Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu được bố trí và chỉnh sửa phù hợp cho mục đích Ôn thi của anh em :VCâu 1,5 điểm : 1.AnhChị cho biết sơ đồ khối, chức năng của các khối trong KTMT Von Neumann ?22.Có mấy cách để phân loại máy tính, nêu các kiểu máy tính theo các cách đó23.Hãy cho biết dựa vào tiêu chí nào để phân chia máy tính thành các thế hệ ? đó là những thế hệ nào? Máy tính ngày nay thuộc thế hệ nào ?34.Các loại bus hệ thống trong máy tính. Chức năng của từng loại. Độ rộng của bus dữ liệu là 16 bits thì cho biết điều gì?45.Hãy cho biết các phương pháp vào ra với máy vi tính ?56.Các loại thanh ghi trong CPU ? Chức năng của chúng ?67.Trình bày chi tiết các bước thực hiện lệnh trong máy tính88.Các loại bộ nhớ ROM của máy tính? Đặc trưng của từng loại.89.Các loại bộ nhớ RAM của máy tính? Đặc trưng của từng loại? Ngày nay máy tính thường sử dụng bộ nhớ Ram nào, các Ram của máy tính hay ghi DDR3 có ý nghĩa gì?910.Vẽ sơ đồ thuật toán nhân nhanh Booth? Áp dụng tính 7 x 91011.Bộ nhớ trong của máy tính? Các loại bộ nhớ chính? đặc trưng của bộ nhớ trong của máy tính, cách giảm thiểu số chân của chip nhớ ?1112.Các thiết bị ngoại vi thông dụng, chức năng cơ bản của chúng ?12Câu 2 điểm :13.Trình bày các phương pháp ánh xạ địa chỉ trong cache ?1314.Trình bày cấu trúc bộ nhớ Cache và nguyên tắc đọc Cache ?1415.Trình bày tổ chức của ổ đĩa cứng ? Dung lượng của ổ đĩa cứng phụ thuộc vào yếu tố nào ? Ứng dụng tính dung lượng của ổ đĩa cứng nếu biết số byte trên sector là 512 , số sector trên rãnh trung bình là 300, số rãnh trên 1 mặt là 20.000 , số mặt trên 1 đĩa là 2 , số đĩa trên ổ đĩa là 15 ?1416.Trình bày khái quát thuật toán thay thế và chính sách ghi trong Cache.1517.Các loại bộ nhớ trong của máy tính? Đặc trưng của từng loại? Ngày nay khi mua máy tính người ta thường quan tâm đến bộ nhớ trong nào và có những tham số gì đáng quan tâm nhất?1518.Trình bày các khối trong bộ Vi xử lý của máy tính (CPU)? Chức năng, nhiệm vụ của từng khối?1619.Khái niệm Cache miss? Thời gian truy cập cache, các nguyên nhân Cache miss? Cho ví dụ.1720.Các chế độ địa chỉ của bộ vi xử lý? Nêu rõ ưu nhược điểm của từng chế độ.1721.Hãy trình bày các kiểu hệ thống bộ vi xử lý song song và cách tổ chức song song trong máy tính sử dụng bộ vi xử lý song song ?1822.Cấu trúc lệnh? Số địa chỉ trong lệnh? Cho ví dụ minh họa?1923.Quá trình đọc ghi bộ nhớ trong máy tính1924.Trình bày mục đích bộ nhớ ảo ? Ánh xạ địa chỉ trong bộ nhớ ảo ?2025.Trình bày giải pháp đường ống lệnh (Pipeline) và sơ đồ thời gian thực hiện bằng đường ống lệnh? Sơ đồ đường ống lệnh CPU 6 giai đoạn?22
