ĐỀ CƯƠNG KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
Câu 1: a.Máy tính là gì?
b.Nêu các cách phân loại máy tính(cách truyền thống và cách hiện
đại)
Bài Làm
Máy vi tính: là một thiết bị điện tử, thao tác thông tin hay dữ liệu. Có
có khả năng lưu trữ, truy xuất, và xử lý dữ liệu. Như các bạn đã biết,
một chiếc máy tính có thể sử dụng để gõ văn bản, gửi email, chơi trò
chơi hay lướt web.
Máy tính, cũng gọi là máy vi tính hay máy điện toán, là những thiết bị
hay hệ thống dùng để tính toán hay kiểm soát các hoạt động mà có thể
biểu diễn dưới dạng số hay quy luật logic.
Máy tính được lắp ghép bởi các thành phần có thể thực hiện các chức
năng đơn giản đã định nghĩa trước. Quá trình tác động tương hỗ phức
tạp của các thành phần này tạo cho máy tính một khả năng xử lý thông
tin. Nếu được thiết lập chính xác (thông thường bởi các chương trình
máy tính) máy tính có thể mô phỏng lại một số khía cạnh của một vấn
đề hay của một hệ thống. Trong trường hợp này, khi được cung cấp
một bộ dữ liệu thích hợp nó có thể tự động giải quyết vấn đề hay dự
đoán trước sự thay đổi của hệ thống.
Có nhiều phương pháp và cách phân loại khác nhau, ở đây ta nêu lên
một số phương pháp phân loại máy tính điện tử:
-Theo phương pháp truyền thống:
1. Máy vi tính ( Microcomputer) Một thiết bị hay hệ thống điện tử có
khả năng xử lý dữ liệu, dùng để tính toán hay kiểm soát các hoạt động
mà có thể biểu diễn dưới dạng số hay quy luật logic.
2. Máy tính nhỏ (Minicomputer) Là một dạng máy tính nhỏ cầm tay,
với tốc độc trung bình, có khả năng xử lý và thực thi các chương trình
cỡ nhỏ và chuyên biệt.
3. Máy tính lớn (Mainframe Computer) Máy tính cỡ lớn, thường là các
máy tính chủ trong các hệ thống mạng của công ty hoặc nhà máy

4. Siêu máy tính (Super Computer) Một siêu máy tính là một máy
tính vượt trội trong khả năng và tốc độ xử lý. Thuật ngữ Siêu Tính
Toán được dùng lần đầu trong báo New York World vào năm 1920 để

1

1


nói đến những bảng tính (tabulators) lớn của IBM làm cho trường Đại
học Columbia.
-Theo phương pháp hiện đại:
1. Máy tính để bàn (Desktop Computer) Là máy tính cá nhân, hay
máy tính đa năng, đáp ứng nhu cầu mọi người sử dụng chung trong
các lĩnh vực gia đình, văn phòng, giải trí,.v.v.
2. Máy chủ (Servers) Phục vụ các yêu cầu từ các máy khách trong hệ
thống mạng. Có nhiều loại máy chủ khác nhau như máy chủ WEB,
máy chủ dữ liệu, máy chủ tên miền,...
3. Máy tính nhúng (Embedded Computer) Máy tính được đặt vào
trong một hệ thống lớn, làm nhiệm vụ xử lý thông tin và điều khiển
khiển hoạt động cho một phần hoặc toàn bộ hệ thống. Ví dụ: điện
thoại di động, bộ điều khiển các thiết gia đình, Router định tuyến,...
Câu 2: a.Vẽ sơ đồ cấu trúc cơ bản của máy tính
(các thành phần cơ bản và kết nối)
b.Nêu các chức năng của từng thành phần

Sơ đồ cơ bản của cấu trúc máy tính
Chức Năng của từng thành phần:
a) Bộ nhớ ( Memory )
- Bộ nhớ trong: dùng để chứa dữ liệu, lệnh, chương trình để xử lý

2

2


+ ROM ( Read Only Memory): là bộ nhớ chỉ đọc, ROM do hãng chế
tạo cài đặt sẵn các chương trình bên trong, bao gồm các chương trình
kiểm tra và cốt lõi để khi ta tắt nguồn của máy không bị mất dữ liệu.
+ RAM (Random Access Memory): Là bộ nhớ mềm, truy xuất một
cách ngẫu nhiên. RAM làm từ các mạch vi mạch (gọi là Chip nhớ).
- Bộ nhớ ngoài (external memory): hay còn gọi là thiết bị lưu trữ
(storage devices):
• Bộ nhớ ngoài gồm các thiết bị lưu trữ như các đĩa, thẻ nhớ, băng từ.
• Nó có dung lượng lớn nhưng tốc độ truy cập chậm hơn bộ nhớ trong.
b) Bộ xử lý trung tâm(CPU: Central Processor Unit )
- Thực hiện việc nhận lệnh, giải mã lệnh và điều khiển các khối khác
thực hiện lệnh.
- Thực hiện các phép tính số học, logic và các phép tính khác.
- Sinh ra các tín hiệu địa chỉ trên máy
CPU bao gồm các phần sau:
+ Đơn vị điều khiển (Control unit): Thực hiện việc nhận lệnh, giải mã
lệnh và điều khiển các khối khác thực hiện lệnh và sinh ra các tín hiệu
địa chỉ trên máy để quản lý bộ nhớ
+ Đơn vị tính toán số học và Logic (Arithmeric – Logic Unit): Bao
gồm các vi mạch tính để thực hiện các phép tính số học, logic và các
phép tính khác
+ Thanh ghi (Register) là một cấu trúc gồm 16 bít (hoặc 32 bit) nhớ
liền kề nhau được thiết lập ngay trong mạch vi xử lý, là bộ phận
thường trực của CPU, nơi đón các loại dữ liệu phục vụ cho việc thực

hiện lệnh: mã lệnh, địa chỉ dữ liệu và dữ liệu để đưa vào cho CPU xử
lý, và cũng là nơi nhận kết quả sau khi CPU xử lý và đưa ra ngoài.
Các thanh ghi phân thành 4 nhóm theo mục đích sử dụng.
c) Thiết bị ngoại vi
- Bàn phím : dùng đưa vào máy các lệnh điều khiển, chương trình, dữ
liệu ...xem thêm ..
- Chuột (mouse):chuột bi, hay chuột quang, có dây hay loại không dây
- Màn hình ( Display ) : có 2 kiểu màn hình
+ Màn hình văn bản (Text mode) đƣợc phân thành 2 chế độ: 80 cột
( kí tự) 25 dòng là dạng chuẩn hoặc 40 cột ( kí tự) 25 dòng

