Chương 1: Đại cương 1
Ki
Ki
ế
ế
n
n
tr
tr
ú
ú
c
c
m
m
á
á
y
y
t
t
í
í
nh
nh
(Computer Architecture)
(Computer Architecture)
Chương
Chương
1
1

u
• Mục đích: Giớithiệulịch sử phát triển, phân
loại, thành quả của máy tính điệntử và các
khái niệmcơ bảnvề thông tin, các phương
pháp mã hoá thông tin trong máy tính điệntử.
• Yêu cầu:
Sinh viên nắm được cách phân chia
thế hệ và xu hướng phát triểncủa máy tính
điệntử; Phương pháp phân loạivàđánh giá
thành quả phát triểncủa máy tính điệntử; Các
khái niệmcơ bảnliênquanđến thông tin và
phương pháp
biến đổigiữacáchệ thống số
đượcdùngtrongmáytínhđiệntử.
Chương 1: Đại cương 3
N
N
ộ
ộ
i
i
dung
dung
1.
1.
C
C
á
á
c

i
m
m
á
á
y
y
t
t
í
í
nh
nh
3.
3.
Th
Th
à
à
nh
nh
qu
qu
ả
ả
c
c
ủ
ủ
a

h
ó
ó
a
a
thông
thông
tin
tin
Chương 1: Đại cương 4
1.
1.
C
C
á
á
c
c
th
th
ế
ế
h
h
ệ
ệ
m
m
á
á

ệ
m
m
á
á
y
y
t
t
í
í
nh
nh
Tiêu chuẩn phân chia các thế hệ máy tính

Sự tiếnbộ củacôngnghệ chế tạo các linh kiệncơ bản
củamáytính(bộ xử lý trung tâm và bộ nhớ trong).
Thế hệ thứ I
Đèn điệntử
(1946 - 1957)
Thế hệ thứ II
Transistor
(1958 - 1964)
Thế hệ thứ IV
IC: Integrated
circuit
(1972 - …)
Thế hệ thứ III
IC: Integrated circuit
(1965 - 1971)

Relay
Chương 1: Đại cương 7
Th
Th
ế
ế
h
h
ệ
ệ
đ
đ
ầ
ầ
u
u
tiên
tiên
(1946
(1946
-
-
1957)
1957)
• ENIAC (Electronic Numerical
Integrator and Computer) là
máy tính điệntử sốđầu tiên do
Giáo sư John Mauchly (Đạihọc
Pennsylvania) thiếtkế 1943 và
hoàn thành 1946.

) Công nghệ chế tạo:
- Transistor lưỡng cực
(Bipolar transistor).
-Mạch in
(PCB: Printed Circuit Board)
-Bộ nhớ xuyếntừ.
) Phầnmềm:
-Ngônngữ cấpcao
+ FORTRAN (1956)
+ COBOL (1959)
+ ALGOL (1960)
-Hệđiều hành kiểutuầntự
(Batch Processing).
1947: Công ty Bell phát minh Transistor.
Chương 1: Đại cương 9
Mạch in (PCB: Printed Circuit Board)
Chương 1: Đại cương 10
Bộ nhớ xuyếntừ
Chương 1: Đại cương 11
Th
Th
ế
ế
h
h
ệ
ệ
th
th
ứ

ệ
th
th
ứ
ứ
ba
ba
(1965
(1965
-
-
1971):
1971):
Chương 1: Đại cương 13
Th
Th
ế
ế
h
h
ệ
ệ
th
th
ứ
ứ
ba
ba
(1965
(1965

 Bộ vi xử lý (microprocessor)
 PC (Personal Computer)
 NC (Network Computer)
 Bộ nhớ bán dẫn, bộ nhớ
cache và bộ nhớảo.
 Kỹ thuật ống dẫn (pipeline),
máy tính song song.
)Phầnmềm
 Các giảithuật song song
 Hệđiều hành phân tán
Th
Th
ế
ế
h
h
ệ
ệ
th
th
ứ
ứ
tư
tư
(1972
(1972
-
-
…
…

