Download miễn phí Ebook Kiến trúc máy tính



Có hai kiểu đường truyền tổng quát là đường truyền chuyên dụng và đường truyền
đa công. Đường truyền chuyên dụng được gán vĩnh viễn cho một chức năng hay một tập
con vật lý của các thành phần máy tính.
Một ví dụ cho sự chuyên biệt hóa về chức năng là việc sử dụng các đường dữ liệu
và địa chỉ chuyên dụng tách biệt, vốn phổ biến đối với nhiều đường truyền. Tuy nhiên,
đây không phải là điểm cần thiết. Lấy ví dụ, thông tin dữ liệu và địa chỉ có thể được
truyền đi trên cùng một tập các đường bằng cách sử dụng đường điều khiển Địa chỉ
Đúng. Vào lúc bắt đầu truyền dữ liệu, địa chỉ được đặt lên đường truyền và đường điều
khiển Địa chỉ Đúng được kích hoạt. Tại điểm này, mỗi module có một khoảng thời gian
đã được đặc tả để sao chép địa chỉ và xác định xem đó có phải là một module đã định
địa chỉ hay không. Sau đó địa chỉ sẽ được xóa khỏi đường truyền để các kết nối trên
cùng đường truyền đó có thể dùng được cho các thao tác truyền dữ liệu đọc hay ghi.
Phương pháp sử dụng cùng một tập các đường cho các mục đích khác nhau này được
biết đến với tên gọi đa công theo thời gian


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2014-01-13-ebook_kien_truc_may_tinh.Budndbj8xW.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-54888/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