3

3


+ Màn hình đồ hoạ (Graphic Mode) được thiết kế gồm nhiều điểm
sáng (Pixel) theo hai chiều ngang và dọc. Màn hình đồ hoạ được phân
thành nhiều chế độ khác nhau tuỳ theo độ phân giải: 640x480,
1024x768. ...
- Máy in (Printer)
+ Máy in mầu (Ploter) gồm 8 bút vẽ màu khác nhau hoạt động trên
nguyên tắc bút vẽ.
+ Máy in Lazer hoạt động trên nguyên tắc dùng tia Laeser ép nóng
chẩy bột mực khô bám trên lô
+ Máy in kim (9 kim hoặc 24 kim) hoạt động trên nguyên tắc kim
phun bắn vào băng mực và tạo ra trên giấy các nốt chấm đen.
- Các thiết bị khác :
Các thiết bị ngoại vi của máy vi tính hiện nay rất phong phú, ngoài các
thiết bị cơ bản nêu trên còn các thiết bị khác nhƣ : đĩa CD-ROM, máy

chiếu (Projecter), máy quét ảnh (Scaner), ... Tất cả các thiết bị ngoại vi
giúp cho việc đưa (input) thông tin vào máy ở nhiều dạng từ các kí tự
đến âm thanh, hình ảnh

Câu 3: Nêu các định nghĩa về Kiến trúc máy tính
- Kiến trúc máy tính bao gồm ba phần: Kiến trúc phần mềm ,tổ chức
của máy tính và lắp đặt phần cứng.
- Kiến trúc phần mềm của máy tính chủ yếu là kiến trúc phần mềm
của bộ xử lý, bao gồm: tập lệnh, dạng các lệnh và các kiểu định vị.
Trong đó, tập lệnh là tập hợp các lệnh mã máy (mã nhị phân) hoàn
chỉnh có thể hiểu và được xử lý bới bộ xử lý trung tâm, thông thường
các lệnh trong tập lệnh được trình bày dưới dạng hợp ngữ. Mỗi lệnh
chứa thông tin yêu cầu bộ xử lý thực hiện, bao gồm: mã tác vụ, địa chỉ
toán hạng nguồn, địa chỉ toán hạng kết quả, lệnh kế tiếp (thông thường
thì thông tin này ẩn).
Kiểu định vị chỉ ra cách thức thâm nhập toán hạng.
- Kiến trúc phần mềm là phần mà các lập trình viên hệ thống phải nắm
vững để việc lập trình hiểu quả, ít sai sót.

4

4


- Phần tổ chức của máy tính liên quan đến cấu trúc bên trong của bộ
xử lý, cấu trúc các bus, các cấp bộ nhớ và các mặt kỹ thuật khác của
máy tính.
+ Lắp đặt phần cứng của máy tính ám chỉ việc lắp ráp một máy
tính dùng các linh kiện điện tử và các bộ phận phần cứng cần thiết.
+ Ta nên lưu ý rằng một vài máy tính có cùng kiến trúc phần

mềm nhưng phần tổ chức là khác nhau (VAX- 11/780 và VAX 8600).
Các máy VAX- 11/780 và VAX- 11/785 có cùng kiến trúc phần mềm
và phần tổ chức gần giống nhau. Tuy nhiên việc lắp đặt phần cứng các
máy này là khác nhau. Máy VAX- 11/785 đã dùng các mạch kết hiện
đại để cải tiến tần số xung nhịp và đã thay đổi một ít tổ chức của bộ
nhớ trong.
Câu 4: Nêu mô hình của máy tính John von Neumann?
•

•

•

5

Mô hình máy tính John von Neumann là một mô hình máy tính
thực tế do nhà toán học người Mỹ gốc Hungary John Von
Neumann đưa ra khi tham gia thiết kế máy tính EDVAC năm
1945.
Máy gồm 3 khối cơ bản : đơn vị xử lý, bộ nhớ và hệ thống xuất
nhập. Mô hình như sau:

Các máy tính hiện đại ngày nay sử dụng kiến trúc máy tính vonNeumann cải tiến – còn gọi là kiến trúc máy tính von-Neumann
hiện đại. Mô hình như sau:

5


Nguyên lý Von Neumann:
1.- Máy tính phải được điều khiển bằng chương tŕnh đã được lưu trữ ở

bộ nhớ, theo một kịch bản mà con người ta đă chuẩn bị sẵn cho nó.
2.- Máy tính truy cập tới dữ liệu thông qua địa chỉ. Dữ liệu ở đây gồm
dữ liệu vào, ra, trung gian hay các mã lệnh của chương tŕnh.
Câu 5: Nêu nhiệm vụ của đơn vị xử lý trung tâm CPU
- CPU có thể được xem như não bộ của máy tính. CPU đảm nhận thực
hiện chức năng cơ bản của máy tính là thực thi chương trình. Chương
trình được thực thi gồm một dãy các chỉ thị được lưu trữ trong bộ nhớ.
Quá trình thực thi chương trình gồm hai bước: CPU đọc chỉ thị từ bộ
nhớ và thực thi chỉ thị đó. Việc thực thi chương trình là sự lặp đi lặp
lại quá trình lấy chỉ thị và thực thi chỉ thị.
-CPU có 3 khối chính là :
1. Bộ điều khiển ( Control Unit )Là các vi xử lí có nhiệm vụ thông
dịch các lệnh của chương trình và điều khiển hoạt động xử lí,được
điều tiết chính xác bởi xung nhịp đồng hồ hệ thống. Mạch xung nhịp
đồng hồ hệ thống dùng để đồng bộ các thao tác xử lí trong và ngoài
CPU theo các khoảng thời gian không đổi.Khoảng thời gian chờ giữa
hai xung gọi là chu kỳ xung nhịp.Tốc độ theo đó xung nhịp hệ thống
tạo ra các xung tín hiệu chuẩn thời gian gọi là tốc độ xung nhịp - tốc
độ đồng hồ tính bằng triệu đơn vị mỗi giây-Mhz. Thanh ghi là phần tử
nhớ tạm trong bộ vi xử lý dùng lưu dữ liệu và địa chỉ nhớ trong máy
khi đang thực hiện với chúng.
2. Bộ số học-logic (ALU-Arithmetic Logic Unit)Có chức năng thực
hiện các lệnh của đơn vị điều khiển và xử lý tín hiệu. Theo tên gọi,đơn

6

6


vị này dùng để thực hiện các phép tính số học( +,-,*,/ )hay các phép

tính logic
3. Thanh ghi ( Register )Thanh ghi có nhiệm vụ ghi mã lệnh trước khi
xử lý và ghi kết quả sau khi xử lý
Câu 6: a. vẽ sơ đồ cấu truc cơ bản của đơn vị xử lý trung tâm CPU(các
thành phần cơ bản và kết nối)
b.nêu chức năng từng thành phần
Sơ đồ cấu trúc cơ bản của đơn vị xử lí trung tâm CPU:

Chức năng của các thành phần trên:
-Đơn vị điều khiển(Control Unit-CU):điều khiển hệ thống máy tính
theo chương trình đã định sẵn.
-Đơn vị số học và logic(Arithmetic and Logic Unit-ALU):thực hiện
các phép toán só học và các phép toán logic trên các dữ liệu cụ thể.
-Tập thanh ghi(Register File-RF):lưu giữ các thông tin tạm thời phục
vụ cho hoạt động của CPU.
-Đơn vị ghép nối bus(Bus interface Unit-BIU):kết nối và trao đổi
thông tin giữa bus bên trong(internal bus) và bus bên ngoài(external
bus).

