Giáo trình Kiến trúc máy vi tính: Phần 1

v

G

K

M

/ t

i

u

á

I

Ế

Á

C

H

Â

N

o

t

r

T

N

Y

H

V

ì

R

I

Ư

N

G

n

h

Ú

C

T

Í

N

H


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




v ũ CHẤN

G

i

á

o

HƯNG

t r ì n h

K

M

I

Ế

Á

Ị

T

N

Y

V

R

I

Í

Í

T

C

Í

N

H

ĐẠI HỌC THÁI NGUN Ị
TRUNG TẮM HỌC L I Ề U

NHÀ XUẤT BẢN GIAO THƠNG VẬN TẢI
H À N Ộ I - 2004

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




L Ờ I

Ngày

nay

hoạt

động

hiệu

quả máy

máy

vi tính

của đời sống

có những

vi tính

NĨI

được

sử dụng

con người.
sắc hơn

vực khác

đến kiến

trúc máy

giáo

dạy

"Kiến

giảng

bày những
của
dụng

mơn

máy

vi tính,

rộng

đặc

Tài liệu này gồm
Phần

máy

ì trình

tính,

phần

Phần
thơng

PC,

bày về máy

vi tính

thành

lý hoạt

phần

- Chương

trình

Ì trình

động

bày

về kiến

động

của

3 trình b ày về các thiết
cũng

lý hoạt

của máy

trúc

- Chương

năng

khổ
trình

lý hoạt

động

đang

được

sử

động

cơ bản

của

pháp

biểu

PC.

BUS

phương

tính

số.

chung

và bộ

nhớ.

pháp

vào-ra

dữ liệu và cơ

như

máy

vi tính

PC,

bộ xử lý

vi

tính.

trung

nó.

2 trình b ày về tổ chức

chức

khuôn

:

- Chương
cấu trúc,

Những

con.

5 chương

và các chế độ hoạt

phải

này chỉ

và ngun
máy

và có

cần

của nó.

lớn. Trong

cơ bản,

4 và 5 trình b ày về các phương

l i gồm

hoạt

:

Ì mơ tả những

chương

cứng

dịng

- Chương
hiện

linh

vực

lĩnh

của đời sống,

dịng

và ngun

2 và 3 trình b ày về kỹ thuật

Phần

máy

vi tính

trúc

tin và nguyên

mọi

nay.

về kiến

5 chương

cứng

- Chương
chế thực

tâm

là máy

:

bày

trong

tính ", tài liệu

máy

trúc phần

hai phần

li trình

ì gồm

- Chương
diễn

biệt

rãi ở nước ta hiện

nhau

rất rộng

tính

trúc

vấn đề cơ bản về kiến

rãi

trúc phần

về kiến

vấn đề liên quan
trình

rộng

Để có thể ứng dụng

vào các lĩnh

hiểu b iết sâu

ĐẦU

bộ nhớ của máy
bị điều

cơ chế làm

khiển

và thiết

việc của chúng

bị giao

trong

hệ

diện,
thống

tính.
- Chương

nhập-xuất

4 trình b ày

về nguyên

dữ liệu cơ bản là bàn phím

lý hoạt
và màn

động

của

hai

thiết

bị

hình.
3

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




- Chương

5 được

lý lưu trữ thơng
trên đĩa

dành

riêng

tin, tổ chức

để trình

lưu trữ thông

bày về thiết

bị đĩa từ,

nguyên

tin ở mức

vật lý và mức

logic

từ.

Tài liệu
nghệ

thơng

thơng

vận

để giảng
có liên

tải,

Đại học Bách
có thể dùng

này đã được dùng
tin

và các
Viện

khoa

Đại

Bạn

tài liệu này như

Lân,

PGS.

TS.

Cơng

nghệ

thơng

Văn

rất

sót.

nhiều

Chúng

cho sinh
tại

khoa

đọc và những

một tài liệu tham
cảm

ơn TS. Đặng

Tam,

PGS.

TS.

tin đã đọc và đóng góp ý

Dù đã cố gắng
thiếu

thành

Nguyễn

dạy
quan

học Mở Hà Nội,

Hà Nội.

Tác giả xin chân

tránh khỏi
bạn đọc.

ngành

khi

soạn

tơi mong

Tốn
sinh

ngành
Đại

ứng

dụng

viên khác

khảo
Thành
Nguyễn

có

Cơng

học

Giao
Trường

quan

tăm

Vũ

Như

-

Viện

ích.

Phu,

TS.

Gia Hiểu

kiến.

thảo,
nhận

viên

Trường

nhưng

chắc

được ý kiến

chắn
đóng

Hà Nội, tháng

khơng
góp

4 năm

TÁC GIẢ

4

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN



của

2003


P h ầ n

I

Cơ SỞ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

Chương

ì

KIẾN TRÚC Cơ BẢN CỦA MÁY TÍNH so

1. N H Ữ N G T H À N H P H Ầ N c ơ B Ả N C Ủ A M Á Y T Í N H

số

Chức năng cơ bản của máy tính số là thực hiện chương trình. Chương trình
là m ộ t c h u ỗ i c á c chỉ thị được đặt trong b ộ nhớ. Chỉ thị và c á c d ữ l i ệ u k h á c
trong m á y t í n h đ ề u được t h ể h i ệ n d ư ớ i dạng c á c con số.
Máy tính số gồm các khối chức năng chính như sau (h.l) :
Thiết bị đầu ra
(Màn hình, Máy in v.v.)
Thiết bị
giao diện
Đơn vị
số học-logic

Bộ nhớ
đìa từ

ALU
Thiết bị
giao diện
r~~

Bộ nhớ
Đơn vị
điều khiển

Thiết bị đầu vào
(Bàn phím, Bàn
điều khiển, chuột v.v.)

tỉ
V

A|

Bộ nhớ
bán dẫn

CU
CPU
Hình ì

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




C ơ SỞ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

Phần ì

•

Đ ơ n vị x ử lý trung t â m CPU (Central Processing U n i t )
Đ ơ n vị xử lý trung t â m g ồ m 2 phần c h í n h : đ ơ n vị đ i ể u k h i ể n c u (Control