Câu 1,5 điểm : Anh/Chị cho biết sơ đồ khối, chức khối KTMT Von Neumann ? .2 Có cách để phân loại máy tính, nêu kiểu máy tính theo cách .2 Hãy cho biết dựa vào tiêu chí để phân chia máy tính thành hệ ? hệ nào? Máy tính ngày thuộc hệ ? .3 Các loại bus hệ thống máy tính Chức loại Độ rộng bus liệu 16 bits cho biết điều gì? Hãy cho biết phương pháp vào với máy vi tính ? Các loại ghi CPU ? Chức chúng ? Trình bày chi tiết bước thực lệnh máy tính 8 Các loại nhớ ROM máy tính? Đặc trưng loại .8 Các loại nhớ RAM máy tính? Đặc trưng loại? Ngày máy tính thường sử dụng nhớ Ram nào, Ram máy tính hay ghi DDR3 có ý nghĩa gì? 10 Vẽ sơ đồ thuật toán nhân nhanh Booth? Áp dụng tính x 10 11 Bộ nhớ máy tính? Các loại nhớ chính? đặc trưng nhớ máy tính, cách giảm thiểu số chân chip nhớ ? 11 12 Các thiết bị ngoại vi thông dụng, chức chúng ? 12 Câu điểm : 13 Trình bày phương pháp ánh xạ địa cache ? 13 14 Trình bày cấu trúc nhớ Cache nguyên tắc đọc Cache ? 14 15 Trình bày tổ chức ổ đĩa cứng ? Dung lượng ổ đĩa cứng phụ thuộc vào yếu tố ? Ứng dụng tính dung lượng ổ đĩa cứng biết số byte sector 512 , số sector rãnh trung bình 300, số rãnh mặt 20.000 , số mặt đĩa , số đĩa ổ đĩa 15 ? 14 16 Trình bày khái qt thuật tốn thay sách ghi Cache 15 17 Các loại nhớ máy tính? Đặc trưng loại? Ngày mua máy tính người ta thường quan tâm đến nhớ có tham số đáng quan tâm nhất? 15 18 Trình bày khối Vi xử lý máy tính (CPU)? Chức năng, nhiệm vụ khối? 16 19 Khái niệm Cache miss? Thời gian truy cập cache, nguyên nhân Cache miss? Cho ví dụ 17 20 Các chế độ địa vi xử lý? Nêu rõ ưu nhược điểm chế độ 17 21 Hãy trình bày kiểu hệ thống vi xử lý song song cách tổ chức song song máy tính sử dụng vi xử lý song song ? 18 22 Cấu trúc lệnh? Số địa lệnh? Cho ví dụ minh họa? 19 23 Quá trình đọc ghi nhớ máy tính 19 24 Trình bày mục đích nhớ ảo ? Ánh xạ địa nhớ ảo ? 20 25 Trình bày giải pháp đường ống lệnh (Pipeline) sơ đồ thời gian thực đường ống lệnh? Sơ đồ đường ống lệnh CPU giai đoạn? 22 [ Storm ] 1 Anh/Chị cho biết sơ đồ khối, chức khối KTMT Von Neumann ? Sơ đồ khối: CENTRAL PROCCESSING UNIT(CPU) ARITHMETICLOGIC UNIT(CA) I/O MAIN EQUIPMENT MEMORY (M) PROGRAM CONTROL UNIT(CC) (I,O) Chức khối Main memory (bộ nhớ chính): lưu trữ liệu lệnh Arithmetic logic unit (ALU): tính tốn liệu nhị phân Control unit (CU): dịch lệnh nhớ thực thi chúng I/O : thiết bị vào hoạt động điều khiển khối CU Có cách để phân loại máy tính, nêu kiểu máy tính theo cách Có cách phân loại máy tính: Phân loại theo khả - Siêu máy tính (Supercomputer) - Máy tính lớn (Mainframe computer) - Máy tính (Mini computer) - Máy vi tính (Microcomputer): máy trạm (Workstation), máy tính cá nhân PC (Personal computer) Phân loại theo nguyên lí: Máy tính khí Máy tính tương tự Máy tính số Phân loại theo kiến trúc: SISD ( Single Instruction Stream-Single Data Stream) SIMD (Single Instruction Stream-Multiple Data Stream) MIMD (Multiple Instruction Stream-Multiple Data Stream) MISD (Multiple Instruction Stream-Single Data Stream) [ Storm ] Hãy cho biết dựa vào tiêu chí để phân chia máy tính thành hệ ? hệ nào? Máy tính ngày thuộc hệ ? Tiêu chí phân chia máy tính thành hệ: Kỹ thuật, Phần mềm Ứng dụng Những hệ máy tính: Máy tính dùng