7

7


Bài 31: Biểu diễn các số thực sau đây về dạng dấu phẩy động
IEEE754/85, 32 bit
X=-27,0625
Chuyển -27,0625 ra hệ nhị phân
(-27.0625)10 = (-11011.0001)2
Chuẩn hóa theo IEEE 32 bit

-11011.0001
=>-1.10110001 × 24
Xác định các thông số biểu diễn S,E,M
S:phần định trị là số âm , nên S là 1
E:phần mũ được xác định E = 4+127=131=10000011
M:phần định trị được xác định là 10110001000000000000000
( M=dãy số sau dấu chấm sau khi chuẩn hóa, còn lại ghi số 0 cho đủ
23 số)
Vậy X=-27,0625 ở dạng dấu phẩy động IEEE là:
1 10000011 10110001000000000000000
X=1/32
Chuyển 1/32 ra hệ nhị phân
1/32= (0.00001)2
Chuẩn hóa theo IEEE 32 bit
1/32
=>0.00001×20
Xác định các thông số biểu diễn S,E,M
S:phần định trị là số dương , nên S là 0
E:phần mũ được xác định E=127=1111111
M:phần định trị được xác định là 00001000000000000000000
( M=dãy số sau dấu chấm sau khi chuẩn hóa, còn lại ghi số 0 cho đủ
23 số)
Vậy X=1/32 ở dạng dấu phẩy động IEEE là:
0 111111 00001000000000000000000
Câu 7: Giới thiệu tóm tắt về đơn vị số học và logic ALU: Chức năng,
mô hình kếtnối
Bài làm

8

8


Đơn vị và logic ALU
Chức năng: ALU của đa số các loại vi sử lí có thể thực hiện các chức
năg
+ ADD (cộng)
2s Complement (bù nhị phân)
+ SUB (trừ )
Shilft Right (dịch phải )
+ AND ( Và logic)
Shilft Lefl ( dịch trái )
+ OR ( hoặc logic )
Increment (tăng )
+ XOR (Cộng module 2)
Decrement (giảm)
- Có hai cổng vào (in) để nhận dữ liệu vào ALU và cổng ra (out) để
lấy kết quả xử lý dữ liệu của ALU ngoài.

Câu 8 :Giới thiệu tóm tắt về tập thanh ghi của CPU :Chức năng , đặc
điểm ,phân loại
Bài Làm
Thanh ghi:
Trong kiến trúc máy tính, một thanh ghi là một bộ nhớ dung lượng
nhỏ và rất nhanh, được sử dụng để tăng tốc độ xử lý của các chương
trình máy tính bằng cách cung cấp các truy cập trực tiếp đến các giá trị
cần dùng. Hầu hết, nhưng không phải tất cả, các máy tính hiện đại
hoạt động theo nguyên lý chuyển dữ liệu từ bộ nhớ chính vào các
thanh ghi, tính toán trên chúng, sau đó chuyển kết quả vào bộ nhớ
chính.

Các thanh ghi xử lý là phần đầu tiên của phân cấp bộ nhớ, và cung
cấp nhanh nhất vào hệ thống để xử lý dữ liệu. Thuật ngữ này thường
được dùng để nói đến một tập các thanh ghi có thể được chỉ trực tiếp
cho việc nhập hay xuất các câu lệnh, xem thêm ở tập lệnh. Chúng
được gọi là " kiến trúc thanh ghi". Ví dụ,
Đưa các biến số thường dùng vào thanh ghi là một hoạt động then
chốt làm tăng hiệu ứng của chương trình. Việc này có tên là register

9

9


allocation và thường được thực hiện bởi một trình biên dịch trong giai
đoạn phát sinh mã hoá.
Các loại thanh ghi
Thanh ghi thường được đo bằng các bit nó có thể chứa, ví dụ,
một thanh ghi "8-bit" hay thanh ghi "32-bit". Các thanh ghi hiện nay
thường được xem như file thanh ghi - register file, nhưng chúng cũng
được dùng riêng rẽ các flip-flop, tốc độ cao core memory, thin film
memory, và các cách khác trong nhiều máy móc.
Có một số phân lớp các thanh ghi tùy theo nội dung:
Thanh ghi khả hiện - Có hai loại. Thanh ghi dữ liệu và thanh ghi
địa chỉ.
Thanh ghi dữ liệu được dùng để lưu số nguyên (xem thanh ghi
số thực dưới đây). Trong một số bộ CPU hiện nay và trước đây, có
một thanh ghi đặc biệt là thanh ghi tích lũy tích lũy, được dùng cho
nhiều tính toán.
Thanh ghi địa chỉ chứa địa chỉ bộ nhớ và được dùng để truy cập
bộ nhớ.

Trong một số CPU, có một thanh ghi địa chỉ đặc biệt
thanh ghi chỉ mục, dù chúng thường được dùng để sửa đổi địa chỉ hơn
là chứa địa chỉ.
Thanh ghi điều kiện chứa giá trị thực thường dùng để quyết định hoật
động thực thi lệnh
Thanh ghi đa năng (GPRs) có thể chứa cả dữ liệu lẫn địa chỉ., là
kết hợp giữa thanh ghi dữ liệu và thanh ghi địa chỉ
Thanh ghi dấu phẩy động(FPRs) dùng để chứa các kiểu số
Thanh ghi hằng số chứa các giá trị đọc được (Ví dụ: 0, 1, pi,...).
Thanh ghi định hướng chứa dữ liệu cho việc xử lý định hướng
đối tượng, thực hiện bởi lệnh SIMD (lệnh đơn, bội dữ kiện)
Thanh ghi chuyên biệt chứa trạng thái chương trình; thường bao
gồm con trỏ chỉ lệnh, con trỏ ngăn xếp, và thanh ghi trạng thái.
Thanh ghi chỉ lệnh chứa lệnh tạm huỷ
Thanh ghi chỉ mục dùng cho sửa đổi địa chỉ tác tử trong quá
trình thực hiện 1 chương trình

