Giáo Trinh Kiến trúc máy tính - Đại học cần thơ

MỤC LỤC 

***** 

MỤC LỤC ..........................................................................................................................2

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN.............................................................................................5

GIÁO TRÌNH KIẾN TRÚC MÁY TÍNH.......................................................................5

MỤC ĐÍCH......................................................................................................................5

YÊU CẦU.........................................................................................................................5

NỘI DUNG ......................................................................................................................6

KIẾN THỨC TIÊN QUYẾT..............................................................................................6

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................6

PHƯƠNG PHÁP HỌC TẬP ............................................................................................6

CHƯƠNG I: ĐẠI CƯƠNG ...............................................................................................7

I.1 CÁC THẾ HỆ MÁY TÍNH.........................................................................................7

a. Thế hệ đầu tiên (1946-1957)................................................................................7

b. Thế hệ thứ hai (1958-1964).................................................................................8

c. Thế hệ thứ ba (1965-1971) ..................................................................................8

d. Thế hệ thứ tư (1972-????)...................................................................................8

e. Khuynh hướng hiện tại ........................................................................................8

I.2 PHÂN LOẠI MÁY TÍNH...........................................................................................9

I.3 THÀNH QUẢ CỦA MÁY TÍNH .............................................................................10

QUI LUẬT MOORE VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY TÍNH ...................................10

I.4- THÔNG TIN VÀ SỰ MÃ HOÁ THÔNG TIN........................................................12

I.4.1 - Khái niệm thông tin.........................................................................................12

I.4.2 - Lượng thông tin và sự mã hoá thông tin.........................................................13

I.4.3 - Biểu diễn các số:.............................................................................................13

I.4.4  Số nguyên có dấu..............................................................................................16

I.4.5 - Cách biểu diễn số với dấu chấm động:...........................................................17

I.4.6 - Biểu diễn các số thập phân .............................................................................19

I.4.7 - Biểu diễn các ký tự ..........................................................................................19

CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG I............................................................22

CHƯƠNG II: KIẾN TRÚC PHẦN MỀM BỘ XỬ LÝ.................................................23

II.1 - THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MỘT MÁY TÍNH..............................................23

II.2 - ĐỊNH NGHĨA KIẾN TRÚC MÁY TÍNH.............................................................25

II.3 - CÁC KIỂU THI HÀNH MỘT LỆNH...................................................................25

II.4 - KIỂU KIẾN TRÚC THANH  GHI  ĐA DỤNG....................................................27

II.5 - TẬP LỆNH............................................................................................................27

II.5.1 - Gán trị............................................................................................................28

II.5.2 - Lệnh có điều kiện ...........................................................................................29

II.5.3 - Vòng lặp.........................................................................................................30

II.5.4 - Thâm nhập bộ nhớ ngăn xếp..........................................................................31

II.5.5 - Các thủ tục.....................................................................................................31

II.6 - CÁC KIỂU ĐỊNH VỊ ............................................................................................33

II.7 - KIỂU CỦA TOÁN HẠNG VÀ CHIỀU DÀI CỦA TOÁN HẠNG ......................34

II.8 - TÁC VỤ MÀ LỆNH THỰC HIỆN.......................................................................34

II.9 - KIẾN TRÚC RISC ( REDUCED INSTRUCTION SET COMPUTER) ...........................35

II.10 - KIỂU ĐỊNH VỊ TRONG CÁC BỘ XỬ LÝ RISC...............................................37

II.10.1 - Kiểu định vị thanh ghi..................................................................................37

II.10.2 - Kiểu định vị tức thì.......................................................................................37

II.10.3 - Kiểu định vị trực tiếp ...................................................................................38

II.10.4 - Kiểu định vị gián tiếp bằng thanh ghi + độ dời ..........................................38

II.10.5 - Kiểu định vị tự tăng .....................................................................................38

II.11 -  NGÔN NGỮ CẤP CAO VÀ NGÔN NGỮ MÁY..............................................39

CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG II ..........................................................41

CHƯƠNG III: TỔ CHỨC BỘ XỬ LÝ ..........................................................................42

III.1. ĐƯỜNG ĐI CỦA DỮ LIỆU.................................................................................42

III.2. BỘ ĐIỀU KHIỂN .................................................................................................44

III.2.1. Bộ điều khiển mạch điện tử ...........................................................................44

III.2.2. Bộ điều khiển vi chương trình: ......................................................................45

III.3. DIỄN TIẾN THI HÀNH LỆNH MÃ MÁY ..........................................................46

III.4. NGẮT QUÃNG (INTERRUPT)...........................................................................47

III.5. KỸ THUẬT ỐNG DẪN (PIPELINE)...................................................................48

III.6. KHÓ KHĂN TRONG KỸ THUẬT ỐNG DẪN...................................................49

III.7. SIÊU ỐNG DẪN...................................................................................................51

III.8. SIÊU VÔ HƯỚNG (SUPERSCALAR)................................................................52

III.9. MÁY TÍNH CÓ LỆNH THẬT DÀI VLIW (VERY LONG INSTRUCTION

WORD)..........................................................................................................................53

III.10. MÁY TÍNH VECTƠ...........................................................................................53

III.11. MÁY TÍNH SONG SONG .................................................................................53

III.12 KIẾN TRÚC IA-64 ..............................................................................................59

a) Đặc trưng của kiến trúc IA-64: .........................................................................59

b) Định dạng lệnh trong kiến trúc IA-64 ...............................................................60

CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG III.........................................................62

CHƯƠNG IV: CÁC CẤP BỘ NHỚ ...............................................................................63

IV.1. CÁC LOẠI BỘ NHỚ............................................................................................63

IV.2. CÁC CẤP BỘ NHỚ..............................................................................................65

IV.3. XÁC SUẤT TRUY CẬP DỮ LIỆU TRONG BỘ NHỚ TRONG ........................66

IV.4. VẬN HÀNH CỦA CACHE..................................................................................67

IV.5. HIỆU QUẢ CỦA CACHE....................................................................................72

IV.6. CACHE DUY NHẤT HAY CACHE RIÊNG LẺ.................................................73

IV.7. CÁC MỨC CACHE..............................................................................................73

IV.8. BỘ NHỚ TRONG.................................................................................................74

IV.9. BỘ NHỚ ẢO.........................................................................................................75

IV.10. BẢO VỆ CÁC TIẾN TRÌNH BẰNG CÁCH DÙNG BỘ NHỚ ẢO...................79

CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG IV .........................................................81

CHƯƠNG V: NHẬP - XUẤT..........................................................................................82

V.1. DẪN NHẬP ...........................................................................................................82

V.2. ĐĨA TỪ ..................................................................................................................82

V.3. ĐĨA QUANG .........................................................................................................84

V.4. CÁC LOẠI THẺ NHỚ...........................................................................................86

V.5. BĂNG TỪ..............................................................................................................86

V.6. BUS NỐI NGOẠI VI VÀO BỘ XỬ LÝ VÀ BỘ NHỚ TRONG ...........................87

V.7. CÁC CHUẨN VỀ BUS..........................................................................................89

V.8. GIAO DIỆN GIỮA BỘ XỬ LÝ VỚI CÁC BỘ PHẬN VÀO RA..........................90

V.9. MỘT SỐ BIỆN PHÁP AN TOÀN DỮ LIỆU TRONG VIỆC LƯU TRỮ THÔNG

TIN TRONG ĐĨA TỪ....................................................................................................91

CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG V...........................................................9