đèn điện tử: Thế hệ (1946 - 1957) - Về kỹ thuật: linh kiện dùng đèn điện tử, độ tin cậy thấp, tổn hao lượng Tốc độ tính tốn từ vài nghìn đến vài trăm nghìn phép tính / giây - Về phần mềm: chủ yếu dùng ngôn ngữ máy để lập trình - Về ứng dụng: mục đích nghiên cứu khoa học kĩ thuật Máy tính dùng transistor: Thế hệ (1958 - 1964) - Về kỹ thuật: linh kiện bán dẫn chủ yếu transistor Bộ nhớ có dung lượng lớn - Về phần mềm: bắt đầu sử dụng số ngơn ngữ lập trình bậc cao: fortran, algol Cobol - Về ứng dụng: tham gia giải toán kinh tế xã hội Máy tính dùng vi mạch: Thế hệ (1965 - 1971) - Về kỹ thuật: linh kiện chủ yếu sử dụng mạch tích hợp(IC), thiết bị ngoại vi cải tiến, đĩa từ sử dụng rộng rãi Tốc độ tính tốn đạt vài triệu phép tốn giây, dung lượng nhớ đạt vài MB - Về phần mềm: xuất nhiều hệ điều hành khác Xử lí song song Phần mềm đa dạng chất lượng cao, cho phép khai thác máy tính theo nhiều chế độ khác - Về ứng dụng: tham gia nhiều lĩnh vực xã hội Máy tính dùng vi mạch mật độ cao: Thế hệ thứ (1972 sau) - Về kỹ thuật: sử dụng mạch tích hợp cỡ lớn VLSI, thiết kế cấu trúc đa xử lí Tốc độ đạt tới hàng chục triệu phép toán giây - Về phần mềm: sử dụng ngơn ngữ lập trình bậc cao C, C++, … - Về ứng dụng: áp dụng hầu hết hoạt động xã hội Máy tính ứng dụng trí thơng minh nhân tạo: Thế hệ thứ (Đang phát triển) Máy tính sử dụng thuộc hệ thứ [ Storm ] Các loại bus hệ thống máy tính Chức loại Độ rộng bus liệu 16 bits cho biết điều gì? Các loại bus hệ thống máy tính chức năng: Có loại đáp án: ngắn dài =)) [Ngắn] : Bus liệu: Vận chuyển lênh từ nhớ đến CPU, Vận chuyển liệu CPU, Modun vào-ra vs Bus địa chỉ: Vận chuyển địa để xác định ngăn nhớ hay cổng vào-ra Bus điều khiển: Vận chuyển tín hiệu điều khiển [Dài] : Bus liệu: cung cấp đường dẫn để truyền liệu module hệ thống Các đường gọi bus liệu Bus liệu 32,64, 128, chí nhiều đường riêng biệt, số lượng đường gọi độ rộng bus liệu Vì đường truyền tải bit tín hiệu thời điểm, số lượng đường cho biết bit truyền lúc Độ rộng bus liệu nhân tố quan trọng việc xác định hiệu suất hoạt động hệ thống Bus địa chỉ: sử dụng để xác minh nguồn đích liệu bus liệu Độ rộng bus địa xác định khả xác định nhớ lớn hệ thống Bus điều khiển: sử dụng để điều khiển truy cập đến sử dụng đường liệu địa Các tín hiệu điều khiển truyền lệnh thơng tin thời gian module hệ thống Các tín hiệu thời gian xác định tính hợp lệ liệu thơng tin địa Các tín hiệu lệnh xác định phép tốn thực Ngồi có phân loại bus theo đường truyền: bus đồng bus không đồng Độ rộng bits dl 16 bits cho biết có 16bits đường truyền lúc [ Storm ] Hãy cho biết phương pháp vào với máy vi tính ? Các phương pháp ĐỊA CHỈ HÓA CỔNG VÀO – RA Vào riêng biệt - Cổng vào-ra đánh địa theo không gian địa vào-ra CPU trao đổi liệu với cổng vào-ra thông qua lệnh vào-ra chuyên dụng (IN, OUT) Chỉ thực hệ thống có quản lý không gian địa vào-ra riêng biệt Vào theo ánh xạ nhớ - Cổng vào-ra đánh địa