10

10


Trong một số cấu trúc, thanh ghi kiểu mẫu (còn được gọi là
thanh ghi thiết bị riêng biệt) chứa dữ liệu và thiết lập liên quan đến bộ
xử lý. Vì các thanh ghi này được thiết kế gắn liền với bộ xử lý đặc
trưng nên chúng không thể giữ nguyên chuẩn qua các thế hệ của bộ xử
lý.
Thanh ghi điều khiển và trạng thái – Có 3 loại: chương trình phản hồi,
thanh ghi chỉ lệnh, chương trình trạng thái từ.
Thanh ghi liên quan đến tìm nạp thông tin từ bộ nhớ truy cập

ngẫu nhiên (RAM), 1 tập hợp lưu giữ các thanh ghi được định vị trên
các chip riêng biệt từ CPU (không giống đa số các loại trên, đây thông
thường là những thanh ghi không có cấu trúc):
Thanh ghi bộ nhớ trung gian
Thanh ghi bộ nhớ địa chỉ
Thanh ghi bộ nhớ kiểu miền
Thanh ghi ổ cứng cũng tương tự nhưng ở ngoài CPU
Câu 9 : Giới thiệu tóm tắt về Ngăn xếp ( stack) và con trỏ ngăn xếp
( stack Pointer)
Bài Làm
* Ngăn xếp ( Stack )
Ngăn xếp là vùng nhớ có cấu trúc LIFO ( Last In – First Out )
Ngăn xếp thường dùng để phục vụ cho chương trình con
Đáy ngăn xếp là một ngăn nhớ xác định
Đỉnh ngăn xếp là thông tin nằm ở vị trí trên cùng trong ngăn xếp
Đỉnh ngăn xếp có thể bị thay đổi
* Con trỏ ngăn xếp SP ( Stack Pointer )
Chứa địa chỉ của ngăn nhớ đỉnh ngăn xếp
Khi cất một thông tin vào ngăn xếp:
+ Nội dung của SP tự động giảm
+Thông tin được cất vào ngăn nhớ được trỏ bởi SP
Khi lấy một thông tin ra khỏi ngăn xếp:
+Thông tin được đọc từ ngăn nhớ được trỏ bởi SP
+Nội dung của SP tự động tăng
Khi ngăn xếp rỗng, SP trỏ vào đáy

11

11

* Các thanh ghi dữ liệu Chứa các dữ liệu tam thời hoặc các kết quả
trung gian
Cần có nhiều thanh ghi dữ liệu
Các thanh ghi số nguyên : 8,16,32,64 bit
Các thanh ghi số dấu phẩy động
Ví dụ cờ phép toán
Cờ Zero ( cờ rỗng): được thiết lập lên 1 khi kết quả của phép
toán bằng 0
Cờ Sign ( cờ dấu ): được thiết lập lên 1 khi kết quả phép toán
nhỏ hơn 0
Cờ Carry( cờ nhớ): được thiết lập lên 1 nếu phép toán có nhớ ra
ngoài bit cao nhất-> cờ báo tràn với số không dấu
Cờ Overflow( cờ tràn): được thiết lập lên 1 nếu cộng hai số
nguyên cùng dấu mà kết quả có dấu ngược lại -> cờ báo tràn với số có
dấu
* Thanh ghi trạng thái ( Status Register)
Còn gọi là thanh ghi cờ ( Flag Regisster)
Chứa các thông tin trang thái của CPU
Các cờ phép toán: báo hiệu trạng thái của kết quả phép toán
Các cờ điểu khiển: biểu thị trạng thái điều khiển của CPU
Ví dụ cờ điểu khiển
Cờ Interrupt ( Cờ cho phép ngắt ):
Nếu IF=1 -> CPU ở trang thái cho phếp ngắt với tín hiệu yêu cầu
ngắt từ bên ngoài gửi tới
Nếu IF=0 -> CPU ở trang thái cầm ngắt với tín hiệu yêu cầu ngắt
từ bên ngoài gửi tới
Bài 10: Giới thiệu tóm tắt về Bus máy tính : Định nghĩa , tính chất ,
phân loại , chức năng của từng loại
Bài làm

* Khái niệm :
Trong máy tính, người ta coi bus như kênh, tuyến – đường dẫn nội
bộ để truyền tín hiệu giữa bộ Vi xử lý và các bộ phận khác, hoặc thiết
bị này và các thiết bị khác trong hệ thống máy tính. Nói tóm Bus là
tập hợp các đường kết nối để vận chuyển thông tin từ thành phần này

12

12


đến thành phần khác trong 1 hệ thống. Ở đây hệ thống được nói đến là
hệ thống máy tính
* Tính chất:
- Độ rộng bus (Bit):
Là số bit dữ liệu tối có thể truyền qua Bus trong 1 chu kỳ dữ liệu
của bus. Hay là số bit dữ liệu tối đa trong 1 lần truyền
- Tốc độ của Bus (MHz)
Là tốc độ truyền dữ liệu tối đa của Bus
- Chu kỳ dữ liệu xung nhịp
Là số chu kỳ xung clook cần thiết để truyền 1 chu kỳ dữ liệu
- Băng thông (MBps): Là số bit dữ liệu tối đa truyền trên một đơn vị
thời gian (sec)* Phân loại và chức năng :
. - Phân loại bus 5.1. Bus bộ xử lý (back side bus - BSB) Là đường
truyền giữa bộ VXL và bộ nhớ cache L2 hoặc L3. Bus này hoạt động
ở tốc độ nhanh nhất, và không bị tắc nghẽn. Nó cũng bao gồm bus dữ
liệu, địa chỉ và điều khiển.
- Phân loại bus 5.2. Bus hệ thống (front side bus - FSB) Là hệ
thống bus trao đổi dữ liệu giữa BXL với bộ nhớ chính và các ổ đĩa…
Tuy nhiên các thiết bị này thường là không được trao đổi trực tiếp với

bộ vi xử lý mà phải thông qua bộ nhớ đệm do sự chệnh lệch tốc độ
giữa các thiết bị này và bộ VXL là quá lớn. Độ rộng bus dữ liệu ở đây
luôn bằng độ rộng bus của bộ VXL.
- Phân loại bus 5.3. Bus vào ra (bus mở rộng) - Các bus này dùng
để trao đổi với thiết bị ngoại vi, có tốc độ rất hạn chế. Độ rộng bus có
thể thay đổi - Giao tiếp này có thể là song song hoặc nối tiếp - Riêng
giao tiếp nối tiếp ta cần phải có bộ chuyển đổi song song sang nối tiếp
và nối tiếp sang song song. - Các bus này phải có các chuẩn nhất định
Câu 11 : Giới thiệu tóm tắt về thực hiện chương trình của máy tính
Bài Làm
* Chương trình máy tính là:
Chương trình máy tính là một tập hợp các hướng dẫn cho việc
thực hiện nhiệm vụ của một máy tính. Một máy tính đòi hỏi các
chương trình phải hoạt động và thường thực hiện các lệnh chương

