Bài giảng kiến trúc máy tính chương 1 phan trung kiên

1
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ
MÁY TÍNH
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
2
1.2. SỰ TIẾN HÓA CỦA MÁY TÍNH
z Thế hệ thứ nhất: Máy tính dùng đèn
điện tử chân không (1943-1956)
z Thế hệ thứ hai: Máy tính dùng transistor
(1957-1965)
z Thế hệ thứ ba: Máy tính dùng vi mạch
SSI, MSI và LSI (1966-1980)
z Thế hệ thứ tư: Máy tính dùng vi mạch
VLSI, SLSI (1981-nay)
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
3
1.2.1. Máy tính dùng đèn điện tử chân
không
z ENIAC - Máy tính điện tử đầu tiên
{Electronic Numerical Intergator And Computer
{Dự án của Bộ Quốc phòng Mỹ
{Do John Mauchly và John Presper Eckert ở
Đại học Pennsylvania thiết kế.
{Bắt đầu từ năm 1943, hoàn thành năm 1946
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
4
ENIAC
z Nặng 30 tấn
z Kích thước 140 m2
z 18000 đèn điện tử và 1500 rơle

z 5000 phép cộng/giây
z Xử lý theo số thập phân
z Bộ nhớ chỉ lưu trữ dữ liệu
z Lập trình bằng cách thiết lập vị trí của
các chuyển mạch và các cáp nối.
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
5
ENIAC
z Nặng 30 tấn
z Kích thước 140 m2
z 18000 đèn điện tử và 1500 rơle
z 5000 phép cộng/giây
z Xử lý theo số thập phân
z Bộ nhớ chỉ lưu trữ dữ liệu
z Lập trình bằng cách thiết lập vị trí của
các chuyển mạch và các cáp nối.
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
6
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
7
Máy tính Von Neumann
z Còn gọi là máy tính IAS: Princeton Institute
for Advanced Studies
z Được bắt đầu từ 1947, hoàn thành 1952
z Do John von Neumann thiết kế
z Được xây dựng theo ý tưởng “chương trình
được lưu trữ” (stored-program concept)
của Von Neumann/Turing (1945)
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
8

Đặc điểm chính của máy tính IAS
z Bao gồm các thành phần: đơn vị điều khiển, đơn vị
số học và logic (ALU), bộ nhớ chính và các thiết bị vào
ra.
z Bộ nhớ chính chứa chương trình và dữ liệu.
z Bộ nhớ chính được đánh địa chỉ theo từng ngăn
nhớ không phụ thuộc vào nội dung của nó.
z ALU thực hiện các phép toán với số nhị phân.
z Đơn vị điều khiển nhận lệnh từ bộ nhớ, giải mã và thực
hiện lệnh một cách tuần tự.
z Đơn vị điều khiển điều khiển hoạt động của các thiết bị
vào-ra.
z Trở thành mô hình cơ bản của máy tính.
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
9
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
10
Các máy tính thương mại ra đời
z 1947 - Eckert-Mauchly Computer Corporation
z UNIVAC I (Universal Automatic Computer)
z 1950s - UNIVAC II
zNhanh hơn
zBộ nhớ lớn hơn
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
11
Hãng IBM
z IBM – International Business Machine
z 1952 – IBM 701
{Máy tính lưu trữ chương trình đầu tiên của IBM
{Sử dụng cho tính toán khoa học

z 1955 – IBM 702
{Các ứng dụng thương mại
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
12
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
13
1.2.2. Máy tính dùng transistor
z Máy tính PDP-1 của DEC (Digital
Equipment Corporation) máy tính mini đầu tiên
z IBM 7000
z Hàng trăm nghìn phép cộng trong một giây
z Các ngôn ngữ lập trình bậc cao ra đời.
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
14
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
15
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
16
1.2.3. Máy tính dùng vi mạch SSI, MSI
và LSI
z Vi mạch (Integrated Circuit – IC): nhiều
transistor và các phần tử khác được tích hợp
trên một chip bán dẫn.
{SSI (Small Scale Integratinon)
{MSI (Medium Scale Integration)
{LSI (Large Scale Integration)
{VLSI (Very Large Scale Integration) (dùng cho máy
z tính hệ thứ tư)
z Siêu máy tính xuất hiện: CRAY-1, VAX
z Bộ vi xử lý (microprocessor) ra đời

{Bộ xử lý đầu tiên: Intel 4004 (1971).
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
17
Luật Moore
z Gordon Moore - người đồng sáng lập Intel
z Số transistors trên chip sẽ gấp đôi sau 18 tháng
z Giá thành của chip hầu như không thay đổi
z Mật độ cao hơn, do vậy đường dẫn ngắn hơn
z Kích thước nhỏ hơn dẫn tới độ phức tạp tăng lên
z Điện năng tiêu thụ ít hơn
z Hệ thống có ít các chip liên kết với nhau, do đó
tăng độ tin cậy
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
18
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
19
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
20
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
21
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
22
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
23
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
24
Phan Trung Kiên – ĐH Tây Bắc
25
1.2.4. Máy tính dùng vi mạch VLSI
Các sản phẩm chính của công nghệ VLSI:

z Bộ vi xử lý (Microprocessor): CPU được chế tạo
trên một chip.
z Vi mạch điều khiển tổng hợp (chipset): một
hoặc một vài vi mạch thực hiện được nhiều
chức năng điều khiển và nối ghép.
z Bộ nhớ bán dẫn (Semiconductor Memory):
ROM, RAM
z Các bộ vi điều khiển (Microcontroller): máy
tính chuyên dụng được chế tạo trên một chip.