ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP KIẾN TRÚC MÁY TÍNH.

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP KIẾN TRÚC MÁY TÍNH.
Câu 1: máy tính là gì. Phân loại máy tính.
a) Máy tính là thiết bị điện tử thực hiện các công việc sau:
- Nhận thông tin vào
- Xử lý thông tin theo các dãy lệnh được nhớ sẵn bên trong
- Đưa thông tin ra
- Dãy các lệnh nằm trong bộ nhớ để yêu cầu máy tính thực hiện công việc cụ thể

gọi là chương trình -> máy tính hoạt động theo chương trình.
b) Nêu các cách phân loại máy tính (Cách truyền thống và cách hiện đại).
- Phân loại theo truyền thống:
• Máy vi tính (Microcomputers)
• Máy tính nhỏ (Minicomputers)
• Máy tính lớn (Mainframe Computers)
• Siêu máy tính (Supercomputers)
- Phân loại máy tính hiện đại:
• Máy tính cá nhân (Personal Computers)
• Máy chủ (Server Computers)
• Máy tính nhúng (Embedded Computers)
Câu 2. Sơ đồ cấu trúc của máy tính. Chức năng của từng thành phần.
-

Câu
-

-

Sơ đồ cấu trúc cơ bản của máy tính
Bộ xử lý trung tâm(Central Processing Unit): Điều khiển hoạt động của máy
tính và xử lý dữ liệu.
Bộ nhớ chính (Main Memory): Chứa các

chương trình và dữ liệu đang được sử dụng.
Hệ thống vào ra(Input/Output System): Trao
đổi thông tin giữa máy tính với bên ngoài.
Bus liên kết hệ thống(System Interconnection
Bus): Kết nối và vận chuyển thông tin giữa các
thành phần với nhau.
3. Các định nghĩa về kiến trúc máy tính.
Định nghĩa trước đây về kiến trúc máy tính
• Cách nhìn logic của máy tính từ người lập trình ( hardware/ software
interface)
• Kiến trúc tập lệnh (Instruction Set Architecture – ISA)
Là định nghĩa hẹp.
Định nghĩa của Hennessy/Petterson
Kiến trúc máy tính bao gồm:
• Kiến trúc tập lệnh (Instruction Set Architecture): nghiên cứu máy tính
theo cách nhìn của người lập trình (hardware/software interface).
• Tổ chức máy tính (Computer Organization): nghiên cứu thiết kế máy
tính ở mức cao, chẳng hạn như hệ thống nhớ, cấu trúc bus, thiết kế bên
trong CPU.


•

Phần cứng (Hardware): nghiên cứu thiết kế logic chi tiết và công nghệ
đóng gói của máy tính.

Kiến trúc tập lệnh thay đổi chậm, tổ chức và phần cứng máy tính thay đổi rất
nhanh.
Kiến trúc tập lệnh của máy tính bao gồm:
Tập lệnh: tập hợp các chuỗi số nhị phân mã hoá cho các thao tác mà máy

tính có thể thực hiện
• Các kiểu dữ liệu: các kiểu dữ liệu mà máy tính có thể xử lý
•

Câu 4. Nêu mô hình của máy tính John von Neumann.
-

-

Đó là máy tính IAS:
• Princeton Institute for Advanced Studies
• Được bắt đầu từ1947, hoàn thành1952
• Do John von Neumann thiết kế
• Được xây dựng theo ý tưởng “chương trình được lưu trữ”(storedprogram
concept) của von Neumann/Turing (1945)
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.
Bộ nhớ chính chứa chương trình và dữ liệu
Bộ nhớ chính được đánh địa chỉ theo từng ngăn nhớ, không phụ thuộc vào nội
dung của nó.
ALU thực hiện các phép toán với số nhị phân
Đơn vị điều khiển nhận lệnh từ bộ nhớ, giải mã và thực hiện lệnh một cách tuần
tự.
Đơn vị điều khiển điều khiển hoạt động của các thiết bị vào-ra Trở thành mô
hình cơ bản của máy tính

Câu 5. Nhiệm vụ của đơn vị xử lý trung tâm CPU.
-

Nhận lệnh (Fetch Intruction): CPU đọc lệnh từ bộ nhớ

Giải mã lệnh (Decode Intruction): xác định thoa tác mà lênh yêu cầu.
Nhận dữ liệu (Fetch Data): nhận dữ liệu từ bộ nhớ hoặc cổng vào - ra.