theo không gian địa nhớ Vào-ra giống đọc/ghi nhớ CPU trao đổi liệu với cổng vào-ra thông qua lệnh truy nhập liệu nhớ Có thể thực hệ thống Các phương pháp ĐIỀU KHIỂN VÀO - RA Vào theo định trình - Nguyên tắc chung: CPU điều khiển trực tiếp vào-ra chương trình → cần phải lập trình vào-ra Vào có thăm dò - (Slide thầy khơng có nêu) Vào theo ngắt cứng - CPU đợi trạng thái sẵn sàng mô-đun vào-ra, CPU thực chương trình Khi mơ-đun vào-ra sẵn sàng phát tín hiệu ngắt CPU CPU trở lại tiếp tục thực chương trình bị ngắt Vào DMA - Vào-ra chương trình ngắt CPU trực tiếp điều khiển Chiếm thời gian CPU Tốc độ truyền bị hạn chế phải chuyển qua CPU Để khắc phục dùng DMA Thêm mô-đun phần cứng bus → DMAC (Controller) DMAC điều khiển trao đổi liệu mô-đun vào với nhớ [ Storm ] Các loại ghi CPU ? Chức chúng ? - Các ghi điều khiển (thanh ghi CONTROL) nhận chứa từ điều khiển xác lập chế độ làm việc thiết bị Các ghi trạng thái (thanh ghi STATUS) chứa thông tin phản ảnh trạng thái làm việc thiết bị giao diện thiết bị ngoại vi Các ghi liệu (thanh ghi DATA) thực chức đệm tạm chứa liệu vào/ra Thanh ghi đoạn: Gồm ghi 16 bit: CS, DS, ES, SS Đây ghi dùng để chứa địa đoạn ô nhớ cần truy xuất Mỗi ghi đoạn quản lý đoạn tối đa 64K ô nhớ nhớ Người sử dụng phép truy xuất ô nhớ dựa vào địa tương đối CPU (cụ thể BIU) có nhiệm vụ chuyển đổi địa tương đối thành địa tuyệt đối để truy xuất vào ô nhớ tuyệt đối tương ứng nhớ CS: Thanh ghi đoạn mã lệnh, lưu địa đoạn chứa mã lệnh chương trình người sử dụng DS: Thanh ghi đoạn liệu, lưu địa đoạn chứa liệu (các biến) chương trình ES: Thanh ghi đoạn liệu thêm, lưu địa đoạn chứa liệu thêm chương trình SS: Thanh ghi đoạn ngăn xếp, lưu địa đoạn vùng ngăn xếp CS:Code Segment DS:Data Segment ES:Extra data Segment SS:Stack Segment Thơng thường bốn ghi chứa giá trị khác nhau, chương trình truy cập bốn đoạn khác chương trình truy cập lúc tối đa bốn đoạn Mặc khác, chương trình nhỏ, sử dụng đoạn nhất, bốn ghi chứa giá trị địa đoạn, gọi đoạn chung Thanh ghi đa dụng (General Register): Bao gồm bốn ghi đa dụng 16 bit (AX, BX, CX, DX) Mỗi ghi đa dụng sử dụng với nhiều mục đích khác nhau, nhiên ghi có cơng dụng riêng AX : Là ghi tích lũy Mọi tác vụ vào/ra dùng ghi này, tác vụ dùng số liệu tức thời, số tác vụ chuỗi ký tự lệnh tính toán dùng AX BX: Thanh ghi dùng để tính tốn địa nhớ CX: Là ghi đếm, thường dùng để đếm số lần lệnh vòng lặp lệnh xử lý chuổi ký tự DX: Thanh ghi liệu, thường chứa địa số lệnh vào/ra, lệnh tính tốn số học (kể lệnh nhân chia) Mỗi ghi 16 bit chia đơi thành ghi bit Do đó, CPU-8086 có ghi bit là: AH, AL; BH, BL; CH, CL; DH, DL (thanh ghi AH AL tương ứng với byte cao byte thấp ghi AX, tương tự cho ghi bit lại) Ví dụ: AX = 1234h => AH = 12h, AL = 34h [ Storm ] Thanh ghi trỏ số (Pointer & Index register): Chức chung nhóm ghi chứa địa độ dời ô nhớ vùng liệu hay ngăn xếp SI : Thanh ghi số nguồn DI : Thanh ghi số đích BP: Thanh ghi