thư mục con • Mối quan hệ giữa thư mục, bảng FAT và cluster Phòng chuyên môn
42. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các thiết bị ngoại vi • Thiết bị đĩa từ − Bảng phân khu (partition table) • Cấu trúc cung khởi động chính Phòng chuyên môn
43. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các thiết bị ngoại vi • Thiết bị đĩa từ − Bảng phân khu (partition table) • Cấu trúc bảng phân khu chính Phòng chuyên môn
44. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các thiết bị ngoại vi • Thiết bị đĩa từ − Bảng phân khu (partition table) • Cấu trúc của một “lối vào” (entry) phân khu Phòng chuyên môn
45. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC Các thiết bị ngoại vi • Thiết bị lưu trữ quang học − Các loại thiết bị lưu trữ quang học • CD • DVD • Phòng chuyên môn
46. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HCM TRUNG TÂM TIN HỌC KẾT THÚC Địa chỉ: 227 Nguyễn Văn Cừ, Quận 5, TP HCM.56