U n i t ) và đ ơ n vị số h ọ c - l o g i c A L U ( A r i t h m e t i c - L o g i c U n i t ) . Đ ơ n vị xử lý
trung t â m thực h i ệ n c á c chức n ă n g :
- Đ i ề u k h i ể n g h i / đ ọ c t h ô n g t i n lên b ộ nhớ.
- H i ể u và thực h i ệ n được m ộ t tập hữu hạn c á c chỉ t h ị ( l ệ n h ) được t h ể hiện
d ư ớ i dạng m ã số.
- Nhập tuần tự c á c chỉ thị t ừ bộ n h ớ và thực t h i c á c chỉ t h ị n à y (chức năng
thực h i ệ n c h ư ơ n g t r ì n h đ a n g c ó trong b ộ nhớ).
Ị
- Đ i ề u k h i ể n q u á trình nhập t h ô n g t i n t ừ t h i ế t bị đ ầ u v à o và đ i ề u k h i ể n
q u á trình x u ấ t t h ô n g t i n qua t h i ế t bị đ ầ u ra.
V
•

Bộ nhớ
Chức n ă n g của b ộ nhớ là lưu trữ t h ô n g t i n ( c h ư ơ n g t r ì n h và c á c d ữ l i ệ u có

liên quan). C á c t h ơ n g t i n được t r u y ề n t ả i d ư ớ i dạng c á c con số.
•

T h i ế t bị đ ầ u v à o
T h i ế t bị đ ầ u vào thực h i ệ n chức n ă n g nhập c á c t h ô n g t i n n g u y ê n thủy cho

m á y tính. T h i ế t bị đ ầ u v à o c ó t h ể là b à n p h í m , chuột hoặc b à n đ i ề u k h i ể n v.v.
•

T h i ế t bị đầu ra
T h i ế t bị đầu ra h i ể n thị c á c t h ô n g t i n đưa ra từ m á y t í n h , ở dạng con n g ư ờ i

c ó t h ể h i ể u được. T h i ế t bị đ ầ u ra c ó t h ể là m à n h ì n h h i ể n t h ị , m á y i n , thiết bị
âm thanh v.v.

Các thiết bị đầu v à o / đ ầ u ra (được g ọ i chung là c á c t h i ế t bị ngoại vi) không
được k ế t n ố i trực t i ế p v ớ i đ ơ n vị x ử lý trung t â m CPU m à p h ả i qua thiết bị
giao d i ệ n . Sự c ó mặt của t h i ế t bị giao d i ệ n là do c ó sự k h á c b i ệ t r ấ t lớn về
dạng thức t r u y ề n t ả i và tốc đ ộ xử lý t h ô n g t i n giữa đ ơ n vị x ử lý trung tâm và
c á c t h i ế t bị ngoại v i . Bên trong m á y tính con số được sử dụng l à m p h ư ơ n g t i ệ n
t r u y ề n t ả i t h ô n g t i n , t h ế g i ớ i b ê n n g o à i m á y tính t h ơ n g t i n được t r u y ề n t ả i d ư ớ i
dạng k ý tự, á n h s á n g , â m thanh v.v. Đ ơ n vị x ử lý trung t â m CPU xử lý thông
t i n v ớ i tốc đ ộ r ấ t cao, c á c t h i ế t bị b ê n n g o à i m á y t í n h xử lý t h ơ n g t i n v ớ i tốc
đ ộ chậm hơn n h i ề u . Do vậy t h i ế t bị giao d i ệ n thực h i ệ n chức n ă n g g h é p n ố i để
thực h i ệ n được việc trao đ ổ i t h ô n g t i n giữa đ ơ n vị x ử lý trung t â m và c á c thiết
bị ngoại v i .
6

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




C ơ SỞ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

Phần Ị

2. H Ệ Đ Ế M N H Ị P H Ả N V À P H Ư Ơ N G P H Á P B I Ể U D I Ê N
THÔNG TIN TRONG MÁY TÍNH

số

Trong q trình phát triển, lồi người có nhu cầu đếm các vật. Hai bàn tay
là m ộ t c ô n g cụ tự n h i ê n được sử dụng cho việc đ ế m . H ệ đ ế m thập p h â n ( h ệ
c ơ số 10) là k ế t q u ả tự n h i ê n của h ệ thống đ ế m n à y .

H ệ đ ế m nhị p h â n là h ệ đ ế m được d ù n g trong m á y t í n h số. Đ i ề u n à y x u ấ t
p h á t từ k h ả n ă n g c ô n g nghệ c h ế tạo c á c t h i ế t bị lưu trữ t h ô n g t i n và xử lý
t h ô n g t i n dạng nhị p h â n ( c á c bộ g i ả i m ã , c á c bộ đ ế m , t h i ế t bị thực h i ệ n c á c
p h é p t í n h số học và logic v.v.)
H ệ đ ế m nhị p h â n được d ù n g đ ể mang t ả i và t h ể h i ệ n t h ô n g t i n . H ệ đ ế m
nhị p h â n được x â y dựng trên cơ sở c á c chữ số nhị p h â n " 0 " và " Ì " .
2.1 Các số nhị phân
M á y t í n h số được x â y dựng trên cơ sở c á c mạch đ i ệ n . Hai trạng t h á i của
m ạ c h đ i ệ n được d ù n g đ ể t h ể h i ệ n c á c con số nhị p h â n Ì và 0 là :
- c ó hoặc k h ơ n g c ó d ị n g đ i ệ n trong mạch
- đ i ệ n á p cao hoặc đ i ệ n á p thấp
Ví dụ : con số Ì được t h ể h i ệ n bằng trạng t h á i trong mạch c ó d ị n g đ i ệ n
hoặc c ó h i ệ u đ i ệ n t h ế t r ê n m ộ t đ i ệ n k h á n g , con số 0 được t h ể h i ệ n bằng trạng
t h á i ngược l ạ i .
2.2 Bít
Bít (Binary D i g i t ) là m ộ t chữ số của hệ nhị p h â n , được b i ể u d i ễ n bằng c á c
con số " 0 " hoặc " Ì " . Bít là đơn vị nhỏ nhất b i ể u d i ễ n d ữ l i ệ u (đơn vị nhỏ nhất
mang t h ô n g tin) trong m á y t í n h . M ỗ i bít chỉ mang được m ộ t t h ô n g t i n .
V í d ụ : con số " Ì " m ơ tả mạch đ i ệ n được đ ó n g , đ è n s á n g , trạng thái "cho
p h é p " v.v. Con số " 0 " m ô tả mạch đ i ệ n h ở , đ è n tắt, trạng t h á i " c ấ m " v.v.
2.3 Biểu diễn dữ liệu số trong máy tính
2.3.1 Hệ thống số, cơ số và trọng số
Đ ể b i ể u d i ễ n số lượng bằng con số thì c ó t h ể d ù n g c á c h ệ đ ế m k h á c nhau.