trỏ dùng để lấy số liệu từ ngăn xếp SP : Thanh ghi trỏ ngăn xếp vào đỉnh ngăn xếp SI:Source Index Reg DI:Destination Index Reg BP:Base Pointer Reg SP:Stack Pointer Reg SI DI chứa địa độ dời nhớ tương ứng đoạn có địa chứa DS ES (dữ liệu, gọi Biến) Còn BP SP chứa địa độ dời nhớ tương ứng đoạn có địa chứa SS, dùng để thâm nhập số liệu ngăn xếp Thanh ghi Đếm chương trình ghi trạng thái (Cờ): F:Flag Register IP:Intrucstion Pointer Reg * Thanh ghi trỏ lệnh IP (còn gọi PC – đếm chương trình) ghi 16 bit chứa địa lệnh mà CPU thực Các lệnh chương trình có địa đoạn CS * Thanh ghi Cờ (F) dài 16 bit, bit cờ Mỗi cờ có giá trị (gọi SET –Đặt) (gọi CLEAR – Xóa) Hình 1.2 mơ tả bit số 16 bit tương ứng với cờ trạng thái (các bit lại dùng cho dự trữ mở rộng thiết kế CPU khác) Thanh ghi cờ chia thành hai nhóm: * Nhóm cờ điều khiển: bao gồm cờ dùng để điều khiển hoạt động CPU giá trị cờ thiết lập lệnh phần mềm * Nhóm cờ trạng thái: bao gồm cờ phản ánh kết thực lệnh trạng thái CPU [ Storm ] 7 Trình bày chi tiết bước thực lệnh máy tính Các bước thực lệnh: Nhận lệnh lệnh: - CPU đưa địa lệnh cần nhận từ đếm chương trình PC bus địa - CPU phát tín hiệu điều khiển đọc nhớ - Lệnh từ nhớ đặt lên bus liệu CPU copy vào ghi lệnh IR - CPU tăng nội dung PC để trỏ sang lệnh kế Giải mã lệnh: - Lệnh từ ghi lệnh IR đưa đến đơn vị điều khiển - Đơn vị điều khiển tiến hành giải mã lệnh để xác định thao tác phải thực - Giải mã lệnh xảy bên CPU Nhận liệu: - CPU đưa địa tốn hạng bus địa - CPU phát tín hiệu điều khiển đọc - Toán hạng đọc vào CPU - Tương tự nhận lệnh Thực lệnh: - Có nhiều dạng tuỳ thuộc vào lệnh: o Đọc/Ghi nhớ o Vào/Ra o Chuyển giữ liệu ghi o Thao tác số học/logic o Chuyển điều khiển (rẽ nhánh) Ghi toán hạng: - CPU đưa địa bus địa - CPU đưa liệu cần ghi bus liệu - CPU phát tín hiệu điều khiển ghi - Dữ liệu bus liệu copy đến vị trí xác định Ngắt: - Nội dung đếm chương trình PC (địa trở sau ngắt) đưa bus liệu - CPU đưa địa (thường lấy từ trỏ ngăn xếp SP) bus địa - CPU phát tín hiệu điều khiển ghi nhớ - Địa trở bus liệu ghi vị trí xác định (ở ngăn xếp) - Địa lệnh chương trình điều khiển ngắt nạp vào PC Các loại nhớ ROM máy tính? Đặc trưng loại PROM (Programmble ROM): - Khi sản xuất chưa ghi liệu - Cần thiết bị chuyên dùng để ghi chương trình, ghi lần EPROM (Erasable PROM): - Khi sản xuất chưa ghi liệu - Cần thiết bị chuyên dụng để ghi chương trình, ghi nhiều lần - Trước ghi lại, phải xóa tia cực tím EEPROM (Electrically Erasable PROM): - Có thể ghi theo byte - Xóa điện - Ghi lâu đọc Flash memory (Bộ nhớ cực nhanh) - Ghi theo khối - Xóa điện [ Storm ] Các loại nhớ RAM máy tính? Đặc trưng loại? Ngày máy tính thường sử dụng nhớ Ram nào, Ram máy tính hay ghi DDR3 có ý nghĩa gì? Tùy theo cơng nghệ chế tạo, người ta phân biệt thành loại: SRAM (Static RAM): RAM tĩnh RAM tĩnh chế tạo theo công nghệ ECL (dùng CMOS BiCMOS) Mỗi bit nhớ gồm có cổng logic với transistor MOS