-

Xử lý dữ liệu (Process Data): thực hiện phép toán số học hay phép toán logic
với các dữ liệu.
Ghi dữ liệu (Write Data) ghi dữ liệu ra bộ nhớ hay cổng vào – ra.
Ngoài ra trong quá trình thực hiện chương trình còn nhận các yêu cầu từ bên
ngoài và xử lý yêu cầu đó.

Câu 6. Cấu trúc của CPU và các chức năng của từng thành phần.
-

Sơ đồ cấu trúc cơ bản của CPU

-

Đơn vị điều khiển (Control Unit - CU): 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
Đơn vị số học và logic (Arithmetic and Logic Unit - ALU): Có chức năng thực
hiện các lệnh của đơn vị điều khiển và xử lý tín hiệu. Theo tên gọi, đơn vị này
dùng để thực hiện các phép tính số học (+, -,*,/ ) hay các phép tính logic (so
sánh lớn hơn,nhỏ hơn...)

Tập thanh ghi (Register File - RF): Thanh ghi có nhiệm vụ ghi mã lệnh trước
khi xử lý và ghi kết quả sau khi xử lý
Đơn vị nối ghép bus (Bus Interface Unit -BIU)
Bus bên trong (Internal Bus).

-

-


Câu 7. Giới thiệu tóm tắt về đơn vị số học logic ALU. Chức năng, mô hình kết nối.
-

Chức năng: Thực hiện các phép toán số học (cộng, trừ, nhân, chia, tăng, giảm,
đảo dấu) và phép toán logic ( AND, OR, XOR, NOT, phép dịch bit).
Mô hình kết nối ALU:

Câu 8: Giới thiệu tóm tắt về tệp thanh ghi của CPU: chức năng, đđiểm, phân loại.
-

-

Chức năng, đặc điểm:
• Chứa các thông tin tạm thời phục vụ cho hoạt động ở thời điểm hiện tại
của CPU
• Được coi là mức đầu tiên của hệ thống nhớ
• Số lượng thanh ghi nhiều -> tăng hiệu năng của CPU
• Có 2 loại tnha ghi: các thanh ghi lập trình được và các thanh ghi không
lập trình được.
Phân loại thanh ghi theo chức năng:

• Thanh ghi địa chỉ: quản lý địa chỉ của ngăn nhớ hay cổng vào-ra
• Thanh ghi dữ liệu: chứa tạm thời các dữ liệu
• Thanh ghi đa năng: có thể chứa địa chỉ hoặc dữ liệu
• Thanh ghi điều khiển/ trạng thái: chứa các thông tin điều khiển và trạng
thái của CPU
• Thanh ghi lệnh: chứa lệnh đang được thực hiện

Bài 9: Giới thiệu tóm tắt về Ngăn xếp (Stack) và con trỏ ngăn xếp (Stack Pointer).
Ngăn xếp (Stack) là một danh sách mà ta giới hạn việc thêm vào hoặc loại bỏ
một phần tử chỉ thực hiện tại một đầu của danh sách, đầu này gọi là đỉnh (TOP) của
ngăn xếp.
Ta có thể xem hình ảnh trực quan của ngăn xếp bằng một chồng đĩa đặt trên
bàn. Muốn thêm vào chồng đó 1 đĩa ta để đĩa mới trên đỉnh chồng, muốn lấy các đĩa ra
khỏi chồng ta cũng phải lấy đĩa trên trước. Như vậy ngăn xếp là một cấu trúc có tính
chất “vào sau - ra trước” hay “vào trước – ra sau”
Con trỏ ngăn xếp (sp) là byte dữ liệu nào ghi vào ngăn xếp cuối cùng thì sẽ
được đọc ra đầu tiên. Ngăn xếp có thể là một vùng nào đó của bộ nhớ chính, hay là