7

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Phần ì

C ơ SỞ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

T h ơ n g thường ta sử dụng c á c k ý h i ệ u (chữ số) 0 Ì 2 3 4 5 6 7 8 9 đ ể ghi
l ạ i c á c số lượng đ ế m được. M u ố n g h i l ạ i c á c trị l ớ n h ơ n p h ả i sử dụng k ý p h á p
vị trí. Trong k ý p h á p n à y vị t r í của m ỗ i chữ số x á c định g i á trị của n ó trong
con số.
K ý p h á p vị trí tổng q u á t của m ộ t số là :
a _ j a - 2n

a i a . \>ị\> ... * -ib

n

0

+...+ a ^ E

2

m

+ a *E° + b ^ E

1

= a _ !*E

m

n _ 1

n

+ b *E~

- 1

0

2

2

+ a _ 2 * E " + ... +
n

2

n

+ ... + b _ j * E ~

( m _ 1 )

m

+ b *E

_ m

m

trong đ ó E là cơ số .
E

n

1

, E

2

,E

, E° , E

1

n - Ì ' n - 2' ••' i ' 0 '
v ớ i trọng số.
a

•

a

a

a

1

b

, E

2

,

E

( m

l

\ E

i ' 2 ' ••' m - i ' m là
b

b

b

m

c

á

c

là c á c trọng số.
sà n ằ m à vị t r í tương ứng

H ệ đ ế m thập p h â n ( H ệ cơ số 10)

H ệ thập p h â n d ù n g m ư ờ i c h ữ số t ừ " 0 " đ ế n " 9 " và k ý p h á p vị trí để thể
h i ệ n số đ ế m .
V í dụ : con số 126.5 c ó ý nghĩa là M ộ t t r ă m H a i chục Sáu đ ơ n vị và Năm
phần m ư ờ i đ ơ n vị.
Con số 126.5 là t h ể h i ệ n của giá t r ị :
126.5

= 1*10

10

2

+ 2*10

1

+ 6*10° + 5 * l ( f

1

trong đ ó 10 là cơ số
lo

2

, lo

1

, 10°, l o " là c á c trọng số
1

Ì , 2, 6, 5 là c á c chữ số được đ ặ t ở vị trí t ư ơ n g ứng v ớ i trọng số.
•

H ệ đ ế m nhị p h â n ( H ệ cơ số 2)

H ệ nhị p h â n d ù n g hai chữ số " 0 " và " Ì " và k ý p h á p vị trí đ ể t h ể h i ệ n số
đếm với
2 là cơ số
.... 2 , 2 , 2 ° , 2
2

1

ỉ

,2

2

, v.v. là c á c trọng số

C á c chữ số " 0 " và " Ì " được đ ặ t ở vị t r í t ư ơ n g ứng v ớ i trọng số
8

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




C ơ SỞ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

Phần ĩ

Ví dụ : m ộ t giá trị 126.5 h ệ thập p h â n sẽ được b i ể u d i ễ n ở h ệ nhị p h â n
dưới dạng :
1 1 1 1 1 1 0 . 1 = 1*2

6

2

•

+ 1*2

+ 1 * 2 + 1 * 2 + 1*2

5

4

3

2

+ 1*2* + 0 * 2 ° +

1*2

_1

Byte

M ộ t byte là t ổ hợp của 8 bít, vị trí m ỗ i bít tương ứng v ớ i trọng số của bít
đ ó . M ộ t byte d ữ l i ệ u c ó t h ể mang t ả i Ì trong 256 t h ô n g t i n k h á c nhau, v ớ i
những t h ể h i ệ n n h ư :
00000000
00000001

11111111
2.3.2 Các phép

tính

với số nhị

phân

- P h é p cộng :
0 + 0 = 0
0+1 = 1
1+0=1
1 + 1=0
Ví dụ :

dư Ì

110
+

0 11
Ị Ị Ọ

phần d ư

100 1
- P h é p trừ:
0-0

=0

0- 1 = 1
1-0

nợ 1

= 1

1 - 1 =0
1 1 0
011
11

phần nợ

011
9

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




Phần ì

C ơ SỞ KIÊN TRÚC MÁY TÍNH

2.3.3 Chuyển

đổi hệ cơ số lo sang hệ cơ số 2

Quy tắc chuyển đổi :
Để chuyển một sốở hệ cơ số 10 sang hệ cơ số 2 trước hết cần tách số đó
l à m hai phần, phần n g u y ê n và phần sau d ấ u thập p h â n , và thực h i ệ n chuyển
đ ổ i từng phần theo hai c á c h k h á c nhau, sau đ ó cộng hai con số k ế t quả tạm đó

l ạ i t h à n h con số nhị phân k ế t quả của chuyển đ ổ i .
Quy tắc chuyển đổi phẩn nguyên :
Lấy số phần nguyên chia cho 2, được phần thương số và phần dư. Phần dư
được d ù n g làm k ế t quả chuyển đ ổ i , phần thương số được d ù n g đ ể t i ế p tục chia
2. Q u á trình này được thực h i ệ n cho đ ế n k h i t h ư ơ n g số bằng 0 thì dừng.
Quy tắc chuyển đổi phần sau dấu thập phân :
Thực hiện nhân đơi phần sau dấu thập phân,ở tích số nếu có số Ì xuất
h i ệ n ở bên trái dấu thập p h â n thì t h ê m Ì v à o b ê n phải của số nhị p h â n , nếu có
số 0 xuất h i ệ n ở bên trái d ấ u thập p h â n thì t h ê m 0 v à o b ê n phải của số nhị
phân. Q u á trình n à y được lặp l ạ i cho đ ế n k h i tích số thập p h â n là Ì thì dừng.
Ví dụ : chuyển đổi con số 19.625 ở hệ cơ số 10 sang hệ cơ số 2.
10

Con số này được tách ra làm hai phần. Phần nguyên là 19, phần sau dấu
thập p h â n là 0.625.
Chuyển đổi phần nguyên :
T h ư ơ n g số

