KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
ET4270
TS. Nguyễn Đức Minh
[Adapted from Computer Organization and Design, 4
th
Edition, Patterson & Hennessy, © 2008, MK]
[Adapted from Computer Architecture lecture slides, Mary Jane Irwin, © 2008, PennState University]
Tổ chức lớp
Số tín chỉ 3 (3-1-1-6)
Giảng viên TS. Nguyễn Đức Minh
Văn phòng C9-401
Email minhnd1@gmail,com
Website />Sách Computer Org and Design, 3
rd
Ed., Patterson &Hennessy, ©2007
Digital Design and Computer Architecture, David Money Harris
Thí nghiệm 3 bài
Bài tập Theo chương, đề bài và bài giải xem trên trang web
HUST-FET, 17/01/2011
2
Giới thiệu
Điểm số
Bài thi cuối kỳ 70%
Bài thi giữa kỳ 30%
Bài tập 20%
Thí nghiệm 10%
HUST-FET, 17/01/2011
3
Giới thiệu
Lịch học
 Thời gian:

Máy tính có mặt khắp mọi nơi
HUST-FET, 17/01/2011
7
Giới thiệu
Laptops
Servers
Supercomputers
Routers
Robots
Set-top boxes
Media
Players
Cameras
Automobiles
Smart
phones
Sensor Nets
Ứng dụng
 Phương tiện giao thông
 Khi máy tính trở nên rẻ hơn, nhỏ hơn và có hiệu suất cao hơn, nó được
sử dụng trong ô tô, xe máy để tăng hiệu suất sử dụng nhiêu liệu, giảm ô
nhiễm, tăng độ an toàn.
 Điện thoại di động, thiết bị viễn thông
 Giúp con người giao tiếp dù ở bất kỳ đâu.
 Bản đồ gen
 Máy tính trở nên rẻ và mạnh hơn 10-100 lần so với cách đây 10 năm
cho phép trang bị các máy tính để phân tích và ánh xạ bản đồ gen
người.
 WWW
 Nhờ sự phổ biến của máy tính, các thiết bị mạng, Internet trở thành môi

Yêu cầu hiệu năng rất khác nhau
Yêu cầu hiệu năng tối thiểu và vừa đủ. Ví dụ?
Yêu cầu khắt khe về giá thành. Ví dụ?
Yêu cầu khắt khe về năng lượng tiêu thụ. Ví dụ?
Ít chấp nhận hỏng hóc. Ví dụ?
HUST-FET, 17/01/2011
11
Giới thiệu
Mục tiêu môn học
Kiến thức về hệ thống máy tính:
Giao diện giữa phần mềm và phần cứng
Quá trình biên dịch chương trình phần mềm
Cấu tạo và hoạt động của phần cứng máy tính
Phương pháp đánh giá định lượng về hiệu năng máy
tính
Ảnh hưởng của các thành phần lên hiệu năng máy
tính
 Kỹ sư phần mềm: tận dụng ưu điểm của phần cứng và
lựa chọn phần cứng tối ưu
 Kỹ sư phần cứng: ảnh hưởng của phần cứng lên phần
mềm
HUST-FET, 17/01/2011
12
Giới thiệu
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
Thành phần cơ bản của máy tính
[Adapted from Computer Organization and Design, 4
th
Edition, Patterson & Hennessy, © 2008, MK]
[Adapted from Computer Architecture lecture slides, Mary Jane Irwin, © 2008, PennState University]

add $2, $4, $2
lw $15, 0($2)
lw $16, 4($2)
sw $16, 0($2)
sw $15, 4($2)
jr $31
 Machine (object, binary) code (for MIPS)
000000 00000 00101 0001000010000000
000000 00100 00010 0001000000100000
, , ,
C compiler
assembler
one-to-many
one-to-one
Ưu điểm của ngôn ngữ bậc cao
HUST-FET, 17/01/2011
16
Chương 1 – Thành phần cơ bản của máy tính
 Ngôn ngữ bậc cao
 Ít chương trình còn được phát triển bằng hợp ngữ
 Chương trình được viết ở ngôn ngữ tự nhiên và phù hợp với
từng ứng dụng (Ví dụ: Fotran, Lisp, Java)
 Tăng năng suất lập trình viên – mã chương trình dễ hiểu, dễ
gỡ lỗi, dễ kiểm tra
 Tăng khả năng bảo trì chương trình
 Chương trình độc lập với phần cứng sẽ thực hiện chương
trình
 Chương trình được tối ưu hóa cho từng loại phần cứng nhờ
các thuật toán tối ưu trong trình biên dịch
Phần cứng

 Tích hợp bộ
điều khiển cầu
bắc
HUST-FET, 17/01/2011
18
Chương 1 – Thành phần cơ bản của máy tính
Core 1
Core 2
Core 3
Core 4
Northbridge
512KB L2
512KB L2 512KB L2
512KB L2
2MB shared L3 Cache
Kiến trúc vonNeumann
HUST-FET, 17/01/2011
19
Chương 1 – Thành phần cơ bản của máy tính
Central
Processing
Unit (CPU)
Memory
(ROM/RAM)
I/O
Devices
DRAM
SRAM
ROM
EEPROM

Thiết bị
vào/ra
Kiến trúc Havard
HUST-FET, 17/01/2011
20
Chương 1 – Thành phần cơ bản của máy tính
Bộ xử lý
trung tâm
CPU
Bộ nhớ
dữ liệu
Phối ghép
vào/ra
(I/O)
Bus dữ liệu
Bus địa chỉ
Bus điều khiển
Thiết bị
vào/ra
Bus địa chỉ
Bus điều khiển
Bus dữ liệu
Bộ nhớ
lệnh
Kiến trúc tập lệnh (ISA)
HUST-FET, 17/01/2011
21
Chương 1 – Thành phần cơ bản của máy tính
 Kiến trúc tập lệnh (eng, Instruction Set Architecture - ISA), hay kiến
trúc: là giao diện trừu tượng giữa phần cứng và các phần mềm ở

23
Chương 1 – Thành phần cơ bản của máy tính
 Quyết định mua máy tính
 Trong số các máy tính, máy nào có
 hiệu năng tốt nhất?
 giá thành rẻ nhất?
 tỉ lệ giá thành/hiệu năng tốt nhất?
 Lựa chọn thiết kế máy tính
 Trong các lựa chọn thiết kế, thiết kế nào
 cho cải tiến tốt nhất về hiệu năng?
 giá thành thấp nhất?
 tỉ lệ giá thành/hiệu năngtốt nhất?
 Yêu cầu:
 Căn cứ để so sánh
 Thông số đánh giá
 Mục tiêu: nắm rõ sự
 ảnh hưởng của các nhân tố trong kiến trúc máy tính tới hiệu
năng toàn hệ thống;
 vai trò quan trọng tương đối và giá thành của các nhân tố đó,
Hiệu năng (eng. Performance)
HUST-FET, 17/01/2011
24
Chương 1 – Thành phần cơ bản của máy tính
 Thời gian đáp ứng (thời gian thực thi) – là khoảng thời
gian giữa thời điểm bắt đầu thực hiên và thời điểm hoàn
thành một nhiệm vụ
 Quan trọng đối với 1 người sử dụng yêu cầu hệ thống thức hiện
1 nhiệm vụ
 Thông lượng (dải thông) – là tổng số nhiệm vụ có thể
được hoàn thành trong 1 khoảng thời gian