SRAM nhớ nhanh, việc đọc không làm hủy nội dung ô nhớ thời gian thâm nhập chu kỳ nhớ - Các bit lưu trữ Flip-Flop →thông tin ổn định - Cấu trúc phức tạp - Dung lượng chip nhỏ - Tốc độ nhanh - Đắt tiền - Dùng làm nhớ cache DRAM (Dynamic RAM): RAM động RAM động dùng kỹ thuật MOS Mỗi bit nhớ gồm transistor tụ điện Việc ghi nhớ liệu dựa vào việc trì điện tích nạp vào tụ điện việc đọc bit nhớ làm nội dung bit bị hủy Do sau lần đọc ô nhớ, phận điều khiển nhớ phải viết lại nội dung nhớ Chu kỳ nhớ theo mà gấp đơi thời gian thâm nhập ô nhớ Việc lưu giữ thông tin bit nhớ tạm thời tụ điện phóng hết điện tích nạp phải làm tươi nhớ sau khoảng thời gian 2μs Việc làm tươi thực với tất ô nhớ nhớ Công việc thực tự động vi mạch nhớ Bộ nhớ DRAM chậm rẻ tiền SRAM - Các bit lưu trữ tụ điện → cần phải có mạch làm tươi - Cấu trúc đơn giản - Dung lượng lớn - Tốc độ chậm - Rẻ tiền - Dùng làm nhớ Sự lựa chọn vào thời điểm gần giới hạn loại RAM DDR DDR-II RDRAM không phổ biến Đa số loại DDR bán cửa hàng linh kiện máy tính có khả hoạt động trơn tru hệ thống DDR3: Ra đời năm 2007, người ta bắt đầu sản xuất hệ ram thứ DDR (Double Data Rate) DDR3 với tốc độ nhanh, nhớ lớn hơn, tiết kiệm 30% lượng so với hệ tiền nhiệm DDR2 Đây loại ram phổ biến cân giá thành tốc độ Các hệ ram có cấu trúc chân nối khác nhau, có hiệu tốc độ cao hơn, vd năm 2014 mắt ram DDR4, 2019 mắt DDR5 Vì mainboard máy tính chứa loại ram nên ram máy tính ghi DDR3 để phân biệt hệ ram giúp người dùng dây dựng cấu hình máy tính dễ dàng [ Storm ] 10.Vẽ sơ đồ thuật toán nhân nhanh Booth? Áp dụng tính x [ Storm ] 10 11 Bộ nhớ máy tính? Các loại nhớ chính? đặc trưng nhớ máy tính, cách giảm thiểu số chân chip nhớ ? - K/n: nhớ máy tính nhớ cung cấp nơi để lưu trữ máy tính - Phân loại: Có loại nhớ RAM(random access memory) & ROM(read only memory) RAM nhớ bán dẫn truy cập ngẫu nhiên, ghi đọc liệu o Đặc điểm: Khi máy tính tắt thơng tin RAM bị (bộ nhớ khả biến) Dùng để lưu trữ thông tin tạm thời RAM chia thành RAM tĩnh (SRAM) & RAM động (DRAM) ROM nhớ bán dẫn dùng để đọc o Đặc điểm: Khi tắt nguồn điện nuôi cho mạch, thơng tin ROM khơng bị chương trình liệu cất ROM từ lúc đầu Thường dùng để lưu trữ thông tin cố định hệ thống như: vi chương trình, chương trình thư viện cho hàm thường xuyên sử dụng, chương trình hệ thống, … o Phân loại ROM: ROM khơng lập trình (mask ROM) ROM lập trình (PROM – EPROM-EEPROM) [ Storm ] 11 12.Các thiết bị ngoại vi thông dụng, chức chúng ? Chức năng: - Chuyển đổi liệu bên bên ngồi máy tính Thành phần: - Bộ chuyển đổi tín hiệu: chuyển đổi liệu bên bên máy tính Bộ đệm liệu: đệm liệu truyền mô-đun vào-ra thiết bị ngoại vi Khối logic điều khiển: điều khiển hoạt động thiết bị ngoại vi đáp ứng theo yêu cầu từ mô-đun vào-ra Các loại thiết bị ngoại vi bản: - Thiết bị vào: bàn phím, chuột, máy quét Thiết bị ra: hình, máy in Thiết bị nhớ: ổ đĩa Thiết bị truyền thông: MODEM Phân loại: - Thiết