Dư

19 : 2 = 9

1

9 : 2 = 4

1

4 :: 2 = 2

0

2 : 2 = 1

0

1 :2 = 0

1

K ế t quả chuyển đ ổ i phần n g u y ê n : 1 9

1 0

= 10011

10

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




Phần ì

C ơ SỞ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

Chuyển đ ổ i phần sau d ấ u thập p h â n :
T í c h số
2 X 0.625

1.25

0.1

2 X 0.25

0.50

0.10

2x0.50

LO

0.101

K ế t quả chuyển đ ổ i phần sau d ấ u thập p h â n : 0 . 6 2 5

1 0

= 0.101

2

K ế t quả chuyển đ ổ i t o à n phần :
19.625

10

= 10011 + 0.101 = 1 0 0 1 1 . 1 0 1

2.3.4 Biểu diễn số âm trong

2

máy tính số bằng số bù 2

Số â m trong h ệ cơ số 10 được b i ể u d i ễ n bằng c á c h t h ê m m ộ t k ý h i ệ u " - "
v à o trước số đ ó , ví d ụ : â m 88 là - 8 8 .
Trong m á y t í n h c á c con số được b i ể u d i ễ n b ở i c á c chữ số nhị p h â n , ví dụ
1 1 1 1 1 1 0 là m ộ t con số nhị p h â n 7 bít. Con số nhị p h â n 7 bít b i ể u d i ễ n được
2

c á c giá trị trong khoảng 0000000 đ ế n 1111111. Đ ể b i ể u d i ễ n được c á c giá trị
trong khoảng từ 0000000 đ ế n - l i 11111 cần t h ê m bít thứ t á m , g ọ i là bít

dấu.

Bít d ấ u n ằ m ở vị t r í bít cao nhất trong số nhị p h â n . Theo quy ước chung số
dượng c ó bít d ấ u là 0, số â m có bít dấu là 1. V í dụ - 1 2 6

1 0

khi biểu d i ễ n ở hệ

cơ số 2 là 11111110 .
2

T r ê n thực t ế c ò n m ộ t c á c h b i ể u d i ễ n số â m k h á c nữa, đ ó là c á c h b i ể u d i ễ n

bằng số bù. K ỹ thuật b i ể u d i ễ n số â m bằng số bù c ó thể được d ù n g cho cả hai
h ệ thống cơ số 10 và cơ số 2. V ớ i c á c h b i ể u d i ễ n số â m bằng số b ù , m á y tính
c ó t h ể thực h i ệ n cả hai p h é p tính cộng và trừ chỉ bằng m ộ t p h é p tính cộng.
•

Ở hộ cơ số 10 m ộ t số âm c ó thể b i ể u d i ễ n qua số bù LO. Số b ù 10 của m ộ t

số được tạo ra bằng c á c h l ấ y 9 trừ m ỗ i chữ số và cộng Ì vào chữ số c ó ý nghĩa
thấp nhất của số vừa được tạo ra, ví dụ số bù 10 của 88 là 12.
Đ ể thực h i ệ n p h é p trừ m ộ t số d ư ơ n g (số bị trừ) cho m ộ t số d ư ơ n g (số t r ừ ) ,
n g ư ờ i ta thực h i ệ n p h é p cộng số bị trừ v ớ i số bù 10 của số trừ. N ế u c ó nhớ ở
chữ số cao nhất thì chữ số đ ó bị bỏ đi và k ế t quả là d ư ơ n g . N ế u k h ô n g nhớ thì
k ế t quả là â m , đ ể nhận được k ế t quả thật cần l ấ y bù 10 của số đ ó và t h ê m d ấ u
" - " vào đ ằ n g trước.
li

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




C ơ SỞ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

Phần ỉ

Ví dụ :
P h é p trừ b ì n h thường

P h é p trừ bù 10

97

97

-88

+12

09

109
Bò phần c ố nhớ,
k ế t q u ả thật là số dương 09

53

53

-67

+33

- 14

86

m ộ t số nhị p h â n được tạo ra bằng c á c h l ấ y Ì trừ m ỗ i chữ số và cộng Ì vào chữ
số c ó ý nghĩa thấp nhất của số vừa được tạo ra. P h ư ơ n g p h á p tạo số bù 2 của
m ộ t số trên thực t ế được thực h i ệ n bằng c á c h đ ổ i số 0 t h à n h số Ì , đ ổ i số Ì
t h à n h số 0 và cộng Ì vào chữ số c ó ý nghĩa thấp nhất của số vừa được tạo ra.

V í dụ số bù 2 cua 11000 là 01000.
V ớ i h ệ thống bù 2 c á c p h é p t í n h cộng và trừ hai số nhị p h â n được thực
h i ệ n qua chỉ m ộ t p h é p tính cộng. Trong h ệ thống bù 2 k h i thực h i ệ n cộng hai
số c ó t h ể c ó b ố n tình huống x ả y ra :
- Cả hai số là dương .
K h i thực h i ệ n p h é p cộng thì cộng từng số từ p h ả i qua t r á i , k ể cả bít dấu.
V í dụ cộng hai số d ư ơ n g 4 b í t :
K ý p h á p b ì n h thường

Dạng d ữ l i ệ u trong m á y tính
(sử dụng h ệ thống bù 2, t h ê m m ộ t bít d ấ u .
Bít c ó gạch c h â n là bít dấu)

+ 1000
+

+ 0101
+1101

01000
+

00101
OI l o i

K ế t q u ả là số d ư ơ n g

K ế t quả thật l à + 1 1 0 1
12

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




Phần ỉ

c ơ SỞ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

- M ộ t số là d ư ơ n g , m ộ t số là â m và số â m c ó trị t u y ệ t đ ố i n h ỏ h ơ n . Bù 2
của số â m được tạo và t h ê m bít d ấ u v à o vị trí cao nhất.
K h i thực h i ệ n p h é p c ộ n g , m ộ t bít n h ớ sẽ được tạo ra t ừ bít d ấ u . Cần bỏ bít
n h ớ đ i . K ế t quả là m ộ t số d ư ơ n g .
V í d ụ cộng hai số k h á c d ấ u 4 b í t :
Ký pháp bình thường

D ạ n g d ữ l i ệ u trong m á y t í n h (bù 2)
(sử dụng h ệ thống bù 2, t h ê m m ộ t bít d ấ u .
Bít c ó gạch c h â n là bít dấu)