một mảng thanh ghi riêng biệt. Nó làm nhiệm vụ lưu giữ những thông tin phải dung đi
dung lại nhiều lần trong quá trình thực hiện chương trình, đặc biệt là có nhiều chương
trình con.
Bài 10: Giới thiệu tóm tắt về Bus máy tính: Định nghĩa, tính chất, phân loại, chức
năng của từng loại.
Định nghĩa: Bus là lưu thông, vận chuyển tín hiệu, dữ liệu. Trong máy tính, người ta
coi bus như kênh, tuyến – đường dẫn nội bộ để truyền tín hiệu từ bộ phận này
sang bộ phận khác trong máy tính.
Các thành phần bên trong máy tính liên lạc với nhau trong nhiều cách thức
khác nhau. Hầu hết các thành phần hệ thống bên trong, bao gồm bộ vi xử lý
(CPU), bộ nhớ đệm cache, bộ nhớ, các card mở rộng và các thiết bị lưu trữ,

giao dịch với nhau qua một hay nhiều bus.
Phân loại và chức năng của từng loại
-

-

-

Bus địa chỉ là các đường dẫn tín hiệu logic một chiều để truyền địa chỉ tham
chiếu tới các khu vực bộ nhớ và chỉ ra dữ liệu được lưu giữ ở đâu trong không
gian bộ nhớ. Trong qúa trình hoạt động CPU sẽ điều khiển bus địa chỉ để truyền
dữ liệu giữa các khu vực bộ nhớ và CPU. Các địa chỉ thông thường tham chiếu
tới các khu vực bộ nhớ hoặc các khu vực vào ra, hoặc ngoại vi.
Bus dữ liệu là các kênh truyền tải thông tin theo hai chiều giữa CPU và bộ nhớ
hoặc các thiết bị ngoại vi vào ra. Bus dữ liệu được điều khiển bởi CPU để đọc
hoặc viết các dữ liệu hoặc mã lệnh thực thi trong quá trình hoạt động của CPU.
Độ rộng của bus dữ liệu nói chung sẽ xác định được lượng dữ liệu có thể truyền
và trao đổi trên bus. Tốc độ truyền hay trao đổi dữ liệu thường được tính theo
đơn vị là [byte/s]
Bus điều khiển Bus điều khiển phục vụ truyền tải các thông tin dữ liệu để điều
khiển hoạt động của hệ thống. Thông thường các dữ liệu điều khiển bao gồm
các tín hiệu chu kỳ để đồng bộ các nhịp chuyển động và hoạt động của hệ
thống. Bus điều khiển thường được điều khiển bởi CPU để đồng bộ hóa nhịp
hoạt động và dữ liệu trao đổi trên các bus. Trong trường hợp vi xử lý sử dụng
dồn kênh bus dữ liệu và bus địa chỉ tức là một phần hoặc toàn bộ bus dữ liệu sẽ
được sử dụng chung chia sẻ với bus địa chỉ thì cần một tín hiệu điều khiển để
phân nhịp truy nhập cho phép chốt lưu trữ thông tin địa chỉ mỗi khi bắt đầu một
chu kỳ truyền.

Bài 11: Giới thiệu tóm tắt về thực hiện chương trình của máy tính.

Bài 12: Giới thiệu tóm tắt về lệnh máy: đặc trưng, thành phần.