13

13


trình ở bộ phận xử lý trung tâm. Một chương trình máy tính được viết
bằng một ngôn ngữ lập trình.
Một số ví dụ về các chương trình máy tính:
Một trình duyệt web như Mozilla Firefox và Apple Safari có thể
được sử dụng để xem các trang web trên internet.
Một bộ phần mềm văn phòng có thể được sử dụng để viết các tài liệu
hoặc bảng tính.
Trò chơi video là những chương trình máy tính.
Một chương trình máy tính được lưu như một tập tin trên ổ cứng
máy tính. Khi người dùng chạy các chương trình, các tập tin được đọc

bởi máy tính và các bộ xử lý đọc dữ liệu trong tập tin như là một danh
sách các hướng dẫn. Sau đó, các máy tính làm những gì chương trình
cho phép nó làm.Một chương trình máy tính được viết bởi một lập
trình viên. Các lập trình viên phải viết một chương trình mà máy tính
có thể đọc được, vì vậy các chương trình đó phải được viết bằng một
ngôn ngữ lập trình, chẳng hạn như BASIC, C, Java. Một khi nó được
viết, các lập trình viên sử dụng một trình biên dịch để biến nó thành
một ngôn ngữ mà máy tính có thể hiểu được.
Ngoài ra còn có các chương trình xấu hay còn được gọi là phần
mềm độc hại, được viết bởi những người muốn làm những điều xấu
với máy tính của người dùng. Một số phần mềm gián điệp cố gắng để
ăn cắp thông tin từ máy tính. Một số cố gắng để làm hỏng các dữ liệu
được lưu trữ trên ổ đĩa cứng. Một số khác lại đưa người dùng đến các
trang web bán hàng hoặc có thể là virus máy tính.
* Chức năng của chương trình máy tínhchương trình máy tính
Chương trình máy tính có thể được phân loại theo các tuyến
chức năng. Các loại chức năng chính là phần mềm ứng dụng và phần
mềm hệ thống. Hệ thống phần mềm bao gồm các hệ điều hành mà
trong đó là sự tương tác giữa phần cứng với phần mềm máy tính. Mục
đích của hệ điều hành là cung cấp một môi trường trong đó các phần

14

14


mềm ứng dụng thực hiện một cách thuận tiện và hiệu quả.
Ngoài
các hệ điều hành, phần mềm hệ thống bao gồm các chương trình
nhúng, các chương trình khởi động và Microcode. Phần mềm ứng

dụng được thiết kế cho người dùng cuối có một giao diện người dùng.
Phần mềm ứng dụng: là một chương trình máy tính được thiết kế
để thực hiện một nhóm các chức năng phối hợp nhiệm vụ hoặc các
hoạt động vì lợi ích của người sử dụng. Ví dụ về một ứng dụng bao
gồm một bộ xử lý từ, một bảng tính, một ứng dụng kế toán, một trình
duyệt web, một máy nghe nhạc,…
Phần mềm tiện ích: là những chương trình ứng dụng được thiết
kế để hỗ trợ quản trị hệ thống và lập trình máy tính. Các loại phần
mềm tiện ích như Anti – virus, phần mềm sao lưu, quản lý clipboard,
Cryptographic, nén dữ liệu,…Hệ điều hành: là một chương trình máy
tính hoạt động như một trung gian giữa một người sử dụng máy tính
và các phần cứng máy tính.
Chương trình khởi động: một máy tính được lưu trữ chương trình
đòi hỏi một chương trình máy tính ban đầu được lưu giữ trong bộ nhớ
chỉ để đọc và khời động. Qúa trình khởi động là xác định và khởi tạo
tất cả các khía cạnh của hệ thống, từ đăng ký xử lý để điều khiển thiết
bị cho nội dung bộ nhớ.
Chương trình nhúng: một thiết bị phần cứng có thể đã nhúng
firmware để kiểm soát hoạt động của nó. Firmware được sử dụng khi
các chương trình máy tính không bao giờ thay đổi, hoặc khi chương
trình không bị mất khi tắt nguồn.
Microcode: là các chương trình kiểm soát một số bộ phận xử lý
trung tâm và một số phần cứng khác. Mã này di chuyển dữ liệu giữa
các thanh ghi, đơn vị logic số học và các đơn vị chức năng khác trong
CPU.
Bài 12: Giới thiệu tóm tắt về lệnh máy: đặc trưng, thành phần
Bài làm
*Các đặc trưng của lệnh máy:

15

15


-Mỗi bộ xử lý có một tập lệnh xác định
-Tập lệnh thường có hàng chục đến hàng trăm lệnh
-Mỗi lệnh là một chuỗi số nhị phân mà bộ xử lý hiểu được để
thực hiện một thao tác xác định-Các lệnh được mô tả bằng kí hiệu gợi
nhớ->chính là các lệnh của hợp ngữ
*Các thành phần của lệnh máy
-Mã thao tác (operation code -> opcode): mã hóa cho thao tác mà
bộ xử lý phải thực hiện
-Địa chỉ toán hạng: Chỉ ra nơi chứa các toán hạng mà thao tác sẽ
tác động
+Toán hạng nguồn:dữ liệu vào của thao tác
+Toán hạng đích:dữ liệu ra của thao tác.
Bài 32 : Xác định giá trị của số thực được biểu diễn bằng số dấu phẩy
động IEEE754/85 , 32 bit như sau :
X = C0 A8 00 00(16)
Bài làm
S

e

m

*S là bit dấu:
S=0 ->số dương
S=1->số âm
E (8 bit) là mã excess-127 của phần mũ E:

e=E+127 -> E=e-127
Giá trị 127 gọi là độ lệch (bias)
M(23 bit) là phần lẻ của phần định trị M:
M=1.m
Công thức xác định giá trị của số thực:
X=(-1)S.1.m.2e-127
Áp dụng vào bài tập:

16

16


Xác định giá trị của số thực được biểu diễn bằng số dấu phẩy động
IEEE754/85, 32-bit như sau:
 X = C0 A8 00 00(16)
=1100 0000 1010 1000 0000 0000 0000 0000(2)
 Ta có:
o
Bit dấu: S=1 -> X là số âm
o Mã lệnh: e=100 0000 1(2)=129(10)
Phần mũ: E=e-127=129-127=2
o Phần định trị: M=1.m=1.0101(2)=1.3125(10)
 Vậy:
X=(-1)1 x 1.3125 x 22 = -5.25

a.

b.

•
•
•
•
•
•
•

Vì X là số âm . Nên giá trị của số thực X = -5.25
Câu 14:
RISC (viết tắt của Reduced Instructions Set Computer - Máy tính với
tập lệnh đơn giản hóa) là một phương pháp thiết kế các bộ vi xử
lý (VXL) theo hướng đơn giản hóa tập lệnh, trong đó thời gian thực
thi tất cả các lệnh đều như nhau. Hiện nay các bộ vi xử lý RISC phổ
biến là ARM, SuperH, MIPS, SPARC, DEC Alpha, PA-RISC, PIC,
và PowerPC củaIBM.
Mạch RISC có một số đặc trưng sau:
Có một số ít lệnh (thông thường dưới 100 lệnh ).
Có một số ít các kiểu định vị (thông thường hai kiểu: định vị tức thì
và định vị gián tiếp thông qua một thanh ghi).
Có một số ít dạng lệnh (một hoặc hai)
Các lệnh đều có cùng chiều dài.
Chỉ có các lệnh ghi hoặc đọc ô nhớ mới thâm nhập vào bộ nhớ.
Dùng bộ tạo tín hiệu điều khiển bằng mạch điện để tránh chu kỳ
giải mã các vi lệnh làm cho thời gian thực hiện lệnh kéo dài.
Bộ xử lý RISC có nhiều thanh ghi để giảm bớt việc thâm nhập vào
bộ nhớ trong.
Các bộ xử li RISC đầu tiên thực hiện tất cả các lệnh trong 1 chu kì
máy

17

17


1.