bị ngoại vi giao tiếp người-máy: Bàn phím, Màn hình, Máy in, Thiết bị ngoại vi giao tiếp máy-máy: gồm thiết bị theo dõi kiểm tra Thiết bị ngoại vi truyền thông: Modem, Network Interface Card (NIC) Cấu trúc chung: [ Storm ] 12 13.Trình bày phương pháp ánh xạ địa cache ? Bộ nhớ có 2N byte nhớ dung N bit địa để địa hóa cho nhớ chia nhớ thành khối , khối có K = 2N-1 byte Có M = 2N/K khối, chia cache thành C đường, đường k byte nhớ : Cline +block C->line +block i-> line (I mod C) Giả sử cache có 2^(n2) ngăn nhớ , địa cpu phát n bit n1 xác định số byte khối 2^(n1)->byte n-n1 bit lại :xác định khối nằm nhớ n2 bit tiêp theo xác định đường cache , lại trường tag block dc ghi vào cache cần chỗ để ghi tag (biêt dc đường nằm cache ) so sánh : thong dịch địa so sánh nối vào Nhược điểm phương pháp có vị trí cố định cache cho khối cho xảy chương trình muốn tham vấn lại từ nhớ từ khối khác dc ánh xạ vào đường ,,khi khối tiếp tục dc trao đổi cache , tỉ lệ thành công giảm xuống - Ánh xạ liên kết hoàn toàn : (kiểu cache thứ dc gọi cache lien kết ,nó bao gồm số dòng (slot,line) , dòng giống ghi có trường liệu.) phương pháp khắc phục nhược điểm cách cho phép khối nhớ dc nạp vào đường cache ,trong trường hợp n bit chia làm trường : tag & word cpu phát địa so sánh vs tất tag dc ghi cache , có tag cache trùng vs tag địa chit hit in cache - Ánh xạ liên kết tập hợp: chia cache thành tập hợp , tập hợp có m đường ánh xạ : +block 0-> set +…… +block i-> set (i mod S) Địa : Tag set n1 Ví dụ : cho nhớ 4GB, kich thước cache 16kb,kich thước khối 32 byte XĐ địa cpu phát theo phương pháp ánh xạ : [ Storm ] 13 Bộ nhớ có dung lượng 4gb=2^(32)B -> số bit địa cpu phat n=32 khối (block) có kich thước 32B=2^5B -> n1=5 TH1: ánh xạ trực tiếp : => số đường cache n2=16kb/(32byte)=2^14/(2^5) =2^9 -> n2=9 bit =>tag=329-5=18 bit TH2: lien kết hoàn toàn : tag=32-5=27 bit TH3: lien kêt tập hợp : số đường cache : n2=16kb/(32byte *2line)=2^14/(2^5*2)=2^8 => n2=8 bit-> tag=32-8-5=19 bit 14.Trình bày cấu trúc nhớ Cache nguyên tắc đọc Cache ? Cấu trúc nhớ cache: Bộ nhớ cache bao gồm C khe K từ nhớ số khe, hàng, coi số khối nhớ nhớ chinh(C c Khi h -> 0, cần phải tham chiếu nhớ cính lúc, thới gian truy xuất trung bình -> c+m Nguyên nhân: Khi xử lý cần đọc hay viết vị trí nhớ chính, tìm entry tương ứng cache Cache kiểm tra nội dung vị trí liệu yêu cầu cache line có địa Nếu xử lý tìm thấy vị trí liệu cache, cache hit xảy Tuy nhiên, xử lý khơng tìm thấy vị trí liệu cache, cache miss xảy 20 Các chế độ địa vi xử lý? Nêu rõ ưu nhược điểm chế độ - Định địa tức thì: • Khơng tham chiếu đến nhớ • Truy nhập tốn hạng nhanh • Dải giá trị tốn hạng bị hạn chế - Định địa ghi • Số lượng ghi → Trường địa chỉ cần bit • Khơng tham chiếu nhớ • Truy nhập tốn hạng nhanh • Tăng số lượng ghi → hiệu - Định địa trực tiếp • CPU tham chiếu nhớ lần để truy nhập liệu - Định địa gián tiếp qua ghi • Có thể gián tiếp