-

-

Đặc trưng: là một từ nhị phân (binary word), mỗi lệnh được gán một nhiệm vụ
cụ thể, lệnh được lưu trữ trong bộ nhớ, lệnh được đọc (fetch) từ bộ nhớ vào
CPU để giải mã và thực hiện.
Thành phần:
• Đọc lệnh: lệnh được đọc từ bộ nhớ về cpu;
• Giải mã: cpu giải mã lệnh
• Thực hiện: cpu thực hiện lệnh
• Lưu kết quả: kết quả thực hiện lệnh (nếu có) được lưu vào bộ nhớ

Bài 13: Phương pháp định địa chỉ (addressing modes) của lệnh máy là cách thức
địa chỉ hóa trong trường địa chỉ của lệnh để xác định nơi chưa toán hạng.
Nêu các phương pháp định địa chỉ thông dụng: Định địa chỉ tức thì, định địa chỉ
thanh ghi, định địa chỉ trực tiếp, định địa chỉ gián tiếp qua thanh ghi, định địa chỉ gián
tiếp, định địa chỉ dịch chuyển.
Bài 14: RISC là (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.
Nêu các đặc trưng của RISC.
- Số lượng lệnh ít
- Hầu hết các lệnh truy nhập toán hạng ở các thanh ghi
- Truy nhập bộ nhớ bằng các lệnh LOAD/STORE

- Thơi gian thực hiện lệnh là một chu kỳ máy
- Các lệnh có độ dài cố định (32 bit)
- Đều được thiết kế theo kiểu pipeline
- Hỗ trợ các thao tâc ngôn ngữ bậc cao
- Có ít mode địa chỉ (<=4)
- Cpu có tập thanh ghi lớn
Bài 15: Giới thiệu các thứ tự lưu trữ các Byte trong bộ nhớ chính. Cho ví dụ.
Thứ tự lưu trưc các byte trong bộ nhớ chinh
•
•

Bộ nhớ chính thường đánh địa chỉ theo byte
Hai cách lưu trữ thông tin kiểu byte
o Đầu nhỏ( little- endian): byte có ý nghĩa thấp được lưu trữ ở ngăn nhớ có
địa chỉ nhỏ, byte có ý nghĩa cao được lưu trữ ở ngăn nhớ có địa chỉ lớn.
o Đầu to (big- endian) byte có ý nghĩa cao được lưu trữ ở ngắn nhớ có địa
chỉ nhỏ, byte có ý nghĩa thấp được lưu trữ ở ngăn nhớ có địa chỉ cao.
Ví dụ: 0001 1010 0010 1011 0011 1100 0100 1101
1A
Little endian
4d
3c

2B

3C

4D
big endian

300
301

1a
2b

300
301


2b
1a

302
303

3c
4d

302
304

Bài 16:
-

-

Đường ống lệnh (Instruction Pipelining) là kỹ thuật thực hiện lệnh trong đó
các lệnh được thực hiện theo kiểu gối đầu lên nhau( như dây chuyền lắp ráp)
Có 6 công đoạn:

• Nhận lệnh ( fetch instruction- fi)
• Giải mã lệnh ( decode instruction- di)
• Tính đia chỉ toán hạng( calculate operand address- co)
• Nhận toán hang ( fetch operands – fo)
• Thực hiện lệnh ( excute instruction- ei)
• Ghi toán hạng ( write operands- wo)
Nêu các trở ngại (Hazard) của đường ống lệnh.
• Structural hazards: do nhiều lệnh dung chung một tài nguyên tại 1 thời
điểm.
• Data hazard: lệnh sau sử dụng dữ liệu kết quả của lệnh trước
• Control hazard: do rẽ nhánh gây ra, lệnh sao phải đợi kết quả rẽ nhánh
của lệnh trước.