2.

Câu 17:
Khái niệm
Máy tính có kỹ thuật siêu ống dẫn bậc n bằng cách chia các giai đoạn
của kỹ thuật ống dẫn đơn giản, mỗi giai đoạn được thực hiện trong
khoản thời gian Tc, thành n giai đoạn con thực hiện trong khoản thời
gian Tc/n. 2. Nhận xét a) Ưu điểm • Độ hữu hiệu của kỹ thuật này
tương đương với việc thi hành n lệnh trong mỗi chu kỳ Tc. • Hình 3.5
trình bày ví dụ về siêu ống dẫn bậc 2, có so sánh với ống dẫn đơn
giản. Ta thấy trong một chu kỳ Tc, máy dùng kỹ thuật siêu ống dẫn
làm 2 lệnh thay vì làm 1 lệnh trong máy dùng kỹ thuật ống dẫn bình
thường. • Trong máy tính siêu ống dẫn, tốc độ thực hiện lệnh tương
đương với việc thực hiện một lệnh trong khoảng thời gian Tc /n.
Nhóm 3 17 Các kĩ thuật tiên tiến của bộ vi xử lý b) Nhược điểm •
Thời gian thực hiện một giai đoạn con ngắn Tc /n và việc trì hoãn
trong thi hành lệnh nhảy lớn. • Trong ví dụ ở hình 3.5, nếu lệnh thứ i
là một lệnh nhảy tương đối thì lệnh này được giải mã trong giai đoạn
ID, địa chỉ nhảy đến được tính vào giai đoạn EX, lệnh phải được nhảy
tới là lệnh thứ i+4, vậy có trì trệ 3 lệnh thay vì 1 lệnh trong kỹ thuật
ống dẫn bình thường. Hình 3.5: Siêu ống dẫn bậc 2 so với ống dẫn
đơn giản.
III. SIÊU VÔ HƯỚNG (SUPERSCALAR) 1. Khái niệm Máy tính

siêu vô hướng bậc n có thể thực hiện đồng thời n lệnh trong một chu
kỳ xung nhịp Tc. Hình 3.6 trình bày một ví dụ về sự vận hành của một
máy tính siêu vô hướng bậc 2 so với một máy tính dùng kỹ thuật ống
dẫn. Nhóm 3 18 Các kĩ thuật tiên tiến của bộ vi xử lý Hình 3.6: Siêu
vô hướng so với kỹ thuật ống dẫn 2. Nhận xét Trong một máy tính
siêu vô hướng phần cứng phải quản lý việc đọc và thi hành đồng thời
nhiều lệnh. Vậy nó phải có khả năng quản lý các quan hệ giữa số liệu
với nhau. Cũng cần phải chọn các lệnh có khả năng được thi hành
cùng một lúc. Những bộ xử lý đầu tiên đưa ra thị trường dùng kỹ thuật
này là các bộ xử lý Intel i860 và IBM RS/6000. Các bộ xử lý này có
khả năng thực hiện song song nhiều tác vụ trên số nguyên và trên số
lẻ. Năm 1992, người ta thấy xuất hiện các bộ xử lý có nhiều bộ thực
hiện tác vụ độc lập với nhau (nhiều ALU, bộ tính toán số lẻ, nạp dữ
liệu, lưu dữ liệu, nhảy), có thể thực hiện song song nhiều lệnh (lệnh

18

18


tính số nguyên, số lẻ, lệnh bộ nhớ, lệnh nhảy...). Số lệnh có thể được
thi hành song song càng nhiều thì phần cứng thực hiện việc này càng
phức tạ

Hình 4.2: Đặc tính của ba mẫu đầu tiên máy RISC
Máy tính có lệnh rất dài (VLIW – Very long instruction word) Máy
tính có lệnh rất dài là máy tính siêu vô hướng có thể thực hiện 2 hoặc
3 lệnh trong mỗi chu kỳ xung nhịp. Do kỹ thuật ống dẫn đòi hỏi các
lệnh phải phụ thuộc vào nhau nên rất khó thực hiện nhiều lệnh trong
một chu kỳ. Như vậy, thay vì cố thực hiện nhiều lệnh trong một chu

kỳ, người ta tìm cách đưa vào nhiều lệnh trong một từ lệnh dài. Một
lệnh VLIW có thể chứa hai tác vụ tính toán số nguyên, hai tác vụ tính
toán số lẻ, hai tác vụ thâm nhập bộ nhớ và một lệnh nhảy. Một lệnh
như vậy được chia thành nhiều trường, mỗi trường có thể có từ 16 đến
24 bít và chiều dài của lệnh VLIW là từ 112 đến 168 bit. Có nhiều kỹ
thuật tạo ra một lệnh VLIW trong đó tất cả các trường đều được dùng.
Giá thành và độ phức tạp của một máy tính có lệnh thật dài tăng lên
rất nhiều nếu người ta tăng số trường trong một lệnh VLIW.
Kỹ thuật ống dẫn là kỹ thuật làm cho các giai đoạn khác nhau của
nhiều lệnh được thi hành cùng một lúc. • Các giai đoạn : - Lấy lệnh
(IF: Instruction Fetch) - Giải mã (ID: Instruction Decode) - Thi hành
(EX : Execute) - Thâm nhập bộ nhớ (MEM: Memory access) - Lưu trữ
kết quả (RS: Result Storing) Hình 3.1: Các giai đoạn khác nhau của kỹ
thuật ống dẫn 2. Những khó khăn trong kỹ thuật ống dẫn Khi thi hành
lệnh trong một máy tính dùng kỹ thuật ống dẫn, có nhiều trường hợp

19

19


làm cho việc thực hiện kỹ thuật ống dẫn không thực hiện được như là:
thiếu các mạch chức năng, một lệnh dùng kết quả của lệnh trước, một
lệnh nhảy. Có thể phân biệt 3 loại khó khăn: khó khăn do cấu trúc, khó
khăn do số liệu và khó khăn do điều khiển. • Khó khăn do cấu trúc:
Đây là khó khăn do thiếu bộ phận chức năng, ví dụ một máy tính dùng
kỹ thuật ống dẫn phải có nhiều ALU, nhiều PC, Nhóm 3 14 Các kĩ
thuật tiên tiến của bộ vi xử lý nhiều thanh ghi lệnh IR… Các khó khăn
này được giải quyết bằng cách thêm các bộ phận chức năng cần thiết
và hữu hiệu. • Khó khăn do số liệu: Ví dụ như trường hợp các lệnh

