Bài giảng hệ thống máy tính phần cứng lý thị huyền châu

HỆ THỐNG MÁY TÍNH

Giảng viên: LÝ THỊ HUYỀN CHÂU
Khoa Công Nghệ Thông Tin
Trường ĐHDL Văn Lang


GIỚI THIỆU

2


NỘI DUNG
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Bộ nhớ lưu trữ (Memory)
Kiến trúc Bộ xử lý (CPU)
Cấu trúc bộ nhớ
Bộ đĩa từ (Magnetic Disk Unit)
Bộ băng từ (Magnetic Tape Unit)
Đĩa cứng (Hardware)

3


1. BỘ NHỚ (MEMORY)

 Phần tử lưu giữ được gọi là bộ nhớ bán dẫn hay bộ nhớ
mạch tích hợp và nói chung chúng được chia thành RAM
và ROM.

4


1.1 RAM (Random Access Memory)
RAM (Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên) là bộ
nhớ bán dẫn nó có thể đọc và ghi dữ liệu.
Khi tắt máy tính đi, thì dữ liệu được lưu
giữ tại đó cũng mất.

5


1.1 RAM (Random Access Memory)
RAM được phân loại thành DRAM và
SRAM.

6


1.2 ROM (Read-Only Memory)
ROM là bộ nhớ bán dẫn chỉ sử dụng để
đọc. Từ đầu, những chương trình và dữ
liệu được lưu giữ ở ROM, thông tin được
lưu giữ không bị mất đi kể cả khi máy
tính bị tắt đi.

7


1.2 ROM (Read-Only Memory)
ROM được phân loại thành Mask ROM và ROM có thể
lập trình theo yêu cầu người sử dụng.

 Mask ROM:

 ROM:

8


Bài tập 1
Các bộ nhớ bán dẫn, tùy theo mục đích sử dụng
và đặc tính, được chia làm một số loại khác
nhau. Loại thiết bị mà ngay cả khi bị ngắt điện
nguồn, dữ liệu vẫn không bị mất và có thể ghi
chồng lên bao nhiêu lần cũng được, là thiết bị
nào dưới đây.
a. Mask ROM
b. SRAM
c. DRAM
d. Flash memory
e. SIMM
9


Bài tập 2

 SRAM (Static RAM) là một loại RAM, có tốc độ truy cập
rất nhanh, nếu không bị ngắt điện nguồn, dữ liệu sẽ không
bao giờ bị mất. SRAM được tạo ra bằng cách sử dụng loại
mạch nào dưới đây?

a. Mạch AND
b. Mạch lật (flip-flop)
c. Bộ cộng đầy đủ (full adder)
d. Bộ cộng bán phần (half adder)
e. Mạch NOT

10


2. KIẾN TRÚC BỘ XỬ LÝ
Cấu trúc của máy tính:

11


2. KIẾN TRÚC BỘ XỬ LÝ

Control unit và Operation unit đều
được gọi là Processing unit (bộ xử
lý) hoặc Central processing unit
(CPU, bộ xử lý trung tâm).

12

2.1 Những phương thức xác định địa chỉ

Phương pháp xác định địa chỉ là
phần địa chỉ của lệnh xác định địa
chỉ bộ nhớ chính và thanh ghi cần
cho xử lý.

13


2.3 Xử lý đường ống
Trong kiến trúc xử lý đường ống, khi lệnh
một đang được thực thực hiện, thì lệnh tiếp
theo là đồng thời được đọc và xử lý.

14


2.3 Xử lý đường ống
Từng bước thực hiện chương trình là:
• Chu kỳ lệnh (1): Lệnh được đọc từ bộ nhớ chính
• Chu kỳ lệnh (2): Lệnh được giải mã và địa chỉ
được tính toán
• Chu kỳ thực hiện (3): Việc đọc và ghi bộ nhớ
chính được thực hiện
• Chu kỳ thực hiện (4): Các hành động được xác
định bởi lệnh được thực hiện

15

3. KIẾN TRÚC BỘ NHỚ
 Cấu trúc phân cấp của bộ nhớ

16


Bài tập 3
 B (byte) là đơn vị thể hiện độ lớn về dữ liệu xử lý trong
máy tính, 1B = 8bit. Vậy, 0.5GB bằng khoảng bao nhiêu
bit?

A
B
C
D
E

3,200,000 bit
50,000,000 bit
3,200,000,000 bit
4,000,000,000 bit
5,000,000,000 bit

17


Bài tập 4
 Bộ nhớ đặt nằm giữa bộ xử lý và bộ nhớ chính, có tác
dụng giảm bớt sự chênh lệch về tốc độ giữa hai thiết bị

trên là thiết bị nào dưới đây?

a. Thanh ghi
b. Bộ nhớ đệm ẩn
c. Bộ nhớ ngoài
d. Bộ đệm đĩa
e. Kênh nội bộ (internal bus)

18


Bài tập 5
 Kỹ thuật tăng tốc độ chạy của máy tính thể hiện ở sơ
đồ dưới đây tương ứng với đáp án nào?

a. Đường ống lệnh
b. MIPS
c. Tăng nhịp đồng hồ (clock-up)
d. CISC
e. CPU đa năng
19


4. BỘ ĐĨA TỪ (Magnetic Disk Unit)
 Bề mặt ghi dữ liệu của đĩa từ

20


4. BỘ ĐĨA TỪ (Magnetic Disk Unit)

 Rãnh và Trụ

21


4. 1 Tính toán dung lượng lưu trữ
 Công thức:

Dung lượng lưu giữ của đĩa từ = Dung lượng
của một rãnh × Số rãnh trên 1 trụ × Số trụ
của đĩa từ

22


4. 1 Tính toán dung lượng lưu trữ
 Ví dụ:


Cho một đĩa từ với các đặc tả sau:
 Số trụ: 800 trụ
 Số rãnh/số trụ: 19 rãnh
 Dung lượng lưu giữ/rãnh: 20.000 byte
Hãy tính dung lượng lưu trữ của đĩa từ
trên.

23


4. 1 Tính toán dung lượng lưu trữ

 Ví dụ :

Dung lượng lưu giữ theo trụ là như sau:
20.000 byte/rãnh × 19 rãnh/cylinder =
380.000 bytes/cylinder = 380 kB (kilo bytes)
Vì số trụ của đĩa này là 800 nên dung lượng
đĩa từ này là:
380 kB/cylinder × 800 cylinders = 304,000
kB = 304 MB (Mega bytes)

24


4. 2 Tính toán hiệu năng
Hiệu năng của bộ đĩa từ được đo theo
thời gian truy nhập và dung lượng lưu
giữ.

25