Bài giảng Kiến trúc máy tính chương 1 Tổng quan hệ thống máy tính

Hà nội, 17 December 2009
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Posts and Telecommunications Institute of Technology
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
Chương I: Tổng quan hệ thống máy tính
Giảng viên: TS. Nguyễn Quý Sỹ
Email:
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
1. Lịch sử phát triển các hệ thống máy tính (computing
system)
2. Các thế hệ máy tính điện tử số
3. Kiến trúc máy tính thông dụng
Nội dung
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Dữ liệu và Thông tin? (Data vs. Information)
• Máy tính là gì?
• Máy tính điện tử là gì?
• Thuật ngữ “Máy tính” ngày nay
• Hệ thống nhúng là gì?
1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG
THÔNG TIN
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Đơn vị thông tin
1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG
THÔNG TIN

• Byte (B): 1 ký tự
• Kilobyte (KB): 1,024 ký tự
• Megabyte (MB): 1,048,576 ký tự
• Gigabyte (GB): 1,073,741,824 ký
tự
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Bàn tính (3000 năm trước công nguyên)
1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG
THÔNG TIN
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Máy cộng (1642)
1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG
THÔNG TIN
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Thẻ đục lỗ (1801)
1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG
THÔNG TIN
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Máy chữ (William Austin, 1892)
1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG
THÔNG TIN
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Máy trừ (Babbage, 1833)
1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG
THÔNG TIN
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Ada Lovelace, lập trình viên máy tính đầu tiên (1843)
1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG
THÔNG TIN
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Samuel Morse, điện tín-1844
1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG
THÔNG TIN
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Alexander Graham Bell, điện thoại: 1876
1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG
THÔNG TIN
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Marconi, tín hiệu vô tuyến: 1895
1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG
THÔNG TIN
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Herbert Hoover, vô tuyến: 1927
1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG
THÔNG TIN
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Hệ thống thông tin dựa trên máy tính (CBIS)
1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG
THÔNG TIN
Thành phần của
CBIS
• Phần cứng
• Phần mềm
• Người sử dụng
• Thông tin
• Thủ tục
• Truyền thông
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
1. Thế hệ máy tính thứ nhất (1946-1957)
2. Thế hệ máy tính thứ hai (1958-1964)
3. Thế hệ máy tính thứ ba (1965-1971)
4. Thế hệ máy tính thứ tư (1972 )
5. Thế hệ máy tính thứ năm-Khuynh hướng hiện tại
2. CÁC THẾ HỆ MÁY TÍNH
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Máy tính dùng đèn điện tử
• Máy tính ENIAC
– 1943-1946
– H 2,8m x L 20m x W vài mét
– 18.000 đèn điện tử
– 1.500 công tắc tự động
– 30 tấn, 140kw/h
– 20 thanh ghi 10 bit,
– 5.000 phép cộng/giây
– Lập trình bằng tay đấu nối các đầu cắm và ngắt điện
• Von Neumann tiếp tục phát triển ENIAC thành máy tính
IAS-máy tính số đầu tiên có chương trình được lưu trữ trong
bộ nhớ, tạo ra kiến trúc cơ bản của máy tính ngày nay
THẾ HỆ MÁY TÍNH I (1943-1957)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
THẾ HỆ MÁY TÍNH I (1943-1957)
• Kiến trúc máy tính gồm 5 thành
phần cơ bản
– CU
– ALU
– Bộ nhớ
– Thiết bị vào
– Thiết bị ra
• Bộ nhớ gồm 4096 từ, mỗi từ
40bit
• ALU có 1 thanh ghi tích luý 40
bit.

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
THẾ HỆ MÁY TÍNH I (1943-1957)
• Kiến trúc cơ bản của máy tính Von Neumann
Bộ
nhớ
chính
Arithmetic and Logic Unit
Program Control Unit
Thiết bị
vào/ra
MBR
Arithmetic & Logic Circuits
MQ
Accumulator
MAR
Control
Circuits
IBR
IR
PC
Address
Instructions
& Data
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Máy tính dùng transistor
• Phát triển công nghệ điện tử

– Transitors-1947
– Thay thế đèn điện tử bằng đèn bán dẫn
• Giảm kích thước
• Giảm thể tích, khối lượng
• Giảm công suất, năng lượng
– Sử dụng mạch in, bộ nhớ bằng xuyến từ
• Xuất hiện ngôn ngữ bậc cao:
– Fortran (1954-1957)
– LISP và COBOL (1957)
– ALGOL (1960)
• Hệ điều hành tuần tự
THẾ HỆ MÁY TÍNH II (1958-1964)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Phát triển công nghệ điện tử
– Mạch tích hợp: MSI, LSI
– Mạch in nhiều lớp
– Bộ nhớ bán dẫn thay thế bộ nhớ xuyến từ
• Máy tính đa chương trình
• Không gian địa chỉ lớn
• Hệ điều hành phân chia thời gian
• Mạng máy tính đầu tiên (ARPANet-1969)
THẾ HỆ MÁY TÍNH III (1965-1971)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Mạng ARPANet
THẾ HỆ MÁY TÍNH III (1965-1971)
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Công nghệ điện tử
– Công nghệ mạch tích hợp mật độ cao (LSI) và VLSI
– Bộ vi xử lý chứa cả phần thực hiện và chương trình điều khiển
– Bộ nhớ bán dẫn, bộ nhớ cache, bộ nhớ ảo
– Kỹ thuật cải tiến tốc độ bộ xử lý không ngừng phát triển: kỹ thuật
đường ống, xử lý song song
• Các loại máy tính
– Vi điều khiển
– Máy vi tính-PC
– MiniComputer
– SuperMini
– Mainframe-server
– SuperComputer
THẾ HỆ MÁY TÍNH IV (1972 )
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Các chip vi xử lý (Intel 4004) và đĩa từ: 1970
THẾ HỆ MÁY TÍNH IV (1972 )
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Siêu máy tính đầu tiên (Cray-1)-1976, với 150 triệu phép
tính dấu phẩy động/giây
THẾ HỆ MÁY TÍNH IV (1972 )
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.