liên tiếp sau: Lệnh 1: ADD R1,R2, R3 Lệnh 2: SUB R4, R1, R5 Lệnh
3: AND R6, R1, R7 Lệnh 4: OR R8, R1, R9 Hình 3.2 cho thấy R1, kết
quả của lệnh 1 chỉ có thể được dùng cho lệnh 2 sau giai đoạn MEM
của lệnh 1, nhưng R1 được dùng cho lệnh 2 vào giai đoạn EX của lệnh
1. Chúng ta cũng thấy R1 được dùng cho các lệnh 3 và 4. Hình 3.2:
Khó khăn do số liệu
Bài 18: Giới thiệu tóm tắt về hoạt động ngắt (Interrupt) của máy tính :
Khái niệm, các loại, hoạt động .
* Khái niệm:
- Ngắt là cơ chế cho phép CPU tạm dừng chương trình đang thực hiện
để chuyển sang thực hiện một chương trình khác, gọi là chương trình
con phuc vụ ngắt.
* Các loại :
- Ngắt do lỗi khi thực hiện chương trình ví dụ :tràn số, chia cho 0
- Ngắt do lỗi phần cứng , ví dụ lỗi bộ nhớ RAM
- Ngắt do mô-đun vào- ra phát hiện tín hiệu ngắt đến CPU yêu cầu
trao đổi dữ liệu.
* Hoạt động ngắt:
- Sau khi hoàn thành mỗi một lệnh, bộ vi xử lý kiểm tra tín hiệu ngắt
- Nếu không có ngắt thì bộ xử lý nhận lệnh tiếp theo của chương trình
hiện tại
- Nếu có tín hiệu ngắt :
+ Tạm dừng chương trình đang thực hiện
+ Cất ngữ cảnh(các thông tin lien quan đến chương trình bị ngắt )

20

20

•
•

•

•

•

-

+ Thiết lập PC trỏ đến chương trình con phục vụ ngắt
+ Chuyển sang thực hiện chương trình con phục vụ ngắt
+ Cuối chương trình con phục vụ ngắt ,khôi phục ngữ cảnh và tiếp
tục chương trình đang bị tạm dừng.
Bài 19: Giới thiệu tóm tắt về bộ nhớ máy tính: chức năng, hoạt động,
các loại chính :
* Chức năng, hoạt động:
- Bộ nhớ máy tính bao gồm các hình thức, phương thức để lưu trữ
được dữ liệu của máy tính một cách lâu dài (khi kết thúc một phiên
làm việc của máy tính thì dữ liệu không bị mất đi), hoặc lưu dữ liệu
tạm thời trong quá trình làm việc của máy tính (khi kết thúc một phiên
làm việc của máy tính thì bộ nhớ này bị mất hết dữ liệu).
* Bộ nhớ máy tính có thể chia thành hai dạng: Bộ nhớ trong và bộ nhớ
ngoài
-Bộ nhớ trong được hiểu là các loại bộ nhớ nằm nội bộ bên trong
thùng máy.
+ Bộ nhớ đệm nhanh (cache memory):
Tốc độ truy xuất nhanh;
Thường nằm trong CPU, một số cache cũ có thể nằm ngoài

CPU: như các cache trên đế cắm kiểu slot 1, hoặc cache dạng thanh,
có thể tháo rời giống như các thành RAM ngày nay;
Bao gồm Cache L1 và Cache L2, Cache L3 (L3 chỉ có ở
một số CPU) có tốc độ truy xuất gần bằng tốc độ truyền dữ liệu
trong CPU;
+ Bộ nhớ chính (main memory);
Bộ nhớ RAM (Random access memory), hay Bộ nhớ truy
cập ngẫu nhiên: Tốc độ truy cập nhanh, lưu trữ dữ liệu tạm thời, dữ
liệu sẽ bị mất đi khi bị cắt nguồn điện;
Bộ nhớ ROM (Read Only Memory), hay Bộ nhớ chỉ đọc:
Lưu trữ các chương trình mà khi mất nguồn điện cung cấp sẽ không bị
(xóa) mất. Ngày nay còn có công nghệ FlashROM tức bộ nhớ ROM
không những chỉ đọc mà còn có thể ghi lại được, nhờ có công nghệ
này BIOS được cải tiến thành FlashBIOS.
Bộ nhớ ngoài

21

21


Bộ nhớ ngoài được hiểu là bộ nhớ máy tính gắn bên ngoài thùng máy,
có thể dùng để mang đi lại được.
Bao gồm:
+ Bộ nhớ từ: đĩa cứng, Đĩa mềm,...
+ Bộ nhớ quang: CD, DVD,...
+ Bộ nhớ bán dẫn: flash disk, thẻ nhớ...
+ Các loại bộ nhớ dựa trên công nghệ FlashROM: Kết hợp với chuẩn
giao tiếp máy tính USB (Universal Serial Bus) tạo ra các bộ nhớ máy
tính di động thuận tiện và đa năng như: Các thiết bị giao tiếp USB lưu

trữ dữ liệu, thiết bị giao tiếp USB chơi nhạc số, chơi video số; khóa
bảo mật qua giao tiếp USB; thẻ nhớ... Dung lượng thiết bị lưu trữ
FlashROM đã lên tới 32GB (Samsung,Intel công bố năm 2005), trong
tương lai, có thể FlashROM sẽ dần thay thế các ổ đĩa cứng, các loại
đĩa CD, DVD...

-

Bài 20: Nêu các đặc trưng cơ bản của bộ nhớ chính:
- ROM và RAM là một trong những bộ nhớ chính của máy tính dùng
lưu trữ các chương trình và dữ liệu trong suốt quá trình hoạt động
- ROM và RAM được tạo ra với nhiều chủng loại khác nhau đáp ứng
mọi nhu cầu sử dụng của người dùng
- ROM( Read only memory)
+ Bộ nhớ chỉ đọc
+ Ghi thông tin vào ROM bằng cách sử dụng các thiết bị hoặc phương
pháp đặc biệt
+ Là bộ nhớ ổn định :tất cả thông tin vẫn được duy trì khi mất nguồn
nuôi
+ Là bộ nhớ bán dẫn : mỗi ô nhớ là một cổng bán dẫn
+ Thường dùng để lưu trữ thông tin hệ thống
RAM( Random Access Memory)
+ Bộ nhớ truy suất ngẫu nhiên
+ Lưu trữ các thông tin sau:
.Thư viện các chương trình con
.Các chương trình điều khiển hệ thống(BIOS)
.Các bảng chức năng
.Vi chương trình