Bài 17: So sánh (giống/khác) các kiến trúc song song mức lệnh:
-

Đường ống (Pipeline)
Siêu đường ống (Superpipeline)
Siêu vô hướng (Superscalar)
Từ lệnh rất dài VLIW (Very Long Instruction Word)

Giống : khái niệm câu 16
Khác : pipeline
1
FI

4
Lệnh1
FO
Lệnh 2

CO
Lệnh 3
DI
Lệnh 4
FI
Dưới FI ,DI,… có dấu mũi tên 2 chiều
Superpipeline

2
DI
FI

3
CO
DI
FI

5
EI
FO
CO
Di

6
WO
EI
FO
CO

7

8

9

WO
EI
FO

WO
EI

WO


Superscalar

Từ lệnh rất dài VLIW (Very Long Instruction Word
Từ lệnh thông thường
Opcode

operands

Tư lệnh dài
Opcode 1

Opcode 2

Opcode 3

Operands

Operands

Operands

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 trong một chương trình khác, gọi là chương trình con phục vụ
ngắt
- Các loại:
• Ngắt do lỗi khi thực hiện chương trình, vd: tràn số, chia cho 0
• Ngắt do lỗi phần cứng, vd: lỗi bộ nhớ RAM
• Ngắt do mô-đun vào-ra phát tine hiệu ngắt đến CPU yêu cầu trao đổi dữ
liệu
- Hoạt động ngắt:
-


•
•
•
•

Sau khi hoàn tất mỗi một tập lệnh, bộ xử lý kiểm tra tín hiệu ngắt
Nếu không có ngắt -> 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 liên quan đến chương trình bị ngắt)
Thiết lập PC trỏ đến chuwong trình 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 của 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).
Các loại chính:
Bộ nhớ trong được hiểu là các loại bộ nhớ nằm nội bộ bên trong thùng máy. Gồm có
bộ nhớ đệm nhanh ( tốc độ truy xuất nhanh, thường nằm trong cpu,..) và bộ nhớ chính
( RAM, ROM)
Bộ nhớ ngoài được hiểu là bộ nhớ máy tính gắn bên ngoài thùng máy, có thể dùng để
mang đi lại được. ví dụ như đĩa cứng, đĩa mềm ,cd,….
Bài 20: Nêu các đặc trưng cơ bản của bộ nhớ chính.
 Vị trí:
- Bên trong CPU: tập thanh ghi
- Bộ nhớ trong: bộ nhớ chính, bộ nhớ catche


- Bộ nhớ ngoài: các thiết bị nhớ.
 Dung lượng:
- Độ dài từ nhớ (tính bằng bit)
- Số lượng từ nhớ
 Đơn vị truyền;
- Từ nhớ

- Khối nhớ
 Phương pháp truy nhập:
- Truy nhập bằng tuần tự (băng từ)
- Truy nhập trực tiếp (từ các loại đĩa)
- Truy nhập ngẫu nhiên (bộ nhớ bán dẫn)
- Truy nhập liên kết (catche)
 Hiệu năng (performance)
- Thời gian truy nhập
- Chu kỳ nhớ
- Tốc độ truyền
 Kiểu vật lý
- Bộ nhớ bán dẫn
- Bộ nhớ từ
- Bộ nhớ quang
 Các đặc tính vật lý
- Khả biến/không khả biến (volatile/nonvolatine)
- Xóa được/ không xóa được
 Tổ chức


Bài 21: a) 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 củabộ nhớ này theo cách dễ
hiểu nhất
b) Cache dựa trên nguyên lý gì? Cho ví dụ.
- Nguyên lý cục bộ hóa tham chiếu bộ nhớ: trong một khoảng thời gian đủ
-

nhỏ CPU thường chỉ tham chiếu các thông tin trong một khối nhớ cục bộ.
VD: cấu trúc chương trình tuần tự, vòng lặp thân nhỏ, cấu trúc dữ liệu

mảng.