+ 1000

01000

-0101

4

+

+ 0011

non
100011
Bít n h ớ được b ỏ ,
k ế t q u ả là số d ư ơ n g
K ế t quả thật là +0011

- M ộ t số là d ư ơ n g , m ộ t số là â m và số âm c ó trị tuyệt đ ố i l ớ n h ơ n .
K h i thực h i ệ n p h é p cộng, k h ơ n g c ó nhớ từ bít d ấ u . K ế t quả là m ộ t số â m ở
dạng bù 2 . Cần b ỏ bít d ấ u ở k ế t quả và phải tạo số bù 2 v ớ i số đ ó đ ể nhận
được k ế t quả thật.
V í d ụ cộng hai số k h á c d ấ u 4 b í t :
Ký pháp bình thường

Dạng d ữ l i ệ u trong m á y t í n h (bù 2)
(sử dụng h ệ thống bù 2, t h ê m m ộ t bít d ấ u .
Bít c ó gạch c h â n là bít dấu)

+

+ 0101

+

00101

- 1000

11000

-0011

11101
K ế t quả là số â m dạng bù 2.
K ế t quả thật l à - 0 0 1 1
13

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




Phần ì

C ơ SỞ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

- Cả hai số là â m .
K h i thực h i ệ n p h é p cộng, c ó nhớ được tạo ra từ bít d ấ u . Cần bỏ bít nhớ và
k ế t quả là m ộ t số â m ở dạng bù 2. Phải bỏ bít d ấ u và tạo số bù 2 v ớ i số đ ó để
nhận được k ế t quả thật.
V í dụ cộng hai số âm 4 b í t :
K ý p h á p bình thường

Dạng d ữ l i ệ u trong m á y tính (bù 2)
(sử dụng h ệ thống bù 2, t h ê m m ộ t bít dấu.
Bít c ó gạch c h â n là bít dấu)

+

-0101

non

+

-1000
-noi

11000
110011
L

- Bít nhớ được bỏ,

K ế t quả là số â m dạng bù 2.
K ế t q u ả thật là - H O I
2.3.5 Hệ dấu chấm

động

Trong c á c h ệ đ ế m , đ ể m ô tả c á c giá trị c ó phần n h ỏ h ơ n Ì n g ư ờ i ta dùng
m ộ t dấu đ ể p h â n c á c h hai phần n g u y ê n và phần p h â n số. Trong khoa học
thường phải tính tốn v ớ i số cực l ớ n hoặc cực n h ỏ , trong trường hợp này các
n h à khoa học thường sử dụng k ý p h á p d ấ u c h ấ m động (số d ấ u c h ấ m đ ộ n g ) :
±Địnhtrị*Cơsố
Ví d ụ :

490000 = 0 . 4 9 * l o
0.00023 = 0.23* l o

± s ố m ũ

6

- 3

Các p h é p tính v ớ i số dấu c h ấ m động được thực h i ệ n theo quy tắc :
- Phép n h â n :

X = a*E

, y = b*E m

ít
,
+ rn
x*y = a*b*E
14

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




Phẩn ì

C ơ SỞ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

- P h é p chia :

X = a*E , y = b*E
n

m

x/y = (a/b) *E

n_m

- Phép cộng : X = a*E , y = b*E , n < m
n

m

Để cộng hai số X và y cần biến đổi n thành m và a thành a'
X + y = (a' + b) * E

m

Quá trình biến đổi này gọi là quá trình tỷ lệ hoa (scaling).
Q trình tỷ lệ hóa được tiến hành tự động trong máy tính nhờ phần cứng
hoặc bằng phần m ề m .
T r o n g m á y tính số, đ ể b i ể u d i ễ n c á c giá trị cực l ớ n hoặc cực n h ỏ n g ư ờ i ta
cũng d ù n g c á c h b i ể u d i ễ n theo d ấ u c h ấ m động. Giá trị d ấ u c h ấ m động được
b i ể u d i ễ n ở dạng m ã nhị p h â n v ớ i cơ số 2 và theo tiêu chuẩn IEEE754. Có hai
dạng số d ấ u c h ấ m đ ộ n g : dạng đơn giản và dạng đ ộ c h í n h x á c gấp đ ô i .
D ạ n g đơn g i ả n .
Số dấu chấm động được lưu trữ dưới dạng dữ liệu 32 bít:
Thứ tự bít 31 30 23 22 0

Đ ộ dài

Ì bít

8bit

23 bít

Dữ liệu này biểu diễn giá trị: V = (-l) * 2 ~ * l.F
s

E

127

V : giá trị của số d ấ u c h ấ m động
s

: bít d ấ u .

E : số n g u y ê n nhị p h â n .
F

: Phần sau d ấ u c h ấ m nhị p h â n (dạng m ã nhị p h â n ) .
Phần định trị c ó dạng Ì . F

Phạm v i b i ể u d i ễ n của số d ấ u c h ấ m động 32 bít, quy đ ổ i sang h ệ cơ số 10,
g ồ m hai v ù n g :
15

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




C ơ SỞ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

Phần ì

- V ù n g số â m : - 3 . 4 * l o

3 8

< V < - 3 . 4 * 10

- V ù n g số d ư ơ n g : + 3 . 4 * 1 0 "

3 8

< V < +3.4*10

38

3 8

và giá trị 0
Các k ế t quả x u ấ t h i ệ n n ằ m n g o à i hai v ù n g n à y k h i thực h i ệ n c á c p h é p tính
số học v ớ i số d ấ u c h ấ m đ ộ n g sẽ được x ử lý và b i ể u d i ễ n theo m ộ t c á c h khác :
- Giá trị v ớ i số m ũ d ư ơ n g vượt q u á giá trị số m ũ cực đ ạ i cho p h é p

sẽ được coi là +00 hoặc -00
- G i á trị v ớ i số m ũ â m vượt q u á giá trị số m ũ cực đ ạ i cho p h é p sẽ
được coi là giá trị 0
•

Dạng đ ộ c h í n h x á c gấp đ ô i

G i á trị d ấ u c h ấ m đ ộ n g đ ộ c h í n h x á c g ấ p đ ô i được lưu trữ d ư ớ i dạng
dữ l i ệ u 64 b í t :
T h ứ tự bít

63

Đ ộ dài

lbit

62

0

5251

llbit

52 bít

D ữ l i ệ u n à y b i ể u d i ễ n giá t r ị :
V = (-1) *2
S

E

1 0 2 3

* 1.F

Phạm v i b i ể u d i ễ n của số d ấ u c h ấ m đ ô n g 64 bịt được h i ể u theo c á c h tương
tự n h ư v ớ i số c h ấ m động 32 bít.