nhiều lần • CPU phải thực tham chiếu nhớ nhiều lần để tìm tốn hạng → chậm • Vùng nhớ tham chiếu lớn - Định địa dịch chuyển [ Storm ] 17 21 Hãy trình bày kiểu hệ thống vi xử lý song song cách tổ chức song song máy tính sử dụng vi xử lý song song ? +Các kiểu hệ thống vi xử lý song song • Siêu đường ống (Superpipeline & Hyperpipeline) • Siêu vơ hướng (Superscalar) • VLIW (Very Long Instruction Word) [ Storm ] 18 22 Cấu trúc lệnh? Số địa lệnh? Cho ví dụ minh họa? Cấu trúc lệnh gồm phần: - Mã thao tác: mã hóa cho thao tác mà xử lý phải thực - Địa toán hạng nơi chứa toán hạng mà thao tác tác động o Toán hạng nguồn: liệu vào thao tác o Toán hạng đích: liệu thao tác Số lượng địa toán hạng lệnh - địa toán hạng o toán hạng nguồn, toán hạng đích o c=a+b - địa tốn hạng o Một toán hạng vừa toán hạng nguồn vừa tốn hạng đích; tốn hạng lại tốn hạng nguồn o a=a+b - địa toán hạng o Một toán hạng lệnh - địa toán hạng Các toán hạng ngầm định, Sử dụng Stack, Ví dụ: push a push b add pop c có nghĩa : c = a+b 23 Quá trình đọc ghi nhớ máy tính Q trình đọc nhớ: - CPU đưa địa ô nhớ cần đọc vào địa - Mạch giải mã xác định địa ô nhớ - CPU gửi tín hiệu điều khiển đọc vào nhớ Nội dung ô nhớ cần đọc đưa ghi liệu - CPU đọc nội dung ghi liệu Quá trình ghi nhớ: - CPU đưa địa ô nhớ cần ghi vào ghi địa nhớ - Mạch giải mã xác định địa ô nhớ - CPU đưa liệu cần ghi vào ghi liệu nhớ - CPU gửi tín hiệu điều khiển ghi vào nhớ Nội dung ghi liệu ghi vào nhớ có địa xác định [ Storm ] 19 24 Trình bày mục đích nhớ ảo ? Ánh xạ địa nhớ ảo ? Sử dụng chế nhớ ảo nhằm giải vấn đề kích thước nhớ vợ lý không đủ chứa hệ điều hành với chương trình người sử dụng, đồng thời vấn đề vùng nhớ phải bảo vệ cách chắn để khỏi bị chương trình người sử dụng làm hỏng nhớ ảo dựa kết hợp nhớ với tốc độ cao nhớ trong(Ram) nhớ có tốc độ chậm nhớ phụ (ổ đĩa cứng), hoạt động quản lý MMU,sao cho quan điểm người lập trình người sử dụng tập hợp nhớ quan niệm nhớ với dung lượng lớn (gần dung lượng ổ đĩa cứng) lại làm việc tốc độ cao (gần tốc độ nhớ trong) Các kỹ thuật thực nhớ ảo: - Kỹ thuật phân trang: Chia không gianđịa nhớ thành trangnhớcó kích thước nằm liền kề Thơng dụng: kích thước trang = 4Kbytes Kỹ thuật phân đoạn: Chia không gian nhớ thành đoạn nhớ có kích thước thay đổi, đoạn nhớ gối lên Tường hợp định ví trí trang dựa vào bảng trang, địa nhớ vật lý xác định cách đặt kề số thứ trang vật lý với địa trang hình sau : [ Storm ] 20 Trong trường hợp định vị đoạn, dựa vào thông tin bảng đoạn, việc kiểm tra tính hợp lệ địa tiến hành Địa vật lý xác định cách cộng địa đoạn độ dời đoạn hình sau : [ Storm ] 21 25 Trình bày giải pháp đường ống lệnh (Pipeline) sơ đồ thời gian thực đường ống lệnh? Sơ đồ đường ống lệnh CPU giai đoạn? + Giải pháp đường ống lệnh (Instruction pipeling) : Chia chu trình lệnh thành cơng đoạn cho phép thực gối lên (như dây chuyền lắp ráp) + Biểu đồ thời gian đường ống lệnh: [ Storm ] 22