Bài 22: a) Ba phương pháp tổ chức bộ nhớ Cache là:?
Nếu các phương pháp ghi dữ liệu khi Cache Hit.
-

-

Ghi xuyên qua (write-throught):
• Ghi cả catche và cả bộ nhớ chính
• Tốc độ chậm
Ghi trả sau (write-back):
• Chỉ ghi ra catche
• Tốc độ nhanh
• Khi Block trong catche bị thay thế cần phải ghi trả cả Block về bộ nhớ
chính

Bài 23: Giới thiệu tóm tắt về bộ nhớ ngoài: Chức năng, đặc điểm, các loại.
-

-

Băng từ
Đĩa từ
• Đầu từ cố đinh hay đầy từ di động
• Đĩa cố định hay thay đổi
• Một mặt hay hai mặt
• Một đĩa hay nhiều đĩa
• Cơ chế từ đầu: tiếp xúc (đĩa mềm), không tiếp xúc
Đĩa quang

• CD-ROM (Compact Disk ROM)
• CD-R (Recodable CD)
• CD-RW (Rewriteable CD)
• Dung lượng thông dụng 650MB
• Ổ đĩa CD:
 Ổ đã CD-ROM
 Ổ đĩa CD-Writer: ghi một phiên hặc ghi nhiểu phiên
 Ổ đĩa CD-RW
• Tốc độ đọc cơ sở 150Kbyte/s
• Tốc độ bội, vd: 48x, 52x,…
• DVD
 Digital Video Disk: chỉ dung trên ổ đĩa xem video
 Digital Versatile Disk: ổ đĩa trên máy tính


Ghi một hoặc hai mặt
Một hoặc 2 lớp trên mọt mặt
Thông dụng: 4,7GB/ lớp.
Flash Disk
• Thường kết nối qua cổng USB
• Không phải dạng đĩa
• Bộ nhớ bán dẫn cực nhanh (flash memory)
• Dung lượng tang nhanh
• Thuận tiện




-

Bài 24: Giới thiệu tóm tắt về bộ nhớ ảo: Khái niệm, Các kỹ thuật thực hiện.
-

k/n: bộ nhớ ảo gồm bộ nhớ chính và bộ nhớ ngoài mà được CPU coi như là
một bộ nhớ duy nhất( bộ nhớ chính)
các kỹ thuật thực hiện bộ nhớ ảo:
• kỹ thuật phân trang: chia không gian địa chỉ bộ nhớ thành các trang
nhớ có kích thước bằng nhau và nằm liền kề nhau. Thông dụng: kích
thước trang = 4Kbytes
• kỹ thuật phân đoạn: chia không gian nhớ thành các đoạn nhớ có kích
thước thay đổi, các đoạn nhớ có thể gối lên nhau.

Bài 25: a) RAID là gì ?
RAID (Redundant Arrays of Inexpensive 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.
b) Đặc điểm của RAID?
Tập các đĩa cứng vật lý được os coi như một ổ logic duy nhất -> dung
lương lớn
• Dữ liệu được lưu trữ phân tán trên các ổ đĩa vật lý -> truy cập song song(
nhanh)
• Có thể sử dụng dung lượng dư thừa để lưu trữ các thông tin kiểm tra
chẵn lẻ, cho phép khôi phục lại thông tin trong trường hợp đĩa bị hỏng ->
an toàn thông tin.
• 7 loại phổ biến ( RAID 0-6)
c) Các mức RAID là: ? có 7 mức chính của raid
Raid 0 là cấp độ cơ bản.
rAID 1 cũng là một cấp độ cơ bản.
RAID 2 ít được sử dụng trong thực tế

RAID 3 là sự cải tiến của RAID 0
AID 4 tương tự như RAID 3 nhưng ở một mức độ các khối dữ liệu lớn hơn
RAID 5 thực hiện chia đều dữ liệu trên các ổ đĩa giống như RAID 0 nhưng với một
cơ chế phức tạp hơn
•