22

22


Bài 21:
A .Bộ nhớ cache là gì:
- Bộ nhớ Cache là kiểu bộ nhớ tốc độ cao có bên trong CPU để tăng
tốc độ truy cập cho dữ liệu và các chỉ lệnh được lưu trong bộ nhớ
RAM. Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn về
cách làm việc của bộ nhớ này theo cách dễ hiểu nhất
B.Nguyên lý:
- Cache có tốc độ truy xuất nhanh hơn nhiều bộ nhớ chính
- Cache được đặt giữa CPU và bộ nhớ chính nhằm tăng tốc độ trao đổi
thông tin giữa CPU và bộ nhớ chính
- Cache thường được đặt trong chip vi xử lí
Bài 22:
A.Ba phương pháp tổ chức bộ nhớ Cache:
- Ánh xạ trực tiếp
- Liên kết đầy đủ
- Liên kết tập hợp
B.Các phương pháp ghi dữ liệu khi cache hit: có 2 phương pháp
- Write through:ghi dữ liệu vào cả cache và cả BNC, không cần thiết
,tốc độ chậm ,mạch đơn giản
- Write back: chỉ ghi vào cache, khi nào Block(trong cache ) được ghi
bị thay đi ghi vào BNC, tốc độ nhanh mạch phức tạp
Bài 23: Giới thiệu tóm tắt về bộ nhớ ngoài : chức năng , đặc điểm, các
loại
* Chức năng và đặc điểm:
-Lưu giữ tài nguyên phần mềm của máy tính
-Được kết nối với hệ thống dưới dạng các thiết bị vào –ra

-Dung lượng lớn
-Tốc độ chậm
* Các loại bộ nhớ ngoài:
-Bộ nhớ từ: đĩa cứng,đĩa mềm
-Bộ nhớ quang:đĩa CD,DVD
-Bộ nhớ bán dẫn :Flash disk, memory card
Bài 24:
* Khái niệm bộ nhớ ảo: Bộ nhớ ảo là một kĩ thuật quản lý bộ nhớ
được thực hiện bởi phần mềm và phần cứng

23

23


* Các kĩ thuật thực hiện: nó lien kết địa chỉ ô nhớ được dùng bởi phần
mềm được gọi là địa chỉ ảo tới địa chỉ vật lý trong bộ nhớ máy tính.
Bộ nhớ chính được các tác vụ coi như là các khoảng trống có địa chỉ
lien tiếp hoặc tập hợp những vùng lien tiếp. hệ điều hành quản lý các ô
địa chỉ ảo và sự phân vùng từ ổ nhớ thực đến ổ nhớ ảo phần cứng phụ
trách xử lý địa chỉ nằm trong CPU thường gọi là MMU, sẽ tự động
chuyển địa chỉ ảo sang địa chỉ vật lý. Phần mềm nằm trong hệ điều
hành có thể tạo ra những vùng địa chỉ ảo nhằm mở rộng khả năng lưu
trữ vật lý của bộ nhớ và từ đó chương trình sẽ có nhiều bộ nhớ hơn
thực tế máy tính có. Lợi ích quan trọng nhất của bộ nhớ ảo là đảm
nhiệm giùm các ứng dụng quản lý vùng bộ nhớ được chia sẻ, tăng độ
an toàn cho các vùng nhớ và giúp chương trình xử dụng nhiều bộ nhớ
nhiều hơn bộ nhớ vật lý mà phần cứng máy tính có, dựa trên kỹ thuật
phân trang.
Câu 25:

* Raid là gì?
- RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks hoặc Redundant
Arrays of Independent Disks) là hình thức ghép nhiều ổ đĩa cứng vật
lý thành một hệ thống ổ đĩa cứng có chức gia tăng tốc độ đọc/ghi dữ
liệu hoặc nhằm tăng thêm sự an toàn của dữ liệu chứa trên hệ thống
đĩa hoặc kết hợp cả hai yếu tố trên.
* Các mức Raid là?
- RAID 0:RAID 0 cần ít nhất 2 ổ đĩa. Tổng quát ta có n đĩa (n >= 2) và
các đĩa là cùng loại. Dữ liệu sẽ được chia ra nhiều phần bằng nhau đg
ta dùng 02 ổ cứng 80GB thì hệ thống đĩa của chúng ta là 160GB.
+ Ưu điểm: - Tăng tốc độ đọc/ghi đĩa: mỗi đĩa chỉ cần phải đọc/ghi 1/n
lượng dữ liệu được yêu cầu. Lý thuyết thì tốc độ sẽ tăng n lần.
+Nhược điểm: Tính an toàn thấp. Nếu một đĩa bị hư thì dữ liệu trên tất
cả các đĩa còn lại sẽ không còn sử dụng được. Xác suất để mất dữ liệu
sẽ tăng n lần so với dùng ổ đĩa đơn.

24

24


- RAID 1: Đây là dạng RAID cơ bản nhất có khả năng đảm bảo an
toàn dữ liệu. Cũng giống như RAID 0, RAID 1 đòi hỏi ít nhất hai đĩa
cứng để làm việc. Dữ liệu được ghi vào 2 ổ giống hệt nhau
(Mirroring).
+ Ưu điểm: Trong trường hợp một ổ bị trục trặc, ổ còn lại sẽ tiếp tục
hoạt động bình thường. Bạn có thể thay thế ổ đĩa bị hỏng mà không
phải lo lắng đến vấn đề thông tin thất lạc. Đối với RAID 1, hiệu năng
không phải là yếu tố hàng đầu nên chẳng có gì ngạc nhiên nếu nó
không phải là lựa chọn số một cho những người say mê tốc độ. Tuy

nhiên đối với những nhà quản trị mạng hoặc những ai phải quản lý
nhiều thông tin quan trọng thì hệ thống RAID 1 là thứ không thể thiếu.
Dung lượng cuối cùng của hệ thống RAID 1 bằng dung lượng của ổ
đơn (hai ổ 80GB chạy RAID 1 sẽ cho hệ thống nhìn thấy duy nhất một
ổ RAID 80GB)
RAID 5:là sự cải tiến của RAID 0,có cung cấp cơ chế khôi phục dữ
liệu, các Parity dùng để khôi phục dữ liệu được phân bố đồng đều trên
tất cả các ổ đĩa cứng. Giả sử dữ liệu A được phân tách thành 3 phần
A1, A2, A3 (Xem hình minh hoạ RAID 5), khi đó dữ liệu được chia
thành 3 phần chứa trên các ổ đĩa cứng 0, 1, 2 (giống như RAID 0).
Phần ổ đĩa cứng thứ 3 chứa Parity (Ap) của A1 A2 A3 để khôi phục dữ
liệu có thể sẽ mất ở ổ đĩa cứng 0, 1, 2. Dữ liệu B được chia thành B1
B2 B3 và Parity của nó là Bp, theo thứ tự B1 B2 B3 được lưu trữ tại ổ
0 1 3, và Bp được lưu trữ tại ổ 2. Các Parity được lưu trữ tuần tự trên
các ổ đĩa cứng. RAID 5 cho phép tối đa có 1 ổ cứng bị chết tại một
thời điểm, nếu có nhiều hơn 1 ổ cứng bị chết tại một thời điểm thì toàn
bộ dữ liệu coi như mất hết. RAID 5 cũng yêu cầu các ổ cứng tham gia
RAID phải có dung lượng bằng nhau.
Dung lượng chính xác cuối cùng của RAID 5 được tính bằng cách:
(Dung lượng của 1 ổ cứng)x(Số lượng các ổ cứng tham gia RAID) (Dung lượng 1 ổ cứng)
Bài 34:
Execursion time A = instruction x 2,0 x 250
Execursion time B = instruction x 2,0 x 500

25

25