3. K I Ế N T R Ú C M Ộ T M Á Y T Í N H Đ Ơ N G I Ả N
3.1 K i ế n t r ú c c ơ b ả n
K i ế n trúc và n g u y ê n tắc hoạt động của m á y tính số sẽ được t r ì n h bày qua
một máy tính đơn giản loại 4 bít (h.2).
16

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




Phần

ì

C ơ S ỏ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

Bộ nhớ
Thiết bị ra

MBR

* K >
PC

Thiết bị
vào

Ì

Clock —
Các tín hiệu
điều khiển

MAR

IR
RD
CU

WR

4>

CPU

Đ ơ n vị x ử lý trung t â m của m á y tính n à y h i ể u và thực h i ệ n được c á c l ệ n h
c ó k h u ơ n dạng sau :
M ã lệnh

Phần địa chỉ

L ệ n h bao g ồ m hai phần : m ã l ệ n h và phần địa chỉ.
M ã lệnh là m ộ t số nhị phân ( V í dụ : đ ộ dài 4 bít). M ã lệnh mang thông t i n về
những việc hoặc những thao tác m à Đ ơ n vị x ử lý trung t â m cần p h ả i thực h i ệ n .
Phần địa chỉ của l ệ n h là m ộ t con số nhị p h â n ( V í d ụ c ó đ ộ d à i 4 b í t ) x á c
đ ị n h địa chỉ của ô n h ớ chứa t o á n hạng ( d ữ l i ệ u ) , trong đ ó t o á n hạng là đ ố i
tượng t á c đ ộ n g của l ệ n h .
3.2 Đơn vị xử lý trung tâm CPU
Đ ơ n vị x ử lý trung t â m của m á y t í n h đ ơ n g i ả n c ó k h ả n ă n g thực h i ệ n ghi
hoặc đ ọ c b ộ nhớ CÓ JLỐ ộ nhớ, m ỗ i ô nhớ chứa được m ộ t d ữ l i ệ u l o ạ i 4 bít.
I

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

Ị

17

TRUNGTTÂM H Ọ C Ỉ I Ĩ Ệ Ư
Ì

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




Phần ì

C ơ SỞ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

Đ ơ n vị xử lý trung t â m g ồ m c á c đ ơ n vị cơ bản I R , c u , PC, M A R , M B R ,
A L U và c á c thanh ghi A C C , T M P , F L A G S .
•

Thanh ghi l ệ n h I R (Instruction register)

Thanh ghi lệnh I R thực h i ệ n chức n ă n g chứa l ệ n h CPU đ a n g thực h i ệ n .
Trong trường hợp của m á y tính đ ơ n g i ả n n ố i t r ê n thì I R l à thanh g h i 8 bít, 4
bít đ ầ u chứa m ã l ệ n h , 4 bít sau chứa phần địa chỉ.
•

Đ ơ n vị đ i ề u k h i ể n c u (Control U n i t )

ĐơĩLỵịjđiầU .khiển c u có chức n ă n g g i ả i m ã l ê n h và từ đ ó tạo ra c á c tín h i ệ u
đ i ề u k h i ể n hoạt động của c á c đơn vị chức n ă n g k h á c ở b ê n trong và b ê n ngoài
đơn vị xử lý trung tâm CPU, nhằm thực thi được lệnh h i ệ n h à n h . c u đ i ề u k h i ể n
thực h i ệ n c á c v i thao tác thực h i ệ n lệnh theo nhịp của xung đ ồ n g h ồ Clock.
•

Bộ đ ế m c h ư ơ n g trình PC (Program Counter)

B ộ đ ế m c h ư ơ n g trình PC c ó chức n ă n g tuần tự tạo ra địa chỉ ô nhớ mà
CPU cần truy nhập. PC thực h i ệ n vai trò m ộ t con trỏ, trỏ đ ế n ô nhớ m à CPU
cần truy nhập (vai trò con trỏ lệnh).
Giá trị của PC t ă n g tuần tự k h i nhập l ệ n h , tạo ra địa chỉ c á c ô nhớ chứa
lệnh CPU cần nhập.
K h i nhập xong m ộ t lệnh thì giá trị của PC tự động t ă n g lên và trỏ đ ế n ô
nhớ chứa lệnh t i ế p theo, chuẩn bị cho CPU nhập l ệ n h m ớ i .
K h i CPU thực h i ệ n c á c lệnh rẽ n h á n h thì giá trị của PC thay đ ổ i đ ộ t b i ế n .

Trong trường hợp của m á y tính đơn g i ả n n ó i trên thì PC là bộ đ ế m chương
trình loại 4 bít, có khả năng quản lý và cho p h é p truy nhập b ộ nhớ c ó 16 ơ nhớ.
•

Thanh ghi địa chỉ bộ nhớ M A R ( M e m o r y Address Register)

Thanh ghi địa chỉ bộ nhớ M A R thực h i ệ n chức n ă n g chứa địa chỉ của ô
nhớ h i ệ n t h ờ i CPU đ a n g truy nhập.
•

Thanh ghi M B R (Memory B u f f e r Register)

Thanh ghi M B R là thanh ghi đ ệ m , chứa d ữ l i ệ u CPU đọc t ừ b ộ nhớ hoặc
ghi ra bộ nhớ.
•
Đ ơ n vị số học - logic A L U (Arithmetic - Logic U n i t ) : A L U thực h i ệ n
c á c p h é p tính số học, logic và c á c p h é p xử lý d ữ l i ệ u k h á c . Trong trường hợp
của m á y tính đơn g i ả n nói trên thì A L U thực h i ệ n c á c p h é p tính v ớ i c á c tốn
hạng l o ạ i 4 bít nằm ở hai thanh ghi A C C và T M P .
• Thanh chứa ACC (Accumulator)
Thanh chứa ACC chứa một tốn hạng của phép tính hoặc kết quả của phép tính.
18

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




Phần

•

ì

C ơ SỞ KIÊN TRÚC MÁY TÍNH

Thanh g h i t ạ m T M P (Temporary)
Thanh ghi T M P chứa t o á n hạng t h ứ hai của p h é p t í n h . Trong trường hợp

của m á y t í n h đ ơ n g i ả n , thanh ghi T M P đ ạ i d i ệ n cho n h ó m thanh ghi ẩn, l o ạ i
thanh g h i k h ô n g chịu t á c đ ộ n g tường m i n h của l ệ n h .
•

