tailieunhanh - Bài giảng Tin học cơ sở: Bài 3 - Đào Kiến Quốc

Bài giảng Tin học cơ sở: Bài 3 của Đào Kiến Quốc trình bày về nguyên lý hoạt động của máy tính điện tử với những nội dung chính như bộ xử lý và hoạt động của bộ xử lý; pipeline và kiến trúc siêu vô hướng; nguyên lý Von Neumann. Bài giảng phục vụ cho các bạn chuyên ngành Tin học và những bạn quan tâm tới lĩnh vực này. | BÀI GIẢNG TIN HỌC CƠ SỞ BÀI 3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ NỘI DUNG Bộ xử lý và hoạt động của bộ xử lý Pipeline và kiến trúc siêu vô hướng Nguyên lý Von Neumann BỘ XỬ LÝ (CPU) CPU là bộ não của máy tính. CPU có chức năng phối hợp các thiết bị của máy để điều khiển máy tính thực hiện các lệnh theo chương trình đã định. Ngoài bộ số học và logic và bộ điều khiển, CPU còn có các thanh ghi (register) với tư cách là những bộ nhớ chuyên dụng cho hoạt động xử lý lệnh. KIẾN TRÚC MÁY TÍNH [1064] 5 [1068] 7 [2B00] [A001] A1 64 10 68 10 [A006] A2 70 10 [A009] A3 74 10 xxxxx xxxxx Thanh ghi lệnh PC Thanh ghi dữ liệu Thanh ghi lệnh IR xxxxx ALU Bus điều khiển Bus dữ liệu Bus địa chỉ BỘ NHỚ CU Thiết bị ngoại vi CPU THANH GHI MÃ LỆNH THANH GHI CẤU TRÚC LỆNH ĐỊA CHỈ MÃ LỆNH ĐỊA CHỈ ĐỊA CHỈ MÃ LỆNH MÃ LỆNH THANH GHI MÃ LỆNH ĐỊA CHỈ MÃ LỆNH THANH GHI Lệnh không có thành phần địa chỉ Lệnh 0 có thành phần địa chỉ, dữ liệu ở thanh ghi, được thể hiện từ mã lệnh Lệnh 1 địa chỉ Lệnh 2 địa chỉ (ít được sử dụng) Lệnh có 1 thành phần địa chỉ, 1 thành phần khác ở thanh ghi, được thể hiện từ mã lệnh Lệnh có 2 thành phần ở thanh ghi, được thể hiện từ mã lệnh CHU TRÌNH LỆNH Đọc một lệnh từ bộ nhớ (Instruction Fetch) Đọc các dữ liệu (Data Fetch) Giải mã lênh (Decode) Thực hiện lệnh (Execute) VÍ DỤ VỀ CHU TRÌNH LỆNH ĐỐI VỚI MÁY HAI ĐỊA CHỈ GIẢ ĐỊNH x = (b+ c).d [1064] b [1068] c [106C] a [1070] d [1074] x [A001] A1 64 10 68 10 Cộng 2 số ở bộ nhớ, ghi kết quả vào thanh ghi R1 [A006] A2 70 10 Nhân thanh ghi R1 với một số ở bộ nhớ, ghi vào thanh ghi R1 [A009] A3 74 10 Lưu thanh ghi R1 vào ô nhớ R1 ← b + c R1 ← R1 x d x ← R1 VÍ DỤ VỀ CHU TRÌNH LỆNH [1064] 5 [1068] 7 [2B00] [A001] A1 64 10 68 10 [A006] A2 70 10 [A009] A3 74 10 Thanh ghi lệnh PC ADD Thanh ghi dữ liệu Thanh ghi lệnh IR ALU Bus điều khiển Bus dữ liệu Bus địa chỉ Fetch (Instruction) [A001] A1 64 10 68 10 5 [A006] [1064] 7 12 A2 70 10 [1068] MEMORY . | BÀI GIẢNG TIN HỌC CƠ SỞ BÀI 3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ NỘI DUNG Bộ xử lý và hoạt động của bộ xử lý Pipeline và kiến trúc siêu vô hướng Nguyên lý Von Neumann BỘ XỬ LÝ (CPU) CPU là bộ não của máy tính. CPU có chức năng phối hợp các thiết bị của máy để điều khiển máy tính thực hiện các lệnh theo chương trình đã định. Ngoài bộ số học và logic và bộ điều khiển, CPU còn có các thanh ghi (register) với tư cách là những bộ nhớ chuyên dụng cho hoạt động xử lý lệnh. KIẾN TRÚC MÁY TÍNH [1064] 5 [1068] 7 [2B00] [A001] A1 64 10 68 10 [A006] A2 70 10 [A009] A3 74 10 xxxxx xxxxx Thanh ghi lệnh PC Thanh ghi dữ liệu Thanh ghi lệnh IR xxxxx ALU Bus điều khiển Bus dữ liệu Bus địa chỉ BỘ NHỚ CU Thiết bị ngoại vi CPU THANH GHI MÃ LỆNH THANH GHI CẤU TRÚC LỆNH ĐỊA CHỈ MÃ LỆNH ĐỊA CHỈ ĐỊA CHỈ MÃ LỆNH MÃ LỆNH THANH GHI MÃ LỆNH ĐỊA CHỈ MÃ LỆNH THANH GHI Lệnh không có thành phần địa chỉ Lệnh 0 có thành phần địa chỉ, dữ liệu ở thanh ghi, được thể hiện từ mã lệnh Lệnh 1 địa chỉ .