RAID 6 phần nào giống như RAID 5 nhưng lại được sử dụng lặp lại nhiều hơn số
lần sự phân tách dữ liệu để ghi vào các đĩa cứng khác nhaus
Bài 26: - Nêu chức năng của hệ thống vào-ra: trao đổi thông tin giữa máy tính với
thế giới bên ngoài.
-

-

-

Các thao tác cơ bản:
• Vào dữ liệu (input)
• Ra dữ liệu (output)
Các thành phần chính;
• Các thiết bị ngoại vi
• Các mo-dul vào-ra
Tại sao cần có Mô-đun vào-ra: để nối ghép các thiết bị ngoại vi với CPU
và bộ nhớ chính.

Bài 27: Nêu chức năng của Mô-đun vào-ra.
Điều khiển và định thời
Trao đổi thông tin với CPU hoặc bộ nhớ chính
Trao đổi thông tin với thiết bị ngoại vi

Đệm giữa bên trong máy tính với thiết bị ngoại vi
Các phương pháp điều khiển vào-ra là:
Vào-ra bằng chương trình (programmed IO)
 Nguyên tắc chung: CPU điều khiển trực tiếp vào-ra bằng chương trình ->
cần phải lập trình vào-ra.
 Các tín hiệu điều khiển vào-ra:
- Tín hiệu điều khiển (Control): kích hoạt thiết bị ngoại vi
- Tín hiệu kiểm tra (Test): kiểm tra trạng thái của mô-đun vào-ra và
thiết bị ngoại vi
- Tín hiệu điều khiển đọc (Read): yêu cầu mô-đun vào-ra nhận dữ
liệu từ thiết bị ngoại vi và đưa vào thanh ghi đệm dữ liệu, rồi CPU
nhận dữ liệu đó.
- Tín hiệu điều khiển ghi (Write): yêu cầu mô-đun vào-ra lấy dữ
liệu trên bus dữ liệu đưa đến các thanh ghi đệm dữ liệu rồi chuyển
ra thiết bị ngoại vi

Vào-ra điều khiển bằng ngắt (Interrupt Drinven IO)
Truy nhập bộ nhớ trực tiếp – DMA (Direct Memory Access)
-

b)





Bài 28: Giới thiệu tóm tắt về các thành phần của Mô-đun vào-ra.
Thanh ghi đệm dữ liệu : đệm dữ liệu trong quá trình trao đổi.
Các cổng vào – ra (I/0 port): kết nối với thiết bị ngoại vi, mỗi cổng có một địa
chỉ xác định

• Thanh ghi trạng thái / điều khiển : lưu giữ thông tin trạng thái/ điều khiển cho
các cổng vào – ra
•
•


•

Khối logic điều khiển: điều khiển mô-đun vào-ra.

Bài 29: Giới thiệu tóm tắt về thiết bị ngoại vi: Chức năng, phân loại, ví dụ.
 Chức năng : chuyển đổi dữ liệu giữa bên trong và bên ngoài máy tính.
 Phân loại:
o Thiết bị ngoại vi giao tiếp người máy: bàn phím, màn hình, máy in…
o Thiết bị ngoại vi giao tiếp máy-máy: gồm các thiết bị theo dõi và kiểm

tra
Thiết bị ngoại vi truyền thông: modem, network interface card(nic)
 Ví dụ : màn hình, ổ đĩa mềm, chuột,…
o

Bài 30: a) Các kiểu nối ghép vào-ra là: ?
•

Nối ghép song song

•

Nối ghép trực tiếp

b) Nêu các cổng vào-ra thông dụng trên PC hiện nay.
•
•
•
•
•

Các cổng PS/2: nối ghép bàn phím và chuột
Cổng nối ghép màn hình
Cổng LPT( Line Printer): nối ghép với máy in, là cổng song song – 25 chân
Cổng COM nối ghép với modem, là cổng nối tiếp - 9 hoặc 25 chân
Cổng usb cổng nối tiếp đa năng, cho phép nối ghép tối đa 127 thiết bị nhờ các
USB hub.