Thanh ghi cờ F L A G S

Thanh g h i cờ F L A G S chứa c á c t h ô n g t i n về trạng t h á i của k ế t quả p h é p
t í n h sau k h i thực h i ệ n l ệ n h . Thanh ghi cờ tạo ra m ố i quan h ệ logic giữa c á c
l ệ n h được thực h i ệ n trong c h ư ơ n g trình.
T r o n g trường hợp của m á y tính đơn g i ả n nói t r ê n thanh ghi cờ là l o ạ i 3 bít
Cờ z - Zero : nếu k ế t q u ả p h é p tính là 0 thì z = Ì
Cờ s - Sign : n ế u k ế t q u ả p h é p tính là â m thì s = Ì
Cờ c - Carry : n ế u k ế t q u ả p h é p tính có nhớ thì c = Ì
3.3 B ộ n h ớ
B ộ nhớ là tập hợp c á c ô nhớ theo m ộ t trật tự nhất định, m ỗ i ơ nhớ c ó m ộ t
địa chỉ. Địa chỉ là con số x á c định vị trí của ô nhớ trong bộ nhớ. Chức n ă n g
của b ộ n h ớ là chứa t h ô n g t i n ( c h ư ơ n g trình và c á c d ữ l i ệ u c ó liên quan).
Đ ể đ ọ c / g h i m ộ t ô n h ớ n à o đ ó cần phải x á c định địa chỉ chọn ô nhớ đ ó và
cần m ộ t tín h i ệ u đ i ề u k h i ể n đ ọ c / g h i bộ nhớ.
Thao t á c đ ọ c b ộ n h ớ :
- C U đ ư a địa chỉ của ô nhớ cần đọc qua M A R ra BUS địa chỉ

- C U đưa ra tín h i ệ u đ i ề u k h i ể n đọc R D
N ộ i dung ô n h ớ được đọc từ bộ nhớ v à o M B R của đơn vị xử lý trung t â m
Thao t á c g h i ô n h ớ :
- C U đ ư a địa chỉ của ồ nhớ cần ghi qua M A R ra BUS địa chỉ
- C U đ ư a d ữ l i ệ u qua M B R ra BUS d ữ l i ệ u
- C U đ ư a ra tín h i ệ u đ i ề u k h i ể n ghi W R , d ữ l i ệ u từ đ ơ n vị x ử lý
trung t â m được ghi vào b ộ nhớ
3.4 H o ạ t đ ộ n g c ủ a m á y t í n h đ ơ n g i ả n
3.4.1 Hoạt động của máy

tính

Chức n ă n g cơ bản của m á y tính là thực h i ệ n c h ư ơ n g trình. C h ư ơ n g trình là
m ộ t tập hợp c á c l ệ n h chứa trong bộ nhớ. Đ ơ n vị xử lý trung t â m CPU thực
h i ệ n c h ư ơ n g trình bằng c á c h tuần tự thực t h i c á c lệnh trong c h ư ơ n g trình n à y .
19

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




C ơ SỞ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

Phấn ì

Đ ơ n vị xử lý trung t â m CPU hoạt đ ộ n g t h ẹ í u i h ị p . CPU nạp l ệ n h từ bộ nhớ và
thực thi l ệ n h được nạp. V i ệ c thực h i ệ n c h ư ơ n g t r ì n h thực chất là sự lặp l ạ i quá
trình nạp l ệ n h và thực t h i l ệ n h (h.3).

Nạp lệnh

Thực thi lệnh
Hình 3

M ỗ i m ộ t lệnh được thực h i ệ n trong m ộ t chu k ỳ l ệ n h . Chu k ỳ lệnh là
khoảng t h ờ i gian từ k h i nhận lệnh đ ế n k h i thực h i ệ n xong l ệ n h . Các chu k ỳ
lệnh k h ô n g nhất t h i ế t phải dài bằng nhau. M ỗ i m ộ t chu k ỳ l ệ n h x ả y ra trên
nhiều chu k ỳ nhịp đồng h ồ của CPU.
M ỗ i m ộ t lệnh được thực h i ệ n theo nhiều giai đ o ạ n , phụ thuộc l o ạ i lệnh.
N ó i chung việc thực h i ệ n m ó t lệnh thường t r ả i quạ n ă m giai đ o ạ n : nhận lệnh,
g i ả i m ã l ệ n h , tạo địa chỉ t o á n hạng, nhập t o á n hạng, thực t h i l ệ n h .
3.4.2 Tập lệnh của máy tính đơn giản
Đ ơ n vị xử lý trung t â m của m ộ t m á y tính c ó k h ả n ă n g thực t h i được một
tập hữu hạn c á c l ệ n h , c á c lệnh n à y thường được4>Ịiân theo c á c n h ó m như :
n h ó m lệnh chuyển d ữ l i ệ u , n h ó m lệnh số h ọ c - l o g i c , n h ó m l ệ n h đ i ề u k h i ể n rẽ
n h á n h , n h ó m lệnh thao tác bít, n h ó m lệnh v à o - r a d ữ l i ệ u v.v. G i à định tập
lệnh của m á y tính đơn g i ả n đ a n g được khảo sát g ồ m 11 l ệ n h , m ỗ i m ộ t lênh có
đ ộ dài 8 bít : 4 bít đầu là m ã l ệ n h , 4 bít sau là phần địa chỉ nơi chứa toán
hạng. L ệ n h được b i ể u d i ễ n d ư ớ i dạng m ã nhị p h â n . Đ ể thuận l ợ i hơn cho việc
lập t r ì n h , n g ư ờ i ta thường m ô tả lệnh d ư ớ i dạng m ã ngữ (mnemonic) như sau :
M ã ngữ

M ã lệnh

STOP x x x x

0000

Dừng m á y

L O A D xxxx

0001

ACC < - ( M

STORE x x x x

0010

Mxxxx < - A C C

A D D xxxx

0011

ACC < - ACC + ( M

x x x x

)

SUB x x x x

0100

ACC < - ACC - ( M

x x x x

)

JMP x x x x

0101

PC < - ( I R _ o )

Thao t á c thực h i ệ n lệnh

x x x x

)