được gọi là phần mềm.
Hình 3.1 (b) chỉ ra hai thành phần chính của hệ thống: một bộ thông dịch chỉ thị và
một module gồm các chức năng luận lý số học đa dụng. Hai thành phần này hợp thành
CPU. Nhiều thành phần khác nữa cần có để tạo thành một máy tính với đầy đủ
chức năng. Dữ liệu và chỉ thị phải được nhập vào hệ thống thông qua một module chứa
các thành phần cơ bản cho việc tiếp nhận dữ liệu và chỉ thị ở một dạng thức nào đó. Sau
đó module này sẽ chuyển đổi thông tin nhận được thành một dạng nội tại gồm những tín
hiệu mà hệ thống có thể hiểu được. Một phương tiện để báo cáo kết quả cũng không
thể thiếu được, và đây là một dạng của một module xuất. Kết hợp cả hai module lại với
nhau, chúng ta có các thành phần nhập/xuất.
Chúng ta còn cần đến một thành phần khác nữa. Một thiết bị nhập mang chỉ thị và
dữ liệu đến một cách tuần tự nhưng chương trình thì không phải lúc nào cũng thực thi
tuần tự (ví dụ với lệnh jump của IAS). Một cách tương tự, các thao tác trên dữ liệu có
Sưu Tầm Page 30
By: Dinh Nguyen
thể yêu cầu truy xuất đến nhiều hơn một phần tử tại một thời điểm trong một dãy đã
xác định trước. Do đó cần có chỗ để lưu tạm thời cả chỉ thị và dữ liệu. Module đó
được gọi là bộ nhớ, hay bộ nhớ chính để phân biệt với các thiết bị ngoại vi hay lưu trữ
bên ngoài máy tính. Von Neumann đã chỉ ra rằng bộ nhớ có thể dùng để lưu cả chỉ thị
và dữ liệu. Dữ liệu là những thứ trên đó các tính toán được thực hiện còn chỉ thị là
những thứ sẽ được thông dịch với tư cách mã sinh ra tín hiệu điều khiển.
Hình 3.2 minh họa ba thành phần ở mức cao nhất này của máy tính cùng với sự
tương tác giữa chúng. CPU chủ yếu làm nhiệm vụ điều khiển. Nó trao đổi dữ liệu với
bộ nhớ thông qua việc sử dụng hai thanh ghi nội CPU là thanh ghi địa chỉ bộ nhớ
(MAR), dùng để đặc tả địa chỉ trong bộ nhớ cho thao tác đọc/ghi kế tiếp, và thanh ghi
vùng đệm bộ nhớ (MBR), dùng để chứa dữ liệu sẽ được đọc/ghi từ/vào bộ nhớ. Hoàn
toàn tương tự, thanh ghi địa chỉ nhập xuất (I/OAR) đặc tả một thiết bị nhập/xuất. Một
thanh ghi vùng đệm nhập/xuất được sử dụng cho việc trao đổi dữ liệu giữa module
nhập/xuất và CPU.
Một module bộ nhớ bao gồm một tập hợp các vị trí được xác định bởi những địa chỉ
được đánh số tuần tự. Mỗi vị trí chứa một số nhị phân có thể được thông dịch như dữ
liệu hay chỉ thị. Một module nhập/xuất truyền dữ liệu từ thiết bị bên ngoài đến CPU và
bộ nhớ hay ngược lại. Module này chứa các vùng đệm nội để lưu tạm thời dữ liệu cho
đến khi nó được gửi đi.
3.2 Chức năng máy tính
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. Đơn vị xử lý trung tâm (CPU) đảm
nhận việc thực thi này.
Quá trình thực thi chương trình, xét trên quan điểm xử lý chỉ thị, bao gồm hai bước:
CPU đọc chỉ thị từ bộ nhớ và thực thi chỉ thị đó. Việc thực thi chương trình là sự lập đi
lập lại quá trình lấy chỉ thị và thực thi chỉ thị.
Việc xử lý cần có đối với từng chỉ thị máy được gọi là một chu kỳ chỉ thị. Sử dụng
cách mô tả đơn giản gồm hai bước như trên, chu kỳ chỉ thị được thể hiện trên hình 3.3.
Hai bước đó được đề cập đến với tên gọi chu kỳ lấy lệnh và chu kỳ thực thi lệnh. Sự thực
thi chương trình bị kết thúc nếu máy bị tắt, có lỗi không thể phục hồi xuất hiện, hay
chương trình đi đến một chỉ thị kết thúc nó.
Sưu Tầm Page 31
By: Dinh Nguyen
Hình 3.2 Các thành phần máy tính ở mức quan sát cao nhất
Hình 3.3 Chu kỳ chỉ thị cơ sở
Các chu kỳ lấy và thực thi chỉ thị
Ở đầu mỗi chu kỳ chỉ thị, CPU lấy một chỉ thị từ bộ nhớ. Một thanh ghi gọi là bộ
đếm chương trình (PC) được sử dụng để theo dõi chỉ thị cần lấy ra kế tiếp. Trừ khi được
chỉ ra rõ ràng, CPU luôn tăng PC sau khi mỗi chỉ thị được lấy ra để trỏ đến chỉ thị kế
tiếp trong dãy chỉ thị.
Chỉ thị được lấy ra sẽ được tải vào một thanh ghi trong CPU có tên gọi là thanh ghi
chỉ thị (IR). Chỉ thị này ở dạng mã nhị phân đặc tả hoạt động CPU cần thực hiện. CPU
Sưu Tầm Page 32
By: Dinh Nguyen
thông dịch chỉ thị và thực hiện hoạt động được yêu cầu. Một cách tổng quát, các hoạt
động này rơi vào một trong bốn nhóm sau:
CPU – Bộ nhớ: dữ liệu có thể được chuyển từ CPU vào bộ nhớ hay ngược lại.
CPU – Thành phần nhập/xuất: dữ liệu có thể được truyền từ bên ngoài vào CPU
thông qua việc liên lạc giữa CPU và một module nhập/xuất.
Xử lý dữ liệu: CPU có thể thực hiện thao tác luận lý hay số học trên dữ liệu.
Điều khiển: một chỉ thị có thể đặc tả sự thay đổi thứ tự thực thi của dãy chỉ thị.
Chúng ta xét một ví dụ đơn giản sử dụng một máy tính giả có các đặc trưng được
liệt kê trong hình 3.4
Hình 3.4 Các đặc trưng của một máy giả
CPU có một bộ tích lũy (AC) để lưu dữ liệu tạm thời. Cả chỉ thị và dữ liệu đều có
độ dài 16 bit. Do vậy rất tiện lợi nếu như chúng ta tổ chức bộ nhớ theo các vị trí 16 bit
hay word. Dạng chỉ thị cho thấy có 24 = 16 mã thao tác khác nhau và 212 = 4096 (4K)
word nhớ có thể được định địa chỉ trực tiếp.
Hình 3.5 minh họa sự thực thi một phần chương trình với sự thể hiện các phần bộ
nhớ và thanh ghi CPU thích hợp. Ký hiệu được sử dụng ở hệ thập lục phân. Phân đoạn
chương trình trong hình cho thấy nội dung của các word nhớ từ địa chỉ 94016 đến địa chỉ
94116 và kết quả được lưu ở các vị trí sau đó.
Sưu Tầm Page 33
By: Dinh Nguyen
Hình 3.5 Ví dụ về thực thi chương trình
Trong hình 3.5, có ba chỉ thị được yêu cầu, vốn được mô tả thành ba chu kỳ lấy và
thực thi gồm:
Bộ đếm chương trình (PC) chứa 300 là địa chỉ của chỉ thị đầu tiên. Địa chỉ này được
tải vào trong thanh ghi chỉ thị (IR). Chú ý rằng quá trình này sẽ bao gồm luôn việc sử
dụng thanh ghi địa chỉ bộ nhớ (MAR) và thanh ghi vùng đệm bộ nhớ (MBR). Để đơn
giản, các thanh ghi trung gian này được bỏ qua.
4 bit đầu tiên trong IR chỉ ra rằng bộ tích lũy (AC) sẽ được tải vào. 12 bit còn lại đặc
tả địa chỉ, ở đây là 940.
PC được tăng lên một đơn vị và chỉ thị kế được lấy ra.
Nội dung trước đó của AC và nội dung tại vị trí 941 được cộng lại với nhau, kết quả
lưu trong AC.
PC được tăng lên một đơn vị và chỉ thị kế được lấy ra.
Sưu Tầm Page 34
By: Dinh Nguyen
Nội dung của AC được lưu ở vị trí 941.
Trong ví dụ này, ba chu kỳ chỉ thị, mỗi chu kỳ gồm một chu kỳ lấy lệnh và thực thi,
được yêu cầu để cộng nội dung tại vị trí 940 vào nội dung tại vị trí 941. Với tập chỉ thị
phức tạp hơn chúng ta sẽ cần ít chu kỳ hơn.
Chức năng nhập/xuất
Cho đến thời điểm này, chúng ta đã khảo sát sự hoạt động của máy tính dưới sự
điều khiển của CPU cũng như sự tương tác giữa CPU và bộ nhớ. Ở đây chúng ta trình
bày m

---