*Dựa trên các ngôn ngữ trí tuệ nhân tạonhư LISP và PROLOG
*Giaodiệnngười và máy thông minh.
) Thế hệ của máy tính song song:
Tiếnbộ về mật độ tích hợp trong VLSI Ö các mạch vi xử lý mạnh
*Cácbộ xử lý RISC (1986)
*Cácbộ xử lý siêu vô hướng (1990).
Chính các bộ xử lý này giúp thựchiện các máy tính song song với
từ vài bộ xử lý đến vài ngàn bộ xử lý.
) Nhận xét: Ý kiến này cần được bàn cảivìviệc ngày có nhiềulinh
kiện điệntử tích hợp trong mộtVLSI chưahẳnlàmộtthayđổi công
nghệ cơ bảnn
hư ta đãthấy trong sự chuyển đổigiữacácthế hệ
máy tính trước đây.
Khuynh
Khuynh
hư
hư
ớ
ớ
ng
ng
hi
hi
ệ
ệ
n
n
t
t
ạ

MInicomputer
(PDP-8)
MIcrocomputer
(PC: Personal Computer)
Chương 1: Đại cương 19
Việc phân loại máy tính dưavàotínhnăng kỹ thuậtvàgiátiền.
¾ Siêu máy tính (Supercomputer):
+Tínhbăng kỹ thuậtrấtcaovớinhiềubộ xử lý song song
+GiávàitriệuUSD.
+Sử dụng cho tính toán khoa học
¾ Máy tính lớn (Mainframe):
+ Máy tính đadụng, vớihệ thống vào ra mạnh
+Vàitrăm ngàn USD.
+Sử dụng cho tính toán khoa họcvàquảnlý.
¾ Máy tính nhỏ (Minicomputer):
+ Đảmnhậnmộtphần công viêc của máy tính lớn.
+Giávàichục ngàn USD.
¾ Máy vi tính (Microcomputer):
+ Máy tính cá nhân (PC/NC), dùng trong các hệ thống nhỏ.
+Vàitrăm đến vài ngàn USD.
Phân
Phân
lo
lo
ạ
ạ
i
i
m
m

t
í
í
nh
nh
Chương 1: Đại cương 21
Đánh giá thành quả
của các loạimáytính

– Thành quả tối đa
củamáytínhtăng
theo hàm mủ.
– Máy vi tính tăng
35% mỗinăm
–Cácloạikháctăng
20% mỗinăm
Th
Th
à
à
nh
nh
qu
qu
ả
ả
m
m
á
á

theo hàm mủ
–Mật độ tich hợptăng
50 % mỗinăm đối
vớibộ nhớ.
–Mật độ tich hợptăng
35 % mỗinăm đối
vớibộ xử lý.
9470 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92
Th
Th
à
à
nh
nh
qu
qu
ả
ả
m
m
á
á
y
y
t
t
í
í
nh
nh

Chương 1: Đại cương 23
Đánh giá thành quả
về tầnsố xung nhịp

–Tăng theo hàm mủ.
–Tỷ lệ tăng 24% / năm
Công suấttínhtoánP=S*T

S: Số mạch chứcnăng
T: Tầnsố thựchiện nhiệmvụ
Ö P tăng theo hàm mủ
Công suấttiêuthụđiện

+ nMOS - 12V;
+ pMOS - 5V;
+ CMOS - 3.3V
Th
Th
à
à
nh
nh
qu
qu
ả
ả
m
m
á
á

6
4
2
1
400
200
100
80
60
40
20
10
Tầnsố (MHz)
94929088868482807876747270
Chương 1: Đại cương 24
Th
Th
à
à
nh
nh
qu
qu
ả
ả
m
m
á
á
y

á
á
y
y
t
t
í
í
nh
nh