3

20

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




Phần ì

C ơ SỞ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

JZ x x x x

0110

n ế u z = Ì thì PC < - (IR3-0)

JC xxxx OI 11 nếu o Ì thì PC <- (IR3-0)
JS xxxx 1000 nếu s = Ì thì PC <- (IR3-0)
IN

1001

A C C < - T h i ế t bị v à o

OUT

1010

T h i ế t bị ra < - A C C

trong đ ó : A C C k ý h i ệ u n ộ i dung thanh ghi
x x x x là con số 4 bít x á c định địa chỉ của ơ n h ớ chứa toán hạng
(M

x x x x

) là n ộ i dung của ô n h ớ c ó địa chỉ x x x x

(IR _ là nội dung từ bít 3 đến bít 0 của thanh ghi IR (chứa phần
3

0)

địa chỉ)
3.4.3 Quá trình

thực hiện

lệnh

Ta k h ả o s á t hoạt đ ộ n g của m á y tính đ ơ n giản k h i thực h i ệ n m ộ t lệnh của
m ộ t c h ư ơ n g trình. G i ả sử m á y tính đ a n g thực h i ệ n c h ư ơ n g trình. T ạ i t h ờ i đ i ể m
k h ả o s á t , n ộ i dung của PC là 0100, ô n h ớ c ó địa chỉ 0100 đ a n g chứa l ệ n h A D D
1000, thanh g h i A C C đ a n g chứa g i á trị 0101 và ô n h ớ c ó địa chỉ 1000 đ a n g
chứa g i á trị 0111 . L ệ n h A D D 1000 sẽ thực h i ệ n p h é p cộng g i á trị đ a n g c ó
trong A C C v ớ i n ộ i dung của ô n h ớ c ó địa chỉ 1000. Đ ơ n vị x ử lý trung t â m bắt
đ ầ u nhập l ệ n h từ ô n h ớ c ó địa chỉ 0100 và thực h i ệ n lệnh n à y .
N ộ i dung b ộ nhớ

Địa chỉ Nội dung
bộ nhớ

bộ nhớ

ở dạng m ã n g ữ

0100

0011

A D D 1000

0101

1000

1000

o m

o m

ACC
0101

K ế t q u ả p h é p cộng là 1100

Q u á t r ì n h thực h i ệ n l ệ n h A D D x x x x d i ễ n ra theo c á c giai đ o ạ n sau :
(1) N h ậ p l ệ n h :
•

(PC) = 0100

•

PC - > M A R ; ( M A R ) = 0100
21

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

Phẩn ì

C ơ SỞ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

•

C U đ ư a ra tín h i ệ u R D

•

M B R < - ( M o o ) ; ( M B R ) • 0011

•

IR < - M B R ; (IR7-4) = 0011

•

PC < - PC + Ì ; (PC) B 0101

•

PC - > M A R ; ( M A R ) • 0101

•

C U đưa ra tín h i ệ u R D

•

0 1

MBR<-(M

0 1 0 1

);(MBR)=1000

•

I R < - M B R ; (IR3-0) •

1000

•

(IR)sOOll

•

P C < - P C + 1 ; (PC) = 0110

1000

(2) G i ả i m ã l ệ n h :
I D < - ( I R 7 - 4 ) ; ( I D ) = 0011
I D là bộ g i ả i m ã l ệ n h n ằ m trong k h ố i c u
K h i g i ả i m ã l ệ n h , c u b i ế t là cần thực h i ệ n c á c thao t á c sau :
- đọc và nhập t o á n hạng t h ứ 2 của p h é p cộng t ừ ô n h ớ c ó địa chỉ

1000
- thực h i ệ n p h é p cộng.
(3) Tạo địa chỉ t o á n hạng :
•

J

2

M A R < - ( I R _ o ) ; ( M A R ) = 1000
3

(4) Nhập tốn hạng :
•

C U đưa ra tín h i ệ u R D

•

MBR < - ( M

•

T M P < - M B R ; ( T M P ) = 0111

1 0 0 0

) ; ( M B R ) = 0111

Ị ti

(5) Thực h i ệ n p h é p cộng :
Trong A C C c ó sẵn giá trị 0101
•

ACC < - ( A C C ) + (TMP)

k ế t quả ( A C C ) s 1100
Đ ơ n vị xử lý trung t â m t i ế p tục thực h i ệ n l ệ n h t i ế p theo v ớ i (PC) = OI 10.

22

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




Phẩn ì

C ơ SỞ KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

Chương
BUS

li

VÀ V Ấ N Đ Ề TRUYỀN T H Ô N G
TRONG

1. H Ệ T H Ố N G

MÁY

TIN

TÍNH

BUS

Đơn vị xử lý trung tâm CPU thực hiện kết nối và trao đổi thông tin với các
đ ơ n vị chức n ă n g k h á c t h ô n g qua h ệ thống BUS (h.4).
CPU

Bô nhớ

Thiết bi vào

Thiết bi ra

Hình 4
BUS là đường truyền thơng tin trong máy tính. về mặt vật lý BUS là tập
hợp của c á c đ ư ờ n g d â y t r u y ề n tín h i ệ u đ i ệ n , m ỗ i m ộ t đ ư ờ n g d â y t r u y ề n được
m ộ t bít t h ô n g t i n t ạ i m ó t t h ờ i đ i ể m . Đặc đ i ể m cơ bản của h ệ thống BUS m á y
t í n h ở c h ỗ n ó là m ộ t m ô i trường t r u y ề n t h ô n g t i n chung giữa c á c t h i ế t bị. C á c
t h i ế t bị được k ế t n ố i l ê n BUS, tín h i ệ u được p h á t ra b ở i m ộ t t h i ế t bị c ó t h ể
được nhận b ở i c á c t h i ế t bị k h á c đ a n g được k ế t n ố i (về mặt đ i ệ n ) lên BUS.
H ệ thống BUS của m á y v i tính g ồ m 3 l o ạ i BUS, m ỗ i l o ạ i BUS t r u y ề n m ộ t
loại thông tin :
+ BUS địa chỉ
BUS địa chỉ là bus được d ù n g đ ể t r u y ề n địa chỉ của ô nhớ hoặc t h i ế t bị m à

CPU lựa chọn và m u ố n truy nhập. Đ ể lựa chọn ô nhớ hoặc t h i ế t b ị , CPU sẽ
23

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN