Vietnam National University, Hanoi College of Technology KiẾN TRÚC MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNG TRONG CÔNG NGHIỆP GV: ThS. Đinh Thị Thái Mai TRONG CÔNG NGHIỆP Chương 2: Tổ chức hệ thống máy tính 21 Biể diễ thô ti t ê á tí h 2 . 1 Biể u diễ n thô n g ti n t r ê n m áy tí n h 2.2 Bộ xử lý trung tâm 2.3 Hệ thống nhớ 2.4 H ệ thốn g vào ra ệ g 2.5 Thiết bị nhập dữ liệu 26 Thiếtbị xuấtdữ liệu 2 . 6 Thiết bị xuất dữ liệu 2.1 Biểu diễn thông tin trên máy tính 2.1.1 Hệ đếm 2.1.2 Đổi số th ập p hân ra số nh ị p hân ho ặ c ậpp ị p ặ ngược lại 2.1.3 Các loại mã ể ễ 2.1.4 Bi ể u di ễ n số nguyên theo mã nhị phân 2.1.5 Biểu diễn số thực theo mã nhị phân 2.1 Biểu diễn thông tin trên máy tính Hệ đếm Hệ đếm bất kỳ: Bất kỳ một hệ đếm nào đều biểu diễn một số nguyên theo nguyên tắc sau: ệ đế hậ hâ là hệ đế h ộ 1 01 1 10 0 1 1 0 n ni nni i Na a as as as as − − −− = ==+++= ∑ H ệ đế m t hậ p p hâ n: là hệ đế m quen t h u ộ c nhất của nhân loại, sử dụng những ký tự số ả Rập để biểudiễnhệ thậpphân số ả Rập để biểu diễn hệ thập phân . 2.1 Biểu diễn thông tin trên máy tính Hệ đếm Hệ đếm nhị phân: Hình thành trên cơ sở đại số logic Boole, xuất hiện từ cuối thế kỷ 19. s=2 4 bit: nibble 4 bit: nibble 8 bit: byte 16bit: từ (word) 16bit: từ (word) 32bit: từ kép(double world) 2 10 bit:Kilobit (Kbit) 2 20 bit:Megabit(Mbit) 2 30 bit: Gigabit (Gbit) 2.1 Biểu diễn thông tin trên máy tính Hệ đếm Hệ đếm thập lục phân:Xuất hiện như một cách biễu diễn giản tiện trong công nghệ tin học. 4 chữ số h hâ đ ộ hà h ộ hữ ố hậ l n h ị p hâ n đ ược g ộ p t hà n h m ộ t c hữ s ố t hậ p l ục phân. s=16 Các ký tự để biểudiễnhệ thậplục phân: Các ký tự để biểu diễn hệ thập lục phân: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F 2.1 Biểu diễn thông tin trên máy tính Đổi số thập phân ra số nhị phân hoặc l i ngược l ạ i - Để đổi số thập phân ra số nhị phân hay thậ l hâ t hỉ ầ hi ố thậ thậ p l ục p hâ n, t a c hỉ c ầ n c hi a s ố thậ p phân cho cơ số của hệ (2 hoặc 16). Trong hệ nhị phân trị số đầutiên(ngoài - Trong hệ nhị phân , trị số đầu tiên (ngoài cùng bên phải) được gọi lsg LSB (least significant bit) và trị số cuối cùng (ngoài significant bit) và trị số cuối cùng (ngoài cùng bên trái) được gọi là MSB (most si g nifcant bit). g 2.1 Biểu diễn thông tin trên máy tính Các loại mã ễ ễ - Mã BCD: Dùng 4 bit hệ 2 để bi ễ u di ễ n một số hệ 10. ể - Mã ASCII: Dùng 7 bit đ ể mã hóa, bit cuối cùng là bit kiểm tra chẵn lẽ, phát hiện lỗi khi truyền khi truyền 2.1 Biểu diễn thông tin trên máy tính Biểu diễn số nguyên theo mã nhị phân ễ - Dùng số nhị phân không dấu: n bit bi ễ u diễn 2 n số từ 0 đến 2 n -1 ể ễ - Dùng số nhị phân có dấu: n bit bi ể u di ễ n 2 n số từ -2 n-1 đến 2 n ố bù -S ố bù 2: Số bù 1: 1 đổi thành 0, 0 đổi thành 1 Số bù 2: số bù 1 cộng 1 2.1 Biểu diễn thông tin trên máy tính Biểu diễn số thực theo mã nhị phân ễ -Biểu di ễ n dấu chấm cố định Biể diễ dấ hấ độ 11 100 1 00 , nm ii nmii ii Na abb as bs −− −− = = ==+ ∑ ∑ - Biể u diễ n dấ u c hấ m độ ng Chia làm 4 thành phần: M: phần định trị M: phần định trị E: phần mũ R: cơ s ố S: dấu X= (-1) S . M. R E [...]... xác định trong thanh ghi địa chỉ điều khiển đượ đ khiể được đọc vào thanh ghi bộ đệm điều khiển à th h hi đệ điề khiể • Nội dung của thanh ghi bộ đệm điều khiển phát ra tín hiệu điều khiển và thông tin địa chỉ tiếp theo cho đơn vị lôgic tuần tự t ầ tự • Đơn vị logic tuần tự tải địa chỉ mới vào trong thanh ghi địa chỉ điều khiển dựa vào thông tin địa chỉ tiếp theo từ thanh ghi bộ đệm điều khiển và các... các cổng vào/ra, từ nhớ liệ Đị hỉ thườ đị hỉ á ổ à / hớ trong ngăn nhớ • BUS điều khiển: điều khiển việc truy nhập và việc sử dụng các đường địa chỉ và dữ liệu Các đường dữ liệu và địa chỉ được chia liệu sẻ cho tất cả các bộ phận, phải có sự điều khiển việc sử dụng các đường đó Các tín hiệu điều khiển truyền cả lệnh và thông tin thời gian giữa các module hệ thống Tín hiệu thời gian chỉ ra những thông. .. với BUS, một tín hiệu được truyền đi từ bất kì một thíêt bị nào cũng có thể được gửi đến tất cả các thiết b kết nối với BUS Nếu có hai thiết b á h ế bị kế ố ớ ế óh h ế bị cùng truyền dữ liệu đồng thời trong một thời điểm, những tín hiệu này sẽ g lên nhau và sẽ bị , g ệ y gối ị sai lạc, như vậy chỉ một thiết bị có thể truyền dữ liệu thành công trong một thời điểm - Tín hiệ truyền t ên BUS là tín hiệu... trung tâm 2.2.3 Đơn vị số học và logic ALU (Arithmetic and logic unit) Định nghĩa: là một phần của máy tính thực sự thực hiện các thao tác số học và logic trên dữ liệu Tất cả các thành phần liệu khác của hệ thống máy tính- đơn vị điều khiển, thanh ghi, bộ nhớ, chủ yếu mang dữ liệu vào cho ALU để ALU xử lý và sau đó đưa kết quả ra ngoài 2.2 Bộ xử lý trung tâm Hình: Sơ đồ hoạt động của ALU 2.2 Bộ xử lý...Chương 2: Tổ chức hệ thống máy tính 2.1 21 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 26 Biểu diễn thô ti t ê máy tính Biể diễ thông tin trên á tí h Bộ xử lý trung tâm Hệ thống nhớ Hệ thống vào ra ệ g Thiết bị nhập dữ liệu Thiết bị xuất dữ liệu 2.2 Bộ xử lý trung tâm 2.2.1 Tổ chức bộ xử lý ộ ý 2.2.2 Tổ chức thanh ghi ị ọ g 2.2.3 Đơn vị số học và logic ALU 2.2.4 Đơn vị điều khiển CU (Control Unit)... là tín hiệu ngắt và sự công nhận 2.2 Bộ xử lý trung tâm