II. Bài tập
Bài 31: Biểu diễn các số thực sau đây về dạng số dấu phẩy động IEEE754/85, 32bit:
X = - 27.0625;
Y = 1/32
 X = -27,0625(10) = -11011,0001

(2)

= -1,10110001 x 24

Ta có:
S = 1 vì đây là số âm.
E = e – 127 = 4 => e = 131 (10) = 10000011 (2)
Vậy: X = 1 1000 0011 1011 0001 0000 0000 0000 0000.
 Y = 1/32 = 0,03125 (10) = 0,00001 (2) = 1 x2-5

Ta có:
S = 0 vì đây là số dương.
E = e -127 = -5 => e = 122(10) = 01111010(2)
Vậy: Y = 0011 1100 1000 0000 0000 0000 0000 0000 .
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) = 1100 0000 1010 1000 0000 0000 0000 0000 (2)
Ta có:
S = 1 vì đây là số âm
-e = 10000001(2) = 129
E = e -127 = 129 – 127 = 2
Vậy: X = -1,0101000 x 22 = -101,01000 = -5,25
Bài 33: Máy tính A, có tốc độ đồng hồ (clock rate) 4 GHz, chạy một chương trình
trong 10 giây. Ta cần thiết kế máy tính B để chạy chương trình này trong 6 giây.
Nghĩa là máy tính B có tốc độ đồng hồ cao hơn. Tuy nhiên tăng tốc độ đồng hồ
làm cho máy tính B cần số chu kỳ gấp 1,2 lần số chu kỳ của máy tính A. Hỏi tốc
độ đồng hồ máy tính B là bao nhiêu?

Ta có:CPI(A) = =
x(A) = x(B)
và CPI(B) = 1,2CPI(A) =
 Clock rate(B) =

= = 8GHz

Bài 34: Xét hai máy tính sử dụng chung một tập lệnh. Máy tính A có chu kỳ
đồng hồ là 250 ps (pico giây) và CPI là 2,0 cho một chương trình. Máy tính

B có chu kỳ đồng hồ là 500 ps và CPI là 2,0 cho cùng chương trình đó. Hỏi
máy tính nào chạy nhanh hơn và hơn bao nhiêu lần?
Máy tính A: - clock cycles time = 250ps
-

CPI = 2,0

Máy tính B: - clock cycles time = 500ps
-

CPI = 2,0


Ta có:
Clock rate(A) =

=

Clock rate(B) =

=

Execution time(A) =

=

Execution time(B) =

=

 Máy tính A chạy nhanh hơn máy tính B 2 lần.

Bài 35: Xét các độ đo hiệu năng sau đây cho một chương trình:
Độ đo
Số lệnh
Tốc độ đồng hồ

Máy tính A
10 tỉ

Máy tính B
8 tỉ

4 GHz

4 GHz

1,0

1,1

CPI

a)

Máy tính nào có MIPS cao hơn? Tại sao?

Ta có;
MIPS(A) = = 4000
MIPS(B) = =

b) Máy tính A có MIPS cao hơn.
c) Máy tính nào chạy nhanh hơn? Tại
d) Thời gian thực hiện của máy tính A:

sao?

tA = = 40s
thời gian thực hiện của máy tính B:
tB = =35,2s
Máy tính B chạy nhanh hơn vì có thời gian thực hiện ngắn hơn.


Bài 36:
Cho giá trị thanh ghi AX=2013d.
Thay giá trị AH=20d. Tính giá trị của AX sau khi thay AH.
Chú ý: Giá trị AX đổi ra hệ thập phân
AX = 2013d = 0000 0111 1101 1101b
(8 bit đầu là AH, 8 bit sau là AL)
Thay AH = 20d = 0001 0100b
 AX = 0001 0100 1101 1101b = 5341d