Các tín hiệu điều khiển ra - Tín hiệu điều khiển trong CPU: có 2 loại: Nó khiến dữ liệu bị di chuyển từ một thanh ghi tới các thanh ghi khác, và làm hoạt động các chức năng ALU cụ thể - Các tín hiệu điều khiển bus: Cũng có 2 loại: các tín h ệ đ ề kh ể bộ nhớ, và tín hiệu đ ề kh ể í hiệu điều khiển hớ à í h ệ điều khiển module vào ra 2.2 Bộ xử... đoạn: Trong một máy với phương pháp ạ g ộ y p g p p địa chỉ đoạn, một thanh ghi đoạn giữ địa chỉ cơ sở của đoạn Có thể có nhiều thanh ghi: ví dụ, một cho hệ thống điều khiển và một cho tiến trình hiện tại • Thanh ghi chỉ số: Được dùng trong chế độ địa chỉ chỉ s và có thể được tự động đánh chỉ số ể • Con trỏ ngăn xếp: Nếu có user-visible stack addressing, addressing sau đó ngăn xếp tiêu biểu là trong. .. một vài thao tác số học hoặc lôgi trên dữ liệu Write Data: Những kết quả của sự thi hành có thể yêu cầu viết dữ liệu vào bộ nhớ hoặc module vào ra 2.2 Bộ xử lý trung tâm Hình: Cấu trúc CPU 2.2 Bộ xử lý trung tâm Hình: Cấu trúc chi tiết CPU 2.2 Bộ xử lý trung tâm 2.2.2 Tổ chức thanh ghi Các thanh ghi trong CPU phục vụ 2 chức năng chính: • User-Visible Registers: Nó cho phép người lập trình ngôn ngữ máy. .. bộ nhớ (Memory Address Register): chứa địa chỉ của các vị trí trong bộ nhớ • Thanh ghi bộ nhớ đệm (Memory Fuffer Register): chứa một từ dữ liệu được ghi vào trong bộ nhớ hoặc từ được đọc gần đây nhất 2.2 Bộ xử lý trung tâm Ví dụ với bộ xử lý 8086: 1 thanh ghi con trỏ lệnh IP (instruction Pointer): Lưu trữ địa chỉ lệnh kế tiếp sẽ được chạy trong đoạn CT hiện thời thời Mỗi 1 từ lệnh được đọc từ bộ nhớ... Giá trị trong SP mô tả phải offset của địa chỉ ngăn xếp kế tiếp so với địa chỉ hiện tại đang được lưu trong SS ( pointer) con trỏ cơ sở: mô tả offset tính ) BP (Base p từ SS nhưng còn được sử dụng truy nhập DL trong SS I (index) thanh ghi chỉ số: lưu địa chỉ offset đối với những lệnh truy nhập DL cất trong đoạn DL 2.2 Bộ xử lý trung tâm Ví dụ với bộ xử lý 8086 • Thanh ghi đoạn: Bộ nhớ được chia thành . Hanoi College of Technology KiẾN TRÚC MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNG TRONG CÔNG NGHIỆP GV: ThS. Đinh Thị Thái Mai TRONG CÔNG NGHIỆP Chương 2: Tổ chức hệ thống máy tính 21 Biể diễ thô ti t ê á. (Kbit) 2 20 bit:Megabit(Mbit) 2 30 bit: Gigabit (Gbit) 2.1 Biểu diễn thông tin trên máy tính Hệ đếm Hệ đếm thập lục phân:Xuất hiện như một cách biễu diễn giản tiện trong công nghệ tin học. 4 chữ số h hâ đ ộ hà h ộ. đ ể mã hóa, bit cuối cùng là bit kiểm tra chẵn lẽ, phát hiện lỗi khi truyền khi truyền 2.1 Biểu diễn thông tin trên máy tính Biểu diễn số nguyên theo mã nhị phân ễ - Dùng số nhị phân không